Лекция 3. МИКРОКЛИМАТ: ПОНЯТИЕ, ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение в жилых и производственных помещениях нормальных метеорологических условий, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.
Под микроклиматом понимается климат окружающей человека среды, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих его поверхностей. Перечисленные параметры – каждый в отдельности и в совокупности – оказывают влияние на работоспособность человека и его здоровье. Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду. Когда это условие соблюдается, наступают условия комфорта и у человека не ощущается беспокоящих его тепловых ощущений – холода или перегрева.
В соответствии с СНИПами «Гигиенические требования к микроклимату жилых и производственных помещений» параметрами, характеризующими микроклимат, являются:
· температура воздуха;
· температура поверхностей (учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол), устройств (экраны и т. п.), а также технологического оборудования или ограждающих его устройств);
· относительная влажность воздуха;
· скорость движения воздуха;
· интенсивность теплового облучения.
Температура воздуха, измеряемая в ºС, является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Температура поверхностей и интенсивность теплового облучения учитываются только при наличии соответствующих источников тепловыделений. Оптимальной температурой воздуха в жилище является температура 20 ºС (+, –2 º). Наиболее комфортной температурой можно считать 20-22 ºС, 18 ºС – это минимально допустимая комнатная температура при температуре наружного воздуха –24 ºС и ниже. Для комфортного пребывания в помещении кроме температуры воздуха важна разница температур по горизонтали от наружных стен до любой точки внутри помещения. Она не должна превышать 2 ºС (ее человек в обычной одежде не замечает). Кроме того, необходимо учитывать перепады температуры по вертикали. При нормальной комнатной температуре перепад между температурой пола и температурой на высоте 1,5-2 м не должен превышать 2-3 ºС.
В обычных условиях для измерения температуры воздуха используются термометры (ртутные или спиртовые), термографы (регистрирующие изменение температуры за определенное время) и сухие термометры психрометров
Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность.
Абсолютная влажность – упругость водяных паров, находящихся в момент исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба, или массовое количество водяных паров, находящихся в 1 м 3 воздуха, выражаемое в граммах.
Максимальная влажность – упругость или масса водяных паров, которые могут насытить 1 м 3 воздуха при данной температуре.
Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Относительная влажность воздуха в комнате должна находится в пределах 30-70 %, в производственных помещения 40-60 %.
Для определения влажности воздуха применяются переносные аспирационные психрометры (Ассмана), реже стационарные психрометры (Августа) и гигрометры. При использовании психрометров дополнительно измеряют атмосферное давление с помощью барометров-анероидов.
Скорость движения воздуха измеряется в м/с. В закрытых помещениях она не велика и субъективно не ощущается, но активно влияет на функциональную деятельность человека (например, стимулирует кожные сосудистые рефлексы и улучшает терморегуляцию).
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое состояние человека.
Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха, способствует усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма.
При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.
Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температурах окружающего воздуха бо- 21 лее 30 ºС, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.
Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек их пересыхания и растрескивания, а затем и к загрязнению болезнетворными микробами. Поэтому, при длительном пребывании людей в закрытых помещениях, рекомендуется ограничиваться относительной влажностью 30-70%.
При обильном потовыделении масса организма человека уменьшается. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2-3% путем испарения влаги – обезвоживания организма.
Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей. Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной газированной водой.
Длительное воздействие высокой температуры особенно с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня – гипертермии.
Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма – гипотермии.
Кроме того, параметры микроклимата оказывают существенное влияние на производительность труда.
Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем.
По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяют на коротковолновые и длинноволновые. Тепловые излучения корот- 22 коволнового диапазона глубоко поникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении – тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызывать ожоги кожи и глаз (катаракта глаза).
Учет основных параметров микроклимата является важным фактором эргономического проектирования.
Контрольные вопросы
1. Какая температура воздуха в жилище считается оптимальной?
2. Назовите допустимую минимальную комнатную температуру при температуре наружного воздуха –28ºС.
3. Можно ли считать комфортной температуру + 25ºС? Почему? Обоснуйте ответ.
4. При относительной влажности воздуха 80 % создается комфортное пребывание человека в жилище. Согласны ли вы с этим утверждением? Обоснуйте ответ.