Človeško dejavnost spremlja nenehno sproščanje toplote v okolje. Njegova količina je odvisna od stopnje fizičnega stresa in se giblje od 85 W (v mirovanju) do 500 W (med težkim delom). Za fizioloških procesov v telesu potekalo normalno, mora biti toplota, ki jo telo sprošča, popolnoma odvedena v okolje. Kršitev toplotnega ravnovesja lahko povzroči pregrevanje ali hipotermijo telesa in posledično invalidnost, hitro utrujenost, izgubo zavesti in toplotno smrt.
Temperaturni režim kože igra pomembno vlogo pri prenosu toplote. Njegova temperatura se spreminja v precej pomembnih mejah, pod oblačili pa je 30 ... 34 ° C. Ob neugodnih vremenskih razmerah lahko na nekaterih delih telesa temperatura pade do 20 °C, včasih pa tudi nižje.
Normalno toplotno počutje je takrat, ko okolje v celoti zazna toplotno sproščanje človeka, tj. ko obstaja toplotno ravnotežje in temperatura notranji organi ostane konstantna. Če telesne proizvodnje toplote ni mogoče v celoti prenesti v okolje, se temperatura notranjih organov dvigne in takšno toplotno zdravstveno stanje označimo s pojmom "vroče". Najvišja temperatura notranjih organov, ki jo človek lahko prenese, je 43 °C. V primeru, ko okolje zaznava več toplote, kot jo človek proizvaja, se telo ohlaja. Za takšno toplotno počutje je značilen pojem "mraz". Najnižja temperatura notranjih organov, ki jo človek lahko prenese, je 25 ° C. Udobno okolje je tisto, katerega hladilna zmogljivost ustreza proizvodnji toplote človeka. V pogojih udobja oseba ne doživlja toplotnih občutkov, ki bi ga motili - mraz ali pregrevanje.
Toplotna bilanca človeškega telesa v različnih vremenskih razmerah je različna. Temperatura najbolj vpliva na človekovo počutje.
zrak. Najprej ga čutijo odprti površinski deli človeškega telesa. Intenzivnost presnovnih in oksidativnih procesov v tkivih, uravnavanje prekrvavitve kože, znojenje in dihanje so odvisni od telesne temperature. Pri normalnih temperaturah od kožoČloveka do 45 % toplote odvedemo v zrak prostora s sevanjem, do 30 % zaradi konvektivnega prenosa toplote in do 25 % z izhlapevanjem znoja.
Visoka temperatura zraka negativno vpliva na srčno-žilni in centralni živčni sistem človeka. Nizka temperatura lahko povzroči lokalno in splošno hipotermijo telesa, povzroči prehlad.
Izmenjava toplote med človekom in okoljem poteka s konvekcijo (proces umivanja telesa z zrakom).
Temperatura, hitrost, relativna vlažnost in Atmosferski tlak imenujemo zunanji zrak indikatorji mikroklime, njihove številčne vrednosti pa so parametri mikroklime.
Parametri in intenzivnost mikroklime telesna aktivnost Za organizem je značilna stopnja udobja industrijske mikroklime, toplotni občutek osebe, njegova delovna sposobnost.
Ugotovljeno je bilo, da pri temperaturi zraka nad 30 °C začne človekova zmogljivost padati. Najvišja temperatura vdihanega zraka, pri
brez katerega lahko človek še nekaj minut diha posebna sredstva zaščita je približno 116 °C.
Človekova toleranca na temperaturo je odvisna tudi od vlažnosti in hitrosti gibanja okoliškega zraka. Večja ko je relativna vlažnost zraka, manj znoja izhlapi na časovno enoto in hitreje se telo pregreje. Še posebej škodljiv učinek na toplotno počutje osebe ima visoka vlažnost pri temperaturi zraka nad 30 ° C. Pri tej temperaturi gre vsa sproščena toplota za izhlapevanje znoja. Toda pri visoki vlažnosti znoj ne izhlapi, ampak kaplja s površine kože, izčrpava telo in ne zagotavlja potrebnega prenosa toplote. Skupaj z znojem človeško telo izgubi znatno količino mineralnih soli. V neugodnih pogojih industrijske mikroklime lahko izguba tekočine osebe doseže 8 ... 10 litrov na izmeno in s tem do 40 g kuhinjske soli (skupaj približno 140 g v človeškem telesu). Pri visokih temperaturah zraka se ogljikovi hidrati in maščobe intenzivneje porabljajo, beljakovine pa uničujejo.
Dolgotrajna izpostavljenost visoka temperatura, zlasti v kombinaciji z visoko vlažnostjo, lahko povzroči znatno kopičenje toplote v telesu in razvoj pregrevanja telesa nad dovoljeno mejo - hipertermija - stanje, v katerem se telesna temperatura dvigne na
38...39 °С (toplotni šok). V tem stanju obstaja glavobol, omotica, splošna šibkost, popačenje zaznavanja barv, suha usta, slabost, bruhanje, obilno potenje, pulz in dihanje sta pospešena. Prisotna je bledica, cianoza, zenice so razširjene, včasih se lahko pojavijo konvulzije, izguba zavesti.
V vročih delavnicah za popravilo železniškega voznega parka potekajo tehnološki procesi, ki potekajo pri temperaturah, ki so bistveno višje od temperature zraka. okolju. Ogrevane površine sevajo tokove sevalne energije v prostor, kar lahko privede do negativne posledice. Infrardeči žarki imajo na človeško telo predvsem toplotni učinek, medtem ko pride do motenj v normalnem delovanju kardiovaskularnega in centralnega živčni sistemi s. Ti žarki lahko povzročijo opekline kože in oči. Najpogostejša in najhujša poškodba oči zaradi izpostavljenosti infrardečim žarkom je očesna mrena.
Proizvodni procesi, ki se izvajajo na nizka temperatura, visoka mobilnost in vlažnost zraka, lahko povzroči ohlajanje in celo hipotermijo telesa - hipotermijo. IN začetno obdobje izpostavljenost zmernemu mrazu, pride do zmanjšanja frekvence dihanja, povečanja volumna vdihanega zraka. S podaljšanim delovanjem mraza
Temperatura človeškega telesa se vzdržuje na določeni ravni, neodvisno od temperature okolja. Ohranjanje konstantne temperature je zagotovljeno z regulacijo nastajanja in prenosa toplote. Tvorba toplote v telesu poteka nenehno v vseh organih kot posledica oksidacije hranil. Veliko število se v mišicah ustvarja toplota, sploh med fizično delo. Med presnovo in nastajanjem toplote obstaja neposredna povezava: povečanje presnove spremlja povečanje nastajanja toplote in, nasprotno, z zmanjšanjem presnove se nastajanje toplote zmanjšuje. Regulacija nastajanja toplote se zmanjša na spremembo metabolizma. Torej, z znižanjem temperature okolja se poveča metabolizem snovi in posledično tvorba toplote. Dober primer te odvisnosti je tresenje mišic ob ohlajanju telesa. Draženje ustreznih kožnih receptorjev z mrazom povzroči refleksno krčenje mišic, ki ga spremlja povečanje njihove presnove in povečanje tvorbe toplote.
Hkrati s proizvodnjo toplote poteka proces prenosa toplote. Kri, ki teče skozi organe, se segreje in nato odda odvečno toploto okolju. Prenos toplote poteka predvsem skozi kožo s sevanjem in prevajanjem toplote ter z izhlapevanjem znoja. Del toplote se odda z izdihanim zrakom, urinom in blatom. Do sevanja in prevajanja toplote skozi kožo pride le, če je temperatura okolja pod telesno temperaturo. Pri visokih temperaturah zraka se toplota oddaja predvsem ali izključno zaradi znojenja. Regulacija prenosa toplote temelji predvsem na spremembah volumna krvi, ki teče skozi žile kože, in na intenzivnosti potenja. Torej, s širjenjem kožnih žil in povečanim pretokom krvi se prenos toplote poveča, z njihovim zoženjem in zmanjšanjem pretoka krvi pa se zmanjša.
Proces nastajanja in prenosa toplote uravnava živčni sistem. Na te procese vpliva center termoregulacije ("toplotni center"), ki se nahaja v vmesnem delu možganov. V poskusih na živalih je bilo ugotovljeno, da mehanska (vbod s posebno iglo) ali električna stimulacija tega predela možganov povzroči zvišanje telesne temperature.
Običajno se vzbujanje termičnega središča pojavi kot posledica draženja temperaturnih receptorjev kože in pod vplivom temperature krvi, ki teče v središče. Torej, na primer, ko so kožni receptorji razdraženi zaradi mraza, se impulzi, ki nastanejo v njih, prenesejo v center termoregulacije. Hkrati se lahko temperatura krvi, ki obdaja termalni center, nekoliko spremeni. Kot odgovor na to draženje ima toplotni center dve vrsti vpliva: povečan metabolizem v tkivih, kar poveča proizvodnjo toplote, in zoženje krvnih žil kože, kar vodi do zmanjšanja aktivnega prenosa toplote. Posledično ni ohlajanja telesa.
V organizmu zdrava oseba obstaja ravnovesje med nastajanjem toplote in toplotnimi izgubami: v okolje se sprosti toliko toplote, kot je nastane. Zaradi te usklajenosti nastajanja in prenosa toplote se telesna temperatura vzdržuje na enaki ravni.
Povprečna telesna temperatura pri zdravem človeku, merjena v pazduhi, se giblje od 36,5 - 36,9 °. Pri dojenčkih se določi telesna temperatura v danki (37 - 37,5 °). Čez dan so majhna temperaturna nihanja, ki imajo določen vzorec. Najnižjo temperaturo opazimo od 4 do 6 ur, najvišjo - od 16 do 18 ur. Glede na meritve temperature v različnih obdobjih dneva se lahko sestavi dnevna temperaturna krivulja.
Številne bolezni spremlja povišanje telesne temperature, kar je razloženo s kršitvijo termoregulacije. Zvišanje telesne temperature nad 41 ° je nevarno za telo, saj so vitalni procesi moteni (možni so le pri določenih temperaturnih mejah). Pri visoki telesni temperaturi obstaja močno povečanje metabolizem: pride do povečane razgradnje telesu lastnih beljakovin (negativna dušikova bilanca), pospešenega srčnega utripa in s tem povezanega povišanja krvnega tlaka, hitrejše dihanje itd. Povišanje telesne temperature opazimo pri intenzivnem mišičnem delu, predvsem pri pogoji visoke temperature zraka. V tem primeru lahko oseba doživi toplotni udar.
V nekaterih primerih, na primer pri dolgotrajnem hlajenju, je telesna temperatura nižja od običajne. Znižanje telesne temperature (hipotermija) se včasih povzroči umetno, ko kirurški posegi(na primer med operacijo srca). To vodi do zmanjšanja metabolizma v telesu in zmanjšanja potrebe tkiv po kisiku. V takih pogojih tkiva dlje časa prenašajo pomanjkanje kisika v krvi.
13. ČLOVEŠKI PRENOS TOPLOTE
Prenos toplote je izmenjava toplote med površino človeškega telesa in okoljem. IN zapleten proces vzdrževanje toplotnega ravnovesja telesa je zelo pomembna regulacija prenosa toplote. Glede na fiziologijo prenosa toplote se prenos toplote obravnava kot prenos toplote, ki se sprošča v procesih vitalne dejavnosti iz telesa v okolje.Prenos toplote poteka predvsem s sevanjem, konvekcijo, prevajanjem, izhlapevanjem.V pogojih toplotnega ugodja in hlajenja, največji delež zavzemajo toplotne izgube s sevanjem in konvekcijo (73 -88 % skupnih toplotnih izgub) (1,5, 1,6) V pogojih, ki povzročajo pregrevanje telesa, prevladuje prenos toplote z izparevanjem.
Prenos toplote s sevanjem. V vseh pogojih človekove dejavnosti med njim in okoliškimi telesi poteka izmenjava toplote s pomočjo infrardečega sevanja (radiacijska izmenjava toplote). Človek je tekom svojega življenja pogosto izpostavljen segrevanju infrardečega sevanja z različnimi spektralnimi značilnostmi: od sonca, segrete zemeljske površine, zgradb, grelnih naprav itd. V proizvodnih dejavnostih se človek srečuje s sevanjem. , na primer v vročih trgovinah metalurške, steklarske, prehrambene industrije itd.
S sevanjem človek oddaja toploto v primerih, ko je temperatura ograj, ki obkrožajo človeka, nižja od temperature površine telesa. V človekovem okolju so pogosto površine, ki imajo temperaturo precej nižjo od telesne (hladne stene, zastekljene površine). V tem primeru lahko izguba toplote zaradi sevanja povzroči lokalno ali splošno hlajenje osebe. Radiacijskemu hlajenju so izpostavljeni gradbeni delavci, delavci v prometu, serviserji hladilnikov itd.
Prenos toplote s sevanjem v ugodnih meteoroloških razmerah znaša 43,8-59,1% celotne toplotne izgube. Če so v prostoru ograje s temperaturo nižjo od temperature zraka, se delež toplotne izgube človeka zaradi sevanja poveča in lahko doseže 71 %. Ta način hlajenja in ogrevanja ima globlji učinek na telo kot konvekcija (1,5 J. Prenos toplote s sevanjem * je sorazmeren razliki v četrtih potencah absolutnih temperatur površin človeškega telesa in okoliških predmetov. Z a majhna temperaturna razlika, ki jo praktično opazimo v realnih pogojih človekovega življenja, lahko enačbo za določanje toplotne izgube zaradi sevanja (Srad, W, zapišemo takole:
kjer je a rad koeficient sevanja, W/(m2°C); Spad - površina človeškega telesa, vključena v sevalno izmenjavo toplote, m2; t1 je temperatura površine človeškega telesa (oblačila), ° C; t2 - površinska temperatura okoliških predmetov, ° C.
Emisivnost a rad pri znane vrednosti t1 in t2 lahko določimo iz tabele. 1.3.
Površina človeškega telesa, ki sodeluje pri sevalnem prenosu toplote, je manjša od celotne površine telesa, saj so nekateri deli telesa medsebojno obsevani in ne sodelujejo pri izmenjavi. Površina telesa, ki je vključena v izmenjavo toplote, je lahko 71-95% celotne površine človeškega telesa. Za ljudi, ki stojijo ali sedijo, je koeficient učinkovitosti sevanja s površine telesa 0,71; v procesu človeškega gibanja se lahko poveča na 0,95.
Izgubo toplote zaradi sevanja s površine telesa oblečene osebe Qrad, W, lahko določimo tudi z enačbo
konvekcijski prenos toplote. Toplota se prenaša s konvekcijo s površine človekovega telesa (ali oblačil) na zrak, ki se giblje okoli njega (nje). Konvekcijski prenos toplote je brezplačen (zaradi temperaturne razlike med površino telesa in zrakom) in prisilen (pod vplivom gibanja zraka). Glede na celotno toplotno izgubo v pogojih toplotnega ugodja je prenos toplote s konvekcijo 20-30%. Izguba toplote s konvekcijo v razmerah vetra se znatno poveča.
Z uporabo skupne vrednosti koeficienta toplotnega prehoda (a rad.conv) lahko vrednosti sevalno-konvektivne toplotne izgube (Rrad.conv) določimo z enačbo
Orad.conv \u003d Orad.conv (tod-tv).
Prevodni prenos toplote. Prenos toplote s površine človeškega telesa na tiste, ki so z njim v stiku trdi predmeti izvajajo s prevodnostjo. Izgubo toplote zaradi prevodnosti v skladu s Fourierjevim zakonom je mogoče določiti z enačbo 
Kot je razvidno iz enačbe, je prenos toplote s prevajanjem tem večji, čim nižja je temperatura predmeta, s katerim oseba pride v stik, večja je kontaktna površina in manjša je debelina paketa oblačilnih materialov.
V normalnih pogojih je specifična teža toplotne izgube s prevajanjem majhna, saj je koeficient toplotne prevodnosti mirujočega zraka zanemarljiv. V tem primeru človek izgublja toploto s prevajanjem le s površine stopal, katere površina je 3% telesne površine. Toda včasih (v kabinah kmetijskih strojev, stolpnih žerjavov, bagrov itd.) je lahko območje stika s hladnimi stenami precej veliko. Poleg tega je poleg velikosti kontaktne površine pomemben tudi del telesa, ki je izpostavljen hlajenju (stopala, križ, ramena itd.).
Prenos toplote z izhlapevanjem. Pomemben način prenosa toplote, zlasti pri visokih temperaturah zraka in pri fizičnem delu človeka, je izhlapevanje difuzijske vlage in znoja. V pogojih toplotnega ugodja in ohlajanja oseba, ki je v stanju relativnega fizičnega počitka, izgublja vlago z difuzijo (neopazno potenje) s površine kože in zgornjih dihalnih poti. Zaradi tega človek odda 23-27% celotne toplote v okolje, 1/3 izgub pa predstavlja toplota izhlapevanja iz zgornjih dihalnih poti in 2/3 s površine kože. Na izgubo vlage z difuzijo vpliva tlak vodne pare v zraku, ki obkroža človeka. Ker je v kopenskih razmerah sprememba tlaka vodne pare majhna, velja, da je izguba vlage zaradi izhlapevanja difuzijske vlage relativno konstantna (30-60 g/h). Nekoliko nihajo le glede na prekrvavitev kože.
Toplotne izgube zaradi izhlapevanja difuzijske vlage s površine kože Qsp.d, W, je mogoče določiti z enačbo
Odvajanje toplote med dihanjem. Izguba toplote zaradi segrevanja vdihanega zraka je majhen delež v primerjavi z drugimi vrstami toplotnih izgub, vendar se s povečevanjem porabe energije in z nižanjem temperature zraka te toplotne izgube povečujejo.
Toplotne izgube zaradi segrevanja vdihanega zraka Qd.n, W, lahko določimo z enačbo
Qbreath.n=0,00 12Qe.t (34-tv),
kjer je 34 temperatura izdihanega zraka, °C (in udobne razmere) .
Na koncu je treba opozoriti, da zgornje enačbe za izračun komponent toplotne bilance omogočajo le približno oceno izmenjave toplote med človekom in okoljem. Obstajajo tudi številne enačbe (empirične in analitične), ki so jih predlagali različni avtorji in omogočajo določitev količine sevalno-konvektivne toplotne izgube (fred conv), potrebne za izračun toplotne odpornosti oblačil.
V zvezi s tem se v raziskavah poleg izračuna uporabljajo tudi eksperimentalne metode za ocenjevanje prenosa telesne toplote, ki vključujejo metode za določanje skupne izgube vlage pri človeku in izgube vlage z izhlapevanjem s tehtanjem neoblečene in oblečene osebe ter določanje sevanja. -konvektivne izgube toplote s senzorji za merjenje toplote, nameščenimi na površini telesa.
Poleg neposrednih metod za ocenjevanje prenosa toplote pri človeku se uporabljajo posredne metode, ki odražajo učinek na telo razlike med prenosom toplote in proizvodnjo toplote na enoto časa v določenih življenjskih pogojih. To razmerje določa toplotno stanje osebe, katerega ohranjanje na optimalni ali sprejemljivi ravni je ena glavnih funkcij oblačil. V zvezi s tem služijo kazalniki in merila toplotnega stanja osebe fiziološka osnova tako oblikovanje oblačil kot njihovo ocenjevanje.
BIBLIOGRAFIJA
1 1. Ivanov K. P. Osnovna načela regulacije temperaturne pzmeostaze / V knjigi. Fiziologija termoregulacije. L., 1984. S. 113-137.
1.2 Ivanov K. P. Regulacija temperaturne homeostaze pri živalih in ljudeh. Ašgabat, 1982.
1 3 Berkovich EM Presnova energije v zdravju in bolezni. M., 1964.
1.4. Fanger R.O. Thermal Comfort. Kopenhagen, 1970.
K5. Malysheva A. E. Higienska vprašanja sevalne izmenjave toplote osebe z okoljem. M., 1963.
1 6. Kolesnikov P. A. Toplotno zaščitne lastnosti oblačil. M., 1965
1 7. Witte N. K. Človeška toplotna izmenjava in njen higienski pomen. Kijev, 1956
Človeško dejavnost spremlja nenehno sproščanje toplote v okolje. Njegova količina je odvisna od stopnje fizičnega stresa in se giblje od 85 (v mirovanju) do 500 W (med težkim delom). Da bi fiziološki procesi v telesu potekali normalno, je treba toploto, ki jo proizvaja telo, popolnoma odstraniti v okolje.Kršitev toplotnega ravnovesja lahko povzroči pregrevanje ali hipotermijo telesa in posledično do invalidnosti, hitra utrujenost, izguba zavesti in toplotna smrt.
Eden od pomembnih integralnih kazalcev toplotnega stanja telesa je povprečna telesna temperatura okoli 36,5 °C. Odvisno je od stopnje kršitve toplotnega ravnovesja in ravni porabe energije med izvajanjem fizičnega dela. Pri opravljanju dela zmerno in huda pri visokih temperaturah zraka, lahko naraste od nekaj desetink stopinje do 1 ... 2 ° C. Najvišja temperatura notranjih organov, ki jo človek lahko prenese, je 43 °C, najnižja pa 25 °C.
Temperaturni režim kože igra pomembno vlogo pri prenosu toplote. Njegova temperatura se spreminja v precej pomembnih mejah, pod oblačili pa je 30 ... 34 ° C. Ob neugodnih vremenskih razmerah lahko na nekaterih delih telesa temperatura pade do 20 °C, včasih pa tudi nižje.
Normalno toplotno počutje se pojavi pri nastajanju toplote Q TPčloveka okolje v celoti zaznava Q TO, tj. ko pride do toplotne bilance Q TP = Q TO. V tem primeru temperatura notranjih organov ostane konstantna. Če telesne proizvodnje toplote ni mogoče v celoti prenesti v okolje ( Q TP > Q TO), pride do zvišanja temperature notranjih organov in za takšno toplotno počutje je značilen koncept "vroče". V primeru, ko okolje zaznava več toplote, kot jo človek proizvaja ( Q TP < Q TO), potem se telo ohladi. Za takšno toplotno počutje je značilen pojem "mraz".
Izmenjava toplote med človekom in okoljem poteka s konvekcijo Qk kot posledica izpiranja telesa z zrakom, sevanjem na okoliške površine ter v procesu prenosa toplote in mase Q l med izhlapevanjem vlage, ki jo na površje kože prinesejo žleze znojnice in med dihanjem. Normalno dobro počutje osebe se uresničuje ob upoštevanju enakosti:
Q TP = Qk +Q l +Q TM
Količina toplote, ki jo odda človeško telo različne poti, odvisno od enega ali drugega parametra mikroklime. Tako velikost in smer konvektivne izmenjave toplote med človekom in okoljem določata predvsem temperatura okolja, atmosferski tlak, mobilnost zraka in vsebnost vlage.
Sevanje toplote poteka v smeri površin, ki obdajajo človeka in imajo nižjo temperaturo od temperature površine oblačil in odprtih delov človeškega telesa. Pri visokih temperaturah okoliških površin (nad 30 °C) se prenos toplote s sevanjem popolnoma ustavi, pri višjih temperaturah pa poteka prenos toplote s sevanjem v nasprotni smeri - od vročih površin do človeka.
Sproščanje toplote pri izhlapevanju vlage, ki jo na površje kože prinesejo žleze znojnice, je odvisno od temperature zraka, intenzivnosti dela, ki ga opravlja človek, od hitrosti okoliškega zraka in njegove relativne vlažnosti.
Temperaturo, hitrost, relativno vlažnost in atmosferski tlak okoliškega zraka imenujemo parametri mikroklime. Temperatura okoliških predmetov in intenzivnost fizične aktivnosti telesa sta značilna za specifično proizvodno okolje.
Glavni parametri, ki zagotavljajo proces izmenjave toplote med osebo in okoljem, kot je prikazano zgoraj, so indikatorji mikroklime. V naravnih razmerah na zemeljskem površju (morska gladina) se močno razlikujejo. Tako se temperatura okolja spreminja od -88 do + 60 ° C; mobilnost zraka - od 0 do 60 m / s; relativna vlažnost - od 10 do 100% in atmosferski tlak - od 680 do 810 mm Hg. Umetnost.
Skupaj s spremembo parametrov mikroklime se spreminja tudi toplotno počutje človeka. Pogoji, ki kršijo toplotno ravnovesje, povzročajo reakcije v telesu, ki prispevajo k njegovi obnovi. Procesi uravnavanja sproščanja toplote za vzdrževanje stalne temperature človeškega telesa se imenujejo termoregulacija. Omogoča vam vzdrževanje konstantne telesne temperature. Termoregulacija poteka predvsem na tri načine: biokemično; s spreminjanjem intenzivnosti krvnega obtoka in intenzivnosti potenja.
Biokemična termoregulacija, imenovana kemična termoregulacija, je sprememba proizvodnje toplote v telesu z uravnavanjem hitrosti oksidativnih reakcij. Sprememba intenzivnosti krvnega obtoka in znojenja spremeni oddajanje toplote v okolico in jo zato imenujemo fizična termoregulacija.
Termoregulacija telesa se izvaja hkrati na vse načine. Torej, z znižanjem temperature zraka, povečanje prenosa toplote zaradi povečanja temperaturne razlike preprečijo procesi, kot so zmanjšanje vlažnosti kože in s tem zmanjšanje prenosa toplote z izhlapevanjem, znižanje temperature kože zaradi zmanjšanja intenzivnosti transporta krvi iz notranjih organov in hkrati zmanjšanja temperaturne razlike. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da optimalna presnova v telesu in s tem največja zmogljivost dejavnosti potekajo, če so komponente procesa prenosa toplote v naslednjih mejah: Qk≈30 %; Q l≈ 50 %; Q TM≈ 20 %. Takšno ravnovesje označuje odsotnost napetosti v sistemu termoregulacije.
Parametri mikroklime neposredno vplivajo na toplotno počutje človeka in njegovo delovanje. Ugotovljeno je bilo, da pri temperaturi zraka nad 25 ° C začne človekova zmogljivost upadati. Najvišja temperatura vdihanega zraka, pri kateri lahko človek več minut diha brez posebne zaščitne opreme, je okoli 116 °C.
Človekova toleranca na temperaturo in tudi njegov občutek za toploto sta v veliki meri odvisna od vlažnosti in hitrosti okoliškega zraka. Višja kot je relativna vlažnost, manj znoja izhlapi na časovno enoto in hitreje se telo pregreje. Visoka vlažnost še posebej negativno vpliva na toplotno počutje človeka.<ос >30 ° C, saj se v tem primeru skoraj vsa sproščena toplota odda v okolje med izhlapevanjem znoja. S povečanjem vlažnosti znoj ne izhlapi, ampak teče v kapljicah s površine kože. Obstaja tako imenovani hudourniški tok znoja, ki izčrpava telo in ne zagotavlja potrebnega prenosa toplote. Skupaj z znojem telo izgubi veliko količino mineralnih soli, elementov v sledovih in vodotopni vitamini. V neugodnih razmerah lahko izguba tekočine doseže 8 ... 10 litrov na izmeno in s tem do 40 g kuhinjske soli (skupaj približno 140 g NaCl v telesu). Izgube nad 30 g NaCl so izjemno nevarne za človeški organizem, saj vodijo do motenj želodčnega izločanja, mišični krči, konvulzije. Nadomestilo izgube vode v človeškem telesu pri visokih temperaturah nastane zaradi razgradnje ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin.
Za ponovno vzpostavitev vodno-solnega ravnovesja delavcev v vročih trgovinah so točke za dopolnitev soljene (približno 0,5% NaCl) gazirane pitna voda s hitrostjo 4 ... 5 litrov na osebo na izmeno. V številnih tovarnah se za te namene uporablja beljakovinsko-vitaminski vnos. V vročem podnebju je priporočljivo piti ohlajeno pitna voda ali čaj.
Dolgotrajna izpostavljenost visoki temperaturi, še posebej v kombinaciji z visoko vlažnostjo, lahko povzroči znatno kopičenje toplote v telesu in razvoj pregretja telesa nad dovoljeno mejo - hipertermija - stanje, ko se telesna temperatura dvigne na 38 . .. 39 °C. S hipertermijo in posledično toplotni udar glavobol, omotica, splošna šibkost, izkrivljenost zaznavanja barv, suha usta, slabost, bruhanje, obilno znojenje, pulz in dihanje sta pospešena. V tem primeru opazimo bledico, cianozo, zenice so razširjene, včasih se pojavijo konvulzije, izguba zavesti.
V vročih trgovinah industrijskih podjetij večina tehnoloških procesov poteka pri temperaturah, ki so bistveno višje od temperature okoliškega zraka. Ogrete površine sevajo tokove sevalne energije v prostor, kar lahko povzroči negativne posledice. Infrardeči žarki imajo predvsem toplotni učinek na človeško telo, medtem ko pride do motenj v delovanju kardiovaskularnega in živčnega sistema. Žarki lahko povzročijo opekline kože in oči. Najpogostejša in najhujša poškodba oči zaradi izpostavljenosti infrardečim žarkom je očesna mrena.
Proizvodni procesi, ki se izvajajo pri nizkih temperaturah, visoki gibljivosti zraka in vlažnosti, lahko povzročijo ohlajanje in celo podhladitev telesa - hipotermijo. V začetnem obdobju izpostavljenosti zmernemu mrazu pride do zmanjšanja frekvence dihanja, povečanja volumna vdihavanja. Pri dolgotrajni izpostavljenosti mrazu postane dihanje neenakomerno, povečata se frekvenca in volumen navdiha. Pojav mišičnega tresenja, pri katerem se zunanje delo ne izvaja in se vsa energija pretvori v toploto, lahko za nekaj časa odloži znižanje temperature notranjih organov. Rezultat dejanja nizke temperature so mrzle poškodbe.
2. NADZOR MIKROKLIMATSKIH INDIKATORJEV
Normativne parametre industrijske mikroklime določa GOST 12.1.005-88, pa tudi SanPiN 2.2.4.584-96.
miza- Optimalna zmogljivost mikroklima na delovnih mestih industrijskih prostorov
|
Obdobje v letu |
Temperatura zraka, 0 C |
Temperatura površine, 0 С |
Relativna vlažnost, % |
Hitrost 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 (več kot 290) |
16…18 |
15…19 |
60…40 |
0,3 |
|
|
Toplo |
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 (več kot 290) |
18…20) |
17…21 |
60…40 |
0,3 |
Za oceno narave oblačil in aklimatizacije telesa v različnih obdobjih leta je uveden koncept letnega obdobja. Razlikujte topla in hladna obdobja v letu. Za toplo obdobje leta je značilna povprečna dnevna zunanja temperatura + 10 ° C in več, hladno obdobje je pod + 10 ° C.
Glede na intenzivnost dela so vse vrste dela glede na skupno porabo energije telesa razdeljene v tri kategorije: lahka, zmerna in težka. Značilnosti industrijskih prostorov glede na kategorijo dela, ki se v njih opravlja, so določene s kategorijo dela, ki ga opravlja polovica ali več delavcev v ustreznem prostoru.
TO lahko delo(kategorija I) vključuje dela, opravljena sede ali stoje, ki ne zahtevajo sistematičnega fizičnega stresa (delo kontrolorjev, v procesih natančne instrumentacije, pisarniško delo itd.). Lahka dela so razdeljena na kategorijo 1a (stroški energije do 139 W) in kategorijo 16 (stroški energije 140 ... 174 W). Zmerno delo (kategorija II) vključuje delo s porabo energije 175 ... 232 (kategorija Na) in 233 ... 290 W (kategorija 116). Kategorija H vključuje delo, povezano s stalno hojo, ki se izvaja stoje ali sede, vendar ne zahteva premikanja uteži, kategorija Pb - delo, povezano s hojo in prenašanjem majhnih (do 10 kg) uteži (v delavnicah za strojno montažo, tekstilno proizvodnjo, predelavo lesa). itd.). Težka dela (kategorija III) s porabo energije več kot 290 W vključujejo dela, povezana s sistematičnim fizični stres, zlasti pri nenehnem gibanju, pri prenašanju znatnih (več kot 10 kg) uteži (v kovačnicah, livarnah z ročnimi postopki itd.).
V delovnem območju proizvodnega obrata je po GOST 12.1.005-88 mogoče vzpostaviti optimalne in dopustne mikroklimatske pogoje. Optimalne mikroklimatske razmere so takšna kombinacija mikroklimatskih parametrov, ki ob dolgotrajni in sistematični izpostavljenosti človeka zagotavlja občutek toplotnega ugodja in ustvarja predpogoje za visoko učinkovitost.
Dopustni mikroklimatski pogoji so takšne kombinacije mikroklimatskih parametrov, ki lahko ob dolgotrajni in sistematični izpostavljenosti človeka povzročijo napetost termoregulacijskih reakcij in ne presegajo meja fizioloških prilagoditvenih sposobnosti. Hkrati ni motenj v zdravstvenem stanju, neprijetnih občutkov toplote, ki poslabšajo dobro počutje, in zmanjšanja delovne sposobnosti ni opaziti.
Meritve indikatorjev mikroklime se izvajajo v delovnem območju na višini 1,5 m od tal in jih ponavljajo v drugačni časi dan in leto, ob različnih časih tehnološki proces. Izmerite temperaturo, relativno vlažnost in hitrost zraka.
Za merjenje temperature in relativne vlažnosti zraka se uporablja aspiracijski psihrometer Asman (slika 2). Sestavljen je iz dveh termometrov. Eden od njih ima posodo z živim srebrom, prekrito s krpo, ki jo navlažimo s pipeto. Suhi termometer kaže temperaturo zraka. Odčitki mokrega termometra so odvisni od relativne vlažnosti zraka: nižja je njegova temperatura, nižja je relativna vlažnost, saj se z zmanjšanjem vlažnosti hitrost izhlapevanja vode iz navlaženega tkiva poveča in površina rezervoar hladi intenzivneje.
Da bi izključili vpliv gibanja zraka v prostoru na odčitke mokrega termometra (gibanje zraka poveča hitrost izhlapevanja vode s površine navlaženega tkiva, kar vodi do dodatnega hlajenja jeklenke živega srebra z ustrezno podcenjenostjo). izmerjene vrednosti vlažnosti v primerjavi z njeno dejansko vrednostjo), sta oba termometra nameščena v kovinski zaščitni cevi. Da bi izboljšali natančnost in stabilnost odčitkov naprave v procesu merjenja temperature s suhimi in mokrimi termometri, skozi obe cevi potekajo stalni zračni tokovi, ki jih ustvarja ventilator, ki se nahaja na vrhu naprave.
Pred meritvijo se v posebno pipeto potegne voda in njen platneni ovoj navlaži z mokrim termometrom. V tem primeru se naprava drži navpično, nato se urni mehanizem napne in namesti (obesi ali drži v roki) na merilni točki.
Po 3 ... 5 minutah se odčitki suhih in mokrih termometrov nastavijo na določene ravni, po katerih se s posebnimi tabelami izračuna relativna vlažnost zraka.
Hitrost gibanja zraka se meri z anemometri (slika 2.7). Pri hitrosti zraka nad 1 m/s se uporabljajo krilni ali čašasti anemometri, pri nižjih hitrostih pa anemometri z vročo žico.
Načelo delovanja krilnih in skodelicnih anemometrov je mehansko. Pod vplivom aerodinamične sile gibljivega zračnega toka se rotor naprave s krili (ploščami), pritrjenimi na njem, začne vrteti s hitrostjo, katere vrednost ustreza hitrosti prihajajočega toka. Preko sistema zobnikov je os povezana s premičnimi puščicami. Osrednji kazalec prikazuje enote in desetice, kazalci majhnih številčnic prikazujejo stotine in tisoče razdelkov. S pomočjo vzvoda, ki se nahaja ob strani, se lahko os odklopi od prestavnega mehanizma ali poveže.
Pred merjenjem se odčitki številčnic zabeležijo z izklopljeno osjo. Naprava se namesti na merilno točko, os s krili, ki so na njej pritrjena, se začne vrteti. Štoparica meri čas in vklopi napravo. Po 1 minuti se s premikanjem ročice os izklopi in odčitki se ponovno zabeležijo. Razlika v odčitkih naprave se deli s 60 (število sekund v minuti), da se določi hitrost vrtenja puščice - število delitev, ki jih preide v 1 s. Na podlagi ugotovljene vrednosti se z uporabo grafa, pritrjenega na napravo, določi hitrost gibanja zraka na sekundo.
Za merjenje nizkih hitrosti zraka se uporablja anemometer z vročo žico, ki omogoča tudi določanje temperature zraka. Princip merjenja temelji na spreminjanju električni upor občutljiv element naprave pri spreminjanju temperature in hitrosti zraka. Glede na velikost električnega toka, izmerjeno z galvanometrom, se hitrost zračnega toka določi s pomočjo tabel
LITERATURA
Zhidetsky V.Ts., Dzhigirey V.S., Melnikov A.V. Osnove varstva dela. Učbenik - ur. 2., dopolnjeno. - Sankt Peterburg: Afiša, 2000.
2014-05-14
Pomen okolja za življenje človeka Življenjsko okolje in njegov vpliv na zdravje ljudi BENZ-A-PIREN. VZROKI ZA POJAV V OKOLJU IN HRANI
Denisenko G.F. Varnost in zdravje pri delu: Vadnica. - M .: Višja šola, 1995. .
Druzhinin V.F., Motivacija dejavnosti v izrednih razmerah, M., 1996.
Med človekom in njegovim okoljem nenehno poteka izmenjava toplote. Okoljski dejavniki imajo kompleksen učinek na telo in glede na njihove specifične vrednosti, vegetativni centri (striatno telo, sivi tuberkel diencefalona) in retikularna tvorba, ki sodelujejo z možgansko skorjo in pošiljajo impulze v mišice skozi simpatična vlakna, zagotavljajo optimalno razmerje med proizvodnjo in prenosom toplote.
Termoregulacija telesa je kombinacija fizioloških in kemični procesi namenjen vzdrževanju telesne temperature v določenih mejah (36,1 ... 37,2 ° C). Pregrevanje telesa ali njegova hipotermija vodi do nevarnih motenj vitalnih funkcij in v nekaterih primerih do bolezni. Termoregulacija je zagotovljena s spremembo dveh komponent procesov izmenjave toplote - proizvodnje toplote in prenosa toplote. Na toplotno ravnovesje telesa pomembno vpliva prenos toplote, kot najbolj nadzorovan in spremenljiv.
Toploto proizvaja celotno telo, najbolj pa prečno progaste mišice in jetra. Proizvodnja toplote človeškega telesa, oblečenega v domača oblačila in v stanju relativnega počitka pri temperaturi zraka 15 ... 25 ° C, ostane približno na enaki ravni. Z znižanjem temperature se poveča in ko se dvigne s 25 na 35 ° C, se rahlo zmanjša. Pri temperaturah nad 40 °C začne nastajanje toplote naraščati. Ti podatki kažejo, da regulacija proizvodnje toplote v telesu poteka predvsem pri nizkih temperaturah okolja.
Proizvajanje toplote se med opravljanjem fizičnega dela poveča, in to bolj, tem težje je delo. Količina proizvedene toplote je odvisna tudi od starosti in zdravstvenega stanja osebe. Povprečne vrednosti proizvodnje toplote odrasle osebe, odvisno od temperature okolja in resnosti opravljenega dela, so prikazane v tabeli 14.3.
14.3. Človeška proizvodnja toplote je odvisna od temperature zraka in resnosti opravljenega dela
|
Temperatura zraka, "C |
Proizvodnja toplote, J/s |
Temperatura zraka, °C |
Proizvodnja toplote, J/s |
|
Stanje mirovanja |
Srednje delo |
||
|
Enostavno delo |
Trdo in zelo trdo delo |
||
Obstajajo tri vrste prenosa toplote iz človeškega telesa:
sevanje (v obliki infrardečih žarkov, ki jih oddaja površina telesa v smeri predmetov z nižjo temperaturo);
konvekcija (ogrevanje zraka, ki opere površino telesa);
izhlapevanje vlage s površine kože, sluznice zgornjih dihalnih poti in pljuč.
Odstotno razmerje med temi vrstami prenosa toplote osebe, ki je v normalnih pogojih v mirovanju, je izraženo z naslednjimi številkami: 45/30/25. Vendar se lahko to razmerje razlikuje glede na specifične vrednosti parametrov mikroklime in resnost opravljenega dela.
Do prenosa toplote zaradi sevanja pride le, če je temperatura okoliških predmetov nižja od temperature izpostavljene kože (32..34.5 °C) ali zunanjih plasti oblačil (27..28 °C za rahlo oblečeno osebo in približno 24 °C. za moškega v zimskih oblačilih). Glavnina sevanja pripada infrardečemu območju z valovno dolžino (4..50) * 10-6m. Hkrati je količina toplote, ki jo telo izgubi na časovno enoto, J / s (1 J / s \u003d 1 W),
Pp = Sδ(Tch4 - To4),
kjer je S površina človeškega telesa, določena po urniku (slika 14.1), m2. Če masa in višina osebe nista znani, potem vzemite S = 1,5 m2; δ je zmanjšani koeficient sevanja, W / (m2 * K4): za bombažno tkanino 5 = 4,2 * 10-8, za volno in svilo δ = 4,3 * 10, za človeško kožo δ = 5,1 * 10 -8; Tch je temperatura površine človeškega telesa: za slečeno osebo 306 K (to ustreza 33 ° C); To je temperatura okolja, K.
riž. 14.1. Graf za določanje površine človeškega telesa glede na njegovo težo in višino
Do prenosa toplote s konvekcijo pride tudi, če površinska temperatura kože oz zgornje plasti oblačila nad temperaturo okoliškega zraka. V odsotnosti vetra se zaradi svoje toplotne prevodnosti segreva 4–8 mm debela plast zraka, ki meji na površino kože gole osebe. Bolj oddaljene plasti se segrejejo zaradi naravnega gibanja zraka ali prisilne indukcije. S povečanjem hitrosti gibanja zraka se debelina mejne plasti, ki obdaja človeka, zmanjša na 1 mm, prenos toplote s površine telesa pa se večkrat poveča. Izguba toplote s konvekcijo skozi Airways manj kot na koži in se pojavijo, ko je temperatura vdihanega zraka nižja od telesne temperature. Prenos toplote s konvekcijo se poveča z naraščanjem zračnega tlaka.
Približno lahko toplotne izgube na enoto časa s konvekcijo, J/s, določimo s formulo
Pk1 = 7(0,5 + √v)S(Tch - To)
Pk2 \u003d 8,4 (0,273 + √v) S (Tch - To)
kjer je v hitrost zraka, m/s.
Prva formula se uporablja za hitrost zraka v ≤ 0,6 m/s, druga pa za v > 0,6 m/s.
Izparevanje je prenos toplote pri povišanih temperaturah zraka, ko so prej omenjeni načini prenosa toplote težki ali nemogoči. V normalnih pogojih se na večini površine človeškega telesa pojavi neopazno potenje, ki je posledica difuzije vode brez aktivne udeležbe znojnih žlez. Izjema so površine dlani, podplatov in pazduhe(ki predstavlja približno 10 % telesne površine), na kateri se neprekinjeno sprošča znoj.
Zaradi izhlapevanja telo v povprečju izgubi približno 0,6 litra vode na dan. Ker izhlapevanje 1 g vode porabi približno 2,5 kJ toplote, bo njena izguba na dan približno 1500 kJ. S povišanjem temperature zraka in stopnje resnosti dela zaradi aktivnejšega prodiranja tekočine skozi stene arterijskih žil prepletajo znojne žleze in živčna regulacija potenje se poveča in doseže 5 litrov na izmeno, v nekaterih primerih pa 10 ... 12 litrov. Poveča se tudi prenos toplote.
Pri preveč intenzivnem sproščanju znoj nima vedno časa za izhlapevanje in se lahko sprosti v obliki kapljic. V tem primeru vlažna plast na koži onemogoča prenos toplote, kar dodatno vodi do pregrevanja telesa. Poleg vlage oseba izgubi veliko količino soli z znojem (1 liter znoja vsebuje 2,5 ... 2,6 g natrijevega klorida) in vodotopnih vitaminov (C, BI, 62), kar vodi do odebelitve krvi in poslabšanje srca. Treba je opozoriti, da ima oseba ob izgubi količine vode, ki je enaka 1% celotne telesne teže, občutek močne žeje; izguba 5% vode povzroči izgubo zavesti, 10% smrt.
Količina sproščenega znoja je odvisna od posameznih značilnosti organizma, pa tudi od stopnje njegove prilagodljivosti danim podnebnim razmeram. Na hitrost izhlapevanja vlage vplivata temperatura in hitrost zraka.
Skozi dihalne poti na dan izhlapi približno 300...350 g vlage, kar povzroči izgubo 750...875 kJ toplote.
Celotno izgubo toplote z izhlapevanjem na enoto časa, J/s, lahko približno določimo s formulo
Pu \u003d 0,6547q (1 + kl), kjer je q intenzivnost izločanja znoja, g / h, določena s tehtanjem osebe; kl je pretvorbeni faktor za prenos toplote skozi pljuča, odvisno od temperature okolice: pri O "C kl \u003d 0,43, pri 18 ° C - 0,3, pri 28 ° C - 0,23, pri 35 ° C - 0,035 in pri 45°С kl = 0,015.
