Способ теплоотдачи будет преобладать при комфортных условиях микроклимата
Существуют следующие пути отдачи тепла организмом в окружающую среду: излучение, теплопроведение, конвекция и испарение.
Излучение — это способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона (а = 5—20 мкм). Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения и разности средних значений температур кожи и окружающей среды. Площадь поверхности излучения — это суммарная площадь поверхности тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20 °С и относительной влажности воздуха 40—60 % организм взрослого человека рассеивает путем излучения около 40—50 % всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путем излучения возрастает при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при ее повышении. В условиях постоянной температуры окружающей среды излучение с поверхности тела возрастает при повышении температуры кожи и уменьшается при ее понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются (разность температур становится равной нулю), отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить теплоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые окружающими предметами, согревается.
Рис. 13.4. Виды теплоотдачи. Пути отдачи тепла организмом во внешнюю среду можно условно подразделить на «влажную» теплоотдачу, связанную с испарением пота и влаги с кожи и слизистых оболочек, и на «сухую» теплоотдачу, которая не связана с потерей жидкости.
Теплопроведение — способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество тепла, отдаваемого организмом в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань характеризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Использование одежды из тканей, содержащих большое число маленьких неподвижных «пузырьков» воздуха между волокнами (например, шерстяные ткани), дает возможность организму человека уменьшить рассеяние тепла путем теплопроводности. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание человека в среде с высокой влажностью при низкой температуре сопровождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства.
Конвекция — способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Для рассеяния тепла конвекцией требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. При этом контактирующий с кожей слой воздуха нагревается, снижает свою плотность, поднимается и замещается более холодным и более плотным воздухом. В условиях, когда температура воздуха равна 20 °С, а относительная влажность — 40—60 %, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путем теплопро-ведения и конвекции около 25—30 % тепла (базисная конвекция). При увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция) значительно возрастает и интенсивность теплоотдачи (форсированная конвекция).
Отдача тепла организмом путем теплопроведения, конвекции и излучения, называемых вместе «сухой» теплоотдачей, становится неэффективной при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.
Теплоотдача путем испарения — это способ рассеяния организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача). У человека постоянно осуществляется выделение пота потовыми железами кожи («ощутимая», или железистая, потеря воды), увлажняются слизистые оболочки дыхательных путей («неощутимая» потеря воды) (рис. 13.4). При этом «ощутимая» потеря воды организмом оказывает более существенное влияние на общее количество отдаваемого путем испарения тепла, чем «неощутимая».
При температуре внешней среды около 20 «С испарение влаги составляет около 36 г/ч. Поскольку на испарение 1 г воды у человека затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии, нетрудно подсчитать, что путем испарения организм взрослого человека отдает в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде усиливают потоотделение и оно может возрасти до 500— 2000 г/ч. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излучением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начинает поглощать тепло извне, и единственным способом рассеяния тепла становится усиление испарения влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды остается меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха, когда капли пота, не успевая испариться, сливаются и стекают с поверхности тела, теплоотдача путем испарения становится менее эффективной.
Источник
Образец решения ситуационной задачи
Условие.При исследовании микроклимата в трехкоечной палате площадью 21 м 2 терапевтические стационара получены следующие данные: показания термометра, расположенного на наружной стене — 22°С, на внутренней стене — 22°С, на внутренней боковой стене — 21,5°С. Все измерения делали на высоте 1м от пола. Перепады температуры по вертикали составили 1°С на каждый метр высоты палаты. Относительная влажность воздуха, измеренная аспирационным психрометром, составила 20 %, скорость движения воздуха в центре палаты — 0,05 м/с.
Задание. Ответьте на вопросы:
1. Правильно ли проводились измерения параметров микроклимата? Если нет, то укажите ошибки.
2. Какие показатели термометрии следует использовать для определения средней температуры воздуха в палате?
3. Определите и оцените перепады температуры по горизонтали и вертикали.
4. Какая физиологическая функция организма в наибольшей степени зависит от микроклиматических условий?
5. Какой из способов теплоотдачи будет преобладать при данном микроклимате?
6. Какую роль играет влажность в процессах теплоотдачи?
7. Какое значение имеет скорость движения воздуха в помещении?
8. Каким способом можно регулировать микроклимат в помещении?
9. Какие варианты микроклимата предпочтительнее при повышенном и пониженном артериальном давлении — теплые или прохладные?
10. Какой способ теплоотдачи преобладает при комфортном микроклимате?
11. Какие меры по улучшению микроклимата можно предложить в данной ситуации?
Вариант ответа
1. Поскольку средняя температура воздуха измерена с нарушением правил (на высоте 1 м от пола, а не 1,5 м) необходимо скорректировать этот показатель На уровне 1,5 м от пола средняя температура составит Тср.=21,5°+0,5°=22°С.
Эта величина превышает норму для палат (18°-20°С). При повышенной средней температуре и пониженной влажности у больных будет преобладать отдача тепла испарением, вследствие чего механизмы терморегуляции будут работать с напряжением. Испарение может привести к обезвоживанию организма, повышенной сухости слизистых оболочек дыхательных путей, к увеличению жажды. Пониженная скорость движения воздуха снижает теплоотдачу испарением.
Данный микроклимат некомфортный. Измерения проводили неправильно, поэтому температура воздуха Занижена на 0,5°С, поэтому полученный результат надо увеличить на 0,5°С, (учитывая, что температуры увеличивается на 1°С на каждый метр по вертикали).
2. Для оценки средней температуры надо использовать показания термометра, размещенного на внутренней боковой стене в середине палаты (на высоте 1,5 м от пола). С учетом поправки на высоту измерения средняя температура воздуха будет равна 22,5°С (результат измерения на внутренней стене в середине палаты на высоте 1 м — 21,5°С, плюс 1°С — поправка на высоту).
3. Перепады температуры воздуха по горизонтали и вертикали (2,5° и 2°С) находятся в пределах допустимых норм.
4. В наибольшей степени микроклимат оказывает влияние на физическую терморегуляцию организма, а опосредованно на химическую терморегуляцию, снижая или увеличивая интенсивность обменных процессов в организме.
5. При данном микроклимате в палате будет душновато (повышена температура воздуха и снижена скорость движения).
6. Теплоотдача буде происходить испарением, отдача тепла способами проведения и излучения будет затруднена.
7. От степени влажности воздуха зависит интенсивность испарения с поверхности тела. При высокой влажности испарение будет затруднено, при низкой будет происходить интенсивно.
8. При высокой скорости движения воздуха увеличивается отдача тепла конвекцией и усиливается испарение. Движение воздуха в помещении является показателем наличия в посещении вентиляции (воздухообмена). Малая скорость говорит о слабом воздухообмене, а высокая (более 0,5 м) вызывает ощущения сквозняка.
Задача 1.
В ожидальном помещении амбулатории определены параметры микроклимата в зимний период года: температура воздуха +15°С, влажность 85 %, скорость движения воздуха 0,5 м/сек. Температура наружной стены +9°С. Тамбур отсутствует. Двери ожидальной не оборудованы воздушной завесой.
Задание. Оценить параметры микроклимата.
Задача 2.
В процедурном кабинете (10 м 2 ) определены параметры микроклимата в летний период года: температура воздуха +27°С, влажность 67 %, скорость движения воздуха 0,15 м/сек.
Задание. Оценить параметры микроклимата.
Задача 3.
В стерилизационной в летний период года определены параметры микроклимата: температура воздуха +28°С, влажность 85 %, скорость движения воздуха 0,05 м/сек. Работники при работе в этих помещениях жалуются на головную боль, потливость, учащенное дыхание, слабость.
Задание. Оцените параметры микроклимата. Объясните возможные причины жалоб персонала. Ваши предложения по улучшению микроклимата.
Задача 5.
В жилой квартире средняя температура воздуха равна +20°С, относительная влажность воздуха 65 %, подвижность воздуха 0,1 м/с.
Задание. Оцените микроклимат в квартире и его влияние на здоровье человека. Определите ЭТ.
Задача 6.
В спальном помещении температура воздуха по сухому термометру психрометра равна +20°С, а по влажному термометру — +12°С.
Задание. Определите относительную влажность воздуха и оцените ее влияние на теплообмен. Укажите приборы для измерения влажности воздуха.
Задача 7.
В зимнее время в жилой комнате средняя температура воздуха равняется +18°С, вертикальный градиент температуры колеблется в пределах 2-3°С, разница температуры около внутренних и наружных стен составляет 4°С.
Задание. Оцените перепады температуры по горизонтали и вертикали. Оцените температурные условия в комнате и возможные жалобы на самочувствие.
Задача 8.
В спальном помещении среднесуточная температура составляет +20°С. В ночные и утренние часы падает до +14°С, а в дневные часы поднимается до +24°С.
Задание. Оцените температурные условия и возможные последствия их действия на здоровье.
Задача 9.
В помещении температура воздуха равна +22°С, относительная влажность воздуха 85 %, подвижность воздуха 0,1 м/с.
Задание. Каковы процессы терморегуляции при данных условиях. Определить ЭТ. Ваши рекомендации.
Задача 10.
В помещении температура воздуха по сухому термометру психрометра равна +20°С, по влажному — +12°С, скорость движения воздуха — 0,05 м/с.
Задание. Дайте комплексную оценку действия всех названных элементов микроклимата на работающих, одетых в повседневную одежду и выполняющих легкую работу. Определить ЭТ.
Задача 11.
С наступлением холодов у жителей общежития стали появляться простудные заболевания (нейромиозиты, радикулиты, невриты, риниты и др.). При обследовании этого общежития установлено, что температура воздуха держится в пределах +18°С, относительная влажность 70 %, скорость движения воздуха — 0,25 м/с.
Задание. Оцените условия размещения жителей и наличие связи с указанными выше заболеваниями. Каковы меры профилактики. Определить ЭТ.
Задача 12.
В помещении работают 11 операторов. К концу рабочего дня большая часть из них жалуется на значительное утомление, повышение температуры тела до 38°С, частота пульса 180 уд/мин. Температура воздуха в помещении держится в пределах 25-27°С, влажность — 80-85 %, скорость движения воздуха 0,1 м/с.
Задание. Оцените микроклимат, ЭТ. Какое влияние оказывает на процессы терморегуляции? Ваши предложения по улучшению микроклимата.
Источник
Комфортный и дискомфортный микроклимат. Реакция организма на изменение микроклимата
Поддержание микроклимата существует для создания наиболее благоприятных условий для работы и жизни человека. На любые, даже самые незначительные изменения, организм человека реагирует в той или иной степени.
При наиболее комфортном состоянии микроклимата физиологические процессы терморегуляции не наряжены, теплоощущение хорошее, функциональное состояние нервной системы оптимальное, физическая и умственная работоспособность высокая, организм устойчив к воздействию негативных факторов среды.
Дискомфортный микроклимат вызывает напряжение процессов терморегуляции, имеет место плохое теплоощущение, ухудшается условно-рефлекторная деятельность и функция анализаторов, понижается работоспособность и качество труда, снижается устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов.
При изменениях микроклимата, выходящих за границы приспособительных физиологических колебаний, дискомфорт проявляется в виде изменений самочувствия. Появляется апатия, шум в ушах, мерцание перед глазами, тошнота, помрачнение сознания, повышение температуры тела, судороги и другие симптомы.
Зависимость способов теплоотдачи от параметров микроклимата
Микроклимат,оказывает непосредственное воздействие на один из важнейших физиологических процессов — терморегуляцию.
Терморегуляция — это совокупность процессов, обеспеч. равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, благодаря которому температура тела человека остается постоянной. Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя составляет для «стандартного человека» (масса 70 кг, рост 170 см) до 283 кДж в час. При легкой физической работе — более 283 кДж в час, при работе средней тяжести — до 1256 кДж в час и при тяжелой -1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма. Нормальная жизнедеятельность осущ. в том случае, если тепловое равновесие, т. е. соответствие между теплопродукцией вместе с теплотой, получаемой из окр. среды, и теплоотдачей достигается без напряжения процессов терморегуляции. Отдача тепла организмом зависит от условий микроклимата, который опред. комплексом факторов,влияющ. на теплообмен: температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и радиационной температурой окруж. человека предметов. Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на теплообмен, нужно знать осн. пути отдачи тепла организмом. При нормальных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из легких. 85% тепла, отдаваемого через кожу, распределяется следующим образом: 45% приходится на излучение, 30% на проведение и 10% на испарение. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата.
На потерю тепла излучением не влияют температура воздуха, его подвижность, относит. влажность, а только температура окруж. предметов. Эл.магнитное излучение испускается любыми нагретыми телами и при температуре тела человека лежит в области инфракрасных, тепловых волн. Потеря тепла проведением осущ. в результате соприкосновения тела человека с окружающим воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция). Основное количество тепла теряется конвекцией. Эта потеря прямо пропорциональна разности между температурой тела и температурой окружающего воздуха — чем больше разница, тем больше теплоотдача. Если температура воздуха возрастает, потеря тепла конвекцией уменьшается и при температуре 35—36° С прекращается. Потеря тепла конвекцией увеличивается при увеличении скорости движения воздуха, которая не должна превышать 2—3 м/сек, так как это может привести к переохлаждению организма. Ускоряет теплоотдачу повышение влажности воздуха, влажный воздух более теплоемкий. Потеря тепла испарением зависит от количества влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1г влаги организм теряет 2,43 кДж тепла, при нормальных условиях с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж энергии.
Источник
