Гігієнічне значення температури повітря та радіаційної температури приміщень

Комплексна дія повітряного середовища на організм Фізичні фактори повітряного середовища впливають на організм людини комплексно, що підтверджується однаковим тепловим відчуттям при різних поєднаннях температури, вологості, рухливості повітря. Залежно від харчування, одягу, обсягу виконуваної роботи тепловий стан людини змінюється в широких межах. Об'єктивна оцінка теплового стану людини необхідна для гігієнічного нормування фізичних факторів повітряного середовища. Тепловий стан організму об'єктивно відбивають температура тіла і шкіри, пульс і частота дихання, артеріальний тиск, газообмін, потовиділення і т.д. Серед цих методів істотне значення має вивчення реакції нервової системи на термічні подразники. Крім об'єктивної оцінки змін функцій організму, вивчають суб'єктивні теплові відчуття людини - «найпростіший суб'єктивний сигнал об'єктивних відносин організму до зовнішнього світу» (І.П. Павлов). Комплексний вплив фізичних властивостей повітряного середовища найбільш виражений в мікрокліматі закритих приміщень (житлові, громадські і промислові приміщення). Формування мікроклімату залежить від діяльності людини, планування і розташування приміщень, властивостей будівельних матеріалів, кліматичних умов даної місцевості, від вентиляції і опалення. У гігієнічній практиці проводиться оцінка температурного режиму приміщення, тобто вимірюється температура повітря в 9 точках: по вертикалі на рівні 0,2; 1,0; 1,5 м від підлоги, тобто в зоні лінійних розмірів «стандартної людини», і в 3 точках по діагоналі приміщення біля зовнішньої і внутрішньої стіни та у центрі приміщення. Результати дозволяють визначити перепади температури повітря у просторі і оцінити мікроклімат. Мікроклімат виробничих приміщень значною мірою визначається технологічним процесом, кількістю працюючих, характером вентиляційних пристроїв, типом опалення й ін. У деяких цехах (гарячі, холодні цехи) формується особливий мікроклімат, що може шкідливо впливати на теплообмін, погіршувати самопочуття людей. У цих випадках мікроклімат є професійною шкідливістю. У гарячих цехах варто враховувати як дійсну, так і кліматичну температуру, тобто температуру повітря з урахуванням впливу потоку інфрачервоних променів від нагрітих предметів. Наприклад, у гарячих цехах кліматична температура може становити 50 - 60 °С, а дійсна температура не перевищує 28—35°С. У гігієнічній практиці для вимірювання дійсної температури повітря використовують сухий термометр аспіраційного психрометра, резервуар якого захищений металевим кожухом від інфрачервоних променів.

При оцінці повітряного середовища варто враховувати всі її властивості. Фізичні властивості - температура, вологість, рухливість повітря, барометричний тиск, електричний стан; хімічні - вміст складових частин повітря й різних газоподібних домішок, бактеріологічний склад і наявність у повітрі різноманітних механічних домішок у вигляді пилу, сажі. Дія повітряного середовища на організм комплексна, але один з істотних впливів пов'язаний з фізичними властивостями повітря, оскільки вони значною мірою визначають теплообмін організму з навколишнім середовищем. Як відомо, теплообмін організму підтримується шляхом урівноважування процесів хімічної і фізичної терморегуляції. Хімічна терморегуляція визначається здатністю організму змінювати інтенсивність обмінних процесів. Нагромадження тепла в організмі відбувається як у результаті окиснювання харчових речовин і вироблення тепла при м'язовій роботі, так і від променистого тепла сонця й нагрітих предметів, теплого повітря і гарячої їжі. Організм віддає тепло шляхом проведення, конвекції, випромінювання та випарювання поту. Тепловіддача проведенням здійснюється при зіткненні з холодними поверхнями. Конвекційна віддача тепла відбувається при нагріванні повітряних мас. Віддача тепла випромінюванням можлива поблизу предметів і огорож, що мають температуру нижчу, ніж шкіра людини. При випарюванні поту організм також віддає тепло. Невелика кількість тепла виводиться з організму з видихуваним повітрям і фізіологічними відходами. Теплорегуляційні механізми функціонують під контролем центральної нервової системи, і залежно від її стану можлива зміна процесів як теплопродукції, так і тепловіддачі. У стані спокою і теплового комфорту тепловтрати конвекцією становлять 15,3 %, випромінюванням - 55,6 %, випаровуванням - 29,1 %. Віддача тепла проведенням залежить від різниці температури поверхні тіла людини і предметів, а також від теплопровідності цих предметів. Теплопровідність повітря незначна, тому віддача тепла проведенням через нерухоме повітря виключена. Інтенсивність віддачі тепла конвекцією залежить від площі поверхні тіла людини, різниці температури повітряного середовища і тіла та від швидкості руху повітря. Посилені конвекційні струми сприяють найшвидшому охолодженню організму. При одній і тій самій температурі повітря підвищена рухливість повітря сприяє більш швидкому охолодженню шкіри людини, ніж у нерухомому повітрі. Наприклад, при температурі повітря 18°С різниця температури шкіри при нерухомому повітрі і при вітрі становить 7°С. Чим вище температура повітря, тим слабший охолоджувальний ефект вітру, при температурі повітря 34оС температура шкіри при нерухомому повітрі і вітрі залишається однаковою і становить близько 34°С, тобто теплий вітер сприяє перегріванню організму. У процесах теплообміну організму із зовнішнім середовищем велике значення має променевий (радіаційний) теплообмін. Відповідно до фізичних законів усяке тіло при температурі вище абсолютного нуля випромінює тепло в навколишній простір. Тепловипромінювання залежить тільки від теплового стану нагрітого предмета і не залежить від температури повітряного середовища. З підвищенням температури випромінюючого тіла довжина хвиль зменшується, тобто спектр випромінювання зрушується у бік більш коротких хвиль. Наприклад, метал червоного розжарювання випускає довгохвильові інфрачервоні промені. При подальшому нагріванні металу і переходу його в стан білого розжарення спектр випромінювання зрушується у бік більш коротких хвиль, включаючи хвилі світлового випромінювання. Поряд з тепловим впливом метал починає світитися. Отже, знаючи довжину хвилі з максимальною енергією випромінювання, можна передбачити той або інший фізіологічний вплив і розробити конкретні міри захисту. Променеве тепло і тепло повітряних мас (конвекційне тепло) викликають однакове суб'єктивне відчуття тепла, але механізм і шляхи впливу цих видів тепла на організм різні. Променеве тепло – проникаюче, конвекційне тепло впливає на поверхню тіла людини і не проникає настільки глибоко, як променеве тепло. Між людиною і навколишніми предметами відбувається безперервний обмін променевим теплом. Якщо поверхня тіла людини випромінює стільки тепла, скільки приймає від навколишніх предметів, радіаційний баланс дорівнює нулю. Якщо середня температура навколишніх предметів і огорож вище температури шкіри людини, то людина одержує більше променевого тепла від навколишніх предметів, ніж випромінює сама, тобто радіаційний баланс позитивний. Негативний радіаційний баланс створюється тоді, коли людина віддає випромінюванням більше тепла, ніж одержує від навколишніх предметів. У разі різкого порушення радіаційного балансу спостерігається перегрівання або охолодження. Наприклад, у гарячих цехах можливе перегрівання робітників не тільки через високу температуру повітря, але й у результаті інтенсивного променевого тепла від нагрітих поверхонь, розпеченого металу і т.д. Холодні та вологі стіни створюють умови для негативного радіаційного балансу, людина охолоджується, інтенсивно випромінюючи тепло у бік холодних огорож. При цьому, незважаючи на сприятливу температуру повітря, людина часто відчуває тепловий дискомфорт. При сполученні радіаційного охолодження і низької температури повітря спостерігається більш швидке і більш глибоке охолодження організму. Температура повітря є постійно діючим фактором навколишнього середовища. Людина піддається дії коливань температури повітря в різних кліматичних районах, при зміні погодних умов, при порушенні температурного режиму в житлових і громадських будівлях.