CC BY
123
УДК 613.12, 612.55
Р.Ф. Афанасьева, Л.В. Прокопенко, Е.И. Константинов
Тепловое состояние работающих в нагревающем микроклимате в теплый и холодный периоды года
Существует мнение о необходимости дифференцированного подхода к нормированию параметров микроклимата в зависимости от сезонной адаптации, но оно не является однозначным. Согласно данным [1], тепловой комфорт как в холодный, так и в теплый периоды года, имеет место практически при одинаковых значениях параметров микроклимата. Однако в случае повышения температуры воздуха на рабочих местах терморегуляторные реакции в теплый период могут различаться по причине ориентации организма на различные условия теплообмена.
Данные, приведенные в литературе, указывают на особенности реакций терморегуляции в теплый и холодный периоды года, обусловленные сезонной акклиматизацией. Установлены различия в периферическом кровотоке, температуре чувствительности и уровне метаболизма [2, 3].
Важным с позиции разработки требований к параметрам микроклимата является определение критериальных показателей теплового состояния человека применительно к теплому и холодному периодам года [4].
С этой целью были проведены исследования, направленные на решение задачи по сравнительной оценке теплового состояния лиц, работающих как в теплый, так и в холодный периоды года в условиях нагревающего микроклимата.
Исследования были выполнены в производственных условиях в июле, августе, январе и феврале с участием в каждый сезон года 20 женщин, выполняющих работу энерготратами 91 Вт/м2 (категория 1б - 11а) и подвергающихся действию комплекса производственных факторов (шум, микроклимат), среди которых ведущим, исходя превышения нормативных требований, является нагревающий микроклимат. Общее количество дней наблюдений составило 112. В табл. 1 приведены некоторые показатели физического состояния женщин.
Таблица 1
Некоторые показатели физического состояния женщин, участвующих в исследовании в теплый и холодный периоды года, Х ± б ± т
Показатель Величина показателя
Возраст, годы 49,1 ± 11,0 ± 1,3
Стаж работы, годы 8,7 ± 7,3 ± 0,9
Поверхность тела, м2 1,74 ± 0,12 ± 0,002
Масса тела / поверхность тела, кг/м2 41,2 ± 3,4 ± 0,6
Исследования в оба сезона проводились при близких значениях термической нагрузки среды (ТНС-индекс) к пограничным значениям.
В качестве прямых показателей теплового состояния человека были выбраны: температуры тела (т/я, °С) и кожи (4, °С), влагопотери (ДР, г/ч), теплоощущения (То, балл), теплосодержание (<2тс, кДж/кг) [5]. Функциональное состояние организма работника оценивалось по показателям сердечно-сосудистой системы: систолическому и диастолическому артериальному давлению (САД и ДАД, мм рт. ст.) и частоте сердечных сокращений (ЧСС, уд.-1). Температуру тела измеряли под языком с помощью специальных термисторных датчиков, температуру кожи - на пяти участках поверхности тела: лоб, грудь, тыл кисти, середина наружной части бедра и голени с помощью электротермометра ТПЭМ-1.
Ключевые слова:
тепловое состояние,
микроклимат,
термическая
нагрузка,
организм,
влагопотери,
теплый период
года,
холодный период года.
Keywords:
thermal state, atmosphere, thermal load, organism, moisture loss, warm season, cold season.
Средневзвешенную температуру кожи (/сек, °С) рассчитывали следующим образом:
/сек = 0,07/1 + 0,5/2 + 0,05/3 + 0,18/4 + 0,20/5.
Величину Qтc рассчитывали по формуле:
<2тс = с[К/т/я + (1/К)Гсек],
где с - теплоемкость тканей человека, равная 3,48 кДж/кг х град; К - коэффициент смешивания /т/я:
К = 0,519 + 0,037 Т,
где То - теплоощущения в баллах 1-7 (соответственно «холодно», «прохладно», «слегка прохладно», «комфорт», «слегка тепло», «тепло», «жарко»).
Общие влагопотери определялись по изменению массы тела в течение рабочей смены за двухчасовой период времени (до и после обеденного перерыва). При этом исключались иные факторы, которые могут влиять на массу тела. Измерения других показателей теплового состояния женщин проводились перед началом рабочей смены, обеденным перерывом и окончанием рабочей смены.
По результатам натурных исследований установлено, что важным звеном в приспособлении к тепловому воздействию является рост потоотделения, хотя есть и другие данные, свидетельствующие о том, что интенсивность потоотделения не только не снижается, но и увеличивается, на что указывают литературные данные [6].
Результаты исследований отражают более высокий уровень влагопотерь в январе и феврале, что указывает на большее напряжение
функционального состояния организма в ответ на термическую нагрузку среды. При этом зарегистрирована более низкая температура
кожи (/сек) (табл. 2).
Причиной такого состояния могут являться большие теплопотери испарением влаги. Нельзя исключить также и снижение периферического кровотока в холодный период года.
Однако при более низкой средневзвешенной температуре кожи тепловое состояние организма субъективно оценивается большим баллом, что свидетельствует о большей температурной чувствительности обследованных женщин в холодный период года и меньшей их адаптации к тепловой нагрузке. Несколько большее напряжение функционального состояния организма отражают также показатели сердечно-сосудистой системы - артериальное давление и частота сердечных сокращений. Так, в холодный период года величины ЧСС, САД и ДАД несколько выше, чем в теплый (табл. 3).
Исследования, проведенные в экспериментальных условиях при оптимальных значениях температуры воздуха (22,5 ± 0,5 °С) и влажности (55 ± 5 %) [6] с участием женщин, находящихся в состоянии относительного физического покоя, показали, что при работе в нагревающей среде, как и в холодный период года, наблюдались несколько меньшие значения показателей температуры тела, средневзвешенной температуры кожи и более высокие значения АД и ЧСС (табл. 4). Но при этом субъективная оценка теплового состояния в оба периода года была одинаковой («комфорт»), что согласуется с данными [5].
В связи с этим целесообразно проведение коррекции критериальных показателей оптимального теплового состояния при сохранении требований [3] к параметрам микроклимата.
Таблица 2
Некоторые показатели теплового состояния женщин, работающих в нагревающем
микроклимате в теплый и холодный периоды года (энерготраты 91 Вт/м2), Х ± т
Период года
Период теплый холодный
наблюдения ^т/я' °С ^сею °С де, кДж/кг Т ± о’ балл ^т/я' °С °С де, кДж/кг Т ± о’ балл
До начала рабочей смены 36,4 ± 0,16 33,3 ± 0,16 123,20 4,3 ± 0,19 36,2 ± 0,15 31,6 ± 0,24 120,80 4,2 ± 0,26
В середине рабочей смены 36,7 ± 0,11 33,9 ± 0,21 124,87 5,1 ± 0,33 36,8 ± 0,11 33,3 ± 0,16 124,85 5,9 ± 0,27
Перед окончанием смены 36,9 ± 0,11 33,9 ± 0,19 123,55 5,1 ± 0,40 36,8 ± 0,09 33,3 ± 0,24 124,86 5,8 ± 0,28
Таблица 3
Некоторые показатели сердечно-сосудистой деятельности женщин, работающих в нагревающем микроклимате в теплый и холодный периоды года (энерготраты 91 Вт/м2), Х ± т
Период года
Период наблюдения теплый холодный
САД, ДАД, ЧСС, сад, ДАД, ЧСС,
мм рт. ст. мм рт. ст. уд-1 мм рт. ст. мм рт. ст. уд-1
До начала рабочей смены 120 і 2 75 і 1 76 і 3 128 і 2 80 і 1 77 і 3
В середине рабочей смены 120 і 2 73 і 2 79 і 3 127 і 2 80 і 2 87 і 3
Перед окончанием смены 121 і 2 80 і 1 80 і 2 127 і 3 81 і 1 85 і 2
Таблица 4
Показатели теплового состояния женщин в теплый и холодный периоды года (энерготраты 58 Вт/м2)*, Х ± т
Период года ^m/я’ “С ^свк’ “С САД, мм рт. ст. ДАД, мм рт. ст. ЧСС, уд-1 Теплоощущения
Теплый 36,68 і 0,07 36,4 і 0,16 117 і 3,0 75 і 2,0 75 і 1 Комфорт
Холодный 36,28 і 0,08 36,4 і 0,16 126 і 1,0 78 і 2,0 75 і 1 Комфорт
Примечание: * количество наблюдений с участием 9 женщин в каждый период года - 36; продолжительность одного исследования - 1 ч.
Однако в случае превышения оптимальных уровней параметров микроклимата имеются различия в его субъективной оценке в теплый и холодный периоды года. При одинаковой термической нагрузке среды холодный период года оценивается большим баллом теплоощу-щений, чем теплый. Следовательно, для достижения одинаковых теплоощущений работниками термическую нагрузку на рабочих местах в холодный период года по сравнению с теплым периодом следует снижать.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы.
В тепловом состоянии работающих в нагревающем микроклимате в теплый и холодный периоды года имеются различия. В холод-
ный период года наблюдается меньшая адаптация к тепловой нагрузке, это проявляется, в частности, в большей температурной чувствительности и более высоких влагопотерях, больших величинах артериального давления и частоте сердечных сокращений, что обусловливает необходимость снижения термической нагрузки среды на рабочем месте в холодный период года по отношению к теплому.
Ощущение теплового комфорта определяется соответствующими параметрами микроклимата на рабочем месте и не зависит от периода года, несмотря на некоторые различия в объективных показателях теплового состояния организма.
Список литературы
1. Fanger P.O. Thermal Comfort / P.O. Fanger. -Copenhagen, 1970.
2. Гигиенические основы профилактики неблагоприятного воздействия производственного микроклимата на организм человека // Сб. науч. трудов под ред. РФ. Афанасьевой. - М., 1992. - Вып. 43. -
С. 193-211.
3. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - М., 1996.
4. Методические указания 4.3. 1895-04.
Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований
к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания / Минздрав России. - М., 2004.
5. Султанов Ф.Ф. Адаптация человека
и животных к высокой температуре среды / Ф.Ф. Султанов, А.И. Френк // Физиология терморегуляции. - М.: Наука, 1984. -С. 267-310.
