Микроклимат для тела и естественное. Микроклимат: значение, гигиеническое нормирование, меры предупреждения неблагоприятного воздействия. Профилактика неблагоприятного влияния
Цель работы: закрепить теоретические знания о требованиях, предъявляемых к микроклимату учебных и жилых помещений, овладеть методами их санитарно-гигиенического обследования.
1. Исследуйте параметры микроклимата в помещении. При выполнении данной работы определите:
1.1. температуру помещения;
1.2. влажность воздуха в помещении;
1.3. атмосферное давление;
1.4. рассчитайте количество воздуха, приходящегося на одного человека (воздушный куб);
1.5. рассчитайте коэффициент аэрации в помещении.
2. Оформите полученные результаты исследований в виде карты санитарно-гигиенического обследования, в которой, используя справочный материал, сделайте вывод о состоянии микроклимата помещения и запишите свои предложения по его улучшению.
Методические указания к выполнению
Лабораторно-практических работ
1. Выполните лабораторную работу «Исследование параметров микроклимата в помещении».
При выполнении данной работы определите температуру, влажность воздуха в помещении, атмосферное давление. Рассчитайте воздушный куб и коэффициент аэрации.
1.1. Определение температуры воздуха
Приборы и оборудование: спиртовой или ртутный термометр;
Ход работы. В начале занятия измерьте температуру в трех точках помещения по диагонали – у наружной стены, внутренней стены и в центре, на уровне 1,0 м от пола. Если обследуемое помещение больших размеров с высокими потолками (актовый, концертный, спортивный залы и др.) дополнительно измерьте температуру в вертикальном направлении на уровне 0,1, 1,0 и 1,5 м от пола.
Для измерения температуры воздуха около стен поместите термометр на расстоянии 20 см от них, на уровне 1,0 м от пола и через 10 минут запишите его показания. Нельзя устанавливать термометр вблизи сильно нагретых или охлажденных предметов (например, около радиатора батареи, непосредственно возле стекла окна в зимнее время), исключите действие на прибор прямых солнечных лучей.
Используя полученные данные, рассчитайте среднюю температуру в помещении в начале занятия. Аналогичные измерения и подсчеты проведите в конце занятия. Сравните температуру с нормативными данными, приведенными в таблице 15 и справочном материале.
ОПТИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА В ЖИЛЫХ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ (В О С)
1.2. Определение атмосферного давления
Приборы и оборудование: барометр-анероид.
Ход работы. Поместите барометр на горизонтальную поверхность, после легкого постукивания по стеклу в целях преодоления трения передаточной системы, установите величину атмосферного давления в паскалях по показанию прибора. Затем запишите данные в тетрадь и переведите значение в мм. рт. ст. или в миллибары (мб), используя следующие соотношения:
1Па = 0,00751 мм рт. ст.; 1 мб = 0,7501 мм рт. ст.
Нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет 101,3 кПа (760 мм рт. ст. или 1 атм). Суточные и сезонные колебания атмосферного давления составляют 200-300 Па (20-30 мм рт. ст.).
1.3. Определение влажности воздуха
Приборы и оборудование: аспирационный психрометр (психрометр Ассмана) или психрометр стационарный (психрометр Августа).
Ход работы. Ознакомьтесь с устройством психрометра и принципом его работы. Перед определением влажности воздуха в помещении смочите ткань влажного термометра дистиллированной водой, затем поместите психрометр на расстоянии 1,5 м от пола и через 10 -15 минут запишите показания сухого и влажного термометров.
Вычислите абсолютную влажность воздуха по формуле Реньо:
K = f -р х (t -t1) х B,
Где К -абсолютная влажность воздуха, f -максимальное напряжение водяных паров, соответствующее температуре влажного термометра (определяется по таблице 8), р -психрометрический коэффициент, для помещений равный 0,0011, t -температура сухого термометра, t1 -температура влажного термометра, В - атмосферное давление в мм. рт. ст. (определяется с помощью барометра).
Вычислите относительную влажность воздуха по формуле:
R = K х 100 / F,
Где R - относительная влажность воздуха, К - абсолютная влажность воздуха, F -максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра (определяют по таблице 16).
МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВОДЯНЫХ ПАРОВ
ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ, ММ. РТ. СТ.
Оптимальная относительная влажность воздуха для помещений составляет 40-60 %. Допустимые колебания от 30 до 75 %.
1.4. Расчет воздушного куба
Ход работы. Воздушный куб – это объем воздуха в помещении в кубических метрах, приходящийся на одного человека.
Для вычисления этого показателя рассчитайте объем обследуемого помещения в м3 и разделите его на количество людей, находящихся одновременно в помещении.
Объем воздуха на одного человека в классах и производственных помещениях для занятия умственным и легким физическим трудом должен быть не менее 5 м3 на одного человека (при условии трех-четырехкратной смены воздуха за 1 час). В школьных мастерских и производственных помещениях для физического труда средней тяжести он должен быть не менее 10 м3, в спортивном зале и производственных помещениях, предусмотренных для тяжелого физического труда - не менее 20 м3. В жилых помещениях (при условии двух-трех кратной смены воздуха в 1 час) воздушный куб составляет 25 - 30 м3 (20 м3 на ребенка и 30 м3 на взрослого).
1.5. Расчет коэффициента аэрации
Ход работы. Коэффициент аэрации служит одним из показателей интенсивности вентиляции воздуха в помещении, он характеризуется отношением площади отверстия всех форточек и фрамуг в помещении к площади пола.
Вычислите коэффициент аэрации по формуле: КА = Sф / Sп,
Где КА - коэффициент аэрации, Sп – площадь пола в помещении в м2, Sф – площадь отверстия форточек и фрамуг в м2.
Величина коэффициента аэрации выражается соотношением или дробью, где числитель – единица, а знаменатель – полученное частное. Например, 1: 50 или 1/50.
Коэффициент аэрации в классах должен быть не менее 1:50, оптимальное значение - 1:30.
Примечание: Заключение об уровне освещения и предложения по улучшению условий освещения сделайте после изучения справочного материала.
Еще по теме Гигиеническая оценка микроклимата помещений:
- Тема 1. Санитарно-гигиеническая оценка микроклимата помещений.
- Гигиенические нормативы микроклимата спортивных помещений различной специализации. Естественное и искусственное освещение спортивных помещений с учетом гигиенических норм.
- Тема 4. Гигиеническая оценка химического состава воздуха помещений.
- Тема 7. Гигиеническая оценка условий естественного и искусственного освещения помещений аптек и предприятий фармацевтической промышленности.
- Методы контроля микроклимата в помещениях для животных
- Гигиеническая оценка инсоляционного режима, естественного и искусственного освещения (на примере помещений лечебно-профилактических и учебных учреждений)
| Cмотрите так же... |
|---|
| Шпапгалки к экзамену по гигиене. Часть 1 |
| Место гигиены в системе медицинских наук. Значение гигиены в деятельности врача лечебного профиля. |
| История становления и развития гигиены. Основоположники и виднейшие представители отечественной гигиенической науки (А.П.Доброславин, Ф.Ф.Эрисман, Г.В.Хлопин, А.Н.Сысин, В.В.Горинсвский). |
| Гигиенические проблемы в экологии. Причины экологического кризиса и его отличительные особенности. Экологические факторы и здоровье населения. |
| Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ |
| Проблемы гигиены и экологии в условиях научно-технического прогресса. Роль гигиены в прогнозировании здоровья населения и оздоровлении внешней среды. |
| Предупредительный и текущий санитарный надзор. Роль санитарного надзора в решении вопросов оптимизации внешней среды, условий труда, проживания, питания. |
| Основные причины деградации окружающей среды. Неблагоприятные факторы химической, физической и биологической природы, влияющие на здоровье населения в современных условиях. Значение |
| Особенности действия на организм вредных факторов окружающей среды. Понятие о комбинированном, сочетанием действии и комплексном поступлении вредных веществ в организм. Отдаленные эффекты действия вредных факторов на организм, отражение этого действия в структуре и уровне заболеваемости населения. |
| Использование достижений научно-технического прогресса с целью охраны и оздоровления окружающей среды и здоровья населения. Анализ состояния здоровья в зависимости от характера и уровня загрязнения окружающей среды. |
| Гигиеническое регламентирование и прогнозирование. Методология и принципы гигиенического регламентирования (ПДК, ПДУ. ОБУВ) как основа санитарного законодательства. |
| Методы обоснования гигиенических норм |
| Теория риска здоровью населения от воздействия факторов окружающей среды. |
| Актуальные вопросы гигиены и экологии. |
| Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение. Загрязнение и охрана атмосферного воздуха как экологическая проблема в условиях научно-технического прогресса. |
| Гигиеническое значение загрязнений атмосферы |
| Физические свойства воздуха и их значения для организма (температура, влажность, барометрическое давление и скорость движения воздуха). Микроклимат и его гигиеническое значение. Виды и влияние дискомфорного микроклимата на теплообмен и здоровье человека (переохлаждение и перегревание) |
| Солнечная радиация и ее гигиеническое значение. Световой климат. Значение инфракрасной, ультрафиолетовой и видимой частей солнечного спектра. |
| Действие Уф-лучей |
| Природно-географические условия среды обитания и здоровье человека. Погода, определение и медицинская классификация типов погоды. Периодические и апериодические изменения погоды. Гелиометеотропные реакции и их профилактика. |
| Климат, определение понятия, Строительно-климатическое районирование территории РФ. Климат, здоровье и работоспособность. |
| Акклиматизация и ее гигиенические аспекты. Особенности труда, быта, жилища, одежды; обуви, питания, закаливания в различных климатических районах, их значение в акклиматизации. Использование климата в лечебно-оздоровительных целях. |
| Физиологическое, санитарно-гигиеническое и хозяйственное значение воды. |
| Вода как фактор окружающей среды. Значение. Влияние качества питьевой воды на здоровье. Требования к качеству питьевой воды. |
| Атмосферные осадки |
| Гигиенические требования к качеству питьевой воды при централизованном и местном водоснабжении. |
| Санитарная характеристика централизованной и децентрализованной систем водоснабжения. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации шахтных колодцев и других сооружений местного водоснабжения. |
| All Pages |
Физические свойства воздуха и их значения для организма (температура, влажность, барометрическое давление и скорость движения воздуха).
Микроклимат и его гигиеническое значение.
Атмосферное давление . При изменении внешнего атмосферного давления для уравновешивания его изнутри требуется время,необходимое для увеличения или снижения количества газов,растворенных в организме.В течение этого времени человек может ощущать некоторое чувство дискомфорта,поскольку при изменении атмосферного давления всего на несколько мм. рт. столба общее давление на поверхность тела изменяется на десятки килограммов.С пониженным давлением человек встречается при подъеме на высоту. Основным фактором,который оказывает влияние на человека, является кислородная недостаточность.С увеличением высоты атмосферное давление постепенно снижается. Хотя процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе, с поднятием на высоту почти не меняется,но в связи со снижением общего давления снижается и парциальное давление кислорода в нем.Парциальное давление кислорода обеспечивает переход кислорода из альвеолярного воздуха в венозную кровь (за счет разницы парциального давления кислорода в венозной крови и в альвеолярном воздухе-диффузное давление).При малом диффузном давлении артериализация крови в легких затрудняется,наступает гипоксемия(одышка,сердцебиение,бледность кожных покровов и акроцианоз,головокружение,слабость,быстрая утомляемость,сонливость,тошнота,рвота,потеря сознания).В зависимости от парциального давления кислорода в воздухе на разных высотах различают следующие зоны:
1.Индифферентная зона -до 2 км 2. Зона полной компенсации-2-4 км 3. Зона неполной компенсации-4-6 км 4. Критическая зона -6-8 км 5. Смертельная зона -выше 8 км
Снижение барометрического давления при подъеме на высоту приводит и к другим нарушениям состояния организма. Это декомпрессионные расстройства,выражающиеся в расширении газов,находящихся в естественных полостях организма(придаточные пазухи носа, среднее ухо, плохо запломбированные зубы, газы в кишечнике)При этом могут возникнуть боли.Особенно опасны эти явления при резком снижении давления (разгерметизация кабин самолетов). При этом возникают повреждения легких,кишечника,носовые кровотечения. Снижение давления до 47 мм рт. ст. и ниже (на высоте 19 км) приводит к тому,что жидкости в организме закипают при температуре тела,так как давление становится ниже давления водяных паров при этой температуре-возникает подкожная эмфизема.
Водолазные и кессонные работы человек вынужден выполнять при повышенном давлении.Переход к повышенному давлению здоровые люди переносят безболезненно. При переходе из атмосферы с повышенным давлением к нормальному (при декомпрессии) - азот, растворившийся в крови и тканевых жидкостях организма,стремится выделиться во внешнюю атмосферу. Если декомпрессия происходит медленно,то азот постепенно диффундирует через легкие и десатурация происходит нормально. Но в случае ускорения декомпрессии азот не успевает диффундировать через легочные альвеолы и выделяется в тканевых жидкостях и в крови в газообразном виде (в виде пузырьков),При этом возникают болезненные явления,носящие название кессонной болезни-возникновение резких ломящих болей в мышцах, костях и суставах.
2.Движение воздуха. В результате неравномерного нагревания земной поверхности создаются места с повышенным и пониженным атмосферным давлением, что приводит к перемещению воздушных масс. Движение воздуха способствует сохранению постоянства и относительной равномерности воздушной среды (уравновешивание температур,перемешивание газов,разбавление загрязнений),а также способствует отдаче тепла организмом.Особое значение при планировке населенных мест имеет "роза ветров"-графическое изображение повторяемости направления ветров в данной местности за определенный промежуток времени. В жилых и общественных помещениях скорость движения воздуха нормируется в пределах 0,2-0,4м/с.Слишком маленькая скорость движения
воздуха свидетельствует о плохой вентилируемости помещения,большая(более 0,5 м/с) - создает неприятное ощущение сквозняка.
3.Влажность воздуха . Воздух тропосферы содержит значительное количество водяных паров,которые образуются в результате испарения с поверхности воды, почвы, растительности. Эти пары переходят из одного агрегатного состояния в другое,влияя на общую влажностную динамику атмосферы.Важное значение имеет относительная влажность воздуха -степень насыщения воздуха водяными парами. Она играет большую роль при осуществлении терморегуляции организма. Оптимальной величиной относительной влажности воздуха считается 40-60 %, допустимой - 30-70 % При низкой влажности воздуха (15-10 %) происходит более интенсивное обезвоживание организма(ощущается повышенная жажда,сухость слизистых оболочек дыхательных путей)Особенно тягостны эти ощущения у температурящих больных. Высокая влажность воздуха неблагоприятно сказывается на терморегуляции организма, затрудняя или усиливая теплоотдачу в зависимости от температуры воздуха.
4.Температура воздуха. С подъемом на высоту температура воздуха постепенно снижается -нормальный температурный градиент.Но в силу особых сложившихся метеорологических условий (низкая облачность,туман)этот температурный градиент иногда нарушается и наступает температурная инверсия,когда верхние слои воздуха становятся более теплыми,чем нижние.Это имеет особое значение в решении проблем,связанных с загрязнением атмосферного воздуха. Возникновение температурной инверсии снижает возможности для разбавления загрязнений,выбрасываемых в воздух,и способствует созданию высоких их концентраций.
5. Терморегуляция. Одним из важнейших условий для нормальной жизнедеятельности человеческого организма является сохранение постоянства температуры тела.Наиболее важным путем теплоотдачи является поверхность тела. С поверхности тела тепло отдается в виде излучения (инфракрасная радиация),проведения (путем непосредственного контакта с окружающими предметами и прилегающим к поверхности тела слоем воздуха)и испарения (в виде пота или других жидкостей).В обычных комфортных условиях соотношение степени теплоотдачи следующее:1. Излучение-45 %
2. Проведение-30 % 3. Испарение-25 % Эти механизмы терморегуляции называются физическими. Химические механизмы заключаются в том,что при воздействии низких или высоких температур изменяются процессы обмена веществ в организме, в результате чего происходит увеличение или снижение выработки тепла.
Микроклимат производственных помещений – микроклиматические условия производственной среды (температура, влажность, давление, скорость движения воздуха, тепловое излучение) помещений, которые оказывают влияние на тепловую стабильность организма человека в процессе труда. Различают абсолютную и относительную влажность.Абсолютная влажность – это количество водяных паров, содержащихся в 1 м3. воздуха. Максимальная влажность – 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.
Перегревание происходит обычно при высокой температуре окружающей среды в сочетании с высокой влажностью.При сухом воздухе высокая температура переносится значительно легче, потому что при этом значительная часть тепла отдается способом испарения. Особенно хорошо теплоотдача происходит,если сопровождается движением воздуха.Тогда испарение происходит наиболее интенсивно.Однако если высокая температура воздуха сопровождается высокой влажностью,то испарение с поверхности тела будет происходить недостаточно интенсивно или вовсе прекратится.В этом случае теплоотдача происходить не будет, и тепло начнет накапливаться в организме -произойдет перегревание.Различают два проявления перегревания : гипертермия и судорожная болезнь. При гипертермии различают три степени: а) легкая, б) умеренная,в)тяжелая (тепловой удар). Судорожная болезнь возникает из-за резкого снижения в крови и тканях организма хлоридов, которые теряются при интенсивном потении.
Переохлаждение . Низкая температура в сочетании с низкой относительной влажностью и малой скоростью движения воздуха переносится человеком довольно хорошо.Однако низкая температура в сочетании с высокой влажностью и скоростью движения воздуха создают возможности для возникновения переохлаждения. В силу большой теплопроводности водыи большой ее теплоемкости в условиях сырого воздуха резко повышается отдача тепла способом теплопроведения.Этому способствует повышенная скорость движения воздуха. Переохлаждение может быть общим и местным. Общее переохлаждение способствует возникновению простудных и инфекционных заболеваний вследствие снижения общей резистентности организма. Местное переохлаждение может привести к ознобу и отморожению,причем главным образом при этом страдают конечности. При местном охлаждении могут иметь место и рефлекторно возникающие реакции в других органах и системах.Таким образом высокая влажность воздуха играет отрицательную роль в вопросах терморегуляции как при высоких, так и при низких температурах,а увеличение скорости движения воздухаспособствует теплоотдаче.
Взаимодействие организма человека с окружающей воздушной средой не всегда комфортно для человека, поэтому в процессе эволюции появились приспособительные механизмы, нарушение которых из-за резкого изменения физических свойств окружающего воздуха может привести к их резкому срыву и развитию разнообразных патологических состояний в виде нарушений функционального состояния организма.
Совокупность характеристик физиологических систем человека, отражающих взаимодействие организма с его окружающей средой, а также жизнедеятельность и работоспособность и есть функциональное состояние организма.
Не мудрено, что сегодня особое значение приобрели показатели микроклимата помещений где находится человек, как одного из важных физических факторов окружающей среды, от которого во многом зависит функциональное состояние организма людей, находящихся в этих помещениях.
Так что же такое микроклимат? Микроклимат – это климат приземного слоя воздуха небольшой территории (опушка леса, поле, площадь города и т.п.), а также Микроклимат – это искусственно создаваемые климатические условия в закрытых помещениях (например, в комнате квартиры) для защиты от неблагоприятных внешних воздействий и создание зоны комфорта.
Влияние микроклимата на человеческий организм определяет характер отдачи тепла в окружающую его среду. В комфортных условиях отдача тепла происходит за счет теплоизлучения (40-50 %), теплопроведения: конвекция (20 %), кондукция (> 10 %) и испарения (до 25 %).
Проведение – это отдача тепла при соприкосновении с воздухом (конвекция) и предметами (кондукция), имеющими более низкую температуру.
Излучение – это испускание волн определенной длины предметами. Зависит от температуры предмета и не зависит от температуры окружающей среды.
Испарение – это отдача тепла путем испарения пота с поверхности тела. Зависит от влажности окружающей среды. Если температура внешней среды выше температуры тела, то этот вариант теплоотдачи – единственный. Испарение интенсивней при низкой влажности и большой поверхности тела.
Неблагоприятное влияние микроклимата, наиболее часто, обусловлено изменением температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Изменению микроклиматических условий способствует также атмосферное давление. От физических свойств воздуха зависит климат и погода.
Климат – среднее состояние микроклиматических условий, установленных на основании многолетних наблюдений и характерное для данной местности.
Погода – среднее состояние метеорологических условий в течение короткого промежутки времени.
Рассмотрим гигиеническое значение температуры окружающего воздуха. Организм человека эволюционно обладает совершенными механизмами физической и химической терморегуляции, которые позволяют ему приспосабливаться к самым различным температурным условиям, а также кратковременно переносить значительные колебания температуры без ущерба для здоровья. Однако возможности этих механизмов не безграничны, и при очень высоких и очень низких температурах воздуха организм может не сохранять постоянство температуры тела, то есть перегреться или переохладиться. Температуру окружающего воздуха измеряют с помощью термометров фиксирующих и измеряющих. К фиксирующим относятся максимальные и минимальные. К измеряющим – спиртовые, ртутные и электрические. При необходимости непрерывной регистрации температуры воздуха применяют термографы – самопишущие приборы.
Влажность воздуха, с точки зрения ее гигиенического значения, играет большую роль как фактор, существенно влияющий на теплоотдачу организма человека. Существует несколько ее видов: абсолютная – количество водяных паров, содержащихся в единице объема воздуха при данной температуре (измеряется в мм рт. ст. или г/м 3), максимальная – количество водяных паров, которые насыщают единицу объема воздуха при данной температуре (измеряется в тех же единицах), относительная – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Относительная влажность имеет наибольшее гигиеническое значение, поскольку показывает степень насыщения окружающего воздуха водяными парами.
Для человека практическое значение также имеют такие показатели как дефицит насыщения и точка росы: физический дефицит насыщения – это разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре, физиологический дефицит – разность между максимальной влажностью при температуре тела и абсолютной влажностью при данной температуре, температура точки росы – температура, при которой величина абсолютной влажности становится максимальной.
Влажность воздуха измеряется с помощью психрометров (Августа и Ассмана) и гигрометров. При необходимости фиксации измеренной влажности можно воспользоваться гигрографом.
Гигиеническое значение атмосферного давления. Обладая массой и весом, воздух создает у поверхности земли барометрическое или атмосферное давление. С поднятием на высоту величина атмосферного давления уменьшается, а при опускании под землю или под воду соответственно повышается. Впрочем и на поверхности земли давление непостоянно, неравномерно и на прямую зависит от метеорологических и географических условий, времени суток и года. На уровне моря (широта 45 º и температуре 0 º С) атмосферное давление составляет 1 атмосферу или для многих более понятные 760 мм рт. ст. При таких условиях атмосфера давит с силой около 1 кг на 1 см 2 поверхности земли. Колебания атмосферного давления у поверхности земли в сутки составляют 4-7 мм рт. ст., а в году – 20-30.
Такие изменения здоровые люди чаще всего на себе не ощущают, тем не менее, по данным медицинской статистики, до 70 % людей в той или иной степени реагируют на изменения погоды (изменение атмосферного давления). Явление это получило название метеопатической реакции (метеопатии).
Метеопаты – люди, испытывающие повышенную чувствительность к смене погоды и климата. Люди такого типа особенно часто выявляются в случаях с хроническими нарушениями дыхательной, нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной систем организма.
Метеочувствительность – реактивное состояние организма. Оно проявляется и исчезает под влиянием целого комплекса биологических связей человека с природой.
Из чего можно сделать вывод, что метеопатию нельзя отнести к болезням, хотя она и является нежелательным состоянием для человека.
Ввиду того, что выявить самостоятельное влияние небольших колебаний атмосферного давления на человеческий организм очень затруднительно, его рассматривают как фактор, характеризующий состояние погоды в целом, оказывающий суммарное воздействие на человека.
Атмосферное давление измеряют с помощью барометра-анероида или ртутного барометра. Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используют барограф.
Микроклимат в помещении является важнейшим физическим фактором окружающей среды, от которого зависит во многом работоспособность и состояние здоровья людей. В практических условиях нередко возникают ситуации, которые связанны с необходимостью пребывания людей в помещениях с неблагоприятными микроклиматическими условиями. В этой связи неизменно актуальными являются задачи гигиенического исследования основных закономерностей формирования микроклимата, термоадаптации человеческого организма, путей ускорения или облегчения этого процесса и, в конечном счете, гигиенической оценки микроклимата как базовой основы для прогнозирования физического состояния и работоспособности людей.
Геннадий Карман, врач-лаборант
Влияние микроклимата на человека
Микроклимат и его гигиеническое значение. Виды микроклимата и влияния дискомфортного микроклимата на теплообмен и здоровье человека (переохлаждение и перегревание).
Микроклимат представляет собой комплекс физических параметров* среды помещения, влияющих на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние и, соответственно - на самочувствие, здоровье, работоспособность.
Гигиеническими показателями, характеризующими микроклимат производственных помещений, являются: температура воздуха; температура поверхностей, (стен, потолков, пола, экранов, технологического оборудования и др.); относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового оборудования.
Жизнедеятельность каждого человека сопровождается непрерывным выделением теплоты (энергозатрат) в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения и фактических климатических условий и составляет от 50 Вт в состоянии покоя до 500 Вт при физических нагрузках.
Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду, т.е. соблюдаться тепловой баланс. Нарушение теплового баланса может привести либо к перегреву, либо к переохлаждению организма и, как следствие, к быстрой утомляемости, к потере трудоспособности, потере сознания и тепловой смерти.
Температурные воздействия, выходящие за пределы допустимых (нейтральных) колебаний, вызывают изменения тонуса мышц, периферических сосудов.
Даже при допустимых параметрах микроклимата могут возникнуть расстройства центральной нервной системы и аллергические заболевания.
Если все параметры микроклимата находятся в норме, то у человека не возникнет никаких ощущений дискомфорта, не чувствуется ни жары, ни холода, ни духоты.
Особенно сильно воздействуют на человека тепловые условия.
Тепловое состояние человека по степени напряжения реакций терморегуляции, влияния на показатели работоспособности и здоровье подразделяется на оптимальное, допустимое и предельно допустимое.
По степени воздействия на тепловое состояние человека параметры микроклимата подразделяются на оптимальный (нейтральный), нагревающий и охлаждающий.
Оптимальный (нейтральный) микроклимат - такое сочетание его параметров, которое при воздействии на человека в течение длительного времени обеспечивает тепловой баланс организма, т.е. примерное равенство между величиной теплопродукции организма человека и его теплоотдачей в окружающую среду (разность между величинами теплопродукции и теплоотдачи не более +/- 2 Вт, доля теплоотдачи испарением влаги - не более 30%).
Оптимальный микроклимат обеспечивает ощущение комфорта и создает предпосылки для высокого уровня работоспособности.
Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров, при котором суммарная теплоотдача человека в окружающую среду превышает величину теплопродукции организма, что приводит к образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (более 2 Вт).
Нагревающий микроклимат - сочетание его параметров, при котором суммарная теплоотдача человека в окружающую среду меньше величины теплопродукции организма, что приводит к накоплению тепла в организме (более 2 Вт) и/или к увеличению доли потерь тепла испарением влаги (более 30%), образованию общего и/или локального дефицита тепла в теле человека (более 2 Вт).
Цель занятия:
1. Изучить влияние на организм человека факторов микроклимата (атмосферное давление, температура, относительная влажность, скорость движения воздуха) и освоить методы их определения.
2. Проанализировать полученные результаты и дать гигиеническое заключение о микроклимате учебного помещения.
Место проведения занятия: учебно-профильная лаборатория гигиены атмосферного воздуха.
Современный человек в силу объективных и субъективных причин большую часть времени (до 70%) суток проводит в закрытых помещениях (производственные помещения, жилище, лечебно-профилактические учреждения и т.д.). Внутренняя среда помещений оказывает непосредственное влияние на состояние здоровья людей.
Микроклимат – состояние окружающей среды в ограниченном пространстве (помещение), определяемое комплексом физических факторов (температура, влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха, лучистое тепло) и оказывающее влияние на тепловой обмен человека.
Влияние микроклимата на организм определяется характером отдачи тепла в окружающую среду. Отдача тепла человеком в комфортных условиях происходит за счет теплоизлучения (до 45%), теплопроведения – конвекции, кондукции (30%), испарения пота с поверхности кожи (25%). Наиболее часто неблагоприятное влияние микроклимата обусловлено повышением или понижением температуры, влажности или скорости движения воздуха.
Высокая температура воздуха в сочетании с повышенной влажностью и малой скоростью воздуха резко затрудняет отдачу тепла путем конвекции и испарения, в результате чего возможно перегревание организма. При низкой температуре, высокой влажности и скорости воздуха наблюдается противоположная картина – переохлаждение. При высокой или низкой температуре окружающих предметов, стен снижается или увеличивается отдача тепла путем излучения. Возрастание влажности, т.е. насыщенности воздуха помещения водяными парами, приводит к снижению отдачи тепла испарением.
Характеристика отдельных категорий работ
¨ категория Iа – работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.)
¨ категория Iб – работы с интенсивностью энерготрат 121–150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.)
¨ категория IIа – работы с интенсивностью энерготрат 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 (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).
¨ категория IIб – работы с интенсивностью энерготрат 201–250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
¨ категория III – работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
Врач должен уметь оценивать микроклимат помещения, прогнозировать возможные изменения теплового состояния и самочувствия лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятного микроклимата, оценивать риск возникновения простудных заболеваний и обострения хронических воспалительных процессов.
Документы, регламентирующие параметры микроклимата помещений
При оценке параметров микроклимата используются следующие документы:
¨ СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
¨ СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям».
Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест производственных и других помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы и периодов года. Факторы микроклимата должны обеспечить сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.
Оптимальные микроклиматические условия обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.
Перепады температуры воздуха по вертикали и горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены не должны превышать 2 о С и выходить за пределы величин, указанных в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Параметры микроклимата в помещениях лечебно-профилактических учреждений
Таблица 2
Параметры микроклимата в жилых помещениях
Классификация типов микроклимата
Оптимальный – микроклимат, при котором человек соответствующего возраста и состояния здоровья находится в ощущении теплового комфорта.
Допустимый – микроклимат, который может вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния человека.
Нагревающий – микроклимат, параметры которого превышают допустимые величины и могут быть причиной физиологических сдвигов, а иногда – причиной развития патологических состояний и заболеваний (перегревание, тепловой удар, и др.).
Охлаждающий – микроклимат, параметры которого ниже допустимых величин и могут вызвать переохлаждение, а также связанные с этим патологические состояния и заболевания.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Определение атмосферного давления
Барометрическое давление на поверхности Земли неравномерно и непостоянно. С поднятием на высоту наблюдается уменьшение давления, при опускании на глубину – повышение. Изменение давления в одном и том же месте зависит от различных атмосферных явлений и служит известным предвестником перемены погоды.
В обычных условиях колебания атмосферного давления (10–30 мм рт.ст.) здоровые люди переносят легко и незаметно. Однако некоторые пациенты (люди с незначительными и значительными нарушениями здоровья) оказываются весьма чувствительными даже к небольшим изменениям атмосферного давления – страдающие ревматическими заболеваниями, нервными болезнями, некоторыми инфекционными: обострение течения туберкулеза легких совпадало с резкими колебаниями барометрического давления.
В особых условиях жизни и трудовой деятельности отклонения от нормального атмосферного давления могут служить непосредственной причиной нарушения здоровья людей. Рассмотрим некоторые из них.
В горных районах, расположенных на высоте 2500–3000 м над уровнем моря и выше, наблюдается значительное уменьшение барометрического давления, сопровождающееся соответствующим уменьшением парциального давления кислорода. Это обстоятельство служит основной причиной возникновения горной (высотной) болезни, выражающейся в появлении одышки, сердцебиения, головокружения, тошноты, носового кровотечения, бледности кожных покровов и др. В основе клинических признаков горной болезни лежит гипоксия.
Повышенное атмосферное давление встречается в кессонах (фр. caisson букв . ящик) – специальных устройствах при водолазных работах. При несоблюдении необходимых профилактических мероприятий повышенное давление способно вызвать резкие физиологические сдвиги в организме, которые могут принять патологический характер с развитием кессонной болезни : при быстром переходе из атмосферы с повышенным давлением в атмосферу с обыкновенным давлением избыточное количество азота, растворенное в крови и тканевых жидкостях (главным образом в жировой ткани и в белом веществе мозга) не успевает выделиться через легкие и остается в них в виде пузырьков газа. Последние разносятся кровью по всему организму и могут обусловить газовые эмболии в различных частях тела. Клинические проявления кессонной болезни заключаются в мышечно-суставных и загрудинных болях, кожном зуде, кашле, вегетативно-сосудистых и мозговых нарушениях. Попадание газового эмбола в коронарные сосуды сердца может послужить причиной смерти.
Таким образом, измерения барометрического давления имеют большое практическое значение для предупреждения серьезных последствий этих изменений для здоровья людей.
Атмосферное давление измеряют с помощью ртутного барометра или барометра-анероида . Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления пользуются барографом (рис.1). Атмосферное давление в среднем колеблется в пределах 760±20 мм рт.ст.
Рис 1. Барограф
Определение температуры воздуха
Температура воздуха оказывает прямое влияние на теплообмен человека. Колебания ее существенным образом отражаются на изменении условий теплоотдачи: высокая температура ограничивает возможность отдачи тепла телом, низкая повышает ее.
Совершенство терморегуляционных механизмов, деятельность которых осуществляется под постоянным и строгим контролем со стороны центральной нервной системы, позволяет человеку приспосабливаться к различным температурным условиям окружающей среды и кратковременно переносить значительные отклонения температуры воздуха от обычных оптимальных величин. Однако пределы терморегуляции отнюдь небезграничны и переход их вызывает нарушение теплового равновесия организма, что может причинить существенный вред здоровью.
Продолжительное пребывание в сильно нагретой атмосфере вызывает повышение температуры тела, ускорение пульса, ослабление компенсаторной способности сердечно-сосудистого аппарата, понижение деятельности желудочно-кишечного тракта вследствие нарушения условий теплоотдачи. В таких условиях внешней среды отмечается быстрая утомляемость и понижение умственной и физической работоспособности: снижается внимание, точность и координация движений, что может послужить причиной травматических повреждений при выполнении работы на производстве и др.
Низкая температура воздуха, увеличивая теплоотдачу, создает опасность переохлаждения организма. В результате создаются предпосылки к простудным заболеваниям, в основе которых лежит нейрорефлекторный механизм, вызывающий те или иные дистрофические изменения в тканях на почве нарушения баланса регуляции обменных процессов.
Умеренные колебания температуры можно рассматривать как фактор, обеспечивающий физиологически необходимую тренировку организма как единого целого и его терморегуляторных механизмов.
Наиболее благоприятной температурой воздуха в жилых помещениях для человека, находящегося в покое, является 20–22 о С в холодное время года и 22–25 о С в теплое время года при нормальной влажности и скорости движения воздуха.
Методика оценки температурного режима
Температуру воздуха измеряют с помощью ртутных и спиртовых термометров .
Для определения температурного режима помещения измеряют температуру воздуха по вертикали и горизонтали в трех точках: у наружной стены (в 10 см от нее), в центре и у внутренней стены (в 10 см от нее). Измерения проводят на уровне 0,1–1,5 м от пола. Отсчет показаний производят спустя 10 минут после того, как термометр установлен. Рассчитывается средняя арифметическая величина из шести полученных значений температур, которые заносят в протокол и анализируют перепады температуры по вертикали и горизонтали.
Среднюю температуру помещения по горизонтали вычисляют по трем значениям измерений в различных точках, проведенным на высоте 1,5 м.
Изменение температуры по горизонтали от наружной стены к внутренней не должно превышать 2 о С, а по вертикали – 2,5 о С на каждый метр высоты. Колебания температуры в течение суток не должны превышать 3 о С.
Определение влажности воздуха
Каждой температуре воздуха соответствует определенная степень насыщения его водяными парами: чем температура выше, тем больше степень насыщения, так как теплый воздух вмещает большее количество водяных паров, чем холодный воздух.
Для характеристики влажности применяют следующие понятия.
Абсолютная влажность – количество водяных паров в г в 1 м 3 воздуха.
Максимальная влажность – количество водяных паров в г, необходимое для полного насыщения 1 м 3 воздуха при той же температуре.
Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Дефицит насыщения – разность между максимальной и абсолютной влажностью.
Точка росы – температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство.
Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, которые дают ясное представление о степени насыщения воздуха водяными парами и скорости испарения влаги с поверхности тела при той или иной температуре.
Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения, поэтому и является менее показательной величиной, чем относительная влажность.
Влажность воздуха определяется приборами, которые называются психрометрами. Они бывают двух видов: психрометр Августа и психрометр Ассмана .
Для определения влажности воздуха психрометром Августа прибор следует установить на уровне 1,5 м от пола и провести наблюдения в течение 10–15 минут.
При использовании психрометра Августа абсолютная влажность вычисляется по формуле Реньо:
К = f – a ( t – t 1) В , где
К – абсолютная влажность в мм. рт. ст.;
f – максимальная влажность при температуре влажного термометра (ее значение берут из таблицы 4);
а – психрометрический коэффициент (для комнатного воздуха 0,0011);
t – температура сухого термометра;
t 1 – температура влажного термометра;
В – атмосферное давление.
Вычисление относительной влажности производится по формуле:
R – относительная влажность в %;
К – абсолютная влажность;
F –максимальная влажность при температуре сухого термометра(берут из таблицы 4).
Пример: при исследовании обнаружилось, что температура сухого термометра составляет 18 о С, а влажного 13 о С; барометрическое давление – 762 мм рт.ст. По таблице 4 «Максимальная упругость водяных паров при разных температурах (мм рт.ст)» находим величину f – максимальное напряжение водяных паров при 13 о С, которое равняется 11,23 мм рт.ст., и подставляем найденные величины в формулу:
К = 11,23–0,0011 (18–13) 762 = 7,04 мм рт.ст.
Перевод абсолютной влажности в относительную произведем по формуле:
R = (K / F ) 100,
В нашем примере F при 18 о С по табл.4 равна 15,48 мм рт.ст., откуда:
R = (7,04 / 15,48) 100 = 45%
Для более точных замеров применяют аспирационный психрометр Ассмана (рис.2). Психрометр Ассмана имеет два ртутных термометра, заключенных в металлический футляр, предохраняющий прибор от воздействия теплового излучения. Один из термометров (нижняя его часть) покрыт материей и требует перед работой прибора увлажнения. Механическое аспирационное устройство – вентилятор, расположенный в верхней части психрометра, обеспечивает постоянную скорость движения воздуха около термометров, что позволяет проводить измерения при постоянных условиях.
Перед определением влажности воздуха материю на резервуаре одного из термометров («влажный») смачивают водой, затем часовой механизм вентилятора заводят на 3–4 мин. Снятие показаний термометров проводят в тот момент, когда температура влажного термометра станет минимальной.
Рис 2. Психрометр Ассмана
Расчет абсолютной влажности производится с помощью формулы Шпрунга:
(обозначения и формулу для определения относительной влажности см. выше).
Пример: Допустим, что после работы прибора в течение 3–4 минут температура сухого термометра равнялась 18 о С, а влажного 13 о С. Барометрическое давление на момент исследования составляло 762 мм рт.ст. По таблице 4 «Максимальная упругость водяных паров при разных температурах (мм рт.ст)» находим величину F – максимальная упругость водяных паров при 13 о С, которая равняется 11,23 мм рт.ст., и, подставляя найденную величину в формулу, получаем:
К = 11,23 – 0,5(18–13)(762/755) = 8,71 мм рт.ст.
Переведем найденную абсолютную влажность в относительную по формуле:
R = (К / F ) 100,
В нашем примере:
R = (8,71 / 15,48) 100 = 56,3%
Кроме расчетного определения относительной влажности по формулам, ее можно находить сразу по психрометрическим таблицам 5 и 6, используя данные, полученные с помощью психрометра Августа и Ассмана.
Относительная влажность воздуха в жилых и производственных помещениях допускается в пределах от 30 до 60%.
Определение скорости движения воздуха
Скорость движения воздуха оказывает определенное влияние на тепловой баланс организма человека. Кроме того, большая подвижность воздуха в больничных помещениях способствует поднятию в воздух осевшей пыли, ее перемещению и вместе с микроорганизмами создает условия для возможного заражения людей.
Для определения больших скоростей воздуха в открытой атмосфере используют анемометры (рис.3). Ими измеряют скорость движения воздуха в пределах от 1 до 50 м/с.
Рис 3. Анемометр
Определение малых скоростей движения воздуха от 0,1 до 1,5 м/с осуществляется с помощью кататермометра (от греч. kata – движение сверху вниз) – особого спиртового термометра (рис.4). Этот прибор позволяет определить величину потери тепла физическим телом в зависимости от температуры и скорости движения окружающего воздуха.
При этом сначала определяют охлаждающую способность воздуха. Для этого погружают прибор в горячую воду, пока спирт не поднимется до половины верхнего расширения капилляра. Затем его вытирают насухо и определяют время в секундах снижения уровня спирта с 38 о С до 35 о С.
Рис 4. Кататермометр
Вычисление величины охлаждающей способности воздуха в милликалориях с 1 см 2 за секунду (Н ) проводится по формуле:
F – факторприбора – постоянная величина, показывающая количество тепла, теряемое с 1 см 2 поверхности кататермометра за время опускания столбика спирта с 38 о С до 35 о С (обозначен на тыльной стороне прибора);
а – число секунд, в течение которых столбик спирта опускается с 38 о С до 35 о С.
Скоростьдвижения воздуха в м/сек. (V ) определяется по формуле:
, где
H – охлаждающая способностьвоздуха.
Q – разность между средней температурой тела 36,5 о С и температурой окружающего воздуха;
0,2 и 0,4 – эмпирические коэффициенты.
Скорость движения воздуха можно определить также по таблице 7.
Нормальной скоростью движения воздуха в жилых и учебных помещениях считают скорость 0,2–0,4 м/с. Скорость движения воздуха в палатах лечебно-профилактических учреждений должна составлять от 0,1 до 0,2 м/с.
Таблица 3
Сводные данные проведенных исследований
Гигиеническое заключение. На основании полученных результатов оценивают соответствие факторов микроклимата оптимальным условиям. В случае отклонения от нормативов вносят рекомендации по их улучшению.
Контрольные вопросы:
1. Микроклимат. Понятие, факторы, его определяющие.
2. Метеозависимые заболевания.
3. Влияние пониженного и повышенного атмосферного давления на организм человека.
4. Влияние низкой и высокой температуры воздуха на организм человека.
5. Влажность воздуха. Гигиеническое значение.
6. Оптимальные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в лечебно-профилактических учреждениях. Документы, их регламентирующие.
7. Приборы для оценки микроклимата помещений.
8. Преимущества аспирационного психрометра Ассмана перед психрометром Августа.
9. Приборы для непрерывной, длительной регистрации температуры, влажности и атмосферного давления воздуха.
Таблица 4
Максимальная упругость водяных паров при разных температурах (мм рт.ст.)
Таблица 5
Определение относительной влажности по показаниям психрометра Августа при скорости движения воздуха в помещении 0,2 м/сек
Таблица 6
Определение относительной влажности по показаниям психрометра Ассмана
Таблица 7
Скорости движения воздуха менее 1 м/с (с учетом поправок на температуру), H=F/a
