Измерение микроклимата, контроль, параметры, нормы

Микроклиматом принято называть ряд погодных условий, оказывающих существенной влияние на состояние здоровья человека и среду закрытых помещений. В производственных, жилых и общественных помещениях данными условиями являются температура воздуха, влажность воздуха и скорость его движения. Выше упомянутые погодные характеристики принято называть — параметры микроклимата.

Воздух — смесь газов, которая составляет атмосферу Земли до высоты 1000—1200 км. До высоты около 11 км состав атмосферы остается неизменным. Этот слой называется тропосферой. В нем происходит большинство метеорологических процессов, определяющих погоду: интенсивная циркуляция воздуха, возникновение ветров, бурь и ураганов. В тропосфере сосредоточены почти весь находящийся в атмосфере водяной пар и почти вся воздушная пыль, а потому именно здесь по большей части происходит образование облаков.

Над тропосферой, примерно на 50 км, располагается слой стратосферы. Здесь огромные потоки сравнительно спокойного воздуха циркулируют на больших расстояниях без серьезных возмущений. В нижней части стратосферы образуются редкие облака, состоящие из мельчайших ледяных кристалликов. Над стратосферой до высоты около 80 км простирается мезосфера — слой, в котором достигается самая низкая в естественных условиях температура 110 °C Далее до высоты около 720 км воздуха, составляющая примерно следует слой термосферы. Здесь молекулы воздуха движутся настолько быстро, что если бы плотность воздуха была такой же, как и на уровне моря (а не в миллиарды раз меньшей), то его температура была бы близка к 3000 °C. Самый верхний слой атмосферы — экзосфера. В ней воздух настолько разрежен, что в нем почти не происходит столкновения молекул друг с другом, большинство из них движутся по простым баллистическим траекториям, как пуля, а некоторая их часть — по эллиптическим орбитам, подобно искусственным спутникам Земли. Какая-то доля молекул, в основном водорода и гелия, достигает скоростей, при которых возможен выход за пределы действия сил земного тяготения, и рассеивается в пространстве между Землей и Луной.

Из всех разнообразных свойств воздуха важнее всего то, что он необходим для жизни на Земле.

На уровне моря и в пределах тропосферы газовый состав воздуха (в об. %) таков: азот — 78,08%, кислород -20,95%, аргон — 0,93%, углекислый газ (диоксид углерода) — 0,034%, водород — 5 10−5%; кроме того, имеются «следовые» количества так называемых благородных (или инертных, редких) газов: неона, гелия, криптона и ксенона. Воздух в тропосфере содержит также переменные количества водяного пара; его влажность зависит от температурных условий и высоты. В нижних слоях атмосферы во взвешенном состоянии содержатся переменные количества пыли и золы, образующиеся, например, в процессах горения и при извержении вулканов. С присутствием в воздухе таких аэрозольных частиц связаны яркие краски солнечных восходов и закатов, связанных с рассеянием на них солнечных лучей.

Исследования показали, что человек может жить при атмосферном давлении 560−950 мм ртутного столба. Атмосферное давление на уровне моря 760 мм ртутного столба. При данном давлении человек испытывает комфортность. Как повышение, так и понижение атмосферного давления на большинство людей оказывает негативное влияние. С понижением давления ниже 700 мм ртутного столба наступает кислородное голодание, что сказывается на работе головного мозга и центральной нервной системы.

Различают абсолютную и относительную влажность.

Абсолютная влажность — это количество водяных паров, содержащихся в 1 м³. воздуха. Максимальная влажность Fmax — количество водяных паров (в кг), которое полностью насыщает 1 м³ воздуха при данной температуре (упругость водяных паров). Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности к максимальной влажности, выраженной в процентах:

ц=A/Fmax*100% (2.2.1.).

Когда воздух полностью насыщен водяными парами, то есть A=Fmax (во время тумана), относительная влажность воздуха ц =100%.

Другим важным параметром является скорость воздуха. При повышенной температуре скорость воздуха способствует охлаждению, а при низких температурах переохлаждению, поэтому она должна быть ограниченной, в зависимости от температурной среды.

Как показывают многочисленные исследования, параметры микроклимата являются одними из основных показателей, определяющих комфортабельные условия пребывания человека в помещении того или иного целевого назначения.

Сущность метеорологических условий помещений, как физического фактора среды заключается в том, что они регулирует процессы теплообмена человеческого организма и окружающей среды. Ни для кого не секрет, что создаваемое организмом тепло, должно вовремя и полностью отводится в окружающую среду. Нарушение же данного физиологического процесса влечет за собой появление дискомфорта, выражаемого привычными всеми словами «жарко» и «холодно».

Комфортабельность труда и пребывания в помещении основаны на принципе теплового баланса, определяющего равенство величины тепловыделения организма величине теплоотдачи и поддерживающего постоянной температуру внутренних органов человека в 36,6 °C. На организм человека и условия его работы оказывает влияние также средняя температура всех поверхностей, ограничивающих помещение, она имеет важное гигиеническое значение.

Контроль микроклимата подтверждает то, что соблюдение данного принципа на рабочих местах и в местах пребывания людей создает так называемые комфортные зоны, в которых преобладает оптимальная метеорологическая обстановка. Незначительное нарушение процесса терморегуляции исключает наличие комфортных зон, и в подобных случаях метеорологическая обстановка характеризуются как допустимая.

Хочется сказать несколько слов и об источниках, нарушающих процессы терморегуляции. Как показывает практика и измерение микроклимата, источниками тепла на рабочих местах, в производственных, административных и жилых зданиях могут быть технологические процессы, сопровождающиеся выделением тепла, различные нагревательные приборы и оборудование, солнечный свет. К основным источникам холода, в большинстве случаев, относят погодные условия в холодное время года.

Нормы микроклимата на территории Российской Федерации, как видно из действующих нормативно-правовых актов, устанавливаются в соответствии с целевым назначением и использование помещений. Так, например, контроль атмосферных условий в рамках требований гигиенической безопасности на рабочих места и в производственных помещениях проводится в соответствии с отраслевыми, межотраслевыми правилами охраны труда (ПОТ РО, ПОТ РМ), ГОСТ 12.1.005−88, СанПиН 2.2.4.548−96 и другими нормативными документами. Нормы микроклимата для вышеупомянутых зон и помещений устанавливаются на основании характеристик выполняемых работ с точки зрения энергозатрат организма и способности приспосабливания организма к трудовому процессу в разное время года (холодный период года, теплый период года).

Измерение микроклимата в рамках исполнения санитарно-эпидемиологических требований к жилым и общественным зданиям производится в соответствии с ГОСТ 30 494–96 и СанПиН 2.1.2.2645−10. Нормы микроклимата для данных помещений устанавливаются на основании классификации помещений и способности приспосабливания организма к разному времени года (холодный период года, теплый период года).

Говоря о влиянии метеорологических параметров на организм человека, стоит сказать о том, что микроклимат оказывает непосредственное воздействие на состояние здоровья человека. Ранее мы говорили о понятиях «жарко» и «холодно».

Так вот, как показывает контроль микроклимата, жарко нам бывает тогда, когда выделяемое человеческим организмом тепло не может быть полностью передано окружающей среде. В этом случае начинает расти температура внутренних органов, что в конечном итоге приводит к гипертермии. Перегревание организма сопровождается симптомами характерными тепловому удару.

Холод мы начинаем ощущать в том случае, когда окружающая среда готова принимать гораздо большее количество тепла, чем может выделить человеческий организм. В этом начинает падать температура внутренних органов, что в конечном итоге приводит к гипотермии.

Рассмотренные ситуации создают критические условия для функционирования организма на клеточном уровне, причиной смерти которых, как раз таки, и являются процессы превышения допустимых температурных границ внутри человеческого тела.

Так же, не стоит забывать о таких факторах как обезвоживание организма, вызываемое в большинстве случаев недостаточной влажность воздуха и высокими температурами и влекущее за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения (до 6% влаги) и смертельным исходом (до 20% влаги), и общее снижение производительности труда.

Процессы измерения и контроля микроклиматических параметров позволяют говорить о том, что в настоящее время, используя как уже существующие технологии, так и новые наработки, можно создавать оптимальные метеорологические условия работы и тем самым защищать здоровье трудящихся. К классическим мероприятиям можно отнести зачищу временем, расстоянием, средствами индивидуальной и коллективной защиты в сопряжении с налаженной работой систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.

На рабочих местах, попадающих в зону интенсивного теплового облучения применяется воздушное душирование, а для рабочих специальностей, связанных с обслуживанием источников высокой температуры, организовываются пункты подпитки. В качестве подпитывающей жидкости используется охлажденная вода, подсоленная газированная вода, чай и белково-витаминные напитки.

Санитарно-гигиенические, метеорологические и микроклиматические условия не только влияют на состояние организма, но и определяют организацию труда, то есть, продолжительность и периодичность отдыха работника и обогрева помещения.

Таким образом, санитарно-гигиенические параметры воздуха рабочей зоны могут быть физически опасными и вредными производственными факторами, оказывающими существенное влияние на технико-экономические показатели производства.

Согласно ДСН 3.3.6 042−99 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений», по степени влияния на тепловое состояние организма человека, микроклиматические условия подразделяются на оптимальные и допустимые. Для рабочей зоны производственных помещений устанавливаются оптимальные и допустимые микроклиматические условия с учетом тяжести выполняемой работы и периода года (табл.2.).

Оптимальные микроклиматические условия — это такие условия микроклимата, которые при длительном и систематическом влиянии на человека обеспечивают сохранение теплового состояния организма без активной работы терморегуляции. Они сохраняют обеспечение самочувствие теплового комфорта и создание высокого уровня производительности труда (табл. 2.1.1.).

Допустимые микроклиматические условия, которые при длительном и систематическом влиянии на человека могут вызвать изменения теплового состояния организма, но нормализуются и сопровождаются напряженной работой механизмов терморегуляции в границах физиологической адаптации (табл. 2.1.2.). При этом не возникает нарушений или ухудшения состояния здоровья, но наблюдается дискомфортное тепловосприятие, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Условия микроклимата, выходящие за допустимые границы называются критическими и ведут, как правило, к серьезным нарушениям в состоянии организма человека.

Оптимальные условия микроклимата создаются для постоянных рабочих мест.

Постоянное рабочее место — место, на котором рабочий проводит более 50% рабочего времени или более 2-х часов беспрерывно. Если при этом, работа выполняется в разных пунктах рабочей зоны, то вся зона считается постоянным рабочим местом.

Непостоянное рабочее место — место, на котором рабочий проводит менее 50% рабочего времени или меньше 2-х часов непрерывно.

Различают теплый и холодный периоды года.

Теплый период года — период года, который характеризуется среднесуточной температурой внешней среды выше +100С. Холодный период года — период года, который характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, которая равняются +100С и ниже. Среднесуточная температура наружного воздуха — средняя величина наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается согласно данных метеорологической службы.

Категория работ — разграничение работ по тяжести на основании общих энергозатрат организма:

Легкие физические работы (категория I) охватывают виды деятельности, при которых расход энергии равен 105−140 Вт (90−120Ккал/час) — категория I-а и 141−175 Вт (121−150Ккал/час) — категория I-б. К категории I-б и категории I-а принадлежат работы, которые выполняются сидя, стоя или связанные с хождением, и сопровождаются некоторым физическим напряжением.

Физические работы средней тяжести (категория II) охватывают виды деятельности, при которых затраты энергии составляют 176−132 Вт (151−200Ккал/час) — категория II-а и 233−290Вт (201−250Ккал/час) — категория II-б. К категории II-а принадлежат работы, связанные с хождением, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя, и требующие определенного физического напряжения. К категории II-б принадлежат работы, которые выполняются стоя, связанные с хождением, перемещением (до 10кг) грузов и сопровождаются умеренным физическим напряжением.

Тяжелые физические работы (категория III) охватывают виды деятельности, при которых затраты энергии составляют 291−349 Вт (251−300Ккал/час). К категории III принадлежат работы, связанные с постоянным перемещением значительных (свыше 10 кг) тяжестей, которые требуют больших физических усилий.

Для работников 1-й и II-й категорий работ во время теплового периода года (оптимальная температура 250С) отводится 12,5% сменного времени на перерывы: на отдых — 8,5% и личные надобности 4%. Для рабочих по Ш-й категории работ время на отдых и личные надобности определяется по формуле:

То.л.н.=8,5+(Эф/292,89−1)х100 (2.2.2.).

где, Т о.л.н. — время на отдых и личные надобности; 8,5 — время на отдых для рабочих II-й категории работ; Эф — фактические энергозатраты рабочего по данным физиологических исследований, Дж/с; 292,89 — максимально допустимый расход энергии при выполнении работ II-й категории, Дж/с.

Допустимые значения микроклиматических условий устанавливаются в случае, когда на рабочем месте не удается обеспечить оптимальные условия микроклимата согласно технологическим требованиям производства или экономической целесообразности.

Перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при обеспечении допустимых условий микроклимата не должна быть более 3-х градусов для всех категорий работ, а по горизонтали не должен выходить за пределы допустимых температур категорий работ.

микроклимат рабочий аттестация труд.