Ľudská činnosť je sprevádzaná neustálym uvoľňovaním tepla do prostredia. Jeho množstvo závisí od stupňa fyzickej záťaže a pohybuje sa od 85 W (v pokoji) do 500 W (pri ťažkej práci). Komu fyziologické procesy v tele prebiehalo normálne, teplo uvoľnené telom by sa malo úplne odviesť do okolia. Porušenie tepelnej rovnováhy môže viesť k prehriatiu alebo podchladeniu tela a v dôsledku toho k invalidite, rýchlej únave, strate vedomia a smrti z tepla.
Teplotný režim pokožky zohráva veľkú úlohu pri prenose tepla. Jeho teplota sa pohybuje v pomerne významných medziach a pod oblečením je 30 ... 34 ° C. Za nepriaznivých meteorologických podmienok môže v niektorých častiach tela teplota klesnúť až na 20 °C, niekedy aj nižšie.
Normálna tepelná pohoda nastáva vtedy, keď je uvoľňovanie tepla človeka úplne vnímané okolím, t.j. keď je tepelná bilancia a teplota vnútorné orgány zostáva konštantná. Ak sa produkcia tepla v tele nemôže plne preniesť do okolia, teplota vnútorných orgánov stúpa a takýto tepelný zdravotný stav charakterizuje pojem „horúce“. Najvyššia teplota vnútorných orgánov, ktorú človek znesie, je 43 °C. V prípade, že prostredie vníma viac tepla, ako ho reprodukuje človek, telo sa ochladzuje. Takúto tepelnú pohodu charakterizuje pojem „chlad“. Minimálna teplota vnútorných orgánov, ktorú človek znesie, je 25 °C. Komfortné prostredie je také prostredie, ktorého chladiaci výkon zodpovedá produkcii tepla človeka. V podmienkach pohodlia človek nepociťuje tepelné vnemy, ktoré ho rušia – chlad alebo prehriatie.
Tepelná bilancia ľudského tela za rôznych poveternostných podmienok je rôzna. Na pohodu človeka má najväčší vplyv teplota.
vzduchu. Pociťujú ho predovšetkým otvorené povrchové časti ľudského tela. Od telesnej teploty závisí intenzita metabolizmu a oxidačných procesov v tkanivách, regulácia prekrvenia pokožky, potenie a dýchanie. Pri bežných teplotách od kožačloveka sa až 45 % tepla odoberá do ovzdušia miestnosti sálaním, až 30 % prenosom tepla konvekciou a až 25 % odparovaním potu.
Vysoká teplota vzduchu má nepriaznivý vplyv na kardiovaskulárny a centrálny nervový systém človeka. Nízka teplota môže spôsobiť lokálne a celkové podchladenie tela, spôsobiť prechladnutie.
Výmena tepla medzi človekom a prostredím sa uskutočňuje konvekciou (proces umývania tela vzduchom).
Teplota, rýchlosť, relatívna vlhkosť a Atmosférický tlak okolitého vzduchu sa nazývajú ukazovatele mikroklímy a ich číselné hodnoty sú parametre mikroklímy.
Parametre a intenzita mikroklímy fyzická aktivita Organizmus sa vyznačuje stupňom komfortu priemyselnej mikroklímy, pocitom tepla človeka, jeho pracovnou kapacitou.
Zistilo sa, že pri teplote vzduchu nad 30 °C začína klesať výkonnosť človeka. Maximálna teplota vdychovaného vzduchu, pri
bez ktorého je človek schopný ešte niekoľko minút dýchať špeciálne prostriedky ochrana je asi 116 °C.
Tolerancia teploty človeka závisí aj od vlhkosti a rýchlosti pohybu okolitého vzduchu. Čím väčšia je relatívna vlhkosť vzduchu, tým menej potu sa odparí za jednotku času a tým rýchlejšie sa telo prehrieva. Zvlášť nepriaznivý vplyv na tepelnú pohodu človeka má vysoká vlhkosť vzduchu pri teplote vzduchu nad 30 °C. Pri tejto teplote všetko uvoľnené teplo ide na odparovanie potu. Ale pri vysokej vlhkosti sa pot neodparuje, ale odkvapkáva z povrchu pokožky, vyčerpáva telo a neposkytuje potrebný prenos tepla. Spolu s potom ľudský organizmus stráca značné množstvo minerálnych solí. Za nepriaznivých podmienok priemyselnej mikroklímy môže strata tekutiny človekom dosiahnuť 8 ... 10 litrov za zmenu a s tým až 40 g kuchynskej soli (celkovo asi 140 g v ľudskom tele). Pri vysokých teplotách vzduchu sa intenzívnejšie spotrebúvajú sacharidy a tuky a ničia sa bielkoviny.
Dlhodobá expozícia vysoká teplota, najmä v kombinácii s vysokou vlhkosťou môže viesť k výraznému hromadeniu tepla v organizme a rozvoju prehriatia organizmu nad prípustnú mieru - hypertermia - stav, kedy telesná teplota stúpne na
38...39 °С (tepelný šok). V tomto stave existuje bolesť hlavy, závraty, celková slabosť, skreslenie vnímania farieb, sucho v ústach, nevoľnosť, vracanie, nadmerné potenie, pulz a dýchanie sú zrýchlené. Je bledosť, cyanóza, zreničky sú rozšírené, občas sa môžu objaviť kŕče, strata vedomia.
V horúcich dielňach na opravu železničných koľajových vozidiel prebiehajú technologické procesy, ktoré prebiehajú pri teplotách výrazne vyšších ako je teplota vzduchu. životné prostredie. Vyhrievané povrchy vyžarujú prúdy sálavej energie do priestoru, čo môže viesť k negatívne dôsledky. Infračervené lúče majú na ľudský organizmus hlavne tepelný účinok, pričom dochádza k narušeniu normálnej činnosti kardiovaskulárneho a centrálneho nervových systémov s. Tieto lúče môžu spôsobiť popáleniny kože a očí. Najčastejším a najzávažnejším poškodením oka v dôsledku vystavenia infračerveným lúčom je šedý zákal oka.
Výrobné procesy realizované na nízka teplota, vysoká pohyblivosť a vlhkosť vzduchu, môže spôsobiť ochladenie až podchladenie organizmu – podchladenie. IN počiatočné obdobie vystavením miernemu chladu dochádza k zníženiu frekvencie dýchania, zvýšeniu objemu vdychovaného vzduchu. Pri dlhšom pôsobení chladu
Teplota ľudského tela sa udržiava na určitej úrovni nezávisle od teploty okolia. Udržiavanie stálej teploty je zabezpečené reguláciou tvorby tepla a prenosu tepla. K tvorbe tepla v tele dochádza nepretržite vo všetkých orgánoch v dôsledku oxidácie živín. Veľké množstvo teplo vzniká vo svaloch, najmä počas fyzická práca. Medzi látkovou premenou a tvorbou tepla je priamy vzťah: zvýšenie látkovej výmeny je sprevádzané zvýšením tvorby tepla a naopak, s poklesom látkovej premeny tvorba tepla klesá. Regulácia tvorby tepla sa redukuje na zmenu metabolizmu. Takže s poklesom okolitej teploty sa metabolizmus látok a následne aj tvorba tepla zvyšuje. Dobrým príkladom tejto závislosti je chvenie svalov pri ochladzovaní tela. Podráždenie príslušných kožných receptorov chladom spôsobuje reflexné sťahovanie svalov, ktoré je sprevádzané zvýšením ich metabolizmu a zvýšením tvorby tepla.
Súčasne s tvorbou tepla prebieha proces prenosu tepla. Krv, ktorá prúdi cez orgány, sa zahrieva a následne odovzdáva nadbytočné teplo do okolia. Prenos tepla sa uskutočňuje najmä kožou sálaním a vedením tepla, ako aj odparovaním potu. Časť tepla sa uvoľňuje s vydychovaným vzduchom, močom a výkalmi. K vyžarovaniu a vedeniu tepla pokožkou dochádza len vtedy, ak je teplota okolia nižšia ako telesná teplota. Pri vysokých teplotách vzduchu sa teplo uvoľňuje hlavne alebo výlučne v dôsledku potenia. Regulácia prenosu tepla je založená najmä na zmenách objemu krvi pretekajúcej cievami kože a na intenzite potenia. Takže s expanziou kožných ciev a zvýšeným prietokom krvi sa prenos tepla zvyšuje a s ich zúžením a znížením prietoku krvi sa znižuje.
Proces tvorby tepla a prenos tepla je regulovaný nervovým systémom. Tieto procesy sú ovplyvňované centrom termoregulácie ("tepelným centrom"), nachádzajúcim sa v strednej časti mozgu. Pri pokusoch na zvieratách sa zistilo, že mechanická (pichnutie špeciálnou ihlou) alebo elektrická stimulácia tejto oblasti mozgu spôsobuje zvýšenie telesnej teploty.
Normálne k excitácii tepelného centra dochádza v dôsledku podráždenia teplotných receptorov kože a pod vplyvom teploty krvi prúdiacej do centra. Takže napríklad pri podráždení kožných receptorov chladom sa impulzy v nich vznikajúce prenášajú do centra termoregulácie. Zároveň sa môže trochu zmeniť teplota krvi obklopujúcej tepelné centrum. V reakcii na tieto podráždenia má tepelné centrum dva typy vplyvu: zvýšený metabolizmus v tkanivách, ktorý zvyšuje produkciu tepla, a zúženie krvných ciev kože, čo vedie k zníženiu aktívneho prenosu tepla. V dôsledku toho nedochádza k ochladzovaniu tela.
V organizme zdravý človek existuje rovnováha medzi tvorbou tepla a tepelnými stratami: toľko tepla sa uvoľní do prostredia, koľko sa vytvorí. Vďaka tomuto súladu tvorby tepla a prenosu tepla sa telesná teplota udržiava na rovnakej úrovni.
Priemerná telesná teplota u zdravého človeka pri meraní v podpazuší sa pohybuje od 36,5 – 36,9 °. U dojčiat sa určuje telesná teplota v konečníku (37 - 37,5 °). Počas dňa dochádza k malým teplotným výkyvom, ktoré majú určitý vzor. Najnižšia teplota sa pozoruje od 4 do 6 hodín, najvyššia - od 16 do 18 hodín. Podľa meraní teploty v rôznych časoch dňa je možné zostaviť dennú teplotnú krivku.
Mnohé choroby sú sprevádzané zvýšením telesnej teploty, čo sa vysvetľuje porušením termoregulácie. Zvýšenie telesnej teploty nad 41 ° ohrozuje telo, pretože sú narušené životne dôležité procesy (sú možné len pri určitých teplotných limitoch). Pri vysokej telesnej teplote existuje prudký nárast metabolizmus: dochádza k zvýšenému odbúravaniu telu vlastných bielkovín (negatívna dusíková bilancia), k zvýšeniu srdcovej frekvencie a s tým spojenému zvýšeniu krvného tlaku, zrýchleniu dýchania atď. Zvýšenie telesnej teploty pozorujeme pri intenzívnej svalovej práci , najmä v podmienkach vysokej teploty vzduchu. V tomto prípade môže človek zažiť úpal.
V niektorých prípadoch, napríklad pri dlhšom ochladzovaní, je telesná teplota nižšia ako normálne. Zníženie telesnej teploty (hypotermia) je niekedy spôsobené umelo, keď chirurgické zákroky(napríklad pri operácii srdca). To vedie k zníženiu metabolizmu v tele a k zníženiu potreby tkanív v kyslíku. Za takýchto podmienok tkanivá tolerujú nedostatok kyslíka v krvi dlhší čas.
13. PRENOS ĽUDSKÉHO TEPLA
Prenos tepla je výmena tepla medzi povrchom ľudského tela a prostredím. IN zložitý proces udržiavanie tepelnej rovnováhy organizmu, veľký význam má regulácia prenosu tepla. S ohľadom na fyziológiu prenosu tepla sa prenos tepla považuje za prenos tepla uvoľneného pri procesoch životnej činnosti z tela do prostredia Prestup tepla sa uskutočňuje najmä sálaním, konvekciou, vedením, vyparovaním. tepelná pohoda a chladenie, najväčší podiel tvoria tepelné straty sálaním a konvekciou (73 -88 % z celkových tepelných strát) (1,5, 1,6) V podmienkach, ktoré spôsobujú prehrievanie organizmu, prevláda prenos tepla vyparovaním.
Prenos tepla sálaním. V akýchkoľvek podmienkach ľudskej činnosti medzi ním a okolitými telesami dochádza k výmene tepla pomocou infračerveného žiarenia (žiarivá výmena tepla). Človek je v priebehu života často vystavený výhrevnému účinku infračerveného žiarenia s rôznymi spektrálnymi charakteristikami: od slnka, zohriateho povrchu zeme, budov, vykurovacích zariadení a pod. Vo výrobnej činnosti sa človek stretáva so sálavým vykurovaním , napríklad v horúcich predajniach hutníckeho, sklárskeho, potravinárskeho priemyslu a pod.
Vyžarovaním človek vydáva teplo v prípadoch, keď je teplota plotov obklopujúcich človeka nižšia ako teplota povrchu tela. V prostredí človeka sa často vyskytujú povrchy, ktoré majú teplotu oveľa nižšiu ako telesná teplota (studené steny, presklené plochy). V tomto prípade môže strata tepla sálaním spôsobiť lokálne alebo celkové ochladenie človeka. Stavební robotníci, pracovníci zamestnaní v doprave, pri údržbe chladničiek atď. sú vystavení radiačnému chladeniu.
Prenos tepla sálaním v komfortných meteorologických podmienkach predstavuje 43,8-59,1 % z celkových tepelných strát. Ak sú v miestnosti ploty s teplotou nižšou ako je teplota vzduchu, podiel tepelných strát človeka sálaním sa zvyšuje a môže dosiahnuť 71 %. Tento spôsob chladenia a ohrievania pôsobí na telo hlbšie ako prúdenie (1,5 J. Prenos tepla sálaním * je úmerný rozdielu štvrtých mocnin absolútnych teplôt povrchov ľudského tela a okolitých predmetov. S a malý teplotný rozdiel, ktorý je prakticky pozorovaný v reálnych podmienkach ľudského života, rovnicu na určenie tepelných strát žiarením (Srad, W, možno zapísať takto:
kde a rad je koeficient žiarenia, W/(m2°С); Spad - plocha ľudského tela zapojená do výmeny tepla sálaním, m2; t1 je teplota povrchu ľudského tela (odevu), °С; t2 - povrchová teplota okolitých predmetov, °C.
Emisivita a rad at známe hodnoty t1 a t2 možno určiť z tabuľky. 1.3.
Povrch ľudského tela zapojený do prenosu tepla sálaním je menší ako celý povrch tela, pretože niektoré časti tela sú vzájomne ožarované a nezúčastňujú sa výmeny. Povrch tela zapojený do výmeny tepla môže tvoriť 71-95% celého povrchu ľudského tela. Pre stojacich alebo sediacich ľudí je koeficient účinnosti žiarenia z povrchu tela 0,71; v procese ľudského pohybu sa môže zvýšiť na 0,95.
Z rovnice možno určiť aj tepelné straty sálaním z povrchu tela oblečenej osoby Qrad, W
prenos tepla konvekciou. Teplo sa prenáša konvekciou z povrchu tela človeka (alebo oblečenia) do vzduchu, ktorý sa okolo neho pohybuje. Rozlišujte konvekčný prenos tepla voľný (v dôsledku teplotného rozdielu medzi povrchom tela a vzduchom) a nútený (pod vplyvom pohybu vzduchu). V pomere k celkovým tepelným stratám v podmienkach tepelnej pohody je prenos tepla konvekciou 20-30%. Tepelné straty konvekciou vo veterných podmienkach sa výrazne zvyšujú.
Pomocou celkovej hodnoty súčiniteľa prestupu tepla (a rad.conv) možno hodnoty sálavo-konvekčných tepelných strát (Rrad.conv) určiť rovnicou
Orad.conv \u003d Orad.conv (tod-tv).
Vodivý prenos tepla. Prenos tepla z povrchu ľudského tela na osoby, ktoré sú s ním v kontakte tvrdé predmety vykonávané vedením. Tepelné straty vedením v súlade s Fourierovým zákonom možno určiť rovnicou 
Ako vidno z rovnice, prenos tepla vedením je tým väčší, čím nižšia je teplota predmetu, s ktorým človek prichádza do kontaktu, čím väčšia je kontaktná plocha a tým menšia je hrúbka balíka odevných materiálov.
Za normálnych podmienok je merná hmotnosť tepelných strát vedením malá, keďže súčiniteľ tepelnej vodivosti nehybného vzduchu je zanedbateľný. V tomto prípade človek stráca teplo vedením iba z povrchu chodidiel, ktorých plocha je 3% plochy povrchu tela. Ale niekedy (v kabínach poľnohospodárskych strojov, vežových žeriavov, rýpadiel atď.) môže byť oblasť kontaktu so studenými stenami dosť veľká. Okrem toho je okrem veľkosti kontaktnej plochy dôležitá aj časť tela vystavená ochladzovaniu (chodidlá, kríže, ramená atď.).
Prenos tepla odparovaním. Dôležitým spôsobom prenosu tepla, najmä pri vysokých teplotách vzduchu a pri fyzickej práci človeka, je odparovanie difúznej vlhkosti a potu. V podmienkach tepelnej pohody a ochladzovania stráca človek, ktorý je v stave relatívneho fyzického pokoja, vlhkosť difúziou (nepostrehnuteľným potením) z povrchu kože a horných dýchacích ciest. Človek vďaka tomu odovzdá do okolia 23-27% celkového tepla, pričom 1/3 strát pripadá na teplo odparovaním z horných dýchacích ciest a 2/3 z povrchu kože. Strata vlhkosti difúziou je ovplyvnená tlakom vodnej pary vo vzduchu obklopujúcom človeka. Keďže v pozemských podmienkach je zmena tlaku vodnej pary malá, strata vlhkosti v dôsledku odparovania difúznej vlhkosti sa považuje za relatívne konštantnú (30-60 g/h). Trochu kolíšu len v závislosti od prekrvenia pokožky.
Stratu tepla odparovaním difúznej vlhkosti z povrchu pokožky Qsp.d, W, možno určiť rovnicou
Odvod tepla pri dýchaní. Tepelné straty ohrievaním vdychovaného vzduchu sú v porovnaní s inými druhmi tepelných strát malý podiel, avšak so zvyšovaním spotreby energie a so znižovaním teploty vzduchu sa tepelné straty tohto druhu zvyšujú.
Tepelné straty v dôsledku ohrevu vdychovaného vzduchu Qd.n, W možno určiť rovnicou
Qbreath.n=0,00 12Qe.t (34-tv),
kde 34 je teplota vydychovaného vzduchu, °C (in komfortné podmienky) .
Na záver treba poznamenať, že uvedené rovnice pre výpočet zložiek tepelnej bilancie umožňujú len približný odhad výmeny tepla medzi človekom a prostredím. Existuje tiež množstvo rovníc (empirických a analytických) navrhnutých rôznymi autormi a umožňujúcich určiť množstvo sálavo-konvekčných tepelných strát (fred conv) potrebných na výpočet tepelného odporu oblečenia.
V tejto súvislosti sa spolu s výpočtom využívajú vo výskume aj experimentálne metódy hodnotenia prestupu tepla telom, medzi ktoré patria metódy na stanovenie celkovej straty vlhkosti človeka a straty vlhkosti odparovaním vážením vyzlečenej a oblečenej osoby, ako aj stanovenie sálavo-konvekčné tepelné straty pomocou snímačov na meranie tepla umiestnených na povrchu tela.
Okrem priamych metód hodnotenia prestupu tepla človekom sa používajú nepriame metódy, odrážajúce vplyv na organizmus rozdielu medzi prestupom tepla a tvorbou tepla za jednotku času pri konkrétnych životných podmienkach. Tento pomer určuje tepelný stav človeka, ktorého zachovanie na optimálnej alebo prijateľnej úrovni je jednou z hlavných funkcií oblečenia. V tomto ohľade slúžia ukazovatele a kritériá tepelného stavu osoby fyziologický základ navrhovanie odevov a ich hodnotenie.
BIBLIOGRAFIA
1 1. Ivanov K. P. Základné princípy regulácie teploty pzmeo-stázy / V knihe. Fyziológia termoregulácie. L., 1984. S. 113-137.
1.2 Ivanov K. P. Regulácia teplotnej homeostázy u zvierat a ľudí. Ašchabad, 1982.
1 3 Berkovich EM Energetický metabolizmus v zdraví a chorobe. M., 1964.
1.4. Tepelný komfort Fanger R.O. Kodaň, 1970.
K5. Malysheva A. E. Hygienické otázky výmeny sálavého tepla človeka s prostredím. M., 1963.
1 6. Kolesnikov P. A. Tepelne tienenie odevov. M., 1965
1 7. Witte N. K. Výmena tepla človeka a jej hygienický význam. Kyjev, 1956
Ľudská činnosť je sprevádzaná neustálym uvoľňovaním tepla do prostredia. Jeho množstvo závisí od stupňa fyzickej záťaže a pohybuje sa od 85 (v pokoji) do 500 W (pri ťažkej práci). Aby fyziologické procesy v organizme prebiehali normálne, musí sa telom vytvorené teplo úplne odviesť do okolia.Narušenie tepelnej bilancie môže viesť k prehriatiu alebo podchladeniu organizmu a v dôsledku toho k invalidite, rýchla únava, strata vedomia a tepelná smrť.
Jedným z dôležitých integrálnych ukazovateľov tepelného stavu organizmu je priemerná telesná teplota okolo 36,5°C. Závisí to od miery narušenia tepelnej bilancie a úrovne spotreby energie pri výkone fyzickej práce. Pri vykonávaní práce mierny a ťažké pri vysokých teplotách vzduchu, môže stúpnuť z niekoľkých desatín stupňa na 1 ... 2 ° C. Najvyššia teplota vnútorných orgánov, ktorú človek znesie, je 43 °C, minimálna je 25 °C.
Teplotný režim pokožky zohráva veľkú úlohu pri prenose tepla. Jeho teplota sa pohybuje v pomerne významných medziach a pod oblečením je 30 ... 34 ° C. Za nepriaznivých meteorologických podmienok môže v niektorých častiach tela teplota klesnúť až na 20 °C, niekedy aj nižšie.
Normálna tepelná pohoda nastáva pri tvorbe tepla Q TPčlovek je plne vnímaný okolím Q TO, teda keď prebieha tepelná bilancia Q TP = Q TO. V tomto prípade zostáva teplota vnútorných orgánov konštantná. Ak produkciu tepla v tele nemožno úplne preniesť do okolia ( Q TP > Q TO), dochádza k zvýšeniu teploty vnútorných orgánov a takáto tepelná pohoda sa vyznačuje pojmom „horúce“. V prípade, keď prostredie vníma viac tepla, ako ho reprodukuje človek ( Q TP < Q TO), potom sa telo ochladí. Takúto tepelnú pohodu charakterizuje pojem „chlad“.
Výmena tepla medzi človekom a prostredím sa uskutočňuje konvekciou Q k v dôsledku odplavovania tela vzduchom, žiarením na okolité povrchy a v procese prenosu tepla a hmoty Q l pri odparovaní vlhkosti privedenej na povrch pokožky potnými žľazami a pri dýchaní. Normálne blaho človeka sa realizuje za predpokladu rovnosti:
Q TP = Q k +Q l +Q TM
Množstvo tepla, ktoré vydáva ľudské telo rôzne cesty, závisí od jedného alebo druhého parametra mikroklímy. Veľkosť a smer výmeny tepla konvekciou medzi človekom a prostredím je teda určený najmä teplotou okolia, atmosférickým tlakom, pohyblivosťou vzduchu a obsahom vlhkosti.
K žiareniu tepla dochádza v smere povrchov obklopujúcich človeka, ktoré majú nižšiu teplotu ako je teplota povrchu odevu a otvorených častí ľudského tela. Pri vysokých teplotách okolitých povrchov (nad 30 °C) sa prenos tepla sálaním úplne zastaví a pri vyšších teplotách postupuje prenos tepla sálaním opačným smerom - od horúcich povrchov k človeku.
Uvoľňovanie tepla pri odparovaní vlhkosti privádzanej na povrch pokožky potnými žľazami závisí od teploty vzduchu, intenzity práce, ktorú človek vykonáva, od rýchlosti okolitého vzduchu a jeho relatívnej vlhkosti.
Teplota, rýchlosť, relatívna vlhkosť a atmosférický tlak okolitého vzduchu sa nazývajú parametre mikroklímy. Teplota okolitých predmetov a intenzita fyzickej aktivity organizmu charakterizujú špecifické výrobné prostredie.
Hlavnými parametrami, ktoré zabezpečujú proces výmeny tepla medzi človekom a prostredím, ako je uvedené vyššie, sú ukazovatele mikroklímy. V prirodzených podmienkach na povrchu Zeme (hladina mora) sa výrazne líšia. Okolitá teplota sa teda pohybuje od -88 do + 60 °С; vzdušná mobilita - od 0 do 60 m/s; relatívna vlhkosť - od 10 do 100% a atmosférický tlak - od 680 do 810 mm Hg. čl.
Spolu so zmenou parametrov mikroklímy sa mení aj tepelná pohoda človeka. Podmienky, ktoré porušujú tepelnú rovnováhu, spôsobujú v tele reakcie, ktoré prispievajú k jeho obnove. Procesy regulácie uvoľňovania tepla na udržanie konštantnej teploty ľudského tela sa nazývajú termoregulácia. Umožňuje vám udržiavať stálu telesnú teplotu. Termoregulácia sa uskutočňuje najmä tromi spôsobmi: biochemicky; zmenou intenzity krvného obehu a intenzity potenia.
Termoregulácia biochemickými prostriedkami, nazývaná chemická termoregulácia, spočíva v zmene tvorby tepla v organizme reguláciou rýchlosti oxidačných reakcií. Zmena intenzity krvného obehu a potenia mení uvoľňovanie tepla do okolia a preto sa nazýva fyzikálna termoregulácia.
Termoregulácia tela sa vykonáva súčasne všetkými spôsobmi. Takže pri znížení teploty vzduchu sa zvýšeniu prenosu tepla v dôsledku zvýšenia teplotného rozdielu zabránia takými procesmi, ako je zníženie vlhkosti pokožky, a teda zníženie prenosu tepla vyparovaním, zníženie teploty kože v dôsledku zníženia intenzity transportu krvi z vnútorných orgánov a zároveň zníženia rozdielových teplôt. Experimentálne sa zistilo, že optimálny metabolizmus v tele, a teda maximálny výkončinnosti prebiehajú, ak sú zložky procesu prenosu tepla v rámci týchto limitov: Q k≈30 %; Q l≈ 50 %; Q TM≈ 20 %. Takáto rovnováha charakterizuje absenciu napätia v termoregulačnom systéme.
Parametre mikroklímy majú priamy vplyv na tepelnú pohodu človeka a jeho výkonnosť. Zistilo sa, že pri teplote vzduchu vyššej ako 25 °C začína klesať výkonnosť človeka. Maximálna teplota vdychovaného vzduchu, pri ktorej je človek schopný dýchať niekoľko minút bez špeciálnych ochranných prostriedkov, je asi 116 °C.
Tolerancia človeka na teplotu, rovnako ako jeho pocit tepla, do značnej miery závisí od vlhkosti a rýchlosti okolitého vzduchu. Čím vyššia je relatívna vlhkosť, tým menej potu sa odparí za jednotku času a tým rýchlejšie sa telo prehrieva. Vysoká vlhkosť vzduchu má obzvlášť nepriaznivý vplyv na tepelnú pohodu človeka.<ос >30 °C, keďže v tomto prípade sa takmer všetko uvoľnené teplo odovzdáva do okolia pri odparovaní potu. So zvyšovaním vlhkosti sa pot neodparuje, ale steká po kvapkách z povrchu pokožky. Dochádza k takzvanému prívalovému toku potu, ktorý vyčerpáva telo a nezabezpečuje potrebný prenos tepla. Spolu s potom telo stráca značné množstvo minerálnych solí, stopových prvkov a vitamíny rozpustné vo vode. Strata tekutín môže za nepriaznivých podmienok dosiahnuť 8 ... 10 litrov za zmenu a s tým až 40 g kuchynskej soli (celkovo asi 140 g NaCl v tele). Straty viac ako 30 g NaCl sú pre ľudský organizmus mimoriadne nebezpečné, pretože vedú k narušeniu sekrécie žalúdka, svalové kŕče, kŕče. Kompenzácia straty vody v ľudskom tele pri vysokých teplotách nastáva v dôsledku rozkladu sacharidov, tukov a bielkovín.
Aby sa obnovila rovnováha voda-soľ pracovníkov v horúcich predajniach, doplňovacie body pre solené (asi 0,5% NaCl) sýtené oxidom uhličitým pitná voda v sadzbe 4 ... 5 litrov na osobu za zmenu. V mnohých továrňach sa na tieto účely používa príjem bielkovín a vitamínov. V horúcom podnebí sa odporúča piť vychladené pitná voda alebo čaj.
Dlhodobé pôsobenie vysokej teploty, najmä v kombinácii s vysokou vlhkosťou, môže viesť k výraznému hromadeniu tepla v organizme a rozvoju prehriatia organizmu nad prípustnú mieru – hypertermia – stav, kedy telesná teplota stúpne na 38 . .. 39 °C. S hypertermiou a v dôsledku toho úpal bolesti hlavy, závraty, celková slabosť, skreslenie vnímania farieb, sucho v ústach, nevoľnosť, vracanie, nadmerné potenie, pulz a dýchanie sú zrýchlené. V tomto prípade sa pozoruje bledosť, cyanóza, rozšírené zrenice, občas kŕče, strata vedomia.
V horúcich prevádzkach priemyselných podnikov väčšina technologických procesov prebieha pri teplotách, ktoré sú výrazne vyššie ako teplota okolitého vzduchu. Vyhrievané povrchy vyžarujú prúdy sálavej energie do priestoru, čo môže viesť k negatívnym dôsledkom. Infračervené lúče majú predovšetkým tepelný účinok na ľudské telo, pričom dochádza k narušeniu činnosti kardiovaskulárneho a nervového systému. Lúče môžu spôsobiť popáleniny kože a očí. Najčastejším a najzávažnejším poškodením oka v dôsledku vystavenia infračerveným lúčom je šedý zákal oka.
Výrobné procesy vykonávané pri nízkych teplotách, vysokej pohyblivosti vzduchu a vlhkosti môžu spôsobiť ochladenie až podchladenie organizmu – podchladenie. V počiatočnom období vystavenia miernemu chladu dochádza k zníženiu frekvencie dýchania, zvýšeniu objemu inhalácie. Pri dlhšom vystavení chladu sa dýchanie stáva nepravidelným, frekvencia a objem inšpirácie sa zvyšujú. Výskyt svalového chvenia, pri ktorom sa nevykonáva vonkajšia práca a všetka energia sa premieňa na teplo, môže na určitý čas oddialiť pokles teploty vnútorných orgánov. Výsledok akcie nízke teploty sú zranenia prechladnutím.
2. KONTROLA UKAZOVATEĽOV MIKROKLÍMY
Normatívne parametre priemyselnej mikroklímy sú stanovené GOST 12.1.005-88, ako aj SanPiN 2.2.4.584-96.
Tabuľka- Optimálny výkon mikroklíma na pracoviskách priemyselných priestorov
|
Obdobie roka |
Teplota vzduchu, 0 C |
Povrchová teplota, 0 С |
Relatívna vlhkosť, % |
Rýchlosť vzduchu, m/s |
|
|
Chladný |
Ia (až 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 (viac ako 290) |
16…18 |
15…19 |
60…40 |
0,3 |
|
|
Teplý |
Ia (až 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 (viac ako 290) |
18…20) |
17…21 |
60…40 |
0,3 |
Na posúdenie charakteru oblečenia a aklimatizácie tela v rôznych obdobiach roka sa zavádza pojem ročné obdobie. Rozlišujte medzi teplými a studenými obdobiami roka. Teplé obdobie roka sa vyznačuje priemernou dennou vonkajšou teplotou + 10 ° C a viac, chladné obdobie je pod + 10 ° C.
Pri zohľadnení intenzity práce sú všetky druhy práce na základe celkovej spotreby energie organizmu rozdelené do troch kategórií: ľahká, stredná a ťažká. Charakteristiky priemyselných priestorov podľa kategórie práce v nich vykonávanej sú stanovené podľa kategórie práce, ktorú vykonáva polovica alebo viac pracovníkov v príslušnej miestnosti.
TO ľahká práca(I. kategória) zahŕňa práce vykonávané v sede alebo v stoji, ktoré si nevyžadujú systematickú fyzickú záťaž (práca kontrolórov, v procesoch presného prístrojového vybavenia, kancelárske práce a pod.). Ľahká práca je rozdelená na kategóriu 1a (náklady na energiu do 139 W) a kategóriu 16 (náklady na energiu 140 ... 174 W). Stredná práca (II. kategória) zahŕňa prácu so spotrebou energie 175 ... 232 (kategória Na) a 233 ... 290 W (kategória 116). Do kategórie H patria práce spojené s neustálou chôdzou, vykonávané v stoji alebo v sede, ale nevyžadujúce pohyb závažia, kategória Pb - práce súvisiace s chôdzou a nosením malých (do 10 kg) závaží (v strojných montážach, textilnej výrobe, spracovaní dreva , atď.). Ťažká práca (III. kategória) so spotrebou energie nad 290 W zahŕňa práce spojené so systematickosťou fyzický stres, najmä pri neustálom pohybe, pri prenášaní významných (viac ako 10 kg) závaží (v kováčskych dielňach, zlievarňach s ručnými postupmi atď.).
V pracovnej oblasti výrobného zariadenia je možné podľa GOST 12.1.005-88 vytvoriť optimálne a prípustné mikroklimatické podmienky. Optimálne mikroklimatické podmienky sú takou kombináciou parametrov mikroklímy, ktorá pri dlhodobom a systematickom pôsobení človeka poskytuje pocit tepelnej pohody a vytvára predpoklady pre vysoký výkon.
Prípustné mikroklimatické podmienky sú také kombinácie parametrov mikroklímy, ktoré pri dlhšom a systematickom pôsobení človeka môžu vyvolať napätie v termoregulačných reakciách a ktoré neprekračujú hranice fyziologických adaptačných schopností. Zároveň nedochádza k žiadnym porušeniam zdravotného stavu, nepozorujú sa nepríjemné pocity tepla, ktoré zhoršujú pohodu, a nepozoruje sa pokles pracovnej kapacity.
Merania indikátorov mikroklímy sa vykonávajú v pracovnom priestore vo výške 1,5 m od podlahy a opakujú sa v rôzne časy deň a rok, v rôznych časoch technologický postup. Meria teplotu, relatívnu vlhkosť a rýchlosť vzduchu.
Na meranie teploty a relatívnej vlhkosti vzduchu sa používa Asmanov aspiračný psychrometer (obr. 2). Skladá sa z dvoch teplomerov. Jeden z nich má ortuťovú nádrž pokrytú handričkou, ktorá je navlhčená pipetou. Suchý teplomer ukazuje teplotu vzduchu. Údaje na vlhkom teplomere závisia od relatívnej vlhkosti vzduchu: jeho teplota je tým nižšia, čím nižšia je relatívna vlhkosť, pretože s poklesom vlhkosti sa rýchlosť odparovania vody z navlhčeného tkaniva zvyšuje a povrch nádrž sa ochladzuje intenzívnejšie.
Aby sa vylúčil vplyv mobility vzduchu v miestnosti na hodnoty vlhkého teplomera (pohyb vzduchu zvyšuje rýchlosť odparovania vody z povrchu navlhčeného tkaniva, čo vedie k dodatočnému ochladzovaniu ortuťového valca so zodpovedajúcim podhodnotením nameranej hodnoty vlhkosti v porovnaní s jej skutočnou hodnotou) sú oba teplomery umiestnené v kovových ochranných rúrkach. Aby sa zlepšila presnosť a stabilita odčítaných údajov prístroja v procese merania teploty suchými a mokrými teplomermi, oboma trubicami prechádzajú konštantné prúdy vzduchu, ktoré vytvára ventilátor umiestnený v hornej časti prístroja.
Pred meraním sa voda nasaje do špeciálnej pipety a jej látkový plášť sa navlhčí mokrým teplomerom. V tomto prípade je zariadenie držané vertikálne, potom je hodinový mechanizmus natiahnutý a inštalovaný (zavesený alebo držaný v ruke) v bode merania.
Po 3 ... 5 minútach sa hodnoty suchých a mokrých teplomerov nastavia na určité úrovne, podľa ktorých sa pomocou špeciálnych tabuliek vypočíta relatívna vlhkosť vzduchu.
Rýchlosť pohybu vzduchu sa meria pomocou anemometrov (obr. 2.7). Pri rýchlostiach vzduchu nad 1 m/s sa používajú lopatkové alebo kalichové anemometre, pri nižších rýchlostiach sa používajú anemometre s horúcim drôtom.
Princíp činnosti lopatkových a pohárkových anemometrov je mechanický. Vplyvom aerodynamickej sily pohybujúceho sa prúdu vzduchu sa rotor zariadenia s na ňom pripevnenými krídlami (doskami) začne otáčať rýchlosťou, ktorej hodnota zodpovedá rýchlosti prichádzajúceho prúdu. Prostredníctvom sústavy ozubených kolies je náprava spojená s pohyblivými šípkami. Centrálna ručička ukazuje jednotky a desiatky, ručičky malých ciferníkov ukazujú stovky a tisíce dielikov. Pomocou páky umiestnenej na boku možno nápravu odpojiť od prevodového mechanizmu alebo pripojiť.
Pred meraním sa zaznamenávajú hodnoty číselníkov s vypnutou osou. Zariadenie je nainštalované v bode merania a os s pripevnenými krídlami sa začne otáčať. Stopky merajú čas a zapínajú prístroj. Po 1 min pohybom páky sa os vypne a hodnoty sa znova zaznamenajú. Rozdiel v údajoch zariadenia sa vydelí 60 (počet sekúnd za minútu), aby sa určila rýchlosť otáčania šípky - počet dielikov, ktoré prejde za 1 s. Na základe zistenej hodnoty sa pomocou grafu priloženého k zariadeniu určí rýchlosť pohybu vzduchu za sekundu.
Na meranie nízkych rýchlostí vzduchu sa používa teplovodný anemometer, ktorý umožňuje určiť aj teplotu vzduchu. Princíp merania je založený na zmene elektrický odpor citlivý prvok zariadenia pri zmene teploty a rýchlosti vzduchu. Podľa veľkosti elektrického prúdu nameraného galvanometrom sa určuje rýchlosť prúdenia vzduchu pomocou tabuliek
LITERATÚRA
Zhidetsky V.Ts., Dzhigirey V.S., Melnikov A.V. Základy ochrany práce. Učebnica - Ed. 2., doplnené. - Petrohrad: Afisha, 2000.
2014-05-14
Význam prostredia pre život človeka Životné prostredie a jeho vplyv na zdravie človeka BENZ-A-PYRÉN. DÔVODY VZHĽADU V PROSTREDÍ A POTRAVINÁCH
Denisenko G.F. Bezpečnosť a ochrana zdravia pri práci: Návod. - M .: Vyššia škola, 1995. .
Druzhinin V.F., Motivácia činnosti v núdzové situácie M., 1996.
Výmena tepla medzi človekom a jeho prostredím neustále prebieha. Faktory prostredia pôsobia na organizmus komplexne a v závislosti od ich špecifických hodnôt sú vegetatívne centrá (priečne pruhované telo, sivý tuberkulus diencephalonu) a retikulárna formácia, ktoré interagujú s mozgovou kôrou a vysielajú impulzy do svalov cez sympatické vlákna, poskytujú optimálny pomer tvorby tepla a prenosu tepla.
Termoregulácia organizmu je kombináciou fyziologických a chemické procesy zamerané na udržanie telesnej teploty v určitých medziach (36,1 ... 37,2 ° C). Prehriatie tela alebo jeho podchladenie vedie k nebezpečným porušeniam životných funkcií av niektorých prípadoch k chorobám. Termoreguláciu zabezpečuje zmena dvoch zložiek procesov výmeny tepla – tvorby tepla a odovzdávania tepla. Tepelná bilancia tela je výrazne ovplyvnená prenosom tepla, ako najviac riadeným a variabilným.
Teplo produkuje celé telo, najviac však priečne pruhované svaly a pečeň. Generovanie tepla ľudského tela, oblečeného v domácom oblečení a v stave relatívneho pokoja pri teplote vzduchu 15 ... 25 ° C, zostáva približne na rovnakej úrovni. S poklesom teploty sa zvyšuje a keď stúpne z 25 na 35 ° C, mierne klesá. Pri teplotách nad 40 °C sa začína zvyšovať tvorba tepla. Tieto údaje naznačujú, že k regulácii tvorby tepla v tele dochádza hlavne pri nízkych teplotách okolia.
Produkcia tepla sa pri výkone fyzickej práce zvyšuje, a to čím viac, tým je práca ťažšia. Množstvo vytvoreného tepla závisí aj od veku a zdravotného stavu človeka. Priemerné hodnoty produkcie tepla dospelého človeka v závislosti od teploty okolia a náročnosti vykonávanej práce sú uvedené v tabuľke 14.3.
14.3. Produkcia ľudského tepla v závislosti od teploty vzduchu a náročnosti vykonávanej práce
|
Teplota vzduchu, "C |
Výroba tepla, J/s |
Teplota vzduchu, °С |
Výroba tepla, J/s |
|
Kľudový stav |
Stredná práca |
||
|
Ľahká práca |
Ťažká a veľmi tvrdá práca |
||
Existujú tri typy prenosu tepla z ľudského tela:
žiarenie (vo forme infračervených lúčov vyžarovaných povrchom tela v smere predmetov s nižšou teplotou);
konvekcia (ohrievanie vzduchu umývajúceho povrch tela);
odparovanie vlhkosti z povrchu kože, slizníc horných dýchacích ciest a pľúc.
Percentuálny pomer medzi týmito druhmi prenosu tepla človeka, ktorý je za normálnych podmienok v pokoji, vyjadrujú tieto čísla: 45/30/25. Tento pomer sa však môže meniť v závislosti od konkrétnych hodnôt parametrov mikroklímy a náročnosti vykonanej práce.
K prenosu tepla sálaním dochádza len vtedy, keď je teplota okolitých predmetov nižšia ako teplota exponovanej pokožky (32..34,5 °C) alebo vonkajších vrstiev odevu (27..28 °C pre slabo oblečenú osobu a približne 24 °C pre muža v zimnom oblečení). Hlavná časť žiarenia patrí do infračerveného rozsahu s vlnovou dĺžkou (4..50) * 10-6m. Súčasne sa množstvo tepla, ktoré telo stratí za jednotku času, J / s (1 J / s \u003d 1 W),
Pp = Sδ(Tch4 - To4),
kde S je plocha ľudského tela určená podľa schémy (obr. 14.1), m2. Ak hmotnosť a výška osoby nie sú známe, vezmite S = 1,5 m2; δ je znížený koeficient žiarenia, W / (m2 * K4): pre bavlnenú tkaninu 5 = 4,2 * 10-8, pre vlnu a hodváb δ = 4,3 * 10, pre ľudskú pokožku δ = 5,1 * 10 -8; Tch je teplota povrchu ľudského tela: pre vyzlečenú osobu 306 K (to zodpovedá 33 °C); To je teplota okolia, K.
Ryža. 14.1. Graf na určenie plochy povrchu ľudského tela v závislosti od jeho hmotnosti a výšky
K prenosu tepla konvekciou dochádza aj vtedy, ak je povrchová teplota pokožky resp horné vrstvy oblečenie nad teplotou okolitého vzduchu. V neprítomnosti vetra sa vrstva vzduchu s hrúbkou 4–8 mm priliehajúca k povrchu pokožky nahej osoby zahrieva kvôli jej tepelnej vodivosti. Vzdialenejšie vrstvy sa zahrievajú prirodzeným pohybom vzduchu alebo nútenou indukciou. So zvyšujúcou sa rýchlosťou pohybu vzduchu sa hrúbka hraničnej vrstvy obklopujúcej človeka znižuje na 1 mm a prenos tepla z povrchu tela sa niekoľkokrát zvyšuje. Tepelné straty konvekciou cez Dýchacie cesty menej ako z kože a vyskytujú sa, keď je teplota vdychovaného vzduchu nižšia ako telesná teplota. Prenos tepla konvekciou sa zvyšuje so zvyšujúcim sa barometrickým tlakom.
Podľa vzorca možno približne určiť tepelné straty za jednotku času konvekciou, J/s
Pk1 = 7(0,5 + √v)S(Tch - To)
Pk2 \u003d 8,4 (0,273 + √v) S (Tch – To)
kde v je rýchlosť vzduchu, m/s.
Prvý vzorec sa používa pre rýchlosť vzduchu v ≤ 0,6 m/s, druhý pre v > 0,6 m/s.
Vyparovanie je prenos tepla pri zvýšených teplotách vzduchu, kedy sú vyššie uvedené spôsoby prenosu tepla ťažké alebo nemožné. Za normálnych podmienok dochádza na väčšine povrchu ľudského tela k nepostrehnuteľnému poteniu, ktoré je výsledkom difúzie vody bez aktívnej účasti potných žliaz. Výnimkou sú povrchy dlaní, chodidiel a podpazušie(tvoria približne 10 % povrchu tela), na ktorých sa pot neustále uvoľňuje.
V dôsledku vyparovania telo stráca v priemere asi 0,6 litra vody denne. Keďže na odparenie 1 g vody sa odoberie približne 2,5 kJ tepla, jej strata za deň bude približne 1500 kJ. So zvýšením teploty vzduchu a stupňom závažnosti práce v dôsledku aktívnejšieho prenikania tekutiny cez steny arteriálnych ciev opletených potných žliaz a nervová regulácia pot sa zvyšuje a dosahuje 5 litrov za zmenu av niektorých prípadoch 10 ... 12 litrov. Zvyšuje sa aj prenos tepla.
Pri príliš intenzívnom uvoľňovaní sa pot nie vždy stihne odpariť a môže sa uvoľniť vo forme kvapiek. V tomto prípade vlhká vrstva na pokožke zabraňuje prenosu tepla, čo ďalej vedie k prehriatiu tela. Okrem vlhkosti stráca človek veľké množstvo solí potom (1 liter potu obsahuje 2,5 ... 2,6 g chloridu sodného) a vitamínov rozpustných vo vode (C, BI, 62), čo vedie k zahusteniu krvi a zhoršenie stavu srdca. Treba poznamenať, že pri strate množstva vody rovnajúcej sa 1% celkovej telesnej hmotnosti má človek pocit intenzívneho smädu; strata 5 % vody vedie k strate vedomia, 10 % k smrti.
Množstvo uvoľneného potu závisí od individuálnych vlastností organizmu, ako aj od stupňa jeho adaptability na dané klimatické podmienky. Rýchlosť odparovania vlhkosti je ovplyvnená teplotou a rýchlosťou vzduchu.
Za deň sa dýchacími cestami odparí asi 300...350 g vlhkosti, čím dochádza k strate 750...875 kJ tepla.
Celkovú tepelnú stratu odparovaním za jednotku času J/s možno približne určiť podľa vzorca
Pu \u003d 0,6547q (1 + kl), kde q je intenzita sekrécie potu, g / h, určená vážením osoby; kl je konverzný faktor pre prenos tepla cez pľúca v závislosti od teploty okolia: pri 0 ° C kl \u003d 0,43, pri 18 ° C - 0,3, pri 28 ° C - 0,23, pri 35 ° C - 0,035 a pri 45 °С kl = 0,015.
