Термостабильность теплового состояния человека как основа для разработки рациональных режимов труда и отдыха в условиях нагревающего микроклимата
Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Канд.мед.наук Е.М. Ратнер, В.С. Викторов. Термостабильность теплового состояния человека как основа для разработки рациональных режимов труда и отдыха в условиях нагревающего микроклимата. Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены, Москва. Гигиена и санитария № 9. 1979 г.
В литературе сообщается об использовании для оценки функционального напряжения организма, вызванного выполнением физической работы в комфортных условиях и условиях нагревающего микроклимата, показателей потребления кислорода (М. И. Виноградов; Hill), частоты пульса (Müller; В. В. Розенблат и Ю. Г. Солонин; Г. Венцель), температуры тела (Н. К. Витте; Г. «Венцель, и др.). В этих работах подчеркивается качественно различный характер функционального напряжения организма, сопровождающегося стабилизацией физиологических показателей или ее отсутствием, отмечается неэффективность выполнения работы при возникновении нестабильного состояния, развитие быстрого утомления и затянутость восстановительных процессов.
Одним из наиболее адекватных интегральных показателей физиологического напряжения организма при физической нагрузке в условиях нагревающего микроклимата является тепловое состояние. Известно, что каждому уровню тяжести работы даже в комфортных температурных условиях соответствует свой уровень температуры «ядра». При этом, если в условиях низких температур среды мышечная деятельность в известных пределах играет роль компенсирующего фактора, то в условиях нагревающего микроклимата как сами температурные условия, затрудняющие теплоотдачу, так и выполняемая физическая работа, сообщая организму дополнительное количество эндогенного тепла, однонаправленно ухудшает тепловое состояние организма. Поэтому теплосодержание организма в достаточной степени отражает функциональную нагрузку на организм как самого труда, так и температурных условий. Для эффективной длительной производственной деятельности содержание тепла в организме должно оставаться неизменным, т. е. должно поддерживаться стабильное тепловое состояние. Это может быть обеспечено определенным, оптимальным для данной тяжести нагрузки и температурных условий режимом чередования периодов труда и отдыха.
Целью настоящей работы являлось использование стабильности теплового состояния человека как физиологической основы для установления рационального режима труда и отдыха при работе средней тяжести и тяжелой (уровень энергозатрат 3,5 и 5,5 ккал/мин) при температуре воздуха 15,25 и 35°С. Исследования выполняли в микроклиматической камере. Проведено около 140 трехчасовых опытов на 10 практически здоровых лицах мужского пола. В ходе эксперимента, состоящего из 30-минутного фонового, 90-минутного рабочего и 30-минутного восстановительного периода испытуемые выполняли работу заданной тяжести на велоэргометре типа «Монарк» в одном из четырех режимов. Режим 1 (предусматриваемый в настоящее время типовыми нормативами) состоял из чередующихся 28-минутных отрезков работы с 2-минутными перерывами на отдых. Остальные режимы взяты как более физиологически рациональные и состояли соответственно из 26-минутных отрезков работы и 4-минутных перерывов (режим 2), 22-минутных отрезка работы и 8-минутных перерывов (режим 3), 18-минутных отрезков работы и 12-минутных перерывов (режим 4). Изучали динамику физиологических показателей, отражающих тепловое состояние человека, а также функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Данные о динамике прироста тепла при неодинаковых температурах в разные периоды деятельности в различных режимах по сравнению с дорабочим, фоновым уровнем показывают (см. таблицу), что при выполнении работы средней тяжести при 15°С в режиме 1 тепловое состояние термостабильно. Прирост тепла к концу работы был минимальным и равнялся 5,8 ккал.
Анализ теплового состояния при выполнении работы этой же тяжести при 25°С позволил выбрать в качестве рационального режим 2, при котором можно снизить прирост тепла до 5,8 ккал, т. е. до такой же величины, как и в режиме 1 работы средней тяжести при температуре 15°С. Стабильность теплового состояния человека при выполнении работы средней тяжести при температуре воздуха 35°С достигнута лишь в режиме 3. Тяжелая нагрузка при 15°С в режиме 1 сопровождается по сравнению с нагрузкой средней тяжести более значительным приростом тепла уже на первом периоде, что обусловлено различиями в уровне теплопродукции и нестационарностью теплового состояния человека, проявляющейся в постепенном накоплении тепла в последующие периоды работы. Термостабильное состояние достигается лишь при деятельности в режиме 3. При этом прирост тепла за второй и третий периоды составляет одну и ту же величину – 17,4 ккал. При 25°С такое состояние также сохраняется при работе в режиме 3, когда во все периоды прирост тепла составляет 17,4 ккал. Анализ теплового состояния при выполнении тяжелой, работы при 35°С позволил выбрать и качестве рационального режим 4, при котором достигаются термостабильное тепловое состояние и минимальный (17,4 ккал) прирост тепла, не превышающий такового при выполнении тяжелой работы и рациональных режимах при других температурных условиях.
Таким образом, рациональные режимы при нагрузке средней тяжести, выполняемой при температуре воздуха 15, 25 и 35°С, обеспечивают термостабильное тепловое состояние с минимальным приростом тепла, равным 5,8 ккал. При тяжелом труде термостабильное состояние обеспечивается с приростом тепла 17,4 ккал. По данным оценки теплового состояния человека и других физиологических показателей, необходимое время на отдых при работе средней тяжести должно при 15ºС составлять 4 мни, при 25°С – 8 мин, при 35°С – 12 мин на 1 ч рабочего времени, а при тяжелой нагрузке минимальное и достаточное время на отдых должно составлять при указанных температурах соответственно 12, 16 и 24 мин на 1 ч рабочего времени.
