Санитарно-гигиенические предпосылки проблемы физиологического состояния человека при разработке специальной одежды для различных климато-географических районов



Санитарно-гигиенические предпосылки проблемы физиологического состояния человека при разработке специальной одежды для различных климато-географических районов

Источник: Сборник информационных и нормативных материалов "Условия труда на геологосъемочных работах"

Редактор и составитель Лучанский Григорий

Москва, ФГУНПП «Аэрогеология», 2004 г.

А.П. Михеев, A.M. Береговой, Л.Н. Петрянина. Проектирование зданий и застройки населенных мест с учетом климата и энергосбережения

 

Человек более 80% своей жизни проводит в помещении: дома, на работе, в общественных зданиях и в транспорте. Его здоровье, самочувствие, работоспособность во многом определяются уровнем комфорта помещений.

Между телом человека и окружающей средой постоянно происходит теплообмен.

Схема теплообмена тела человека с окружающей средой (по Колумару и Лизе)

В организме человека вырабатывается значительное количество тепла. Величину производимой человеческим организмом энергии физиологи определяют по количеству потребляемого кислорода.  В состоянии покоя взрослый человек расходует в среднем 15 л/ч (0,42·10-5 м3/с) кислорода. Если принять количество теплоты, освобождаемое при сгорании кислорода, равным примерно 21·103 Дж/м3, тогда количество получаемой человеком энергии составит 88 Вт. Во время физической деятельности человек потребляет кислорода во много раз больше, чем в состоянии покоя (в 12 раз и более).

Чтобы уравновесить теплопродукцию и теплоотдачу, организм человека должен иметь соответствующий механизм терморегуляции. Не затрагивая физиологические процессы регуляции, рассмотрим лишь физические процессы, связанные с теплоотдачей тела человека.

Основными составляющими теплоотдачи человеческого тела являются: конвекция, излучение (радиация), теплопроводность и испарение. Конвективная теплоотдача составляет примерно 32-35% всей теплоотдачи; количество тепла, отдаваемое путем излучения, – 42-44%; на долю испарения приходится около 10-15%. Тепло, отдаваемое путем теплопроводности, очень незначительно и, как правило, не учитывается. Некоторая часть теплоотдачи происходит при выдыхании воздуха (нагревание и испарение воздуха) и за счет кондукции при контакте тел с поверхностями, например пола, стола и др.).

Интенсивность радиации, как основной составляющей теплоотдачи с поверхности кожи человека, главным образом связана с температурой окружающих поверхностей, и особенно с температурой поверхностей наружных стен.

Конвективная теплоотдача от тела воздуху происходит в результате перемещения воздуха в пространстве и зависит от температуры и скорости движения воздуха. Теплоотдача путем испарения связана с параметрами воздушной среды: влажностью, температурой и скоростью движения воздуха.

Организм человека испаряет примерно 800-1000 мл влаги в сутки (на 1 г воды затрачивается 2400 Дж тепла). При температурах воздуха выше температуры кожи человека количество испаряемой влаги возрастает. Потоотделение начинается при температуре окружающего воздуха 28...29°С и при температуре выше 34° является единственным способом теплоотдачи организма.

Исследованиями установлено, что средняя температура кожи человека существенно зависит от влажности воздуха, оцениваемой показателями относительной влажности или упругости водяного пара. Так, по данным Сейферта изменение упругости водяного пара с 2700 до 5400 Па при температуре воздуха 30....35°С и скорости движения воздуха 0,35 м/с повышает температуру кожи человека с 34 до 36,5°С. При этом установлено, что повышение скорости движения воздуха с 0,35 до 1,3 м/с способствует снижению средней температуры кожи на 1,5°С.

Для расчетов различных способов теплоотдачи целесообразно использовать общее уравнение теплового баланса человека:

Q=M-(±W±Qис±Qр±Qк),  где

Q - избыток или недостаток тепла в организме человека;

М- тепло, выделяемое организмом человека по количеству потребляемого кислорода (зависит от физической деятельности человека);

W- тепловой эквивалент механической работы;

Qис- теплоотдача путем испарения;

Qр - радиационная теплоотдача;

QK- конвективная теплоотдача.

Из формулы следует, что если численное значение правой части положительно, то температура тела повышается, т. е. человеку становится жарко, а если это значение отрицательно, то температура тела уменьшается и человеку становится холодно. При тепловом балансе (Q =0) теплоощущение человека благоприятное. В зависимости от восприятия и адаптации человека к климату местности, времени года, возраста, вида одежды и со­стояния здоровья терморегуляция (человек – воздушная среда) изменяется в определенных пределах. Все это необходимо учитывать при разработке архитектурно-конструктивных решений зданий и помещений, особенно при выборе конструкций наружных стен, оконных и балконных заполнений, полов, входных узлов, покрытий, а также систем инженерного оборудования. 

В условиях высокой внешней температуры вследствие затруднения теплоотдачи может наступить перегревание организма. У человека, находящегося в покое, нарушения терморегуляции наблюда­ются, когда температура воздуха превышает 30—31° (при относи­тельной влажности 80—90%) или 40° (при относительной влажности 40—50%). Естественно, что при выполнении мышечной работы перегревание может возникнуть при более низкой температуре воздуха. Следует учесть, что при температуре воздуха выше 38—40° в организме накапливается тепло также и в результате нагревающего действия воздуха и окружающих предметов,

В жилых помещениях в зависимости от климатических условий рекомендуются следующие нормы температуры воздуха: для холодного климата – 21°, умеренного и теплого –18–19°, жаркого – 17–18°. Разница в температуре воздуха по горизонтали (от стен с окнами до противоположных стен) не должна превышать 2°, а по вертикали (от уровня пола до уровня головы) – 2,5°.


Климатические данные отопительного периода по некоторым пунктам РФ

(СНиП 11-А.6-72)

Пункт

Температура воздуха, ºC

Отопительный

период

иод

Средняя скорость ветра в

январе,

м/с

 

Абсолютная минимальная

Средняя наиболее холодной пятидневки

Средняя наиболее холодных суток

Расчетная для вентиляции

Про-должи-тель-ность, сут.

Средняя температура, °С

Архангельск

-45

-32

-36

-19

251

-4,7

5,9

Братск

-59

-43

-46

-30

246

-10,3

3,4

Волгоград

-36

-22

-29

-13

182

-3,4

6,3

Горький

-41

-30

-35

-16

218

-4,7

5,1

Казань

-47

-30

-35

-18

218

-5,7

5,7

Красноярск

-53

-40

-44

-22

235

-7,2

6,2

Самара

-43

-27

-36

-18

206

-6,1

5,4

Санкт-Петербург

-36

-25

-28

-11

219

-2,2

4,2

Москва

-40

-25

-32

-14

205

-3,2

4,9

Новосибирск

-50

-39

-42

-24

227

-9,1

5,7

Екатеринбург

-43

-31

-38

-20

228

-6,4

5

Ульяновск

-48

-31

-36

-18

213

-5,7

4,6

Уфа

-42

-29

-36

-19

211

-6,4

5,2

Челябинск

-45

-29

-35

-20

216

-7,1

4,5

Чита

-49

-38

-41

-30

240

-11,6

3,9


Количество тепла и влаги, выделяемых одним человеком

Выполняемая работа

Тепло, Вт

Влага, г/ч

Полное

Явное

При 10°С

При 35°С

 

При 10°С

При 35°С

При 10°С

При 35°С

 

 

В состоянии покоя

160

93

140

12

30

115

Физическая:

 

 

 

 

 

 

- легкая

180

145

150

5

40

200

- средней тяжести

215

195

165

5

70

280

- тяжелая

290

290

195

10

135

415


Допустимые нормы температур и скоростей движения воздуха при воздушном душировании

Примечания: Интенсивность теплового облучения определяется как средняя в течение 1 ч.

Направление воздушной струи при воздушировании рекомендуется предусматривать, как правило, на облучаемую поверхность тела.

 

Допустимые нормы величины температуры,

относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне

(Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога (Под ред. Д.П. Никитина, А.И. Зайченко. Москва, Медицина, 1990 – 512 c.)

Изменение реакции человека на световые и звуковые раздражители в зависимости от возраста

Возраст, лет

Скорость реакции, м/сек

Мужцина

Женщина

на свет

на звук

на свет

на звук

10

270

270

450

450

20

230

200

270

230

30

250

200

300

250

40

270

250

350

300

50

300

270

400

330

60

530

500

550

520

 

Критерии оценки тяжести и напряженности труда 

(Рощин А.В. Предупредительный сан.надзор за новой техникой и технологией. Москва, Медицина, 1985 – 200 с.) 

Показатели

Количественные критерии тяжести и напряженности работ по категориям

1

2

3

4

легкая

средней тяжести

тяжелая

очень тяжелая

малонапряженная

умеренно напряженная

напряженная

очень напряженная

А. По эргономическим данным

Максимальная масса поднимаемых вручную грузов, кг

До 5

До 15

До 40

Свыше 40

Максимальная величина прилагаемых усилий, Н

До 50

До 150

До 400

Свыше 400

Средняя величина усилий при частоте их применения свыше 30 в час, Н

До 20

До 100

До 200

Свыше 200

Наклоны туловища (свыше 30º) при работе стоя, кол-во наклонов в минуту за смену

До 0,5

До 1,0

До 2,0

Свыше 2,0

Время нахождения в неудобной (вынужденной) позе, процент от общего времени смены

До 10

До 25

До 50

Свыше 50

Число производственно-важных объектов наблюдения

До 5

До 10

До 25

Свыше 25

Время сосредоточенного наблюдения, процент от общего времени смены

До 25

До 50

До 75

Свыше 75

Количество сигналов (сообщений)в час

До 15

До 35

До 60

Свыше 60

Б. По степени функционального напряжения организма

Частота сердечных сокращений (среднерабочая, в скобках среднесменная), удары в 1 мин

До 90

До 100

До 120 (110)

Свыше 120 (110)

Снижение статической выносливости мышц кисти к концу смены, %

До 10

До 30

До 50

Свыше 50

Увеличение скрытого периода зрительномоторной реакции к концу смены, %

Нет увеличения

До 25

До 50

Свыше 50

Увеличение времени различения (концентрация внимания), %

До 5

До 25

До 50

Свыше 50

 

 Гигиеническая классификация труда по показателям вредных и опасных факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса 

Факторы условий труда

III класс условий труда

I степень

(1 балл)

II степень

(2 балла)

III степень

(3 балла)

 

Выше максимально допустимых значений в теплый период или ниже минимально допустимых значений в холодный период года:

Температура воздуха (эффективная эквивалентная) на рабочем месте в помещении, °С.

Тяжесть ручного физического труда (по методике НИИ труда Госкомтруда СССР)

До 4

До 8

Более 8

Статистическая нагрузка за смену, кг.с, при удержании груза:

 

 

 

одной рукой

44000–97000

Более 97000

двумя руками

98000–208000

Более 208000

с участием мышц корпуса и ног

131000–260000

Более 260000

Динамическая нагрузка за смену, кг.м, на мышцы:

 

 

 

рук, ног и корпуса

104000–125000

126000–170000

Более 170000

плечевого пояса

52000–62000

63000–85000

Более 85000

Максимальная разовая масса груза, поднимаемого вручную с пола более 100 раз или с рабочей поверхности более 200 раз в смену, кг

30–35

36–40

Более 40

Сменный грузооборот при среднем пути перемещения груза за смену 9 м и более при нагрузке на мышцы, т:

 

 

 

рук, ног и корпуса

12,1–15,0

15,1–18,0

Более 18,0

плечевого пояса

5,1–7,0

7,1–9,0

Более 9,0

Средняя реакция на различные виды информации: 

На предмет

На цветовой рисунок

Нa символ (слово)

На звук

0,4 сек.

0,9 сек.

2,8 сек.

0,12— 0,

 

Степень загрузки внимания в зависимости от вид труда (%)

Уборка помещения

Ручная нарезка резьбы

Работа на строгальном станке

Ручная опиловка

Разметка, центровка деталей

Вождение автомашины (спокойный участок)

Вождение автомашины (большое движение)

Работа на среднем токарном станке

Печатание на машинке

Расстановка карточек по алфавиту

Чтение

 

9

13

15

25

31

35

60

59

73

90

100

 


Степень усвоения информации в зависимости от ее вида (%)

При чтении

При прослушивании

При наблюдении

При одновременном прослушивании и наблюдении

10

20

30

50


 

Физиологические параметры, определяющие оптимальное  тепловое состояние организма

(Общая гигиена. Учебник. – М.: Медицина  – 1989 – 245 с.) 

Физиологические показатели

Оптимальное тепловое состояние организма

тяжелая работа

работа средней тяжести

легкая работа

покой

Энерготраты, Вт

417–591

243–417

139–243

90–104

Ректальная температура, С°

37,7–37,8

37,4–37,6

37,0–37,4

36,8–37,2

Средняя температура тела

35,4–35,7

35,5–35,9

35,5–36,0

35,6–36,2

Частота сердечных сокращений, уд. в мин.

130–140

110–120

90–100

50–75

Влаговыделение, г/ч

250–300

150–200

100–150

50–70

 


Классификация

тепловых состояний организма человека в условиях высоких температур

(Общая гигиена: Учебник. – М., Медицина, 1990 – 288 с.) 

Показатели

Степень перегревания

первая

вторая

третья

Теплоощущение

Тепло

Жарко

Очень жарко

Оральная температура, С° 

37,5

37,6–38,5

38,6–40

Cредневзвешенная температура, кожи, С°

36,5

36,6–38,5

38,6–40

Потери массы тела, г/ч

350

351–650

651–1200

Изменение артериального давления, мм рт.ст.:

 

 

 

систолического

Небольшое снижение или увеличение

Увеличение на

5–15

Увеличение на 20–30

диастолического

То же

Снижение на

10–20

Снижение на

30–40

Работоспособность (физическая, умственная)

Сохранена

Снижена

Значительно снижена

  

Нормы предельно допустимых нагрузок

для женщин при подъеме и перемещении тяжести вручную 

Характер работ

ПД масса груза, кг

Подъем и перемещение тяжестей при чередовании с другой работой

15

Подъем тяжестей на высоту более 1,5

10

Подъем и перемещение тяжестей постоянно в течение рабочей смены

10

Суммарная масса грузов, перемещаемых в течение рабочей смены не должна превышать 7000кг

При перемещении грузов на тележка прилагаемое усилие не должно превышать 15 кг










 

Факторы, влияющие на утомление человека

(Записная книжка инженера. – М.: МПО «Восход» – 1989) 

Факторы

Характеристика факторов

Время на отдых (в % от оперативного времени

Физические усилия

Незначительные (5–15 кг)

1–2

Средние (16–30 кг)

3–4

Тяжелые (31–50 кг)

5–6

Очень тяжелые (51–80 кг)

7–9

Нервное напряжение

Незначительное

1–2

Среднее

3–4

Повышенное

5

Темп работы

Умеренный

1

Средней интенсивности

2

Высокий

3–4

Рабочее положение

Ограниченное

1

 

Неудобное

2

 

Стесненное

3

Очень неудобное

4

Монотонность работы

Незначительная

1

Средняя

2

Повышенная

3

Загрязненность воздуха

Незначительная

1

Средняя

2

Повышенная

3

Сильная

4

Очень сильная

5

Производственный шум

Умеренный

1

Повышенный

2

Сильный

3–4

Вибрация

Повышенная

1

Сильная

2

Очень сильная

3–4

Освещение

Недостаточное

1

Плохое или ослепляющее

2

 

Незначительно повышенные или пониженные от +20º до 25º при влажности до 70% (или от –5º до –15º)

1

Температура, влажность окружающей среды

Средние: от +26º до 30º при влажности до 75% (или от –16º до –20º)

2

 

Повышенные или пониженные: от +31º до +35º при влажности 70–75% (или от –21º до –25º)

3

 

Высокие или низкие: от +36º до +40º при влажности 75% (или от–25º до –30º)

4

 

Очень высокие: от +41º до +45º при влажности 75%

5

 

Расход энергии при некоторых умственных процессах

Вид умственной деятельности

Увеличение расхода энергии по сравнению с состоянием покоя, %

Чтение стоя

16

Чтение вслух стоя

48

Выступление с публичной лекцией

94

Пребывание (лекционные и семинарские занятия)

10–84

 





Возврат к списку



Пишите нам:
aerogeol@yandex.ru, cess@aerogeologia.ru