Човешката дейност е придружена от непрекъснато отделяне на топлина в околната среда. Количеството му зависи от степента на физическо натоварване и варира от 85 W (в покой) до 500 W (при извършване на тежка работа). Да се физиологични процесипротича нормално в тялото, топлината, генерирана от тялото, трябва да бъде напълно отведена в околната среда. Дисбалансът в топлинния баланс може да доведе до прегряване или хипотермия на тялото и като следствие загуба на работоспособност, бърза умора, загуба на съзнание и топлинна смърт.
Температурният режим на кожата играе основна роля в топлообмена. Температурата му варира в доста значителни граници и под дрехите е 30...34 °C. При неблагоприятни метеорологични условия в определени части на тялото температурата може да падне до 20 °C, а понякога и по-ниска.
Нормалното топлинно благополучие възниква, когато топлинните емисии на човек се възприемат напълно от околната среда, т.е. когато има топлинен баланс и температура вътрешни органиостава постоянна. Ако производството на топлина от тялото не може да бъде напълно прехвърлено в околната среда, температурата на вътрешните органи се повишава и такова топлинно благополучие се характеризира с понятието „горещо“. Най-високата температура на вътрешните органи, която може да издържи човек, е 43 °C. Когато околната среда възприема повече топлина, отколкото човек произвежда, тялото се охлажда. Това топлинно благополучие се характеризира с понятието „студ“. Минималната температура на вътрешните органи, която човек може да издържи, е 25 °C. Комфортна среда е тази, чийто охлаждащ капацитет съответства на производството на топлина от човека. В комфортни условия човек не изпитва смущаващи топлинни усещания - студ или прегряване.
Топлинният баланс на човешкото тяло е различен при различни климатични условия. Температурата оказва най-голямо влияние върху благосъстоянието на човека
въздух. Усеща се предимно от откритите повърхностни части на човешкото тяло. Интензивността на метаболизма и окислителните процеси в тъканите, регулирането на кръвоснабдяването на кожата, изпотяването и дишането зависят от телесната температура. При нормални температури от кожатана човек, до 45% от топлината се отделя във въздуха на помещението чрез радиация, до 30% чрез конвективен топлообмен и до 25% чрез изпаряване на потта.
Високите температури на въздуха оказват неблагоприятно влияние върху сърдечно-съдовата и централната нервна система на човека. Ниската температура може да причини локална и обща хипотермия на тялото и да причини настинки.
Топлообменът между човек и околната среда се осъществява чрез конвекция (процесът на измиване на тялото с въздух).
Температура, скорост, относителна влажност и Атмосферно наляганеоколният въздух се нарича показатели за микроклимат, а числените им стойности са параметри на микроклимата.
Параметри и интензитет на микроклимата физическа дейносттялото се характеризира със степента на комфорт на промишления микроклимат, чувството за топлина на човека и неговата работоспособност.
Установено е, че когато температурата на въздуха надвиши 30 °C, работоспособността на човека започва да намалява. Гранична температура на вдишания въздух, при
без които човек все още може да диша няколко минути специални средствазащитата е около 116 °C.
Толерантността на човек към температура зависи и от влажността и скоростта на движение на околния въздух. Колкото по-висока е относителната влажност, толкова по-малко пот се изпарява за единица време и толкова по-бързо се прегрява тялото. Високата влажност при температура на въздуха над 30 °C има особено неблагоприятно въздействие върху топлинното благосъстояние на човека. При тази температура цялата отделена топлина отива за изпаряване на потта. Но при висока влажност потта не се изпарява, а тече на капки от повърхността на кожата, изтощавайки тялото и не осигурявайки необходимия топлообмен. Заедно с потта човешкото тяло губи значително количество минерални соли. При неблагоприятни промишлени микроклиматични условия загубата на течности на човек може да достигне 8...10 литра на смяна и с това до 40 g готварска сол (общо в човешкото тяло около 140 g). При високи температури на въздуха въглехидратите и мазнините се консумират по-интензивно, а протеините се разрушават.
Продължителното излагане на високи температури, особено в комбинация с висока влажност, може да доведе до значително натрупване на топлина в тялото и развитие на прегряване на тялото над допустимото - хипертермия - състояние, при което телесната температура се повишава до
38...39 °C (топлинен удар). В това състояние има главоболие, световъртеж, обща слабост, изкривяване на цветоусещането, сухота в устата, гадене, повръщане, обилно изпотяване, ускорен пулс и дишане. Има бледност, цианоза, зениците са разширени, понякога могат да се появят гърчове и загуба на съзнание.
В горещите цехове за ремонт на железопътен подвижен състав има технологични процеси, които протичат при температури, значително по-високи от температурата на въздуха заобикаляща среда. Нагретите повърхности излъчват потоци лъчиста енергия в пространството, което може да доведе до негативни последици. Инфрачервените лъчи имат предимно термичен ефект върху човешкото тяло, което нарушава нормалното функциониране на сърдечно-съдовата и централната система. нервни системис. Тези лъчи могат да причинят изгаряния на кожата и очите. Най-честото и тежко увреждане на очите, причинено от излагане на инфрачервени лъчи, е катарактата.
Производствените процеси, извършвани при ниска температура, висока подвижност на въздуха и влажност, може да предизвика охлаждане и дори хипотермия на тялото - хипотермия. IN начален периодизлагане на умерен студ, се наблюдава намаляване на честотата на дишане и увеличаване на обема на вдишания въздух. При продължително излагане на студ
Температурата на човешкото тяло се поддържа на определено ниво, независимо от температурата на околната среда. Поддържането на постоянна температура се осигурява чрез регулиране на генерирането на топлина и преноса на топлина. Образуването на топлина в тялото става непрекъснато във всички органи в резултат на окисление хранителни вещества. Голям бройв мускулите се генерира топлина, особено по време на физическа работа. Съществува пряка връзка между метаболизма и генерирането на топлина: увеличаването на метаболизма е придружено от увеличаване на генерирането на топлина и, обратно, с намаляване на метаболизма, генерирането на топлина намалява. Регулирането на генерирането на топлина се свежда до промени в метаболизма. По този начин, когато температурата на околната среда намалява, метаболизмът на веществата и следователно образуването на топлина се увеличава. Ярък пример за такава зависимост е треперенето на мускулите при охлаждане на тялото. Дразненето на съответните кожни рецептори от студ предизвиква рефлекторно свиване на мускулите, което се съпровожда от повишаване на техния метаболизъм и увеличаване на образуването на топлина.
Едновременно с генерирането на топлина протича процесът на пренос на топлина. Кръвта, протичаща през органите, се нагрява и след това освобождава излишната топлина в околната среда. Преносът на топлина става предимно през кожата чрез излъчване и провеждане на топлина, както и чрез изпаряване на потта. Част от топлината се отделя с издишвания въздух, урина и изпражнения. Излъчването и провеждането на топлина през кожата става само ако температурата на околната среда е по-ниска от телесната. При високи температури на въздуха топлината се отделя главно или изключително в резултат на изпотяване. Регулирането на топлопреминаването се основава до голяма степен на промените в обема на кръвта, протичаща през съдовете на кожата, и на интензивността на изпотяване. По този начин, когато кожните съдове се разширяват и притока на кръв се увеличава, преносът на топлина се увеличава, а когато се стесняват и притока на кръв намалява, той намалява.
Процесът на генериране на топлина и пренос на топлина се регулира от нервната система. Тези процеси се влияят от центъра за терморегулация ("топлинен център"), разположен в междинната част на мозъка. Експерименти върху животни са установили, че механично (инжектиране със специална игла) или електрическо стимулиране на тази област на мозъка предизвиква повишаване на телесната температура.
Обикновено възбуждането на термичния център възниква в резултат на дразнене на температурните рецептори на кожата и под въздействието на температурата на кръвта, която тече към центъра. Например, когато кожните рецептори са раздразнени от студ, импулсите, които възникват в тях, се предават на центъра за терморегулация. В същото време температурата на кръвта, измиваща термичния център, може леко да се промени. В отговор на тези дразнения термичният център има два вида въздействие: повишен метаболизъм в тъканите, което увеличава производството на топлина, и стесняване на кръвоносните съдове на кожата, което води до намаляване на активния топлообмен. В резултат на това тялото не се охлажда.
В организма здрав човекСъществува баланс между генерирането на топлина и преноса на топлина: толкова топлина се отделя в околната среда, колкото се генерира. Благодарение на това съответствие между генерирането на топлина и преноса на топлина телесната температура се поддържа на същото ниво.
Средната телесна температура на здрав човек, измерена в подмишницата, варира от 36,5 до 36,9°. При кърмачета телесната температура се определя в ректума (37 - 37,5 °). През деня има малки температурни колебания, които имат определен модел. Най-ниската температура се наблюдава от 4 до 6 часа, най-високата - от 16 до 18 часа. Въз основа на измерванията на температурата в различни часове на деня може да се състави дневна температурна крива.
Много заболявания са придружени от повишаване на телесната температура, което се обяснява с нарушение на терморегулацията. Повишаването на телесната температура над 41° е заплаха за организма, тъй като се нарушават жизнените процеси (те са възможни само в определени температурни граници). При висока телесна температура има рязко увеличениеметаболизъм: има повишено разграждане на собствените протеини на тялото (отрицателен азотен баланс), учестяване на сърдечната честота и свързаното с това повишаване на кръвното налягане, учестено дишане и др. Повишаване на телесната температура се наблюдава при интензивна мускулна работа, особено при условия на висока температура на въздуха. В този случай човек може да получи топлинен удар.
В някои случаи, например при продължително охлаждане, телесната температура се оказва по-ниска от нормалната. Понижаването на телесната температура (хипотермия) понякога се предизвиква изкуствено от хирургични интервенции(например по време на сърдечна операция). Това води до намаляване на метаболизма в тялото и намаляване на търсенето на кислород в тъканите. При такива условия тъканите толерират липсата на кислород в кръвта за по-дълъг период.
13. ТОПЛОПРЕДАВАНЕ НА ЧОВЕКА
Топлообменът е топлообменът между повърхността на човешкото тяло и околната среда. IN сложен процесЗа поддържане на топлинния баланс на тялото регулирането на топлообмена е от голямо значение. Във връзка с физиологията на топлообмена, топлообменът се разглежда като пренос на топлина, отделена при жизненоважни процеси от тялото към околната среда.Топлообменът се осъществява главно чрез излъчване, конвекция, проводимост, изпарение.При условия на топлинен комфорт и охлаждане, най-голям дял заемат топлинните загуби чрез излъчване и конвекция (73 -88% от общите топлинни загуби) (1.5, 1.6) При условия, които причиняват прегряване на тялото, преобладава топлообменът чрез изпарение.
Радиационен топлообмен. При всякакви условия на човешка дейност топлообменът се осъществява между него и околните тела чрез инфрачервено лъчение (радиационен топлообмен). В хода на своята жизнена дейност човек често е изложен на топлинните ефекти на инфрачервено лъчение с различни спектрални характеристики: от слънцето, нагрятата повърхност на земята, сгради, отоплителни уреди и др. В производствените дейности човек се сблъсква с радиационно отопление, например в горещи цехове на металургията, стъклото, хранително-вкусовата промишленост и др.
Човек отделя топлина чрез излъчване в случаите, когато температурата на оградите около човека е по-ниска от температурата на повърхността на тялото. В околната среда на човека често има повърхности, чиято температура е значително по-ниска от телесната (студени стени, остъклени повърхности). В този случай загубата на топлина чрез радиация може да причини локално или общо охлаждане на човек. На радиационно охлаждане са изложени строителни работници, транспортни работници, хладилници и др.
Преносът на топлина чрез излъчване при комфортни метеорологични условия възлиза на 43,8-59,1% от общите топлинни загуби. Ако в помещението има огради с температура по-ниска от температурата на въздуха, специфичното тегло на човешките топлинни загуби от радиация се увеличава и може да достигне 71%. Този метод на охлаждане и нагряване има по-дълбок ефект върху тялото от конвекцията (1,5J. Преносът на топлина чрез излъчване* е пропорционален на разликата в четвъртите степени на абсолютните температури на повърхностите на човешкото тяло и околните предмети. С малка температурна разлика, която практически се наблюдава в реални условия на човешка дейност, Уравнението за определяне на топлинните загуби от радиация (Srad, W) може да бъде написано, както следва:
където a rad е излъчвателна способност, W/(m2°C); Spad - повърхността на човешкото тяло, участваща в радиационния топлообмен, m2; t1 - температура на повърхността на човешкото тяло (облекло), °C; t2 - повърхностна температура на околните обекти, °C.
Коефициент на излъчване a rad at известни стойности t1 и t2 могат да се определят от таблицата. 1.3.
Повърхността на човешкото тяло, участваща в радиационния топлообмен, е по-малка от цялата повърхност на тялото, тъй като някои части на тялото се облъчват взаимно и не участват в обмена. Повърхността на тялото, участваща в топлообмена, може да представлява 71-95% от общата повърхност на човешкото тяло. За хора в изправено или седнало положение коефициентът на радиационна ефективност от повърхността на тялото е 0,71; по време на движение на човек може да се увеличи до 0,95.
Загубата на топлина чрез излъчване от повърхността на тялото на облечен човек Qrad, W, също може да се определи от уравнението
Конвекционен топлопренос.Топлината се пренася чрез конвекция от повърхността на тялото (или дрехите) на човек към въздуха, движещ се около него (нея). Има свободен конвекционен топлообмен (поради разликата в температурата между повърхността на тялото и въздуха) и принудителен (под влияние на движението на въздуха). По отношение на общите топлинни загуби в условия на топлинен комфорт, топлопреминаването чрез конвекция е 20-30%. Топлинните загуби чрез конвекция се увеличават значително при ветровити условия.
Използвайки общата стойност на коефициента на топлопреминаване (a rad.conv), стойностите на радиационно-конвективните топлинни загуби (Orad.conv) могат да бъдат определени с помощта на уравнението
Orad.conv = Orad.conv (tod-tv).
Кондуктивен топлопренос.Предаване на топлина от повърхността на човешкото тяло към тези, които са в контакт с него твърди предметиосъществявано чрез проводимост. Загубата на топлина чрез проводимост в съответствие със закона на Фурие може да се определи от уравнението 
Както се вижда от уравнението, преносът на топлина чрез кондукция е по-голям, колкото по-ниска е температурата на обекта, с който човекът е в контакт, толкова по-голяма е контактната повърхност и по-малка е дебелината на пакета от материали за облекло.
При нормални условия специфичното тегло на загубата на топлина чрез проводимост е малко, тъй като коефициентът на топлопроводимост на неподвижния въздух е незначителен. В този случай човек губи топлина чрез проводимост само от повърхността на краката, чиято площ е 3% от повърхността на тялото. Но понякога (в кабините на селскостопански машини, кулокранове, багери и др.) Зоната на контакт със студените стени може да бъде доста голяма. Освен това, в допълнение към размера на контактната повърхност, има значение и областта на охлажданото тяло (крака, долна част на гърба, рамене и др.).
Пренос на топлина чрез изпарение.Важен начин за пренос на топлина, особено при високи температури на въздуха и когато човек извършва физическа работа, е изпаряването на дифузионна влага и пот. При условия на топлинен комфорт и охлаждане, човек в състояние на относителна физическа почивка губи влага чрез дифузия (незабележимо изпотяване) от повърхността на кожата и горните дихателни пътища. Поради това човек отделя 23-27% от общата топлина в околната среда, като 1/3 от загубата идва от топлина чрез изпаряване от горните дихателни пътища и 2/3 от повърхността на кожата. Загубата на влага чрез дифузия се влияе от налягането на водните пари във въздуха около човек. Тъй като при земни условия промяната в налягането на водните пари е малка, загубата на влага поради изпарението на дифузната влага се счита за относително постоянна (30-60 g/h). Те варират донякъде само в зависимост от кръвоснабдяването на кожата.
Загубата на топлина чрез изпаряване на дифузионна влага от повърхността на кожата Qexp.d, W, може да се определи по уравнението
Предаване на топлина по време на дишане.Топлинните загуби поради нагряване на вдишания въздух са малка част в сравнение с други видове топлинни загуби, но с увеличаване на консумацията на енергия и намаляване на температурата на въздуха, топлинните загуби от този тип се увеличават.
Топлинните загуби, дължащи се на нагряване на вдишания въздух Qin.n, W, могат да бъдат определени от уравнението
Qbreath.n=0.00 12Qe.t (34-tv),
където 34 е температурата на издишания въздух, °C (in комфортни условия) .
В заключение трябва да се отбележи, че горните уравнения за изчисляване на компонентите на топлинния баланс позволяват само груба оценка на топлообмена между човек и околната среда. Съществуват и редица уравнения (емпирични и аналитични), предложени от различни автори, които позволяват да се определи количеството радиационно-конвективна топлинна загуба (fred conv), необходимо за изчисляване на термичното съпротивление на облеклото.
В тази връзка в изследванията, наред с изчисленията, се използват експериментални методи за оценка на топлообмена на тялото.Те включват методи за определяне на общата загуба на влага на човек и загубата на влага чрез изпаряване чрез претегляне на съблечен и облечен човек, т.к. както и определяне на радиационно-конвективни топлинни загуби с помощта на сензори за измерване на топлина, поставени на повърхността на тялото.
В допълнение към директните методи за оценка на човешкия топлообмен се използват косвени методи, отразяващи ефекта върху тялото на разликата между топлопреминаването и производството на топлина за единица време при конкретни условия на живот. Това съотношение определя топлинното състояние на човек, поддържането на което на оптимално или приемливо ниво е една от основните функции на облеклото. В това отношение служат показатели и критерии за топлинното състояние на човека физиологична основакакто дизайн на облекло, така и оценка.
БИБЛИОГРАФИЯ
1 1. Иванов К. П. Основни принципи на регулиране на температурата на плазмения застой / В кн. Физиология на терморегулацията. Л., 1984. С. 113-137.
1.2 Иванов К. П. Регулиране на температурната хомеостаза при животни и хора. Ашхабад, 1982 г.
1 3 Беркович Е. М. Енергиен метаболизъмв нормални и патологични състояния. М., 1964.
1.4. Fanger R.O. Thermal Comfort. Копенхаген, 1970 г.
К5. Малишева А. Е. Хигиенни въпроси на радиационния топлообмен между хората и околната среда. М., 1963.
1 6. Колесников П. А. Топлозащитни свойства на облеклото. М., 1965
1 7. Witte N. K. Човешки топлообмен и неговото хигиенно значение. Киев, 1956
Човешката дейност е придружена от непрекъснато отделяне на топлина в околната среда. Количеството му зависи от степента на физическо натоварване и варира от 85 (в покой) до 500 W (при тежка работа). За да протичат нормално физиологичните процеси в тялото, генерираната от тялото топлина трябва да бъде напълно отведена в околната среда.Нарушаването на топлинния баланс може да доведе до прегряване или хипотермия на тялото и като следствие до загуба на работоспособност на работа, бърза умора, загуба на съзнание и топлинна смърт.
Един от важните интегрални показатели за топлинното състояние на тялото е средната телесна температура от около 36,5 ° C. Зависи от степента на нарушение на топлинния баланс и нивото на разход на енергия при извършване на физическа работа. При извършване на работа умерена тежести тежка при високи температури на въздуха може да се повиши от няколко десети от градуса до 1...2°C. Най-високата температура на вътрешните органи, която може да издържи човек е 43 °C, минималната е 25 °C.
Температурният режим на кожата играе основна роля в топлообмена. Температурата му варира в доста значителни граници и под дрехите е 30...34 °C. При неблагоприятни метеорологични условия в определени части на тялото температурата може да падне до 20 °C, а понякога и по-ниска.
Нормалното топлинно благополучие възниква при генериране на топлина Q TPчовек напълно се възприема от околната среда Q TO, т.е. когато има топлинен баланс Q TP = Q TO. В този случай температурата на вътрешните органи остава постоянна. Ако производството на топлина от тялото не може да бъде напълно прехвърлено на околната среда ( Q TP > Q TO), температурата на вътрешните органи се повишава и такова топлинно благополучие се характеризира с понятието „горещо“. В случай, че околната среда възприема повече топлина, отколкото човек я произвежда ( Q TP < Q TO), тогава тялото се охлажда. Това топлинно благополучие се характеризира с понятието „студ“.
Топлообменът между човек и околната среда се осъществява чрез конвекция Q kв резултат на отмиване на тялото от въздуха, радиация към околните повърхности и в процеса на топло- и масообмен Q lпо време на изпаряването на влагата, изведена на повърхността на кожата от потните жлези и по време на дишането. Нормалното човешко благополучие се осъществява при равенство:
Q TP = Q k +Q l +Q TM
Количеството топлина, отделено от човешкото тяло по различни начини, зависи от един или друг параметър на микроклимата. По този начин величината и посоката на конвективния топлообмен между човек и околната среда се определят главно от температурата на околната среда, атмосферното налягане, подвижността и съдържанието на влага във въздуха.
Излъчването на топлина възниква по посока на повърхности около човек, които имат по-ниска температура от температурата на повърхността на дрехите и отворените части на човешкото тяло. При високи температури на околните повърхности (над 30 °C) преносът на топлина чрез излъчване напълно спира, а при по-високи температури преносът на топлина чрез излъчване се извършва в обратна посока - от горещи повърхности към човек.
Освобождаването на топлина по време на изпаряването на влагата, изведена на повърхността на кожата от потните жлези, зависи от температурата на въздуха, интензивността на работата, извършвана от човек, скоростта на движение на околния въздух и неговата относителна влажност.
Температурата, скоростта, относителната влажност и атмосферното налягане на околния въздух се наричат параметри на микроклимата. Температурата на околните предмети и интензивността на физическата активност на тялото характеризират специфична производствена среда.
Основните параметри, осигуряващи процеса на топлообмен между човек и околната среда, както е показано по-горе, са показатели за микроклимат. При естествени условия на земната повърхност (морско ниво) те варират в значителни граници. Така температурата на околната среда варира от -88 до + 60 °C; подвижност на въздуха - от 0 до 60 m/s; относителна влажност - от 10 до 100% и атмосферно налягане - от 680 до 810 mm Hg. Изкуство.
Заедно с промените в параметрите на микроклимата се променя и топлинното благосъстояние на човека. Условията, които нарушават топлинния баланс, предизвикват реакции в организма, които допринасят за неговото възстановяване. Процесите на регулиране на отделянето на топлина за поддържане на постоянна температура на човешкото тяло се наричат терморегулация. Позволява ви да поддържате телесната си температура постоянна. Терморегулацията се осъществява основно по три начина: биохимичен; чрез промяна на интензивността на кръвообращението и интензивността на изпотяване.
Терморегулацията чрез биохимични средства, наречена химическа терморегулация, се състои в промяна на производството на топлина в тялото чрез регулиране на скоростта на окислителните реакции. Промяната в интензивността на кръвообращението и изпотяването променя отделянето на топлина в околната среда и затова се нарича физическа терморегулация.
Терморегулацията на тялото се извършва едновременно с всички средства. По този начин, когато температурата на въздуха се понижава, увеличаването на топлопреминаването поради увеличаване на температурната разлика се предотвратява от такива процеси като намаляване на влажността на кожата и следователно намаляване на топлопреминаването чрез изпарение, намаляване на температурата на кожата поради намаляване на интензивността на кръвния транспорт от вътрешните органи и в същото време намаляване на разликата в температурите Експериментално е установено, че оптималният метаболизъм в организма и съответно максимална производителностдейности се извършват, ако компонентите на процеса на пренос на топлина са в следните граници: Q k≈30 %; Q l≈ 50 %; Q TM≈ 20%. Този баланс характеризира липсата на напрежение в системата за терморегулация.
Параметрите на микроклимата имат пряко влияние върху топлинното благосъстояние и работоспособността на човека. Установено е, че при температура на въздуха над 25 °C работоспособността на човека започва да намалява. Максималната температура на вдишания въздух, при която човек може да диша няколко минути без специални предпазни средства, е около 116°C.
Толерантността на човек към температурата, както и усещането му за топлина, до голяма степен зависят от влажността и скоростта на околния въздух. Колкото по-висока е относителната влажност, толкова по-малко пот се изпарява за единица време и толкова по-бързо се прегрява тялото. Високата влажност има особено неблагоприятен ефект върху топлинното благосъстояние на човека.<ос >30 °C, тъй като почти цялата генерирана топлина се отделя в околната среда чрез изпарението на потта. При повишаване на влажността потта не се изпарява, а се стича на капки от повърхността на кожата. Получава се така нареченият проливен поток от пот, който изтощава тялото и не осигурява необходимия топлообмен. Заедно с потта тялото губи значително количество минерални соли, микроелементи и водоразтворими витамини. При неблагоприятни условия загубата на течност може да достигне 8...10 литра на смяна и с това до 40 g готварска сол (общо в тялото има около 140 g NaCl). Загубите на над 30 g NaCl са изключително опасни за човешкия организъм, тъй като водят до нарушаване на стомашната секреция, мускулни спазми, спазми. Компенсацията на загубата на вода в човешкото тяло при високи температури се дължи на разграждането на въглехидрати, мазнини и протеини.
За възстановяване на водно-солевия баланс на работниците в горещите магазини са инсталирани точки за попълване на осолена (около 0,5% NaCl) газирана вода. пия водав размер на 4...5 литра на човек на смяна. Редица фабрики използват протеиново-витаминен прах за тези цели. В горещ климат се препоръчва да се пие охладено пия водаили чай.
Продължителното излагане на високи температури, особено в комбинация с висока влажност, може да доведе до значително натрупване на топлина в тялото и развитие на прегряване на тялото над допустимото ниво - хипертермия - състояние, при което телесната температура се повишава до 38. ..39 °C. С хипертермия и като следствие топлинен ударнаблюдават се главоболие, световъртеж, обща слабост, изкривяване на цветоусещането, сухота в устата, гадене, повръщане, обилно изпотяване, ускорен пулс и дишане. В този случай се наблюдава бледност, цианоза, зениците се разширяват, понякога се появяват конвулсии и загуба на съзнание.
В горещите цехове на промишлените предприятия повечето технологични процеси протичат при температури, значително по-високи от температурата на околния въздух. Нагретите повърхности излъчват потоци лъчиста енергия в пространството, което може да доведе до негативни последици. Инфрачервените лъчи имат предимно термичен ефект върху човешкото тяло, което нарушава дейността на сърдечно-съдовата и нервната система. Лъчите могат да причинят изгаряния на кожата и очите. Най-честото и тежко увреждане на очите, причинено от излагане на инфрачервени лъчи, е катарактата.
Производствените процеси, извършвани при ниски температури, висока подвижност на въздуха и влажност, могат да причинят охлаждане и дори хипотермия на тялото - хипотермия. В началния период на излагане на умерен студ се наблюдава намаляване на дихателната честота и увеличаване на обема на вдишване. При продължително излагане на студ дишането става неравномерно, честотата и обемът на вдишване се увеличават. Появата на мускулни тремори, при които не се извършва външна работа и цялата енергия се превръща в топлина, може да забави намаляването на температурата на вътрешните органи за известно време. Резултатът от действието ниски температуриса студени наранявания.
2. КОНТРОЛ НА МИКРОКЛИМАТИЧНИТЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Стандартните параметри на промишления микроклимат са установени от GOST 12.1.005-88, както и SanPiN 2.2.4.584-96.
маса- Оптимална производителностмикроклимат в промишлени работни помещения
|
Период от годината |
Температура на въздуха 0 С |
Температура на повърхността, 0 С |
Относителна влажност, % |
Скорост на въздуха, m/s |
|
|
Студ |
Ia (до 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 (над 290) |
16…18 |
15…19 |
60…40 |
0,3 |
|
|
Топло |
Ia (до 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 (над 290) |
18…20) |
17…21 |
60…40 |
0,3 |
За да се оцени естеството на облеклото и аклиматизацията на тялото в различни периоди от годината, беше въведена концепцията за периода на годината. Има топли и студени периоди от годината. Топлият период на годината се характеризира със средна дневна външна температура от + 10 ° C и повече, студеният период е под + 10 ° C.
Като се има предвид интензивността на труда, всички видове работа, въз основа на общата енергийна консумация на тялото, се разделят на три категории: леки, умерени и тежки. Характеристиките на производствените помещения според категорията на извършената в тях работа се определят от категорията на работата, извършвана от половината или повече от работниците в съответните помещения.
ДА СЕ лека работа(категория I) включва работа, извършвана в седнало или изправено положение, която не изисква системно физическо натоварване (работа на контролери, в процесите на производство на прецизни инструменти, работа в офиса и др.). Леката работа е разделена на категория 1а (консумация на енергия до 139 W) и категория 16 (консумация на енергия 140...174 W). Средно тежката работа (категория II) включва работа с енергоемкост 175...232 (категория Ha) и 233...290 W (категория 116). Категория Na включва работа, свързана с постоянно ходене, извършвана в изправено или седнало положение, но не изискваща движение на тежки предмети; категория Pb включва работа, свързана с ходене и носене на малки (до 10 kg) тежести (в механични монтажни цехове, текстилно производство, по време на обработка на дърво и др.). Тежка работа (категория III) с консумация на енергия над 290 W включва работа, свързана със систематично физически стрес, особено при постоянно движение, при носене на значителни (повече от 10 kg) тежести (в ковачници, леярни с ръчни процеси и др.).
В работната зона на производствените помещения, съгласно GOST 12.1.005-88, могат да се установят оптимални и допустими микроклиматични условия. Оптималните микроклиматични условия са комбинация от параметри на микроклимата, които при продължително и системно излагане на човек осигуряват усещане за топлинен комфорт и създават предпоставки за висока работоспособност.
Приемливите микроклиматични условия са такива комбинации от параметри на микроклимата, които при продължително и систематично излагане на човек могат да причинят стрес в терморегулаторните реакции и които не надхвърлят границите на физиологичните адаптивни възможности. В този случай няма здравословни проблеми, няма дискомфортни усещания за топлина, които влошават благосъстоянието, и няма намаляване на ефективността.
Измерванията на показателите за микроклимат се извършват в работната зона на височина 1,5 m от пода, като се повтарят в различни временаден и година, в различни периоди технологичен процес. Измерват се температура, относителна влажност и скорост на въздуха.
За измерване на температурата и относителната влажност се използва аспирационен психрометър Assmann (фиг. 2). Състои се от два термометъра. В един от тях резервоарът с живак е покрит с кърпа, която се навлажнява с пипета. Сухият термометър показва температурата на въздуха. Показанията на мокър термометър зависят от относителната влажност на въздуха: температурата му е по-ниска, толкова по-ниска е относителната влажност, тъй като с намаляването на влажността скоростта на изпаряване на водата от навлажнената тъкан се увеличава и повърхността на резервоара се охлажда повече. интензивно.
За да се елиминира влиянието на подвижността на въздуха в помещението върху показанията на мокрия термометър (движението на въздуха увеличава скоростта на изпаряване на водата от повърхността на навлажнената тъкан, което води до допълнително охлаждане на балона с живак със съответното подценяване на измерената стойност на влажност в сравнение с истинската й стойност), и двата термометъра са поставени в метални защитни тръби. За да се повиши точността и стабилността на показанията на уреда, при измерване на температура със сух и мокър термометър през двете тръби се пропускат постоянни въздушни потоци, създавани от вентилатор, разположен в горната част на уреда.
Преди измерване водата се изтегля в специална пипета и тъканната обвивка на мокрия термометър се навлажнява. В този случай устройството се държи вертикално, след което часовниковият механизъм се вдига и монтира (окача или държи в ръка) в точката на измерване.
След 3...5 минути показанията на сухите и мокрите термометри се установяват на определени нива, от които се изчислява относителната влажност на въздуха с помощта на специални таблици.
Скоростта на движение на въздуха се измерва с помощта на анемометри (фиг. 2.7). Когато скоростите на въздуха надвишават 1 m/s, се използват анемометри с лопатки или чаши; при по-ниски скорости се използват анемометри с гореща жица.
Принципът на действие на лопатковите и чашковите анемометри е механичен. Под въздействието на аеродинамичната сила на движещ се въздушен поток, роторът на устройството с прикрепени към него крила (плочи) започва да се върти със скорост, чиято стойност съответства на скоростта на насрещния поток. Чрез система от зъбни колела оста е свързана с подвижни стрелки. Централната стрелка показва единици и десетки, стрелките на малки циферблати показват стотици и хиляди деления. С помощта на лост, разположен отстрани, можете да изключите оста от скоростния механизъм или да го свържете.
Преди измерване запишете показанията на циферблата при изключена ос. Устройството се монтира в точката на измерване и оста с прикрепените към нея крила започва да се върти. Времето се отбелязва с помощта на хронометър и устройството се включва. След 1 минута с преместване на лоста оста се изключва и отново се записват показанията. Разликата в показанията на уреда се разделя на 60 (броят секунди в минута), за да се определи скоростта на въртене на стрелката - броят деления, които преминава за 1 секунда. Въз основа на намерената стойност, като използвате графиката, доставена с устройството, определете скоростта на движение на въздуха за секунда.
За измерване на ниски скорости на въздуха се използва анемометър с горещ проводник, който също ви позволява да определите температурата на въздуха. Принципът на измерване се основава на промяната електрическо съпротивлениечувствителен елемент на устройството при промяна на температурата и скоростта на въздуха. Въз основа на големината на електрическия ток, измерен с галванометър, скоростта на въздушния поток се определя с помощта на таблици
ЛИТЕРАТУРА
Жидецки В.Ц., Джигирей В.С., Мелников А.В. Основи на защитата на труда. Учебник – Изд. 2-ро, допълнено. – Санкт Петербург: Плакат, 2000.
2014-05-14
Значението на околната среда за човешкия живот Жизнена среда и нейното въздействие върху човешкото здраве BENZ-A-PIRENE. ПРИЧИНИ ЗА ПОЯВА В ОКОЛНАТА СРЕДА И ХРАНАТА
Денисенко Г.Ф. Безопасност и здраве при работа: Урок. – М.: Висше училище, 1995.
Дружинин V.F., Мотивация на дейностите в извънредни ситуации, М., 1996.
Между човек и околната среда непрекъснато се извършва топлообмен. Факторите на околната среда влияят върху тялото по комплексен начин и в зависимост от техните специфични стойности, вегетативните центрове (стриатум, сив туберкул на диенцефалона) и ретикуларната формация, взаимодействащи с мозъчната кора и изпращащи импулси към мускулите по протежение на симпатиковите влакна, осигуряват оптимален баланс между процесите на генериране на топлина и пренос на топлина.
Терморегулацията на тялото е комбинация от физиологични и химически процеси, насочени към поддържане на телесната температура в определени граници (36,1...37,2 °C). Прегряването на тялото или хипотермията води до опасни нарушения на жизнените функции, а в някои случаи и до заболявания. Терморегулацията се осигурява от промени в два компонента на топлообменните процеси - производство на топлина и пренос на топлина. Топлинният баланс на тялото се влияе значително от топлообмена, тъй като той е най-контролируем и променлив.
Топлината се произвежда в цялото тяло, но най-вече от напречно набраздените мускули и черния дроб. Топлинното производство на човешкото тяло, облечено в домашни дрехи и в състояние на относителна почивка при температура на въздуха 15...25 ° C, остава приблизително на същото ниво. При понижаване на температурата тя се повишава, а при повишаване от 25 до 35 °C леко се понижава. При температури над 40 °C производството на топлина започва да се увеличава. Тези данни показват, че регулирането на производството на топлина в тялото се извършва главно при ниски температури на околната среда.
Производството на топлина се увеличава при извършване на физическа работа и колкото повече, толкова по-трудна е работата. Количеството генерирана топлина също зависи от възрастта и здравословното състояние на човека. Средните стойности на производството на топлина на възрастен, в зависимост от температурата на околната среда и тежестта на извършената работа, са дадени в таблица 14.3.
14.3. Човешкото производство на топлина в зависимост от температурата на въздуха и тежестта на извършваната работа
|
Температура на въздуха, "C |
Производство на топлина, J/s |
Температура на въздуха, °C |
Производство на топлина, J/s |
|
Състояние на покой |
Умерена работа |
||
|
Лесна работа |
Трудна и много тежка работа |
||
Има три вида пренос на топлина от човешкото тяло:
радиация (под формата на инфрачервени лъчи, излъчвани от повърхността на тялото в посока на обекти с по-ниска температура);
конвекция (нагряване на въздуха, измиващ повърхността на тялото);
изпаряване на влага от повърхността на кожата, лигавиците на горните дихателни пътища и белите дробове.
Процентното съотношение между тези видове топлообмен на човек, който е в нормални условия в покой, се изразява със следните числа: 45/30/25. Това съотношение обаче може да варира в зависимост от специфичните стойности на параметрите на микроклимата и тежестта на извършената работа.
Пренос на топлина чрез излъчване се получава само когато температурата на околните предмети е по-ниска от температурата на откритата кожа (32...34,5 °C) или външните слоеве на дрехите (27...28 °C за леко облечен човек и приблизително 24 °C за човек със зимни дрехи). Основната част от радиацията принадлежи към инфрачервения диапазон с дължина на вълната (4...50) * 10-6m. В този случай количеството топлина, загубено от тялото за единица време, J/s (1 J/s = 1 W),
Pp = Sδ(Tch4 - To4),
където S е повърхността на човешкото тяло, определена от графиката (фиг. 14.1), m2. Ако масата и височината на човек са неизвестни, тогава вземете S = 1,5 m2; δ - намалена излъчвателна способност, W/(m2*K4): за памучен плат 5 = 4,2*10-8, за вълна и коприна δ = 4,3*10, за човешка кожа δ = 5,1*10 -8; PM е повърхностната температура на човешкото тяло: за съблечен човек 306 K (това съответства на 33 °C); To е температурата на околната среда, K.
Ориз. 14.1. Графика за определяне на повърхността на човешкото тяло в зависимост от теглото и височината му
Предаването на топлина чрез конвекция се осъществява и ако повърхностната температура на кожата или горни слоеведрехи над температурата на въздуха, който ги пере. При липса на вятър слой въздух с дебелина 4...8 mm, прилежащ към повърхността на кожата на съблечен човек, се нагрява поради своята топлопроводимост. По-отдалечените слоеве се нагряват поради естествено движение на въздуха или принудителен импулс. С увеличаване на скоростта на движение на въздуха, дебелината на граничния слой, заобикалящ човек, намалява до 1 mm, а преносът на топлина от повърхността на тялото се увеличава няколко пъти. Загуба на топлина чрез конвекция Въздушни пътищапо-малко, отколкото от кожата, и се появяват в случаите, когато температурата на вдишания въздух е по-ниска от телесната температура. Преносът на топлина чрез конвекция се увеличава с увеличаване на барометричното налягане.
Приблизително загубата на топлина за единица време чрез конвекция, J/s, може да се определи по формулата
Pk1 = 7(0,5 + √v)S(Tch - To)
Pk2 = 8,4(0,273 + √v)S(Tch - To)
където v е скоростта на въздуха, m/s.
Първата формула се използва за скорост на въздуха v ≤ 0,6 m/s, втората - за v > 0,6 m/s.
Изпарението е загуба на топлина при повишена температуравъздух, когато горепосочените методи за пренос на топлина са трудни или невъзможни. При нормални условия по по-голямата част от повърхността на човешкото тяло се появява незабележимо изпотяване в резултат на дифузия на вода без активното участие на потните жлези. Изключение правят повърхностите на дланите, ходилата и подмишници(съставляващи приблизително 10% от повърхността на тялото), върху които непрекъснато се отделя пот.
В резултат на изпарението тялото губи средно около 0,6 литра вода на ден. Тъй като изпаряването на 1 g вода изисква приблизително 2,5 kJ топлина, загубата му на ден ще бъде приблизително 1500 kJ. С повишаване на температурата на въздуха и тежестта на работата поради по-активно проникване на течност през стените на артериалните съдове, преплитащи потните жлези и нервна регулацияпотенето се увеличава, достигайки 5 литра на смяна, а в някои случаи 10... 12 литра. Топлопредаването също се увеличава.
Ако секрецията е твърде интензивна, потта не винаги има време да се изпари и може да се отдели под формата на капки. В този случай мокрият слой върху кожата предотвратява преноса на топлина, което допълнително води до прегряване на тялото. В допълнение към влагата чрез потта човек губи голямо количество соли (1 литър пот съдържа 2,5...2,6 g натриев хлорид) и водоразтворими витамини (C, BI, 62), което води до удебеляване на кръв и влошаване на сърцето. Трябва да се отбележи, че при загуба на количество вода, равно на 1% от общото телесно тегло, човек изпитва чувство на силна жажда; загубата на 5% вода води до загуба на съзнание, 10% до смърт.
Количеството отделена пот зависи от индивидуалните особености на организма, както и от степента на неговата адаптивност към дадените климатични условия. Интензивността на изпарението на влагата се влияе от температурата и скоростта на въздуха.
Около 300...350 g влага на ден се изпаряват през дихателните пътища, което води до загуба на топлина от 750...875 kJ.
Общата загуба на топлина чрез изпарение за единица време, J/s, може да се определи приблизително по формулата
Рi = 0,6547q(1 + kl), където q е интензивността на потната секреция, g/h, определена чрез претегляне на лицето; kl е коефициентът на преобразуване за пренос на топлина през белите дробове в зависимост от температурата на околната среда: при O "C kl = 0,43, при 18 °C - 0,3, при 28 °C - 0,23, при 35 °C - 0,035 и при 45°C kl = 0,015.
