Теплообмен человека с окружающей средой

Параметры микроклимата производственных помещений.

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ИХ НОРМИРОВАНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Лекция 6

План лекции:

1. Параметры микроклимата производственных помещений.

2. Теплообмен человека с окружающей средой

3. Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.

4. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека.

Метеорологические условия или микроклимат зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Метеорологические условия, или микроклимат, в производственных условиях определяются следующими параметрами: температурой воздуха t (^oC), относительной влажностью(%), скоростью движения воздуха на рабочем месте v(м/с).

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с. В организме человека постоянно протекают различные химические процессы с выделением теплоты. За час человек вырабатывает количество тепла, необходимое для того, чтобы вскипятить литр ледяной воды. Если бы тело человека было покрыто не кожей, а непроницаемой оболочкой, каждый час температура повышалась бы на несколько градусов, а через 40 часов достигла бы 100 градусов. При выполнении тяжелой физической работы скорость обмена веществ в организме резко повышается, поэтому выделяется гораздо больше тепла.

Для того, чтобы физиологические процесса в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду.

Одними из важных интегральных показателей теплового самочувствия организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,6^о С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1-2^оС. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек +43^оС, минимальная +25^оС.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой, т.е. когда выполняется уравнение теплового баланса . В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть передана полностью окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов. В случае если окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее производит человек, то происходит охлаждение организма.

Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду Q_т, конвекции у тела Q_к, излучения на окружающие поверхности Q_и, испарения влаги с поверхности кожи Q_исп, нагрева вдыхаемого воздуха Q_в.

Количество теплоты, отдаваемое организмом различными путями, зависит от величины того или иного параметра микроклимата. Так, теплоотдача конвекцией зависит от температуры окружающего воздуха и скорости его движения на рабочем месте. Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха препятствует отдаче теплоты конвекцией. При скорости движения воздуха равной 0, толщина этого слоя 4-8 мм. При увеличении скорости до 2 м/сек, слой воздуха составляет всего 1мм. Чем ниже температура окружающего воздуха и выше скорость движения, тем больше отдача теплоты конвекцией.

Излучение теплоты происходит в направлении окружающих человека поверхностей, имеющих более низкую температуру, чем температура поверхности одежды и кожи человека. При высоких температурах окружающих поверхностей (30-35 град.) теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном направлении – от поверхностей к человеку.

Отдача теплоты за счет испарения влаги и нагрева выдыхаемого воздуха зависит не только от температуры и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от относительной влажности и скорости движения воздуха.