Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования. Гудков С.В - 28 стр.

UptoLike

всего времени работы в нем) и неполное поглощение выдыхаемого диоксида углерода в регенеративном патроне.
Как показали исследования С.А. Брандиса [2], длительное вдыхание газовых смесей с объемной долей 0,25…2 % СО
2
приводит к снижению газового и тканевого обмена. Это явление усиливается при повышении объемной доли кислорода во
вдыхаемой смеси, а при ее значении, равном 96 %, происходит дополнительное накопление в организме продуктов проме-
жуточного обмена.
При вдыхании газовой смеси с объемной долей 1 % СО
2
легочная вентиляция увеличивается на 8,4 %, а при 2 % на
28,8 %. Это ведет к увеличению сопротивления дыханию и утомлению человека, а также к увеличению подсоса воздуха из
атмосферы.
Требования Минздрава СССР регламентируют лишь максимально возможные значения парциального давления диокси-
да углерода во вдыхаемой газовой смеси: для оптимальных условий 1,3 кПа, для допустимых 2 кПа и для предельных
3,3 кПа. Допускается повышение объемной доли диоксида углерода до 4,0 кПа на время до 30 мин.
Отечественными нормативными документами [6, 7] установлено, что для изолирующих самоспасателей с химически
связанным кислородом объемная доля диоксида углерода во вдыхаемой ГДС не должна превышать 3,0 %, а в случае аппара-
тов для проведения аварийных работ 1,5 %. Также определенные требования предъявляются к средней объемной доле ди-
оксида углерода во вдыхаемой ГДС: в частности, согласно [6] для самоспасателей эта величина не должна превышать 1,5 %
(только при ВЗД более 15 мин).
При нормальном действии изолирующих средств защиты объемная доля
кислорода
в воздуховодной системе значи-
тельно выше, чем в атмосферном воздухе. В зависимости от типа таких средств и режима работы в них она колеблется от 60
до 90 %. Соответственно увеличивается парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе. Однако это не приводит к
ускорению диффузии кислорода через стенки легочных капилляров и изменению процесса газообмена, так как кровь полно-
стью насыщается кислородом и при нормальном его содержании в воздухе.
В связи с тем что систематическая работа в ИДА является профессиональной особенностью труда членов аварийно-
спасательных формирований, горноспасателей и пожарных, вопрос о влиянии длительного вдыхания газовоздушной смеси с
высокой объемной долей кислорода на организм человека является актуальным и его изучению посвящено много работ. На
основании анализа исследований физиологов В.В. Ходот [2] пришел к выводу, что при нормальном атмосферном давлении пе-
риодическое, в течение четырех часов, вдыхание воздуха с высокой объемной долей кислорода или даже чистого кислорода
совершенно безвредно.
Брандис С.А. [2] изучал влияние вдыхания газовых смесей с различной объемной долей кислорода (40, 60, 80 и 96 %) на
функциональное состояние человека в покое и при выполнении физической работы средней тяжести в течение шести часов.
Результаты его исследований, в частности, подтвердили благоприятное влияние на организм человека вдыхания кислорода в
начальный период работы, выражающееся в снижении расхода энергии и повышении работоспособности. Однако при вды-
хании воздуха с объемной долей кислорода свыше 60 % более трех часов начинают появляться признаки, свидетельствую-
щие о накоплении углекислого газа в организме, замедлении окислительно-восстановительных процессов в тканях. Это вы-
звано перенасыщением крови кислородом, что приводит к нарушению транспорта диоксида углерода. Указанные изменения
в обменных процессах проявляются в снижении возбуждаемости центральной нервной системы и интенсивном нарастании
утомления после трехчасовой физической работы в респираторе. На основании результатов исследований установлено, что
продолжительность работы в респираторах со сжатым и с химически связанным кислородом не должна превышать четырех
часов.
В соответствии с физиолого-гигиеническими требованиями Минздрава СССР парциальное давление кислорода во вды-
хаемом воздухе не должно превышать: для оптимальных условий 40 кПа и для допустимых 100 кПа, что соответствует
по объемной доле 40 и в 100 % при нормальном атмосферном давлении (длительность действия требованиями не регламен-
тирована).
Увеличение
температуры вдыхаемой ГДС
является одной из основных причин, вносящих дискомфорт при использова-
нии ИДА с химически связанным кислородом. Степень этого дискомфорта зависит от нескольких факторов: микроклимата
окружающей среды, интенсивности работы и индивидуальных особенностей пользователя.
Температура воздуха, его влажность и скорость движения являются параметрами микроклимата рабочей зоны, кото-
рый может быть охлаждающим, нагревающим и комфортным. Под комфортными понимаются такие условия микроклимата,
при которых поддерживается тепловое равновесие между организмом человека и окружающей средой. При нарушении этого
равновесия происходит либо охлаждение организма, либо накопление в нем теплоты.
Количество теплоты, образующееся в организме человека, обусловлено интенсивностью выполняемой физической ра-
боты. Выполнение работ в ИДА и эвакуация из загазованной атмосферы, как правило, связано с высокими энергозатратами,
соответствующими тепловому выделению организмом до 800 Вт. Количество теплоты, поступающее извне, определяется
параметрами внешнего микроклимата. Теплоотдача организма зависит не только от температуры окружающего воздуха и
скорости его движения, но и от его влажности: при относительной влажности, приближающейся к 100 %, испарение пота с
поверхности тела прекращается.
Диапазон температур окружающей среды, при которых возможно применение современных ИДА, составляет от минус
40 до плюс 50 °С, однако в основном ИДА используются все же при положительных температурах. Известны ограничения
на время пребывания пользователя в ИДА, как, например, допустимое время непрерывной работы горноспасателя при пре-
бывании на одном месте при различной температуре воздуха в горных выработках (табл. 7). Аналогичные ограничения вре-
мени работы горноспасателей установлены также в зарубежных странах.
Следует отметить, что при отрицательной температуре окружающей среды в условиях охлаждающего микроклимата
выполняется сравнительно небольшой объем всех спасательных работ и эвакуации, при их выполнении нетрудно предотвра-
тить переохлаждение работающего, сложнее обеспечить надежную работу самого ИДА.
При положительной температуре окружающей среды высокие энергетические или тепловые нагрузки и особенно их со-
четание приводят к накоплению тепла в организме человека, включенного в ИДА. Поэтому нормирование допустимой про-
должительности работы в ИДА в зависимости от параметров внешнего микроклимата так же, как и нормирование микро-
климата самого аппарата, производится по фактору накопления тепла в организме и изменения его теплового состояния.
Требованиями Минздрава установлены оптимальные, допустимые и предельные параметры теплового состояния человека
(табл. 8).
Допустимое тепловое состояние характеризуется повышением средней температуры тела на 2 °С, а предельное на 3