Проаналізувавши рівняння (3.4), дійдемо висновку, що тепловіддача випромінюванням є функцією Fвипр, є, dT:

Теплообмін є ефективним при Тод >> Тоточ.

Випромінювання теплоти організмом відбувається за умови, що температура поверхонь, які оточують людину, є нижчою від температури поверхні одягу та відкритих частин тіла. Якщо ж температура оточуючих поверхонь висока (30-35°С), то тепловіддача за рахунок випромінювання припиняється, а за ще вищої температури оточуючих поверхонь відбувається зворотний процес нагрівання організму людини.

Інтенсивність теплообміну практично не залежить від властивостей навколишнього повітря (залежність становить менше 10% і зумовлюється кількістю водяної пари та кисню повітря).

3. За допомогою випаровування вологи (випаровування і потовиділення з поверхні шкіри) Qвипар. Тепло, що віддається організмом за рахунок випаровування вологи з поверхні тіла, залежить від температури, відносної вологості та швидкості руху повітря:

Випаровування є ефективним, якщо фв < 100%, Vп > 0 та tп > 0.

Тепловіддача випаровування зростає зі збільшенням температури повітря, при низьких температурах повітря питома частка тепловіддачі нижча. Зі збільшенням рухливості повітря прискорюється випаровування вологи з поверхні тіла.

4. Частина тепла в організмі витрачається на нагрівання вдихуваного повітря, спожитої їжі тощо Qдих. Це тепло є функцією температури навколишнього повітря і його вологовмісту (кількість водяної пари, в грамах, що припадає на 1 кг сухого повітря):

де dп — вологовміст повітря, г/кг.

У стані спокою за температури навколишнього повітря 18°С (20°С), тепловіддача організму людини становить:

- частки Qт і Qк близько 30% усього тепла, що відводиться, причому Qт<Qк;

- частки Qвипр ~ 45%;

- частки Qвипар ~ 20%;

- частки Qдих - 5%.

Вплив несприятливих метеорологічних умов на безпеку життєдіяльності

Нормальне теплове самопочуття (комфортні умови), що відповідають конкретному виду роботи, забезпечуються при дотриманні теплового балансу, внаслідок чого температура внутрішніх органів людини залишається постійною і такою, що дорівнює приблизно 36,6'С (± 0,5°С).

Загальне рівняння теплового балансу організму людини:

де S - показник надлишку (нестачі) тепла в організмі, самопочуття людини.

При S > 0 існує надлишок тепла, перегрів організму, отже, тепловий дискомфорт;

при S < 0 виникає недостатність тепла, недогрів організму і також тепловий дискомфорт;

при S = 0 створюється теплова рівновага, а це і є оптимальні умови й тепловий комфорт.

При зміні температури повітря, швидкості його руху та вологості, при наявності поблизу людини нагрітих поверхонь, в умовах фізичної роботи тощо ці співвідношення істотно змінюються. Значне відхилення метеорологічних умов робочої зони від оптимальних може бути причиною ряду фізіологічних порушень в організмі працівників, призвести до різкого зниження працездатності й навіть до професійних захворювань. Численними дослідженнями встановлено однозначно негативний вплив несприятливих метеорологічних умов (дискомфортний мікроклімат) на безпеку життєдіяльності людини в процесі праці. Якщо обсяг і напруженість праці залишаються незмінними, а температура навколишнього середовища становить 30°С, тобто на 10°С вище оптимальної, то продуктивність праці на початку зміни буде нижчою на 20-25%, а наприкінці — нижчою на 40-50% від продуктивності за оптимальної температури (20°С). Найсильніше несприятливі умови мікроклімату позначаються на людях, старших 45 років, тобто на працівниках, що мають високу кваліфікацію і приносять виробництву велику користь.

Дія окремих факторів мікроклімату може бути антагоністичною (коли дія одного фактора послаблюється дією іншого) чи синергічною (коли дія одного фактора підсилюється дією іншого). Наприклад, підвищення швидкості руху повітря послаблює дію підвищеної температури і, навпаки, підсилює дію на організм зниженої температури. Підвищення вологості збільшує несприятливий вплив як підвищеної, так і зниженої температури.

У найзагальнішому вигляді дію метеоумов на організм людини можна охарактеризувати таким чином:*

температура повітря дуже впливає на самопочуття людини і продуктивність праці;*

висока температура повітря (30-35°С) у виробничих приміщеннях при збереженні інших параметрів викликає швидку стомлюваність працівника, перегрів організму та сильне потовиділення.

У важких випадках при підвищеній температурі навколишнього повітря настає тепловий, а при роботі на відкритому повітрі — сонячний удар. Можлива судомна хвороба, яка є наслідком порушення водно-сольового балансу і характеризується слабкістю, головним болем, різкими судомами, переважно в кінцівках.

Інтенсивне потовиділення (до 6-10 л за зміну) при роботі в умовах впливу високої температури повітря (гарячі цехи) призводить до зневоднювання організму, втрати мінеральних солей і водорозчинних вітамінів (С, В1, В2). При важкій роботі в умовах високої температури може виділитися з потом до 50-60 г солі NaCl замість 10 г у нормальних умовах (усього в організмі людини міститься близько 140 г NaCl).

Висока температура повітря характерна для виробництв металургійної, машинобудівної, текстильної, харчової промисловості, а також при роботах на відкритому повітрі в умовах спекотного клімату, де температура повітря може досягати більше 30-40°С.

Для ряду виробництв, навпаки, характерна дія на організм зниженої температури повітря. У неопалюваних робочих приміщеннях (елеватори, склади, деякі цехи суднобудівних заводів) у прохолодну пору року температура може коливатися від +3 до -25°С (холодильники). Тривалий і сильний вплив низьких температур може викликати різні несприятливі зміни в організмі людини. Місцеве і загальне охолодження організму є причиною багатьох захворювань: міозитів, невритів, радикулітів, а також застудних захворювань. Будь-який ступінь охолодження призводить до зниження частоти серцевих скорочень і розвитку процесів гальмування в корі головного мозку, що веде до зниження працездатності. При переохолодженні тіла до +24°С настає смерть.

Вологість дуже впливає на організм людини, на його терморегуляцію. Висока відносна вологість характерна для ряду цехів шкіряного, паперового виробництва, шахт, пралень та ін. Надлишкова вологість (понад 80%) ускладнює випаровування вологи з поверхні шкіри. Це може призвести до погіршення загального стану і зниження працездатності людини. Підвищена вологість повітря (понад 75-85%) у сполученні з низькими температурами чинить значний охолоджуючий вплив, а в поєднанні з високими викликає перегрівання організму. Знижена відносна вологість (нижче 18-20%) також є несприятливою для людини, оскільки призводить до висихання слизових оболонок і зниження захисної функції верхніх дихальних шляхів.

Швидкість (рухливість) повітря на робочих місцях у виробничих приміщеннях має велике значення для створення сприятливих умов праці. Треба зазначити, що організм людини починає відчувати повітряні потоки при швидкості близько 0,15 м/с. Причому якщо ці повітряні потоки мають температуру до 36°С, вони освіжають людину, а при температурах вище 40 С - пригнічують. У зимовий час швидкість руху повітря не повинна перевищувати 0,2...0,5 м/с, а влітку 0,2... 1,0 м/с. У гарячих цехах допускається збільшення швидкості обдуву робітників (повітряне душування) до 3,5 м/с

Виробнича діяльність людей на поверхні землі протікає звичайно при атмосферному тиску, близькому до тиску над рівнем моря, тобто 1000 ГПа. Однак у ряді випадків атмосферний тиск як виробничий фактор може бути у двох основних формах: підвищений і знижений атмосферний тиск.

Організм людини опиняється в умовах підвищеного тиску газового середовища в процесі водолазних спусків і кесонних робіт (будівельні роботи при спорудженні опор мостів, фундаментів гідротехнічних споруд, при проході стовбурів шахт, у портовому і доковому будівництві). Визначальним фактором на кесонних роботах є підвищений тиск, що сприяє розвитку "кесонної хвороби".

Знижений тиск як виробничий фактор трапляється при виконанні різних робіт у гірській місцевості, а також при роботі з льотно-посадочного складу авіації та космонавтів.

Від значення барометричного тиску залежить парціальний тиск кисню й азоту повітря, а отже, і процес дихання.

Перебування на висоті пов'язане зі впливом на організм зниженого атмосферного тиску й зумовленого цим зменшення парціального тиску газів, що входять до складу повітря, у тому числі кисню. Падіння парціального тиску кисню призводить до виникнення фізіологічних порушень в організмі й розвитку "висотної" або "гірської" хвороби, викликаної саме кисневим голодуванням, що для окремих людей стає відчутним на висоті понад 2500-3000 м, а для більшості помітно позначається на висоті 4500 м. Найбільш небезпечною зоною є висота 8000-8500 м.

Зниження чи підвищення атмосферного тиску повітря при роботі на високогір'ї чи кесонах викликає зміну складу крові й обміну речовин в організмі. Особливу небезпеку становить швидке зниження тиску при виході з кесонів. При підвищеному атмосферному тиску повітря кров і тканинні рідини насичуються азотом тим більше, що вищий тиск повітря і триваліший час його впливу. Різке зниження тиску викликає швидке виділення азоту з крові та тканинних рідин у вигляді бульбашок (які викликають газову емболію), що розносяться з кров'ю по всьому організмові, внаслідок чого виникають розриви (кавітація) дрібних кровоносних судин. Порушується живлення тканин, відбувається здавлювання їх і роздратування нервових закінчень. Найчастіше ці явища відбуваються в центральній нервовій системі, особливо спинному мозку, а також у підшкірній клітковині.

У хворих на кесонну хворобу виникають тягучі болі у м'язах, суглобах, кістках рук і ніг, іноді в грудях, у шлунку й у вухах, з'являється сверблячка і крововиливи, запаморочення, головні болі, кашель і задишка. У тяжких випадках цієї хвороби