Производственная деятельность может осуществляться на открытом воздухе и в помещениях. На открытом воздухе протекает труд большей части сельскохозяйственных рабочих, строителей, нефтяников, шахтеров и горняков в карьерах, геологов, лесозаготовителей и др. Однако большая часть работ выполняется в помещениях. Сюда относится труд в ведущих отраслях промышленности: машиностроительной, металлургической, текстильной, химической, обувной и многих других. В последние десятилетия в некоторых отраслях промышленности, например в химической, нефтехимической, часть оборудования располагается в помещениях, а другая – на открытом воздухе. Во всех этих случаях в рабочей зоне возникает определенный микроклимат.
Метеорологические условия (микроклимат) на производстве – комплекс физических факторов внешней среды, оказывающих преимущественное влияние на терморегуляцию организма. К ним относятся температура воздуха, его влажность и скорость движения, а также лучистое тепло. По ГОСТ 12.1.005 "Микроклимат производственных помещений – климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей".
Благоприятные (комфортные) метеорологические условия на производстве являются важным условием высокопроизводительного труда и профилактики заболеваний. В случае несоблюдения гигиенических норм микроклимата снижается работоспособность человека, возрастает опасность появления травм и ряда заболеваний, в том числе профессиональных.
Температура воздуха – степень его нагретости, которую выражают в градусах. При работах на открытом воздухе она колеблется в зависимости от сезона, погодных условий, времени дня. В помещениях температура воздуха также бывает различной. Причиной нагрева воздуха являются мощные производственные источники (плавильные, нагревательные печи и др.), нагретые обрабатываемые материалы и предметы, работа механизмов и электродвигателей, инсоляция (в южных районах, средней полосе), люди, особенно при физической работе.
Лучистое тепло (инфракрасная радиация) – электромагнитные излучения определенной длины волны (спектра), обладающие тепловыми свойствами. Электромагнитные волны могут иметь различную длину, что определяет их физические и биологические свойства. Инфракрасные лучи невидимы, длина волны колеблется от 0,76 до 500 мкм, в гигиенической практике имеет значение более узкая область – до 30-60 мкм.
Величина отдачи тепла излучением в очень большой степени зависит от температуры тела: она прямо пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела:
ε = δ . T4,
где ε - теплоотдача в калориях;
δ – постоянная величина, равная 1,38 · 10-12 кал/см2 . с;
T - абсолютная температура (t + 273оС).
В соответствии с этим законом даже небольшое увеличение температуры тела приводит к значительному росту отдачи тепла излучением. Короткие лучи (до 1,4 мкм) проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, более длинные (1,4 – 8 мкм) поглощаются верхними слоями кожи. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 3 и 6 мкм.
При прохождении инфракрасных лучей через воздух он не нагревается. Между двумя телами, имеющими разную температуру нагрева, устанавливается радиационный теплообмен с отдачей тепла от более нагретого тела менее нагретому. В металлургии на долю инфракрасной радиации может приходиться больше 2/3 общего тепла, поступающего в цех.
Биологическое действие лучистого тепла имеет ряд особенностей: прогревание более глубоких слоев кожи, образование в тканях биологически активных веществ, в частности пирогенных, способствующих повышению температуры тела в органах за счет усиления обмена веществ. При инфракрасном облучении кожи, повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение. При значительных интенсивностях возникают ощущения жжения, боль. Время переносимости тепловой радиации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности.
Сроки переносимости(в секундах) инфракрасной радиации в зависимости от ее интенсивности и длины волны
Интенсивность радиации, кал/(см2 . мин)
Длина волны,мкм
3,6
1,07
159,0
27,3
12,9
9,5
305,0
37,9
21,2
14,5
Влияние радиационного тепла различно в зависимости от зоны облучения: наибольший эффект наблюдается при облучении шейной области и верхней половины туловища, наименьший – при облучении ног (области бедра). Выносливость к облучению возрастает с увеличением периода облучения, при котором наблюдаются процессы приспособления (адаптации), сохраняющиеся довольно долго. Молодые рабочие чувствительны, поэтому целесообразно постепенно увеличивать время облучения их на производстве.
Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность. Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40–60%, но в ряде производств (шахты, красильные, ткацкие цеха, кожевенные и др.) имеется повышенная влажность воздуха – до 75 – 85 % и более. В сочетании с низкими температурами повышенная влажность воздуха оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими температурами вызывает напряжение теплорегуляции, способствуя перегреванию.
Движение воздуха на производстве зависит от тепловых токов воздуха, влияния наружного ветра, работы электродвигателей, машин, механизмов. Усиленное движение воздуха в рабочей зоне наблюдается при работах на открытом воздухе, открытии дверей и ворот в цехах с большими тепловыми токами воздуха, при работе вентиляции и др.