Читайте также

Главная  Лучшие    Популярные   Список   Добавить
Статьи » ОБЖ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЧЕЛОВЕКА

ОБЖ Теплообмен человека с окружающей средой. Одним из необходимых условий нормаль-ной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеоро-логические условия, или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окру-жающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных кли-матических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (при тяжелой рабо-те). Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая ор-ганизмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового ба-ланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потери трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.
Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является сред-няя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха температура тела может по-вышаться от нескольких десятых градуса до 1...2 °С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43 °С, минимальная +25 °С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30...34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может по-нижаться до 20 °С, а иногда и ниже.
Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Qтп человека пол-ностью воспринимается окружающей средой Qтo, т.е. когда имеет место тепловой баланс Qтп = Qro . В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Qтп > Qтo), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. Теплоизоляция человека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лежа), от окружающей среды приведет к повышению температуры внутренних органов уже через 1 ч на 1,2 °С. Теплоизо-ляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5 °С и вплотную приблизится к максимально допустимой. В случае, когда окружающая среда вос-принимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Qтп < Qтo), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно.
Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Qk в ре-зультате омывания тела воздухом, теплопроводностью Qт , излучением на окружающие поверхно-сти Qл и в процессе тепломассообмена (Qтм=Qп+Qд) при испарении влаги, выводимой на поверх-ность кожи потовыми железами Qп и при дыхании Qд:

Qтп = Qк + Qт + Qл + Qтм.

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона:

Qк = &#61537;кFэ(tпов – tос),

где &#945;к – коэффициент теплоотдачи конвекций; при нормальных параметрах микроклимата &#945;к= 4,06 Вт/ (м •°С); tпов–температура поверхности тела человека (для практических расчетов зимой около 27,7 °С, летом около 31,5 °С); tос –температура воздуха, омывающего тело человека; Fэ –эффективная поверхность тела человека (размер эффективной поверхности тела зависит от положения его в пространстве и составляет приблизительно 50...80 % геометрической внешней поверхности тела человека); для практических расчетов Fэ= 1,8 м2. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно определить приближенно как &#945;к=&#955;/&#948;, где &#955;, – коэффициент теплопроводности газа пограничного слоя, Вт/ (м &#903;°С); &#948; –толщина пограничного слоя омывающего газа, м.
Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4...8 мм при скорости движения воздуха w = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении ат-мосферного давления (В) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха &#966;, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха.
На основании изложенного выше можно сделать вывод, что величина и направление кон-вективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха, т.е. Qк =f(toc;&#946;;w;&#966;).
Передачу теплоты теплопроводностью можно описать уравнением Фурье, где &#955;о –коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/ (м&#8729;°С); &#8710;о –толщина одежды человека м.
Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортиро-вания теплоты играет конвективная передача с потоком крови.
Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружа-ющих человека поверхностей. Он может быть определен с помощью обобщенного закона Стефана – Больцмана.
Спр–приведенный коэффициент излучения, Вт/ (м2сти К4);
где F1– площадь поверхности, излучающей лучистый поток, м2; &#968;1-2–коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей F1 и F2 и показывающий долю лучистого по-тока, приходящуюся на поверхность F1 от всего потока, излучаемого поверхностью F1; T1 средняя температура поверхности тела и одежды человека, К; T2 –средняя температура окружающих по-верхностей, К.
Для практических расчетов в диапазоне температур окружающих человека предметов 10...60 °С приведенный коэффициент излучения Спр &#8776; 4,9 Вт/ (м2 К4). Коэффициент облучаемости &#968;1-2 обычно принимают равным 1,0. В этом случае значение лучистого потока зависит в основном от степени черноты &#949; и температуры окружающих человека предметов, т.е. Q^=f(Tоп;&#949;)
Количество теплоты, отдаваемое человеком в окружающую среду при испарении влаги, вы-водимой на поверхность потовыми железами,

Qn==Gnr,

где Gn – масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r – скрытая теплота испарения выделяю-щейся влаги, Дж/кг.
Данные о потовыделении в зависимости от температуры воздуха и физической нагрузки че-ловека приведены в табл. 1.1. Как видно из таблицы, количество выделяемой влаги меняется в зна-чительных пределах. Так, при температуре воздуха 30 °С у человека, не занятого физическим тру-дом, влаговыделение составляет 2 г/мин, а при выполнении тяжелой работы увеличивается до 9,5 г/мин.
Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности, т.е. Qп=f(tос; В;w; &#966;; J), где J–интенсивность труда, производимого человеком, Вт.
В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легочный аппарат человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетах можно при-нимать (с запасом) что выдыхаемый воздух имеет температуру 37 °С и полностью насыщен.
Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха,
где V^В –объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени, «легочная вентиляция», м3/с; &#961;вд – плотность вдыхаемого влажного воздуха, кг/м3 ; Ср–удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, Дж/ (кг • &#730;С); tвыд –температура выдыхаемого воздуха, °С; tад –температура вдыхаемого воздуха, °С.
«Легочная вентиляция» определяется как произведение объема воздуха вдыхаемого за один вдох, Vв-в, м3 на частоту дыхания в секунду п:V^в=Vв-вn. Частота дыхания человека непостоянна и зависит от состояния организма и его физической нагрузки. В состоянии покоя она составляет 12... 15 вдохов-выдохов в минуту, а при тяжелой физической нагрузке достигает 20...25. Объем одного вдоха-выдоха является функцией производимой работы. В состоянии покоя с каждым вдохом в легкие поступает около 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работы объем вдоха-выдоха может возрастать до 1,5...1,8 л.
Среднее значение легочной вентиляции в состоянии покоя примерно 0,4...0,5 л/с, а при фи-зической нагрузке в зависимости от ее напряжения может достигать 4 л/с.
Таким образом, количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зави-сит от его физической нагрузки, влажности и температуры окружающего (вдыхаемого) воздуха: Q^=f(J;&#966;;tос). Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом. С увеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплоты отводимой через дыхание, уменьшается.
Анализ приведенных выше уравнений 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 окружа-ющих предметов и интенсивности физической нагрузки организма Qтп=f(toc;w;&#968;;B;Tоп;J).
Параметры–температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки ор-ганизма–характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим много-образием. Остальные параметры–температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха –получили название параметров микроклимата.
Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека. Параметры микрокли-мата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспо-собность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усиле-нию 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 пота.
При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями уста-новлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздей-ствия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С. На рис. 1.1 представлены ориентировочные данные о переносимости температур, превы-шающих 60 °С. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный гради-ент ее не должен выходить за пределы 5 °С.
Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере за-висит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно не-благоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при tос > 30 °С, так как при этом почти все выделяемая теплота отдается в окружающую среду при ис-парении 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 растрескива-ния, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребы-вании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70 %.
Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение 3 ч без питья, образуется только на 8 % меньше пота, чем при полном возмещении потерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количества наблюдается увеличение потовыделения всего на 6 % по сравнению со случаем, когда вода возмещалась на 100 %. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3 % путем испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15...20 % приводит к смертельному исходу.
Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4...0,6 NaCI). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8–10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г NaCI). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.
Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной (около 0,5 % NaCI) газированной питьевой водой из расчета 4...5 л на чело-века в смену. На ряде заводов для этих целей применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлажденную питьевую воду или чай.
Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влаж-ностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегрева-ния организма выше допустимого уровня –гипертермии –состоянию, при котором температура те-ла поднимается до 38...39 °С. При гипертермии и как следствие тепловом ударе наблюдаются го-ловная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается со-держание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки рас-ширены, временами возникают судороги, потеря сознания.
Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой по-движности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения орга-низма гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание ста-новится неритмичным, частота и объем вдоха увеличивается, изменяется углеводный обмен. При-рост обменных процессов при понижении температуры на 1 °С составляет около 10 %, а при ин-тенсивном охлаждении он может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена. По-явление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращает-ся в теплоту, может в течение некоторого времени задер¬живать снижение температуры внутренних органов. Результатом дей¬ствия низких температур являются холодовые травмы.
Параметры микроклимата оказывают существенное влияние и на производительность труда. Так, повышение температуры с 25 до 30 °С в прядильном цехе Ивановского камвольного комбината привело к снижению производительности труда и составило 7 % (Ю.А. Шиков, 1972 г.). Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (1980 г.) установил, что производительность труда работников машинострои¬тельного предприятия при температуре 29,4 °С снижается на 13 %, а при температуре 33,6°С на 35 % по сравнению с производительностью при 26°С.
В горячих цехах промышленных предприятий большинство техно¬логических процессов протекает при температурах, значительно пре¬вышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, кото¬рые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи с длиной волны 740...0,76 мкм, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолето-вые лучи.
Длина волны лучистого потока с максимальной энергией теплового излучения определяется по закону смещения Вина (для абсолютного черного тела) &#955;Emax=2,9&#8729;103/T. У большинства произ-водственных источников максимум энергии приходится на инфракрасные лучи (&#955;Emax > 0,78 мкм).
Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кис-лородная насы¬щенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как след-ствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосуди¬стой и нервной систем.
По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяются на ко-ротковолновые лучи с длиной волны 0,76...1,5 мкм и длинноволновые с длиной более 1,5 мкм. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длитель-ном облучении —тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и погло-щаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.
Кроме непосредственного воздействия на человека лучистая теп¬лота нагревает окружающие конструкции. Эти вторичные источники отдают теплоту окружающей среде излучением и конвек-цией, в резуль¬тате чего температура воздуха внутри помещения повышается.
Общее количество теплоты, поглощенное телом, зависит от размера облучаемой поверхно-сти, температуры источника излучения и рассто¬яния до него. Для характеристики теплового излу-чения принята величина, названная интенсивностью теплового облучения. Интенсивность тепло-вого облучения JE —это мощность лучистого потока, приходя¬щаяся на единицу облучаемой по-верхности.
Облучение организма малыми дозами лучистой теплоты полезно, но значительная интен-сивность теплового излучения и высокая тем¬пература воздуха могут оказать неблагоприятное дей-ствие на человека. Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м2 не вызывает непри¬ятного ощущения, при 1050 Вт/м2 уже через 3...5 мин на поверхности кожи появляется неприятное жжение (температура кожи повышается на 8...10°С), а при 3500 Вт/м2 через несколько секунд возможны ожоги. При облучении интенсивностью 700...1400 Вт/м2 частота пульса увели¬чивается на 5...7 ударов в минуту. Время пребывания в зоне теплового облучения лимитируется в первую очередь температурой кожи, болевое ощущение появляется при температуре кожи 40...45 &#730;С (в зависимости от участка).
Интенсивность теплового облучения на отдельных рабочих местах может быть значитель-ной. Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 Вт/м2; при выбивке отливок из опок 350...2000 Вт/м2, а при выпуске стали из печи в ковш достигает 7000 Вт/м2.
Атмосферное давление оказывает существенное влияние на про¬цесс дыхания и самочув-ствие человека. Если без воды и пищи человек может прожить несколько дней, то без кислорода — всего несколько минут. Основным органом дыхания человека, посредством которого осуществля-ется газообмен с окружающей средой (главным образом О2. и СO2), является трахибронхиальное дерево и большое число легочных пузырей (альвеол), стенки которых пронизаны густой сетью ка-пилляр¬ных сосудов. Общая поверхность альвеол взрослого человека составляет 90...150 м2. Через стенки альвеол кислород поступает в кровь для питания тканей организма.
Наличие кислорода во вдыхаемом воздухе —необходимое, но не¬достаточное условие для обеспечения жизнедеятельности организма. Интенсивность диффузии кислорода в кровь определя-ется парциаль¬ным давлением кислорода в альвеолярном воздухе (po2, мм рт. ст.).
Наиболее успешно диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислорода в пределах 95...120 мм рт. ст. Изменение Po2 вне этих пределов приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки на сердечно-сосудистую систему. Так, на высоте 2...3 км (Po2 &#8776; 70 мм рт. ст.) насыщение крови кислородом снижается до такой степени, что вызывает усиление дея-тельности сердца и легких. Но даже длительное пребывание человека в этой зоне не сказывается существенно на его здоровье, и она называется зоной достаточной компенсации. С высоты 4 км (Po2 &#8776;60 мм рт. ст.) диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, не-смотря на большое содержание кислорода (VO2 &#8776;21 %), может наступить кислородное голодание – гипоксия. Основные признаки гипоксии – головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.
Как показали исследования, удовлетворительное самочувствие человека при дыхании воз-духом сохраняется до высоты около 4 км, чистым кислородом (VO2 = 100 %) до высоты около 12 км. При длительных полетах на летательных аппаратах на высоте более 4 км применяют либо кис-лородные маски, либо скафандры, либо герметизацию кабин. При нарушении герметизации давле-ние в кабине резко снижается. Часто этот процесс протекает так быстро, что имеет характер свое-образного взрыва и называется взрывной декомпрессией. Эффект воздействия взрывной деком-прессии на организм зависит от начального значения и скорости понижения давления, от сопро-тивления дыхательных путей человека, общего состояния организма.
В общем случае чем меньше скорость понижения давления, тем легче она переносится. В результате исследований установлено, что уменьшение давления на 385 мм рт. ст. за 0,4 с человек переносит без каких-либо последствий. Однако новое давление, которое возникает в результате декомпрессии, может привести к высотному метеоризму и высотным эмфиземам. Высотный ме-теоризм –это расширение газов, имеющихся в свободных полостях тела. Так, на высоте 12 км объ-ем желудка и кишечного тракта увеличивается в 5 раз. Высотные эмфиземы, или высотные боли – это переход газа из растворенного состояния в газообразное.
В ряде случаев, например при производстве работ под водой, в водонасыщенных грунтах работающие находятся в условиях повышенного атмосферного давления. При выполнении кессон-ных и глубоководных работ обычно различают три периода: повышения давления – компрессия; нахождения в условиях повышенного давления и период понижения давления –декомпрессия. Каждому из них присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме.
Избыточное давление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, к уменьшению объема легких и увеличению силы дыхательной мускулатуры, необходимой для производства вдоха-выдоха. В связи с этим работа на глубине требует под-держания повышенного давления с помощью специального снаряжения или оборудования, в част-ности кессонов или водолазного снаряжения.
При работе в условиях избыточного давления снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. Длительное пребывание при избыточном давлении приводит к токсическому действию некоторых газов, входящих в состав вдыхаемого воз-духа. Оно проявляется в нарушении координации движений, возбуждении или угнетении, галлю-цинациях, ослаблении памяти, расстройстве зрения и слуха.
Наиболее опасен период декомпрессии, во время которого и вскоре после выхода в условиях нормального атмосферного давления может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Сущность ее состоит в том, что в период компрессии и пребывания при повышенном атмосферном давлении организм через кровь насыщается азотом. Полное насыщение организма азотом наступает через 4 ч пребывания в условиях повышенного давления.
В процессе декомпрессии вследствие падения парциального давления в альвеолярном воз-духе происходит десатурация азота из тканей. Выделение азота осуществляется через кровь и затем легкие. Продолжительность десатурации зависит в основном от степени насыщения тканей азотом (легочные альвеолы диффундируют 150 мл азота в минуту). Если декомпрессия производится форсированно, в крови и других жидких средах образуются пузырьки азота, которые вызывают газовую эмболию и как ее проявление–декомпрессионную болезнь. Тяжесть декомпрессионной болезни определяется массовостью закупорки сосудов и их локализацией. Развитию деком-прессионной болезни способствует переохлаждение и перегревание организма. Понижение темпе-ратуры приводит к сужению сосудов, замедлению кровотока, что замедляет удаление азота из тка-ней и процесс десатурации. При высокой температуре наблюдается сгущение крови и замедление ее движения.
Терморегуляция организма человека. Основными параметрами, обеспечивающими про-цесс теплообмена человека с окружающей средой, как было показано выше, являются параметры микроклимата. В естественных условиях на поверхности Земли (уровень моря) эти параметры из-меняются в существенных пределах. Так, температура окружающей среды изменяется от -88 до +60 °С; подвижность воздуха –от 0 до 100 м/с; относительная влажность–от 10 до 100% и атмосферное давление –от 680 до 810 мм рт. ст.
Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие челове-ка. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5 °С. Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.
Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происхо-дящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125...200Дж/с.
Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов. Перенос теплоты с потоком крови имеет большое значение вследствие низких коэффициентов теплопроводности тканей человеческого организма–0,314...1,45 Вт/(м'°С) При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается во внешнюю среду (рис. 1.2). Как видно из рис. 1.2, кровоснабжение при высокой температуре среды может быть в 20...30 раз больше, чем при низкой. В пальцах крово-снабжение может изменяться даже в 600 раз.
Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Испарительное охлаждение тела человека имеет большое значение. Так, при tос=18 °С, &#966; = 60 %, w = О количество теплоты, отдаваемой человеком в окру-жающую среду при испарении влаги, составляет около 18 % общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до +27 °С доля Qп возрастает до 30 % и при 36,6 °С достигает 100%.
Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при пони-жении температуры воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разности температур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи, и следовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температуры кожных покровов за счет уменьшения ин-тенсивности транспортирования крови от внутренних органов, и вместе с этим уменьшение разно-сти температур.
Экспериментально установлено, что оптимальный обмен веществ в организме и соответственно максимальная производительность труда имеют место, если составляющие процесса теплоотдачи находятся в следующих пределах: Qк+Qт&#8776;30%; Q^&#8776;45%; Qп&#8776;20% и Q^&#8776;5 %. Такой баланс характеризует отсутствие напряженности системы терморегуляции.
Параметры микроклимата воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы термо-регуляции, 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 терморе-гуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.
Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помеще-ний. 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 от-ступлениями.
В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне про-изводственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимо-сти 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 введено понятие периода года. Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С и выше, холодный –ниже +10 °С
При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняе-мых 50 % и более работающих в соответствующем помещении.
К легким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняе-мые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения (работа контролеров, в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.). Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140... 174 Вт). К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175...232 Вт (категория IIа) и 233...290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, вы-полняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию II&#948; –работы, свя-занные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, тек-стильном производстве, при обработке древесины и др.). К тяжелым работам (категория III) с за-тратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряже-нием, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяже-стей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).
По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зави-симости от удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздействующая на из-менение температуры воздуха помещения, а избытком явной теплоты–разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении. Явная теплота, ко-торая образовалась в пределах помещения, но была удалена из него без передачи теплоты воздуху помещения (например, с газами от дымоходов или с воздухом местных отсосов от оборудования), при расчете избытков теплоты не учитывается. Незначительные избытки явной теплоты –это из-бытки теплоты, не превышающие или равные 23 Вт на 1 м3 внутреннего объема помещения. По-мещения со значительными избытками явной теплоты характеризуются избытками теплоты более 23 Вт/м3.
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологиче-ского оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50 % поверхности человека и более, 70 Вт/м2–при облучении 25...50 % поверхности и 100 Вт/м2–при облучении не более 25 % поверхно-сти тела.
Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретого ме-талла, стекла, открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательно использование средств индиви-дуальной защиты.
В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005–88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микрокли-матические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия – это та-кие 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 состоя-нии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и по-нижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных поме-щениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры – обыч-ными системами вентиляции и отопления.

Дополнительно по данной категории

23.10.2012 - Отличные рефераты на заказ: учиться с нами легко!
23.10.2012 - Соответствие диссетртации всем требованиям
23.01.2010 - Структуры Гражданской обороны.
23.01.2010 - Задачи Гражданской обороны
23.01.2010 - Организация и планирование эвакуации
Нет комментариев. Почему бы Вам не оставить свой?
Ваше сообщение будет опубликовано только после проверки и разрешения администратора.
Ваше имя:
Комментарий:
Смайл - 01 Смайл - 02 Смайл - 03 Смайл - 04 Смайл - 05 Смайл - 06 Смайл - 07 Смайл - 08 Смайл - 09 Смайл - 10 Смайл - 11 Смайл - 12 Смайл - 13 Смайл - 14 Смайл - 15 Смайл - 16 Смайл - 17 Смайл - 18
Секретный код:
Секретный код
Повторить:

Поиск по сайту

Поиск

Авторизация


Добро пожаловать,
Аноним

Регистрация или входРегистрация или вход
Потеряли пароль?Потеряли пароль?

Ник:
Пароль:


Содержание:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Правообладателям
Образование