МИКРОКЛИМАТ

МИКРОКЛИМАТ (греч. mikros малый + климат) — комплекс физических факторов окружающей среды в ограниченном пространстве, оказывающий влияние на тепловой обмен организма.

М. определяется основными физическими параметрами: температурой, скоростью движения и влажностью воздуха, температурой окружающих поверхностей и лучистой энергией. Атмосферное давление имеет существенное значение только в особых условиях деятельности человека (авиация, кессонные работы, работы в горах и др.).

М. помещений подвергается воздействию сезонных, внешних климатических условий, к-рые весьма разнообразны — от жаркого до сурового, холодного климата. Поэтому при проектировании зданий различного назначения учитываются климатические условия определенного региона. М. помещений по существу является искусственным, и человек может активно влиять на его параметры. М. открытых площадок — естественный и определяется влиянием климата местности на жизненные процессы человека.

Теплоощущение человека под влиянием М. окружающей среды является физиол, реакцией, защищающей организм от нарушения теплового баланса, и побуждает принять необходимые меры защиты в случае его нарушения. Тепловой обмен человека определяется взаимоотношением между образованием тепла в результате реакций обмена веществ и отдачей или получением тепла из окружающей среды. Изучение теплообмена человека в различных условиях М. позволило разработать сан. нормы М., определить степень приспособления организма и разработать меры защиты от чрезмерного воздействия тепла, холода и лучистой энергии. Сан. нормы М. делят на оптимальные (зона теплового комфорта) и допустимые. Оптимальные нормы соблюдаются на объектах с повышенными требованиями теплового комфорта: в б-цах, детских учреждениях, театрах, клубах и др. Имеется ряд отраслей промышленности, в к-рых не только по гиг., но и по технол, требованиям необходимы оптимальные условия М. (радиотехника, электронная техника, точное приборостроение и др.). Допустимые нормы М. обеспечивают работоспособность человека при нек-ром напряжении системы терморегуляции организма. Этих норм придерживаются в тех случаях, когда по ряду причин уровень современной техники еще не может обеспечить оптимальных норм. Сан. нормы М. для объектов различного назначения обычно разрабатывают для холодного и теплого периодов года, а в ряде случаев и по климатическим зонам, базируясь на раздельном определении температуры, влажности и скорости движения воздуха.

М. жилищ (см.) и общественных зданий (см. Здания общественные) определяется их назначением и устройством в них отопления (см.), вентиляции (см.), кондиционирования воздуха (см.) и др. Жилище позволяет людям жить практически в любых климатических зонах земного шара. В соответствии с климатом региона и по условиям теплообмена помещений с окружающей средой различают четыре типа жилищ: открытый, полуоткрытый, закрытый и изолированный. М. жилищ должен обеспечить условия для благоприятного восстановления физиол. сдвигов после работы, т. е. должны быть созданы условия теплового комфорта. Это представляет значительные трудности, т. к. в жилищах проживают люди разного пола, возраста и различных профессий. Условия М. внутри помещений в зимнее время года в основном определяются отоплением преимущественно с конвекционным или лучистым теплообменом, к-рый определяется устройством отопительных приборов и их размещением. При наиболее распространенной в жилищах и общественных зданиях конвекционной системе отопления зоной теплового комфорта в течение многих лет считалась t° 18°. Однако во многих странах требования к оптимальным температурам воздуха в помещениях повысились: так, в США они составляют 22,0—23,0°, в Англии — 20,0°, Японии — 21,8°, Голландии — 20,0°, Финляндии — 21,0—22,0°, Дании — 20,0°, Швейцарии — 21,0—22,0°, ФРГ — 21,0°, Франции — 20,0°, СССР (умеренный климатический район) — 20,0—22,0°. Установлено, что зона теплового комфорта лежит в пределах 21—23° при оптимальной t° 22°. Большое значение имеет температура ограждений и пола, особенно на Севере. Перепад между температурой поверхности внутренних стен и воздухом около них не должен быть больше 5°. Перепад температуры воздуха по вертикали не должен превышать 2—3°, а по горизонтали — 2°. Относительная влажность — в пределах 30—60%. Скорость движения воздуха не выше 0,15 м/сек. К лучистым системам отопления относятся конструкции, в к-рых в панелях заложены трубы с циркулирующим теплоносителем. При температуре воздуха 15—20° температура потолочных греющих панелей в зависимости от высоты помещения рекомендуется 35—45°, а при стеновых панелях 30—34°; при напольной системе отопления температура пола в зависимости от температуры воздуха может быть от 21 до 28°. Большое значение, особенно на Севере, имеет температура застекленных поверхностей внутри помещений различного назначения, к-рая рекомендуется не ниже 12°. Низкая температура ограждений усиливает радиационное охлаждение организма у лиц, находящихся вблизи от них. В летнее время года, кроме специальных конструкций и приспособлений по защите зданий от перегрева, применяют системы кондиционирования воздуха и радиационного охлаждения помещений. Оптимальные параметры М. для лета при кондиционировании воздуха несколько выше, чем зимой, и составляют: температура воздуха 23—25°, влажность 30—50%, скорость движения воздуха 0,2—0,3 м/сек. Радиационная система охлаждения помещений (потолочные и стеновые панели) является одним из эффективных мероприятий, т. к. она, особенно в условиях жаркого климата, может быть использована и при открытых окнах, а зимой для отопления.

Производственный М. определяется технол, процессом и климатом местности и отличается большим разнообразием. Схематично можно выделить наиболее часто встречающиеся типы М., присущие определенным группам производств.

1. Производственный М. с оптимальными («комфортными») метеорологическими условиями, к-рые в ряде случаев создаются с применением систем кондиционирования воздуха и радиационного охлаждения (охлаждающие панели), напр, в электронной, радиотехнической, текстильной и других видах промышленности. Система кондиционирования и радиационного охлаждения находит все более широкое применение в производственных помещениях, особенно в жарком климатическом поясе.

2. Производственный М., характеризующийся преимущественно конвекционным тепловыделением: а) тепловыделения незначительные, не превышающие 20 ккал/м3-час; источником тепловыделения являются гл. обр. работающие в цехе люди и машины; б) тепловыделения значительные (выше 20 ккал/м3 -час); источником тепловыделений являются выделяющие тепло различные машины и агрегаты (нагревающий микроклимат).

3. Производственный М., характеризующийся преимущественно выделением лучистого тепла (радиационный микроклимат). Источниками излучения являются нагретый металл, печи и т. д.

4. Производственный М., характеризующийся значительным влаговыделением: а) значительные влаговыделения при небольших тепловыделениях или при низкой температуре воздуха в цехе; б) значительные влаговыделения при высокой температуре воздуха в цехе.

5. Охлаждающий М. при наличии низкой температуры воздуха и ограждений.

6. Микроклимат на открытых рабочих площадках и территориях, к-рый определяется климатом и погодой местности.

Микроклиматические условия в производственной деятельности человека нередко являются основным: фактором, определяющим работоспособность и здоровье работающих, а тем самым и производительность труда. Целый ряд исследований, проведенных советскими и зарубежными специалистами, устанавливает связь производительности труда с условиями М. Так, прядильщицы текстильного комбината при температуре воздуха в цехе 28—29° операцию по ликвидации обрыва нити выполняют за 3—5 сек., а при температуре воздуха 34° затрачивают на 1,1 сек. больше, снижая производительность труда на 20—30%. В угольных шахтах при подъеме температуры воздуха с 25 до 29° производительность труда снижается на 3—4% на каждый градус.

В горячих цехах при температуре воздуха св. 35° производительность, труда снижается на 15%.

М. различных производственных помещений должен соответствовать сан. нормам (табл. 1, 2, 3), а также сан. правилам, в к-рых предусмотрены мероприятия по нормализации условий труда в определенных отраслях промышленности.

Созданию благоприятного М. в цехах и на рабочих местах способствуют рациональная конструкция зданий, механизация и автоматизация технол, процесса, аэрация, вентиляция и кондиционирование воздуха, радиационное нагревание и охлаждение соответствующих поверхностей, средства индивидуальной защиты и др. Зимой защита работающих на открытой территории осуществляется с помощью теплозащитной одежды и рационального режима труда и отдыха и обогрева рабочих на специальных пунктах. В летнее время года все мероприятия направлены на защиту работающих от перегревания и солнечной радиации.

Важное значение имеет М. под одеждой, к-рый образуется в результате теплообмена человека с окружающей средой. Объем воздуха, находящийся между телом и одеждой, у взрослого человека составляет ок. 30 л. Температура этого воздуха в зависимости от состояния окружающей среды и теплозащитных свойств одежды может колебаться от 27 до 35° при относительной влажности от 40 до 95%. В условиях теплового комфорта в состоянии покоя или работы температура воздуха иод одеждой 29—32° и относительная влажность 40—60% при практически неподвижном воздухе.

При определении сан. норм М. в современных условиях необходимо изыскание таких оптимальных условий, к-рые могли бы установить соответствие между климатом местности, на к-рый настроен аппарат терморегуляции населения, и М. производственных помещений и жилища. В жилых помещениях происходит восстановление функц, сдвигов, вызванных М. производства и климатом местности. Особую роль должен сыграть управляемый, т. е. регулируемый при помощи специальных сан.-техн, установок, искусственный М., к-рый будет широко осуществляться с развитием сан. техники, в частности кондиционирования воздуха, различных систем охлаждения и обогрева помещений. Так, возможно в ряде случаев создание динамического М., напр. для снятия утомления при монотонном труде или для снижения температуры воздуха в ночное время в спальных помещениях и др.

Таблицы

Таблица 1. Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (на постоянных рабочих местах) с незначительными избытками явного тепла (20 ккал/м³-час и менее) в зависимости от категории работы и периодов года

Категория работы	Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха ниже +10°)			Теплый период года (температура наружного воздуха + 10° и выше)
	температура воздуха ,°C	относительная влажность воздуха, %	скорость движения воздуха, м/сек	температура воздуха ,°C	относительная влажность воздуха, %	скорость движения воздуха, м/сек
Легкая	20—22	60 — 30	Не более 0,2	22 — 25	60 — 30	0,2 —0,5
Средней тяжести	17 — 19	60 — 30	Не более 0,3	20—23	60 — 30	0,2 —0,5
Тяжелая	16 — 18	60 — 30	Та же	18—2 1	60—30	0,3—0,7

Таблица 2. Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (на постоянных рабочих местах)

Категория работы	Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха ниже + 10°)				Теплый период года (температура наружного воздуха +10° и выше)
	температура воздуха, С	Относительная влажность воздуха, %	скорость движения воздуха, м/сек	допустимая  температура воздуха вне постоянных рабочих мест, °C	температура воздуха, °C	относительная влажность воздуха, %	скорость движения воздуха, м/сек	допустимая температура воздуха вне постоянных рабочих мест, °C
Помещения, характеризующиеся незначительными избытками явного тепла (20 икал/м3 • час и менее)
Легкая	17—22	Не более 75	Не более 0,3	15—22	Не более чем на 3° выше средней температуры наружного воздуха в 13 час. самого жаркого месяца, но не более 28°	При 28° не более 55, при 2 7° не более 60, при 26° не более 65, при 25° не более 70, при 24° и ниже не более 75	0,3—0,5	Не более чем на 3° выше средней температуры наружного воздуха в 13 час. самого жаркого месяца
Средней тяжести	15—20	Та же	Не более 0,5 Та же	13-20	Та же	Та же	0,3—0,7	Та же
Тяжелая	13—18	Та же		12-18	Та же, но не более 26°	При 26° не более 65, при 25° не более 70, при 24° и ниже не более 7 5	0,5 — 1	Та же
Помещения, характеризующиеся значительными избытками явного тепла (более 20 ккал/м3•час)
Легкая	17-24	Не более 7 5	Не более 0,5	15-26	Не более чем на 50 выше средней температуры наружного воздуха в 13 час. самого жаркого месяца, но не более 28°	При 28° не более 55, при 2 7° не более 60, при 26° не более 65, при 25° не более 70, при 24° и ниже не более 7 5	0,3-0,7	Не более чем на 5° выше средней температуры наружного воздуха в 13 час. самого жаркого месяца
Средней тяжести	16—22	Та же	Не более •0,5	15—24	Та же	Та же	0,5—1	Та же
Тяжелая	13—17	Не более 75	Не более 0,5	12-19	Та же, но не более 26°	При 26° не более 65, при 25° не более 70, при 24° и ниже не более 7 5	0,5-1	Та же
Примечание. В случае, когда средняя температура наружного воздуха в 13 час. самого жаркого месяца превышает 25 °C, а для тяжелых работ 23 °C, допустимые температуры воздуха в производственных помещениях на постоянных рабочих местах, указанные в таблице 2, можно повышать в теплый период года при сохранении указанных в той же таблице значений относительной влажности воздуха: — на 3 °C, но не выше 31 °C, в помещениях с незначительными избытками явного тепла; — на 5 °С, но не выше 33 °С, в помещениях со значительными избытками явного тепла; — на 2 °С, но не выше 30 °С, в помещениях, в которых по условиям технологии производства требуется искусственное поддержание температуры и относительной влажности воздуха независимо от величины избытков явного тепла.

Таблица 3. Нормы температуры и скорости движения воздуха при воздушном душировании в зависимости от периода года, категории работы и величины теплового облучения

Период года	Категория работы	Тепловое облучение, ккал/м2-час
		300-600		600—1200		1200 — 1800		1800—2400		24 00 и более
		температура воздуха, °С	скорость движения воздуха, м/сек	температура воздуха, °С	скорость движения воздуха, м/сек	температура воздуха, °С	скорость движения воздуха, м/сек	температура воздуха, °С	скорость движения воздуха, м/сек	температура воздуха, °С	скорость движения воздуха, м/сек
Теплый (температура наружного воздуха 4-10° и выше)	Легкая	22-24	0 ,5—1 ,0	21—23	0 ,7—1 ,5	20—22	1 ,0—2,0	19—22	2,0—3,0	19—20	2,5—3,5
	Средней тяжести	21 — 23	0 , 7—1 , 5	20—22	1 , 5—2 , 0	19—21	1 , 5—2 , 5	18—21	2,0 — 3 , 5	18—19	3,0—3,5
	Тяжелая	20-22	1 , 0—2 , 0	19—21	1 , 5—2 , 5	18—20	2,0—3,0	18—19	3 , 0—3 , 5	18—19	3,0 —3, 5
Холодный и переходный (температура наружного воздуха ниже +10°С)	Легкая	22—23	0 , 5—0 , 7	21—22	0 , 5 — 1,0	20—21	1,0—1 ,5	19—22	1 ,5 — 2,0	19—22	1 ,5-2,0
	Средней тяжести	21-22	0 , 7—1 ,0	20-21	1 ,0—1,5	19—20	1 ,5—2,0	19—21	2,0—2 , 5	19—2 1	2,0—2, 5
	Тяжелая	20—21	1 ,0-1 ,5	19—20	1, 5-2,0j	18-19	2, 0-2, 5	18—19	2,5 —3,0	18—19	2, 5-3,0
Примечания к таблицам 1,2 и 3. 1. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на к-рых находятся рабочие места. Постоянным рабочим местом считается место, на к-ром работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 час. непрерывно). Если при этом обслуживание процессов производства осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.
2. Избытками явного тепла (от оборудования, нагретых материалов, инсоляции и людей) следует считать остаточные количества явного тепла (за вычетом теплопотерь), поступающего в помещения при расчетных параметрах наружного воздуха после осуществления всех технол, и строительных мероприятий по их уменьшению, а также по теплоизоляции оборудования, установок и трубопроводов, герметизации оборудования и других мероприятий. Незначительными считаются избытки явного тепла в количестве, не превышающем 20 ккал/м3-час. Явным является тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещениях.
3. Все работы, производимые на предприятиях, по тяжести подразделяются на три категории: а) к категории легких работ (затраты энергии до 150 ккал/час) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения, поднятия или переноски тяжестей (основные процессы швейного производства, точного приборостроения и машиностроения, полиграфической промышленности, работа контролеров, работников связи, конторские работы и т. п.); б) к категории работ средней тяжести (затраты энергии от 150 до 250 ккал/час) относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, переноской небольших тяжестей (до 10 кг) и выполняемые стоя (основные процессы в прядильно-ткацком производстве, в механосборочных цехах, при механической обработке древесины, в сварочных цехах, в механизированных мартеновских, литейных, прокатных, кузнечных, термических цехах и т. п.); в) к категории тяжелых работ (затраты энергии более 200 ккал/час) относятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением, а также с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей (цехи кузнечные с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой и заливкой опок и т. п.).
4. Температура нагретых поверхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45°С, а для оборудования, внутри которого температура равна или ниже 100°С, температура на поверхности не должна превышать 35°С. При невозможности по техническим причинам достигнуть указанных температур вблизи источников значительного лучистого и конвекционного тепла (плавильных и нагревательных агрегатов, расплавленного и раскаленного металла и др.) должны быть предусмотрены мероприятия по защите работающих от возможного перегревания, как-то: водовоздушное душирование, экранирование, высокодисперсное распыление воды на облучаемые поверхности, кабины или поверхности радиационного охлаждения помещения для отдыха и др.

Библиография: Губернский Ю. Д. и Кореневская Е. И. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых и общественных зданий, М., 1978, библиогр.; Кленович С. Микроклимат рабочей среды, в кн.: Эргономика, под ред. В. Ф. Венда, пер. с польск., с. 198, М., 1971; Климат и человек, под ред. А. А. Гербурта-Гейбовича и др., М., 1972, библиогр.; Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой, М., 1963, библиогр.; Основы космической биологии и медицины под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина т. 2, кн. 1, с. 105, М., 1975; Шахбазян Г. X. и Шлейфман Ф. М. Гигиена производственного микроклимата, Киев, 1977, библиогр.; Fanger P o’ Thermal comfort, N. Y. а. о., 1970, bibliogr.

А. E. Малышева.