Относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию) характеризует влажность воздуха при определенной температуре. Влажность воздуха влияет на теплообмен в организме человека— в основном на отдачу теплоты испарением. Средний уровень отно­сительной влажности 40—60% соответствует условиям метеороло­гического комфорта при покое или при очень легкой физической работе.

Подвижность воздуха (скорость движения), увеличивая интен­сивность испарения, может иметь положительное значение с точки зрения физического охлаждения лишь до температуры воздуха 35—36 °С. При дальнейшем повышении температуры окружающей среды единственным путем теплопередачи является испарение. Од­нако при повышении температуры свыше 40 °С движение даже от­носительно сухого воздуха может оказаться неблагоприятным фактором. Горячий воздух отдает теплоту телу, и подвижность возду­ха в этом случае приводит не к охлаждению, а, наоборот, к нагре­ванию.

Если некоторые из поверхностей, окружающих человека, имеют высокую тем­пературу, то определенные поверхности кожи и одежды интенсивно облучаются тепловыми лучами и поглощают их, что может вызвать перегревание организма. Количество теплоты q, воспринимаемое таким путем 1 м2 облучаемой поверхности в час, определяется выражением:

если                           

если IF

,

где F— излучающая поверхность, м2; t— температура излучающей поверхности, 0С;

 — расстояние между поверхностью и человеком, м.

Действие микроклимата на человека. Обмен веществ в организ­ме человека, протекающий в клетках и тканях, сопровождается образованием тепла, часть которого отдается наружу. В обычных условиях в организме человека поддерживается постоянное соот­ношение между приходом и расходом тепла, поэтому температура тела сохраняется на уровне, необходимом для нормального осу­ществления жизненных процессов. Такое соотношение поддержи­вается в организме человека благодаря функции терморегуляции и в том случае, если температура окружающего воздуха меняется. Поддержание температуры тела человека на определенном уровне (36—37°С) является сложной функцией, которая обеспечивается совместным действием химической и физической терморегуляции, т. е. систем, регулирующих обмен веществ и теплообразование, с одной стороны, и кровоснабжение кожи, потоотделение и дыхание, с другой стороны.

При изменении влажности и температуры воздуха теплоотдача с поверхности тела человека будет неодинаковой. При этом по­требность организма в теплоотдаче бывает неодинаковой и зави­сит от интенсивности нагрева тела человека в связи с разной ин­тенсивностью работы и теплоизлучений от посторонних источников тепла, а также от влажности окружающей среды. Определенное соотношение перечисленных факторов должно создавать условия комфорта, т. е. обеспечивать такие соотношения температуры, влажности и скорости движения воздуха, при которых человек за­трачивает минимум энергии для терморегуляции организма и име­ет минимальную нагрузку на сердечно-сосудистую систему. Это обеспечивает постоянную температуру тела человека при разных условиях окружающей среды.

 Например, установлено, что при температуре 16—20 0С высокая влажность воздуха не оказывает особого влияния на организм че­ловека, но она очень тяжело переносится при температуре 30 0С и выше (рис. 1.1). Движение воздуха в зависимости от его ско­рости может улучшать или ухудшать самочувствие человека. Так как и температура, и влажность, и скорость движения окружаю­щего воздуха влияют на теплообмен, при оценке влияния метеоро­логических факторов на человеческий организм необходимо учи­тывать их комплексное воздействие.

Теплоотдача человеческого организма совершается теми же пу­тями, что и любого нагретого тела (излучением, конвекцией, испа­рением), причем соотношение этих путей изменяется в зависимости от окружающих условий (рис. 1.2).

При выполнении работы обмен веществ в организме усилива­ется, увеличивается и его теплопродукция, следовательно, требует­ся более интенсивная отдача теплоты в окружающую среду, ина­че может наступить накопление теплоты, повышение температуры тела, которое ведет к ухудшению самочувствия человека и к за­болеваниям.

Нарушения теплового баланса вызывают тепловую гипертермию, или перегрев. Температура тела в тяжелых случаях достига­ет 40—41 0С и выше, наступает обильное потоотделение, значитель­но учащается пульс и дыхание, появляется шум в ушах, иногда помрачается сознание. Меры первой помощи сводятся в основном к предоставлению заболевшему условий, способствующих восста­новлению теплового баланса: покой, прохладные души, ванны.

2. Нормирование метеорологических условий

На параметры метеорологических условий на производстве вли­яют следующие факторы:

·        температура наружного воздуха - для холодного и переходного периода года ниже +10°С, для теплого - выше +10°С;

·        избыток явной теплоты (теплоты, воздействующей на изменение температуры в помещении);

·        категория выполняемых работ, которые по тяжести подразде­ляются на легкие, работы средней тяжести и тяжелые (табл. 2.1).

Таблица 2.1.  Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Характеристика производственных помещений

Категория работы

Холодный и переходный периоды года

температура наружного воздуха ниже +10°С)

На постоянных рабочих местах

Допустимая темпера­тура воздуха вне пос.

тоянных рабочих

мест, "С

Оптимальные

Допустимые

температура воздуха, 0С

Относительная влаж­ность воздуха, %

скорость дви­жения возду­ха, м/с

Помещения, характеризуемые

Незначительны­

Ми избытками

Явной теплоты

(23 Вт/м2 и ме­нее)

Легкая

20—22

60—30

Не более

0,2

17—22

Не более 75

Не более

0,3

15—22

Средней

тяжести

17-19

60—30

Не более

0,3

15—20

То же

Не более

0,5

13—20

Тяжелая

16-18

60—30

То же

13—18

»

То же

12-18

Теплый период года (температура наружного воздуха +10°С и выше)

)

Помещение с не значительными избытками явно» теплоты (более 23 Вт/м2)

Легкая

Средней тяжести

Тяжелая

 22-25

20—23

18—21

 60-30

60—30

60-30

0,2-0,5

0,2—0,5

0,3-0,7

Не более чем на 3°С выше средней температуры на­ружного возду­ха в 13 ч самого жаркого месяца но не более 28° То /ке

При 28° С не бо­лее 55. При 27° С не более 60. При 24° С не более 75

То же

0,3-0,7

0,3—0,7

Не более 1, но не ме­нее 0,5

Не более чем на 3" С выше сред­ней температу­ры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца То же

3. Защита от ненормальных метеорологических условий

Оптимальный микроклимат в помещении обеспечивает поддер­жание теплового равновесия между организмом и окружающей средой. Поддержание на заданном уровне параметров, определя­ющих микроклимат,—температуры, влажности и подвижности воздуха — может осуществляться кондиционированием или с боль­шими допусками вентиляцией. Но вентиляция и даже кондициони­рование воздуха не защищают от теплового излучения (лучистой теплоты).

Меры защиты от теплового излучения, которые имеют особое значение в горячих цехах промышленных предприятий, можно раз­делить на следующие четыре группы: устраняющие источник теп­ловыделений; защищающие от теплового излучения; облегчающие теплоотдачу тела человека и меры индивидуальной защиты. Источники тепловыделений могут устраняться при изменении технологии (например, замене пламенных печей электрическими), при автоматизации и механизации ручного труда, сокращении дли­ны паропроводов и. газоходов и т. п. Защита от прямого действия теплового излучения осуществляет­ся в основном экранированием — установкой термического сопро­тивления на пути теплового потока. Экраны весьма разнообразны, но по принципу их действия они делятся на поглощающие и •о т р а ж а ю щ и е лучистую теплоту и могут быть стационарными н подвижными. Экраны не только защищают от тепловых излуче­ний, но и предохраняют от воздействия искр, выплесков расплав­ленного металла, окалины и шлака.

Отражающие экраны выполняются из кирпича, алюминия, жести, асбеста, алюминиевой фольги (альфоль) на асбесте пли металлической сетке ч из других материалов. Экраны могут быть одно- и многослойными, причем свободный про­сос воздуха между слоями увеличивает эффективность экранирования. Расчет отражающего экрана производится по формуле:

^:=7\,/7-э,

где i.i—заданное относительное снижение температуры, "С; Тк—температура источника излучения, "С; Ту—заданная температура экрана, которая определя­ется следующим выражением:

Ts=f^+aPfta,

где /„—температура воздуха, °С; Р—интенсивность облучения, Вт/м2; а—ко­эффициент теплопоглощения материала экрана; а—удельная теплоотдача мате­риала экрана, Вт/^-град).          

Теплозащитные характеристики экранов из различных мате­риалов приведены на рис. 2.1.

Поглощающие экраны представляют собой завесы, а также щиты и экраны из малотеплопроводных материалов. Завесы устанавливаются против излучаю­щих проемов и выполняются либо из мелких металлических цепей, снижающих лучистый поток на 60—70%, либо из водяной пленки, поглощающей до 90% тепловых излучений и пропускающей видимые излучения. Уравнение поглощения лучистой энергии какой-либо средой имеет вид:

Р=^е-",

где Р, Pa—мощность лучистого потока в данной точке при наличии и отсутствии завесы, Вт/см2, б—коэффициент ослабления средой (для воды=1,3 1/мм): /— толщина завесы, мм.

Для улучшения теплоотдачи обычно нет необходимости созда­вать определенные метеорологические условия во всем объеме го­рячего цеха; такие условия обеспечиваются на отдельных рабочих местах. Это осуществляется путем создания оазисов и душей. Воз­душный оазис - огороженный с боков щитами и открытый сверху объем в цехе, куда подается охлаж­денный воздух. Воздушный душ по­дает на рабочее место через возду­хораспределитель воздух, имеющий заданные параметры.

При температуре в помещении выше -}-28°С и, интенсивности облу­чения 210 Вт/м2 необходимое охлаж­дение воздуха достигается введе­нием в воздушную струю распылен­ной воды. Такой душ называют водо-воздушным.

Индивидуальная защита в горя­чих цехах достигается спецодеждой, выполненной из невоспламеняемого, стойкого против воздействия лучи­сто» теплоты, прочного, мягкого и воздухопроницаемого материала. В зависимости от требований защиты костюм выполняется из сукна, бре­зента, синтетического волокну, хи­мически обработанных с металличе­ским покрытием тканей. Под пневматический комбинезон подается воздух из шлангового прибора пли от сети сжатого воздуха.

Голову от перегревов и ожогов защищают шляпой из войлока, фетра или грубошерстного сукна. Костюм дополняет специальная, стойкая к повышенной температуре и облучению обувь и рука­вицы.

Глаза от воздействия лучистой энергии защищают очками со светофильтрами, спектральное поглощение которых соответствует спектру лучистого потока. При температурах источников 'до 1800°С используют синие стекла СС11, при температурах более высоких—темные: ТС2, ТСЗ. Очки крепятся к козырьку или по­лям головного убора.

На горячих производствах существенное значение имеет питье­вой режим и режим отдыха. Для восстановления водного баланса в организме рабочих снабжают подсоленной (0,2% поваренной со­ли), газированной водой из расчета 4—5 л на человека в смену.

Такая вода хорошо утоляет жажду, так как при добавлении соли ткани организма лучше удерживают воду.

При работах с высокой концентрацией излучаемой теплоты в течение смены устраиваются перерывы, частота и длительность ко­торых определяется условиями и тяжестью работы. Во время пе­рерывов рабочие отдыхают в специально оборудованных местах отдыха—закрытых кабинах или огороженных местах, где обеспе­чивается заданный благоприятный микроклимат.

Используемая литература.

1. Е. А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин «Экология»

    Издательский дом «Дрофа» 1995

2. Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» ММП «Экоцентр», КРУК 1994