Микроклимат

   Необходимым и обязательным условием эффективной производственной деятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий, т.е. микроклимата. При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой производительности труда и предупреждения заболеваний.     Под производственным микроклиматом понимается климат ограниченной территории, пространства с соответствующими метеорологическими параметрами атмосферы, где человек осуществляет профессиональную трудовую деятельность.

   Особенность производственного микроклимата заключается в том, что он формируется как под влиянием климата местности, т.е. наружной атмосферы, так и под влиянием целенаправленного изменения этих параметров (отопление, вентиляция). В некоторых случаях воздействие данных факторов значительно изменяет физические свойства окружающей воздушной среды, создавая специфические метеорологические условия на рабочих местах, что особенно остро проявляется в закрытых помещениях. В связи с этим различают следующие виды микроклимата:

   Подавляющее большинство работников выполняют свою работу при различных комбинациях метеорологических элементов, составляющих микроклимат: высоких (или низких) температурах воздуха, чередующихся с нормальной; высокой или низкой влажностью; со значительной интенсивностью инфракрасного излучения (или, наоборот, с радиационным охлаждением); с большой или малой подвижностью воздуха. кроме того, значительное количество работников занято на работах на открытом воздухе (строительство, геология, сельское хозяйство и др.), в неотапливаемых помещениях (строительство, изготовление крупногабаритных изделий в машиностроении, складское хозяйство, элеваторы и т.д.), морозильных камерах (пищевая и перерабатывающая промышленность). Все эти возможные сочетания параметров микроклимата по-разному влияют на тепловой обмен и тепловое состояние человека, его самочувствие, работоспособность и состояние здоровья, и могут быть условно сведены к трем видам:

Влияние микроклимата на организм человека

   Микроклимат оказывает существенное влияние на организм человека. Все жизненные процессы в организме обеспечивают энергией двигательную активность, меньшая часть которой затрачивается на выполнение полезной работы, а большая часть преобразуется в тепловую энергию. Это непрерывное выделение теплоты в окружающую среду, количество которой меняется от 85 (в состоянии покоя) до 500 Вт (при тяжелой физической работе), обеспечивает нормальное протекание физиологических процессов. Обязательным условием жизнедеятельности является полное отведение выделяемой организмом человека теплоты (теплопродукции) в окружающую среду или защита организма человека от чрезмерной отдачи тепла во внешнюю среду. Нарушение теплового баланса ведет к перегреву или переохлаждению и, в дальнейшем, к нарушению функционального состояния работника, снижению и потере трудоспособности, возникновению несчастных случаев, травм. В конечном итоге, при перегреве возможны потеря сознания и летальный исход, при переохлаждении – замерзание. Менее выраженные отклонения комбинаций параметров микроклимата, обеспечивающих комфортное состояние человека, способствуют продлению временной нетрудоспособности, возникновению профессиональной патологии.

Теплообмен

   Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией, за счет отдачи тепла с поверхности тела человека менее нагретым, притекающим к нему слоям воздуха, теплопроводностью через одежду, излучением на окружающие поверхности, в процессе испарения влаги (пота) с поверхности кожи, при дыхании, а также за счет нагрева вдыхаемого воздуха.
   Преобладание того или иного процесса теплоотдачи зависит от температуры среды, скорости движения воздуха, относительной влажности, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки на организм. Если температура окружающего воздуха соответствует температуре кожи, отдача тепла конвекцией прекращается, в случае же ее превышения происходит не отдача, а восприятие конвекционного тепла.
    Одежда уменьшает теплоотдачу. Теплоизолирующие свойства одежды зависят от толщины используемых материалов и их качества. В производственных условиях отдача тепла излучением является одним из основных путей теплообмена человека с окружающей средой. Тепло отдается организмом тогда, когда температура стен, пола, потолка, а также поверхностей оборудования ниже температуры поверхности тела человека (32-33°С).
    В тех случаях, когда температура окружающих поверхностей выше температуры тела, происходит не потеря, а восприятие тепла.
    При повышении температуры воздуха и окружающих поверхностей, когда отдача тепла конвекцией и излучением уменьшена, основным путем отдачи тепла организмом является испарение.
    При испарении 1 г воды организм теряет около 2,5 кДж теплоты. испарение происходит в основном с поверхности кожи и, в существенно меньшей степени, через дыхательные пути (10-20%). В комфортных условиях при теплообмене организм выделяет около 1 л жидкости в сутки. При тяжелой физической работе и температуре воздуха более 30°с количество теряемой организмом жидкости может достичь 10-12 л в сутки. При интенсивном потоотделении, если пот не успевает испариться, наблюдается выделение его в виде капель. При этом влага на коже препятствует отдаче теплоты. такое потоотделение ведет только к потере воды и солей, но не выполняет основную функцию – усиление отдачи теплоты.
    Соблюдение теплового баланса не является единственным условием теплового комфорта человека. Должны учитываться и другие условия, касающиеся ограничения доли теплоотдачи за счет испарения влаги с поверхности кожи (не более 30%), уровня средневзвешенной температуры кожи и температуры кожи отдельных участков тела.

Переохлаждаться нельзя

    Одним из наиболее распространенных состояний является переохлаждение организма человека, обусловленное воздействием низкой отрицательной температуры воздуха.
    Состояние, когда температура тела человека понижена за счет низкой температуры, повышенной подвижности и влажности воздуха, называется состоянием гипотермии. Это состояние характеризуется появлением мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту. Мышечная дрожь является защитной реакцией, способствующей задержке снижения температуры внутренних органов. В тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти. состояние гипотермии может развиться не только при отрицательных температурах воздуха, но и при положительных, как правило, не более 8°С. Гипотермии способствует нахождение во влажной одежде и т.п.
    В ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приспособления к холоду. Переохлаждение организма, вызванное низкой температурой воздуха, усиливающееся при повышенной относительной влажности, может носить местный и общий характер. Местное и общее переохлаждение организма является причиной многих заболеваний: острых респираторных заболеваний, ангин, невралгий, радикулитов, миозитов, отитов, циститов, гломерулонефрита.
    Оно способствует развитию обострений язвенной болезни, аллергической патологии, снижению иммунитета. любая степень переохлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что приводит к уменьшению работоспособности, изменению двигательной реакции, нарушению координации и точности выполнения рабочих операций. Переохлаждение является причиной возникновения обморожений – образованию в живых тканях льда.

И перегреваться не стоит

    При накоплении избыточной теплоты в организме человека развивается состояние перегрева – гипертермии различной степени выраженности.
    Острая гипертермия характеризуется повышением температуры тела до 38-40°с, потоотделением более 200 г/ч, учащением пульса, головокружением, нарушением зрительного восприятия. Возникновению состояния гипертермии способствует сочетание высокой температуры воздуха с высокой влажностью, препятствующей отдаче тепла испарением. При гипертермии наблюдается вялость, головная боль, тошнота, учащенные сердцебиение, рвота, возможно периодическое нарушение сознания.
    Клиническая симптоматика при судорожной форме гипертермии характеризуется нарастанием вышеперечисленных симптомов, появлением судорог, обусловленных потерей с потом большого количества влаги и сопутствующим ей резким уменьшением количества и соотношения минеральных солей, электролитным дисбалансом.
    При воздействии нагревающего микроклимата характерно и возникновение такого состояния, как хронический перегрев.
Последний может возникать при длительном и постоянном пребывании, особенно во время работы, в среде с температурой воздуха более 26-28°с, при влажности более 80% и низкой подвижности, менее 0,3 м/с.
    Хроническая гипертермия отрицательно влияет на здоровье и работоспособность человека, способствует возникновению хронических гипоксических состояний, усугубляет течение имеющихся хронических заболеваний. Это, в частности, проявляется в нарушении водно-электролитного обмена, увеличении нагрузки на мышцу сердца, гипертрофии (дистрофии) миокарда, поражении сосудов нижних конечностей (облитерирующий эндартериит), увеличении нагрузки на мочевыделительную систему, снижении работоспособности.

Оптимальные параметры микроклимата

    В настоящее время параметры микроклимата производственных помещений регламентированы СанПиН № 9-80-98 «Гигиенические требования к параметрам микроклимата производственных помещений», утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача республики Беларусь от 25 марта 1999 г. № 12 «о введении в действие санитарных правил и норм» (далее – СанПиН).
    При оптимальных микроклиматических условиях обеспечивается общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции. Эти условия не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Оптимальные величины показателей микроклимата должны соблюдаться на рабочих местах, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервноэмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.), при выполнении работ на ПЭВМ и др.
    Для гигиенической регламентации параметров микроклимата существенное значение имеет определение работ и отнесение их к определенной категории по интенсивности энергозатрат (в Ккал/ч (Вт)).
    К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 Ккал/ч (139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).
    К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 Ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи; контролеры, мастера в различных видах производства т.п.).
    К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 Ккал/ч (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).
    К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 Ккал/ч (223-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
    К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 250 Ккал/ч (290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
   Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в таблице 1, применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.
    Перепады температуры воздуха по вертикали и горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2°с и превышать величины, указанные в таблице 1 для отдельных категорий работ.
    Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены (40 часов в неделю).
    Они не вызывают нарушений состояния здоровья, но могут привести к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.
    Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 2 применительно к выполнению работ различных категорий тяжести в холодный и теплый периоды года.

Таблица 1

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

 

 

Таблица 2

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

 

___________________________________________________
*При температурах воздуха 25°С и выше максимальные величины относительной влажности воздуха и скорости движения воздуха должны приниматься в соответствии с требованиями, приведенными ниже:

 – при категориях работ Iа и Iб – 4°С;
 – при категориях работ IIа и IIб – 5°С;
 – при категории работ III – 6°С.
    При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы величин, указанных в таблице 2 для отдельных категорий работ.
   При температуре воздуха на рабочих местах 25°С и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы:
   • 70 % – при температуре воздуха 25°С;
   • 65 % – при температуре воздуха 26°С;
   • 60 % – при температуре воздуха 27°С;
   • 55 % – при температуре воздуха 28°С.
    При температуре воздуха 26-28°С скорость движения воздуха, указанная в таблице 2 для теплого периода года, должна соответствовать диапазону:

   Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.) должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работников от производственных источников

 

    Допустимые величины интенсивности инфракрасного (теплового) облучения работников источниками излучения, нагретыми до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать 140 Вт/м2.
    При этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты (СИЗ), в том числе средств защиты лица и глаз.
    При наличии теплового облучения работающих температура воздуха на рабочих местах не должна превышать вне зависимости от категории работ следующих величин:

   В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия микроклимата следует рассматривать как вредные и опасные.

Профилактика неблагоприятного воздействия микроклимата

    В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть проведены защитные мероприятия (например, установка системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого, выдача спецодежды и других СИЗ, выделение помещения для отдыха и обогревания).
    Температура наружных поверхностей технологического оборудования, ограждающих устройств, с которыми соприкасается в процессе работы исполнитель, не должна превышать 45°С.
    Для оценки действия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС), измерение которого производится с помощью специального оборудования. регламентация времени работы в пределах рабочей смены в условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата рекомендуется производить в соответствии с таблицами 4.1, 4.2.

Таблица 4.1

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин

 

 

Таблица 4.2

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин

 

 

Измерение показателей микроклимата

    Измерения показателей микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период года – в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5°С, в теплый период года – в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5°С. Частота измерений в оба периода года определяется стабильностью производственного процесса, а также функционированием технологического и санитарно-технического оборудования.
  Измерения должны проводиться на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них. При наличии источников локального тепловыделения (печи, камеры, открытые ванны и т.д.) измерения следует проводить на каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных от источников термического воздействия или выделения влаги.
    При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,5 м.
    В отдельных случаях требуется определить теплоощущения человека в тех или иных внешних условиях. наиболее часто в этих условиях метод определения средневзвешенной температуры тела человека требует специального оборудования и значительных трудозатрат. Более простым является субъективный метод. Субъективная оценка отражает субъективную характеристику теплового состояния человека (микроклимата помещения). Она может быть индивидуальной или групповой, при этом последняя основывается на результатах опроса однородной группы людей, находящихся в одинаковых микроклиматических условиях.
    При такой оценке обычно используют семь характеристик теплоощущений: «очень холодно», «холодно», «прохладно», «комфортно», «тепло», «жарко» и «очень жарко». В субъективной оценке теплового самочувствия человека при неблагоприятном микроклимате применяют дополнительные характеристики, такие как «душно», «влажно», «ветрено» и т. п.
    Весьма информативной и доступной (даже в обычных условиях, на объекте) является оценка теплового состояния человека путем сравнения температур кожи лба и кисти. В условиях теплового комфорта у здорового взрослого человека температура кожи лба составляет 32,5-33,5°С, кисти – 29-30°С, разница между ними в норме 3-4°С.
    Поскольку дистальные участки тела охлаждаются быстрее, то при снижении температуры воздуха указанная разница увеличивается, при повышении – уменьшается.
    Соответственно динамике температуры воздуха изменяются и теплоощущения человека, представленные в таблице 5.

Таблица 5

Зависимость теплоощущений человека от температуры воздуха и разницы температур кожи лба и тыльной стороны кисти

 

 

Общая профилактика

   Профилактика неблагоприятного воздействия параметров микроклимата заключается в приведении параметров микроклимата к оптимальным (допустимым) значениям.
    Основным путем «оздоровления» условий труда в горячих цехах является изменение технологических процессов в направлении ограничения (экранирования) источников тепловыделений и уменьшения времени контакта работающих с нагревающим микроклиматом. Достигнуть уменьшения контакта работников с источниками теплового излучения и влагой, поступающей в воздух рабочей зоны, можно при помощи широкой автоматизации и механизации технологических процессов, герметизации производственного оборудования, перехода от циклических процессов производства к непрерывным, а также уменьшения физических усилий, напряжения внимания и предупреждения утомления работников.
    Значительно уменьшаются теплоизлучение и поступление лучистого и конвекционного тепла в рабочую зону при применении средств теплоизоляции и экранирования. Расчеты показывают, что теплоизоляция стенок термических печей, снижающая температуру их поверхности со 130 до 50°С уменьшает тепловыделение в 5 раз. Весьма эффективной защитой от лучистого тепла являются отражательные экраны и водяные завесы. Слоя воды в 10 мм достаточно, чтобы поглотить всю тепловую радиацию от открытой нагревательной печи. Многослойные экраны практически полностью отражают тепловое излучение от стенок высокотемпературных агрегатов и оборудования. На некоторых рабочих местах, например, на постах и пультах управления литейным оборудованием, в кабинах машинистов кранов, электрогазосварщиков, целесообразно наряду с отражающими экранами применять охлаждение стен или устанавливать охлаждаемые (до +5°с) экраны, усиливающие теплоотдачу за счет излучения.
    В производственных помещениях с наличием мощных источников конвекционного и лучистого тепла одной из важных мер по нормализации метеорологических условий является аэрация, обеспечивающая беспрепятственный выход нагретого воздуха через шахты и окна в верхней зоне помещений. однако одна аэрация не может обеспечить благоприятного микроклимата на всех рабочих местах, поэтому следует применять системы вентиляции и местного воздушного душирования.

Меры личной профилактики

   Среди мер личной профилактики перегревания существенное значение имеет правильная организация питьевого режима. При значительных потерях влаги (более 3,5 кг за смену) и значительном времени облучения инфракрасной радиацией (50% рабочего времени и более) применяется охлажденная (до +8°с) подсоленная (0,3% поваренной соли) газированная вода с добавлением витаминов. Эффективна замена воды охлажденным черным или зеленым чаем. При меньших потерях влаги расход солей восполняется с приемом пищи.
    Для предупреждения неблагоприятных сдвигов, обусловленных тепловой нагрузкой существенное значение имеет соблюдение специального режима труда с обязательными перерывами в работе. Введение перерывов на протяжении смены способствует восстановлению функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
    Благоприятное воздействие после тепловых нагрузок оказывают гидропроцедуры в виде полудушей, устанавливаемых вблизи от места работы. В значительной степени защищает от перегревания спецодежда, которая должна быть воздухо- и влагопроницаемой, обладать определенными теплозащитными свойствами и в отдельных случаях отражать инфракрасную радиацию.
    Для предупреждения переохлаждения организма при работе на холоде необходимо предупреждать сильное охлаждение работников и обеспечивать их быстрое согревание с целью своевременной нормализации физиологических сдвигов, наступивших в результате воздействия холода. Теплая одежда предупреждает чрезмерное охлаждение организма человека. Физические свойства ее, помимо теплозащитных качеств, должны обеспечивать беспрепятственное испарение пота с поверхности кожи, т.к. задержка испарения будет вызывать смачивание тканей одежды и тем самым способствовать увеличению потери тепла организмом.
    При работах на холоде в отдельных случаях важным является применение устройств местного лучистого обогрева (на постоянных рабочих местах) или организация периодических перерывов в работе с целью согревания в специальных теплых помещениях, расположенных не далее 75 м от рабочих мест в помещении и 150 м на территории предприятия. температура воздуха в этих помещениях должна быть не меньше 23°С.
    Работники, постоянно или периодически осуществляющие свою трудовую деятельность в неблагоприятных микроклиматических условиях, должны регулярно проходить медицинский осмотр с участием профпатолога.

(Журнал "Охрана труда и техника безопасности" №5)