Ljudsku aktivnost prati kontinuirano oslobađanje topline u okoliš. Njegova količina ovisi o stupnju fizičkog naprezanja i kreće se od 85 W (u mirovanju) do 500 W (tijekom teškog rada). Do fiziološki procesi u tijelu odvijala normalno, toplina koju tijelo oslobađa trebala bi se u potpunosti odvesti u okolinu. Kršenje toplinske ravnoteže može dovesti do pregrijavanja ili hipotermije tijela i, kao rezultat, do invaliditeta, brzog umora, gubitka svijesti i smrti od topline.
Temperaturni režim kože ima veliku ulogu u prijenosu topline. Njegova temperatura varira u prilično značajnim granicama, a ispod odjeće je 30 ... 34 ° C. U nepovoljnim meteorološkim uvjetima na pojedinim dijelovima tijela temperatura može pasti i do 20°C, a ponekad i niže.
Normalno toplinsko blagostanje događa se kada okolina u potpunosti percipira oslobađanje topline osobe, tj. kada postoji toplinska ravnoteža i temperatura unutarnji organi ostaje konstantan. Ako se tjelesna proizvodnja topline ne može u potpunosti prenijeti na okolinu, temperatura unutarnjih organa raste i takvo toplinsko zdravstveno stanje karakterizira se pojmom "vruće". Najviša temperatura unutarnjih organa koju čovjek može podnijeti je 43°C. U slučaju kada okolina percipira više topline nego što je čovjek proizvodi, tijelo se hladi. Takvo toplinsko blagostanje karakterizira koncept "hladnoće". Minimalna temperatura unutarnjih organa koju osoba može podnijeti je 25°C. Ugodan okoliš je onaj čiji rashladni kapacitet odgovara proizvodnji topline osobe. U uvjetima udobnosti, osoba ne doživljava toplinske osjećaje koji ga ometaju - hladnoću ili pregrijavanje.
Toplinska ravnoteža ljudskog tijela u različitim vremenskim uvjetima je različita. Temperatura ima najveći utjecaj na dobrobit čovjeka.
zrak. Osjećaju ga, prije svega, otvoreni dijelovi ljudskog tijela. O tjelesnoj temperaturi ovisi intenzitet metabolizma i oksidativnih procesa u tkivima, regulacija prokrvljenosti kože, znojenje i disanje. Na normalnim temperaturama od koža Od osobe se do 45% topline odvodi u zrak prostorije zračenjem, do 30% konvektivnim prijenosom topline i do 25% isparavanjem znoja.
Visoka temperatura zraka negativno utječe na kardiovaskularni i središnji živčani sustav čovjeka. Niska temperatura može izazvati lokalnu i opću hipotermiju tijela, izazvati prehlade.
Izmjena topline između čovjeka i okoline odvija se konvekcijom (proces ispiranja tijela zrakom).
Temperatura, brzina, relativna vlažnost i Atmosferski tlak okolni zrak nazivaju se pokazatelji mikroklime, a njihove numeričke vrijednosti su parametri mikroklime.
Parametri i intenzitet mikroklime tjelesna aktivnost Organizam karakterizira stupanj udobnosti industrijske mikroklime, osjećaj topline osobe, njegova radna sposobnost.
Utvrđeno je da pri temperaturi zraka višoj od 30 °C čovjekova sposobnost počinje padati. Maksimalna temperatura udahnutog zraka, pri
bez koje osoba još može disati nekoliko minuta posebna sredstva zaštita je oko 116 °C.
Tolerancija osobe na temperaturu također ovisi o vlažnosti i brzini kretanja okolnog zraka. Što je veća relativna vlažnost zraka, to manje znoja ispari u jedinici vremena i brže se tijelo pregrijava. Posebno nepovoljan učinak na toplinsko blagostanje osobe ima visoka vlažnost zraka pri temperaturi zraka iznad 30 ° C. Pri ovoj temperaturi sva oslobođena toplina odlazi na isparavanje znoja. Ali pri visokoj vlažnosti, znoj ne isparava, već kaplje s površine kože, iscrpljujući tijelo i ne osiguravajući potreban prijenos topline. Zajedno sa znojem ljudsko tijelo gubi značajnu količinu mineralnih soli. U nepovoljnim uvjetima industrijske mikroklime, gubitak tekućine od strane osobe može doseći 8 ... 10 litara po smjeni, a time i do 40 g kuhinjske soli (ukupno oko 140 g u ljudskom tijelu). Pri visokim temperaturama zraka intenzivnije se troše ugljikohidrati i masti, a bjelančevine se uništavaju.
Dugotrajna izloženost visoka temperatura, osobito u kombinaciji s visokom vlagom, može dovesti do značajnog nakupljanja topline u tijelu i razvoja pregrijavanja tijela iznad dopuštene razine - hipertermije - stanja u kojem se tjelesna temperatura povećava do
38...39 °S (toplinski udar). U ovoj državi postoji glavobolja, vrtoglavica, opća slabost, poremećaj percepcije boja, suha usta, mučnina, povraćanje, obilno znojenje, puls i disanje su ubrzani. Prisutno je bljedilo, cijanoza, zjenice su proširene, ponekad se mogu pojaviti konvulzije, gubitak svijesti.
U toplim radionicama za popravak željezničkih vozila odvijaju se tehnološki procesi koji se odvijaju na temperaturama koje su znatno više od temperature zraka. okoliš. Zagrijane površine emitiraju struje zračenja u prostor, što može dovesti do negativne posljedice. Infracrvene zrake imaju uglavnom toplinski učinak na ljudsko tijelo, dok postoji kršenje normalne aktivnosti kardiovaskularnog i središnjeg živčani sustavi s. Ove zrake mogu uzrokovati opekline kože i očiju. Najčešće i najteže oštećenje oka uslijed izlaganja infracrvenim zrakama je mrena oka.
Proizvodni procesi koji se provode na niske temperature, velika pokretljivost i vlažnost zraka, mogu izazvati hlađenje, pa čak i hipotermiju tijela - hipotermiju. U početno razdoblje izloženost umjerenoj hladnoći, dolazi do smanjenja učestalosti disanja, povećanja volumena udahnutog zraka. Uz produljeno djelovanje hladnoće
Temperatura ljudskog tijela održava se na određenoj razini, neovisno o temperaturi okoline. Održavanje stalne temperature osigurava se regulacijom stvaranja i prijenosa topline. Stvaranje topline u tijelu događa se kontinuirano u svim organima kao rezultat oksidacije hranjivih tvari. Veliki broj toplina se stvara u mišićima, posebno tijekom fizički rad. Postoji izravan odnos između metabolizma i stvaranja topline: povećanje metabolizma prati povećanje stvaranja topline i, obrnuto, sa smanjenjem metabolizma, stvaranje topline se smanjuje. Regulacija stvaranja topline svodi se na promjenu metabolizma. Dakle, s padom temperature okoline povećava se metabolizam tvari i, posljedično, stvaranje topline. Dobar primjer ove ovisnosti je drhtanje mišića kada se tijelo hladi. Iritacija odgovarajućih kožnih receptora hladnoćom uzrokuje refleksnu kontrakciju mišića, što je popraćeno povećanjem njihovog metabolizma i povećanjem stvaranja topline.
Istovremeno s stvaranjem topline odvija se i proces prijenosa topline. Krv, koja prolazi kroz organe, zagrijava se, a zatim odaje višak topline okolini. Prijenos topline odvija se uglavnom preko kože zračenjem i provođenjem topline, kao i isparavanjem znoja. Dio topline odaje se izdahnutim zrakom, urinom i izmetom. Do zračenja i provođenja topline kroz kožu dolazi samo ako je temperatura okoline ispod tjelesne temperature. Pri visokim temperaturama zraka toplina se uglavnom ili isključivo odaje znojenjem. Regulacija prijenosa topline temelji se uglavnom na promjenama u volumenu krvi koja teče kroz krvne žile kože i na intenzitetu znojenja. Dakle, širenjem kožnih žila i pojačanim protokom krvi prijenos topline se povećava, a njihovim sužavanjem i smanjenjem protoka krvi smanjuje se.
Proces stvaranja i prijenosa topline regulira živčani sustav. Na ove procese utječe centar termoregulacije ("toplinski centar"), koji se nalazi u srednjem dijelu mozga. U pokusima na životinjama utvrđeno je da mehanička (ubod posebnom iglom) ili električna stimulacija ovog područja mozga uzrokuje povećanje tjelesne temperature.
Normalno, uzbuđenje toplinskog centra nastaje kao rezultat iritacije temperaturnih receptora kože i pod utjecajem temperature krvi koja teče u centar. Tako, na primjer, kada su receptori kože nadraženi hladnoćom, impulsi koji nastaju u njima prenose se u središte termoregulacije. U isto vrijeme, temperatura krvi koja okružuje toplinski centar može se donekle promijeniti. Kao odgovor na ove iritacije, toplinski centar ima dvije vrste utjecaja: pojačani metabolizam u tkivima, što povećava proizvodnju topline, i sužavanje krvnih žila kože, što dovodi do smanjenja aktivnog prijenosa topline. Kao rezultat toga, nema hlađenja tijela.
U organizmu zdrava osoba postoji ravnoteža između proizvodnje topline i gubitka topline: onoliko topline otpusti se u okoliš koliko se i proizvede. Zbog ove korespondencije stvaranja i prijenosa topline, tjelesna temperatura se održava na istoj razini.
Prosječna tjelesna temperatura zdrave osobe, mjerena u pazuhu, kreće se od 36,5 - 36,9°. U dojenčadi se određuje tjelesna temperatura u rektumu (37 - 37,5 °). Tijekom dana postoje mala temperaturna kolebanja koja imaju određeni obrazac. Najniža temperatura se promatra od 4 do 6 sati, najviša - od 16 do 18 sati. Prema mjerenjima temperature u različito doba dana može se sastaviti dnevna temperaturna krivulja.
Mnoge bolesti prate povećanje tjelesne temperature, što se objašnjava kršenjem termoregulacije. Povećanje tjelesne temperature iznad 41 ° prijeti tijelu, jer su vitalni procesi poremećeni (mogući su samo na određenim temperaturnim granicama). Kod visoke tjelesne temperature postoji nagli porast metabolizam: dolazi do pojačane razgradnje vlastitih tjelesnih bjelančevina (negativna ravnoteža dušika), ubrzanog rada srca i s njim povezanog porasta krvnog tlaka, ubrzanog disanja i sl. Porast tjelesne temperature uočava se tijekom intenzivnog mišićnog rada, osobito u uvjetima visoke temperature zraka. U tom slučaju osoba može doživjeti toplinski udar.
U nekim slučajevima, na primjer, s produljenim hlađenjem, tjelesna temperatura je niža od normalne. Smanjenje tjelesne temperature (hipotermija) ponekad se uzrokuje umjetno kada kirurške intervencije(na primjer, tijekom operacije srca). To dovodi do smanjenja metabolizma u tijelu i do smanjenja potrebe tkiva za kisikom. U takvim uvjetima tkiva dulje toleriraju nedostatak kisika u krvi.
13. PRIJENOS TOPLINE ČOVJEKOM
Prijenos topline je izmjena topline između površine ljudskog tijela i okoline. U složen proces održavanje toplinske ravnoteže tijela, regulacija prijenosa topline je od velike važnosti. S obzirom na fiziologiju prijenosa topline, prijenos topline se smatra prijenosom topline oslobođene u procesima vitalne aktivnosti iz tijela u okolinu. Prijenos topline odvija se uglavnom zračenjem, konvekcijom, kondukcijom, isparavanjem. U uvjetima toplinske udobnosti i hlađenja najveći udio zauzima gubitak topline zračenjem i konvekcijom (73-88% ukupnog gubitka topline) (1,5, 1,6). U uvjetima koji uzrokuju pregrijavanje tijela, toplina prevladava prijenos isparavanjem.
Prijenos topline zračenjem. U svim uvjetima ljudske aktivnosti između njega i okolnih tijela dolazi do izmjene topline pomoću infracrvenog zračenja (radijativna izmjena topline). Čovjek je tijekom života često izložen toplinskom učinku infracrvenog zračenja različitih spektralnih karakteristika: od sunca, zagrijane površine zemlje, zgrada, uređaja za grijanje itd. U proizvodnji se čovjek susreće sa grijanjem zračenjem, na primjer, u toplim pogonima metalurške, staklarske, prehrambene industrije itd.
Zračenjem čovjek odaje toplinu u slučajevima kada je temperatura ograda oko čovjeka niža od temperature površine tijela. U čovjekovu okruženju često postoje površine koje imaju temperaturu puno nižu od temperature tijela (hladni zidovi, ostakljene površine). U tom slučaju gubitak topline zračenjem može izazvati lokalno ili opće hlađenje osobe. Hlađenju zračenjem izloženi su građevinski radnici, radnici zaposleni u prometu, servisiranje hladnjaka i sl.
Prijenos topline zračenjem u ugodnim meteorološkim uvjetima iznosi 43,8-59,1% ukupnog gubitka topline. Ako u prostoriji postoje ograde s temperaturom nižom od temperature zraka, udio ljudskog gubitka topline zračenjem se povećava i može doseći 71%. Ovaj način hlađenja i zagrijavanja ima dublji učinak na tijelo od konvekcije (1,5J. Prijenos topline zračenjem * proporcionalan je razlici četvrtih potencija apsolutnih temperatura površina ljudskog tijela i okolnih predmeta. Uz malu temperaturnu razliku, koja se praktično opaža u stvarnim uvjetima ljudskog života, jednadžba za određivanje gubitka topline zračenjem (Srad, W, može se napisati na sljedeći način:
gdje je rad koeficijent zračenja, W/(m2°S); Spad - površina ljudskog tijela uključena u radijacijsku izmjenu topline, m2; t1 je temperatura površine ljudskog tijela (odjeće), °S; t2 - površinska temperatura okolnih objekata, °S.
Emisivnost a rad at poznate vrijednosti t1 i t2 mogu se odrediti iz tablice. 1.3.
Površina ljudskog tijela koja je uključena u prijenos topline zračenjem je manja od cijele površine tijela, jer su neki dijelovi tijela međusobno ozračeni i ne sudjeluju u izmjeni. Površina tijela uključena u izmjenu topline može iznositi 71-95% ukupne površine ljudskog tijela. Za ljude koji stoje ili sjede koeficijent učinkovitosti zračenja s površine tijela iznosi 0,71; u procesu ljudskog kretanja, može se povećati na 0,95.
Gubitak topline zračenjem s površine tijela odjevene osobe Qrad, W, također se može odrediti jednadžbom
prijenos topline konvekcijom. Toplina se prenosi konvekcijom s površine čovjekova tijela (ili odjeće) na zrak koji se kreće oko njega (nje). Razlikujemo konvekcijski prijenos topline slobodan (zbog temperaturne razlike između površine tijela i zraka) i prisilni (pod utjecajem kretanja zraka). U odnosu na ukupni toplinski gubitak u uvjetima toplinske udobnosti prijenos topline konvekcijom iznosi 20-30%. Gubitak topline konvekcijom u uvjetima vjetra znatno se povećava.
Koristeći ukupnu vrijednost koeficijenta prolaza topline (a rad.conv), vrijednosti radijacijsko-konvektivnog gubitka topline (Rrad.conv) mogu se odrediti jednadžbom
Orad.conv \u003d Orad.conv (tod-tv).
Konduktivni prijenos topline. Prijenos topline s površine ljudskog tijela na one koji su s njim u kontaktu tvrdi predmeti provodi se kondukcijom. Gubitak topline kondukcijom u skladu s Fourierovim zakonom može se odrediti jednadžbom 
Kao što je vidljivo iz jednadžbe, prijenos topline kondukcijom je to veći što je niža temperatura predmeta s kojim osoba dolazi u dodir, što je veća dodirna površina i što je manja debljina paketa odjevnih materijala.
U normalnim uvjetima specifična težina gubitka topline kondukcijom je mala, jer je koeficijent toplinske vodljivosti mirnog zraka zanemariv. U ovom slučaju, osoba gubi toplinu kondukcijom samo s površine stopala, čija površina iznosi 3% površine tijela. Ali ponekad (u kabinama poljoprivrednih strojeva, toranjskih dizalica, bagera itd.), područje kontakta s hladnim zidovima može biti prilično veliko. Osim toga, osim veličine dodirne površine važan je i dio tijela koji je izložen hlađenju (stopala, donji dio leđa, ramena i sl.).
Prijenos topline isparavanjem. Važan način prijenosa topline, osobito pri visokim temperaturama zraka i pri fizičkom radu, je isparavanje difuzijske vlage i znoja. U uvjetima toplinske udobnosti i hlađenja, osoba koja je u stanju relativnog fizičkog mirovanja gubi vlagu difuzijom (neprimjetnim znojenjem) s površine kože i gornjih dišnih putova. Zbog toga čovjek predaje okolini 23-27% ukupne topline, dok se 1/3 gubitaka odnosi na toplinu isparavanjem iz gornjih dišnih putova, a 2/3 s površine kože. Na gubitak vlage difuzijom utječe tlak vodene pare u zraku koji okružuje osobu. Budući da je u kopnenim uvjetima promjena tlaka vodene pare mala, smatra se da je gubitak vlage zbog isparavanja difuzijske vlage relativno konstantan (30-60 g/h). Oni donekle fluktuiraju samo ovisno o prokrvljenosti kože.
Gubitak topline isparavanjem difuzijske vlage s površine kože Qsp.d, W, može se odrediti jednadžbom
Odvođenje topline tijekom disanja. Gubitak topline zbog zagrijavanja udahnutog zraka mali je udio u usporedbi s drugim vrstama gubitaka topline, međutim s povećanjem potrošnje energije i smanjenjem temperature zraka, gubici topline ove vrste rastu.
Gubitak topline zbog zagrijavanja udahnutog zraka Qd.n, W, može se odrediti jednadžbom
Qbreath.n=0,00 12Qe.t (34-tv),
gdje je 34 temperatura izdahnutog zraka, °C (in ugodnim uvjetima) .
Zaključno treba napomenuti da gornje jednadžbe za izračun komponenti toplinske bilance omogućuju samo približnu procjenu izmjene topline između čovjeka i okoliša. Postoji i niz jednadžbi (empirijskih i analitičkih) koje su predložili različiti autori i koje omogućuju određivanje količine radijacijsko-konvektivnog gubitka topline (fred conv) potrebnog za izračun toplinske otpornosti odjeće.
S tim u vezi, uz proračun, u istraživanjima se koriste i eksperimentalne metode za procjenu prijenosa topline tijela, a to su metode određivanja ukupnog gubitka vlage čovjeka i gubitka vlage isparavanjem vaganjem neodjevene i odjevene osobe, kao i određivanje radijacijsko-konvektivnog gubitka topline pomoću senzora za mjerenje topline postavljenih na površini tijela.
Uz izravne metode za procjenu prijenosa topline kod ljudi, koriste se neizravne metode koje odražavaju učinak na tijelo razlike između prijenosa topline i proizvodnje topline po jedinici vremena u određenim životnim uvjetima. Ovaj omjer određuje toplinsko stanje osobe, čije je očuvanje na optimalnoj ili prihvatljivoj razini jedna od glavnih funkcija odjeće. U tom smislu služe pokazatelji i kriteriji toplinskog stanja osobe fiziološka osnova i dizajnirati odjeću i ocjenjivati je.
BIBLIOGRAFIJA
1 1. Ivanov K. P. Osnovni principi regulacije temperature pzmeo-staze / U knj. Fiziologija termoregulacije. L., 1984. S. 113-137.
1.2 Ivanov K. P. Regulacija homeostaze temperature kod životinja i ljudi. Ashgabat, 1982.
1 3 Berkovich EM Energetski metabolizam u zdravlju i bolesti. M., 1964.
1.4. Toplinska udobnost Fanger R.O. Kopenhagen, 1970.
K5. Malysheva A. E. Higijenska pitanja radijacijske izmjene topline osobe s okolinom. M., 1963.
1 6. Kolesnikov P. A. Svojstva toplinske zaštite odjeće. M., 1965
1 7. Witte N. K. Izmjena topline kod čovjeka i njezino higijensko značenje. Kijev, 1956
Ljudsku aktivnost prati kontinuirano oslobađanje topline u okoliš. Njegova količina ovisi o stupnju fizičkog naprezanja i kreće se od 85 (u mirovanju) do 500 W (tijekom napornog rada). Da bi se fiziološki procesi u tijelu odvijali normalno, toplina koju stvara tijelo mora biti potpuno odvedena u okolinu.Povreda toplinske ravnoteže može dovesti do pregrijavanja ili hipotermije tijela i, kao rezultat, do invaliditeta, brzog umora, gubitka svijesti i toplinske smrti.
Jedan od važnih integralnih pokazatelja toplinskog stanja organizma je prosječna tjelesna temperatura od oko 36,5°C. Ovisi o stupnju kršenja toplinske ravnoteže i razini potrošnje energije tijekom obavljanja fizičkog rada. Prilikom obavljanja posla umjereno i jaka pri visokim temperaturama zraka, može porasti od nekoliko desetinki stupnja do 1 ... 2 ° C. Najviša temperatura unutarnjih organa koju čovjek može podnijeti je 43°C, a minimalna 25°C.
Temperaturni režim kože ima veliku ulogu u prijenosu topline. Njegova temperatura varira u prilično značajnim granicama, a ispod odjeće je 30 ... 34 ° C. U nepovoljnim meteorološkim uvjetima na pojedinim dijelovima tijela temperatura može pasti i do 20°C, a ponekad i niže.
Normalno toplinsko stanje nastaje kada se stvara toplina Q TP osobu u potpunosti percipira okolina Q TO, tj. kada se odvija toplinska ravnoteža Q TP = Q TO. U tom slučaju temperatura unutarnjih organa ostaje konstantna. Ako se proizvodnja topline tijela ne može u potpunosti prenijeti na okolinu ( Q TP > Q TO), dolazi do povećanja temperature unutarnjih organa i takvo toplinsko blagostanje karakterizira koncept "vruće". U slučaju kada okolina percipira više topline nego što je čovjek proizvodi ( Q TP < Q TO), tada se tijelo hladi. Takvo toplinsko blagostanje karakterizira koncept "hladnoće".
Izmjena topline između čovjeka i okoline odvija se konvekcijom Qk kao rezultat ispiranja tijela zrakom, zračenjem na okolne površine te u procesu prijenosa topline i mase Q l tijekom isparavanja vlage koju žlijezde znojnice iznose na površinu kože i tijekom disanja. Normalno blagostanje osobe ostvaruje se pod uvjetom jednakosti:
Q TP = Qk +Q l +Q TM
Količina topline koju ispušta ljudsko tijelo različiti putevi, ovisi o jednom ili drugom parametru mikroklime. Dakle, veličina i smjer konvektivne izmjene topline između osobe i okoliša uglavnom je određena temperaturom okoline, atmosferskim tlakom, pokretljivošću zraka i sadržajem vlage.
Zračenje topline događa se u smjeru površina koje okružuju čovjeka, a koje imaju nižu temperaturu od temperature površine odjeće i otvorenih dijelova ljudskog tijela. Pri visokim temperaturama okolnih površina (iznad 30 °C) prijenos topline zračenjem potpuno prestaje, a pri višim temperaturama prijenos topline zračenjem odvija se u suprotnom smjeru - od vrućih površina do čovjeka.
Oslobađanje topline tijekom isparavanja vlage koju žlijezde znojnice iznose na površinu kože ovisi o temperaturi zraka, intenzitetu rada koji čovjek obavlja, o brzini okolnog zraka i njegovoj relativnoj vlažnosti.
Temperatura, brzina, relativna vlažnost i atmosferski tlak okolnog zraka nazivaju se mikroklimatskim parametrima. Temperatura okolnih objekata i intenzitet tjelesne aktivnosti karakteriziraju specifično proizvodno okruženje.
Glavni parametri koji osiguravaju proces izmjene topline između osobe i okoliša, kao što je gore prikazano, su pokazatelji mikroklime. U prirodnim uvjetima na Zemljinoj površini (razina mora) oni značajno variraju. Dakle, temperatura okoline varira od -88 do + 60 °S; pokretljivost zraka - od 0 do 60 m / s; relativna vlažnost - od 10 do 100% i atmosferski tlak - od 680 do 810 mm Hg. Umjetnost.
Zajedno s promjenom parametara mikroklime mijenja se i toplinska dobrobit osobe. Uvjeti koji narušavaju toplinsku ravnotežu uzrokuju reakcije u tijelu koje doprinose njegovoj obnovi. Procesi regulacije oslobađanja topline radi održavanja stalne temperature ljudskog tijela nazivaju se termoregulacija. Omogućuje vam održavanje konstantne tjelesne temperature. Termoregulacija se provodi uglavnom na tri načina: biokemijski; promjenom intenziteta cirkulacije krvi i intenziteta znojenja.
Termoregulacija biokemijskim putem, nazvana kemijska termoregulacija, sastoji se u promjeni proizvodnje topline u tijelu reguliranjem brzine oksidativnih reakcija. Promjenom intenziteta krvotoka i znojenja mijenja se otpuštanje topline u okolinu i zato se naziva fizikalna termoregulacija.
Termoregulacija tijela provodi se istovremeno na sve načine. Dakle, s padom temperature zraka, povećanje prijenosa topline zbog povećanja temperaturne razlike sprječavaju takvi procesi kao što su smanjenje vlažnosti kože, a time i smanjenje prijenosa topline isparavanjem, smanjenje temperature kože zbog smanjenja intenziteta transporta krvi iz unutarnjih organa, a istovremeno smanjenje temperaturne razlike. Eksperimentalno je utvrđeno da optimalni metabolizam u organizmu i, sukladno tome, maksimalne performanse aktivnosti se odvijaju ako su komponente procesa prijenosa topline unutar sljedećih granica: Qk≈30 %; Q l≈ 50 %; Q TM≈ 20%. Takva ravnoteža karakterizira odsutnost napetosti u sustavu termoregulacije.
Parametri mikroklime imaju izravan utjecaj na toplinsko blagostanje osobe i njegovu izvedbu. Utvrđeno je da pri temperaturi zraka višoj od 25 ° C, performanse osobe počinju opadati. Najviša temperatura udahnutog zraka pri kojoj osoba može disati nekoliko minuta bez posebne zaštitne opreme je oko 116°C.
Tolerancija čovjeka na temperaturu, kao i njegov osjećaj topline, uvelike ovisi o vlažnosti i brzini okolnog zraka. Što je veća relativna vlažnost zraka, manje znoja ispari u jedinici vremena i brže se tijelo pregrijava. Visoka vlažnost zraka posebno nepovoljno utječe na toplinsko stanje osobe.<ос >30 ° C, budući da se u ovom slučaju gotovo sva oslobođena toplina odaje u okolinu tijekom isparavanja znoja. S povećanjem vlažnosti, znoj ne isparava, već teče u kapljicama s površine kože. Postoji takozvani bujični protok znoja, koji iscrpljuje tijelo i ne osigurava potreban prijenos topline. Zajedno sa znojem, tijelo gubi značajnu količinu mineralnih soli, elemenata u tragovima i vitamini topivi u vodi. U nepovoljnim uvjetima gubitak tekućine može doseći 8 ... 10 litara po smjeni, a time i do 40 g kuhinjske soli (ukupno oko 140 g NaCl u tijelu). Gubici veći od 30 g NaCl izuzetno su opasni za ljudski organizam, jer dovode do poremećaja želučane sekrecije, grčevi mišića, konvulzije. Nadoknada gubitka vode u ljudskom tijelu pri visokim temperaturama događa se razgradnjom ugljikohidrata, masti i bjelančevina.
Za vraćanje ravnoteže vode i soli radnika u toplim trgovinama, točke za dopunjavanje slanog (oko 0,5% NaCl) gaziranog piti vodu brzinom od 4 ... 5 litara po osobi po smjeni. U brojnim se tvornicama u te svrhe koristi proteinsko-vitaminski unos. U vrućim podnebljima preporuča se piti ohlađeno piti vodu ili čaj.
Dugotrajno izlaganje visokoj temperaturi, osobito u kombinaciji s visokom vlagom, može dovesti do značajnog nakupljanja topline u tijelu i razvoja pregrijavanja tijela iznad dopuštene razine - hipertermije - stanja u kojem se tjelesna temperatura podigne na 38 ... 39 ° C. S hipertermijom i kao rezultat toplinski udar glavobolja, vrtoglavica, opća slabost, poremećaj percepcije boja, suha usta, mučnina, povraćanje, obilno znojenje, puls i disanje su ubrzani. U ovom slučaju, promatraju se bljedilo, cijanoza, zjenice su proširene, ponekad se javljaju konvulzije, gubitak svijesti.
U toplim radnjama industrijskih poduzeća većina tehnoloških procesa odvija se na temperaturama koje su znatno više od temperature okolnog zraka. Zagrijane površine zrače struje zračenja u prostor, što može dovesti do negativnih posljedica. Infracrvene zrake imaju uglavnom toplinski učinak na ljudsko tijelo, dok postoji kršenje aktivnosti kardiovaskularnog i živčanog sustava. Zrake mogu uzrokovati opekline kože i očiju. Najčešće i najteže oštećenje oka uslijed izlaganja infracrvenim zrakama je mrena oka.
Proizvodni procesi koji se odvijaju pri niskim temperaturama, velikoj pokretljivosti zraka i vlažnosti mogu izazvati hlađenje, pa čak i pothlađenje organizma – hipotermiju. U početnom razdoblju izloženosti umjerenoj hladnoći dolazi do smanjenja učestalosti disanja, povećanja volumena udisaja. Duljim izlaganjem hladnoći disanje postaje nepravilno, povećava se učestalost i volumen udaha. Pojava drhtanja mišića, u kojima se ne izvodi vanjski rad, a sva energija se pretvara u toplinu, može neko vrijeme odgoditi smanjenje temperature unutarnjih organa. Rezultat radnje niske temperature su ozljede od hladnoće.
2. KONTROLA MIKROKLIMATSKIH POKAZATELJA
Normativni parametri industrijske mikroklime utvrđeni su GOST 12.1.005-88, kao i SanPiN 2.2.4.584-96.
Stol- Optimalna izvedba mikroklima na radnim mjestima industrijskih prostora
|
Razdoblje godine |
Temperatura zraka, 0 S |
Temperatura površine, 0 S |
Relativna vlažnost, % |
Brzina zraka, m/s |
|
|
hladno |
Ia (do 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 (više od 290) |
16…18 |
15…19 |
60…40 |
0,3 |
|
|
Topla |
Ia (do 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 (više od 290) |
18…20) |
17…21 |
60…40 |
0,3 |
Za procjenu prirode odjeće i aklimatizacije tijela u različito doba godine uvodi se koncept razdoblja godine. Razlikovati topla i hladna razdoblja u godini. Toplo razdoblje godine karakterizira prosječna dnevna vanjska temperatura od + 10 ° C i više, hladno razdoblje je ispod + 10 ° C.
Uzimajući u obzir intenzitet rada, sve vrste rada, na temelju ukupne energetske potrošnje tijela, dijele se u tri kategorije: laki, umjereni i teški. Značajke industrijskih prostora prema kategoriji rada koji se u njima obavlja utvrđuju se prema kategoriji rada koji obavlja polovica ili više radnika u odgovarajućoj prostoriji.
DO lagani rad(I. kategorija) uključuje poslove koji se obavljaju sjedeći ili stojeći, a koji ne zahtijevaju sustavno fizičko naprezanje (rad kontrolora, u procesima precizne instrumentacije, uredski rad i dr.). Lagani rad podijeljen je u kategoriju 1a (troškovi energije do 139 W) i kategoriju 16 (troškovi energije 140 ... 174 W). Umjereni rad (II. kategorija) uključuje rad s potrošnjom energije od 175 ... 232 (kategorija Na) i 233 ... 290 W (kategorija 116). Kategorija H uključuje rad povezan sa stalnim hodanjem, koji se izvodi stojeći ili sjedeći, ali ne zahtijeva pomicanje utega, kategorija Pb - rad povezan s hodanjem i nošenjem malih (do 10 kg) utega (u mehaničarskim radionicama, proizvodnji tekstila, obradi drva itd.). Težak rad (kategorija III) s potrošnjom energije većom od 290 W uključuje rad povezan sa sustavnim fizički stres, osobito kod stalnog kretanja, uz nošenje značajnih (više od 10 kg) utega (u kovačnicama, ljevaonicama s ručnim procesima itd.).
U radnom prostoru proizvodnog pogona, prema GOST 12.1.005-88, mogu se uspostaviti optimalni i dopušteni mikroklimatski uvjeti. Optimalni mikroklimatski uvjeti su takva kombinacija mikroklimatskih parametara koja uz dugotrajnu i sustavnu izloženost čovjeku pruža osjećaj toplinske ugode i stvara preduvjete za visoku učinkovitost.
Dopušteni mikroklimatski uvjeti su takve kombinacije mikroklimatskih parametara koje kod dugotrajne i sustavne izloženosti čovjeka mogu uzrokovati napetost termoregulacijskih reakcija i koje ne prelaze granice fizioloških adaptivnih mogućnosti. Istodobno, nema poremećaja u zdravstvenom stanju, neugodnih osjećaja topline koji pogoršavaju dobrobit i smanjenja radne sposobnosti.
Mjerenja pokazatelja mikroklime provode se u radnom prostoru na visini od 1,5 m od poda, ponavljajući ih u različita vremena dan i godina, u različito vrijeme tehnološki proces. Izmjerite temperaturu, relativnu vlažnost i brzinu strujanja zraka.
Za mjerenje temperature i relativne vlažnosti zraka koristi se asman aspiracijski psihrometar (slika 2). Sastoji se od dva termometra. Jedan od njih ima spremnik žive prekriven krpom koja se navlaži pipetom. Suhi termometar pokazuje temperaturu zraka. Očitanja mokrog termometra ovise o relativnoj vlažnosti zraka: njegova temperatura je niža, što je niža relativna vlažnost, jer se s padom vlažnosti povećava brzina isparavanja vode iz navlaženog tkiva i površina spremnika se intenzivnije hladi.
Kako bi se isključio utjecaj pokretljivosti zraka u prostoriji na očitanja mokrog termometra (kretanje zraka povećava brzinu isparavanja vode s površine navlaženog tkiva, što dovodi do dodatnog hlađenja živinog cilindra s odgovarajućim smanjenjem izmjerene vrijednosti vlažnosti u odnosu na njezinu stvarnu vrijednost), oba su termometra smještena u metalne zaštitne cijevi. Kako bi se poboljšala točnost i stabilnost očitanja uređaja u procesu mjerenja temperature suhim i mokrim termometrom, kroz obje cijevi se propuštaju stalna strujanja zraka koja stvara ventilator koji se nalazi na vrhu uređaja.
Prije mjerenja, voda se uvuče u posebnu pipetu, a njezin platneni omotač se navlaži mokrim termometrom. U tom slučaju uređaj se drži okomito, zatim se satni mehanizam napinje i instalira (okači ili drži u ruci) na mjestu mjerenja.
Nakon 3 ... 5 minuta, očitanja suhih i mokrih termometara postavljaju se na određene razine, prema kojima se pomoću posebnih tablica izračunava relativna vlažnost zraka.
Brzina kretanja zraka mjeri se pomoću anemometara (slika 2.7). Pri brzinama zraka iznad 1 m/s koriste se anemometri s krilcima ili čašicama, a pri nižim brzinama koriste se anemometri s vrućom žicom.
Princip rada krilnih i čašastih anemometara je mehanički. Pod utjecajem aerodinamičke sile pokretnog protoka zraka, rotor uređaja s krilcima (pločama) pričvršćenim na njega počinje se okretati brzinom čija vrijednost odgovara brzini nadolazećeg toka. Preko sustava zupčanika osovina je povezana s pomičnim strelicama. Središnja kazaljka pokazuje jedinice i desetice, kazaljke malih brojčanika pokazuju stotine i tisuće podjela. Pomoću poluge koja se nalazi sa strane, osovina se može odvojiti od mjenjača ili spojiti.
Prije mjerenja, očitanja brojčanika se bilježe s isključenom osi. Uređaj se postavlja na mjernu točku, a os s krilcima pričvršćenim na nju počinje se okretati. Štoperica mjeri vrijeme i uključuje uređaj. Nakon 1 minute, pomicanjem poluge, os se isključuje i ponovno se snimaju očitanja. Razlika u očitanjima uređaja dijeli se sa 60 (broj sekundi u minuti) kako bi se odredila brzina rotacije strelice - broj podjela koje prolazi u 1 s. Na temelju pronađene vrijednosti, pomoću grafikona koji je pričvršćen na uređaj, određuje se brzina kretanja zraka u sekundi.
Za mjerenje malih brzina zraka koristi se anemometar s vrućom žicom, koji također omogućuje određivanje temperature zraka. Princip mjerenja temelji se na mijenjanju električni otpor osjetljiv element uređaja pri promjeni temperature i brzine zraka. Po veličini električne struje izmjerene galvanometrom određuje se brzina strujanja zraka pomoću tablica
KNJIŽEVNOST
Zhidetsky V.Ts., Dzhigirey V.S., Melnikov A.V. Osnove zaštite na radu. Udžbenik - Prir. 2., dopunjeno. - St. Petersburg: Afisha, 2000.
2014-05-14
Značaj okoliša za život čovjeka Životni okoliš i njegov utjecaj na zdravlje ljudi BENZ-A-PIREN. RAZLOZI POJAVE U OKOLIŠU I HRANI
Denisenko G.F. Sigurnost i zdravlje na radu: Tutorial. - M .: Viša škola, 1995.
Druzhinin V.F., Motivacija aktivnosti u hitne situacije, M., 1996.
Izmjena topline neprestano se odvija između čovjeka i njegove okoline. Čimbenici okoliša utječu na tijelo na složen način, a ovisno o njihovim specifičnim vrijednostima, vegetativni centri (prugasto tijelo, sivi tuberkulum diencefalona) i retikularna formacija, u interakciji s moždanom korom i šaljući impulse mišićima kroz simpatička vlakna, osiguravaju optimalan omjer stvaranja topline i procesa prijenosa topline.
Termoregulacija tijela je kombinacija fizioloških i kemijski procesi usmjeren na održavanje tjelesne temperature unutar određenih granica (36,1 ... 37,2 ° C). Pregrijavanje tijela ili njegova hipotermija dovodi do opasnih kršenja vitalnih funkcija, au nekim slučajevima i do bolesti. Termoregulacija se osigurava promjenom dviju komponenti procesa izmjene topline - proizvodnje topline i prijenosa topline. Na toplinsku ravnotežu tijela značajno utječe prijenos topline, kao najkontroliraniji i najvarijabilniji.
Toplinu proizvodi cijelo tijelo, a najviše poprečno-prugasti mišići i jetra. Generacija topline ljudskog tijela, odjevenog u kućnu odjeću iu stanju relativnog odmora pri temperaturi zraka od 15 ... 25 ° C, ostaje približno na istoj razini. S padom temperature raste, a kada se digne s 25 na 35 ° C, lagano se smanjuje. Na temperaturama iznad 40 °C počinje se povećavati stvaranje topline. Ovi podaci pokazuju da se regulacija proizvodnje topline u tijelu uglavnom odvija pri niskim temperaturama okoline.
Proizvodnja topline se povećava tijekom obavljanja fizičkog rada, i to više, što je posao teži. Količina proizvedene topline također ovisi o dobi i zdravstvenom stanju osobe. Prosječne vrijednosti proizvodnje topline odrasle osobe, ovisno o temperaturi okoline i težini obavljenog posla, prikazane su u tablici 14.3.
14.3. Proizvodnja ljudske topline ovisno o temperaturi zraka i težini obavljenog posla
|
Temperatura zraka, "C |
Proizvodnja topline, J/s |
Temperatura zraka, °S |
Proizvodnja topline, J/s |
|
Stanje mirovanja |
Srednji posao |
||
|
Lak posao |
Težak i jako težak posao |
||
Postoje tri vrste prijenosa topline iz ljudskog tijela:
zračenje (u obliku infracrvenih zraka koje emitira površina tijela u smjeru objekata s nižom temperaturom);
konvekcija (zagrijavanje zraka koji ispire površinu tijela);
isparavanje vlage s površine kože, sluznice gornjih dišnih putova i pluća.
Postotni omjer između ovih vrsta prijenosa topline osobe koja u normalnim uvjetima miruje izražava se sljedećim brojevima: 45/30/25. Međutim, ovaj omjer može varirati ovisno o specifičnim vrijednostima parametara mikroklime i težini obavljenog posla.
Prijenos topline zračenjem događa se samo kada je temperatura okolnih predmeta niža od temperature izložene kože (32..34.5 °C) ili vanjskih slojeva odjeće (27..28 °C za lagano odjevenu osobu i približno 24 °C za osobu u zimskoj odjeći). Glavnina zračenja pripada infracrvenom području s valnom duljinom (4..50) * 10-6m. U isto vrijeme, količina topline koju tijelo gubi po jedinici vremena, J / s (1 J / s \u003d 1 W),
Pp = Sδ(Tch4 - To4),
gdje je S površina ljudskog tijela, određena prema rasporedu (slika 14.1), m2. Ako su masa i visina osobe nepoznate, tada se uzima S = 1,5 m2; δ je smanjeni koeficijent zračenja, W / (m2 * K4): za pamučnu tkaninu 5 = 4,2 * 10-8, za vunu i svilu δ = 4,3 * 10, za ljudsku kožu δ = 5,1 * 10-8; Tch je temperatura površine ljudskog tijela: za neodjevenu osobu 306 K (to odgovara 33 ° C); To je temperatura okoline, K.
Riža. 14.1. Grafikon za određivanje površine ljudskog tijela ovisno o težini i visini
Do prijenosa topline konvekcijom dolazi i ako površinska temperatura kože odn gornje slojeve odjeće iznad temperature okolnog zraka. U nedostatku vjetra, sloj zraka debljine 4-8 mm uz površinu kože gole osobe zagrijava se zbog svoje toplinske vodljivosti. Udaljeniji slojevi zagrijavaju se zbog prirodnog kretanja zraka ili prisilne indukcije. S povećanjem brzine kretanja zraka, debljina graničnog sloja koji okružuje osobu smanjuje se na 1 mm, a prijenos topline s površine tijela povećava se nekoliko puta. Gubitak topline konvekcijom kroz Zračni putovi manje nego od kože, a nastaju kada je temperatura udahnutog zraka ispod tjelesne temperature. Prijenos topline konvekcijom povećava se s povećanjem barometarskog tlaka.
Približno, gubitak topline po jedinici vremena konvekcijom, J/s, može se odrediti formulom
Pk1 = 7(0,5 + √v)S(Tch - To)
Pk2 \u003d 8,4 (0,273 + √v) S (Tch - To)
gdje je v brzina zraka, m/s.
Prva formula se koristi za brzinu zraka v ≤ 0,6 m/s, druga za v > 0,6 m/s.
Isparavanje je prijenos topline pri povišenim temperaturama zraka, kada su prethodno navedeni načini prijenosa topline otežani ili nemogući. U normalnim uvjetima dolazi do neprimjetnog znojenja na većem dijelu površine ljudskog tijela, što je posljedica difuzije vode bez aktivnog sudjelovanja žlijezda znojnica. Izuzetak su površine dlanova, tabana i pazuha(koji čine približno 10% površine tijela), na kojima se kontinuirano oslobađa znoj.
Kao rezultat isparavanja tijelo gubi prosječno oko 0,6 litara vode dnevno. Budući da je za isparavanje 1 g vode potrebno približno 2,5 kJ topline, njen dnevni gubitak bit će približno 1500 kJ. S povećanjem temperature zraka i stupnjem težine rada zbog aktivnijeg prodiranja tekućine kroz stijenke arterijskih žila koje pletu znojne žlijezde i živčana regulacija znojenje se povećava, dostižući 5 litara po smjeni, au nekim slučajevima 10 ... 12 litara. Povećava se i prijenos topline.
S previše intenzivnim oslobađanjem, znoj nema uvijek vremena za isparavanje i može se osloboditi u obliku kapljica. U tom slučaju vlažni sloj na koži sprječava prijenos topline, što dodatno dovodi do pregrijavanja tijela. Osim vlage, osoba gubi veliku količinu soli sa znojem (1 litra znoja sadrži 2,5 ... 2,6 g natrijevog klorida) i vitamina topljivih u vodi (C, BI, 62), što dovodi do zgušnjavanja krvi i pogoršanja rada srca. Treba napomenuti da s gubitkom količine vode koja je jednaka 1% ukupne tjelesne težine, osoba ima osjećaj jake žeđi; gubitak 5% vode dovodi do gubitka svijesti, 10% do smrti.
Količina oslobođenog znoja ovisi o individualnim karakteristikama organizma, kao io stupnju njegove prilagodljivosti danim klimatskim uvjetima. Na brzinu isparavanja vlage utječu temperatura i brzina strujanja zraka.
Dišnim putovima dnevno ispari oko 300...350 g vlage, što dovodi do gubitka 750...875 kJ topline.
Ukupni gubitak topline isparavanjem u jedinici vremena, J/s, može se približno odrediti formulom
Pu \u003d 0,6547q (1 + kl), gdje je q intenzitet izlučivanja znoja, g / h, određen vaganjem osobe; kl je faktor pretvorbe za prijenos topline kroz pluća, ovisno o temperaturi okoline: na O "C kl \u003d 0,43, na 18 ° C - 0,3, na 28 ° C - 0,23, na 35 ° C - 0,035 i na 45 ° C kl \u003d 0,015.
