Мікроклімат робочої зони.

Трудова діяльність людини протікає в певних метеорологічних умовах, які характеризуються різним сполученням температури повітря, швидкості його руху, відносною вологістю, барометричним тиском і тепловим випромі­нюванням від нагрітих поверхонь. Якщо трудова діяльність людини відбува­ється в приміщенні, то ці показники в сукупності прийнято називати мікро­кліматом виробничого приміщення. При виконанні робіт на відкритих май­данчиках, на полях метеорологічні умови визначаються кліматичним поясом і сезоном року. Але і в цьому випадку в робочій зоні складається певний мік­роклімат.

Метеорологічні умови визначаються такими параметрами: температу­рою повітря, t (С); відносною вологістю, ф (%); швидкістю повітря, V (^м/_с). Крім цих параметрів, що є основними, не слід забувати і про атмосферний тиск (Р, Па), який впливає не тільки на парціальний тиск основних компоне­нтів повітря (кисень та азот), а й на процес дихання. Життєдіяльність людини проходить в умовах достатньо широкого діапазону тиску 734... 1276 гПа. Од­нак тут треба пам'ятати, що для здоров'я людини є небезпечною швидка змі­на тиску, а не сама величина цього тиску. Наприклад, швидке зниження тис­ку лише на декілька гектопаскалей щодо нормальної величини 1013 гПа спричиняє хворобливі відчуття.

Необхідність урахування основних параметрів метеорологічних умов диктується наслідками в змінах стану людини. Всі життєві процеси в органі­змі людини супроводжуються утворенням теплоти, кількість якої змінюється. Величина тепловиділення (Q) організмом людини залежить від ступеня фізи-

чного напруження у певних метеорологічних умовах і складає від 85 (у стані спокою) до 500 Дж/с (тяжка робота). Людина постійно перебуває в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Для того, щоб фізіологічні процеси проходили нормально, теплота, що виділяє організм, повинна відда­ватись в навколишнє середовище. Необхідною умовою життєдіяльності лю­дини являється збереження постійної температури при зміненні параметрів мікроклімату в широких межах. Відношення між певною кількістю тепла, яку виробляє організм і охолоджуючою властивістю навколишнього середо­вища характеризує його як комфортне. Метеорологічні умови виробничих приміщень, особливо робочих зон (простір висотою до 2 м над робочим міс­цем), являються комфортними, якщо вони забезпечують добре самопочуття працюючих і високу продуктивність праці. При відхиленні метеорологічних параметрів від оптимальних в організмі людини для підтримання постійної температури тіла починають відбуватися різні процеси, направлені на регу­лювання, теплопродукції і тепловіддачі. Це можна пояснити під час розгля­дання теплового балансу між організмом людини і навколишнім середо­вищем.

Віддача теплоти організмом людини в навколишнє середовище відбу­вається через теплопровідність крізь одяг (Q_Т), конвекцією тіла (Q_К), випро­мінюванням на навколишні поверхні (Q_В), випаровуванням вологи з поверхні шкіри (С_ВИП). Частина теплоти витрачається на нагрівання повітря, яким ди­хає людина (Q_П).

Кількість теплоти, яка віддається організмом людини будь-якими шля­хами, залежить від того чи іншого параметра мікроклімату. Так, тепловіддача конвекцією залежить від температури навколишнього повітря і швидкості його переміщення. Випромінювання теплоти відбувається у напрямі повер­хонь, що оточують людину, мають нижчу температуру поверхні одягу (27...31 °С) і відкритих частин тіла людини (близько 33, 4 °С). Під час впливу високих температур навколишньої поверхні (30...З5 °С) тепловіддача випро­мінюванням повністю відсутня, а під час впливу більш високих температур теплообіг йде у зворотному напрямі. Віддача теплоти за рахунок випарову­вання залежить від відносної вологості і швидкості переміщення повітря. У стані спокою, коли температура навколишнього середовища 18 °С, частка Q_К складає близько 30% всієї теплоти, яка віддається людиною, С_ВИП = 20% і Q_П≈ 5%. Під час зміни температури повітря, швидкості його руху і вологості, наявності близько людини нагрітої поверхні, в умовах її фізичної праці тощо - це співвідношення змінюється.

Нормальне теплове самопочуття (комфортні умови), відповідно до конкретних видів роботи, забезпечується при дотриманні теплового балансу:

Q ⁼ Q_Т + Q_К + Q_ВИП + Q_П, (12)

тому температура внутрішніх органів людини залишається постійною (бли­зько 36, 6°С). Ця здатність людського організму до утримання постійної тем-

ператури під час зміни параметрів мікроклімату та під час виконання роботи будь-якої важкості називається терморегуляцією.

При змінені температури повітря від 15°С до 22°С теплопродукція ор­ганізму людини знаходиться приблизно на постійному рівні. При пониженні, температури повітря теплопродукція підвищується, в першу чергу, за раху­нок м'язової активності (проявленням якої являється, наприклад, тремтіння) і посилення обміну речовин. При підвищенні температури повітря посилюю­ться процеси тепловіддачі організму людини в навколишнє середовище: кон­векцією, випромінюванням, випаровуванням. Перевага того чи іншого про­цесу залежить від температури навколишнього повітря. При температурі близько 20°С коли людина не відчуває ніяких неприємних відчуттів зв'язаних зі зміненням мікроклімату, тепловіддача конвекцією складає 25...30%, ви­промінюванням - 45%, випаровуванням - 20...25%. Висока температура впливає на людину і сприяє розширенню судин кровообігу. Відповідно має місце підвищений приплив крові до поверхні тіла, і тепловіддача в навколи­шнє середовище значно підвищується. Однак, коли температура навколиш­нього середовища і поверхні досягає 30...35°С, віддача теплоти конвекцією і випромінюванням в основному припиняється. Більш висока температура по­вітря сприяє тому, що більша частина теплоти віддається через випаровуван­ня її з поверхні шкіри. В таких умовах організм губить відповідну кількість вологи, а разом з нею і солі, які відіграють важливу роль в життєдіяльності організму. В умовах зниження температури повітря реакція людського орга­нізму на ці зміни інша - судини кровообігу шкіри звужуються, приплив крові до поверхні тіла зменшується, і віддача теплоти конвекцією і випромінюван­ням зменшується. Таким чином, для теплового самопочуття людини важли­вим є певне сполучення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря.

Вологість повітря значною мірою впливає на терморегулювання орга­нізму. Вологість повітря визначається складом в ньому водяних парів. Під­вищена вологість (φ > 85 %) ускладнює терморегулювання через зниження випару поту, а досить низька вологість (φ < 20 %) спричиняє сухоту слизо­вих оболонок шляхів дихання. Оптимальні величини відносної вологості складають 40...60 %. Підвищення вологості повітря більш як 75...85% в спо­лученні з низькими температурами сприяє значному охолодженню, а в спо­лученні з високими - сприяє перегріву організму.

Рух повітря в приміщеннях є важливим чинником, який впливає на те­плове самопочуття людини. В умовах спекоти рух повітря сприяє підвищен­ню віддачі теплоти організмом і поліпшує його стан, але в холодну пору року цей вплив не є сприятливим. Мінімальна швидкість руху повітря, яку відчу­ває людина, складає 0, 2 м/с. Взимку швидкість руху повітря не повинна пе­ревищувати 0, 2...0, 5 м/с, а влітку 0, 2... 1, 0 м/с.

Швидкість повітря також впливає на розподіл шкідливих речовин у приміщенні. Повітряні потоки можуть розповсюджувати їх по всьому об'єму

приміщення, переводити пил з осілого у зважений стан. Легкий рух повітря при звичайних температурах сприяє доброму самопочуттю: створює комфор­тні умови. Рух повітря з високою швидкістю в умовах низьких температур викликає збільшення тепловтрат конвекцією та випаровуванням і веде до си­льного охолодження організму, особливо при роботах на відкритому повітрі в зимових умовах.

Під впливом високої температури повітря, інтенсивного теплового ви­промінювання виникає загроза перегрівання організму людини, яке характе­ризується підвищенням температури тіла, рясним потовиділенням, прискоре­ним пульсом і диханням, різкою слабкістю, запамороченням, а в тяжких ви­падках - появою судом і виникненням теплового удару. При температурі по­вітря більше 30°С і значному тепловому випромінюванню від нагрітих пове­рхонь наступає порушення терморегуляції організму, особливо, якщо втрати поту в зміну досягають до 5 л. При цьому спостерігається слабкість, голо­вний біль, гам в вухах, нудота, підвищення температури тіла. Дихання і пульс прискорюються, артеріальний тиск підвищується, потім, спадає. В тя­жких випадках може наступити тепловий, а при роботі на відкритому повітрі - сонячний удар. Також може бути судорожна хвороба, яка є в наслідок по­рушення водно-сольового балансу. Перегрів організму сильно відбивається на нервовій системі і працездатності людини.

Довготривалий сильний вплив низьких температур може викликати рі­зні несприятливі зміни в організмі людини. Місцеве і загальне охолодження організму являється причиною багатьох захворювань: міозитів, невритів, ра­дикулітів, а також простудних захворювань. Любий ступінь охолодження ор­ганізму характеризується зниженням частоти сердечних скорочень і розвит­ком процесів гальмування в корі головного мозку, що веде до зниження пра­цездатності людини.

Теплове випромінювання властиве різним тілам, температура яких ви­ще абсолютного нуля. Тепловий вплив випромінювання на організм людини залежить від довжини хвилі і інтенсивності потоку випромінювання, величи­ни поверхонь частин тіла, тривалості випромінювання, кута падіння проме­нів, виду одягу людини. Найбільшою проникаючою здатністю володіють че­рвоні і інфрачервоні промені з довжиною хвилі 0, 78... 1, 4 мкм, які погано за­тримуються шкірою, глибоко проникають в біологічні тканини і викликають підвищення їх температури. Вплив такого випромінювання на очі веде до помутніння хрусталика і професійної катаракти. В виробничих умовах зу­стрічаються теплові випромінювання в діапазоні довжини хвиль від 100 Нм до 500 мкм. У гарячих цехах перевага інфрачервоної радіації з довжиною хвилі до 10 мкм. Допустимий для людини рівень інтенсивності теплового опромінення на робочих місцях складає 0, 35 кВт/м² (ГОСТ 12.4.123 - 83. «ССБТ. Засіб захисту від інфрачервоного випромінювання. Класифікація. За­гальні технічні вимоги»).

Нормативним документом по нормуванню як допустимих, так і опти­мальних параметрів мікроклімату в теперішній час являється ГОСТ 12.1.005.76. В основу принципу нормування метеорологічних умов виробни­чого середовища покладена диференційна оцінка оптимальних і допустимих метеорологічних умов в робочій зоні в залежності від теплової характеристи­ки виробничого приміщення, категорії робот по їх важкості і пори року.

Під оптимальними мікрокліматичними умовами розуміють такі сполу­чення параметрів мікроклімату, які при тривалому і систематичному впливу на людину забезпечують збереження нормального функціонального і тепло­вого стану організму без напруги механізму терморегулювання (табл. 5).

Таблиця 5. Оптимальні норми температури, відносної вологості і швидкості руху повітря в робочій зоні приміщень

Таблиця 6. Допустимі норми температури, відносної вологості і швидкості руху повітря в робочій зоні виробничих приміщень в холодний і перехідний період року.

Допустимими мікрокліматичними умовами називаються такі сполу­чення параметрів мікроклімату, які при тривалому і систематичному впливу на людину можуть викликати проходящі і швидко нормалізуючі зміни функ-

ціонального і теплового стану організму, а також напружену роботу механіз­му терморегулювання, але вони не виходять за межи фізіологічних можливо­стей, не викликають порушення стану здоров'я і дискомфортне теплопочуття (табл. 6)

В нормах ураховуються пора року, категорія робіт і характеристика приміщень по теплозбиткам.

Пора року. Холодний і перехідний періоди року - це періоди, які мають середньодобову температуру зовнішнього середовища нижче +10 °С; теплий період року це період, який має середньодобову температуру зовнішнього середовища +10 °С і вище.

Категорія робіт: до І категорії відносяться легкі фізичні роботи, які по­требують до 150 ккал/рік (112 Дж/с) енерговитрат; до II категорії відносяться фізичні роботи середньої важкості, при яких витрати енергії складають від 150 до 200 ккал/рік (172...232 Дж/с) - II а, та від 200 до 250 ккал/рік (232...293 Дж/с) - II б; до III категорії відносяться важкі, фізичні роботи, енерговитрати яких більше 250 ккал/рік (293 Дж/с).

По теплозбиткам приміщення характеризуються на дві групи:

- з незначними збитками явного тепла, які приходиться на 1м³ об'єму при-міщення - 20 ккал/м рік (23 Дж /м³с) і менше;

- з значними збитками явного тепла - більше 20 ккал/м рік (23 Дж/м³с).

Для того, щоб робоче місце було зручним, воно також має відповідати антропометричним даним працюючого. Середні антропометричні дані обчи­слюють за великою кількістю вимірювань основних показників різних груп населення. Такі дані використовуються при конструюванні робочих місць на виробництві. За антропометричними даними виділяють дві основні зони ви­конання трудових операцій - оптимальну і зону досяжності.

На робочому місці основна робота протягом зміни має виконуватись у межах оптимальної зони. Рухи в зоні досяжності викликають підвищене на­пруження м'язів поясу верхньої кінцівки та плеча, супроводжуються зростан­ням енерговитрат і за частого повторення можуть спричиняти втому та пере­напруження. Крім того, робочі рухи, що виконуються витягнутими руками, не можуть розвивати більших зусиль м'язів та не забезпечують точність і швидкість реакцій. У зв'язку з цим рухи в зоні досяжності слід зводити до мі­німуму.

Значна увага надається естетичному оформленню робочого місця. Хо­роші самопочуття і настрій працюючого під час роботи досягаються не тіль­ки зручністю роботи, відсутністю напруження, а й включенням в інтер'єр ро­бочого місця елементів оздоблення - кімнатних рослин, художніх творів, ви­конаних у приємній для очей колірній гамі. При колірному оформленні обла­днання та виробничих приміщень слід віддавати перевагу тим кольорам, які підвищують працездатність, викликають сприятливі емоційні відчуття. Наси­ченість кольорів має бути такою, за якої коефіцієнт відображення був би не менше 40...50%. Серед кольорів повинні переважати білий, світло-лимонний

для стель, білий, світло-зелений, світло-голубий, світло-жовтий - для перего­родок і стін.

Оцінюючи робочу позу та організацію робочого місця, треба керува­тись ГОСТами, крім того, слід враховувати вимоги міждержавних стандартів на певні види виробничого обладнання.