CC BY
3
УДК 613.С:656.071.2]-07
4
Д. Г. Девятка, В. И. Деревянко, И. В. Деревянко
К МЕТОДИКЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МИКРОКЛИМАТА В КАБИНАХ МАШИН
Винницкий медицинский институт им. Н. И. Пирогова
Связь теплоощущений человека с Т,
Теплоощущенис человека
Средневзвешенная Т„
по Пфляй-дереру
по Унн-слоу — Хер-рингтону
по Петер-сону
по Крича-гнну
Очень холодно
Холодно
Прохладно
Комфорт
Тепло
Жарко
Очень жарко
27,8—28.8 28.9 — 31 . 1 32.3 —33. 2 34 .3 — 33.3 31.3 — 35.5 35.6 — 36,6
22 22 — 26 26—26,9 29 — 31 ,5 31 ,5 —34.5 34,5—37.5 37,5
28
28,3 — 30.3 30.3—32,3 32,3—34 .3 31.2 — 35,6 35.-4 —36,6 36,6
Стенд для экспериментальной оценки теплового состояния
оператора в замкнутом объеме регулирования, а —точки измерения 7"к (1—14) и температуры окружающей среды сухим (1)В), влажным (У В) и шаровым (ОГ) термометрами; б — размещение приборов в кабине.
Высокая энерговооруженность современных мобильных машин (тракторов, комбайнов, грузовых автомобилей, экскаваторов, бульдозеров, локомотивов, тягачей, бронетранспортеров и др.), их круглогодичная работа в сложных условиях окружающей среды, активное участие человека в управлении ими обусловливают необходимость решения проблемы наилучшего использования возможностей оператора (О) и устранения влияния отрицательных факторов внешней среды, снижающих производительность и безопасность работы.
В комплексе мероприятий, проводимых для охраны здоровья огромного контингента людей, работающих на мобильных машинах, повышения их работоспособности и производительности труда, одним из важнейших является создание эффективных методов и средств нормализации микроклимата в кабинах. Это связано с тем, что отдельные компоненты микроклимата (температура, влажность и подвижность воздуха, тепловое излучение нагретых тел) существенно влияют на ход физиологических процессов в организме оператора, его работоспособность и производительность труда.
Действия оператора при управлении машиной достаточно полно описываются линейной моделью [3, 4]:
Ч-О ' ' Т2Р + 1 ' Т3Р + 1>
в которой сомножители характеризуют соответственно стабилизирующие способности, естественную задержку реакции и динамику нервно-мышечной системы человека-оператора (Ч-О).
Конкретные значения параметров передаточной функции в значительной степени зависят от присущих оператору свойств, заключающихся в его универсализме, адаптивности, помехоустойчивости, резервировании, изменчивости, а также от воздействия микроклиматических факторов
окружающей среды. Многочисленными физиологическими исследованиями операторов мобильных машин, работающих в условиях теплового дискомфорта, установлено напряжение сердечнососудистой системы, снижение рефлекторной деятельности и другие физиологические сдвиги,
Таблица 2
Результаты определения \PBGT и Тк (в °С)
Теплоощущсинс Показания термометра Индекс \VBGT Средня» температура в харак1 ерных точках (Г„) о 3 х г Й.® к и в в
ОВ ат 1 2 3 4 5 6 7 в о 10 11 12 13 14
Холодно 8 6,5 7 6,75 30,8 25,2 32,8 27,2 32,7 31,8 32,7 25,6 32,4 31,7 26,6 30,5 28,7 26,0 30,5
Прохладно 19,8 15,8 17,7 16,58 31,9 28,1 33,1 31,5 34 31,4 32,8 26,6 33,8 32,4 29,1 29,7 30,4 29,1 31,6
Комфорт 23 17 18,9 17,98 34,2 33,7 34,4 34,3 34,5 33,4 34.0 31,5 34,6 33,4 31,3 32,5 31,5 30 33,1
Тепло 28 21,2 22 22,04 34,6 34,3 35,1 35,1 34,9 34,3 35 33,4 35,1 34,4 32,6 33,8 32,5 31,4 34
Жарко 35 23 24,7 24,54 35 35,2 35,1 35,5 35,1 35 35,1 34,8 35,6 35,5 34,6 35,2 33,3 33 34,5
Очень жарко 40 35 32 34,9 35,8 36,2 35,7 З'.т.О 35,6 35,3 35,5 35,6 36,2 36,2 35,4 35,4 34 34 35,4
резко уменьшающие умственную работоспособность. Это обусловливает значительное возрастание функции И^ч-о (Р), что в условиях управления скоростными и энергонасыщенными машинами приводит не только к сокращению производительности труда на 9—25%. но и возникновению травмоопасных и аварийных ситуаций [1,2].
Огромный парк и разнообразие машин по на-ц значению и конструктивному исполнению, слож-ность условий эксплуатации, специфика работы оператора в ограниченном пространстве кабины с необходимостью частых и продолжительных выходов значительно усложняют задачу нормализации микроклимата в кабинах мобильных машин и превращают ее в сложную народнохозяйственную проблему.
Для решения данной проблемы необходима комплексная оценка теплового состояния оператора в кабине машины, о чем обычно судят по его теплопродукции, средневзвешенной температуре кожи (Тк), величине потоотделения, а также различным индексам. Средневзвешенная Тн является одним из важнейших объективных показателей теплового состояния [5]:
_ Л^+Г,^ + ...ТпГ „ 7»~ + +Рп >
где ТI—Тп — температура кожи в характерных точках (в °С); Л — /=■„ — площадь поверхности характерных участков кожи, определяемая по ™ «правилу девяток» Уоллеса (в м2).
Различными исследователями (табл. 1) установлена связь между средневзвешенной Тк и те-плоощущением человека.
За рубежом [7] проведены исследования для оценки теплового состояния оператора по индексу нагревающего воздействия среды \VBGT, который включает показания влажного (ШВ), шарового (ОТ) и сухого (ОВ) термометров с соответствующими весовыми коэффициентами:
№ВОТ=0,7\РВ + 0,2СТ+0,\ОВ.
Этот индекс учитывает в одном показателе влияние температуры, влажности, скорости движения воздуха и солнечной радиации.
Необходимо отметить, что в практических задачах оценки и регулирования микроклимата
применение в качестве критерия теплового комфорта гигиенических показателей затруднительно ввиду сложности замеров, громоздкости существующих средств измерений [6] и необходимости математической обработки полученных результатов.
Задачей данной работы являлось установление зависимости между объективным показателем теплового состояния оператора (Тк) и индексом нагревающего воздействия среды (И/ВОГ), который может быть определен автоматически и непосредственно использован в системах управления (регулирования) микроклимата. В замкнутом объеме регулирования (см. рисунок) при отрицательной температуре наружного воздуха с помощью вентилятора и электронагревателя создавались различные теплоощущения оператора: холодно, прохладно, комфорт, тепло, жарко и очень жарко. При каждом теплоощущении снимались показатели сухого, влажного и шарового термометров, а также 7„ оператора в 14 характерных точках. Испытуемых было 5 и у каждого проведено 3 замера. Математическая обработка серии измерений сведена к расчету 7'к и иУВйТ по приведенным выше формулам и определению границ доверительного интервала. Средние значения параметров, измеряемых для расчетов, средневзвешенная Тк и индекс нагревающего воздействия среды МВСГ при различных теплоощущениях приведены в табл. 2.
Анализ экспериментальных данных показал, что при тепловом воздействии в диапазоне те-плоощущений холодно — очень жарко Тк возрастает с 30,5 до 35,4 °С, что согласуется с результатами исследований В. И. Кричагина, Уинслоу и Херрингтона (см. табл. 1). Индекс нагревающего воздействия среды повышается в этом диапазоне с 6,75 до 34,9 °С. Комфортному тепло-ощущению оператора соответствует Тк и IУВйТ, равные соответственно 33,1 и 18,9°С. Границы доверительного интервала результатов экспериментальных исследований от ±0,2 до ±3,8 °С. Значительный доверительный интервал объясняется высокой вариабельностью системы и существенными погрешностями примененных измерительных приборов (медицинского электротермометра ТПЭМ-1, аспирационного психрометра
МВ-4М, шарового термометра системы Верно-на — Иокла).
Недостатками этих приборов при определении индекса IХ/ВйТ являются большая инерционность, необходимость снятия показаний и математической обработки результатов, значительные ошибки измерений, а также громоздкость и низкая надежность при использовании их в производственных помещениях и мобильных машинах. С целью повышения точности за счет локализации измерений и автоматизации вычислений предложен и разработан прибор для измерения индекса нагревающего воздействия среды. Этот прибор содержит полый шар с увлажняемым гигроскопичным покрытием, а также укрепленные внутри, снаружи и в покрытии шара 3 термоэлемента, которые подсоединены через резисторы к микроэлектронному вычислительному блоку с индикатором. Показатели влажного, шарового и сухого термометров автоматически суммируются с установленными гигиенической практикой весовыми коэффициентами 0,7, 0,2 и 0,1, которые обеспечиваются соответствующими отношениями сопротивлений резисторов термоэлементов и сопротивлением обратной связи вычислительного блока. Прибор позволяет измерять индекс ^ВйТ в локальных точках рабочей зоны и по определенным значениям этого индекса, который имеет однозначную связь с наиболее объективным показателем теплового состояния оператора — средневзвешенную Г„, регулировать микроклимат в кабинах машин, а также в зданиях и сооружениях различного назначения.
Выводы. I. Анализ теплового состояния^ оператора в человеко-машинной системе подтверждает необходимость нормализации микроклимата в кабинах мобильных машин в целях повышения производительности труда и снижения возможности возникновения травмоопасных и аварийных ситуаций при эксплуатации современных энергонасыщенных и скоростных машин.
2. Установлена зависимость между средневзвешенной Тк — оператора и индексом нагревающего воздействия среды. Для комфортных условий Тк и WBGT равны соответственно 33±1,3 и 18±0,2°С.
3. Предложен прибор для измерения индекса нагревающего воздействия среды, который позволяет локализовать измерения и автоматизировать их обработку, комплексно, единым показателем оценить микроклимат на рабочем месте оператора и использовать его в автоматизированных системах управления микроклиматом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзенштат Б. А. и др. — Гиг. труда, 1973, № 10, с. 8—10.М
2. Вайскранц В. М., Штенйбах А. А. — Механизация стр-ва, 1978, № 9, с. 13—15.
3. Bojiuk В. Г., Гладкоаа Т. А. — Приборы и системы управления, 1974, № 2, с. 9—12.
4. Дереоянко В. И., Девятка Д. Г., Деревянко И. В. — В кн.: Всесоюзный семинар «Оптимизация сложных систем». Тезисы докладов. Винница, 1983, с. 30—31.
5. Кандрор И. С., Демина Д. М., Ратнер Е. М. Физиологические принципы санитарноклиматического районирования СССР. М„ 1974.
6. Оппл Д., Flокл М. Методика измерения микроклиматических условий и гигиенической практике. М., 1962.
7. Ramanathan N. L., Beiding Н. S. — Am. industr. Hyg. Ass. J„ 1973, v. 34, p. 375—383.
Поступила 17.04.84
УДК 615.916:6781.076.9:316.69-008.8-092.9
А. П. Еськов, Р. И. Каюмоб, А. С. Лужецкий, О. М. Гурилев, 10. Н. Рязанов, Г. И. Смелик, И. М. Арефьев, В. Г. Лаппо
МЕТОД ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Всесоюзный научно-нсследоватсльскнй и испытательный институт медицинской техники Минздрава СССР, Москва
Рост объема токсикологических испытаний и экспертиз в практике гигиенических исследований вызывает необходимость поиска экономически эффективных методов экспресс-анализа.
Известен способ оценки токсичности растворов и водных вытяжек из материалов путем изучения активности суспензии сперматозоидов, обусловленной собственной подвижностью [1, 3]. При этом степень влияния (токсичность) химического агента определяется по времени подвижности сперматозоидов. Активность суспензии оценивают визуально под микроскопом, причем определяют только долю подвижных клеток от общего числа. В последнее время сделана по-
пытка оценки токсичности растворов путем определения активности суспензии сперматозоидов и времени их подвижности по величине декремента затухания временной корреляционной функции интенсивности рассеянного света [2]. В этом случае оценивают среднюю подвижность клеток.
В настоящей работе изучена возможность инструментальной оценки активности суспензии сперматозоидов, подвергающейся воздействию исследуемого раствора, с учетом как доли прямолинейно движущихся клеток, так и их средней скорости.
