Микроклимат производственных помещений

МИКРОКЛИМАТ

Микроклимат представляет собой комплекс физических факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние и определяющих самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда.

Показателями микроклимата являются температура воздуха и его относительная влажность, скорость движение, тепловое излучение.

Роль микроклимата в жизнедеятельности человека предопределяется тем, что последняя может нормально протекать лишь при условии сохранения температурного гомеостаза организма, который достигается за счет системы терморегуляции и усиления деятельности других функциональных систем: сердечно-сосудистой, выделительной, эндокринной и систем, обеспечивающих энергетический, водно-солевой и белковый обмены.

Напряжение в функционировании перечисленных систем, обусловленное воздействием неблагоприятного микроклимата, может сопровождаться ухудшением здоровья, которое усугубляется воздействием на организм других вредных производственных факторов (вибрация, шум, химические вещества и др.)

Для сохранения постоянной температуры тела организм должен находиться в термостабильном состоянии, которое оценивается по состоянию теплового баланса. Тепловой баланс достигается координацией процессов теплопродукции и теплоотдачи. Он осуществляется аппаратом физиологической терморегуляции, а также путем приспособительных действий человека («поведенческая терморегуляция»), направленных на создание соответствующего микроклимата в помещении, использование адекватной условиям жизнедеятельности человека одежды, регламентацию времени воздействия внешней термической нагрузки.

Тепловой баланс в общем виде может быть описан уравнением:

(Q_м+ Q_т.в.) - (Q_изл.+ Q_конв.+ Q_{исп.диф.}+ Q_{исп.дых.}+ Q_исп.п.+ Q_дых.) = +Δ Q (1)

где: Q_м – тепло, продуцируемое человеком (теплопродукция);

Q_т.в. - тепло, поступающее извне (например, от нагретых поверхностей оборудования и др.)

Q_изл. – теплоотдача излучением;

Q_конв. – теплоотдача конвекцией;

Q_конд. - теплоотдача кондукцией;

Q_{исп.диф.} – теплоотдача вследствие испарения диффузной влаги с поверхности кожи;

Q_{исп.дых.} – теплоотдача вследствие испарения влаги с верхних дыхательных путей;

Q_исп.п. – теплоотдача вследствие испарения пота;

Q_дых. – теплоотдача вследствие нагревания вдыхаемого воздуха;

+Δ Q – накопление или дефицит тепла в организме.

В частном виде уравнение теплового баланса, которое может быть использовано для расчета комфортной температуры воздуха [20], имеет вид:

где: Q_м – теплопродукция;

А_ди – площадь поверхности тела человека;

n – коэффициент полезной деятельности работы мышц;

– средневзвешенная температура кожи;

Р_а – парциальное давление водяных паров в окружающем воздухе;

E_sw – теплопотери вследствие испарения пота;

I_cl – термическое сопротивление одежды человека от кожи до наружной поверхности одежды;

F_cl – отношение площади поверхности одетого человека к площади поверхности того же обнаженного человека;

t_a – температура воздуха;

t_mvt – средняя радиационная температура;

h_с – коэффициент конвективного переноса тепла;

t_cl – средняя температура наружной поверхности одетого человека.

Термостабильность состояния организма, обеспечиваемая равенством теплопродукции и суммарной теплоотдачей, не является единственным условием теплового комфорта человека. Должны быть соблюдены и другие условия, касающиеся регламентации доли теплоотдачи за счет испарения влаги с поверхности кожи (не более 30%), уровня средневзвешенной температуры кожи на отдельных участках поверхности тела.

Микроклимат по степени его влияния на тепловой баланс человека подразделяется на нейтральный, нагревающий охлаждающий.

Нейтральный климат – такое сочетание его составляющих, которое при воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивает тепловой баланс организма, при котором разность между величиной теплопродукции (Q_м) и суммарной теплоотдачей (Q_сум.) находится в пределах + 2 Вт, а доля теплоотдачи испарением влаги не превышает 30 %.

Охлаждающий микроклимат – сочетание его параметров, при котором имеет место превышение суммарной теплоотдачи в окружающую среду (Q_сум.) над величиной теплопродукции организма (Q_м), приводящее к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (> 2 Вт).

Нагревающий климат – сочетание его параметров, пир котором имеет место изменение теплообмена человека с окружающей средой, проявляющееся в накоплении тепла в организме (> 2 Вт) и/или в увеличении доли потерь тепла испарением влаги (> 30%).