Параметры микроклимата.

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей и механизмов, т.е. интенсивности их теплового излучения.

Высокая температура воздуха обусловливает быструю утомляемость человека, может привести к перегреву его организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может обусловить местное или общее переохлаждение организма и стать причиной простудного заболевания.

Высокая относительная влажность при повышенной температуре воздуха способствует перегреванию организма, а при низкой температуре за счёт усиления теплоотдачи с поверхности тела обусловливает переохлаждение организма. Низкая же относительная влажность воздуха способствует пересыханию слизистых оболочек дыхательных путей человека.

Подвижность воздуха влияет на теплоотдачу организма человека и положительно сказывается при высоких температурах, но отрицательно проявляется при низких.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производится ГОСТ 12.1.005-88 и СанПин 2.2.4.548-96. Нормируются оптимальные и допустимые показатели микроклимата, оптимальные параметры микроклимата распространяются на всю рабочую зону, а допустимые принимаются раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест. При этом значения этих параметров учитывают категорию выполняемых человеком работ по уровню энергозатрат и способность человеческого организма к акклиматизации в разное время года, а также теплонапряженность помещения.

Оптимальные микроклиматические условия представляют собой сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния его организма без напряжения механизмов терморегуляции (так называемый «тепловой комфорт»).

Допустимые микроклиматические условия представляют собой сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния его организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает ухудшения или нарушения состояния здоровья человека, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и некоторое снижение работоспособности к концу рабочего дня. Однако во время полноценного отдыха эти негативные явления полностью проходят без каких-либо вредных последствий для здоровья человека, что является существенным при рассмотрении его функционирования в рамках системы «человек-машина-среда» с учётом аспекта жизнедеятельности «отдых-труд-отдых».

При нормировании различают тёплый период года (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10°С) и холодный период года (среднесуточная температура +10°С и ниже).

Предусматриваются следующие категории работ:

- лёгкие физические работы (категории Iа и I6), к которым относятся все виды деятельности с расходом энергии не более 174Вт. К категории Iа (до 139Вт) относят работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (например, ряд профессий на предприятиях точного машиностроения, в сфере управления). К категории Iб (140..174Вт) относят работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (например, ряд профессий на предприятиях связи, контролёры и мастера в различных видах производства);

- физические работы средней тяжести (категории IIа, IIб), к которым относятся виды деятельности с расходом энергии 175... 290Вт. К категории IIа (175...232Вт) относят работы, связанные с постоянной ходьбой и перемещением мелких (до 1кг) изделий (например, ряд профессий в механосборочных цехах). К категории IIб (233...290Вт) относят работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей до 10кг (например, ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, сварочных цехах, водителей тракторов, грузовых автомобилей, бульдозеров и др.);

- тяжелые физические работы (категория III), к которым относят виды деятельности с расходом энергии более 290Вт (работы, связанные с систематическим физическим напряжением, например, с регулярным передвижением и переноской тяжестей свыше 10кг.)

По ГОСТ 12.1.005-88 к постоянному рабочему месту относят такое, где человек находится большую часть своего рабочего времени (свыше 50% или более 2-х часов непрерывно), а теплонапряженность помещения характеризуется удельной (приходящейся на 1м³) тепловой нагрузкой. К незначительным избыткам явной теплоты относят избытки, не превышающие 23 Вт/м3 с учётом теплоты инсоляции (проникающей солнечной радиации в помещение). Значительные избытки характеризуются удельной тепловой нагрузкой более 23 Вт/м³, и помещения с такой теплонапряженностью относят к категории «горячих цехов».

Поскольку важнейшим параметром микроклимата в первую очередь является температура воздуха по сухому термометру, в табл.4.27 приведены её нормируемые значения для холодного и тёплого периодов года.

Таблица 4.27

Оптимальные и допустимые температуры воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Что же касается относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочем месте, то в рамках приведенных выше температур предписывается:

- для холодного периода года оптимальная относительная влажность воздуха должна составлять 40...60% и допустимая не более 75% при скорости движения от 0,1 до 0,5 м/с;

- для тёплого периода года оптимальная относительная влажность воздуха также должна составлять 40...60%,а допустимая 55% при температуре 28°С, 60% при 27°С, 65% при 26°С, 70% при 25°С и ниже.

Однако, если вопрос нормирования температуры воздуха на рабочем месте в холодный период года в определённой мере является относительно простым, то для тёплого периода года он требует дополнительного рассмотрения с позиций влияния внешней среды и теплонапряженности помещения. В табл.4.28 представлены характеристики параметров наружного воздуха в соответствии со СНиП 2.04.05-91^* для некоторых представительных пунктов из 232 их наименований.

Таблица 4.28

Расчётные параметры наружного воздуха для тёплого периода года

Покажем в качестве примера, как следует регламентировать параметры микроклимата при выполнении работ средней тяжести. Здесь ГОСТ 12.2.005-88 предписывает следующее. Когда средняя температура наружного воздуха в 13 часов самого жаркого месяца (параметр А наружного воздуха по табл. 4.28) превышает 25°С, допустимую температуру воздуха можно увеличить на 3°С (но не более 31°С) в помещениях с незначительными избытками явной теплоты и на 5°С (но не выше 33°С) в помещениях со значительными теплоизбытками.

Особенностью мобильных объектов (тракторов, грузовых автомобилей, строительно- дорожных и других подобных машин) является то, что даже при наружной температуре в 20°С удельная тепловая нагрузка их кабин более чем в 10 раз превышает величину удельной тепловой нагрузки, характерной для категории «горячих цехов». Кроме того, характер работы оператора на таких мобильных объектах отличается частым чередованием пребывания оператора в кабине и вне её. Всё это обусловливает и специфику установления в кабине рациональных параметров микроклимата.

При определении здесь предельных минимальных и максимальных температур на рабочем месте прежде всего следует иметь в виду, что возможность организма человека противостоять влиянию нагревающего микроклимата непостоянна и возрастает при адаптации, но падает при дезадаптации. Обычно адаптация людей к условиям жаркого климата (акклиматизация) наступает в течение 1...5 лет. Следовательно, организм родившихся и затем постоянно живущих в жарком климате людей (аборигенов) изначально приспособлен к таким условиям, и последние являются для них естественной, в определённой мере нормальной средой обитания. При этом хорошо известно, что если в таких жарких условиях внезапно наступает даже незначительное похолодание, то среди коренного населения возникает волна простудных заболеваний. Отметим, что по данным физиологов продолжительность суточной адаптации человека составляет около трёх часов.

Как указывалось ранее, вопрос жизнедеятельности оператора следует рассматривать в более широком плане, а не только за период его работы на объекте, т. е. цикл жизнедеятельности включает этапы «отдых - труд – отдых». При этом отдых должен быть полноценным, снимающим полностью последствия напряженного труда. Иначе при необоснованном назначении параметров микроклимата не исключается следующая ситуация.

Например, при внешней температуре 39°С (п. 1 табл.4.28) и установившейся нормируемой в кабине температуре в 23°С (табл.4.27), обеспечиваемой в течение рабочей смены (так называемый устойчивый монотонный микроклимат), оператор за этот период, в принципе, может в процессе труда адаптироваться к ней, если по каким-либо обстоятельствам его деятельность не была связана с частым выходом из кабины (на транспортных работах при перевозке груза на относительно большое расстояние), Но завершение работы, покинув кабину с температурой воздуха в 23°С, оператор возвратится на отдых в жилое помещение, где температура воздуха даже в ночное время составляет около 30°C, если дневная была 39°С.

Адаптировавшийся за рабочую смену к «комфортным» (с формальной точки зрения) условиям, человек попадает затем в обычные бытовые условия, которые с той же формальной точки зрения следует считать дискомфортными, и к ним ему вновь придётся привыкать по крайней мере в течение трёх часов «отдыха». Таким образом, здесь явно возникает противоречие между реализованными в кабине мероприятиями по оздоровлению микроклимата и привычными для человека бытовыми условиями, к которым он приспособится в течение своей жизни.

Поскольку среда обитания считается основной в цикле жизнедеятельности человека, очевидным является то, что климатические условия местности проживания человека и характер его деятельности должны обязательно учитываться при назначении расчётных параметров микроклимата как стационарных, так и мобильных объектов, чтобы уменьшить перепад между наружной и внутренней температурами для исключения простудных заболеваний операторов, функционирующих на непостоянных рабочих местах. Показательными в этом плане являются рекомендации академика В.Н.Богословского, которые устанавливают верхний предел температуры воздуха на рабочем месте t_пом как с учётом внешней температуры воздуха t_нар>30°С по параметрам Б табл.4.28, так и в зависимости от времени пребывания оператора на рабочем месте:

t_пом = 28+(0,5+С_τ)( t_нар -30), (4.74)

где С_τ - численный коэффициент, зависящий от продолжительности времени τ_п пребывания людей в помещении: С_τ = 0,3 при τ_п до 1 часа и С_τ = 0,1 при τ_п до 3 часов.

В развитие этого ГОСТ 12.2.120-88, распространяющийся на рабочие места операторов тракторов, самоходных строительно-дорожных машин, одноосных тягачей, карьерных самосвалов и других мобильных объектов, регламентирует следующее:

при оснащении кабины средствами охлаждения без встроенной холодильной машины температура воздуха в ней не должна превышать:

- 28°С для районов эксплуатации с расчётной средней температурой наружного воздуха по параметрам А;

- 31°С при расчётной средней температуре до 30°С;

- 33°С при расчётной средней температуре выше 30°С.

При этом, относительная влажность воздуха в кабине не должна превышать 60%, а в районах с повышенным влагосодержанием наружного воздуха - 70%. Средняя взвешенная температура внутренних поверхностей кабины (за исключением стекол, панели со стороны моторного отсека и щитка приборов) не должна быть выше 35°С. Подвижность воздуха в кабине не должна превышать 1,5 м/с.

ГОСТ Р 50993-96, регламентирующий требования к эффективности и безопасности систем отопления, вентиляции и кондиционирования автотранспортных средств, устанавливает, что конструкция системы кондиционирования должна исключать возможность охлаждения воздуха в зоне головы водителя более чем на 8°С относительно температуры внешней среды при его скорости на рабочем месте не более 0,5 м/с. Таким образом, например, при наружной температуре в 39°С нижняя граница температуры воздуха в кабине должна составлять 31°С , а верхняя 33°С, что существенно расходится с соответствующими данными табл.4.27 для операторов, выполняющих работу средней тяжести в помещениях стационарных объектов.

Вместе с тем, здесь речь шла о так называемом «монотонном микроклимате», температура которого является стабильной в течение рабочей смены и независимой от изменения температуры воздуха на местности в течение рабочей смены, что не отражает всех особенностей воздействия микроклимата на организм человека в системе «человек - машина - окружающая среда». Поэтому следует указать в первую очередь на такой важный аспект.

По данным физиологов в известных границах сменяемость микроклиматических условий в процессе работы человека вызывает здоровые реакции его организма с позитивными сдвигами, обеспечивающими повышение активности жизнедеятельности. Монотонное же выдерживание параметров внутренней среды, в частности температуры воздуха, снижает трудовую активность человека и сопротивляемость его организма простудным заболеваниям. Указанное обстоятельство обусловило то, что в последнее время получает распространение прогрессивный так называемый «динамический микроклимат», существо которого заключается в создании установленного режима изменения его температуры в течение определённого периода. Например, целесообразно принять характер изменения температуры воздуха в кабине самоходной машины соответствующим закономерности суточного хода внешней температуры воздуха на местности.