Крушельницька Я. В. Фізіологія і психологія праці (2000)
4.5. Терморегуляція організму людини в процесі праці
Посилення енергозатрат і обміну речовин при виконанні роботи, зокрема м’язової, викликає в організмі працівника збільшення теплоутворення, що відображається на його терморегуляції. Основні зміни терморегуляції при роботі виражаються в підвищенні температури тіла і шкіри, а також у зміні тепловіддачі.
У людини температура підтримується на постійному рівні (36,5…37,0 °С). Постійність ця забезпечується двома процесами — теплоутворенням і тепловіддачею.
Джерелом утворення тепла в організмі є окислювальні процеси. Особливо багато тепла утворюється в м’язах під час роботи. Так, під час ходьби теплоутворення збільшується в 1,5—2 рази, а при інтенсивній м’язовій роботі — в 10 і більше разів.
При охолодженні організму теплоутворення збільшується за рахунок посилення окислювально-відновлювальних процесів. Це так звана хімічна регуляція. Крім того, посилення теплоутворення забезпечується мимовільним м’язовим тремором, що становить механічну регуляцію. За низьких температур навколишнього середовища споживання кисню і теплопродукція можуть збільшуватися в 3—5 раз.
Утворюване в організмі тепло не може бути подальшим джерелом енергії і виводиться з нього через шкіру і легені. Тепловіддача здійснюється шляхом конвекції, проведення, випромінювання та випаровування.
Конвекція — це віддача тепла у навколишнє повітряне середовище.
Проведення — це віддача тепла предметам, які безпосередньо прилягають до людини (одяг, взуття, інструменти).
Випромінювання — це нагрівання навколишніх предметів, які мають нижчу температуру, шляхом поширення теплової енергії через повітряне середовище.
Випаровування — це віддача тепла шляхом потовиділення. Випаровування 1 мл поту з поверхні тіла призводить до втрати 0,585 ккал тепла.
В стані спокою при температурі 18…20 °С тепловіддача організму забезпечується за рахунок конвекції і проведення на 30%, за рахунок випромінювання — на 45% і за рахунок випаровування — на 25%. При підвищенні температури зовнішнього середовища до 34—35% тепловіддача здійснюється виключно шляхом випаровування поту. В умовах підвищеної температури, особливо при інтенсивній м’язовій роботі, коли в організмі працівника збільшується теплоутворення, потовиділення може збільшуватися до 1 л за годину проти 0,5…0,7 л за добу.
При високій температурі виробничого середовища у працівників відмічаються збільшення частоти пульсу до 140…180 ударів за хвилину, підвищення артеріального кров’яного тиску та підвищення температури шкіри. В деяких випадках можливий тепловий удар, тобто гіпертермія (перегрів організму) третього ступеня, що призводить до втрати свідомості, погіршення кровообігу. Зауважимо, проте, що невелике підвищення температури тіла працівника на початку роботи позитивно впливає на організм: підвищуються збудливість нервових центрів, лабільність і працездатність. Роботами Донецького НДІ гігієни праці і профзахворювань встановлено, що температура повітря +22 °С є тією межею, вище якої знижується працездатність. Так, при температурі виробничих приміщень в межах 26…30 °С працездатність знижується наполовину порівняно з її рівнем при температурі +18 °С.
Утворення великої кількості тепла в організмі працівника під час роботи навіть при температурі 18…20 °С супроводжується інтенсивним потовиділенням. Так, при 20°С під час порівняно легкої фізичної роботи потовиділення становить 90 г/год, а при важкій — 400 г/год; при 25°С — відповідно 130 і 470 г/год.
Ефективність терморегуляції організму працівника великою мірою залежить від особливостей поєднання температури, вологості і руху повітря. Чим вища вологість повітря і менша швидкість його переміщення, тим повільніше випаровується піт. Висока вологість повітря утруднює випаровування поту з поверхні тіла працівника, який виконує інтенсивну м’язову роботу, уже при температурі +21 °С. При відносній вологості, яка перевищує 85%, і температурі повітря понад 30 °С порушується терморегуляція організму і може статися його перегрів. Оптимальні значення відносної вологості повітря 40—60%, максимально допустимі — не більш як 75%.
Рух повітря може бути як фактором охолодження організму (при температурі 15…18 °С), так і фактором перегріву (при температурі 40 °С).
Показники оптимальних температур у приміщеннях для деяких видів робіт при відносній вологості повітря 50% і обмеженому переміщенні повітря наведені нижче.
Розумова робота 20…23 °С
Легка фізична робота сидячи 19…20 °С
Легка фізична робота стоячи 17…18 °С
Важка робота стоячи 16…17 °С
Дуже важка робота 15…16 °С
Завдяки складній системі терморегуляції в організмі працюючої людини підтримується тепловий баланс. При цьому, якщо нагромадження тепла в організмі під час важкої роботи в умовах нагріваючого мікроклімату супроводжується терморегуляцією за рахунок тепловіддачі, то при роботі в умовах охолодження викликане нею теплоутворення використовується для захисту організму від переохолодження. Це означає, що енергозатрати на виконання самої роботи в умовах охолодження зменшуються. Легка робота в холодних умовах виконується при підвищених енергозатратах порівняно з такою ж роботою, що виконується за нормальних умов. Важка робота виконується при однакових енергозатратах за умов охолодження, і перегріву при різній спрямованості процесів терморегуляції.
Щодо розумової праці, то значне тепловиділення характерне для тих її видів, які супроводжуються емоціями. Особливо сильно воно виявляється при розумових навантаженнях, вирішенні складних, відповідальних завдань.
Показники віддачі води через шкіру і легені працівника використовуються для оцінки важкості праці. Так, якщо цей показник становить 0,15 кг/год, то роботи відносяться до легких; 0,20 кг/год — важких і більш 0,5 кг/год — дуже важких робіт.
Значна втрата поту під час роботи призводить до порушень в організмі працівника, зокрема обезводнення і в зв’язку з цим згущення крові, а також втрат великої кількості солей і вітамінів. Тому одним з важливих заходів запобігання порушенням водно-сольового та вітамінного балансу в організмі працюючих в умовах нагріваючого мікроклімату є раціональний питний режим (вода з домішкою 0,5—0,75% хлориду натрію, білково-вітамінні суміші тощо).
З усього сказаного випливає, що оптимізація умов праці та фізіологічна регламентація трудового процесу, зокрема нормування навантажень залежно від температурного режиму, мають важливе економічне і соціальне значення.
У людини температура підтримується на постійному рівні (36,5…37,0 °С). Постійність ця забезпечується двома процесами — теплоутворенням і тепловіддачею.
Джерелом утворення тепла в організмі є окислювальні процеси. Особливо багато тепла утворюється в м’язах під час роботи. Так, під час ходьби теплоутворення збільшується в 1,5—2 рази, а при інтенсивній м’язовій роботі — в 10 і більше разів.
При охолодженні організму теплоутворення збільшується за рахунок посилення окислювально-відновлювальних процесів. Це так звана хімічна регуляція. Крім того, посилення теплоутворення забезпечується мимовільним м’язовим тремором, що становить механічну регуляцію. За низьких температур навколишнього середовища споживання кисню і теплопродукція можуть збільшуватися в 3—5 раз.
Утворюване в організмі тепло не може бути подальшим джерелом енергії і виводиться з нього через шкіру і легені. Тепловіддача здійснюється шляхом конвекції, проведення, випромінювання та випаровування.
Конвекція — це віддача тепла у навколишнє повітряне середовище.
Проведення — це віддача тепла предметам, які безпосередньо прилягають до людини (одяг, взуття, інструменти).
Випромінювання — це нагрівання навколишніх предметів, які мають нижчу температуру, шляхом поширення теплової енергії через повітряне середовище.
Випаровування — це віддача тепла шляхом потовиділення. Випаровування 1 мл поту з поверхні тіла призводить до втрати 0,585 ккал тепла.
В стані спокою при температурі 18…20 °С тепловіддача організму забезпечується за рахунок конвекції і проведення на 30%, за рахунок випромінювання — на 45% і за рахунок випаровування — на 25%. При підвищенні температури зовнішнього середовища до 34—35% тепловіддача здійснюється виключно шляхом випаровування поту. В умовах підвищеної температури, особливо при інтенсивній м’язовій роботі, коли в організмі працівника збільшується теплоутворення, потовиділення може збільшуватися до 1 л за годину проти 0,5…0,7 л за добу.
Утворення великої кількості тепла в організмі працівника під час роботи навіть при температурі 18…20 °С супроводжується інтенсивним потовиділенням. Так, при 20°С під час порівняно легкої фізичної роботи потовиділення становить 90 г/год, а при важкій — 400 г/год; при 25°С — відповідно 130 і 470 г/год.
Ефективність терморегуляції організму працівника великою мірою залежить від особливостей поєднання температури, вологості і руху повітря. Чим вища вологість повітря і менша швидкість його переміщення, тим повільніше випаровується піт. Висока вологість повітря утруднює випаровування поту з поверхні тіла працівника, який виконує інтенсивну м’язову роботу, уже при температурі +21 °С. При відносній вологості, яка перевищує 85%, і температурі повітря понад 30 °С порушується терморегуляція організму і може статися його перегрів. Оптимальні значення відносної вологості повітря 40—60%, максимально допустимі — не більш як 75%.
Рух повітря може бути як фактором охолодження організму (при температурі 15…18 °С), так і фактором перегріву (при температурі 40 °С).
Показники оптимальних температур у приміщеннях для деяких видів робіт при відносній вологості повітря 50% і обмеженому переміщенні повітря наведені нижче.
Розумова робота 20…23 °С
Легка фізична робота сидячи 19…20 °С
Легка фізична робота стоячи 17…18 °С
Важка робота стоячи 16…17 °С
Дуже важка робота 15…16 °С
Завдяки складній системі терморегуляції в організмі працюючої людини підтримується тепловий баланс. При цьому, якщо нагромадження тепла в організмі під час важкої роботи в умовах нагріваючого мікроклімату супроводжується терморегуляцією за рахунок тепловіддачі, то при роботі в умовах охолодження викликане нею теплоутворення використовується для захисту організму від переохолодження. Це означає, що енергозатрати на виконання самої роботи в умовах охолодження зменшуються. Легка робота в холодних умовах виконується при підвищених енергозатратах порівняно з такою ж роботою, що виконується за нормальних умов. Важка робота виконується при однакових енергозатратах за умов охолодження, і перегріву при різній спрямованості процесів терморегуляції.
Щодо розумової праці, то значне тепловиділення характерне для тих її видів, які супроводжуються емоціями. Особливо сильно воно виявляється при розумових навантаженнях, вирішенні складних, відповідальних завдань.
Показники віддачі води через шкіру і легені працівника використовуються для оцінки важкості праці. Так, якщо цей показник становить 0,15 кг/год, то роботи відносяться до легких; 0,20 кг/год — важких і більш 0,5 кг/год — дуже важких робіт.
Значна втрата поту під час роботи призводить до порушень в організмі працівника, зокрема обезводнення і в зв’язку з цим згущення крові, а також втрат великої кількості солей і вітамінів. Тому одним з важливих заходів запобігання порушенням водно-сольового та вітамінного балансу в організмі працюючих в умовах нагріваючого мікроклімату є раціональний питний режим (вода з домішкою 0,5—0,75% хлориду натрію, білково-вітамінні суміші тощо).
З усього сказаного випливає, що оптимізація умов праці та фізіологічна регламентація трудового процесу, зокрема нормування навантажень залежно від температурного режиму, мають важливе економічне і соціальне значення.
