CC BY
12
ницы, родильные дома и др.) в связи с более благоприятными условиями для облучения людей; температура -на поверхности панелей отопления при нормальной высоте помещения 3,2—3,5 м не должна превышать 30°.
4. При стенных системах с расположением панелей во внутренних стенах температура на поверхности их не должна превышать 35—40°, а при подоконных панелях 40—45°.
Более высокие температуры на поверхности панелей могут быть допущены лишь в исключительных случаях и на весьма короткое время при самых низких наружных температурах, приближающихся к расчетному минимуму. Обе эти системы (с подоконными и стенными панелями) могут найти широкое применение в жилых зданиях.
5. При применении стенных систем в жилых зданиях возможны различные (в пределах допустимых максимальных температур) сочетания температуры на поверхности панелей с температурой воздуха в помещении. В связи с этим при проектировании систем лучистого отопления допустимо принимать несколько пониженную температуру внутреннего воздуха за счет более высокой температуры на поверхности панелей и наоборот.
Поступила 14/VII 1956 г.
THE HYGIENIC EVALUATION OF THE RADIATE HEATING SYSTEM
M. S. Goromosov, candidate of medical sciences, N. A. Tsiper, candidate of technical sciences
The article contains results of physiologico-hygienic investigations of the radiate heating system. The observations were carried out in a microclimatic chamber at the Institute of hygiene and sanitation of A.M.S. USSR and the dwelling houses equiped with radiant heating systems in Moscow.
The following facts have been established:
a) The radiate heating system has been fully approved from the hygienic point of view, under its conditions the organism gives off less radiating heat to the euyiron-ment, the thermal condition of the body is greatly improved and yet it is possible to lower the room temperature in winter (1—2°C).
b) In the dwelling houses it is more convenient to place the radiating panels on the walls, in the hospitals on the ceiling and in children's estrablishments on the floor.
c) The temperature on the surface of panels should not exceed 40—45°C on the wales and 25—30°C on the floor and ceiling.
Jf. q. if.
ПРИМЕНЕНИЕ РАДИАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ БЛАГОПРИЯТНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА МЕСТАХ ОТДЫХА РАБОЧИХ В ГОРЯЧИХ ЦЕХАХ
Кандидат медицинских наук А. Е. Малышева
Из Института гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР
Применение ряда санитарно-технических устройств в горячих цехах (воздушные души, водораспыление, холодные экраны и др.) рассчитано для нормализации метеорологических условий на рабочих местах. В то же время исключительно важно создание благоприятных метеорологических условий на местах отдыха рабочих как в цехе, так и вне его в специально отведенных помещениях.
Как известно из литературных данных, а также из гигиенической практики, отдача избытков тепла организмом происходит чрезвычайно (медленно. В связи с этим практической задачей является изучение во-
проса о более быстром снятии избытка тепла в организме. Последнее возможно путем создания температурных перепадов воздуха и ограждений в цехе и на местах отдыха. Это вызывает необходимость проверки физиологических реакций организма при переходе человека из зоны облучения и высокой температуры воздуха в зону со значительно более низкой температурой воздуха и ограждений, чтобы установить наиболее подходящие их параметры в местах отдыха.
Исходя из экспериментальных работ по применению радиационного охлаждения в целях профилактики перегревания организма (А. Е. Малышева, Ф. М. Шлейфман, В. С. Фрейдлин), казалось целесообразным использовать этот вид охлаждения при помощи специальных технических устройств и для мест отдыха как в цехе, так и вне цеха. В качестве такого вида устройств в цехе могут быть предложены «радиационные» кабинеты отдыха для одновременного пребывания 1—3—5 человек. Вне цеха для этого могут служить специально оборудованные комнаты отдыха для более значительного количества рабочих.
Для решения вопроса о параметрах температуры воздуха и Ограждений, обеспечивающих достаточно быстрое снятие избытков тепла, не вызывая при этом неприятных ощущений, были проведены экспериментальные исследования в двух метеорологических камерах
Исследования проводили в тепловой камере при температуре воздуха 40° и близкой к ней температуре ограждений. В этих условиях исследуемые в течение 60 минут выполняли на ручном эргометре работу средней тяжести (4—6 кал. в минуту).
Затем они переходили в другую камеру, в которой отдыхали в течение 30 минут сидя на стуле при разных метеорологических режимах. Были испытаны 3 режима при температуре воздуха и ограждений в камере 20, 15 и 10°.
В контрольных исследованиях работа и отдых велись при температуре воздуха и ограждений в обеих камерах 21—22°.
При выполнении работы в тепловой камере, где температура воздуха и ограждений была около 40°, у исследуемых наблюдались значительные сдвиги в терморегуляторных реакциях (табл. 1).
Еще более показательными являются изменения температуры кожи, как это следует из данных табл. 2.
Таблица 1
Изменение температуры тела при работе средней тяжести в течение 60 минут в тепловой камере по сравнению с контрольными наблюдениями
Исследуемый Разность в температуре тела до и после работы
контрольные наблюдения наблюдения при температуре 40°
П. +0,3° +0,6°
л. 40,3° + 0,6°
д. +0,4° 4 0,8°
3. —0,3° +0,4°
Таблица 2
Изменение температуры кожи при работе в тепловой камере в течение 60 минут по сравнению с контрольными исследованиями
Участок тела Разность в температуре кожа до и после работы
при контрольных исследованиях при температуре 40°
Лоб —0,5° + 2,2°
Нос —0,6° 42,6°
Грудь —0,9° + 0,5°
Кисть —0,2° + 2,4°
При работе в тепловой камере наблюдалось профузное потение. При контрольных наблюдениях оно было умеренным, но в большинстве случаев все же не могло быть определено электрометрическим методом.
Кроме определения температуры тела и кожи, интенсивности потоотделения и. опроса исследуемых об их теплоощущении и самочув-
1 В работе принимали участие К. К. Андреева и Е. Н. Николаева.
ствии, проводилась запись плетиэмограммы при помощи плетизмографа с воздушной передачей. Прибор был сконструирован по схеме, предложенной С. Я- Штейнбергом. В эту методику были внесены некоторые дополнения. Так, запись проводили с виска исследуемого во время выполнения им работы средней тяжести на электрогенераторе, который в данном случае использовали как эргометр. Датчик, изготовленный из губчатой резины, монтировали в колпачок из плексигласа и затягивали резиновой пленкой (для этой цели была использована хирургическая перчатка). При этом датчик не прибинтовывали к исследуемому участку, а прикрепляли при помощи браслета для руки или обруча для головы, которые застегивали всегда на определенном делении. Вследствие этого во всех наблюдениях сохраняли одинаковое прижатие датчика, чего нельзя было достичь при прибинтовывании. Такой способ крепления датчика на голове позволял проводить запись с виска в процессе выполнения работы на эргометре.
Частоту пульса во время работы подсчитывали по плетизмограмме на первой и пятой минуте, а затем через каждые 10 минут; полученные для каждого исследуемого средние данные приведены в табл. 3.
Как следует из табл. 3, учащение пульса в конце работы через 60 минут у разных лиц составляло 22—46 ударов в минуту. Максимальное учащение пульса наблюдается во вторую половину исследования и на этом уровне удерживается до конца его. В редких случаях отмечалось затем небольшое замедление пульса.
Учащение пульса во время работы в тепловой камере мало отличается от работы в условиях контрольных наблюдений. Так, у исследуемого П. учащение пульса в тепловой камере происходило на 32 удара в минуту, а в контроле на 39 ударов в минуту. У исследуемого Д. в тепловой камере пульс был учащен на 38 ударов в минуту, а в контроле — на 40 ударов. Таким образом, частота пульса в большей степени определяется мощностью выполняемой работы, чем температурными условиями помещения.
К концу работы в половине исследований наблюдалось сужение сосудов, в остальных исследованиях плетизмограмма находилась на исходном уровне или же было даже расширение сосудов. При этом в первые минуты в большинстве случаев наблюдается повышение плетизмогра-фической кривой, сужение сосудов отмечается только с 10-й минуты работы и чаще всего наблюдается во вторую половину исследования. Можно предполагать, что сужение сосудов является показателем наступающего утомления, что в известной мере совпадает и с самочувствием исследуемых.
Начиная с первой минуты в половине исследований наблюдается подъем высоты осцилляций, к концу работы увеличение высоты осцил-ляций наблюдается в 55%, уменьшение — в 17%, в 28% оно остается без изменения.
В контрольных наблюдениях также отмечается волнообразный характер плетизмографических кривых. К концу работы в 64% случаев отмечалось увеличение высоты осцилляций, т. е. на 9% больше, чем в тепловой камере.
Жалобы исследуемых на усталость и теплоощущение «жарко» были более резко выражены в тепловой камере. В последние минуты
Таблица 3
Изменения частоты пульса при работе средней тяжести в тепловой камере
Исследуемый Пульс до работы Пульс лоной в течение первой минуты в теп-камере через СО минут Величина учащения пульса в минуту
П. 70 81 102 32
л. 80 89 126 46
д 67 91 105 38
3. 88 111 110 22
работы исследуемые часто сбивались с установленного ритма. Таким образом, сдвиги в терморегулягорных функциях организма при выполнении работы средней тяжести при температуре воздуха 40° были более значительными, чем при температуре воздуха и ограждений в камере 21°.
По окончании работы в тепловой камере исследуемых переводили в другую камеру, в которой они отдыхали в течение 30 минут сидя на стуле при температуре воздуха и ограждений в камере 20, 15, 10°.
О степени отдачи избытков тепла при разных метеорологических режимах отдыха за данный промежуток времени (30 минут) можно судить по динамике температуры тела и кожной температуры на различных участках тела до работы (фон), после работы в тепловой камере и после 30-минутного пребывания в камере отдыха. Средние данные об изменении температуры тела и кожи приводятся в табл. 4.
Таблица 4
Температура тела и кожи исследуемых через 30 минут отдыха в камере при разных
метеорологических режимах
1-е наблюдение (20°) 2-е наблюдение (] 5°) 3-е наблюдение (10°)
Температура до работы (фон) работа ъо минут при 40° отдых пги температуре воздуха и ограждений 20° разность по отношению к фону ДО работы (фон) работа 00 минут при 40° отдых при темпе-ратуге воздуха и ог-ражде ний 15 разность по отношению к фону ДО работы (фон) работа 00 минут при 40° отдых при температуре возд' ха и ограждений 10° разность по отношению к фону
Тела 36,4° 37° 36,8° +0,4° 36,6° 37,2° 36,8° +0,2° 36,8° 37° 36,8° 0
Кожи лба 33° 35,1° 33° 0 34,4° 35° 33,8° —0,6° 32,7° 34,1° 31,2° —1,5°
Кожи носа 33,1° 35° 34,1° + 1° 34,7° 36,2° 33,4° —1,3° 34,1° 34,3° 30,7° —3,4°
Кожи груди 33,4° 33,7° 34,2° 4 0,8° 33,7° 33,9° 33,4° —0,3° 32,7° 33,9° 31,2° -1,5°
Кожи кисти 33,5° 34,4° 33,5° 0 32,7е 34,8° 32,5° —0,2° 30,9° 34,2° 28,4° —2,5°
В первой серии наблюдений (температура в камере 20°) за 30 минут пребывания исследуемых в камере полного восстановления температуры тела и кожи на разных участках тела не наступило. Во второй серии исследований (15°) температура тела почти полностью восстановилась. Температура кожи груди й кисти почти вернулась к исходному уровню, а лба и носа была даже ниже исходного уровня на 0,6—1,3°. В третьей серии наблюдений (10°) температура тела была на уровне исходной. Однако произошло резкое снижение температуры кожи, которая стала ниже исходного уровня на 1,5—3,4°.
Интенсивность потоотделения во всех случаях значительно уменьшилась и измеренная электрометрическим способом обычно не превышала 25 делений шкалы гальванометра. Во всех сериях исследований пульс восстанавливался через 10—20 минут. При этом восстановление пульса у разных исследуемых происходило в различные сроки; даже у одного и того же человека в разные дни наблюдений этот процесс протекал различно.
На плетизмограмме с первых минут пребывания в камере отмечается сужение сосудов, особенно резкое в третьей серии исследований (10°). Сужение сосудов удерживается до конца наблюдения. Высота
осцилляций в первой серии исследований (20°) медленно возвращалась к исходному-уровню на 10—30-й минуте. Во второй и третьей серим исследований высота осцилляций начиная с первой минуты в большинстве случаев была ниже исходного уровня.
Теплоощущения исследуемых в первой серии наблюдений (20°) оценивались как «комфорт» в течение всего времени их пребывания в камере, во второй (15°)—как «приятно прохладно». В третьей серии было всего одно наблюдение и то на 20-й минуте было прекращено, так как исследуемому стало холодно.
Следовательно, наиболее благоприятным метеорологическим режимом для быстрого восстановления физиологических сдвигов в организме после выполнения работы средней тяжести при температуре воздуха 40° был режим с температурой воздуха и ограждений в камере 15°. Режим с температурой воздуха и ограждений 10° создавал дискомфортные условия, а при режиме 20°, наоборот, не происходило полного восстановления физиологических сдвигов в организме.
На основании проведенных экспериментальных исследований можно рекомендовать устройство в цехах вблизи рабочих мест небольших кабин отдыха с охлажденными стенами для проведения в них кратковременных перерывов в работе. Одновременно с охлаждением стен будет происходить и охлаждение воздуха. Метеорологический режим для таких «радиационных» кабин отдыха на основании произведенных исследований может быть ориентировочно принят следующий: температура воздуха 15—17° с такой же температурой и ограждений при полном телесном угле.
«Радиационные» кабины отдыха должны быть оборудованы специальными стульями, опинки и сиденья которых следует обивать редкой сеткой из бумажной материи в целях увеличения радиационной поверхности человека, участвующего в теплообмене с холодными поверхностями.
На ряде производств рабочие имеют возможность на некоторое время выходить из цеха. В подобных цехах целесообразно устраивать специальные комнаты отдыха, в которых также может быть использован принцип радиационного охлаждения. В этом отношении практический интерес представляет комната отдыха, оборудованная охлаждаемыми панелями, при плавильном цехе завода ферросплавов в Челябинске. Эта комната отдыха организована по инициативе работников завода и функционирует в течение ряда лет. Она имеет размеры 6X3,6 м и высоту 3,2 м и примыкает непосредственно к цеху. Две панели на стенах комнаты охлаждаются змеевиками, в которых испаряется аммиак, поступающий от холодильной установки. Охлаждающие секции расположены по одной короткой и одной длинной стене комнаты, которая оборудована столами и деревянными кушетками с изголовьями.
В период исследований 1 летом 1952 г. температура воздуха в комнате отдыха в разные дни колебалась от 16° до 19°, а температура двух охлажденных стен — от— 2° до — 5°. Следовательно, плавильщики подвергались одновременно действию радиационного и конвекционного охлаждения за счет охлаждения от стен и воздуха, температура которого ниже, чем температура воздуха цеха, на 15—20° (см. рисунок).
В плавильном цехе на некоторых печах проводили загрузку шихты ручным способом. Бригада в составе 5—6 рабочих работала непрерывно час у печи, после чего 30 минут проводила в комнате отдыха. Подобный цикл работы у печи и перерыва повторялся на протяжении всей смены. Под систематическим наблюдением находилось 9 плавильщиков из трех разных смен (каждый плавильщик находился под наблюдением 5—6 дней) — все мужчины с различным производственным
1 В работе принимала участие В. К. Кузьмина.
стажем; по данным медицинского осмотра и наблюдений здравпункта завода, все плавильщики были практически здоровы. Кроме того, были проведены одномоментные наблюдения над 30 плавильщиками. Плавку ферросилиция проводили в электропечах открытого типа. Для частичного экранирования излучения на печах были укреплены три небольших металлических щита. Интенсивность излучения на расстоянии 0,5 м от печи составляла 4—5,5 г/кал/см2/мин, на больших расстояниях — от 0,6 до 2,5 г/кал/см2/мин. Температура воздуха на рабочих местах плавильщиков в летнее время находилась в пределах 30—40°. Подвижность воздуха на рабочей площадке у печей создавалась воздушными душами и на разных расстояниях от печи колебалась от 1 до 4 м/сек.
2
Комната отдыха.
* — охлаждаемые панели, по трубам циркулирует охлажденная вода, сзади труб панель покрыта
фольгой; 2 — вентиляционные отверстия; 3 — кондиционер.
Наблюдались следующие функциональные сдвиги в физиологических реакциях: температура тела к концу рабочего дня у большинства плавильщиков равнялась 37° и не превышала 37,3°; температура кожи на разных участках тела была в среднем 33,5°, а при нахождении непосредственно у печи на открытых участках (лицо, грудь, руки) 38—41°; влагопотери за смену составляли 5700 г (при количестве выпиваемой газированной подсоленной воды в среднем 4,4 л); пульс после загрузки шихты учащался в среднем на 18 ударов в минуту и равнялся 90 ударам в минуту; при процессе трамбовки шихты, который длится 2—3 минуты, пульс учащался на 36 ударов в минуту и был равен 106 ударам. Следовательно, работа плавильщиков в летнее время проходила со значительным напряжением терморегуляторных функций организма.
Рубашка плавильщиков при входе в комнату отдыха быстро охлаждалась до температуры 29,6°, в среднем на 3,6° и имела температуру ниже исходной на Г. Температура воздуха под одеждой была очень близка к температуре рубашки. Абсолютная влажность в воздухе под одеждой с 17,2 мм в цехе возвращалась за время перерыва к исходному уровню (12 мм).
Физиологические реакции плавильщиков, как правило, за время перерыва в комнате отдыха без охлаждения не возвращались к исходному уровню. Данные об изменениях температур кожи плавильщиков
3 Гигиена и санитария, № 6
33
в комнате отдыха с охлаждением и без охлаждения по сравнению с данными до работы представлены в табл. 5.
Таблица 5
Температура кожи на разных участках тела плавильщиков в комнате отдыха с охлаждением и без охлаждения
Метеорологический режим в комнате отдыха Лоб Подбородок Кисть Грудь Спина Средняя для всех участков тела
Температура воздуха
и ограждений 20° (до 33° 33° 32,4°
работы) ..... 32,6° 32,9° 31,7°
Температура воздуха и
ограждений 26° (без 32,4° 32,6°
охлаждения) .... 32.6° 33° 32,4° 32,5°
Температура воздуха и
ограждений 30° (без 32,6° 33,1°
охлаждения) .... 33,3° 33,9° 32,2° 33,4°
Температура воздуха
18°. температура пане-
лей — 2" (с охлажде- 31,3°
нием) ...... 31,1° 31,6° 31,1° 31,4° 31,2°
Температура кожи в комнате отдыха без охлаждения была выше исходной температуры или близка к ней благодаря интенсивному потоотделению. В комнате отдыха с охлаждением температура кожи была всегда ниже исходного уровня в среднем на 1,1° (от 0,6° до 1,8°) и равнялась 31,3°.
Температура тела у большинства плавильщиков за 30 минут восстанавливалась и к концу смены при проведении перерывов в комнате отдыха с охлаждением была ниже на 0,2—0,7°, чем в комнате отдыха без охлаждения.
Как правило, пульс у плавильщиков за время пребывания в комнате отдыха без охлаждения не восстанавливался. В комнате же отдыха с охлаждением он восстанавливался на 15—20-й минуте и на 15-й минуте не превышал обычно 72 ударов в минуту. Частота дыхания и объем вентиляции легких восстанавливались в комнате отдыха с охлаждением на 20-й минуте. Без охлаждения комнаты отдыха объем вентиляции легких был на 2—5 л в минуту больше исходного уровня (12—15 л в минуту).
Резкая разница наблюдалась в интенсивности потоотделения. Потоотделение измеряли электрометрическим методом на разных участках тела (лоб, грудь, кисть). При проведении перерывов в комнате отдыха без охлаждения рубашка у плавильщиков была мокрой, наблюдалось профузное поение. Измерить интенсивность потоотделения электрометрическим методом не представилось возможным. При проведении перерывов в комнате отдыха с охлаждением наблюдалось почти мгновенно прекращение потоотделения, что указывает на рефлекторный характер данной реакции.
Самочувствие плавильщиков находилось в полном соответствии с изменением их физиологических реакций. Когда комната отдыха не охлаждалась, рабочие жаловались на жару и духоту и были недовольны.
Комнату отдыха с охлаждением все рабочие цеха оценивали весьма положительно. Жалоб на ощущение холода при столь резкой смене метеорологических условий у плавильщиков не было. Свои теплоощу-щения они оценивали как «хорошо» или как «приятно прохладно».
Таким образом, проведенное исследование показало значительную эффективность комнаты отдыха с холодными поверхностями. Быстрая смена метеорологических условий при переходе от воздействия на работающих сильного радиационного и конвекционного нагрева к радиационному охлаждению и нормальной температуре воздуха сопровождалась восстановлением работоспособности в более короткие сроки. Не было также случаев заболеваний, которые можно было бы отнести за счет «простуды» в комнате отдыха.
На основании произведенных исследований при тяжелых работах при температуре воздуха около 40° и наличии при этом излучения в пределах от 2,5 до 5,5 г/кал/см2/мин можно ориентировочно рекомендовать для комнаты отдыха температуру поверхности охлаждаемых панелей при данной их площади от 0 до 5°, температуру воздуха в комнате отдыха — от 17° до 19°.
Дальнейшей задачей является накопление материалов по применению радиационного охлаждения как на рабочих местах, так и местах отдыха и на основании их разработка гигиенических нормативов для различных конкретных условий.
Для создания благоприятных условий труда и отдыха для рабочих горячих цехов на современных металлургических заводах, особенно в летний период, необходимо широкое применение искусственного холода. Для этой цели проектирующим организациям необходимо предусматривать на крупных металлургических заводах устройство центральных холодильных станций. В настоящее время Гипромез в ряде проектов горячих цехов заводов черной металлургии внедряет применение холода для вентиляционных установок, а также для санитарно-технических устройств с радиационным охлаждением.
ЛИТЕРАТУРА
Малышева А. Е. Гиг. и сан., 1956, № 2, стр. 37—43.—Малышева А. Е., Репина Е. Г. В кн.: Опыт изучения регуляции физиологических функций, т. 3, стр. 119—128, М,—Л., 1954.—Ф р е й д л и н В. С. Гигиена и здоровье, 1941, № 2, стр. 5—10.—Шлейфман Ф. М. Врач, дело, 1952, № 2, стр. 151—154.—Штейн-берг С. Я. Врач, дело, 1951, № 12, стр. 1067—1072.
Поступила 27/У11 1955 г.
USE OF RADIATION COOLING FOR CREATION OF FAVORABLE METEOROLOGICAL CONDITIONS AT RESTING PLACES FOR LABOURERS
OF HOT WORKSHOPS
A. E. Malisheva, candidate of medical sciences
The investigations have shown that the use of different types of radiation cooling proved to be most effective for prevention of overheating the organism. During a favorable change of meteorological conditions, the working capacity is restored in a shorter period of time (the feeling of fitness, the body and skin temperature, the pulse, the respiration, the perspiration, etc).
The proposed «radiation» cooling cabins may be used for the rest of one or several persons. Outside the workshop it is necessary to have for a considerable number of persons a special resting room equiped with cooling panels.
On the basis of the investigations carried out in experimental meteorological chambers and in industry, the author proposes some meteorological parameters for resting places in hot workshops.
V V V
