В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных метеорологических условий, или микроклимата – климата внутренней среды этих помещений.

Метеорологическими условиями производственной среды называется физическое состояние воздушной среды, характеризуемое температурой, относительной влажностью, скоростью движения воздуха, барометрическим давлением и осадками.

Рабочая зона – это пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадка, где находятся рабочие места.

К основным нормируемым показателям микроклимата воздуха рабочей зоны относятся следующие параметры:

· температура t, °С;

· относительная влажность φ, %;

· скорость движения воздуха V, м/с.

Если в производственном помещении находятся различные источники тепла, температура которых превышает температуру человеческого тела, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. к человеку. Известно, что различают три принципиально разных элементарных способа распространения тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул или электронов), непосредственно соприкасающихся друг с другом.

Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

Тепловое излучение – это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. В реальных условиях тепло передается не каким-либо одним из указанных способов, а комбинированным.

Тепло, поступающее в производственное помещение от различных источников, влияет на температуру воздуха в нем. В производственных помещениях с большим тепловыделением приблизительно 2/3 тепла поступает за счет излучения, а практически все остальное количество приходится на долю конвекции. Источником теплового излучения в производственных условиях является расплавленный или нагретый металл, открытое пламя, нагретые поверхности оборудования.

Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры его внутренних органов (приблизительно 36,6 °С).

Терморегуляция – способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры. Терморегуляция достигается отводом выделяемого организмом тепла в процессе жизнедеятельности в окружающее пространство.

Тепловыделение организма человека зависит от степени его физического напряжения и параметров микроклимата в производственном помещении и составляет в состоянии покоя 85 Вт, возрастая до 500 Вт при тяжелой физической работе.

Теплоотдача организма человека в окружающую среду происходит в результате:

· теплопроводности через одежду (Q_т);

· конвекции в результате омывания тела воздухом (Q_к);

· излучения на окружающие поверхности (Q_и);

· испарения влаги с поверхности кожи (Q_исп);

· нагрева выдыхаемого воздуха (Q_в).

Уравнение, описывающее теплоотдачу организма человека в окружающую среду,

Q_общ = Q_т + Q_к + Q_и + Q_исп + Q_в

носит название уравнения теплового баланса.

Вклад перечисленных путей передачи тепла непостоянен и зависит от параметров микроклимата в производственном помещении, а также от температуры окружающих человека поверхностей (стен, потолка, оборудования и др.). Если температура этих поверхностей ниже температуры человеческого тела, то теплообмен излучением идет от организма человека к холодным поверхностям. В противном случае теплообмен осуществляется в обратном направлении – от нагретых поверхностей к человеку.

Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения на рабочем месте, а отдача теплоты путем испарения – от относительной влажности и скорости движения воздуха. Основную долю в процессе отвода тепла от организма человека (90 % общего количества тепла) вносят излучение, конвекция и испарение.

Нормальное тепловое самочувствие человека при выполнении им работы любой категории тяжести достигается при соблюдении теплового баланса. Рассмотрим, как влияют основные параметры микроклимата на теплоотдачу от организма человека в окружающую среду.