Защита от естественных опасностей, обеспечением комфортных условий жизнедеятелъности

2.1. Теплообмен человека с окружающей срfдой

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения и составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 ВТ (при тяжелой работе). Чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потере трудоспособности, быстрому утомлению, потере сознания и тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя тем-пература тела около 36,5 ⁰С; зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высо-кой температуре воздуха она может повышаться от нескольких десятых градуса до 1 – 2°С. Наивыс-шая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет 43 ⁰С, минимальная –25 ⁰С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Её температура меняется в довольно значительных пределах и под одеждой составляет·30 -34 ⁰С. При неблагоприятных погодных условиях на отдельных участках тела температура может понижаться 20 ⁰С, а иногда и ниже.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой т. е. когда имеет место тепловой баланс Q_тo = Q_тп. В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей, происходит рост температуры внутренних органов и тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко». Напротив, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем производит человек, то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «холодно».

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Q_к в результате омывания тела воздухом, излучением на окружающие поверхности Q_л и в процессе тепломассообмена О_тм при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании О_д.

Q_тп = Q_к + Q_л + О_тм + О_д

Анализ позволяет сделать вывод, что тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс в системе человек - среда обитания зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки организма.

Параметры - температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма - характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием. Остальные параметры -температура, скорость, относительная влажность атмосферное давление окружающего воздуха - получили название параметров микроклимата,

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способ-ствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости воздуха ухудшает самочувствие, так как

способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении влаги.

Количество теплоты, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от того или иного параметра микроклимата. Так, величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.

Излучение теплоты происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру, чем температура поверхности одежды и открытых частей тела человека. При высоких температурах окружающих поверхностей (свыше 30 ⁰С) теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплоотдача излучением идет в обратном направлении — от горячих поверхностей к человеку.

Отдача теплоты при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами, зависит от температуры воздуха, интенсивности работы, выполняемой человеком, от скорости движения окружающего воздуха и его относительной влажности.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 30 ⁰С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 ⁰С. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиент ее не должен выходить за пределы 5 ⁰С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при t_ос > 30 ⁰С, так как при этом почти все выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микробами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30 ... 70 %.

ИК излучение оказывает на человека в основном тепловое действие. Поглощение в коже, тканях!!

Облучение организма малыми дозами лучистой теплоты полезно, но значительная интенсивность теплового излучения и высокая темпеpaтypa воздуха могут оказать неблагоприятное действие на человека. Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м² не вызывает неприятного ощущения, при 1050 BT/ м² уже через 3 – 5 мин на поверхности кожи появляется неприятное жжение (температура кожи повышается на 8 ... 10⁰С, а при 3500 вт/м² через несколько ceкунд возможны ожоги.

Интенсивность теплового облучения на отдельных рабочих местах может быть значительной. Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 BT/ м².

Атмосферное давление оказывает существенное влияние на процесс дыхания и самочувствие человека. Если без воды и пиши человек может прожить несколько дней, то без кислорода - всего несколько минут.

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными; Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата npоизводственных помещений. Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года вве-дено понятие периода года. Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характе-ризуется среднесуточной температурой наружного воздуха + 10 ⁰С и выше, холодный -ниже +10 ⁰С.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматuческие условия - это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работо-способности. Дoпycтuмыe микроклиматuческие условия - это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные ощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.