8.5. Вимірювання швидкості руху повітря

У приміщеннях з повітряними потоками необхідно контролювати швидкість руху повітря, оскільки переміщення повітря понад 0,2 - 0,5 м/с може привести до переохолодження тіла людини, а відповідно, і до простудних захворювань.

Для вимірювання|виміру| швидкості руху повітря використовують кататермометри і анемометри різних конструкцій.

Кататермометри використовують для вимірювання|виміру| малих швидкостей руху повітря від 0,04 до 2 м/с. Цим приладом є видозмінений спиртовий| термометр, капіляр якого вгорі|угорі| розширений, а знизу має кульовий або циліндровий резервуар, звідси і назва - кульовий і циліндровий кататермометри.

Для вимірювання|виміру| швидкості від 0,3 до 5 м/с використовують крильчатий| анемометр АСО-3, а від 1 до 20 м/с - чашковий анемометр типу|типа| МС-13.

Принцип дії крильчатого і чашкового анемометрів однаковий. Крильчатка анемометра встановлюється в робочій зоні назустріч повітряному потоку. Через І0-20 с після того, як крильчатка почне обертатися з постійною швидкістю, включають лічильник приладу і секундомір. Час кожного вимірювання – 100 с.

В даний час|нині| все більш| широке застосування|вживання| отримують|одержують| електронні анемометри, які дозволяють швидко і точно визначати швидкість вітру в широкому діапазоні. Це такі прилади, як ЕА 3000, ЕА 3050 та інші.

8.6. Терморегуляція орагнізму| людини і вплив на неї метеорологічних чинників

Температура, вологість, швидкість повітряного потоку, інфрачервоні випромінювання в приміщенні можуть істотно впливати і на організм людини. Надійним захистом від негативного впливу мікрокліматичних умов є шкірний покрив людини. Він, як захисний екран, також захищає людину від проникнення патогенних мікроорганізмів. Маса шкірного покриву складає в середньому близько 20 % від маси тіла. За оптимальних умов середовища, шкірний покрив виділяє за добу до 650 грам вологи і 10 грам CO₂. При критичних ситуаціях за годину організм тільки через шкірний покрив може виділити від 1 до 3,5 л води і значної кількості солей.

Центральна нервова система людини для забезпечення життєдіяльності має механізми, які до певної межі знижують вплив шкідливих і небезпечних чинників|факторів| навколишнього середовища. Одним з таких чинників|факторів| є|з'являється| температура повітря.

При зміні температури навколишнього середовища, температура тіла зберігається постійною за рахунок рівноваги між теплопровідністю і тепловіддачею. В результаті окислювально-відновних процесів при засвоєнні їжі, в організмі людини утворюється тепло. На роботу м'язів витрачається лише 1/8 всього тепла, що виробляється, решта виділяється в навколишнє середовище для підтримки теплового балансу організму. Навіть в умовах повного спокою в організмі дорослої людини виробляється близько 7,5106 Дж/доб теплової енергії. При фізичній роботі тепловиділення збільшується до 2,1107 -..2.5×10⁷ Дж/доб.

Людський організм віддає або сприймає теплову енергію шляхом конвекції, випромінювання, теплопровідністю і випаровування. У повсякденному житті теплообмін людини частіше відбувається в результаті конвекції і випромінювання. Проте, має місце і теплопровідність, коли людина безпосередньо контактує поверхнею тіла з предметами (устаткування і тому подібне). Вищевикладені способи перенесення теплової енергії забезпечують теплообмін між тілом і навколишнім середовищем. При цьому надмірне тепло віддається в навколишнє середовище: через органи дихання – близько 5 %, випромінюванням – 40 %, конвекцією – 30 %, випаровуванням – 20 %, при нагріванні їжі і води в травному тракті – до 5 %.

Несприятливі умови можуть викликати|спричиняти| перенапруження|перенапругу| механізму терморегуляції, що веде до перегріву|перегрівання| або переохолодження організму.

Конвекцію, випромінювання, теплопровідність| ще називають загалом, явною тепловіддачею. Співвідношення складових тепловіддачі, їх кількісні характеристики досить добре вивчені.

Втрати теплоти шляхом випромінювання визначається випромінюючою здатністю|здібністю| поверхні тіла і температурою навколишніх|довколишніх| огорож|обгороджувань| і предметів (стіни, вікна, меблі). Кількість цього тепла складає близько 42 – 52 % від всієї кількості тепла, що віддається.

Відведення|відвід| теплоти за рахунок випаровування води залежить від кількості прийнятої їжі і від величини вироблюваної мускульної (фізичною) роботи.

Тепловіддачу випаровуванням можна розділити на дві складові, що утворюються в результаті|унаслідок| невидимого випаровування і потовиділення|випоту|.

При температурі нижче за температуру шкіри людини кількість випаровуваної вологи залишається практично постійною. При вищих температурах вологовіддача| зростає. Потовиділення|випіт| починається|розпочинає| при температурі навколишнього|довколишнього| повітря 28 – 29 ⁰С.

Людський організм має можливість|спроможність| за допомогою механізму терморегулювання підтримувати постійну температуру тіла. Кажучи, про постійність|незмінність| температури, мається на увазі температура внутрішніх органів так, як поверхнева|поверхова| температура різних ділянок тіла значно розрізняється. За нормальних умов внутрішня температура організму підтримується на рівні 37 + - 0,5 ⁰С. Механізм регулювання температури людського організму розділяють на процеси хімічної регуляції, пов'язані з теплопродукцією|, і процеси фізичної регуляції, пов'язані з тепловіддачею. Обидва механізми управляються нервовою системою.

Терморегуляція – це здатність організму регулювати теплообмін з навколишнім середовищем, підтримуючи температуру тіла на постійному рівні(36,6 +-0,5 ⁰С). Підтримка теплообміну відбувається шляхом збільшення або зменшення передачі тепла в навколишнє середовище (фізична терморегуляція) або зміни кількості тепла, що виробляється в організмі (хімічна терморегуляція).

За комфортних умов кількість тепла, що виробляється, в одиницю часу дорівнює кількості тепла, що віддається в навколишнє середовище, тобто наступає рівновага – тепловий баланс організму.

Фізична терморегуляція. В умовах, коли температура навколишнього середовища значно нижче 30 ⁰С і вологість менше 75 %, діють всі види теплообміну: Якщо температура навколишнього середовища вища за температуру шкірного покриву, то відбувається поглинання тепла організмом. При цьому тепловіддача здійснюється лише шляхом випару вологи з поверхні тіла і верхніх дихальних шляхів за умови, що повітря ще не насичене водяними парами. При високій температурі навколишнього середовища механізм тепловіддачі пов'язаний з пониженням теплопровідності, посиленням потовиділення.

При температурі повітря 30 ⁰С і значному тепловому випромінюванні від нагрітих поверхонь устаткування настає перегрів організму, спостерігається наростаюча слабкість, головний біль, шум у вухах, спотворення колірного сприйняття, можливий тепловий удар. Судини шкіри різко розширюються, шкіра рожевіє за рахунок збільшення притоки крові. Надалі посилюється рефлекторна робота потових залоз, і волога виділяється з організму. При випарі 1 літра води виділяється 2,3 × МДж теплової енергії. При високих температурах навколишнього повітря у людини відбувається бурхливе потовиділення. У таких умовах він за зміну може втратити до 5 кг своєї маси за рахунок вологи. Разом з потом організм виділяє велику кількість солей, головним чином, хлористого натрію, а також калій, кальцій, вітаміни. Щоб запобігти порушенню водно-сольового обміну при виконанні важкої фізичної роботи в зоні підвищеної температури, необхідно проводити редегідратацію організму, наприклад, працівники повинні пити підсолену воду (0,5 %-ный розчин з вітамінами).

При високих температурах відбувається|походить| велике навантаження на серцево-судинну систему. При перегріві|перегріванні| збільшується, а потім зменшується виділення шлункового соку, тому можливі захворювання шлунково-кишкового тракту. Рясне|багате| виділення поту|пота| знижує кислотний бар'єр шкіри, від чого виникають гнійничкові захворювання. Висока температура зовнішнього середовища|середовища| підсилює|посилює| ступінь|міру| отруєнь при роботі з|із| хімічними речовинами.

Хімічна терморегуляція. Хімічна терморегуляція відбувається в тих випадках, коли фізична терморегуляція не забезпечує тепловий баланс. Хімічна терморегуляція полягає в зміні швидкості протікання окилювально-відновлювальних реакцій в організмі: швидкості спалювання поживних речовин і, відповідно, енергії, що виділяється. При невисокій температурі навколишнього середовища відбувається збільшення теплоутворення, а при підвищеній – зменшення. Переохолодження може мати місце при низькій температурі, особливо в поєднаннях з високою вологістю і рухливістю повітря. Підвищення вологості і рухливості повітря знижує термічний опір повітряного прошарку між шкірним покривом і одягом. Охолоджування ж організму (гіпотермія) є причиною міозитів, невритів, радикулітів, а також простудних захворювань. У особливо важких випадках дія низьких температур приводить до обмороження, і навіть до смерті.

При низькій температурі терморегуляція спостерігається звуження судин, підвищення обміну речовин, використання вуглеводних ресурсів і ін. Залежно від дії тепла або холоду значно міняється просвіт периферичних судин. У зв'язку з цим змінюється кровообіг: наприклад, для кисті і передпліччя при низькій температурі навколишнього середовища воно може зменшитися в 4 рази, а при високій температурі – збільшується в 5 разів. При дії холоду циркуляція крові перерозподіляється, активізується м'язова діяльність – з'являється тремтіння, «гусяча шкіра». Тому взимку в холодних кліматичних поясах збільшується споживання жирів, вуглеводів, білків – основних енергетичних джерел в організмі. При низьких температурах велика вологість несприятлива. У вологу погоду при температурі 0-8 ⁰С можливе переохолодження і навіть обмороження. До поширеного явища, що виникає при роботі в умовах низьких температур, відноситься спазм судин, який виявляється побілінням шкіри, втратою чутливості, утрудненням рухів. Насамперед схильні до цього процесу пальці рук і ніг, кінчики вух. У цих місцях з'являються припухлість з синюватим відтінком, свербіння і паління. Ці явища довго не зникають і повторно відбуваються навіть при незначному охолоджуванні. Переохолодження знижує захисні сили організму, привертає до захворювань органів дихання, насамперед до гострих респіраторних захворювань, загострень суглобового і м'язового ревматизму, появи крижово-поперекового радикуліту.

Істотну роль на життєдіяльність людини надає вологість повітря. Вологість більше 80 % порушує процеси фізичної терморегуляції. Фізіологічно оптимальною є відносна вологість 40-60 %. Відносна вологість менше 25 % приводить до висихання слизистих оболонок і зниження захисної діяльності епітелію верхніх дихальних шляхів, що приводить до ослаблення організму і знижується працездатність.

Людина зачинає відчувати рух повітря при швидкості 0,1 м/с. Легкий рух повітря при звичайних температурах сприяє хорошому самопочуттю. Велика швидкість руху повітря веде до сильного охолоджування організму. Висока вологість повітря і слабкий рух повітря істотно зменшують випар вологи з поверхні шкіри. У зв'язку з цим, санітарними нормами мікроклімату виробничих приміщень встановлені оптимальні і допустимі параметри мікроклімату виробничих приміщень. Метеорологічні і мікрокліматичні умови грають найважливішу роль в праці і відпочинку. Особливого значення набуває оцінка і облік санітарно-гігієнічних умов для працівників, що виконують велику частку своїх функціональних обов'язків, таких як ліквідація наслідків аварій, стихійних лих, надання допомоги населенню, оточення небезпечних ділянок і так далі, на робочих місцях, будівель, що знаходяться зовні, і споруд. При температурі повітря 25-33 ^оС передбачений спеціальний режим роботи і відпочинку при обов'язковому кондиціонуванні повітря. При температурі 33 ^оС роботи на відкритому повітрі мають бути припинені.

У холодний період року (температура зовнішнього повітря нижче 10 ^оС⁾ режим праці і відпочинку залежить від температури і швидкості повітря, а в північних широтах – від ступеня жорсткості погоди. Ступінь жорсткості характеризується температурою і швидкістю руху повітря. Збільшення швидкості повітря на 1 м/с відповідає пониженню температури повітря

на 2 ^оС

Метеорологічні умови можуть вплинути на продуктивність праці, їх негативна дія може привести до накопичення стомлення і ослаблення|ослаблення| організму і, як наслідок, до нещасних випадків і розвитку професійні захворювань.

При першому ступені жорсткості погоди (-25 ^оС) передбачаються 10-хвилинні перерви на відпочинок і обігрів через кожну годину роботи. При другому ступені (від -25 до -30 ^оС) передбачаються 10-хвилинні перерви через кожних 60 хвилин від початку роботи і після обіду і через кожних подальші 50 хвилин роботи. При третьому ступені жорсткості (від -35

до -45 ^оС передбачаються перерви на 15 хвилини через 60 хв. від початку зміни і після обіду і через кожних 45 хвилин роботи. При температурі навколишнього повітря нижче -45 ^оС роботи на відкритому повітрі ведуться у виняткових випадках зі встановленням певних режимів праці і відпочинку.

Параметри мікроклімату оцінюються|оцінюють|:

як оптимальні, якщо середні значення і результати не менше 2/3 вимірів|вимірювань| знаходяться|перебувають| в межах оптимальних величин;

як допустимі, якщо середні значення і результати не менше 2/3 вимірів|вимірювань| знаходяться|перебувають| в межах допустимих величин;

як невідповідні, якщо середні значення і результати більше 2/3 вимірів|вимірювань| не відповідають допустимим.

Комплексну оцінку стану мікроклімату при тих, що змінюються одночасно параметрах проводять по величині еквівалентно-ефективної температури. Еквівалентно-ефективна температура – це така температура повітря, яка відповідає певному поєднанню трьох параметрів мікроклімату. Їх поєднання може створювати комфортні або дискомфортні мікрокліматичні умови, які ведуть до перегріву або переохолодження організму. Оцінити метеорологічні умови можна, використовуючи номограму для робочої зони виробничих приміщень.

При підвищенні температури повітря від 26 до 28 ^оС швидкість повітря повинна збільшитися від 0,5 до 3 м/с. Але завжди можна підібрати швидкість руху повітря і його відносну вологість, коли поєднання трьох параметрів складає комфортні умови при даній температурі.