Оценка теплового состояния человека с целью обоснования
гигиенических требований к микроклимату рабочих мест
и мерам профилактики охлаждения и перегревания

МУК 4.3.1895-04

Минздрав России, 2004

1. Разработаны Государственным учреждением «Научно-исследовательский институт медицины труда РАМН» (Р.Ф. Афанасьева, Л.А. Басаргина, Н.А. Бессонова, Т.К. Лосик, Н.С. Михайлова, Г.Н. Репин); Московским НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана МЗ РФ (И. И. Деденко, Б. В. Устюшин); Институтом биофизики МЗ РФ (С.П. Райхман, Л.М. Римская); Государственным научно-исследовательским испытательным институтом военной медицины МО РФ (А.Н. Ажаев).

2. Рассмотрены Комиссией по государственному санитарно-эпидемиоло­гическому нормированию при Минздраве России.

3. Утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 3 марта 2004 г.

4. Введены взамен рекомендаций МЗ СССР № 5168-90 «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания».

5. Введены в действие с 1 мая 2004 г.

Содержание

 

Дата введения: 1 мая 2004 г.

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания

1. Область применения

1.1. Настоящие методические указания содержат классификацию теплового состояния человека, разработанную на основе его показателей и критериев, а также методики их определения, которые установлены для получения единых данных.

1.2.Приведенные в методических указаниях показатели теплового состояния и критерии оценки установлены с учетом уровня энерготрат, применительно к здоровым людям независимо от их возраста и пола.

1.3.Указания предназначены для целей изучения термического воздействия на человека, обоснования гигиенических требований к микроклимату, разработки мер профилактики охлаждения и перегревания, оценки их эффективности.

1.4.Методические указания не распространяются на оценку теплового состояния человека в экстремальных условиях, требующих обязательного применения специальных средств защиты (изолирующий костюм, системы искусственного терморегулирования).

2. Условные обозначения, сокращения

2.1. Коэффициент удельной теплоемкости, С, кДж/кг - °С

2.2. Объем легочной вентиляции, L, л/ч.

2.3. Влагопотери, ΔР, г/ч.

2.4.Изменение теплосодержания, ΔQ_тс; кДж/кг.

2.5.Энерготраты, Вт/м².

2.6.Поверхность тела по Дю Буа, S, м².

2.7.Температура кожи кисти, T_кк, °С.

2.8.Температура тела подмышечная, Т_м, °С

2.9.Температура тела подъязычная, Т_д, °С.

2.10.Температура тела ректальная, T_p, °С.

2.11. Разность температур кожи груди и стопы, (Т_к.гр - Т_к.ст, °С.

2.12. Теплоощущение, Т_о, балл.

2.13.Средневзвешенная температура кожи, T_ск, °C.

2.14.Средняя температура тела, T_стт, °C.

2.15.Температура кожи стопы, T_к.ст, °С.

2.16. Изменение частоты сердечных сокращений» ΔЧСС, уд. /мин.

2.17. Коэффициент смешивания ректальной температуры тела, К

3. Классификация, показатели и критерии оценки
теплового состояния человека

3.1. Под тепловым состоянием человека понимают функциональное состояние, характеризующееся содержанием и распределением тепла в глубоких («ядро») и поверхностных («оболочка») тканях организма, а также степенью напряжения механизмов терморегуляции*.

* Напряжение механизмов терморегуляции - активация реакций различных систем организма, направленных на сохранение температурного гомеостаза, оцениваемых по степени их выраженности.

3.2. Тепловое состояние человека подразделяется на:

• оптимальное;

• допустимое;

• предельно допустимое;

• недопустимое.

3.3. Оптимальное тепловое состояние человека характеризуется отсутствием общих и/или локальных дискомфортных теплоощущений, минимальным напряжением механизмов терморегуляции, оцениваемым по показателям н критериям» представленным в табл. 1, и является предпосылкой длительного сохранения высокой работоспособности.

3.4. Допустимое тепловое состояние человека характеризуется незначительными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, сохранением термостабильности организма в течение всей рабочей смены при умеренном напряжении механизмов терморегуляции, оцениваемой по показателям и критериям, представленным в табл. 2 и 3, При этом может иметь место временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но не нарушается здоровье (в течение всего периода трудовой деятельности).

3.5.Предельно допустимое тепловое состояние человека характеризуется выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции, оцениваемым по показателям и критериям, представленным в табл. 4-7. Оно не гарантирует сохранение термического гомеостаза и здоровья, ограничивает работоспособность.

3.6.Недопустимым является тепловое состояние, характеризующееся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции (граничные значения показателей которого выше или ниже указанных в табл. 4-7), приводящим к нарушению состояния здоровья.

3.7.Для оценки теплового состояния человека в целях нормирования параметров микроклимата следует использовать показатели н критерии, приведенные в табл. 1-3.

3.8.Для оценки теплового состояния человека в целях разработки мероприятий по предупреждению перегревания и переохлаждения могут быть также использованы показатели и критерии, приведенные в табл. 4-7 при условии, что средневзвешенные величины показателей за рабочую смену не выйдут за верхнюю или нижнюю границы, указанные соответственно в табл. 2 и 3. При этом, минимальные величины показателей теплового состояния при работе в нагревающей среде и максимальные при работе в охлаждающей среде не должны выходить за пределы оптимальных, приведенных в табл. 1.

4. Оценка результатов исследования теплового состояния человека

4.1.Для оценки теплового состояния человека следует использовать комплекс показателей и критериев, приведенных в табл. 1-7.

4.2.Тепловое состояние человека или групп лиц оценивается по средним величинам, которые не менее, чем в 80 % случаев не должны выходить за пределы значений, указанных в табл. 1-7.

4.3.Тепловое состояние человека считается соответствующим одному из указанных в п. 3.2, если средние значения всех наиболее значимых показателей не выходят за граничные значения соответствующей ему таблицы 1-7) и удовлетворяют требованиям, установленным п. 4.2.

4.4. Показатели теплового состояния человека следует определять по методике, представленной а разделе 5.

Таблица 1

Критерии оптимального теплового состояния человека (**)

Таблица 2

Критерии допустимого теплового состояния человека (верхняя граница)**

Таблица 3

Критерии допустимого теплового состояния человека (нижняя границ*)**

Таблица 4

Критерии предельно допустимого теплового состояния человека (верхняя граница)** для продолжительности не более трех часов за рабочую смену

Таблица 5

Критерии предельно допустимого теплового состояния человека (верхняя граница)** для продолжительности не более одного часа га рабочую смену

Таблица 6

Критерии предельно допустимого теплового состояния человека (нижняя граница)** для продолжительности не более трех часов за рабочую смену

Таблица 7

Критерии предельно допустимого теплового состояния человека (нижняя границ) ** для продолжительности не более одного часа за рабочую смену

5. Методики определения показателей теплового состояния человека

Температура тела ректальная измеряется в прямой кишке (на глубине 10-15 см в течение 3-5 мин с использованием аппаратуры (датчики и регистрирующие устройствах позволяющей определить ее величину с точностью не менее чем 0,1°С

Температура кожи измеряется на 11 участках поверхности тела (рис. I). В производственных условиях (в случае отсутствия выраженного локального воздействия того или иного параметра микроклимата на организм работающих) допустимо измерение на 5 участках тела: лоб, грудь, тыл кисти, середина наружной поверхности бедра, голень.

Рис. 1 Точки измерения температуры кожи на поверхности тела человека

Средневзвешенная температура кожи (T_ск), исходя из одиннадцатиточечной системы измерения, рассчитывается по формуле:

T_ск = 0,0886 T₁ + 0,34(T₂ + T₃ + Т₄ + T₅)/4 + 0,134 T₆ + 0,045 T₇ + 0,203(T₈ + T₉)/2 + 0,125·T₁₀ + 0,0644 Т₁₁       (1)

где T₁ – T₁₁ - соответственно температура поверхности кожи лба, груди, спины, живота, поясницы, плеча, тыла кисти, верхней части бедра, голени, тыла стопы.

Исходя из пятиточечной системы, T_ск рассчитывается по формуле:

T_ск = 0,07·T₁ + 0,5 T₂ + 0,05·T₇ + 0,18 T₈ + 0,20·T₁₀                          (2)

Используются средства измерения (датчики, регистрирующая аппаратура), позволяющие определить температуру кожи с точностью не менее ±0,2°С.

При проведении исследований в производственных условиях температура кожи у работников измеряется непосредственно на рабочем месте после выполнения типичных операций.

Предпочтение в охлаждающем микроклимате следует отдавать измерению температуры кожи с помощью датчиков, укрепленных на все время обследования, В нагревающей среде температура кожи может быть измерена путем прикладывания датчика к поверхности тела. Крепление температурных датчике» на поверхности тела не должно нарушать кровообращение на этом участке. Датчик может быть прикреплен либо с помощью эластичной ленты (специального эластичного костюма и т. п.), либо путем использования клеящего материала, не вызывающего раздражения кожи.

Теплоощущения (общие и локальные) оцениваются по семибальной шкале:

Средняя температура тела (Т_ст) рассчитывается из значений ректальной температуры (Т_р) и средневзвешенной температуры кожи (Т_ск) с учетом коэффициентов смешивания (табл. 8) по формуле:

T_ст = K·T_p + (1-K)·T_ск                                                            (3)

Теплосодержание в организме (Q_тс) определяется по формуле:

Q_тс = С·T_ст кДж/кг                                                                 (4)

где С - теплоемкость тканей организма, равная 3,48кДж/кг °С (0,83 ккал °С/кг),

Изменение теплосодержания (ΔQ_тс) определяется по формуле:

ΔQ_тс = С·ΔT_ст кДж/кг                                                            (5)

Для определения ΔQ_тс допускается также использовать данные температуры тела, измеренной под языком (T_я), а подмышечной впадине (T_м), в слуховом проходе (T_c), Не рекомендуется измерять температуру тела под языком при отрицательных температурах. Продолжительность одномоментного измерения температуры тела в подмышечной маднке, под языком, внутри слухового прохода - не менее 5 мин. В случае, когда были определены T_м или Т_я или Т_с:

ΔQ_тс = С·[ΔT_м (ΔT_я; ΔT_с)·K + ΔT_ск (1-К)], кДж/кг               (6)

Таблица 8

Коэффициенты смешивания ректальной температуры тела (K) при различных теплоощущениях человека и уровнях энерготрат*

Изменение теплосодержания рассчитывается по отношению к его исходным показателям, определенным в условиях теплового комфорта у человека, находящегося в состоянии относительного физического покоя в положении сидя.

В случае невозможности обеспечения данных условий до начала проведения исследований в качестве комфортной (для состояния относительного покоя) ректальная температура тела принимается равной 17,1°С подмышечная - 36,6°С, слухового прохода - 36,8°С_> подъязычная -36,9 °С, средневзвешенная температура кожи - 33,2°С, К – 0,61.

Энерготраты (Q_эт) - определяются методом непрямой калориметрии.

Ориентировочно энерготраты могут быть определены по величине объема легочной вентиляции с учетом калорического коэффициента воздуха:

Q_эт = 0,232·L/S Вт/м²                                                            (7)

L - объем легочной вентиляции, приведенный к нормальному объему при температуре воздуха 20°С, дм³/ч, атмосферном давлении 760 мм рт. ст.;

S - Поверхность тела человека может быть определена, исходя из данных роста и веса по табл. 9.

Применительно к случаю выполнения динамической физической работы энерготраты могут быть определены по величине частоты сердечных сокращений (табл. 10).

Таблица 9

Взаимосвязь между уровнем метаболизма Вт/м²) м частотой сердечных сокращений (ЧСС) как функции возраста и веса человека (мужчин и женщин) ISO/WD 8996

Влагопотери человека определяются путем взвешивания его без одежды на медицинских весах. При повторном взвешивании изменение веса следует компенсировать за счет набора гирь.

Изменение частоты сердечных сокращений, DЧСС» определяется по отношению к ЧСС, зарегистрированной у человека, находящегося в условиях теплового комфорта в состоянии относительного покоя в положении сидя.

Для ориентировочных расчетов в качестве исходной может быть принята ЧСС, равная 72 уд/мин.

Таблица 10

Соотношения веса и роста с поверхностью тела человека

 

Список литературы

1. Ажаев А.Н. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низких температур. М.: Наука, 1979, 260 с.

2. Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для зашиты от холода, М.;:«Легкая индустрия», 1977. 33 с.

3. Афанасьева Р.Ф., Богачев И.И. Об использовании математического метода планирования в гигиенических исследованиях микроклимата //Ж. Гигиена и санитария, 1982, № 5. С. 61-64.

4. Афанасьева Р.Ф., Репин Г.Н. Павлухин Л.В., Шлейфман Ф.M., Басаргина Л.А. Критерии опенки теплового состояния человека для обоснования нормативных требований к производственному микроклимату //Ж. Гигиена и санитария, 1983. № 7. С. 79-81.

5. Афанасьева Р.Ф., Оганян Р.О., Сравнительная оценка теплового состояния мужчин и женщин в условиях охлаждающего микроклимата //Ж. Гигиена труда и профзаболеваний, 1986. № 1. С. 23-28.

6. Афанасьева Р.Ф., Мели К. О критериях оценки теплового состояния лиц, проживающих во влажном жарком и умеренном климате. Ж. «Гигиена труда и профзаболеваний», № 10, 1988, С 12-16.

7. Афанасьева Р.Ф., Рублак К., Гебеляйн Г., Репин Г.Н. Новый метод интегральной оценки оптимального и допустимого микроклимата //Ж. Гигиена и санитария, 1985. № 8. С. 65-68.

8. Афанасьева Р.Ф., Мойкин Ю.В., Бессонова Н.А., Басаргина Л.А., Гарасева Т.С. Отчет о научно-исследовательской работе. Физиолого-гигиеническое обоснование допустимых уровней теплового состояния человека с учетом тяжести выполняемой работы. НИИГТиПЗ АМН СССР; М. 1988, тема 86013. Инв., № 02.89.000 3475.

9. Городинский С.М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами. М.: Атомиздат, 1979. 293 с.

10.Иванов К.П. Основные принципы регуляции температурного гомеостаза. В кн.: Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984, С. 113-137.

11.Кандрор И.С, Демина Д.М., Ратнер Е.М. Физиолого-гигиенические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР. М.: Медицина, 1974.174 с.

12.Кандрор И.С. Терморегуляция у человека при мышечной работе. В кн.: Физиология терморегуляции. Ж: Наука, 1984. С. 129-138.

13. Кощеев В.С. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека от холода. М.: Медицина, 1981. 287 с.

14. Кощеев В.С, Кузнец Е.М, Физиологи! и гигиена индивидуальной зашиты человека в условиях высоких температур. М: Медицина, 1986. 254 с.

15. Кричагин В.И. Таблица и график для ориентировочной оценки теплового состояния человека //Ж. Гигиена и санитария, 1966, № 4, С. 65-70.

16. Павлухин Л.В. Методические рекомендации по оценке условий микроклимата и прогнозированию его влияния на организм работающего человека. Л.: ВЦСПС Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда» 1986. 80 с.

17. Пефтиев И.Ф., Максимович В.А. Признаки хронического перегревания у горнорабочих глубоких шахт //Ж. Гигиена труда и профзаболевания, 1989. № 6. С. 7-9.

18. Райхман С.П. Тепловой режим организма и деятельность двигательного аппарата. В сб. научных трудов института биофизики МЗ СССР «Экстремальная физиология и индивидуальная защита человека», М., 1982. С. 93-104.

19. Саливон С.Г. Физиологические критерии оценки теплового состояния человека» подвергающегося действию холода. В кн. научных работ института биофизики МЗ СССР «Экстремальная физиология и индивидуальная защита человека». М., 1982. С. 124-134.

20. Чвырев В.Г., Ажаев А.Н.» Новожилов Г.Н. Тепловой стресс. Руководство для врачей. М.: Медицина» 2000. 295 с.

21. ШахбазянГ.X., Шлейфман Ф.М. Гигиена производственного микроклимата. Киев: Здоровья, 1977 133 с.

22. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений. Расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека /Перевод с венгерского. М.: Стройиздат, 1981. 248 с.

23. Gonzalez Richard R. Work in the North; Physiological aspects, Aict Med. Res., 1986. № 4. P. 7-17.

24. Fanger P. O. Thermal comfort Copenhagen, 1970. 244 p.

25. Nielsen M. Regulation of body temperature and heat dissipation at different levels of energy and heat production in man. Acta phystol. scaad., 1966, 68. № 2. P. 215-227.

26. Wensel H. Pulse rate and thermal balance of man during and after *ork. Bull. WHD, 1968. V. 38. Jfc 4. P. 654-662.

27. Wensel H., Piekawky J. Kltma and Arbeit Munchcu, 1982. 200 p.

28.Wyndham C, Stydom N.» Morrison J. et al. Criteria for physiological limits for work in heat. J. Appl. Physiol,, 1965. 20.1. P. 37-45.