9. Теплообмен человека с окружающей средой. Уравнение теплового баланса.

Одним из необходимых условий жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается постоянным выделением теплоты в окружающую среду. Её количество зависит от уровня физического напряжения в определённых климатических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (при тяжёлой работе). Для нормального протекания физиологического процесса в организме, необходимо чтобы выделяемое организмом теплота полностью отводилась в окружающую среду. Нарушение теплового баланса приводит к перегреву, либо к переохлаждению организма и, как следствие, к потери трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Q_тп человека полностью воспринимается окружающей средой Q_то , имеет место тепловой баланс Q_тп= Q_т, температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Q_тп >Q_то ), происходит рост температуры внутренних органов, в случае, когда тепловая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Q_тп <Q_то), происходит охлаждение организма.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Q_к, в результате омывания тела воздухом, теплопроводность Q_т, излучением на окружающие поверхности Q_л и в процессе тепломассообмена (Q_тм=Q_п+Q_д), при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами Q_п и при дыхании Q_д.

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона:

Q_к=α_кF_э(t_пов-t_ос), где α_к - коэффициент теплоотдачи конвенцией; t_пов - температура поверхности тела человека t_ос - температура воздуха, омывающего тело человека; F_э- эффективная поверхность тела человека

Величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.

Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой, как было показано выше, являются параметры микроклимата.

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

10. Профилактика неблагоприятного воздействия микроклимата. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата.

В основе защиты работника от воздействия неблагоприятных параметров микроклимата положены следующие принципы:

1. Организационно-профилактические мероприятия;

2. Архитектурно-планировочные решения.

Первая группа включает в себя следующие мероприятия:

-установка систем общего и местного кондиционирования;

-воздушное душирование;

-компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого;

-обеспечить работников средствами индивидуальной защиты;

-регламентация времени работы (перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и т. д.);

-выдача подсоленной газированной воды и спецпитания.

Вторая группа подразумевает следующие решения:

-оборудование специальных теплых помещений для отдыха и обогревания;

-при работе в нагревающем микроклимате оборудование душевых комнат;

-планировка помещений, расстановка оборудования, обеспечивающая свободный доступ свежего воздуха ко всем участкам рабочего места;

-исключение расположения горячего оборудования рядом с участками, где проводятся холодные работы;

-надежная теплоизоляция перекрытия верхнего этажа от солнечной радиации;

-экранирование рабочих мест от источников нагревания;

-механизация и автоматизация технологических процессов, введение новых технологий, замена машин и механизмов.

Оценка микроклимата проводится на основе измерений его параметров (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение) на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами согласно СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений разработаны с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Если измеренные параметры соответствуют требованиям СанПиН, то условия труда по показателям микроклимата характеризуются как:

(1 класс) - оптимальные условия

(2 класс) - допустимые условия

Если показатели микроклимата не соответствуют допустимым нормам, то условия труда относят к вредным. В таком случае устанавливают степень вредности, которая характеризует уровень перегревания или охлаждения организма человека.