Система терморегуляции, наиболее поздно возникшая в эволюционном развитии человека, приобрела характер подсистемы, использовав для осуществления своей функции многочисленные компоненты других гомеостатических регулирующих систем. Система терморегуляции не может функционировать в организме изолированно от других гомеостатических систем. При действии высоких и низких температур имеет место интеграция системы терморегуляции с другими функциональными системами: сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, эндокринной и др. Степень участия последних, порядок их включения определяется величиной термической нагрузки на человека.
С позиции рассмотрения теплового состояния организма как уровня функционирования его физиологических систем, состояния гипо- и гипертермии, а также тепловой комфорт можно оценивать как различную степень напряжения механизмов терморегуляции. В задачу нормирования микроклимата в производственных помещениях входит обеспечение теплового состояния организма, при котором напряжение механизмов терморегуляции в течение рабочей смены выражено в такой степени, что оно не оказывает неблагоприятного влияния на самочувствие человека, его работоспособность и здоровье.
По степени влияния па самочувствие человека, его работоспособность микроклиматические условия подразделяются: оптимальные, допустимые,вредныеи опасные.
Оптимальные микроклиматические условия - характеризуются такими параметрами микроклимата, которые при их сочетанием воздействии на человека в течение рабочей смены обеспечивают сохранение теплового состояния организма, характеризующегося минимальным напряжением терморегуляции, отсутствием общих и/или локальных дискомфортных теплоощущений и являются предпосылкой сохранения высокой работоспособности. Оптимальный микроклимат обеспечивает оптимальное тепловое состояние организма человека и характеризуется величинами показателей.
Допустимые микроклиматические условия - характеризуются такими параметрами показателей микроклимата, которые при их сочетаемом действии на человека в течение рабочей смены могут вызывать изменение теплового состояния, которое приводит к умеренному напряжению механизмов терморегуляции, незначительным дискомфортным общим и/или локальным теплоощущениям. При этом сохраняется относительная термостабильность, может иметь место временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но не нарушается здоровье (в течение всего периода трудовой деятельности). Допустимыми являются такие параметры микроклимата, которые при их совместном действии па человека обеспечивают допустимое тепловое состояние организма и характеризуются величинами показателей.
Вредные микроклиматические условия - параметры микроклимата, которые при их сочетанием действии на человека в течение рабочей смены вызывают такие изменения теплового состояния организма, которые характеризуются выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции, снижением работоспособности. При этом не гарантируется термостабильность организма человека и сохранение его здоровья в период трудовой деятельности и после ее окончания. Это означает, что вредными являются параметры микроклимата, которые при их совместном действии на человека в течение всей рабочей смены приводят к формированию такого теплового состояния, которое характеризуется показателями. При этом степень вредности микроклимата определяется как величинами его составляющих, так и продолжительностью их воздействия на работающих (непрерывно и суммарно за рабочую смену, период трудовой деятельности).
Экстремальные (опасные) микроклиматические условия -- те параметры микроклимата, которые при их сочетанием действии на человека даже в течение непродолжительного времени (менее одного часа) вызывают изменение теплового состояния, характеризующееся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, которое может привести к нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти. Критериальные показатели теплового состояния человека, соответствующие пределу переносимости им внешней термической нагрузки, зависят от многих причин, и, в частности, от степени адаптации, скорости охлаждения или перегревания, тепловой устойчивости организма, возраста, пола и т.д. В связи с этим микроклимат, в котором возможно кратковременное пребывание в целях осуществления определенной деятельности в аварийной ситуации, должен регламентироваться применительно к конкретному контингенту лиц. В том случае, если человек работает в тех или иных метеорологических условиях не всю рабочую смену, а лишь эпизодически, то степень его перегревания или охлаждения за этот отрезок времени допускается большей (до предельно допустимого) с учетом длительности воздействия, то есть параметры микроклимата могут быть выше или ниже соответственно верхней и нижней границы допустимых.
Согласно руководства Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».
Оценка микроклимата проводится на основе измерений его параметров (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение) на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".
Если измеренные параметры соответствуют требованиям СанПиН, то условия труда по показателям микроклимата характеризуются как оптимальные (1 класс) или допустимые (2 класс). В случае несоответствия условия труда относят к вредным и устанавливают степень вредности, которая характеризует уровень перегревания или охлаждения организма человека.
1.6 Оценка нагревающего микроклимата
Нагревающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (> 0,87 кДж/кг) и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота (> 30%) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко).
Для оценки нагревающего микроклимата в помещении (вне зависимости от периода года) используется интегральный показатель - тепловая нагрузка среды (ТНС-индекс).
ТНС-индекс - эмпирический интегральный показатель (выраженный в °С), отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.
Если температура воздуха и/или тепловое излучение не превышает верхних границ допустимых уровней (согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений"), оценка микроклимата может проводиться как по отдельным его составляющим, так и по ТНС-индексу.
В случае, если температура воздуха и/или тепловое излучение на рабочем месте превышают верхнюю границу допустимых значений по СанПиН 2.2.4.548-96, оценку микроклимата проводят по показателю ТНС-индекса.
Для открытых территорий в теплый период года и температуре воздуха 25 °С и ниже микроклимат оценивается как допустимый (2 класс). Если температура превышает эту величину, класс условий труда устанавливают по ТНС-индексу, который рекомендуется определять в полдень при отсутствии облачности. Для предупреждения неблагоприятного влияния отдельных показателей микроклимата следует определять также влажность воздуха, скорость его движения, интенсивность теплового излучения.
Тепловое облучение тела человека (<= 25% его поверхности), превышающее 140 Вт/кв. м, и доза облучения 500 Вт х ч характеризуют условия труда как вредные и опасные, даже если ТНС-индекс имеет допустимые параметры. При этом класс условий труда определяется по наиболее выраженному показателю ТНС-индексу или тепловому облучению.
1.7 Инфракрасное излучение
Тепловые лучи, названные Э.Беккерелем (1869) инфракрасными, охватывают область спектра оптического излучения в пределах от 0,76 до 100 мкм. По физической природе инфракрасные (ИК) лучи являются потоком материальных частиц, обладающих волновыми и квантовыми свойствами. Они представляют собой периодические электромагнитные колебания и в то же время являются потоками квантовых фотонов.
Источником ИК-лучей служит любое нагретое тело. Нейтральными могут быть только тела с такой температурой, при которой устанавливается радиационное равновесие с равным приходом и расходом радиации. При превышении пределов физиологической компенсации теплообмена наступает перегревание или охлаждение человека. К источникам положительной инфракрасной радиации относятся тела, имеющие температуру ниже 600 °С (температура «красного» каления); к источникам, одновременно излучающим также видимые и ультрафиолетовые лучи, - имеющие более высокую температуру.
Источники большинства излучений делятся по своему происхождению на естественные и искусственные. В летнее время солнечная радиация в околополуденные часы могла бы достигать 1147 Вт/м2, в условиях же реальной атмосферы на поверхности Земли наибольшая измеренная величина составляет 1049 Вт/м2. Например, в Якутске, Москве, Евпатории эти величины соответственно составляют 797, 812 и 776 Вт/м2. Доля инфракрасной радиации составляет не менее 50%. Среди источников искусственного излучения наиболее высокими температурами обладают электрические дуги (2000-4000 °С). В лабораторных условиях могут быть достигнуты температуры до 20000 °С (ртутные лампы сверхвысокого давления). Температура обычно употребляемых источников радиации не превышает 3000 °С; при этом максимальная длина волны, равная 0,99 мкм, лежит в пределах инфракрасной радиации. Большинство температурных источников радиации, применяемых в производстве и в быту, излучают в основном инфракрасные лучи. К ним относятся и источники лучистого отопления.
Инфракрасные лучи оказывают на организм в основном тепловое действие. Поглощение энергии этих лучей происходит главным образом в эпидермисе (А. Мейер, Э. Зейтц, 1952). Однако имеются различия в восприятии радиационного и конвективного тепла. Согласно имеющимся данным наблюдается более слабая реакция терморецепторов кожи на радиационный нагрев или охлаждение (по сравнению с конвекционным), что, возможно, связано с трансформацией теплового излучения в более глубоких слоях кожи, в которых плотность терморецепторов ниже (О.П. Минут-Сорохтина, 1972).
Величины инфракрасного облучения предусматривают обязательную регламентацию продолжительности непрерывного облучения и пауз (в соответствии с п. 1.2 Приложения 7 Руководства Р 2.2.2006-05).
Оценка охлаждающего микроклимата.
Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (> 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры "ядра" и/или "оболочки" тела (температура "ядра" и "оболочки" тела -соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).
Микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте ниже нижней границы допустимой (СанПиН 2.2.4.548-96), является вредным. Класс вредности определяется по среднесменным величинам температуры воздуха. Приведенная температура воздуха применительно к оптимальным величинам скорости его движения (по СанПиН 2.2.4.548-96). При увеличении скорости движения воздуха на рабочем месте на 0,1 м/с от оптимальной температуру воздуха, следует повысить на 0,2 °С.
Примечание: Класс условий труда при работе в помещениях с охлаждающим микроклиматом определен применительно к работникам, одетым в комплект "обычной одежды" с теплоизоляцией 1 кло.
При работе в помещениях с охлаждающим микроклиматом по согласованию с территориальными управлениями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека класс условий труда может быть понижен (но не ниже класса 3.1) при условии соблюдения режима труда и отдыха и обеспечения работников одеждой с соответствующей теплоизоляцией. Для работающих в помещениях с охлаждающим микроклиматом и при наличии источников теплового облучения класс условий труда устанавливают по показателю «тепловое облучение», если его интенсивность выше 140 Вт/кв. м.
Оценка микроклимата в холодный (зимний) период года при работе на открытой территории и в неотапливаемых помещениях. К неотапливаемым относятся помещения, не оборудованные отопительными системами, а также такие, в которых температура воздуха поддерживается на низком уровне по технологическим требованиям.
Класс условий труда при работах на открытой территории для холодного периода года определяется по табл. 8 - 9 (Руководства Р 2.2.2006-05). В них приведены среднесменные значения температуры воздуха (°С) за три зимних месяца с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов.