Безпека життєдіяльності - Цапко В.Г - 3.3.2. Мікроклімат і його вплив на людину

Метеорологічні умови визначаються такими параметрами:

1) температурою повітря, t (°С);

2) відносною вологістю, φ (%);

3) швидкістю повітря, v (^м/_с).

Крім цих параметрів, що є основними, не слід забувати і про атмосферний тиск (Р, Па), який впливає на парціальний тиск основних компонентів повітря (кисень та азот), і на процес дихання.

Життєдіяльність людини проходить в умовах достатньо широкого діапазону тиску 734—1276 гПа. Однак, тут треба ураховувати, що для здоров'я людини небезпечною є швидка зміна тиску, а не сама величина цього тиску. Наприклад, швидке зниження тиску всього на декілька гектопаскалей стосовно нормальної величини 1013 гПа викликає хворобливі відчуття.

Необхідність урахування основних параметрів метеорологічних умов диктується наслідками в змінах стану людини. Особливо добре це може бути пояснено під час розглядання теплового балансу між організмом людини і навколишнім середовищем.

Величина тепловиділення (Q) організмом людини залежить від ступеня фізичної напруги у визначених метеорологічних умовах і становить від 85 (в стані спокою) до 500 Дж/с (тяжка робота).

Людина постійно знаходиться в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Для того, щоб фізіологічні процеси проходили нормально, тепло, яке виділяє організм, має виводитись в навколишнє середовище. Співвідношення між кількістю цього тепла і здатністю середовища до охолодження характеризує умови як комфортні. В умовах комфорту у людини не виникає турбот щодо температурних відчуттів охолодження чи перегріву.

Віддача тепла організмом людини в навколишнє середовище відбувається внаслідок теплопровідності крізь одяг (Q_т), конвекції у тіла (Q_к), випромінювання на навколишні поверхні (Q_в), випаровування вологи з поверхні шкіри (Q_вип). Частина тепла витрачається на нагрівання повітря, яким дихає людина (Q_г).

Кількість тепла, яке віддається організмом людини будь-якими шляхами, залежить від того чи іншого параметра мікроклімату. Так, тепловіддача конвекцією залежить від температури оточуючого повітря і швидкості його переміщення. Випромінювання тепла відбувається у напрямку оточуючих людину поверхонь, які мають нижчу температуру ніж поверхні одягу (27—31 °С) і відкриті частини тіла людини (близько 33,4 °С). Під час впливу високих температур оточуючої поверхні (30—35 °С) тепловіддача випромінюванням цілковито відсутня, а під час впливу більш високих температур тепло-обіг йде в зворотному напряму — від поверхні до людини. Віддача теплоти за рахунок випаровування залежить від відносної вологості і швидкості переміщення повітря. В стані спокою, коли температура навколишнього середовища 18 °С, частка Q_к становить близько 30 % всього тепла, яке виводиться з людського організму, Q_{вип ≈} 20% і Q_{п ≈} 5%.

Під час зміни температури повітря, швидкості його руху і вологості, наявності біля людини нагрітої поверхні в умовах його фізичної праці і таке інше — це співвідношення змінюється.

Нормальне теплове самопочуття (комфортні умови), відповідно до конкретних видів роботи, забезпечується при дотриманні теплового балансу: Q = Q_{т +} Q_{к +} Q_{вип +} Q_п , тому температура внутрішніх органів людини стала (близько 36,6 °С). Ця здатність людського організму до утримання сталої температури під час зміни параметрів мікроклімату та під час виконання роботи будь-якої важкості зветься терморегуляцією.

Висока температура впливає на людину і сприяє розширенню кровоносних судин. Відповідно має місце підвищений приплив крові до поверхні тіла і тепловіддача в навколишнє середовище значно підвищується. Однак, коли температура навколишнього середовища і поверхні досягає 30—35 °С, віддача тепла конвекцією і випромінюванням в основному припиняється. Більш висока температура повітря сприяє тому, що більша частина тепла віддається за рахунок випаровування його з поверхні шкіри. В таких умовах організм губить відповідну кількість вологи, а разом з нею і солі, які відіграють важливу роль в життєдіяльності організму.

В умовах зниження температури оточуючого повітря реакція людського організму на ці зміни інша — кровоносні судини шкіри звужуються, приплив крові до поверхні тіла зменшується, і віддача тепла конвекцією і випромінюванням зменшується. Таким чином, для теплового самопочуття людини важливе визначене сполучення температури, відносної вологості і швидкості руху повітря.

Вологість повітря має великий вплив на терморегулювання організму. Підвищена вологість (φ > 85 %) ускладнює терморегулювання через зниження випару поту, а досить низька вологість (φ< 20 %) викликає сухість слизових оболонок шляхів дихання. Оптимальні величини відносної вологості становлять 40—60 %.

Рух повітря в приміщеннях є важливим фактором, який впливає на теплове самопочуття людини. В умовах спекоти рух повітря сприяє підвищенню віддачі тепла організмом і покращує його стан, але здійснює несприятливий вплив під час холодного періоду року.

Мінімальна швидкість руху повітря, яку відчуває людина, становить 0,2 м/с. Взимку швидкість руху повітря не має перевищувати 0,2—0,5 м/с, а влітку 0,2—1,0 м/с.

Швидкість повітря також впливає на розподіл шкідливих речовин в приміщенні. Повітряні потоки можуть розповсюджувати їх по всьому об'єму приміщення, переводити пил з осілого стану у зважений стан.

Під час впливу високої температури повітря, інтенсивного теплового випромінювання є можливість перегріву організму людини, котрий характеризується підвищенням температури тіла, рясним потовиділенням, прискореним пульсом і диханням, різкою слабкістю, запамороченням, а в тяжких випадках — появою судорог і виникненням теплового удару.