Сторінка
1

Мікроклімат та комфортні умови життєдіяльності

Людина живе в самому нижньому, розташованому біля Землі шарі атмосфери, якій називається тропосферою. Повітря безпосередньо оточує нас і цим визначається його первинність з точки зору процесів життєдіяльності.

Тісно стикаючись з газовою сумішшю повітряного океану, організм людини піддається впливу його фізичних і хімічних факторів: складу повітря, температури, вологості, швидкості вітру, тиску й інших. Особливу увагу варто приділити параметрам мікроклімату приміщень – аудиторій, виробничих і житлових будівель. Мікроклімат, що безпосередньо впливає на один з найважливіших фізіологічних процесів – терморегуляцію, має величезне значення для підтримки комфортного стану організму.

Терморегуляція – це сукупність процесів, що забезпечують рівновагу між теплопродукцією і тепловіддачею, завдяки яким температура тіла людини залишається постійною.

Теплопродукція організму (вироблене тепло) у стані спокою складає для “стандартної людини” (маса 70 кг, ріст 170 см, поверхня тіла 1,8 м2) до 283 кДж у годину. При легкому фізичному навантаженні вона у два–три рази більша. При роботі середньої інтенсивності доходить до 1 256 кДж у годину і при важкій становить 1 256 кДж у годину і більше. Метаболічне зайве тепло повинно відводитися з організму.

Нормальна життєдіяльність людини здійснюється в тому випадку, якщо теплова рівновага, тобто відповідність між теплопродукцією разом з теплотою, одержуваною з навколишнього середовища, і тепловіддачею досягається без напруження процесів терморегуляції. Віддача тепла організмом залежить від умов мікроклімату, що визначається комплексом факторів, які впливають на теплообмін: температурою, вологістю, швидкістю руху повітря і радіаційною температурою навколишніх предметів.

Щоб зрозуміти вплив того чи іншого показника мікроклімату на теплообмін, потрібно знати основні шляхи віддачі тепла організмом. При нормальних умовах організм людини втрачає приблизно 85% тепла на підтримку температури шкіри і 15% на нагрівання їжі, вдихуваного повітря і випар води з легенів. Тепло, що віддається шкірі, розподіляється в такий спосіб: 45% приходиться на випромінювання, 30% на конвекцію і 10% на випар. Ці співвідношення можуть змінюватися в залежності від умов мікроклімату.

Втрата тепла тілом людини шляхом випромінювання може орієнтовно оцінюватися за законом Стефана-Больцмана і розраховується по формулі:

Е = К (Т14 – Т24),

де Е – енергія електромагнітного випромінювання з одиниці поверхні тіла в одиницю часу;

К –коефіцієнт;

Т1 – абсолютна температура шкіри людини;

Т2 –абсолютна температура навколишнього середовища.

З рівняння видно, що при Т1 > Т2 радіаційний баланс негативний, людина втрачає тепло, при Т1 < Т2 – радіаційний баланс позитивний, людина одержує тепло. Електромагнітна енергія випромінюється будь-якими нагрітими тілами. При температурі тіла людини її променева енергія приходиться на область інфрачервоних, теплових хвиль.

Утрата тепла за рахунок конвекції здійснюється в результаті зіткнення тіла людини з навколишнім повітрям чи з навколишніми предметами (кондукція). Основна кількість тепла губиться конвекцією. Ця втрата прямо пропорційна різниці між температурою тіла і температурою навколишнього повітря – чим більше різниця, тим більша тепловіддача. Якщо температура повітря зростає, утрата тепла конвекцією зменшується і при температурі 35 .360С припиняється. Віддача тепла конвекцією збільшується при збільшенні швидкості руху повітря, що не повинно перевищувати 2 .3 м/с, тому що це може привести до переохолодження організму. Прискорює тепловіддачу підвищення вологості повітря. Вологе повітря є більш теплоємкім.

Утрата тепла випаром залежить від кількості вологи (поту), що випаровується з поверхні тіла. При випарі одного граму вологи організм втрачає 2,43 кДж тепла. В нормальних умовах з поверхні шкіри людини випаровується близько 0,5 л вологи за добу, яка забирає близько 1 200 кДж енергії.

З підвищенням температури повітря і навколишніх поверхонь утрата тепла випромінюванням і конвекцією зменшується і різко збільшується тепловіддача випаром. Якщо температура зовнішнього середовища вище, ніж температура тіла, то єдиним шляхом тепловіддачі залишається випар. Кількість поту може досягати понад 5…10 л у день. Цей вид тепловіддачі дуже ефективний, якщо є умови для випару поту: зменшена вологість і збільшена швидкість руху повітря. Таким чином, при високій температурі навколишнього середовища збільшення швидкості руху повітря є сприятливим чинником. При низьких температурах повітря збільшення його рухливості підсилює тепловіддачу конвекцією, що несприятливо для організму, тому що може привести до переохолодження, застуди і відмороження. Велика вологість повітря (понад 70%) несприятливо впливає на теплообмін як при високих, так і при низьких температурах. Якщо температура повітря вище 30°С, то велика вологість, утрудняючи випар поту, веде до перегрівання. При низькій температурі висока вологість сприяє сильному охолодженню, тому що у вологому повітрі підсилюється віддача тепла конвекцією. Комфортна вологість, таким чином, складає 40…60%.

Відповідно до діючих в даний час санітарних норм установлені гігієнічні вимоги до мікроклімату виробничих приміщень з урахуванням категорії робіт з рівня енерговитрат (табл. 1.4…1.6)

Припустимі норми параметрів мікроклімату у промислових приміщеннях для постійних робочих місць представлені в табл. 1.6. При комфортному мікрокліматі фізіологічні процеси терморегуляції не напружені, тепло почуття гарне, функціональний стан нервової системи оптимальний, фізична і розумова діяльність та працездатність високі, організм стійкий до впливу негативних факторів середовища.