Тема № 8 МЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ

Тема № 8
МЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ
ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА НА ТЕПЛООБМЕН ЧЕЛОВЕКА
1. Учебная цель
1.1. Усвоить методику гигиенической оценки комплексного влияния
параметров микроклимата на теплообмен человека по субъективным и
объективным физиологическим показателям.
1.2. Овладеть объективными методами оценки комплексного влияния
микроклимата на теплообмен человека: эффективных, эквивалентно-эффективных,
результирующих температур, методом кататермометрии, расчетами теплового
баланса организма.
2. Исходные знания и умения
2.1. З н а т ь :
2.1.1. Основные законы термодинамики и физиологические основы
теплообмена и терморегуляции организма (в объеме программ биофизики,
биохимии, физиологии).
2.1.2. Гигиеническое значение микроклимата помещений разного
назначения, его разновиды и показатели.
2.1.3. Влияние на человека комфортного и дискомфортного (нагревающего и
охлаждающего) микроклимата.
2.1.4. Субъективные и объективные показатели теплового состояния
организма.
2.2. У м е т ь :
2.2.1. Измерять и оценивать показатели микроклимата (температуру воздуха,
радиационную температуру, влажность и скорость движения воздуха).
2.2.2. Измерять и оценивать физиологические показатели влияния
микроклимата на теплообмен и терморегуляцию организма (частоту дыхания,
пульс, артериальное давление, температуру тела и поверхности кожи,
интенсивность
потовыделения,
электропроводность
кожи),
оценивать
субъективное теплоощущение человека на основании физиологических
показателей и психоэмоциональных реакций.
3. Вопросы для самоподготовки
3.1. Понятие о микроклимате и факторах, его характеризующих.
3.2. Гигиеническое значение температуры воздуха, радиационной
температуры. Основные законы термодинамики, закон Стефана-Больцмана.
3.3. Гигиеническое значение и показатели влажности воздуха (абсолютная,
максимальная, относительная влажность, физиологическая относительная
влажность, физиологический дефицит насыщения, точка росы).
3.4. Гигиеническое значение скорости движения атмосферного воздуха и
воздуха закрытых помещений.
3.5. Приборы для измерения параметров микроклимата, принципы их
устройства и методика использования.
3.6. Общая методика гигиенического изучения метеорологических факторов
и микроклимата помещений.
3.7. Тепловое равновесие и теплообмен организма с окружающей средой.
Физиолого-гигиеническая характеристика теплопродукции и теплоотдачи.
Субъективные и объективные показатели теплового состояния человека.
3.8. Охлаждающий микроклимат и его влияние на организм человека.
Физиологические реакции и заболевания, им обусловленные (переохлаждение,
отморожение и прочие).
3.9. Нагревающий микроклимат и его влияние на организм человека.
Физиологические реакции и патологические проявления острого и хронического
перегревания. Солнечный, тепловой удар. Профилактика перегревания.
3.10. Методы изучения влияния микроклимата помещений на организм
человека: метод кататермометрии, эффективных, эквивалентно-эффективных,
результирующих температур, их сравнительная гигиеническая оценка.
3.11. Расчет и комплексная гигиеническая оценка теплового баланса
организма: расчет теплопродукции и теплоотдачи (излучением, проведением,
испарением) в зависимости от микроклимата.
4. Задания для самоподготовки
4.1. Дайте оценку теплового состояния организма методом кататермометрии
по таким результатам измерения: время охлаждения кататермометра с 38 О до 35 О
С в одном помещении 3 минуты и 15 секунд, во втором помещении - 1 минута 25
секунд. Фактор кататермометра F = 630.
4.2. Определите эквивалентно-эффективную температуру в помещении, в
котором температура воздуха по сухому термометру аспирационного психрометра
Ассмана составляет 25ОС, по влажному 19ОС, скорость движения воздуха 2 м/с.
Сделайте вывод о тепловом состоянии организма.
4.3. Определите результирующую температуру в помещении, температура
воздуха в котором по сухому термометру психрометра Ассмана составляет 25ОС,
скорость движения воздуха 2,5 м/с, абсолютная влажность воздуха 10,5 мм рт.ст.,
средняя радиационная температура 18ОС. Человек выполняет тяжелую работу.
Сделайте вывод о тепловом состоянии организма.
4.4. Рассчитайте и оцените тепловой баланс “стандартного человека” (рост
170 см, масса тела 65 кг, площадь поверхности тела 1,8 м2), находящегося в
легкой одежде. Выполняет работу средней тяжести (энергозатраты
180 ккал/ч.) температура тела 36ОС. В помещении, температура воздуха
составляет 18ОС, средняя температура окружающих поверхностей 16ОС, скорость
движения воздуха 0,5 м/с, относительная влажность 85 %.
5. Структура и содержание занятия
Занятие лабораторное. Тема рассчитана на 2 академических часа. На первой
половине занятия студенты овладевают:
а) метод клинико-физиологического исследования влияния микроклимата на
напряжение процессов терморегуляции организма (методика изложена в
приложении 1);
б) метод кататермометрии как одним из методов физического моделирования
комплексной оценки влияния микроклимата на организм и соответствия
полученных данных гигиеническим нормативам (табл. 1). Методика работы с
кататермометром описана в приложении 1 к теме занятия № 7.
Вторая половина занятия посвящена освоению расчетных методов оценки
влияния микроклимата закрытых помещений на организм:
а) методики определения эквивалентно-эффективных и результирующих
температур (по термометрическим картам “стандартного человека”) и оценки
соответствия ЭЭТ и РТ гигиеническим нормативам (табл. 1 и приложение 2);
б) изучению теплового баланса путем сравнения теплообразования и
теплопотерь: излучением, проведением, испарением влаги с поверхности кожи,
легких и слизистых оболочек с использованием собственных антропометрических
данных (методика изложена в приложении 3).
6. Литература
6.1. О с н о в н а я :
6.1.1. Общая гигиена: пропедевтика гигиены /Е.И. Гончарук, Ю.И. Кундиев,
В.Г. Бардов и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- К.: Вища шк., 2000.- С. 207-237.
6.1.2. Даценко І.І., Габович Р.Д. Основи загальної і тропічної гігієни. - К.:
«Здоров’я», 1995. - С. 22-31.
6.1.3. Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян. Гигиена. - К.: Вища шк.,
1983. - С. 36-40.
6.1.4. Загальна гігієна. Посібник для практичних занять. / І.І.Даценко, О.Б.
Денисюк С.Л., Долошицький/за загальною ред. І.І. Даценко. - Львів: «Світ», 1992. С. 41-42.
6.1.5. Лекции.
6.2. Д о п о л н и т е л ь н а я :
6.2.1. Новожилов Л.А., Ломов С.Т. Гигеническая оценка микроклимата. - Л.,
1986.
6.2.2. Руководство к практическим занятиям по гигиене труда / Под ред. А.М.
Шевченко. - К.: Вища шк., 1986. - С. 54-67.
6.2.3. І.І.Даценко, Р.Д.Габович Профілактична медицина. Загальна гігієна з
основами екології. – К., “Здоров’я”, 1999. - С. 120-124.
6.2.4. Г.Х. Шахбазян. Гигиена производственного микроклимата. К., 1978.
6.2.5. Руководство к практическим занятиям по коммунальной гигиене / Под
ред. Е.И. Гончарука. - Г.: Медицина, 1990. - С. 318-327.
6.2.6. Медведев В.И. Устойчивость физиологических и психологических
функцийчеловека при действии экстремальных факторов. - Л.: «Наука», 1982. - 104
с.
7. Оснащение занятия
1. Психрометр аспирационный.
2. Кататермометр шаровой и таблица теплоощущений при разных уровнях
охлаждающей способности воздуха.
3. Электротермометр с детектором для кожи.
4. Тонометр.
5. Гальванометр
для
определения
электропроводности
кожи
(потовыделение).
6. Таблицы эквивалентно-эффективных и результирующих температур.
7. Номограммы эквивалентно-эффективных и результирующих температур.
8. Формулы для расчета тепловыделения излучением, проведением,
потоиспарением.
9. Задание студентам по оценке комплексного влияния микроклимата на
теплообмен.
Приложение 1.
Методика клинико-физиологического исследования влияния микроклимата
на организм и самочувствие человека
Студенты академической группы делятся на 2 бригады: одна бригада изучает
состояние микроклимата в комфортных условиях учебной лаборатории
(контрольная группа), вторая - в условиях дискомфортного микроклимата
(камеральные условия).
Дискомфортный микроклимат создается искусственно: переохлаждающий
микроклимат создается в одном из помещений кафедры обычным путем
(открываются двери, окна, создаются сквозняки); перегревный микроклимат
создается в специальном боксе (дополнительно устанавливают отопительные
приборы, повышают влажность воздуха путем выпарывания воды из открытых
поверхностей разных емкостей).
Напряжение процессов терморегуляции изучают у контрольной и подопытной группы дважды: в состоянии покоя, через 10-15 минут адаптации студентов к
данным микроклиматическим условиям, и сразу же после выполнения дозированной работы (15-20 приседаний или 10-15 отжиманий руками от пола и т.п.).
Оценка напряжения процессов терморегуляции осуществляется по таким
клинико-физиологическим показателям:
1. Температура кожи лба, тыла кисти, грудины, тыла стопы в °С;
2. Разность температур кожи лба, тыла кисти, грудины, тыла стопы в °С;
3. Частота дыхания за 1 мин.;
4. Частота сердечных сокращений (пульс) за 1 мин.;
5. Артериальное давление в мм. рт. ст.;
6. Проба на продолжительность произвольной задержки дыхания на
глубине вдоха в секундах;
7. Наличие и интенсивность потовыделения кожи лба (описательно или по
методу Мищука - йодкрохмальная проба, определением электропроводности кожи)
в условных единицах.
Кроме того, студенты контрольной и подопытной групп фиксируют
субъективные показатели теплового состояния по шкале: “холодно”, “прохладно”,
“комфортно” или “нормально”, “ тепло”, “жарко”, “очень жарко”.
Результаты исследований параметров микроклимата и показателей состояния
организма заносят в таблицы 2 и 3.
На этой же первой половине занятия студенты переходят к освоению других
методов комплексной оценки влияния микроклимата на теплообмен организма.
В частности, ими должен быть освоен один из так называемых методов
физического моделирования (кататермометрия, фригометрия).
Получив данные об охлаждающей способности окружающей среды
(комфортного микроклимата одной из учебных лабораторий и дискомфортного
микроклимата, который искусственно создается в одном из помещений или боксе
кафедры) студенты дают оценку микроклиматическим условиям методом кататермометрии. При этом они пользуются нормативами, приведенными в таблице 1.
Таблица 1.
Методы комплексной оценки влияния микроклиматических факторов на
организм
Показатели
Кататермометрии
Методы
Эквивалентноэффективной
Температуры (ЭЭТ)
Температура воздуха,
влажность воздуха,
скорость движения
воздуха.
Факторы, которые
учитывает даный
метод.
Температура воздуха,
скорость движения
воздуха, радиационная
температура.
Показатели, которые
используются для
оценки реакции
организма.
Охлаждающая
Тепловое ощущение
способность среды
человека.
(охлаждение резервуара
кататермометра – Н).
Условные единицы
мкал/см2.с
(град. ЭЭТ).
Единицы измерения
Зона теплового
комфорта при работе
разной тяжести:
- легкая;
- средней тяжести;
- разновески.
Недостатки метода:
5,5-7,0
8,4-10,0
15,4-18,4
1. Охлаждение прибора
приравнивается к
реакции человека.
2. Не учитывается
влияние влажности
воздуха.
17,2-21,7
16,2-20,7
14,7-19,2
Не учитываются
потери тепла
излучением.
Результирующей
температуры (РТ)
Температура
воздуха, влажность
воздуха, скорость
движения воздуха,
радиационная
температура.
Тепловое
ощущение
человека.
Условные единицы
(град. РТ).
16-18
13-16
10-13
Не учитываются
индивидуальные
особенности
состояния
организма
(здоровый, больной
и прочее).
Первая половина занятия завершается тем, что на основании данных
измерений микроклиматических условий, показателей клинико-физиологических
исследований процессов терморегуляции, субъективного ощущения и
охлаждающих свойств среды, полученных с помощью кататермометра, студенты
составляют заключение о микроклиматических условиях закрытых помещений и
их влиянии на тепловое состояние организма.
Для удобства результаты измерения параметров микроклимата и его влияния
на теплообмен заносят в таблицы 2, 3.
Таблица 2.
ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Помещение
(в скобках
указать
разновидность
микроклимата)
І(
ІІ (
Показатели состояния микроклимата
температура воздуха,
С
относитель
ная
влажность,
%
Скорость
движения
воздуха,
м/с
средняя
радиационная
температура,
С
Охлаждающая
способность
среды по
показаниям
кататермометра, мкал/с. см2
)
)
101
Таблица 3.
Клинико-физиологические показатели состояния организма и субъективного ощущения лиц,
находящихся в разных помещениях.
Фамилия,
имя, отчество
подопытного
лица
Количество
дыхательных актов за
мин.
Пульс,
ударов за
мин.
Результаты наблюдения
ТемператуРазность
Артериальра кожи лба
температур
Температуное
(t1), тыла
Кожи лба
давление,
ра тела, С
кисти, (t2)
и тыла кисти,
мм рт. ст.
С
(t1 – t2) С
І. Контрольная группа (комфортный микроклимат)
А. В состоянии покоя.
1.
2.
3.
В. После дозированной нагрузки.
1.
2.
3.
ІІ. Подопытная группа
(дискомфортный микроклимат: нагревающий, охлаждающий - подчеркнуть)
А. В состоянии покоя.
1.
2.
3.
Б. После дозированной нагрузки.
1.
2.
3.
Наличие и
интенсивность
потовыделения,
усл. единиц
(-; +; + +; + + +)
Субъєктивное теплоощущение
Приложение 2.
Методика определения эквивалентно-эффективных
и результирующих температур.
Эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) - условно-числовая
величина субъективного теплового ощущения человека (“комфортно”, “тепло”,
“холодно” и т.д.) при разных соотношениях температуры, влажности, скорости
движения воздуха, а результирующая температура (РТ) - и радиационной
температуры.
ЭЭТ и РТ разработаны в камеральных условиях, при разных соотношениях
параметров микроклимата и оформлены в виде таблиц и номограмм.
Для определения ЭЭТ сначала измеряют температуру, влажность и
скорость движения воздуха в исследуемом помещении. Затем в таблице ЭЭТ
(таблица 4) по этим данным находят ее значение и делают соответствующие
выводы. Пользование таблицей простое: ЭЭТ находят на пересечении значения
температуры воздуха (1 и последняя колонки) и скорости движения и влажности
воздуха (в головке таблицы).
На номограмме (рис. 8.1) эквивалентно-эффективную температуру
находят на пересечении показателей сухого (слева), влажного (справа)
термометров психрометра и скорости движения воздуха (в м/мин, на кривых
линиях).
Рис. 8.1. Номограмма для определения эффективных температур
На номограмме (рис. 8.2) изображена методика определения РТ. Сначала
находят точку взаимоотношения между температурой воздуха (по показаниям
сухого термометра психрометра) и скоростью движения воздуха находят с
помощью кататермометра. От нее проводят прямую линию к значению средней
радиационной температуры. От точки пересечения этой линии с правой шкалой
температуры воздуха (вертикальная линия А) проводят прямую линию к
значению абсолютной влажности воздуха (правая шкала), а на пересечении этой
прямой с кривыми линиями номограммы находят результирующую
температуру.
скорость, м. /с
а
скорость, м. /с
б
Рис. 8.2. Номограмма для определения результирующей температуры:
(а - для легкой работы; б - для тяжелой работы.)
На рисунке 8.2. пунктирными линиями нанесен пример определения РТ.
104
Таблица 4.
Нормальная шкала эффективных температур для средне одетых людей при условии выполнения легкой работы
t в
градусах, С
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
0
100% 50%
0
0,9
1
1,8
2
2,7
3
3,7
4
4,5
5
5,4
6
6,2
7
7,1
8
7,9
9
8,8
10
9,7
11 10,5
12 11,3
13 12,1
14 13,0
15 13,9
16 14,7
17 15,5
18 16,3
19 17,2
20 18,0
21 18,8
22 19,5
23 20,3
24 21,1
25 22,0
26 22,8
27 23,5
28 24,2
15
20% 100% 50%
1,3
—
0,9
2,1
0,8
0,1
3,0
0,3
1,0
3,9
1,3
2,0
4,7
2,4
3,0
5,5
3,4
4,0
6,3
4,5
4,9
7,1
5,5
5,8
7,9
6,6
6,9
8,7
7,7
7,7
9,6
8,8
8,7
10,3 9,9
9,6
11,1 10,8 10,5
11,8 12,0 11,4
12,5 13,1 12,3
13,3 14,1 13,2
14,1 15,2 14,1
14,8 16,2 15,0
15,5 17,3 15,7
16,3 18,4 16,6
17,0 19,4 17,4
17,7 20,4 18,3
18,3 21,4 19,1
19,0 22,5 19,9
19,7 23,5 20,6
20,4 24,5 21,5
21,2 25,5 22,3
21,8 26,6 23,0
22,5 27,6 23,9
Скорость движения воздуха в метрах за минуту
30
60
90
20% 100% 50% 20% 100% 50% 20% 100% 50%
0,4
—
—
—
—
—
—
—
—
0,4
—
—
0,0
—
—
—
—
—
1,4
—
0,5
0,0
—
—
—
—
—
2,3
0,3
0,5
0,9
—
—
—
—
—
3,2
0,8
1,7
1,9
0,7
1,0
0,5
—
—
4,1
1,9
2,6
2,9
0,4
0,1
0,5
—
—
5,1
3,0
3,6
3,9
1,6
1,2
1,6
—
0,5
5,9
4,2
4,6
4,7
2,9
2,3
2,8
0,3
0,5
6,9
5,3
5,7
5,8
4,2
3,5
3,9
1,0
1,9
7,7
6,4
6,8
6,8
5,4
4,5
4,9
2,2
2,9
8,7
7,6
7,7
7,7
6,6
5,7
5,8
3,5
4,2
9,4
8,8
8,8
8,8
7,9
6,8
6,9
4,9
5,3
10,2 9,9
9,6
9,4
9,1
8,0
8,0
6,1
6,3
11,1 11,0 10,5 10,3 10,3 8,9
8,9
7,3
7,4
11,9 12,1 11,5 11,2 11,5 10,0 9,7
8,6
8,5
12,8 13,1 12,4 12,0 12,7 11,0 10,6 10,0 9,8
13,5 14,3 13,4 12,8 13,9 12,0 11,6 11,3 10,7
14,2 15,3 14,3 13,6 15,1 13,0 12,5 12,5 11,7
15,0 16,4 15,2 14,4 16,2 14,0 13,3 13,7 12,7
15,7 17,5 16,1 15,3 17,4 14,9 14,2 15,0 13,8
16,5 18,7 17,0 16,0 18,5 15,9 15,1 16,2 14,8
17,2 19,8 17,8 16,7 19,6 16,7 15,8 17,4 15,9
18,0 20,9 18,6 17,5 20,9 17,6 16,7 18,6 16,9
18,5 21,9 19,4 18,3 22,0 18,6 17,5 19,9 17,9
19,3 23,0 20,3 19,0 23,1 19,5 18,3 21,1 18,8
20,0 24,0 21,2 19,6 24,2 20,5 19,0 22,3 19,6
20,7 25,1 22,0 20,4 25,3 21,2 19,8 23,4 20,6
21,3 26,1 22,8 21,1 26,5 22,0 20,5 24,5 21,5
22,0 27,2 23,5 21,8 27,8 22,9 21,2 25,7 22,4
150
20% 100% 50%
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1,0
—
—
1,0
—
—
1,1
—
—
2,2
—
0,2
3,3
0,2
1,0
4,4
1,1
2,1
5,5
2,4
3,3
6,4
3,9
4,5
7,4
5,2
5,7
8,4
6,6
6,9
9,5
8,0
8,1
10,5 9,4
9,1
11,4 10,8 10,2
12,4 11,9 11,3
13,4 13,3 12,4
14,4 14,6 13,5
15,1 16,0 14,6
16,0 17,2 15,6
16,7 18,3 16,6
17,6 19,6 17,8
18,5 21,0 18,8
19,3 22,1 19,7
20,1 23,4 20,8
20,8 24,5 21,6
210
20% 100% 50%
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
0,3
—
—
1,4
—
0,3
2,5
0,6
0,9
3,6
0,9
2,2
4,6
2,2
3,3
5,9
3,6
4,5
7,0
5,1
5,8
8,1
6,6
7,0
9,1
8,0
8,2
10,1 9,5
9,5
11,1 10,8 10,5
12,1 12,2 11,7
13,1 13,5 12,9
14,1 14,9 13,9
15,0 16,2 15,0
15,9 17,5 16,1
16,8 18,8 17,1
17,8 20,0 18,1
18,5 21,2 19,1
19,4 22,5 20,1
20,2 23,6 21,0
20%
—
—
—
—
—
—
—
—
0,8
0,3
1,5
2,8
3,9
5,0
6,1
7,2
8,3
9,4
10,4
11,4
12,4
13,4
14,4
15,3
16,2
17,2
18,0
18,8
19,8
t в
градусах, С
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
t в
градусах, С
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
0
100% 50%
29 25,0
30 25,8
31 26,5
32 27,2
33 28,0
34 28,6
35 29,5
36 30,1
37 30,7
38 31,4
39 32,1
40 32,8
41 33,4
42 34,1
43 34,9
44 35,5
45 36,2
46 36,9
47 37,6
48 38,4
49 39,2
50 39,9
15
20% 100% 50%
23,1 28,6 24,6
23,6 29,6 25,4
24,2 30,8 26,2
24,6 31,7 27,0
25,2 32,8 27,8
25,9 33,9 28,4
26,4 34,8 29,1
27,0 35,9 29,9
27,4 37,0 30,5
28,1 38,0 31,2
28,6 39,0 32,0
29,1 40,0 32,7
29,6 41,1 33,3
30,1
—
34,0
30,5
—
34,8
31,0
—
35,4
31,4
—
36,1
31,9
—
36,9
32,3
—
37,6
32,8
—
38,4
33,2
—
39,2
33,6
—
40,0
Скорость движения воздуха в метрах за минуту
30
60
90
20% 100% 50% 20% 100% 50% 20% 100% 50%
22,6 28,2 24,3 22,4 28,8 23,6 21,9 26,8 23,3
23,6 29,3 25,2 23,1 29,8 24,5 22,5 28,1 24,1
23,9 30,3 25,9 23,6 30,8 25,3 23,3 29,2 25,0
24,5 31,4 26,7 24,2 32,1 26,2 23,9 30,3 25,8
25,1 32,4 27,4 24,9 33,2 27,0 24,5 31,5 26,5
25,6 33,5 28,3 25,4 34,5 27,6 25,1 32,8 27,3
26,2 34,6 28,9 26,0 35,5 28,4 25,8 34,0 28,1
26,8 35,8 29,5 26,3 36,8 29,2 26,3 35,3 28,8
27,3 36,9 30,3 26,9 38,0 29,9 26,9 36,6 29,6
27,9 38,0 31,0 27,4 39,2 30,6 27,4 38,0 30,3
28,4 39,1 31,7 28,0 40,4 31,4 28,0 39,4 31,1
28,9 40,2 32,4 28,5 41,6 32,1 28,5 40,7 31,9
29,3
—
33,1 29,3 —
32,8 29,0 42,2 32,6
29,9
—
33,8 29,8 —
33,5 29,5 — 33,3
30,3
—
34,5 30,3 —
34,2 30,1 — 34,1
30,9
—
35,2 30,9 —
35,1 30,5 — 35,0
31,3
—
36,0 31,3 —
36,0 31,0 — 35,8
31,9
—
36,7 31,6 —
36,7 31,4 — 36,5
32,2
—
37,5 32,2 —
37,5 32,0 — 37,4
32,7
—
38,3 32,6 —
38,3 32,4 — 38,3
33,2
—
39,1 33,1 —
39,2 32,9 — 39,2
33,5
—
40,0 33,5 —
40,0 33,3 — 40,3
Примечание. В процентах приведена относительная влажность воздуха.
150
20% 100% 50%
21,5 25,9 22,5
22,2 27,1 23,4
22,9 28,2 24,3
23,6 29,4 25,1
24,2 30,6 26,0
24,9 32,2 26,7
25,4 33,5 27,5
26,1 35,0 28,3
26,7 36,5 29,1
27,3 38,1 29,9
27,9 39,9 30,6
28,3 41,4 31,4
28,9
—
32,2
29,4
—
33,0
30,0
—
33,8
30,4
—
34,6
30,9
—
35,4
31,3
—
36,3
31,8
—
37,3
32,3
—
38,3
32,8
—
40,0
33,2
—
40,6
210
20% 100% 50%
21,0 24,9 21,9
21,7 26,3 22,8
22,5 27,5 23,8
23,2 28,8 24,6
23,9 30,2 25,5
24,5 31,6 26,4
25,2 33,1 27,2
25,8 34,6 28,0
26,4 36,4 28,9
27,0
—
29,5
27,5
—
30,4
28,1
—
31,2
28,8
—
32,0
29,1
—
32,1
29,6
—
33,7
30,1
—
34,5
30,6
—
35,3
31,1
—
36,2
31,6
—
37,2
32,1
—
38,3
32,7
—
39,5
33,1
—
—
20%
20,5
20,9
22,1
22,9
23,5
24,2
24,9
25,5
26,2
26,8
27,3
27,9
28,4
29,0
29,4
30,0
30,5
31,0
31,4
32,0
32,4
32,9
t в
градусах, С
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
Приложение 3
Методика оценки теплового баланса человека путем расчета тепловыделения
Оценка теплового самочувствия человека выполняется путем сравнения
величины теплообразования при выполнении работы и тепловыделения; последняя
величина определяется путем расчета количества тепла, выделяемого человеком
излучением, проведением, испарением влаги.
Исходные показатели:
а) теплопродукция организма в покое составляет 0,8-1,5 ккал (3,34-6,27 кДж)
на 1 кг массы тела за 1 час, при выполнении тяжелой работы - 7-9 ккал/кг ч;
б) поверхность тела “среднего” человека массой тела 65 кг составляет
приблизительно 1,8 м2 (см. табл. 5);
в) в выделении тепла проведением и испарением пота принимает участие 100
% поверхности тела;
г) в выделении тепла излучением принимает участие 80 % поверхности тела;
при наличии одностороннего источника тепловой радиации, по отношению к нему
в теплообмене излучением принимает участие 40 % поверхности тела.
Таблица 5.
Зависимость поверхности тела человека от его массы
Масса тела, кг
Поверхность тела, кв. м
100 %
80 %
40
1,323
1,058
45
1,482
1,186
50
1,535
1,228
55
1,635
1,308
60
1,729
1,383
65
1,830
1,464
70
1,922
1,538
75
2,008
1,606
80
2,098
1,678
85
2,188
1,750
90
2,263
1,810
95
2,338
1,870
100
2,413
1,930
1. Формула для расчета тепловыделения излучением (радиацией):
(1)
Qрад. = 4,5 (Т1 – Т2) S
где: Q - количество тепла, выделяемого излучением, ккал/ч;
Т1 – температура тела, С;
Т2 – температура внутренней поверхности стен С;
S -площадь поверхности тела, кв. м.
107
2. Формулы для расчета тепловыделения проведением:
(2.1)
Qпр = 6(Т1 – Т2)  (0,5 + V ) S
(2.2)
Qпр = 7,2 (Т1 – Т2)  (0,27 + V )S
где : Q - количество тепла, выделяемого проведением, ккал/ч;
6; 0,5 - постоянные коэффициенты при скорости движения воздуха менее 0,6
м/с;
Т1 – температура тела, С;
Т2 – температура воздуха,С;
7,2; 0,27 - постоянные коэффициенты при скорости движения воздуха свыше
0,6 м/с;
V - скорость движения воздуха, м/с;
S -площадь поверхности тела, кв. м.
3. Формула для расчета максимального количества воды, которое может
испаряться с поверхности тела:
(3.1)
Рисп. = 15(Fmax – Fабс)  (0,5 + V )S
где: Рисп. – количество воды, которое может испариться с поверхности тела при
данных условиях, мл/ч;
15 - постоянный коэффициент;
Fmax – максимальная влажность при температуре кожи тела;
Fабс – абсолютная влажность при данной температуре воздуха.
“Fабс” – можно определить по формуле:
F

абс
F
F
відн max
;
100%
(3.2)
где: Fотн.- относительная влажность при данной температуре воздуха, %;
F max– максимальная влажность при температуре кожи тела, мм рт. ст. ;
(Fmax – Fабс) – физиологический дефицит насыщения, мм рт. ст.;
V - скорость движения воздуха, м/с;
S – площадь поверхности тела, м2.
Количество тепла, которое выделяется при этом, можно рассчитать, умножив
результат на 0,6 (калорийный коэффициент испарения 1 г воды), или вместо
коэффициента “15” в формуле (3.1) поставить цифру “9” (0,6 х 15 = 9). При этом
необходимо учесть, что нормальное тепловое самочувствие сохраняется, если
величина испарения пота не превышает 250 мл, на что расходуется 150 ккал.
Пример расчета:
Оценить тепловое самочувствие “стандартного человека” (поверхность тела
1,8 м , рост 170 см, масса 65 кг), находящегося в легкой одежде и выполняющего
тяжелую работу (570 ккал/г). Температура тела 35С, температура воздуха в
помещении 32С, средняя радиационная температура 22С, скорость движения
воздуха 0,7 м/с, относительная влажность 70 %.
Пользуясь упрощенными формулами определяем теплоотдачу излучением
(1), полагая, что (отдача тепла происходит с 80 % поверхности тела) и
проведением (2.2.).
Qизл. = 4,5(35-22)  1,8  0,8 = 83,5 ккал/ч
Qпров = 7,2  (36-32)  (0,27 + 0,83)  1,46 = 46,2 ккал/ч
2
108
Для расчета максимального количества воды, которое может испариться с
поверхности тела, по таблице “Максимальное напряжение водяных паров при
разных температурах” определяем величину максимальной влажности при
температуре 32О С. Она составляет, согласно таблице, 35,6 мм рт. ст.
Абсолютную влажность при температуре воздуха 32О С определим по
упрощенной формуле (3.2):
Fабс. =
70 %  42,2 мм рт.ст.
= 24,9 мм рт. ст.
100 %
Подставим найденные результаты в формулу (3.1):
Рисп =15  (35,6-24,6)  (0,5 + 0,83)  1,8 = 377 мл/ч.
Количество тепла отданного испарением при этом составляет:
456 х 0,6 = 226,2 ккал/ч.
Рассчитываем суммарное тепловыделение:
Q = 83,5 + 46,2 + 226,2 = 356,9 ккал.
Сопоставляя расчетное тепловыделение (357 ккал/л) и теплопродукцию (570
ккал/ч) для оценки теплового самочувствия человека можно прийти к заключению,
что в условиях данного помещения теплопродукция человека превышает величину
тепловыделения. Микроклимат помещения вызывает нагревающий эффект.
Примечание: Приведенные расчеты не учитывают выделения тепла дыханием: на нагревание вдыхаемого
воздуха и на испарение влаги с поверхности легких, которое составляет в комфортных
условиях около 15% общего количества тепловыделения. Мы вдыхаем воздух определенной
температуры и влажности, а выдыхаем воздух, нагретый до температуры тела и на 100%
насыщенный влагой.
109