Тема 3. Обеспечение комфортных условий для трудовой деятельности

Обеспечение комфортных условий для трудовой деятельности позволяет повысить качество и производительность труда, обеспечить хорошее самочувствие и наилучшие для сохранения здоровья параметры среды обитания и характеристики трудового процесса.

Создание комфортных условий предусматривает обеспечение многих параметров среды обитания и характеристик трудового процесса на оптимальном уровне: не превышение допустимых уровней негативных факторов и их снижение до минимально возможных уровней, рациональный режим труда и отдыха, удобство рабочего места, хороший психологический климат в трудовом коллективе и т. д.

Однако одними из наиболее значимых для обеспечения комфортных условий на рабочем месте являются климатические условия, освещенность и световая среда.

3.1Микроклимат помещений

Механизмы теплообмена между человеком и окружающейсредой

Человек постоянно находится в состоянии обмена теплотой с окружающей

средой. Наилучшее тепловое самочувствие человека будет тогда, когда

тепловыделения (Q_тв) организма человека полностью отдаются окружающей

среде (Q_то), т. е. имеет место тепловой баланс Q_тв= Q_то. Превышение

тепловыделения организма над теплоотдачей в окружающую среду (Qтв>Qто) приводит к нагреву организма и к повышению его температуры — человеку становится жарко. Наоборот, превышение теплоотдачи над тепловыделением (Qтв<Qто ) приводит к охлаждению организма и к снижению его температуры —человеку становится холодно.

Средняя температура тела человека — 36,5°С. Даже незначительные

отклонения от этой температуры в ту или другую сторону приводят к ухудшениюсамочувствия человека.

Тепловыделения (Qтв) организма определяются прежде всего тяжестью и

напряженностью выполняемой человеком работы, в основном величиной

мышечной нагрузки.

Передача теплоты осуществляется за счет теплопроводности (Q_T). Теплота может передаваться только от тела с более высокой температурой к телу с менее высокой температурой. Интенсивность отдачи теплоты зависит от разности температур тел (в нашем случае — это температура тела человека и температура окружающих человека предметов и воздуха) и теплоизолирующих свойств одежды.

Регулировать теплообмен между человеком и окружающей средой можно изменением скорости движения воздуха.

Передача теплоты осуществляется также за счет конвективного теплообмена (Q_к). Воздух, находящийся вблизи теплого предмета,

нагревается. Нагретый воздух имеет меньшую плотность и, как более легкий,

поднимается вверх, а его место занимает более холодный воздух окружающей среды.

Явление обмена порций воздуха за счет разности плотностей теплого и

холодного воздуха называется естественной конвекцией.

Испарение. Если человек потеет, на его коже появляются капельки воды,

которые испаряются, и вода из жидкого состояния переходит в парообразное.

Этот процесс сопровождается затратами энергии ( Qи ) на испарение и в

результате охлаждением организма.

Обычно влажность воздуха измеряют величиной относительной влажности

( ), выраженной в процентах. Например, относительная влажность φ = 70 %

означает, что в воздухе воды в парообразном состоянии находится 70 % от

максимально возможного количества. Относительная влажность 100 % означает, что воздух насыщен водяными парами и в такой среде испарение происходить не может.

Таким образом, относительная влажность — это отношение массы

водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха, к массе водяного пара, содержащегося в насыщенном водяными парами воздухе (предельной массе водяного пара, которая может содержаться в воздухе при данной температуре).

Следующим механизмом отдачи теплоты от человека окружающей среде

является теплота выдыхаемого воздуха. В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легкие человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. Таким образом, теплота выводится из организма человека с выдыхаемым воздухом (Qв ).

Другим механизмом теплообмена между человеком и окружающими

предметами является излучение ( Q_из ).Тепловая энергия, превращаясь на

поверхности горячего тела в лучистую (электромагнитную волну) —

инфракрасное излучение, передается на другую — холодную — поверхность, где вновь превращается в тепловую.

Тепловыделения организма человека определяются прежде всего

величиной мышечной нагрузки при деятельности человека, а теплоотдача —

температурой окружающего воздуха и предметов, скоростью движения и

относительной влажностью воздуха.

Климат и здоровье человека

Параметры климата оказывают существенное влияние на самочувствие, состояние здоровья и работоспособность человека. Наилучшие условия — когда выделение теплоты человеком равняется ее отводу от человека, т. е. при наличии теплового баланса. Такие условия называются комфортными, а параметры микроклимата оптимальными.

Влияние климатических условийна самочувствие человека.Отклонение параметров климата (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха) от комфортных приводит к нарушению теплового баланса.

Слишком сильное понижение температуры может привести к чрезмерному переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха также увеличивает теплоотдачу от тела человека и может привести к его переохлаждению.

При повышении температуры могут иметь место обратные явления — тепловыделения человека начинают превышать теплоотдачу и может возникать перегрев организма. При этом также ухудшается самочувствие человека и падает его работоспособность.

При небольшой влажности и особенно при высокой температуре окружающего воздуха из-за интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек наблюдается их пересыхание, растрескивание, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами.

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью воздуха, может привести к перегреванию организма выше допустимого предела — гипертермии — состоянии, при котором температура тела поднимается до 38°С и выше.

Кроме температуры, влажности и скорости движения воздуха на самочувствие человека оказывает влияние такой климатический параметр, как барометрическое давление воздушной среды. Особенно чувствительны к изменению давления люди с заболеваниями сердечно-сосудистойсистемы и гипертонией. От давления существенным образом зависит дыхание человека, а точнее, поступление кислорода в организм человека.

Изменение давления за счет климатических условий невелико, поэтому здоровые люди не наблюдают каких-либо заметных изменений в своем самочувствии. Однако с изменением высоты атмосферное давление, а следовательно, и парциальное давление кислорода меняется весьма существенно.

При недостаточном парциальном давлении кислорода наступает кислородное голодание — гипоксия. При гипоксии появляется головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ. К таким условиям человек может адаптироваться (приспособиться) за счет постепенной акклиматизации к длительному пребыванию на различных высотах.

Терморегуляция организма человека

Нарушения теплового баланса в ту или иную сторону вызывают в организме человека реакцию, способствующую восстановлению баланса. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания нормальной (36,5°С) температуры человека называются терморегуляцией. Терморегуляция осуществляется биохимическим путем, изменением интенсивности кровообращения и потоотделения. При этом в регулировании процесс а теплообмена участвуют в большей или меньшей степени все виды терморегуляции.

Терморегуляция биохимическим путем состоит в изменении интенсивности окислительных процессов, происходящих в организме человека.

Терморегуляция изменением интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать объем подаваемой крови, которую в данном случае можно рассматривать как переносчик теплоты от внутренних органов к поверхности тела человека.Кровоснабжение может изменяться в 30 раз, а в пальцах даже в 600 раз.

Терморегуляция изменением интенсивности выделения пота заключается в изменении теплоотдачи за счет испарения.При температуре окружающей среды 36 °С отвод тепла от человека в окружающую среду осуществляется практически только за счет испарения пота.

Условия воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме человека и при которых отсутствуют неприятные ощущения и напряженность системы терморегуляции, называют комфортными (оптимальными) условиями. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом человека и отсутствует напряжение системы терморегуляции, называется зоной комфорта.

Условия, при которых нормальное тепловое состояние человеканарушается, называется дискомфортным. При небольшой напряженности системы терморегуляции устанавливаются условия небольшой дискомфортности. Условия небольшойдискомфортности определяются допустимыми значениями метеорологических параметров. При превышении допустимых значений метеорологических параметров система терморегуляции работает в напряженном режиме, человек испытывает сильный дискомфорт, нарушается тепловой баланс, и начинается перегрев или переохлаждение организма в зависимости от того, в какую сторону нарушен тепловой баланс.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата

Гигиеническое нормирование параметров производственного микроклимата установлено системой стандартов безопасности труда.

Нормируются оптимальные и допустимые параметры микроклимата — температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. Значения параметров микроклимата устанавливаются в зависимости от способности человеческого организма к акклиматизации в разное время года и категории работ по уровню энергозатрат.

От периода года зависит способность организма к акклиматизации, следовательно, и значения оптимальных и допустимых параметров. При нормировании различают теплый и холодный период года. Теплый периодгода характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С; холодный период года — равной +10 °С и ниже.

Различаются следующие категории работ:

• легкие физические работы

• физические работы средней тяжести

• тяжелые физические работы

Методы обеспечения комфортных климатических условий в помещениях

Для обеспечения комфортных условий необходимо поддерживать тепловой баланс между выделениями теплоты организмом человека и отдачей тепла окружающей среде. Обеспечить тепловой баланс можно, регулируя значения параметров микроклимата в помещении (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха).

Основным методом обеспечения требуемых параметров микроклимата и состава воздушной среды является применение систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.

В жаркое время года, а также в горячих цехах на рабочих местах,

подвергаемых интенсивному воздействию тепловых потоков от печей,

раскаленных отливок и других источников тепла, дополнительно применяют

воздушное душирование, заключающееся в обдуве работающего потоком воздуха с целью увеличения интенсивности конвективного теплообмена и отвода теплоты за счет испарения.

Воздушные оазисы позволяют улучшить метеорологические условия на ограниченном участке помещения, для чего этот участок со всех сторон отделяется перегородками и заполняется воздухом более прохладным и чистым, чем воздух в остальном помещении.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота или двери холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах.

Для создания оптимальных метеорологических условий в помещениях применяют кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуханазывается автоматическое поддержание в помещениях заданных оптимальных параметров микроклимата и чистоты воздуха независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании может автоматически регулироваться температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение.

Кондиционирование воздуха значительно дороже вентиляции, но обеспечивает наилучшие условия для жизни и деятельности человека.

В холодное время года для поддержания в помещении оптимальной температуры воздуха применяется отопление. Отопление может быть водяным, паровым, электрическим.