Комплексное воздействие микроклиматических факторов на организм

В процессе жизнедеятельности организм человека испы­тывает комплексное воздействие физических факторов воз­душной среды: температуры, влажности, барометрического давления и др. В зависимости от сочетания и величины этих факторов может отмечаться как благоприятное, так и отрицательное воздействие на организм. Знание законо­мерностей комплексного действия на организм физических факторов позволяет определить параметры таких сочетаний, которые соответствовали бы оптимальным условиям жизнедеятельности организма.

Как известно, нормальная жизнедеятельность организма и высокая работоспособность возможны лишь в том слу­чае, если сохраняется температурное постоянство организма в определенных границах (36,1—37,2°С), имеется тепловое равновесие его с окружающей средой, т.е. соответствие между процессами теплопродукции и теплоотдачи. В слу­чае преобладания одного процесса над другим возможно перегревание или переохлаждение организма. Так, интен­сивная потеря тепла вызывает переохлаждение, обусловли­вающее снижение резистентности организма к воздействию внешних факторов, вследствие чего увеличивается чис­ло простудных заболевании, обостряются хронические про­цессы

Несмотря на значительные колебания микроклиматиче­ских факторов окружающей среды, в организме человека поддерживается постоянная температура тела. Это обуслов­лено деятельностью механизмов химической и физической терморегуляции, находящихся под контролем ЦНС. Под химической терморегуляцией понимают способность орга­низма изменять интенсивность обменных процессов, что и определяет увеличение или уменьшение образующегося тепла. Физическая терморегуляция осуществляется за счет рефлекторного расширения или сужения поверхностных сосудов кожи.

Тепло вырабатывается всем организмом, но наибольшее количество его образуется в мышцах и печени. В зави­симости от состояния температуры воздуха основной обмен изменяется в широких границах. Так, с понижением температуры окружающей среды (ниже 15°С) теплопродукция организма возрастает, при температуре от 15 до 25°С на­блюдается ее постоянство, а с повышением температуры от 25 до 35°С теплопродукция сначала уменьшается, а за­тем увеличивается (при температуре 35°С и выше). Эта закономерность хорошо прослеживается на цифрах кислорода как показателя основного обмена (рис. 1).

Рис. 1. Изменение об­мена веществ (по по­треблению кислоро­да)

в зависимости от температуры воздуха.

Теплопродукция зависит также от интенсивности и тя­жести физической нагрузки. Кроме того, тепло поступает извне за счет солнечной радиации, от нагретых предметов, в результате приема горячей пищи и др.

Одновременно с процессами накопления тепла в организме непрерывно происходит выделение его во внешнюю среду. Теплоотдача осуществляется лучеиспусканием (радиацион­ный путь), проведением (конвекция и кондукция), пото­отделением и испарением влаги с поверхности кожи. Пе­редача тепла конвекцией происходит за счет нагревания прилегающего к телу воздуха. При кондукции тепло от­дается поверхностям окружающих предметов, с которыми соприкасается человек. Потеря тепла за счет излучения происходит при наличии предметов и ограждений, имеющих более низкую температуру, чем температура кожи человека. Отдача тепла происходит в результате испарения пота с поверхности кожи. Наконец, незначительное количество тепла отдается во внешнюю среду с выдыхаемым воздухом и физиологическими отправлениями.

Количество отдаваемого организмом тепла в значитель­ной степени зависит от физических свойств воздушной среды. Так, передача тепла конвекцией возрастает с увели­чением скорости перемещения воздуха, разницы температуры тела человека и воздуха, площади поверхности тела. При уменьшении разницы в температурах отдача тепла конвек­цией снижается, а при температуре 35-36°С и выше со­всем прекращается. Существенное влияние на отдачу тепла конвекцией оказывает скорость перемещения воздушных масс (табл. 2).

Таблица 2. Динамика температуры кожи при различных метеорологичес­ких условиях.

Поверхность тела человека является источником тепло­излучения. Отдача тепла излучением осуществляется по тому же механизму, который свойствен каждому телу, имеющему температуру выше абсолютного нуля (273°К). При этом количество излучаемого тепла зависит от тем­пературы окружающих стен помещения, предметов, ограж­дений и т. д. Отдача тепла излучением возрастает с уве­личением разницы между температурой тела человека и температурой окружающих предметов. Если температура окружающих человека поверхностей превышает 35°С,тоотдача тепла излучением прекращается и, наоборот, наблю­дается поглощение тепла. Резкое нарушение радиационного баланса может привести к перегреванию или охлаждению организма. При разности температур человека и среды, близкой к нулю, или в том случае, когда температура окружающего воздуха выше температуры кожи, основным процессом теплоотдачи является испарение.

Интенсивность испарения зависит от влажности воздуха и его скорости, так как эти факторы определяют коэффи­циент массоотдачи влаги. Так, при температуре воздуха выше 35°С и умеренной влажности потеря влаги испаре­нием может достигать 5 л, а при более высоких темпера­турах —10 л/сут. При испарении 1 г воды теряется около 2,51 кДж (0,6 ккал) тепла.

Изучение сочетанного действия ряда физических факто­ров на организм позволило определить наиболее оптималь­ные их величины для жилых помещений: температура 18—20°С, влажность 40—60%, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.

В производственных условиях данные факторы нормиру­ются по оптимальным и допустимым величинам.

Оптималь­ные величины характеризуются таким сочетанием парамет­ров температуры, относительной влажности и скорости дви­жения воздуха, которые при длительном и систематическом воздействии на организм человека обеспечивают наиболее благоприятные условия труда, способствуют высокой рабо­тоспособности.

Допустимые микроклиматические условия — сочетание параметров микроклимата, которые могут обусловить преходящие и быстро нормализующиеся изменения в организ­ме человека, не выходящие за пределы физиологических приспособительных колебаний.

Таким образом, с учетом комплексного воздействия микроклиматических факторов устанавливаются наиболее благоприятные сочетания их для жизнедеятельности человека и его работоспособности. При этом следует отметить, что состояние теплового комфорта зависит также от вида одежды, индивидуальных особенностей человека, трени­рованности и др.