Физиология труда. Микроклимат. Лекция 3

Критерии комфортности для человека
1. энергобаланс человека с окружающей средой, включающий в себя энергозатраты на выполнение трудовой деятельности и тепловые параметры;

Для нормального протекания физиологических процессов в организме выделяемая им теплота должна полностью отводиться в окружающую среду.
Нарушение теплового баланса может привести либо к перегреву, либо к переохлаждению.
Один из важнейших интегральных показателей теплового состояния организма – температура тела

Теплообмен между телом человека и окружающей средой осуществляется в результате следующих процессов:
теплопроводность (теплопередача),
лучистый теплообмен (излучение на окружающие поверхности),
конвективный теплообмен (в результате омывания тела воздухом),
тепломассообмен при испарении влаги с поверхности кожи

Величина и направление конвективного теплообмена человека с окружающей средой определяются:
температурой окружающей среды;
атмосферным давлением;
подвижностью;
влажностью.
Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе передачи теплоты играет конвекция.

2. параметры микроклимата среды обитания человека, тесно связанные с его энергобалансом :
температура окружающей среды,
относительная влажность воздуха,
скорость движения воздуха,
процентное содержание кислорода в воздухе;

3. параметры освещения среды обитания человека, включающие:
уровень освещенности,
спектральный состав и уровень пульсации освещения,
контрастность объекта наблюдения,
пространственное расположение и яркость источников света и т.д.;

4. эргономические параметры среды обитания - степень приспособленности форм и размеров окружающих предметов в техносфере к размерам тела человека, удобство длительного пользования различными объектами: элементами городской инфраструктуры, внутренним интерьером помещений, производственным оборудованием и т.д.;

5. параметры переработки информации человеком - физиологические возможности человеческого организма к восприятию и осмыслению поступающих из внешней среды информационных сигналов, а также формированию адекватной ответной реакции на них

6. параметры труда и отдыха человека в среде обитания, обеспечивающие поддержание его нормального здоровья, активности и длительной продолжительности жизни, высокой эффективности трудовой деятельности :
работоспособность человека в течение рабочего дня и рабочей недели,
продолжительность рабочего времени,
гарантированные периоды отдыха в течение рабочего дня и рабочей недели,
продолжительность ежегодных отпусков и т.д.

Нормативные документы
1. Санитарные правила и нормы СанПиН
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.1. / 2 Л.567—96 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»;
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2.540—96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ»;
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548—96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»

2. ГОСТы
ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством»;
ГОСТ 12.1.005—88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования»; и т.д.

3. Строительные нормы и правила СНиП
Строительные нормы и правила СНиП 2.04.05—86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;
Строительные нормы и правила СНиП 23-05—95 «Естественное и искусственное освещение»;

4. Гигиенические нормативы ГН
5. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30 декабря 2001 г. № 197-ФЗ.

Основные понятия по физиологии труда
Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды помещения, который определяется действующими на организм человека сочетаниями:
температуры,
температуры окружающих поверхностей
влажности;
скорости движения воздуха (подвижности).

Параметры микроклимата
1. Температура измеряется в градусах Цельсия. Для определения температуры применяется термометры или термографы.
2. Относительная влажность измеряется в процентах, для ее определения применяют гигрографы, гигрометры и психрометры.
Абсолютная влажность – это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха.

Максимальная влажность - максимально возможное содержание водных паров при данной температуре (состояние насыщения).
3. Скорость движения воздуха можно измерить с помощью анемометра или кататермометров. В помещениях определяют гигиенически малые скорости 0,2-1,5 м/с.

Простейший аспирационный психрометр - прибор для определения влажности воздуха

Измеритель параметров микроклимата
(температуры, относительной влажности, давления, скорости движения воздуха)

Анемометр с выносным датчиком для измерения скорости потока воздуха

Компактный термоанемометр для измерений скорости воздуха, расхода потока воздуха и температуры

Радиометр теплового излучения «ИК-метр»

Многофункциональный инфракрасный пирометр Fluke

Шаровой термометр для измерения индекса ТНС

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», измерение параметров микроклимата производственных помещений является обязательными для всех организаций и предприятий в рамках производственного контроля.

Неблагоприятный микроклимат
Повышение температуры
Повышение (чаще – понижение) уровня влажности
Увеличение содержания углекислого газа, ионов тяжелых металлов, микробное загрязнение и т.д.

Влияние неблагоприятных факторов микроклимата на организм человека
Понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота.
Это приводит к переохлаждению организма.

При повышении температуры возникают обратные явления.
Установлено, что при Т>300С работоспособность человека начинает падать.

При повышении относительной влажности уменьшается количество испаряемого пота в единицу времени; быстрее наступает перегрев тела.
При Т>300С и повышенной влажности возникает т.н. проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее теплоотдачу.

Обильное потоотделение без соответствующего пополнения запасов воды в организме приводит к обезвоживанию (испарение влаги на 15 – 20% приводит к летальному исходу).
Вместе с потом организм теряет минеральные соли; потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушениям сердечно-сосудистой деятельности

Показатели микроклимата
По характеру воздействия на организм работающих показатели микроклимата разделены на оптимальные и допустимые .
Оптимальный микроклимат – это такое сочетание параметров микроклимата, которое обеспечивает полный тепловой комфорт и высокую производительность труда (ГОСТ 12.1.005-88).

Допустимый микроклимат – это такие условия, которые могут приводить к некоторому тепловому дискомфорту и даже временному снижению производительности труда, но не выходят за рамки адаптивных возможностей человека.

Оптимальные показатели распространяются на всю рабочую зону;
допустимые устанавливают раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по технологическим, техническим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы

Нормирование параметров микроклимата
Параметры воздушной среды должны соответствовать
1) СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;
2) ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны».

Нормы регламентируют
температуру воздуха,
его относительную влажность,
скорость движения воздуха,
интенсивность теплового облучения
для рабочей зоны в виде оптимальных и допустимых величин с учетом сезона года и тяжести выполняемых работ.

Для оценки теплоизоляции (характера одежды) и акклиматизации организма в разное время года вводится понятие периода года.
Различают теплый и холодный периоды года.
Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха выше +100С, холодный – ниже +100С.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из энергозатрат организма, делятся на легкие, средней тяжести и тяжелые.

Характеристика категорий работ
Категория Iа - работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением
(часовое, швейное производства, сфера управления и т.д.)

Категория Iб - работы с интенсивностью энергозатрат 121...150 ккал/ч (140...174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением
(предприятия связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.д.)

Категория IIа - работы с интенсивностью энергозатрат 151-200 ккал/ч (175-232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения
(механо-сборочные цеха машиностроительных предприятий, прядильно-ткацкое производство и т.д.)

Категория IIб - работы с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (232-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением
(механизированные литейные, прокатные, кузнечные, термические, сварочные цеха машино­строительных и металлургических предприятий и т.д.)

Категория III - работы с интенсивностью энергозатрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий
(кузнечные цеха с ручной ковкой, литейные цеха с ручной набивкой )

Характеристика категорий работ

Оптимальные показатели микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Методы и средства нормализации микроклимата
разработка оптимальных объемно-планировочных решений; рационализация производственных и технологических процессов: механизация и автоматизация трудоемких работ;
уменьшение тепловых потерь, теплоизоляция аппаратов и трубопроводов, экранирование оборудования ;
рациональный питьевой режим, режим труда и водные процедуры ;
использование СИЗ

Роль антропометрии в жизнедеятельности человека
Пространственное формирование габаритов рабочего места, удобное расположение органов управления и приборов предоставления информации играет важнейшую роль в обеспечении нормальной работоспособности человека

Принципы антропометрии в жизнедеятельности человека
1. Соответствие высокой производительности труда человека наиболее удобным, комфортным значениям размеров всех конструктивных элементов его среды обитания.
2. Наличие допустимых размеров конструктивных элементов (кроме оптимальных, комфортных значений размеров среды обитания)

3. Необходимость учета национальных и возрастных особенностей человека (пользуясь специально разработанными антропометрическими таблицами).
4. Принцип регулируемости элементов рабочего места
(каждый человек за счет предусмотренной возможности изменения размеров тех или иных параметров среды обитания приспосабливает ее для своих собственных габаритов)

5. Принцип универсальности
Учет статических и динамических характеристик антропометрии
Статические параметры - габариты тела человека;
динамические - выполнение различного рода действий.
Максимальные приемлемые значения конструктивных элементов (ширина и высота проходов, ширина стульев и кресел, площадь ступеней лестничных маршей) должны учитывать статические параметры;
Минимальные приемлемые значения конструктивных элементов (досягаемость выключателей и тумблеров, высота ступеней лестниц и расположения полок и т.д.) должны учитывать динамические параметры.

6. Рабочее положение «сидя» является более комфортным и менее энергоемким, менее утомительным, чем статическое положение «стоя»
7. Выбор рабочего положения человека должен быть соотнесен с его требуемыми физическими усилиями.
8. Расположение зрительных индикаторов в центральной части панели управления, а органы управления — в периферийной ее части
(при организации работы оператора на пультах управления)

Размеры некоторых элементов среды в соответствии с принципом универсализма
ширина прохода для одного человека ≥ 750 мм, для двух человек ≥ 1350 мм, ширина дорожки для одного человека ≥ 300 мм;
ширина сидений ≥ 480 мм, для длительных авиарейсов ≥ 525 мм;
ширина рабочей площади стола ≥ 600 мм, ее глубина ≥ 400 мм;
высота ступеней лестниц ≤ 185 мм, диаметр поручней ≤ 45 мм;
досягаемость рук в горизонтальной плоскости ≤ 700 мм;
высота расположения приборов управления от пола ≤ 1850 мм, выше головы оператора ≤ 250 мм;

Возможности человека по переработке информации
Человек, живущий в современном постиндустриальном обществе, часто испытывает своего рода «информационную перегрузку», которая тесно связана с физиологическими возможностями человеческого организма по скорости переработки поступающей к нему из окружающей среды информации

Возможности человека по переработке информации
В соответствии с прямой теоремой Шеннона при соотношении
Н<С информация, передаваемая по каналу связи, может иметь сколь угодно высокую степень точности.
Н - объем внешней информации;
С - пропускная способность.
В соответствии с обратной теоремой Шеннона при соотношении параметров
Н>С информация, передаваемая по каналу связи, неизбежно будет сопровождаться потерей части информационных сигналов.
Н – объем информационных сигналов;
С – пропускная способность любого канала связи

При объемах внешней информации Н и пропускной способности С, возможны два основных варианта.
1. Н ≤ Сн, будет наблюдаться полностью адекватная реакция человека на внешние воздействия без потерь информации об этих воздействиях. Это и есть нормальный (допустимый) режим работы оператора, причем желательно, чтобы Н << Сн (комфортный режим).
Сн – предельная пропускная способность