Žmogaus šilumos perdavimas aplinkai. Žmogaus kūno termoreguliacijos įgyvendinimo metodai
13. ŽMOGAUS REZULTATAI
Šilumos perdavimas yra šilumos perdavimas tarp žmogaus kūno paviršiaus ir aplinkos. Sudėtingame kūno šilumos balanso palaikymo procese didelę reikšmę turi šilumos perdavimo reguliavimas. Atsižvelgiant į šilumos perdavimo fiziologiją, šilumos perdavimas laikomas šilumos, išsiskiriančios gyvybinės veiklos procesuose, perdavimu iš organizmo į aplinką. Šilumos perdavimas daugiausia vyksta radiacijos, konvekcijos, laidumo, garinimo metu. Šiluminio komforto ir vėsinimo sąlygomis didžiausią dalį sudaro šilumos nuostoliai dėl radiacijos ir konvekcijos (73). -88% viso šilumos nuostolio) (1,5, 1,6) .Tomis sąlygomis, kurios sukelia kūno perkaitimą, vyrauja šilumos perdavimas garuojant.
Radiacinis šilumos perdavimas. Bet kokiomis gyvenimo sąlygomis tarp jo ir aplinkinių kūnų šilumos mainai vyksta infraraudonaisiais spinduliais (radiacijos šilumos perdavimu). Gyvendamas žmogus dažnai susiduria su kaitinančiu infraraudonosios spinduliuotės poveikiu, pasižyminčiu skirtingomis spektrinėmis charakteristikomis: nuo saulės, šildomo žemės paviršiaus, pastatų, šildymo prietaisų ir kt. Gamyboje žmogus yra veikiamas radiacijos kaitinimu, pavyzdžiui, karštoje metalurgijos, stiklo dirbtuvėse. , maisto pramonė ir kt.
Spinduliavimu žmogus išskiria šilumą tais atvejais, kai jį supančių tvorų temperatūra yra žemesnė nei kūno paviršiaus temperatūra. Paviršiai, kurių temperatūra yra daug žemesnė nei kūno temperatūra (šaltos sienos, įstiklinti paviršiai), dažnai būna žmonių aplinkoje. Tokiu atveju šilumos nuostoliai dėl radiacijos gali sukelti vietinį ar bendrą žmogaus atvėsimą. Radiacinį aušinimą vykdo statybininkai, darbuotojai, dirbantys transporte, aptarnaujantys šaldytuvus ir kt.
Šilumos perdavimas radiacijos būdu patogiomis meteorologinėmis sąlygomis sudaro 43,8-59,1% visų šilumos nuostolių. Esant tvoroms kambaryje, kurių temperatūra yra žemesnė už oro temperatūrą, padidėja žmonių šilumos nuostolių dalis dėl radiacijos ir gali siekti 71%. Šis aušinimo ir kaitinimo metodas daro gilesnį poveikį\u003e kūnui nei konvekcija (1,5J. Šilumos perdavimas radiacija * yra proporcingas žmogaus kūno ir aplinkinių daiktų paviršių absoliučių temperatūrų ketvirtųjų laipsnių skirtumui. Su nedideliu temperatūrų skirtumu, kuris praktiškai stebimas realiomis žmogaus gyvenimo sąlygomis, šilumos nuostolių radiacijos nustatymo lygtis (Srad, W, gali būti parašyta):
kur spinduliuotė, W / (m2 ° C); „Spaд“ - radiacijos šilumos perdavime dalyvaujančio žmogaus kūno plotas, m2; t1 - žmogaus kūno paviršiaus temperatūra (drabužiai), ° С; t2 - aplinkinių objektų paviršiaus temperatūra, ° С.
Iš lentelės galima nustatyti spinduliavimą, esant žinomoms t1 ir t2 vertėms. 1.3.
Žmogaus kūno, dalyvaujančio radiacijos šilumoje, paviršius yra mažesnis nei viso kūno paviršiaus, nes kai kurios kūno dalys yra abipusiai apšvitintos ir nedalyvauja mainuose. Šilumos mainuose dalyvaujantis kūno paviršius gali sudaryti 71–95% viso žmogaus kūno paviršiaus. Žmonėms, stovintiems ar sėdintiems, radiacijos efektyvumo nuo kūno paviršiaus koeficientas yra 0,71; žmogaus judėjimo metu jis gali padidėti iki 0,95.
Šilumos nuostoliai dėl radiacijos nuo aprengto žmogaus kūno paviršiaus Qrad, W, taip pat gali būti nustatyti pagal lygtį
Konvekcinis šilumos perdavimas. Šiluma perduodama konvekcija iš žmogaus kūno (ar drabužių) paviršiaus į aplink jį (ją) judantį orą. Atskirkite konvekcinę šilumos perdavimo sistemą (laisvą dėl temperatūros skirtumo tarp kūno paviršiaus ir oro) ir priverstinę (oro judėjimo įtakoje). Konvekcinės šilumos perdavimas yra 20-30%, palyginti su visais šilumos nuostoliais šiluminio komforto sąlygomis. Žymiai padidinkite šilumos nuostolius konvekcijos būdu vėjo sąlygomis.
Naudojant bendrą šilumos perdavimo koeficiento vertę (rad.conv), radiacijos konvekcinio šilumos nuostolio (Orad.conv) vertės gali būti nustatomos pagal lygtį:
„Orade.conv“ \u003d „Orade.conv“ („tod-tv“).
Laidus šilumos perdavimas. Šilumos perdavimas iš žmogaus kūno paviršiaus į kietus daiktus, liečiančius su juo, atliekamas elgesiu (laidumu). Laidumo šilumos nuostoliai pagal Furjė dėsnį gali būti nustatyti pagal lygtį 
Kaip matyti iš lygties, tuo didesnis šilumos laidumas laidumu, kuo žemesnė daikto, su kuriuo žmogus liečiasi, temperatūra, tuo didesnis yra kontaktinis paviršius ir tuo mažesnis drabužių medžiagų pakuotės storis.
Įprastomis sąlygomis savitasis šilumos nuostolių dėl laidumo svoris yra mažas, nes nejudančio oro šilumos laidumo koeficientas yra nereikšmingas. Tokiu atveju žmogus praranda šilumą laidodamas tik nuo kojų paviršiaus, kurio plotas sudaro 3% kūno paviršiaus. Bet kartais (žemės ūkio technikos kabinose, bokštiniuose kranuose, ekskavatoriuose ir pan.) Sąlyčio su šaltomis sienomis plotas gali būti gana didelis. Be to, be liečiamo paviršiaus dydžio, svarbi ir kūno dalis (pėdos, apatinė nugaros dalis, pečiai ir kt.), Kuriai atvėsta.
Šilumos perdavimas garinant. Svarbus šilumos perdavimo būdas, ypač esant aukštai oro temperatūrai ir kai žmogus dirba fizinį darbą, yra difuzinės drėgmės ir prakaito išgarinimas. Šiluminio komforto ir vėsinimo sąlygomis žmogus, santykinai fizinio poilsio būsenoje, praranda drėgmę difuzijos (nepastebimo prakaitavimo) dėka nuo odos paviršiaus ir viršutinių kvėpavimo takų. Dėl šios priežasties žmogus į aplinką atiduoda 23–27% visos šilumos, o 1/3 nuostolių patiria išgarinimas iš viršutinių kvėpavimo takų ir 2/3 iš odos paviršiaus. Drėgmės nuostoliams difuzijos metu įtaką daro vandens garų slėgis žmogų supančiame ore. Kadangi žemės sąlygomis vandens garų slėgio pokytis yra nedidelis, drėgmės nuostoliai dėl garuojančios difuzinės drėgmės yra laikomi santykinai pastoviais (30–60 g / h). Jie šiek tiek svyruoja tik atsižvelgiant į kraujo tiekimą į odą.
Šilumos nuostoliai išgarinant difuzinę drėgmę iš odos paviršiaus Qsp.d, W, gali būti nustatyti pagal lygtį
Šilumos išsiskyrimas kvėpuojant. Šilumos nuostoliai dėl įkvepiamo oro kaitinimo sudaro nedidelę dalį, palyginti su kitomis šilumos nuostolių rūšimis, tačiau padidėjus energijos suvartojimui ir sumažėjus oro temperatūrai, tokio tipo šilumos nuostoliai padidėja.
Šilumos nuostoliai dėl įkvepiamo oro kaitinimo Qdich.n, W, gali būti nustatyti pagal lygtį
Q resp.n \u003d 0,00 12Q.e.t (34 televizoriai),
kur 34 yra iškvepiamo oro temperatūra, ° C (patogiomis sąlygomis).
Apibendrinant reikėtų pažymėti, kad aukščiau pateiktos lygtys šilumos balanso komponentams apskaičiuoti leidžia tik apytiksliai įvertinti asmens šilumos perdavimą su aplinka. Taip pat yra keletas lygčių (empirinių ir analitinių), kurias pasiūlė skirtingi autoriai ir leidžiančios nustatyti radiacijos konvekcinius šilumos nuostolius (fred konv), reikalingus drabužių šiluminei varžai apskaičiuoti.
Atsižvelgiant į tai, kartu su skaičiavimo metodais kūno šilumos perdavimui įvertinti naudojami eksperimentiniai metodai, kurie apima metodus, kuriais nustatomas bendras žmogaus drėgmės praradimas ir drėgmės nuostoliai garinant, sveriant neapsižiūrėtą asmenį, apsirengusį apsirengusiu asmeniu, taip pat radiacijos konvekcinius šilumos nuostolius nustatant naudojant šilumos matavimo jutiklius. kūno paviršiaus.
Be tiesioginių žmonių šilumos perdavimo įvertinimo metodų, naudojami ir netiesioginiai metodai, atspindintys šilumos perdavimo ir šilumos gamybos per vienetą skirtumo poveikį kūnui konkrečiomis gyvenimo sąlygomis. Šis santykis nustato asmens šiluminę būseną, kurios išsaugojimas optimaliu ar priimtinu lygiu yra viena iš pagrindinių drabužių funkcijų. Žmogaus šiluminės būklės rodikliai ir kriterijai yra fiziologinis pagrindas kuriant drabužius ir juos įvertinant.
NUORODOS
1 1. Ivanovas K. P. Pagrindiniai temperatūros psemeostazės reguliavimo principai / Knygoje. Termoreguliacijos fiziologija. L., 1984. S. 113-137.
1.2 Ivanov K. P. Temperatūros homeostazės reguliavimas gyvūnams ir žmonėms. Ašchabadas, 1982 m.
1 3 Berkovich E. M. Energijos apykaita normoje ir patologija. M., 1964 m.
1.4. Ventiliatorius R. O. Šiluminis komfortas. Kopenhaga, 1970 m.
K5. Malysheva A. E. Radiacinio šilumos perdavimo tarp žmonių ir aplinkos higienos klausimai. M., 1963 m.
1 6. Kolesnikov P. A. Drabužių šiluminės apsauginės savybės. M., 1965 m
1 7. Witte N. K- Asmens šilumokaičiai ir jo higieninė vertė. Kijevas, 1956 m
Šilumos susidarymas nustatomas pagal medžiagų apykaitos greitį.
Šilumos susidarymo reguliavimas didinant ar mažinant metabolizmą vadinamas cheminiu termoreguliacija. Kūno sukuriama šiluma nuolat atiduodama aplinkai. Jei šilumos perdavimas neįvyktų, kūnas mirs nuo perkaitimo.
Šilumos perdavimo reguliavimas keičiant jį atliekančias fiziologines funkcijas vadinamas fiziniu termoreguliacija.
Didžiausias šilumos kiekis išskiriamas organuose, kurių medžiagų apykaita intensyvi - griaučių raumenyse, liaukose, kepenyse ir inkstuose.
Raumenys sudaro 65–75% šilumos, o intensyviai dirbant - net 90%, visa likusi šiluma susidaro liaukų organuose, daugiausia kepenyse.
Didėjant aplinkos temperatūrai, šilumos išsiskyrimas mažėja, o mažėjant - didėja. Todėl tarp aplinkos temperatūros ir šilumos išsiskyrimo yra atvirkščiai proporcingi santykiai. Vasarą šilumos gamyba sumažėja, žiemą - padidėja. Bet kai aplinkos temperatūra pakyla aukščiau 35 ° C, sutrinka termoreguliacija (perkaitimo zona), padidėja medžiagų apykaita ir kūno temperatūra. Ši temperatūra vadinama kritine. Tokiu pat būdu aušinant susidaro kritinė aplinkos temperatūra, žemiau kurios šilumos gamyba pradeda mažėti.
Esant 15-25 0 C aplinkos temperatūrai, šiluma, susidaranti ramybės būsenoje, yra tame pačiame lygyje ir yra subalansuota šilumos perdavimu (abejingumo zona).
Normaliomis sąlygomis kūno temperatūra yra santykinai pastovi. Vidutinė kūno temperatūra yra temperatūra pažastyje, temperatūra 36,5–37 o C.
Kai reikalinga papildoma šiluma palaikyti pastovią kūno temperatūrą, ją galima pasirinkti šiais būdais:
- - dėl savavališko lokomotorinio aparato veiklos;
- - dėl nevalingo tonizuojančio ar ritmingo raumenų aktyvumo: drebulys, kurį sukelia peršalimas (toninį aktyvumą galima nustatyti atliekant elektromiografiją);
- - dėl medžiagų apykaitos procesų, nesusijusių su raumenų susitraukimu, pagreitėjimo; ši šilumos susidarymo forma vadinama ne antinksčių termogeneze (vaikams).
Suaugęs žmogus dreba ir padažnėja judesiai, kuriuos jis daro norėdamas palaikyti šilumą - svarbiausias termogenezės mechanizmas.
Šilumos gamyba taip pat šiek tiek padidėja dėl „goosebumps“ - susitraukiant plauko maišelių raumenims.
Vaikščiojimas padidina šilumos išsiskyrimą beveik 2 kartus, o greitas bėgimas - 4-5 kartus, kūno temperatūra gali padidėti keliomis dešimtosiomis laipsniais. Ilgai intensyviai dirbant aplinkos temperatūroje, aukštesnėje kaip 25 0 C, kūno temperatūra pakyla 1–1,5 0 C, o tai sukelia kūno pokyčius ir sutrikimus. Dirbant raumenims esant aukštai aplinkos temperatūrai, kūno temperatūra pakyla virš 39 0 C, gali atsirasti šilumos smūgis.
Šilumos išsklaidymas
Kūnas ramybėje nuolat praranda šilumą:
- - šilumos spinduliavimas arba šilumos perdavimas iš odos į aplinkinį orą;
- - šilumos laidumas arba tiesioginis šilumos perdavimas tiems objektams, kurie liečiasi su oda;
- - vandens išgaravimas iš odos ir plaučių paviršiaus.
Poilsio metu 70–80% šilumos išleidžiama į aplinką per šilumą ir šilumos laidumą, apie 20% sudaro vandens išgarinimas iš odos paviršiaus (prakaitavimas) ir plaučiai. Šilumos nuostoliai šildant iškvepiamą orą, šlapimą ir išmatas yra nereikšmingi ir sudaro 1,5–3% viso šilumos perdavimo. Raumenų darbo metu staigiai padidėja šilumos perdavimas garinant (prakaituojant) ir pasiekia iki 90% viso dienos šilumos kiekio.
Šilumos perdavimas šilumos spinduliuote ir šilumos laidumas priklauso nuo temperatūros skirtumo tarp odos ir aplinkos. Kuo aukštesnė odos temperatūra, tuo didesnis šilumos perdavimas nurodytais būdais. Odos temperatūra priklauso nuo kraujo tekėjimo į ją. Didėjant aplinkos temperatūrai, arterioliai ir kapiliarai plečiasi, oda parausta, per ją tekančio kraujo kiekis padidėja, odos temperatūra pakyla, o šilumos perdavimas padidėja dėl šilumos spinduliuotės ir šilumos laidumo.
Per odą tekančio kraujo kiekis padidėja ir dėl susikaupusio kraujo iš kepenų, blužnies ir pačios odos kapiliarų.
Šilumos perdavimo vertė esant aukštai aplinkos temperatūrai yra mažesnė nei žemai. Lyginant odos temperatūrą su aplinkos temperatūra, šilumos perdavimas sustoja. Toliau didėjant aplinkos temperatūrai, oda ne tik netenka šilumos, bet ir įkaista. Šiuo atveju nėra šilumos perdavimo šilumos spinduliuote ir šilumos laidumo, o šiluma perduodama tik garinant.
Šaltuoju metu odos arterioliai ir kapiliarai susiaurėja, oda tampa blyški, sumažėja per ją tekėjusio kraujo kiekis, mažėja odos temperatūra, išlyginamas temperatūros skirtumas tarp odos ir aplinkos, mažėja šilumos perdavimas.
Žmogus sumažina šilumos perdavimą dirbtiniais dangčiais (skalbiniais, drabužiais). Kuo daugiau oro šiuose dangčiuose, tuo lengviau sulaiko šilumą.
Šilumos perdavimo reguliavimas garinant vandenį vaidina didelę reikšmę, ypač dirbant raumenims ir žymiai padidėjus aplinkos temperatūrai. Išgarinant 1 dm 3 (1 L) vandens iš odos paviršiaus ir gleivinių, kūnas netenka 600 kcal. Vidutinėje aplinkos temperatūroje suaugęs žmogus praranda 400–520 kcal per dieną, išgaravęs iš odos.
Odos netekimas atsiranda dėl vandens prasiskverbimo iš giliųjų audinių į odos paviršių ir daugiausia dėl prakaito liaukų funkcijos.
Dideli prakaito nuostoliai lydimi didelių mineralinių druskų kiekių, tik NaCl - tik 0,3–0,6%. Prarandant 5–10 litrų prakaito, prarandama 30–40 g natrio chlorido. Todėl, jei vanduo patenkina troškulį, kurį sukelia gausus prakaitavimas, gali atsirasti sunkių sutrikimų (traukuliai ir kt.). Stipriai prailginus prakaitavimą, rekomenduojama gerti mineralinį vandenį arba vandenį, kuriame yra atitinkamai 0,5–0,6% NaCl.
Nuo plaučių paviršiaus nuolat garuoja vanduo. Iškvėptas oras yra 95–98% prisotintas vandens garų, todėl, kuo sausesnis įkvepiamas oras, tuo daugiau šilumos išsiskiria išgarinant iš plaučių. Normaliomis sąlygomis 300–400 ml (180–240 kcal) vandens kasdien lengvai išgaruoja. Aukštoje temperatūroje kvėpavimas greitėja ir sulėtėja šaltuoju metu. Kai oro temperatūra pasiekia kūno temperatūrą, vienintelis šilumos perdavimo būdas tampa garinimas iš odos ir plaučių paviršiaus. Esant tokioms sąlygoms, ramybėje išgaruoja daugiau nei 100 ml prakaito per valandą, kas leidžia per valandą duoti apie 60 kcal.
Vandens išgarinimas iš odos ir plaučių paviršiaus priklauso nuo santykinės drėgmės. Garavimas pasibaigia oru, prisotintu vandens garų, todėl sunku būti toleruojamam esant drėgname karštame ore, tokiame kaip vonia. Drėgname ore, net esant santykinai žemai temperatūrai (30 0 C), žmogus jaučiasi blogai. Odiniai ir guminiai drabužiai yra nepralaidūs orui, nėra garavimo, po drabužiais kaupiasi prakaitas. Esant aukštai oro temperatūrai ir raumenims dirbant tokiais drabužiais, kūno temperatūra pakyla. Žmogaus perkaitimas atmosferoje, prisotintoje vandens garų, yra ypač pavojingas, nes neįmanoma atsikratyti perteklinio karščio ir garinimo. Sausame ore žmogus gana lengvai toleruoja žymiai aukštesnę temperatūrą nei drėgnas.
Norint padidinti šilumos perdavimą šilumos spinduliuotės, šilumos laidumo ir garinimo metu, oro judėjimas turi didelę reikšmę.
Padidėjęs oro greitis padidina šilumos perdavimą. Esant grimzlei ir vėjui, šilumos nuostoliai dramatiškai padidėja. Bet jei aplinkinis oras turi aukštą temperatūrą ir yra prisotintas vandens garų, tada oro judėjimas neatvėsta.
Taigi, užtikrinamas fizinis termoreguliacija:
- 1) širdies ir kraujagyslių sistema, nulemianti kraujo antplūdį ir nutekėjimą odos kraujagyslėse, taigi ir odos šilumos kiekis, perduodamas į aplinką;
- 2) kvėpavimo sistema, t.y. plaučių ventiliacijos pokyčiai;
- 3) prakaito liaukų funkcijos pakitimas.
Šilumos perdavimo reguliavimas vykdomas dviem būdais:
- 1) nervų sistema;
- 2) per hormonus.
Būtina prisitaikyti prie nepalankių sąlygų.
Širdies ir kraujagyslių sistemos, kvėpavimo ir prakaito liaukų funkcijų pokyčiai yra refleksiškai reguliuojami: dirginant išorinius pojūčius ir ypač dirginant odos receptorius, kai keičiasi aplinkos temperatūra, ir dirginant vidaus organų nervų galus, esant kūno temperatūros svyravimams. Fiziologinius fizinio termoreguliacijos mechanizmus vykdo smegenų pusrutuliai, tarpiniai, pailgi ir nugaros smegenys.
Termoreguliacijos sutrikimas
Kūno temperatūros padidėjimas virš normalaus lygio pažeidžiant termoreguliaciją vadinamas karščiavimu. Su karščiavimu metabolizmas padidėja 50–100% ar daugiau. Ypač padidėja baltymų skilimas. Baltymų puvimo produktai kaupiasi kraujyje, nustatomas neigiamas azoto balansas. Dėl karščiavimo baltymų oksidacija sukuria apie 30% šilumos. Taip pat padidėja angliavandenių ir riebalų apykaita, o tai lemia organizmo išeikvojimą. Kaupiasi daugybė tarpinių metabolinių produktų. Sutrikę fiziologiniai procesai. Širdies širdies plakimas padidina kraujospūdį, greitėja kvėpavimas, sutrinka psichika (delyras, haliucinacijos), kurį sukelia nervų sistemos sutrikimas. Temperatūroje nuo 40 iki 41 0 С prasideda delyras, esant 43 0 С temperatūrai, žūsta, pavieniais atvejais - 45 0 С temperatūroje.
Kai kūnas atvėsta, sutrinka ir fiziologiniai procesai. Ilgai vartojant šaltį, kai jaučiamas šaltis ir drebulys, atsiranda šilumos pojūtis, atsirandantis dėl kraujo tekėjimo į odą, tada apatijos ir sutrikusios smegenų funkcijos. (Aušinant gyvybiškai svarbi veikla, nes sumažėja medžiagų apykaita organizme ir audinių poreikis deguoniui).
Žmonėms mirtis paprastai būna žemesnėje nei 32–33 0 C temperatūroje, o kai nervų sistema funkcionuoja vaistais, ji nukrenta žemiau 24 0 C. Atskirais atvejais žmonėms pavyko išgelbėti gyvybę, kai temperatūra nukrito iki 22,5 0 C.
Nuolatinis prisitaikymas prie aplinkos sąlygų.
Reguliavimo mechanizmai - termogenezė, vazomotorinės reakcijos, prakaitavimas - suaktyvinami per kelias sekundes ar minutes nuo temperatūros streso pradžios. Be jų, yra ir kitų mechanizmų, užtikrinančių ilgalaikį prisitaikymą prie aplinkos klimato pokyčių.
Tokie procesai vadinami fiziologine adaptacija arba aklimatizacija. Jie pagrįsti organų ir funkcinių sistemų modifikacijomis, kurios vystosi tik esant ilgalaikiam (dienomis, savaitėms ir mėnesiams) nuolatiniams ar pakartotiniams temperatūros įtempiams.
Šiluminė adaptacija
Žmonių gebėjimas prisitaikyti prie karščio yra labai svarbus išgyvenant tropikus ir dykumą, taip pat norint atlikti sunkius darbus aukštoje temperatūroje darbo vietoje.
Svarbiausias poslinkis yra prakaitavimo intensyvumo pokytis, kuris padvigubėja ir siekia 1–2 l / h. Be to, prakaitavimas prasideda esant žemesnei vidutinei odos ir vidinei temperatūrai, kuri tarnauja kaip apsauga nuo per didelio širdies susitraukimų dažnio ir padidėjusios periferinės kraujotakos, t. Y. Nuo šilumos smūgio.
Adaptacija taip pat yra susijusi su reikšmingu jonų kiekio prakaitu sumažėjimu (nėra šoko dėl jonų praradimo), plazmos tūrio ir baltymų kiekio padidėjimu. Atogrąžų gyventojų reakcijos intensyvumas nėra toks didelis, kad galėtų sukelti prakaitavimą. Temperatūros slenkstis pasislenka link aukštesnės kūno temperatūros, todėl dienos metu jie mažiau prakaituoja.
Šaltasis adaptacija
Daugelis gyvūnų prie šalčio prisitaiko labai paprastai - dėl augančio kailio padidėja jų šilumos izoliacija. Mažiems gyvūnams vystosi piktybinė termogenezė ir rudas riebalinis audinys.
Žmogus turi „elgesio adaptaciją“ - drabužių ir šiltų namų naudojimą. Taip pat vystosi tolerantiška (šalta) adaptacija. Temperatūros drebėjimo slenkstis ir metabolinių termoreguliacinių reakcijų kreivės pasislenka į žemesnę temperatūrą, atsiranda vidutinio sunkumo hipotermija. (Australijos vietiniai gyventojai naktį praleidžia beveik nuogai, esant beveik nulinei temperatūrai, nepatirdami drebulio. Panašus sugebėjimas yra gerai išvystytas tarp Korėjos ir Japonijos perlų ieškotojų, panardinančių į kelių valandų per dieną gylį maždaug 10 0 C temperatūroje.)
Tarp žmogaus ir jo aplinkos nuolat vyksta šilumos mainai. Aplinkos veiksniai veikia organizmą kompleksiškai, o priklausomai nuo jų specifinių verčių, vegetatyviniai centrai (striatumas, dieninis žarnos pilkasis gumbas) ir tinklainės formavimas, sąveikaudami su smegenų žieve ir perduodami impulsus raumenims per simpatines skaidulas, suteikia optimalų šilumos generavimo procesų santykį ir šilumos perdavimas.
Kūno termoreguliacija yra fiziologinių ir cheminių procesų derinys, kurio tikslas - palaikyti kūno temperatūrą tam tikrose ribose (36,1 ... 37,2 ° C). Kūno perkaitimas ar jo hipotermija sukelia pavojingus gyvybinių funkcijų pažeidimus, o kai kuriais atvejais ir ligas. Termoreguliaciją užtikrina pasikeitus dviem šilumos perdavimo proceso komponentams - šilumos gamybai ir šilumos perdavimui. Kūno šilumos balansui didelę įtaką daro šilumos perdavimas, nes jis yra labiausiai kontroliuojamas ir kintamas.
Šilumą gamina visas organizmas, bet daugiausiai raumenys ir kepenys. Šiluma žmogaus kūno, pasipuošusio namų drabužiais ir santykinio poilsio būsenoje esant 15–25 ° C oro temperatūrai, išlieka maždaug tokia pati. Mažėjant temperatūrai, ji didėja, o didėjant nuo 25 iki 35 ° C, ji šiek tiek mažėja. Esant aukštesnei nei 40 ° C temperatūrai, šilumos gamyba pradeda didėti. Šie duomenys rodo, kad šilumos išsiskyrimas organizme dažniausiai vyksta esant žemai aplinkos temperatūrai.
Šilumos gamyba padidėja dirbant fizinį darbą, ir kuo daugiau, tuo sunkesnis darbas. Sukurtos šilumos kiekis taip pat priklauso nuo amžiaus ir žmogaus sveikatos būklės. Vidutinės suaugusiojo gaminamos šilumos vertės, atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą ir atlikto darbo sunkumą, parodytos 14.3 lentelėje.
14.3. Žmogaus šilumos gamyba priklausomai nuo oro temperatūros ir atlikto darbo sunkumo
|
Oro temperatūra, „C |
Šilumos gamyba, J / s |
Oro temperatūra ° C |
Šilumos gamyba, J / s |
|
Mieguistumas |
Vidutinis darbas |
||
|
Lengvas darbas |
Sunkus ir labai sunkus darbas |
||
Yra trys žmogaus kūno šilumos perdavimo tipai:
radiacija (infraraudonųjų spindulių pavidalu, kurį skleidžia kūno paviršius objektų, kurių temperatūra žemesnė, kryptimi);
konvekcija (oro šildymas, plaunantis kūno paviršių);
drėgmės išgarinimas iš odos paviršiaus, viršutinių kvėpavimo takų ir plaučių gleivinės.
Procentinis santykis tarp šių tipų šilumos perdavimo žmogui, normaliomis poilsio sąlygomis, išreiškiamas šiais skaičiais: 45/30/25. Tačiau šis santykis gali skirtis priklausomai nuo konkrečių mikroklimato parametrų verčių ir atlikto darbo sunkumo.
Spinduliuotės šilumos perdavimas įvyksta tik tada, kai aplinkinių daiktų temperatūra yra žemesnė nei atviros odos (32. 34, 5 ° C) arba išorinių drabužių sluoksnių (27,28 ° C lengvai apsirengusiam asmeniui ir maždaug 24 ° C) temperatūra. asmuo žieminiais drabužiais). Pagrindinė radiacijos dalis nurodo infraraudonųjų spindulių diapazoną, kurio bangos ilgis (4.50.) * 10-6m. Tokiu atveju kūno prarastas šilumos kiekis per laiko vienetą, J / s (1 J / s \u003d 1 W),
Pp \u003d Sδ (T4 - To4),
kur S yra žmogaus kūno paviršiaus plotas, nustatytas pagal grafiką (14.1 pav.), m2. Jei žmogaus masė ir ūgis nežinomi, imkite S \u003d 1,5 m2; δ - sumažintas spinduliavimas, W / (m2 * K4): medvilnei 5 \u003d 4,2 * 10-8, vilnai ir šilkui δ \u003d 4,3 * 10, žmogaus odai δ \u003d 5,1 * 10 -8; Tch yra žmogaus kūno paviršiaus temperatūra: nenusirengusiam asmeniui - 306 K (tai atitinka 33 ° C); Kad yra aplinkos temperatūra, K.
Fig. 14.1. Diagrama, skirta nustatyti asmens kūno paviršiaus plotą, atsižvelgiant į jo svorį ir ūgį
Konvekcinis šilumos perdavimas taip pat įvyksta, jei odos paviršiaus ar viršutinių drabužių sluoksnių temperatūra yra aukštesnė nei juos plaunančio oro temperatūra. Nesant vėjo, 4–8 mm storio oro sluoksnis, esantis šalia nuogo žmogaus paviršiaus, įkaista dėl jo šilumos laidumo. Dėl natūralaus oro judėjimo ar priverstinės motyvacijos įkaista labiau nutolę sluoksniai. Padidėjus oro judėjimo greičiui, žmogų supančio ribinio sluoksnio storis sumažėja iki 1 mm, o kūno paviršiaus šilumos perdavimas padidėja kelis kartus. Šiluma prarandama konvekcijos būdu per kvėpavimo takus ir yra mažesnė nei per odą, o patiriama, kai įkvepiamo oro temperatūra yra žemesnė nei kūno temperatūra. Konvekcijos šilumos perdavimas didėja didėjant barometriniam slėgiui.
Apytiksliai šilumos nuostoliai dėl laiko konvekcijos J / s gali būti apskaičiuojami pagal formulę
Pk1 \u003d 7 (0,5 + √v) S (Th - To)
Pk2 \u003d 8,4 (0,273 + √v) S (Th - To)
čia v - oro greitis, m / s.
Pirmoji formulė naudojama esant oro greičiui v ≤ 0,6 m / s, antroji - kai v\u003e 0,6 m / s.
Garavimas yra šilumos perdavimas esant padidintai oro temperatūrai, kai anksčiau minėti šilumos perdavimo būdai yra sunkūs arba neįmanomi. Normaliomis sąlygomis nepastebimas prakaitavimas vyksta ant didžiojo žmogaus kūno paviršiaus, atsirandantis pasklidus vandeniui, aktyviai nedalyvaujant prakaito liaukoms. Išimtis yra delnų, padų ir ašilių paviršius (sudaro maždaug 10% kūno paviršiaus), ant kurio nuolat praleidžia prakaitas.
Dėl garinimo kūnas praranda vidutiniškai apie 0,6 litro vandens per dieną. Kadangi garinant 1 g vandens sunaudojama maždaug 2,5 kJ šilumos, jo nuostoliai per dieną bus apie 1500 kJ. Didėjant oro temperatūrai ir sunkėjant darbui dėl aktyvesnio skysčio įsiskverbimo per arterinius indus, supančius prakaito liaukas, nervų reguliavimą, prakaitavimas suaktyvėja ir siekia 5 litrus per pamainą, o kai kuriais atvejais 10 ... 12 litrų. Šilumos nuostoliai taip pat padidėja.
Jei išsiskiria per daug, prakaitas ne visada turi laiko išgaruoti ir gali išsiskirti lašų pavidalu. Tokiu atveju drėgnas odos sluoksnis apsaugo nuo šilumos perdavimo, o tai gali dar labiau perkaitinti kūną. Be drėgmės, tada žmogus netenka daug druskos (viename litre prakaito yra 2,5 ... 2,6 g natrio chlorido) ir vandenyje tirpių vitaminų (C, BI, 62), todėl sutirštėja kraujas ir blogėja širdis. Reikėtų pažymėti, kad praradus vandens kiekį, lygų 1% viso kūno svorio, žmogus jaučia stiprų troškulį; netekus 5% vandens, prarandama sąmonė, 10% - iki mirties.
Išleisto prakaito kiekis priklauso nuo individualių kūno savybių, taip pat nuo jo prisitaikymo prie šių klimato sąlygų laipsnio. Drėgmės išgarinimo intensyvumui įtakos turi temperatūra ir oro greitis.
Per kvėpavimo takus išgaruoja apie 300 ... 350 g drėgmės, todėl prarandama 750 ... 875 kJ šilumos.
Suminius garų nuostolius per laiko vienetą J / s galima apytiksliai nustatyti pagal formulę
Pu \u003d 0,6547q (1 + kl), kur q yra prakaitavimo intensyvumas, g / h, nustatytas sveriant asmenį; kl yra šilumos perdavimo per plaučius konvertavimo koeficientas, atsižvelgiant į aplinkinio oro temperatūrą: esant 0 "Cl \u003d 0,43, esant 18 ° C - 0,3, esant 28 ° C - 0,23, esant 35 ° C - 0,035 ir esant 45 ° C CL \u003d 0,015.
Žmogaus veiklą lydi nuolatinis šilumos išsiskyrimas į aplinką. Jos kiekis priklauso nuo fizinio streso laipsnio ir svyruoja nuo 85 (ramybės metu) iki 500 W (sunkių darbų metu). Norint, kad fiziologiniai procesai organizme vyktų normaliai, organizmo skleidžiama šiluma turi būti visiškai pašalinta į aplinką.Dėl nesubalansuotos šilumos pusiausvyros organizmas gali perkaisti ar perkaisti ir dėl to atsirasti negalia, greitas nuovargis, sąmonės praradimas ir šilumos mirtis.
Vienas iš svarbių neatsiejamų kūno šiluminės būsenos rodiklių yra vidutinė kūno temperatūra apie 36,5 ºC. Tai priklauso nuo šilumos balanso pažeidimo laipsnio ir energijos sąnaudų fizinio darbo metu. Atliekant vidutinio sunkumo ir sunkius darbus esant aukštai oro temperatūrai, jis gali pakilti nuo kelių dešimtosios laipsnio laipsnių iki 1 ... 2 ° C. Aukščiausia vidaus organų temperatūra, kurią žmogus atlaiko, yra 43 ° C, žemiausia - 25 ° C.
Šilumos perdavimui didelę reikšmę turi odos temperatūros režimas. Jo temperatūra gana smarkiai skiriasi, o po drabužiais yra 30 ... 34 ° C. Esant nepalankioms oro sąlygoms tam tikrose kūno vietose, temperatūra gali nukristi iki 20 ° C, o kartais net ir žemesnė.
Normali šiluminė savijauta atsiranda išskiriant šilumą Q TPžmogaus aplinka yra visiškai suvokiama Q TOy., kai atsiranda šilumos balansas Q TP = Q TO. Šiuo atveju vidaus organų temperatūra išlieka pastovi. Jei kūno šilumos gamyba negali būti visiškai perkelta į aplinką ( Q TP > Q TO), padidėja vidaus organų temperatūra ir tokia šiluminė sveikata pasižymi „karšto“ sąvoka. Tuo atveju, kai aplinka suvokia daugiau šilumos nei žmogus atkuria ( Q TP < Q TO), tada kūnas atvėsta. Tokiai šiluminei savijautai būdinga „šalčio“ sąvoka.
Šilumos perdavimas tarp žmonių ir aplinkos vyksta konvekcija Q k dėl kūno prausimosi oru, aplinkinių paviršių radiacija ir šilumos bei masės pernešimas Q lišgaravus drėgmei, iš odos paviršiaus pašalinamos prakaito liaukos ir kvėpuojant. Normali žmogaus gerovė įgyvendinama laikantis lygybės principų:
Q TP = Q k + Q l + Q TM
Šilumos kiekis, kurį žmogaus kūnas suteikia įvairiais būdais, priklauso nuo vieno ar kito mikroklimato parametro. Konvekcinio šilumos perdavimo tarp žmogaus ir aplinkos dydį ir kryptį daugiausia lemia aplinkos temperatūra, atmosferos slėgis, mobilumas ir oro drėgmės kiekis.
Šilumos spinduliuotė vyksta žmonių, supančių žemesnę nei drabužių paviršiaus ir atvirų žmogaus kūno dalių, paviršių kryptimi. Esant aukštai aplinkinių paviršių temperatūrai (aukštesnei nei 30 ° C), šilumos perdavimas radiacijos dėka visiškai sustoja, o aukštesnėje temperatūroje šilumos perdavimas radiacija eina priešinga kryptimi - nuo karštų paviršių žmogui.
Šilumos praradimas išgarinant drėgmę, kurią iš odos paviršiaus pašalina prakaito liaukos, priklauso nuo oro temperatūros, žmogaus atliekamo darbo intensyvumo, aplinkinio oro judėjimo greičio ir jo santykinės drėgmės.
Aplinkinio oro temperatūra, greitis, santykinė drėgmė ir atmosferos slėgis yra vadinami mikroklimato parametrais. Aplinkinių daiktų temperatūra ir kūno fizinio krūvio intensyvumas apibūdina specifinę gamybos aplinką.
Pagrindiniai parametrai, užtikrinantys šilumos perdavimą tarp žmogaus ir aplinkos, kaip parodyta aukščiau, yra mikroklimato rodikliai. Natūraliomis žemės paviršiaus sąlygomis (jūros lygiu) jos labai skiriasi. Taigi aplinkos temperatūra svyruoja nuo -88 iki + 60 ° C; oro mobilumas - nuo 0 iki 60 m / s; santykinis oro drėgnumas - nuo 10 iki 100%, o atmosferos slėgis - nuo 680 iki 810 mm (RT). Menas
Keičiantis mikroklimato parametrams, keičiasi ir šiluminė žmogaus savijauta. Būsenos, pažeidžiančios šilumos balansą, sukelia organizme reakcijas, kurios prisideda prie jo atsigavimo. Šilumos reguliavimo procesai, palaikantys pastovią žmogaus kūno temperatūrą, vadinami termoreguliacija. Tai leidžia palaikyti pastovią kūno temperatūrą. Termoreguliacija dažniausiai atliekama trimis būdais: biochemiškai; keičiant kraujotakos intensyvumą ir prakaitavimo intensyvumą.
Termoreguliacija biocheminiu būdu, vadinama cheminiu termoreguliacija, yra kūno šilumos pokyčiai, kontroliuojant oksidacinių reakcijų greitį. Kraujotakos ir prakaitavimo intensyvumo pasikeitimas keičia šilumos išsiskyrimą į aplinką, todėl vadinamas fiziniu termoreguliacija.
Kūno termoreguliacija yra vykdoma vienu metu visomis priemonėmis. Taigi, mažinant oro temperatūrą, šilumos perdavimą dėl padidėjusio temperatūrų skirtumo stabdo tokie procesai, kaip odos drėgmės sumažėjimas, todėl sumažėja šilumos perdavimas garinant, odos temperatūra sumažėja dėl sumažėjusio kraujo pernešimo iš vidaus organų intensyvumo, o kartu su tuo sumažėja ir skirtumas. temperatūros. Eksperimentu nustatyta, kad optimalus metabolizmas organizme ir atitinkamai maksimalus veiklos produktyvumas įvyksta, jei šilumos perdavimo proceso komponentai yra tokiose ribose: Q k≈30 %; Q l≈ 50 %; Q TM≈ 20%. Ši pusiausvyra apibūdina termoreguliacijos sistemos įtempimo nebuvimą.
Mikroklimato parametrai turi tiesioginę įtaką šiluminei žmogaus savijautai ir jo darbui. Nustatyta, kad esant aukštesnei kaip 25 ° C oro temperatūrai žmogaus veikla pradeda kristi. Maksimali įkvepiamo oro temperatūra, kuria žmogus gali kvėpuoti keletą minučių be specialių apsauginių priemonių, yra apie 116 ° C.
Žmogaus tolerancija temperatūrai, taip pat šilumos suvokimas labai priklauso nuo drėgmės ir aplinkinio oro greičio. Kuo didesnė santykinė drėgmė, tuo mažiau prakaito išgaruoja per laiko vienetą ir tuo greičiau kūnas perkaista. Ypač neigiamą poveikį žmogaus šiluminei savijautai daro didelė drėgmė esant<ос > 30 ° C, nes tokiu atveju beveik visa išsiskyrusi šiluma patenka į aplinką, kai išgaruoja prakaitas. Didėjant drėgmei, prakaitas neišgaruoja, bet lašeliais teka žemyn nuo odos paviršiaus. Yra vadinamasis liūtis prakaito srautas, kuris išsekina kūną ir neužtikrina reikiamo šilumos perdavimo. Kartu su prakaitu kūnas praranda nemažą kiekį mineralinių druskų, mikroelementų ir vandenyje tirpių vitaminų. Nepalankiomis sąlygomis skysčio praradimas gali siekti 8 ... 10 litrų per pamainą, o kartu su juo - iki 40 g natrio chlorido (iš viso organizme apie 140 g NaCl). Netekus daugiau kaip 30 g NaCl, žmogaus organizmas yra ypač pavojingas, nes gali sutrikti skrandžio sekrecija, raumenų mėšlungis ir traukuliai. Vandens nuostolių kompensavimas aukštoje temperatūroje atsiranda dėl angliavandenių, riebalų ir baltymų skilimo.
Norint atkurti karštų parduotuvių darbuotojų vandens ir druskos pusiausvyrą, sūdyto (apie 0,5% NaCl) gazuoto geriamojo vandens laistymo stotys įrengiamos 4 ... 5 litrų vienam asmeniui per pamainą. Daugelyje gamyklų šiems tikslams naudojamas baltymų-vitamino naiitokas. Karštame klimate rekomenduojama gerti atšaldytą geriamąjį vandenį ar arbatą.
Ilgalaikis aukštos temperatūros poveikis, ypač kartu su didele drėgme, gali sukelti didelį šilumos kaupimąsi organizme ir kūno perkaitimo vystymąsi virš leistino lygio - hipertermiją - būklę, kai kūno temperatūra pakyla iki 38 ... 39 ° C. Dėl hipertermijos ir dėl šilumos smūgio dažnai skauda galvą, galvos svaigimą, bendrą silpnumą, spalvos suvokimo iškraipymą, burnos džiūvimą, pykinimą, vėmimą, gausų prakaitavimą, pulsą ir kvėpavimą. Tuo pačiu metu pastebimas blyškumas, cianozė, vyzdžiai išsiplėtę, kartais atsiranda traukuliai, sąmonės netekimas.
Pramonės įmonių karštose parduotuvėse dauguma technologinių procesų vyksta esant žymiai aukštesnei nei aplinkos oro temperatūrai. Šildomi paviršiai skleidžia spinduliavimo energijos srautus į kosmosą, o tai gali sukelti neigiamų padarinių. Infraraudonieji spinduliai daro daugiausia šiluminį poveikį žmogaus organizmui, tuo tarpu sutrinka širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemos veikla. Spinduliai gali nudeginti odą ir akis. Dažniausias ir sunkiausias akių pažeidimas, atsirandantis dėl infraraudonųjų spindulių poveikio, yra akių katarakta.
Gamybos procesai, vykdomi esant žemai temperatūrai, dideliam mobilumui ir drėgmei, gali sukelti aušinimą ir net hipotermiją - hipotermiją. Pradiniu vidutinio peršalimo periodu sumažėja kvėpavimo dažnis, padažnėja įkvėpimas. Ilgai vartojant šaltį, kvėpavimas tampa nereguliarus, įkvėpimo dažnis ir tūris didėja. Raumenų drebulys, kurio metu neatliekamas išorinis darbas, o visa energija virsta šiluma, gali kurį laiką atidėti vidaus organų temperatūros sumažėjimą. Dėl žemos temperatūros galite susižeisti.
2. MIKROKLIMATINIŲ RODIKLIŲ KONTROLĖ
Pramoninio mikroklimato norminius parametrus nustato GOST 12.1.005-88, taip pat SanPiN 2.2.4.584-96.
Stalas - optimalus mikroklimatas pramoninių patalpų darbo vietose
|
Metų laikotarpis |
Oro temperatūra, 0 С |
Paviršiaus temperatūra, 0 С |
Santykinė drėgmė,% |
Oro greitis, m / s |
|
|
Šalta |
Ia (iki 139) |
22…24 |
21…25 |
60…40 |
0,1 |
|
IIb (140 ... 174) |
21…23 |
20…24 |
60…40 |
0,1 |
|
|
IIb (175 ... 232) |
19…21 |
18…22 |
60…40 |
0,2 |
|
|
IIb (233 ... 290) |
17…19 |
16…20 |
60…40 |
0,2 |
|
|
III (virš 290) |
16…18 |
15…19 |
60…40 |
0,3 |
|
|
Šilta |
Ia (iki 139) |
23…25 |
22…26 |
60…40 |
0,1 |
|
Ib (140 ... 174) |
22…24 |
21…25 |
60…40 |
0,1 |
|
|
IIa (175 ... 232) |
20…22 |
19…23 |
60…40 |
0,2 |
|
|
IIb (233 ... 290) |
19…21 |
18…22 |
60…40 |
0,2 |
|
|
III (virš 290) |
18…20) |
17…21 |
60…40 |
0,3 |
Norint įvertinti drabužių pobūdį ir kūno aklimatizaciją skirtingais metų laikais, pristatoma metų laikotarpio samprata. Atskirkite šiltąjį ir šaltąjį sezonus. Šiltuoju metų laiku būdinga vidutinė dienos lauko temperatūra yra + 10 ° C ir aukštesnė, šaltą - žemiau + 10 ° C.
Atsižvelgiant į darbo intensyvumą, visi darbo tipai, atsižvelgiant į bendras energijos sąnaudas kūnui, yra suskirstyti į tris kategorijas: lengvą, vidutinį ir sunkų. Gamybos įrenginių charakteristikos pagal jose atliekamų darbų kategoriją nustatomos pagal darbo, kurį puse ar daugiau dirba atitinkamame kambaryje, kategoriją.
Lengvas darbas (I kategorija) apima darbą, atliekamą sėdint arba stovint, nereikalaujant sistemingo fizinio krūvio (kontrolierių darbas tiksliųjų prietaisų gamybos procesuose, biuro darbas ir pan.). Lengvas darbas skirstomas į 1a kategorijas (energijos suvartojimas iki 139 W) ir 16 kategoriją (energijos suvartojimas 140 ... 174 W). Vidutinio sunkumo (II kategorija) darbai apima darbą, kurio sunaudota energija yra 175 ... 232 (B kategorija) ir 233 ... 290 W (116 kategorija). Į šią kategoriją įeina darbai, susiję su nuolatiniu vaikščiojimu, atliekant stovėjimą ar sėdėjimą, tačiau nereikalaujantys sunkių krovinių judėjimo, į Pb kategoriją įeina darbai, susiję su vaikščiojimu ir mažų (iki 10 kg) sunkių krovinių vežimu (mechaninio surinkimo parduotuvėse, tekstilės gamyboje, perdirbimo metu). mediena ir kt.). Sunkus darbas (III kategorija), kuriam sunaudojama daugiau kaip 290 W energijos, apima darbą, susijusį su sisteminiu fiziniu krūviu, ypač su nuolatiniu judėjimu, su dideliu (daugiau nei 10 kg) svorio nešimu (kalvyje, liejyklose su rankiniu būdu ir kt.). .
Pagal GOST 12.1.005-88, optimalios ir leistinos mikroklimatinės sąlygos gali būti nustatomos gamybos patalpos darbo zonoje. Optimalios mikroklimato sąlygos yra toks mikroklimato parametrų derinys, kuris, ilgai ir sistemingai veikiant žmonėms, suteikia šiluminio komforto jausmą ir sukuria prielaidas aukštam našumui.
Leistinos mikroklimato sąlygos yra tokios mikroklimato parametrų kombinacijos, kurios, ilgai ir sistemingai veikiant žmonėms, gali sukelti termoreguliacinių reakcijų stresą ir neviršija fiziologinių adaptacinių galimybių. Tokiu atveju sveikatos sutrikimų nėra, nėra nemalonių šilumos pojūčių, kurie pablogina savijautą, sumažėja darbingumas.
Mikroklimato rodikliai matuojami darbo zonoje 1,5 m aukštyje nuo grindų, kartojant juos skirtingu dienos ir metų laiku, skirtingais technologinio proceso laikotarpiais. Išmatuokite temperatūrą, santykinę drėgmę ir oro greitį.
Norėdami išmatuoti temperatūrą ir santykinę drėgmę, naudokite Asmano aspiracijos psichometrą (2 pav.). Jį sudaro du termometrai. Viename iš jų gyvsidabrio bakas yra padengtas skudurėliu, sudrėkintu pipete. Sausas termometras rodo oro temperatūrą. Šlapio termometro rodmenys priklauso nuo santykinės oro drėgmės: kuo mažesnė jo temperatūra, tuo mažesnė santykinė oro drėgmė, nes mažėjant drėgmei padidėja vandens išgarinimo iš sudrėkinto audinio greitis ir rezervuaro paviršius intensyviau aušina.
Kad būtų pašalinta oro judėjimo patalpose įtaka šlapio termometro rodmenims (oro judėjimas padidina vandens išgaravimo greitį nuo sudrėkinto audinio paviršiaus, dėl kurio gyvsidabrio cilindras papildomai aušinamas atitinkamai išmatuojant išmatuotą drėgmės vertę, palyginti su tikrąja jo verte), abu termometrai dedami į metalinius apsauginius vamzdelius. . Norint padidinti prietaiso rodmenų tikslumą ir stabilumą matuojant temperatūrą sausais ir drėgnais termometrais, per abu vamzdžius praleidžiami pastovūs oro srautai, kuriuos sukuria ventiliatorius, esantis viršutinėje prietaiso dalyje.
Prieš matuojant, vanduo įpilamas į specialią pipetę ir sudrėkinamas drėgno termometro audinys. Tokiu atveju įtaisas laikomas vertikaliai, tada laikrodis sudedamas ir sumontuojamas (pakabinamas arba laikomas rankoje) matavimo vietoje.
Po 3 ... 5 minučių tam tikrais lygiais nustatomi sausų ir šlapių termometrų rodmenys, pagal kuriuos santykinė oro drėgmė apskaičiuojama naudojant specialias lenteles.
Oro greitis matuojamas naudojant anemometrus (2.7 pav.). Kai oro greitis viršija 1 m / s, naudojami mentės arba taurės anemometrai, mažesniais greičiais naudojami karšto laido anemometrai.
Sparnuotų ir taurių anemometrų veikimo principas yra mechaninis. Veikiant judančio oro srauto aerodinaminei jėgai, įtaiso rotorius su pritvirtintais sparnais (plokštėmis) pradeda suktis greičiu, kurio vertė atitinka krintančio srauto greitį. Per krumpliaračių sistemą ašis sujungiama su judančiomis rodyklėmis. Centrinė ranka rodo vienetus ir dešimtis, mažų ratukų rankos rodo šimtus ir tūkstančius padalinių. Naudodamiesi svirtimi, esančia šone, galite atjungti ašį nuo pavarų mechanizmo arba prijungti.
Prieš matuojant, skaitiklio rodmenys užrašomi išjungus ašį. Įrenginys sumontuotas matavimo taške, o ašis su joje pritvirtintais sparnais pradeda suktis. Chronometras yra nustatytas ir prietaisas įjungtas. Po 1 min., Judinant svirtį, ašis išjungiama ir rodmenys vėl užrašomi. Įtaiso rodmenų skirtumas padalijamas iš 60 (sekundžių per minutę skaičius), norint nustatyti rodyklės sukimosi greitį - padalijimų skaičių, kurį jis praeina per 1 s. Pagal rastą vertę, naudojant prie prietaiso pritvirtintą grafiką, nustatomas oro greitis per sekundę.
Norėdami išmatuoti mažą oro judėjimo greitį naudodami karšto laido anemometrą, kuris taip pat leidžia nustatyti oro temperatūrą. Matavimo principas grindžiamas jautraus prietaiso elemento elektrinės varžos pasikeitimu keičiantis temperatūrai ir oro greičiui. Pagal galvanometru išmatuotą elektros srovės stiprį oro srauto greitis nustatomas lentelėmis
LITERATŪRA
Zhidetsky V. T., Dzhigirey V. S., Melnikov A. V. Darbo apsaugos pagrindai. Vadovėlis - red. 2-asis, papildytas. –SPb: Plakatas, 2000 m.
2014-05-14
Aplinkos svarba žmogaus gyvenimui Gyvenamoji aplinka ir jos poveikis žmonių sveikatai BENZ-A-PIREN. APLINKOS IR MAISTO PRIEŽASTYS
Denisenko G.F. Darbo apsauga: vadovėlis. - M .: Aukštoji mokykla, 1995 m.
Družininas V. F., Veiklos motyvavimas kritinėse situacijose, M., 1996 m.
Žmogus nuolat yra šilumos mainų su aplinka būsenoje.
Geriausia žmogaus šiluminė savijauta bus tada, kai žmogaus kūno šiluma (QТB) bus visiškai atiduota aplinkai (QТО), t. yra šilumos balansas
Viršijus organizmo šilumos išsiskyrimą dėl šilumos perdavimo į aplinką (QTB\u003e QTО), padidėja vidaus organų temperatūra, išauga kūnas ir padidėja jo temperatūra - žmogus įkaista. Priešingai, šilumos perdavimo perteklius dėl šilumos išsiskyrimo (Q. TV< QТО) приводит к охлаждению организма и к снижению его температуры - человеку становится холодно.
Vidutinė žmogaus kūno temperatūra yra 36,6 0 С. Netgi nedideli šios temperatūros nukrypimai viena ar kita kryptimi pablogina žmogaus savijautą.
Kūno šilumos išsiskyrimą (QTB) pirmiausia lemia asmens atliekamo darbo sunkumas ir intensyvumas, daugiausia raumenų apkrova.
Šiluma iš žmogaus kūno į aplinką patenka dėl:
Šilumos laidumas (QT) per drabužius. Šiluma gali būti perduodama tik iš kūno, kurio temperatūra aukštesnė, į kūno, kurio temperatūra žemesnė. Šilumos perdavimo intensyvumas priklauso nuo kūnų temperatūrų skirtumo (mūsų atveju tai yra žmogaus kūno temperatūra ir jį supančių daiktų bei oro temperatūra) bei drabužių šilumą izoliuojančių savybių.
Norėdami tai iliustruoti, galima atlikti paprastą eksperimentą.
Panardinkite termometrą į stiklinę karšto vandens, o stiklinę pirmiausia supilkite į indą su šiltu, o po to šaltu vandeniu. Stebėkite greitį, kuriuo termometras nuskaito pirmuoju ir antruoju atvejais.
Temperatūra stiklinėje, kai ji yra šaltame vandenyje, sumažės greičiau nei šilumos perdavimas iš karšto vandens stiklinėje į šiltą vandenį rezervuare. Šis eksperimentas iliustruoja šilumos perdavimo priklausomybę nuo temperatūrų skirtumų.
Galima sureguliuoti žmogaus šilumos perdavimą su aplinka dėl aplinkos temperatūros ir drabužių, pasižyminčių įvairiomis šilumą izoliuojančiomis savybėmis, pasirinkimo.
Konvekcinis šilumos perdavimas (QK). Kas tai yra Oras šalia šilto objekto sušyla. Šildomas oras yra mažesnio tankio ir, kaip žiebtuvėlis, pakyla, o jo vietą užima šaltesnis aplinkos oras.
Oro porcijų pasikeitimo reiškinys dėl šilto ir šalto oro tankio skirtumų vadinamas natūralia konvekcija.
Jei pučiate šiltą daiktą šaltu oru, tada pagreitėja šiltesnių oro sluoksnių iš objekto pakeitimas vėsesniais. Tokiu atveju šildomame objekte bus vėsesnis oras, temperatūrų skirtumas tarp šildomo objekto ir jį supančio oro bus didesnis, o, kaip jau matėme, padidės šilumos perdavimo iš objekto į aplinkinį orą intensyvumas. Šis reiškinys vadinamas priverstine konvekcija.
Pvz .: iliustruoja priverstinės konvekcijos reiškinį, kad esant tokiai pačiai temperatūrai, vėjuotam orui, žmogus suvokia klimato sąlygas kaip šaltesnę, nes šilumos perdavimas iš jo kūno yra intensyvesnis.
Taigi galima reguliuoti šilumos mainus tarp žmogaus ir aplinkos keičiant oro judėjimo greitį.
- - radiacija (QIZ) ant aplinkinių paviršių. Šiluminė energija, paversdama karšto kūno paviršių spinduliuotės (elektromagnetinės bangos) infraraudonaisiais spinduliais, perduodama į kitą - šaltą - paviršių, kur vėl virsta šiluma. Spinduliuotės srautas yra didesnis, tuo didesnis temperatūros skirtumas tarp žmogaus ir aplinkinių objektų. Be to, spinduliuojantis srautas gali kilti iš žmogaus, jei aplinkinių objektų temperatūra yra žemesnė nei žmogaus, ir atvirkščiai, jei aplinkiniai objektai yra labiau įkaitę.
- - drėgmės išgarinimas (QISP) iš odos paviršiaus. Jei žmogus prakaituoja, ant jo odos atsiranda vandens lašelių, kurie išgaruoja, o vanduo iš skysto patenka į garus. Šis procesas lydimas energijos (QISP) sunaudojimo garuojant ir dėl to aušinant kūną.
Kas lemia garinimo intensyvumą ir, atitinkamai, šilumos kiekį, perduodamą iš kūno į aplinką?
Pirma, nuo aplinkos temperatūros - kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis garinimo greitis; antra, nuo oro drėgmės - kuo didesnė drėgmė, tuo mažesnis išgaravimo greitis. Kiekviena oro temperatūra apibūdinama maksimaliu vandens kiekiu, kuris gali būti vienetiniame oro tūryje garų būsenoje.
Paprastas eksperimentas padės iliustruoti šį reiškinį. Supilkite į nedidelį buteliuką vandens, nuleiskite į jį termometrą, apvyniokite butelį šlapiu skudurėliu ir padėkite į saulę. Sekite termometrą. Vandens temperatūra butelyje pradės kristi.
Jei butelis nebus suvyniotas į šlapią skudurą, temperatūra pakils. Tai rodo, kad šiluminė energija sunaudojama išgarinant vandenį iš skudurėlio.
Ši paprasčiausia technika gali būti naudojama, jei karštu oru norite gerti atvėsintą vandenį. Dėl augančio aušinimo taip pat paaiškėja, kad karštu saulėtu oru nerekomenduojama laistyti augalų, kurie yra ypač jautrūs temperatūrai. Dėl intensyvaus išgaravimo vegetatyvinės augalų dalys gali atvėsti iki nepriimtinos temperatūros.
Paprastai oro drėgnis matuojamas santykiniu drėgnumu (?), Išreikštu procentais. Pavyzdžiui, santykinė oro drėgmė? \u003d 70% reiškia, kad garų pavidalo vandens ore yra 70% didžiausio galimo kiekio. Santykinis 100% oro drėgnumas reiškia, kad oras yra prisotintas vandens garų ir tokioje aplinkoje išgaruoti negalima.
Garo greitis didėja didėjant oro greičiui. Taip yra dėl tų pačių priežasčių, kaip padidėjęs šilumos perdavimas priverstinės konvekcijos metu. Oro sluoksniai, esantys šalia žmogaus kūno ir prisotinti vandens garais, pašalinami ir pakeičiami sausesnėmis oro dalimis dėl oro judėjimo, o išgarinimo greitis didėja.
Iškvėpimo šildymas (QB). Kvėpavimo metu aplinkos oras, patekęs į žmogaus plaučius, įkaista ir kartu yra prisotinamas vandens garų. Taigi šiluma iš žmogaus kūno pašalinama iškvėptu oru (QB).
Taigi šilumos perdavimą tarp žmogaus ir aplinkos lemia šilumos laidumas (QT), konvekcinis šilumos perdavimas (Qк), radiacija (Q iš), garavimas (QISP), iškvėpto oro šildymas (QB), t.
Qtotal \u003d QT + QK + QIZ + QISP + QB - šilumos balanso lygtis
Aukščiau nurodytų šilumos perdavimo būdų indėlis yra įvairus ir priklauso nuo gamybos patalpų mikroklimato, taip pat nuo žmogų supančių paviršių temperatūros. Jei t šių paviršių yra mažesnis nei t žmogaus kūnas, tada šilumos perdavimas radiacijos būdu iš žmogaus kūno pereina į šaltus paviršius. Priešingu atveju šilumos mainai vyksta priešinga kryptimi: nuo šildomų paviršių žmogui. Konvekcinis šilumos perdavimas priklauso nuo t oro kambaryje ir jo greičio darbo vietoje, o šilumos perdavimas garinant priklauso nuo santykinės drėgmės ir oro greičio.
Nustatyta, kad metabolizmas žmogaus kūne yra optimalus, todėl jo efektyvumas yra didelis, jei šilumos perdavimo proceso komponentai yra maždaug tokiais intervalais:
QK + QT? 30 proc. QIZ? 45 proc. QIS? 20%; QB? 5%.
Tokia šilumos perdavimo komponentų pusiausvyra apibūdina įtampos nebuvimą žmogaus termoreguliacijos sistemoje.
Šilumos srautų kryptys QT, QK, Qfiz gali būti nuo žmogaus iki oro ir jį supančių objektų, ir atvirkščiai, priklausomai nuo to, kas yra aukštesnė - žmogaus kūno ar aplinkinio oro ir jo kūnų temperatūra (1 pav.).
Fig. 1. Šilumos srautų krypties schema: QB - šiluminio oro iškvėpimas; QI - išgarinimas; Viktorina - radiacija; QK - konvekcinis šilumos perdavimas; QT - šilumos laidumas
Žmogaus kūno šilumos išsiskyrimas pirmiausia nustatomas pagal raumenų apkrovos dydį žmogaus veiklos metu ir šilumos perdavimą pagal aplinkinio oro ir daiktų temperatūrą, judėjimo greitį ir santykinę oro drėgmę.
