Az emberi test fő hővesztesége keresztül történik. Testhőtermelés és -felszabadulás

A hőtermelést vagy hőtermelést az anyagcsere intenzitása határozza meg. A hőtermelés szabályozását az anyagcsere fokozásával vagy csökkentésével kémiai hőszabályozásnak nevezik.

A test által termelt hőt folyamatosan leadják az őt körülvevő külső környezetnek. Ha nem lenne hőátadás, a test meghalna a túlmelegedéstől. A hőátadás növekedhet és csökkenhet. A hőátadás szabályozását az azt végző élettani funkciók megváltoztatásával fizikai hőszabályozásnak nevezzük.

A szervezetben termelődő hő mennyisége a szervek anyagcseréjének szintjétől függ, amelyet az idegrendszer trofikus működése határoz meg. A legnagyobb hőmennyiség az intenzív anyagcserével rendelkező szervekben - a vázizmokban és a mirigyekben, elsősorban a májban és a vesében termelődik. A legkisebb hőmennyiség a csontokban, a porcokban és a kötőszövetben szabadul fel.

Ha a környezeti hőmérséklet emelkedik, a hőtermelés csökken, ha csökken, akkor nő. Ebből következően a külső környezet hőmérséklete és a hőtermelés között fordítottan arányos összefüggés van. Nyáron a hőtermelés csökken, télen pedig nő.

A hőtermelés és a hőveszteség közötti kapcsolat a környezeti hőmérséklettől függ. 15-25°C-os környezetben a ruházatban a nyugalmi hőtermelés azonos szintű, és a hőátadás kiegyenlíti (közömbösségi zóna). Ha a közeg hőmérséklete 15°C alatt van, azonos körülmények között a hőtermelés 0°C-on növekszik, és fokozatosan 15°C-ra csökken (a fokozott kicserélődés alsó zónája). Ha a tápközeg hőmérséklete 25-35°C, az anyagcsere valamelyest csökken (csökkent anyagcsere zóna) és megmarad a hőszabályozás. Ha a környezet hőmérséklete 35 ° C fölé emelkedik, a hőszabályozás megsértése következik be, az anyagcsere és a testhőmérséklet növekszik (fokozott anyagcsere felső zóna, túlmelegedési zóna). Következésképpen a külső környezet hőmérsékletének emelkedése vagy a test felmelegedése a külső környezet bizonyos hőmérsékletén csak egy bizonyos szintre csökkenti a hőtermelést. Ezt a hőmérsékletet kritikusnak nevezik, mivel további növekedése nem csökkenéshez, hanem a hőtermelés növekedéséhez és a testhőmérséklet növekedéséhez vezet. Ugyanígy a hűtés során a külső környezet kritikus hőmérséklete van, amely alatt a hőtermelés csökkenni kezd.

Izompihenéssel a hőtermelés növekedése a test lehűlése során jelentéktelen.

Különösen jelentős hőtermelés növekedés figyelhető meg alacsony környezeti hőmérsékleten remegés és izommunka során. Szabálytalan, apró izomösszehúzódások - remegés és fokozott mozgások, amelyeket az ember hidegben végez, hogy felmelegedjen, megszabaduljon a hidegrázástól vagy a hidegrázástól, fokozza a trofikus funkciókat, jelentősen fokozza az anyagcserét és a hőtermelést. A hőtermelés némileg megnövekszik, a libabőrrel pedig a szőrtüszők izomzatának összehúzódása.

Figyelembe kell venni, hogy a gyaloglás közel 2-szeresére, a gyors futás pedig 4-5-szörösére növeli a hőtermelést, a testhőmérséklet több tized fokkal is emelkedhet, a munka közbeni hőmérséklet-emelkedés pedig felgyorsítja az oxidatív folyamatokat, és ezáltal hozzájárul. a fehérje bomlástermékek oxidációjához. A 25 ° C feletti környezeti hőmérsékleten végzett hosszan tartó intenzív munkával azonban a testhőmérséklet 1-1,5 ° C-kal emelkedhet, ami már változásokat és zavarokat okoz az életben. Ha magas környezeti hőmérsékleten végzett izommunka során a testhőmérséklet 39 °C fölé emelkedik, hőguta léphet fel. Az izmok adják a hőtermelés 65-75%-át, intenzív munkavégzés során pedig akár 90%-át.

A hő többi része a mirigyszervekben, főként a májban termelődik.

A nyugalomban lévő test folyamatosan hőt veszít: 1) hősugárzás vagy a bőrről a környező levegőbe történő hőátadás következtében; 2) hővezetés, vagy közvetlen hőátadás a bőrrel érintkező tárgyakra; 3) párolgás a bőr és a tüdő felszínéről.

Nyugalomban a hő 70-80%-át a bőr adja le a környezetnek hősugárzással és hővezetéssel, mintegy 20%-át pedig a bőrben (izzadás) és a tüdőben elpárolgó víz. A kilélegzett levegő, vizelet és széklet felmelegítésével a hőátadás elenyésző, a teljes hőátadás 1,5-3%-a.

Izommunka során a párolgás útján történő hőátadás meredeken megnövekszik (emberben főleg izzadás révén), elérve a teljes napi hőtermelés 90%-át.

A hősugárzás és a hővezetés általi hőátadás a bőr és a környezet hőmérséklet-különbségétől függ. Minél magasabb a bőr hőmérséklete, annál nagyobb a hőátadás ezeken a módokon. A bőr hőmérséklete a vér áramlásától függ. A környezeti hőmérséklet emelkedésével a bőr arteriolái és kapillárisai. De mivel a bőr hőmérsékletének különbsége csökken, a hőátadás abszolút értéke magas környezeti hőmérsékleten kisebb, mint alacsony hőmérsékleten.

Amikor a bőr hőmérséklete összehasonlítja a környezeti hőmérsékletet, a hőátadás leáll. A környezeti hőmérséklet további emelkedésével a bőr nemcsak hogy nem veszít hőből, hanem maga is felmelegszik. Ebben az esetben a hősugárzással és hővezetéssel történő hőátadás hiányzik, és csak a párolgás útján történő hőátadás marad meg.

Ellenkezőleg, hidegben a bőr arteriolái, hajszálerei beszűkülnek, a bőr elsápad, csökken a kutyán átáramló vér mennyisége, csökken a bőr hőmérséklete, kisimul a bőr és a környezet közötti hőmérsékletkülönbség, és a hőátadás csökken.

Egy személy mesterséges huzattal (vászon, ruházat stb.) csökkenti a hőátadást. Minél több levegő van ezekben a burkolatokban, annál könnyebben tartja meg a hőt.

A hőátadás vízpárolgással történő szabályozása különösen izommunka és a környezeti hőmérséklet jelentős emelkedése során játszik fontos szerepet. Amikor 1 dm 3 víz elpárolog a bőr vagy a nyálkahártyák felszínéről, a szervezet 2428,4 kJ-t veszít.

A bőr vízvesztése a mély szövetekből a bőr felszínére jutó víz és főként a verejtékmirigyek működése miatt következik be. Átlagos környezeti hőmérsékleten egy felnőtt ember naponta 1674,8-2093,5 kJ-t veszít a bőrről történő párolgás következtében.

A környezeti hőmérséklet emelkedésével és az izommunka során tapasztalható éles izzadásnövekedéssel kapcsolatban a hőátadás is jelentősen megnő, bár nem minden verejték párolog el.

A nagy izzadságveszteség nagy mennyiségű ásványi sók elvesztésével jár, mivel az izzadságban önmagában a konyhasó tartalma 0,3-0,6%. 5-10dm 3 izzadság elvesztésével 25-30 gramm só vész el. Ezért ha a bőséges izzadásból származó szomjúságot vízzel csillapítják, akkor a jelentős mennyiségű só elvesztése miatt súlyos rendellenességek lépnek fel (görcsök stb.). Már 2 dm 3 izzadság elvesztésével sóhiány keletkezik a szervezetben. Ezeket a veszteségeket pótolják 0,5-0,6% konyhasót tartalmazó víz ivása, amelyet erős, hosszan tartó izzadás mellett ajánlott inni.

A tüdő felszínéről folyamatosan történik a víz párolgása. A kilélegzett levegő 95-98%-ban telített vízgőzzel, ezért minél szárazabb a belélegzett levegő, annál több hőt ad le a tüdőből történő párolgás. Normál körülmények között a tüdő naponta 300-400 cm 3 vizet párolog el, ami 732,7-962,9 kJ-nak felel meg. Magas hőmérsékleten a légzés felgyorsul, hidegben pedig megritkul. Ha a levegő hőmérséklete eléri a testhőmérsékletet, a bőr és a tüdő felszínéről a víz elpárologtatása válik a hőátadás egyetlen módjává. Ilyen körülmények között óránként több mint 100 cm 3 izzadság párolog el nyugalmi állapotban, ami óránként körülbelül 251,2 kJ felszabadulását teszi lehetővé.

A bőr és a tüdő felszínéről a víz párolgása a levegő relatív páratartalmától függ. Vízgőzzel telített levegőben megáll. Ezért nehéz elviselni a nedves forró levegőben, például fürdőben való tartózkodást. Nedves levegőben az ember nem érzi jól magát, még viszonylag alacsony környezeti hőmérsékleten is - 30 ° C-on. A bőr- és gumiruházat rosszul tolerálható, mivel nem ereszti át az izzadságot, és lehetetlenné teszi az izzadság elpárolgását, így az izzadság felgyülemlik az ilyen ruházat alatt. Magas léghőmérséklet és bőr- és gumiruházati izmos munka esetén az ember testhőmérséklete megemelkedik.

Az ember túlmelegedése vízgőzzel telített helyen különösen veszélyes, mivel lehetetlenné teszi a felesleges hő leghatékonyabb módon történő megszabadulását - a párolgást.

Éppen ellenkezőleg, a száraz levegőben az ember viszonylag könnyen tolerálja a lényegesen magasabb hőmérsékletet, mint a nedves levegőben.

A légmozgás nagy jelentőséggel bír a hősugárzás, a hővezetés és a párolgás általi hőátadás növelésében. A légmozgás sebességének növelése növeli a hőátadást. Huzatban és szélben a hőveszteség drámaian megnő. De ha a környező levegő magas hőmérsékletű és vízgőzzel telített, akkor a légmozgás nem hűl le. Következésképpen a fizikai hőszabályozást: 1) a szív- és érrendszer biztosítja, amely meghatározza a vér be- és kiáramlását a bőr ereiben, és ennek következtében a bőr által a környezetnek leadott hőmennyiséget; 2) a légzőrendszer, azaz a tüdő szellőzésének megváltozása; 3) a verejtékmirigyek működésének megváltozása.

A hőátadást az idegrendszer és a hormonok szabályozzák. Alapvető fontosságúak a kondicionált reflexek olyan környezetre, amelyben a testet többször felmelegítették vagy lehűtötték.

A szív- és érrendszer működésében, a légzésben és a verejtékmirigyekben bekövetkező változásokat reflexszerűen szabályozza a külső érzékszervek irritációja, és különösen a bőrreceptorok irritációja a környezeti hőmérséklet változásával, valamint a belső szervek idegvégződéseinek irritációja belső hőmérséklet-ingadozásokkal. test. A fizikai hőszabályozás fiziológiai mechanizmusait az agyféltekék, a diencephalon, a medulla oblongata és a gerincvelő végzik.

A hőátadás megváltozik a hormonok belépésekor, amelyek megváltoztatják a fizikai hőszabályozásban részt vevő szervek funkcióit.

Ha megváltoznak az embert körülvevő környezet paraméterei, jelen esetben a mikroklíma, megváltozik a termikus közérzete is. Ha bármilyen körülmény megsérti a test hőegyensúlyát, azonnal olyan reakciók lépnek fel, amelyek helyreállítják azt.

Az emberi test hőszabályozása a hőleadás szabályozásának folyamata, amely hozzájárul a 36,5 fokhoz közeli állandó állandó fenntartásához. A normális embert zavaró állapotokat kényelmetlennek nevezzük. Azokat a feltételeket, amelyek között normális, nincs feszült helyzet a hőcserével, kényelmesnek nevezik. Ezek is optimálisak. A test által termelt hőt teljesen eltávolító zóna, amelyben nincs feszültség a hőszabályozó rendszerben, komfortzóna.

A test hőszabályozásának három módja van:

1. biokémiai úton.
2. A vérkeringés intenzitásának változása.
3. Izzadás intenzitása.

Az első, biokémiai módszernél a szervezetben lezajló folyamatok intenzitása megváltozik. Például, amikor a környezeti hőmérséklet csökken, izomremegés lép fel, ami növeli a hő felszabadulását. Az emberi test ilyen hőszabályozását kémiainak nevezik.

A második módszerben a test önállóan szabályozza a vér áramlását, amelyet ebben az esetben hőhordozónak tekintünk. Hőt szállít a belső szervekből a test felszínére. Ebben az esetben az erek szükséges szűkülete vagy kitágulása következik be. Körülbelül magas hőmérsékleten - az edények kitágulnak, a belső szervek véráramlása nő, alacsony hőmérsékleten a fordított folyamat történik. csökken a véráramlás, kevesebb hő jön ki.

A levegő hőmérsékletének csökkenésével a hőátadás, az izzadás és a bőrfelület nedvességtartalma csökken, ezért a párolgás csökkenése miatt a test hőátadása csökken. A nagy nedvességveszteség veszélyes lehet az emberre.

A második és harmadik esetben az emberi test fizikai hőszabályozása következik be.

A mikroklíma jelentősen befolyásolja az ember állapotát, teljesítményét. Az élet- és munkakörülmények kényelmét az optimális gázidőjárási viszonyok befolyásolják. A mikroklíma paraméterei hőcserét biztosítanak a test és a környezet között. Ez az emberi hőszabályozás.

Természetes körülmények között ezek a paraméterek jelentősen ingadoznak. Amikor megváltoznak, az már nem lesz ugyanaz, mint korábban, és az ember jóléte. Például a környezeti levegő tűrése nemcsak a hőmérséklettől, hanem a páratartalomtól, a levegő sebességétől is függ. Bebizonyosodott, hogy 25 fokot meghaladó környezeti hőmérsékleten a teljesítmény csökken. És minél több, annál gyorsabban melegszik túl a test, mert kevesebb verejték párolog el. Kiürülése kimeríti a szervezetet. Ugyanakkor sok vitamint, nyomelemet, ásványi anyagot veszít.

Hosszan tartó magas hőmérsékletnek való kitettség magas páratartalommal kombinálva a testhőmérséklet 39 fokra emelkedhet. Ezt az állapotot hipertermiának nevezik. Életveszélyes lehet.

Az alacsonyabb levegő hőmérséklet is veszélyes. Nem kevésbé veszélyesek, mint a magasak. Lehűlés és hipotermia van, amit hipotermiának neveznek. És ennek eredményeként hidegsérülések.

Az emberi test hőszabályozása minden módon egyszerre történik. De időnként néhányan kevésbé, mások pedig sokkal többet vesznek részt.

13. EMBERI HŐÁLLÍTÁS

A hőátadás az emberi test felülete és a környezet közötti hőcsere. A szervezet hőegyensúlyának fenntartásának összetett folyamatában nagy jelentősége van a hőátadás szabályozásának. A hőátadás élettanát tekintve hőátadásnak tekintjük a létfontosságú tevékenység folyamatai során felszabaduló hőnek a szervezetből a környezetbe történő átadását A hőátadás főként sugárzással, konvekcióval, vezetéssel, párologtatással történik. hőkomfort és hűtés, a legnagyobb részt a sugárzás és a konvekció okozta hőveszteség foglalja el (a teljes hőveszteség 73 -88%-a) (1,5, 1,6) A test túlmelegedését okozó körülmények között a párolgásos hőátadás dominál.

Sugárzási hőátadás. Bármilyen emberi tevékenység körülmény között közte és a környező testek között a hőcsere infravörös sugárzás (sugárzó hőcsere) útján történik. Az ember élete során gyakran van kitéve különböző spektrális jellemzőkkel rendelkező infravörös sugárzás fűtő hatásának: a napból, a föld fűtött felületéről, épületekből, fűtőberendezésekből stb. például a kohászati, üvegipari, élelmiszeripari melegüzletekben stb.

Sugárzás útján az ember hőt ad le olyan esetekben, amikor az embert körülvevő kerítések hőmérséklete alacsonyabb, mint a test felületének hőmérséklete. Az emberi környezetben gyakran előfordulnak olyan felületek, amelyek hőmérséklete jóval alacsonyabb, mint a testhőmérséklet (hideg falak, üvegezett felületek). Ebben az esetben a sugárzás okozta hőveszteség helyi vagy általános hűtést okozhat az emberben. Sugárhűtésnek vannak kitéve az építőmunkások, a közlekedésben, a hűtőgépek szervizelésében, stb.

A sugárzás általi hőátadás kényelmes meteorológiai körülmények között a teljes hőveszteség 43,8-59,1%-a. Ha a helyiségben a levegő hőmérsékleténél alacsonyabb hőmérsékletű kerítések vannak, az emberi hőveszteség aránya növekszik, és elérheti a 71%-ot. Ez a hűtési-fűtési mód mélyebben hat a testre, mint a konvekció (1,5 J. A sugárzás általi hőátadás * arányos az emberi test felületeinek és a környező tárgyak abszolút hőmérsékletének negyedik hatványainak különbségével. kis hőmérséklet-különbség, ami gyakorlatilag az emberi élet valós körülményei között megfigyelhető, a sugárzás általi hőveszteség meghatározásának egyenlete (Srad, W, a következőképpen írható fel:

ahol a rad a sugárzási együttható, W/(m2°С); Spad - az emberi test felülete, amely részt vesz a sugárzási hőcserében, m2; t1 az emberi test (ruha) felületének hőmérséklete, °С; t2 - a környező tárgyak felületi hőmérséklete, °С.

Az a rad emissziós tényező t1 és t2 ismert értékeire a táblázatból határozható meg. 1.3.

A sugárzó hőátadásban részt vevő emberi test felülete kisebb, mint a test teljes felülete, mivel egyes testrészek kölcsönösen be vannak sugározva és nem vesznek részt a hőcserében. A hőcserében részt vevő testfelület az emberi test teljes felületének 71-95%-a lehet. Álló vagy ülő emberek esetében a testfelület sugárzási hatékonysági együtthatója 0,71; az emberi mozgás során 0,95-re nőhet.

Az egyenlettel meghatározható az öltözött személy testfelületének sugárzási hővesztesége is Qrad, W

konvekciós hőátadás. A hőt konvekció útján adják át az ember testének felületéről (vagy ruházatáról) a körülötte mozgó levegőbe. Megkülönböztetni a konvekciós hőátadást szabad (a test felülete és a levegő hőmérséklet-különbsége miatt) és a kényszerített (a légmozgás hatására). A hőkomfort körülményei között a teljes hőveszteséghez viszonyítva a konvekciós hőátadás 20-30%. Szélviszonyok között a konvekciós hőveszteség jelentősen megnő.

A hőátbocsátási tényező összértékét (a rad.conv) felhasználva a sugárzási-konvektív hőveszteség (Rrad.conv) értékei meghatározhatók az egyenlettel

Orad.conv \u003d Orad.conv (tod-tv).

Vezetőképes hőátadás. A hőátadás az emberi test felületéről a vele érintkező szilárd tárgyakra vezetés (vezetés) útján történik. A Fourier-törvény szerinti vezetési hőveszteség az egyenlettel határozható meg

Amint az egyenletből látható, a vezetés általi hőátadás annál nagyobb, minél alacsonyabb annak a tárgynak a hőmérséklete, amellyel az ember érintkezik, annál nagyobb az érintkezési felület és annál kisebb a ruházati anyagok csomagolásának vastagsága.

Normál körülmények között a vezetési hőveszteség fajsúlya kicsi, mivel a csendes levegő hővezetési együtthatója elhanyagolható. Ebben az esetben az ember hővezetéssel csak a láb felszínéről veszít hőt, amelynek területe a testfelület 3% -a. De néha (mezőgazdasági gépek, toronydaruk, kotrógépek stb. kabinjában) a hideg falakkal való érintkezési terület meglehetősen nagy lehet. Emellett az érintkezési felület nagysága mellett fontos a hűtésnek kitett testrész (láb, hát alsó része, vállak stb.).

Hőátadás párologtatással. A hőátadás egyik fontos módja, különösen magas levegőhőmérsékleten és fizikai munkát végezve, a diffúziós nedvesség és izzadság elpárologtatása. A hőkomfort és a hűtés körülményei között a viszonylagos fizikai nyugalmi állapotban lévő személy diffúzióval (érzékelhetetlen izzadással) veszít nedvességet a bőr és a felső légutak felszínéről. Emiatt az ember a teljes hő 23-27%-át adja le a környezetnek, miközben a veszteségek 1/3-át a felső légutak, 2/3-át a bőrfelület párolgási hője adja. A diffúziós nedvességveszteséget az embert körülvevő levegőben lévő vízgőz nyomása befolyásolja. Mivel szárazföldi körülmények között a vízgőznyomás változása kicsi, a diffúziós nedvesség elpárolgásából adódó nedvességveszteséget viszonylag állandónak (30-60 g/h) tekintjük. Csak a bőr vérellátásától függően ingadoznak valamelyest.

A diffúziós nedvesség bőrfelületről való elpárolgásából származó hőveszteség Qsp.d, W az egyenlettel határozható meg

Hőleadás légzés közben. A belélegzett levegő felmelegedéséből származó hőveszteség a többi hőveszteséghez képest kis hányados, azonban az energiafogyasztás növekedésével és a levegő hőmérsékletének csökkenésével az ilyen típusú hőveszteség megnő.

A belélegzett levegő felmelegedéséből adódó hőveszteség Qd.n, W az egyenlettel határozható meg

Qbreath.n=0,00 12Qe.t (34-tv),

ahol 34 a kilélegzett levegő hőmérséklete, °C (kényelmes körülmények között).

Összegzésképpen meg kell jegyezni, hogy a hőmérleg összetevőinek kiszámítására szolgáló fenti egyenletek csak hozzávetőlegesen teszik lehetővé az ember és a környezet közötti hőcsere becslését. Számos (empirikus és analitikus) egyenlet is létezik, amelyeket különböző szerzők javasoltak, és amelyek lehetővé teszik a ruházat hőállóságának kiszámításához szükséges sugárzási-konvektív hőveszteség (fred konv) mértékének meghatározását.

E tekintetben a számítás mellett a testhőátadás mérésére szolgáló kísérleti módszereket is alkalmaznak a kutatásban, amelyek magukban foglalják a személy teljes nedvességveszteségének és a párolgásos nedvességveszteség meghatározását egy levetkőzött, felöltözött személy lemérésével, valamint a sugárzás meghatározásával. -konvektív hőveszteség a testfelületen elhelyezett hőmérő szenzorok segítségével.

Az emberi hőátadás értékelésére a közvetlen módszerek mellett közvetett módszereket is alkalmaznak, amelyek tükrözik a hőátadás és az egységnyi idő alatti hőtermelés közötti különbség testre gyakorolt ​​hatását meghatározott életkörülmények között. Ez az arány határozza meg az ember termikus állapotát, amelynek optimális vagy elfogadható szinten való megőrzése a ruházat egyik fő funkciója. Ebben a tekintetben az egyén termikus állapotának mutatói és kritériumai fiziológiai alapként szolgálnak mind a ruházat kialakításához, mind annak értékeléséhez.

BIBLIOGRÁFIA

1 1. Ivanov K. P. A hőmérséklet pzmeo-stasis szabályozásának alapelvei / A könyvben. A hőszabályozás élettana. L., 1984. S. 113-137.

1.2 Ivanov K. P. A hőmérsékleti homeosztázis szabályozása állatokban és emberekben. Asgabat, 1982.

1 3 Berkovich EM Energiaanyagcsere egészségben és betegségekben. M., 1964.

1.4. Fanger R.O. Thermal Comfort. Koppenhága, 1970.

K5. Malysheva A. E. Az ember sugárzó hőcseréjének higiéniai kérdései a környezettel. M., 1963.

1 6. Kolesnikov P. A. A ruházat hővédő tulajdonságai. M., 1965

1 7. Witte N. K. Az emberi hőcsere és higiéniai jelentősége. Kijev, 1956

Az ember folyamatosan hőcsere állapotában van a környezetével.

Az ember legjobb termikus közérzete akkor lesz, ha az emberi test hőleadása (QТB) teljes mértékben a környezetbe kerül (QTO), azaz. hőegyensúly van

A testhő felszabadulása a környezet hőátadása felett (QTB > QTO) a belső szervek hőmérsékletének növekedéséhez, a test felmelegedéséhez és hőmérsékletének növekedéséhez vezet - az ember felforrósodik. Éppen ellenkezőleg, a hőátadás többletét a hőkibocsátással szemben (Q.TV< QТО) приводит к охлаждению организма и к снижению его температуры - человеку становится холодно.

Az ember testének átlaghőmérséklete 36,6 0 C. Ettől a hőmérséklettől való kismértékű eltérések is egy vagy másik irányban az ember közérzetének romlásához vezetnek.

A test hőleadását (QTB) elsősorban az egyén által végzett munka súlyossága és intenzitása, elsősorban az izomterhelés nagysága határozza meg.

A hőátadás az emberi testből a környezetbe a következő következményekkel jár:

Hővezetőképesség (QT) a ruházaton keresztül. Hőt csak magasabb hőmérsékletű testről lehet átvinni az alacsonyabb hőmérsékletű testre. A hőátadás intenzitása függ a testek hőmérséklet-különbségétől (esetünkben ez az emberi test és az embert körülvevő tárgyak, levegő hőmérséklete) és a ruházat hőszigetelő tulajdonságaitól.

Ennek szemléltetésére végezhet egy egyszerű kísérletet.

Mártson egy hőmérőt egy pohár forró vízbe, és magát a poharat helyezze egy edénybe először meleg, majd hideg vízzel. Figyelje meg a hőmérő csökkenési sebességét az első és a második esetben.

Az üveg hőmérsékletének csökkenése, amikor hideg vízben van, gyorsabban megy végbe, mint a hőátadás intenzitása az üvegben lévő forró vízből a tartályban lévő meleg vízbe. Ez a kísérlet a hőátadás hőmérséklet-különbségtől való függését szemlélteti.

Szabályozható az ember hőcseréje a környezettel a környezeti hőmérséklet és a különböző hőszigetelő tulajdonságú ruházat megválasztása miatt.

Konvektív hőátadás (QK). Ami? A meleg tárgy közelében felmelegszik a levegő. A felmelegített levegő kisebb sűrűségű és könnyebb lévén felemelkedik, helyét a környezet hidegebb levegője veszi át.

Természetes konvekciónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a levegő részei kicserélődnek a meleg és a hideg levegő sűrűsége közötti különbség miatt.

Ha egy meleg tárgyat hideg levegővel fújnak be, akkor felgyorsul a melegebb levegőrétegek hidegebbre cserélésének folyamata. Ebben az esetben a felmelegített tárgyban hidegebb lesz a levegő, nagyobb lesz a hőmérséklet-különbség a fűtött tárgy és a környező levegő között, és ahogy azt már korábban megtudtuk, a tárgyból a környező levegőbe történő hőátadás intenzitása csökken. növekedés. Ezt a jelenséget kényszerkonvekciónak nevezzük.

Például: a kényszerkonvekció jelenségét szemlélteti, hogy szeles időben azonos levegőhőmérséklet mellett az ember hidegebbnek érzékeli az éghajlati viszonyokat, mert. intenzívebb a hőátadás a testéből.

Így az ember és a környezet közötti hőcsere a levegő mozgási sebességének változtatásával szabályozható.

• - sugárzás (QIR) a környező felületekre. A hőenergia a forró test felületén sugárzó (elektromágneses hullám) - infravörös sugárzássá alakulva átkerül egy másik - hideg - felületre, ahol ismét hővé alakul. Minél nagyobb a sugárzási fluxus, annál nagyobb a hőmérsékletkülönbség az ember és a környező tárgyak között. Sőt, a sugárzó fluxus származhat egy személyből, ha a környező tárgyak hőmérséklete alacsonyabb, mint a személy hőmérséklete, és fordítva, ha a környező tárgyak melegebbek.
• - a nedvesség elpárologtatása (QISP) a bőr felszínéről. Ha az ember izzad, a bőrén vízcseppek jelennek meg, amelyek elpárolognak, és a folyékony halmazállapotú víz gőzzé válik. Ezt a folyamatot a párolgás energiafogyasztása (QICP) kíséri, és ennek eredményeként a test lehűl.

Mi határozza meg a párolgás intenzitását, és ennek következtében a testből a környezetbe történő hőátadás mértékét?

Először is, a környezeti hőmérsékleten - minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a párolgási sebesség; másodszor, a levegő páratartalmától - minél magasabb a páratartalom, annál alacsonyabb a párolgás intenzitása. Minden levegőhőmérsékletet az jellemez, hogy mennyi víz lehet gőzállapotban egységnyi levegőben.

Egy egyszerű kísérlet segít illusztrálni ezt a jelenséget. Öntsön vizet egy kis üvegbe, mártsa bele a hőmérőt, csavarja be az üveget egy nedves ruhába, és helyezze a napra. Kövesse a hőmérő állását. A palackban lévő víz hőmérséklete csökkenni kezd.

Ha az üveget nem csomagolják nedves ruhába, a hőmérséklet megemelkedik. Ez arra utal, hogy a hőenergiát a víz elpárologtatására fordítják a rongyból.

Ez az egyszerű technika akkor használható, ha meleg időben hűtött vizet szeretne inni. A párolgásos hűtés magyarázza azt is, hogy meleg napsütéses időben nem javasolt a hőmérsékletre különösen érzékeny növények öntözése. Az intenzív párolgás következtében a növények vegetatív részei elfogadhatatlan hőmérsékletre hűlhetnek le.

A levegő páratartalmát általában relatív páratartalomként (?) mérik, százalékban kifejezve. Mint a relatív páratartalom? = 70% azt jelenti, hogy a maximálisan lehetséges mennyiség 70%-a vízgőz állapotban van a levegőben. A 100%-os relatív páratartalom azt jelenti, hogy a levegő vízgőzzel telített, és ilyen környezetben nem fordulhat elő párolgás.

A párolgás sebessége a légsebesség növekedésével növekszik. Ennek ugyanaz az oka, mint a hőátadás növekedése a kényszerkonvekció során. Az emberi test közelében elhelyezkedő, vízgőzzel telített levegőrétegek a levegő mozgása miatt eltávolítódnak, és helyükre szárazabb levegőrészek lépnek, miközben a párolgás intenzitása nő.

Kilélegzett levegő fűtés (QB). A légzés során a környezet levegője az ember tüdejébe kerülve felmelegszik, és ugyanakkor vízgőzzel telítődik. Így a hő a kilélegzett levegővel (QB) távozik az emberi testből.

Így az ember és a környezet közötti hőcsere a hővezető képesség (QT), a konvektív hőátadás (Qc), a sugárzás (Qiz), a párolgás (QICP), a kilélegzett levegő felmelegítése (QB) miatt történik, azaz:

Qtotal \u003d QT + QK + QIZ + QISP + QB - hőegyensúly egyenlet

A fent felsorolt ​​hőátadási utak hozzájárulása nem állandó, függ a gyártóhelyiség mikroklíma paramétereitől, valamint az embert körülvevő felületek hőmérsékletétől. Ha ezen felületek közül t kisebb, mint az emberi test t felülete, akkor a sugárzás általi hőátadás az emberi testből hideg felületekre megy át. Ellenkező esetben a hőátadás ellenkező irányban történik: a fűtött felületekről egy személyre. A konvekciós hőátadás a helyiség levegőjének hőmérsékletétől és a munkahelyi sebességétől, a párolgásos hőátadás pedig a relatív páratartalomtól és a levegő sebességétől függ.

Megállapítást nyert, hogy az emberi szervezetben az anyagcsere optimális, és ennek megfelelően a teljesítménye magas, ha a hőátadási folyamat összetevői megközelítőleg a következő határok között vannak:

QK + QT? harminc%; QIZ? 45%; QIS = 20%; QB?5%.

A hőátadó komponensek ilyen egyensúlya jellemzi a feszültség hiányát az emberi hőszabályozó rendszerben.

A QT, QK, Qiz hőáramlás iránya lehet az embertől a levegőbe és az őt körülvevő tárgyakba és fordítva, attól függően, hogy mi a magasabb - az emberi test hőmérséklete vagy a környező levegő és az azt körülvevő testek hőmérséklete. . 1.).

Rizs. 1. A hőáramlás irányának sémája: QB - a termikus levegő kilégzése; QI - párolgás; Qiz - sugárzás; QK - konvektív hőátadás; QT - hővezető képesség

Az emberi test hőleadását elsősorban az emberi tevékenység során fellépő izomterhelés nagysága, a hőátadást pedig a környező levegő és a tárgyak hőmérséklete, a mozgás sebessége és a levegő relatív páratartalma határozza meg.

Az ember és környezete között folyamatosan hőcsere zajlik. A környezeti tényezők komplex hatást gyakorolnak a szervezetre, sajátos értéküktől függően a vegetatív központok (csíktest, szürke dicephalon gümő) és a retikuláris képződmény, amelyek kölcsönhatásba lépnek az agykéreggel, és szimpatikus rostokon keresztül impulzusokat küldenek az izmokba, biztosítják a hőtermelés és a hőátadás optimális arányát.

A test hőszabályozása fiziológiai és kémiai folyamatok összessége, amelyek célja a testhőmérséklet bizonyos határok között (36,1 ... 37,2 ° C) való fenntartása. A test túlmelegedése vagy hipotermiája a létfontosságú funkciók veszélyes megsértéséhez, és bizonyos esetekben betegségekhez vezet. A hőszabályozást a hőcserélő folyamatok két összetevőjének - a hőtermelésnek és a hőátadásnak - megváltoztatásával biztosítják. A test hőháztartását jelentősen befolyásolja a hőátadás, mint a leginkább szabályozott és változó.

A hőt az egész test termeli, de leginkább a harántcsíkolt izmok és a máj. Az otthoni ruhákba öltözött és relatív nyugalmi állapotban lévő emberi test hőtermelése 15 ... 25 ° C-os levegőhőmérsékleten megközelítőleg ugyanazon a szinten marad. A hőmérséklet csökkenésével növekszik, és amikor 25 ° C-ról 35 ° C-ra emelkedik, kissé csökken. 40 °C feletti hőmérsékleten a hőképződés fokozódni kezd. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a szervezet hőtermelésének szabályozása főként alacsony környezeti hőmérsékleten megy végbe.

A hőtermelés a fizikai munkavégzés során növekszik, és minél több, annál nehezebb a munka. A keletkező hő mennyisége az ember életkorától és egészségi állapotától is függ.

Háromféle hőátadás létezik az emberi testből:

sugárzás (infravörös sugarak formájában, amelyeket a test felülete bocsát ki az alacsonyabb hőmérsékletű tárgyak irányába);

konvekció (a test felületét mosó levegő felmelegítése);

nedvesség elpárolgása a bőr felszínéről, a felső légutak nyálkahártyájáról és a tüdőről.

A normál nyugalmi körülmények között tartózkodó személy hőátadásának százalékos arányát a következő számok fejezik ki: 45/30/25. Ez az arány azonban változhat a mikroklíma paramétereinek egyedi értékétől és az elvégzett munka súlyosságától függően.

Sugárzó hőátadás csak akkor következik be, ha a környező tárgyak hőmérséklete alacsonyabb, mint a szabad bőr (32...34,5 °C) vagy a külső ruházati rétegek hőmérséklete (enyhén öltözött személynél 27...28 °C és körülbelül 24 °C). téli ruhás férfinak).

20 Ipari szellőztetés. A szellőztetés típusai.

Szellőzés- szabályozható légcsere a szobában. A szellőzőrendszereket úgy tervezték, hogy biztosítsák a szükséges tisztaságot, hőmérsékletet, páratartalmat és a levegő mozgását. Az ipari méretű légcserét biztosító komplex szellőzőrendszereket nevezik ipari szellőztető rendszerek, kis helyiségek szellőztetése esetén használja háztartási szellőzőrendszerek. A légcsere megszervezésének céljától és elvétől függően a következő típusú szellőztetéseket különböztetjük meg: természetes szellőzés- a szükséges légcserét megteremtő szellőzés: - a szél hatására; - a helyiségen belüli meleg levegő és a kinti hidegebb levegő fajsúlyának különbsége miatt; gépi szellőztetés- szellőztetés, amelyben a levegő mozgását elektromos ventilátorok segítségével hajtják végre; nál nél szellőztetést csak a tiszta levegő bejuttatása biztosított a helyiségbe, a levegő eltávolítása nyíló ajtókon, a kerítések szivárgásain és az ebből eredő túlnyomás miatt történik; elszívó szellőzésúgy tervezték, hogy eltávolítsa a levegőt a szellőztetett helyiségből, és vákuumot hozzon létre benne, aminek következtében a levegő bejuthat ebbe a helyiségbe a kerítéseken és az ajtókon kívülről és a szomszédos helyiségekből való szivárgáson keresztül; befúvó és elszívó szellőztetés biztosítja a helyiség egyidejű levegőellátását és annak szervezett eltávolítását; helyi szellőztetés- a szellőztetés olyan fajtája, amelyben bizonyos helyekre levegőt juttatnak (helyi befúvó szellőztetés), és a szennyezett levegőt csak azokról a helyekről távolítják el, ahol káros kibocsátás képződik (helyi elszívás); általános szellőztetés- szellőzés, amelyben a levegőcsere az egész helyiségben történik. Ezt a szellőztetést akkor alkalmazzák, ha a káros tényezők kibocsátása jelentéktelen és egyenletesen oszlik el a helyiség teljes térfogatában.

21

Ipari világítás. Az ipari világítás osztályozása. Az ipari világítás osztályozása a 20.1. ábrán látható. A természetes megvilágítás a legkedvezőbb mind a látószervek, mind az emberi test egésze számára. Elégtelen természetes megvilágítás esetén mesterséges vagy kombinált világítást használnak.

Az ipari helyiségek természetes megvilágítását a külső falakon (ablakok) lévő világító nyílásokon keresztül oldalsó, az épületek mennyezetében lévő világító nyílásokon keresztül (lámpák) - felső, valamint ablakokon és lámpákon keresztül - kombinálva nevezzük.

Rizs. 20.1. Az ipari világítás típusai

Ha az ablakok távolsága a legtávolabbi munkahelyekig kevesebb, mint 12 m, akkor oldalsó egyoldali világítást biztosítanak, nagyobb távolsággal - oldalsó kétoldali világítást.

A legtöbb ipari helyiség általános mesterséges világítási rendszerrel van felszerelve - ha a lámpák a felső (mennyezeti) zónában helyezkednek el. Ha a lámpatestek közötti távolság azonos, akkor a világítás egységesnek tekinthető, ha a lámpatestek közelebb vannak a berendezéshez - lokalizált.

Az ilyen mesterséges világítást kombináltnak nevezzük, ha a helyi világítást hozzáadjuk az általánoshoz. A helyi világítást veszik figyelembe, amelyben a lámpák fényárama közvetlenül a munkahelyre koncentrálódik. Az építési normák és szabályok (SNiP) értelmében csak egy helyi világítás használata ipari helyiségekben nem megengedett.

Minden helyiségben és területen működő világítást kell kialakítani, hogy biztosítsák a normál munkavégzést és az emberek áthaladását, a forgalmat természetes fény hiányában vagy hiányában.

Vészvilágítás szükséges a munka folytatásához a munkavilágítás hirtelen leállása esetén, amely fennakadást okozhat a berendezések karbantartásában vagy a folyamatos technológiai folyamatban, tűz, robbanás, embermérgezés, zsúfolt helyen sérülések stb. üzemmódban az általános világítási rendszerrel működő munkavilágításra normalizált megvilágítás legalább 5%-ának kell lennie, de legalább 2 luxnak kell lennie az épületeken belül és 1 luxnál a nyílt területeken.

A termelő létesítmények világítása munkaidőn kívüli szolgálatnak minősül.

Az éjszaka védett területek határai mentén létrehozott mesterséges világítást biztonsági világításnak nevezzük.

Evakuációs világítást kell elhelyezni az emberek átjárására veszélyes helyeken, valamint a főfolyosókon és a lépcsőkön, amelyek az emberek evakuálására szolgálnak az 50 fő feletti ipari épületekből, olyan ipari helyiségekben, ahol folyamatosan dolgoznak emberek, ahol emberek a telephely elhagyása a munkavilágítás hirtelen kikapcsolása esetén a gyártóberendezések további üzemeltetése miatti sérülésveszélyhez kapcsolódik, valamint az 50 főt meghaladó termelő létesítményekben, függetlenül a sérülésveszély mértékétől. Az evakuációs világításnak biztosítania kell a fő átjárók és lépcsők minimális megvilágítását: beltéren 0,5 lx, nyílt területen 0,2 lk Ipari világítás egészségügyi és higiéniai követelményei: a spektrum optimális összetétele a napsugárzáshoz közel; a munkahelyi megvilágítás szabványos értékeknek való megfelelése; a munkafelület megvilágításának és fényességének egyenletessége, ideértve az időt is; éles árnyékok hiánya a munkafelületen és a munkaterületen belüli tárgyak ragyogása; a fényáram optimális iránya, ami segít a felületi elemek domborzati különbségeinek javításában.