ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 243
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 4. Методика гигиенической оценки комплексного действия параметров микроклимата на организм человека.
1. Объективные показатели теплового состояния организма человека. Методики определения объективных показателей теплового состояния организма человека.
Объективно можно зарегистрировать колебания температуры тела (температурного ядра и температурной периферии). Для оценки температуры ядра применяется измерение акселярной температуры (в норме находится в пределах 36-370С). Температура кожи покрытой одеждой колеблется в пределах 31-340С, что соответствует нормальному тепловому ощущению человека. Температура тела коррелирует с такими объективными показателями как теплоощущением, показателями работы сердечно-сосудистой системы - частотой сердечных сокращений, АД, показателями работы дыхательной системы – частотой дыхательных движение, объемом легочной вентиляции, показателями интенсивности потоотделения и другими. Объективную оценку теплоощущения человека можно получить путем сравнения объема теплопродукции организма, которая определяется стандартными методами, с тепловыведением организма, которые определяют расчетными методами по количеству тепла, которое теряется человеком излучением, проведением, испарением (ккал/час).
Для объективной оценки интенсивности выделения пота используется йод-крахмальный метод Минора. Сущность метода в следующем: на кожу лба наносится специальный состав (10 г касторового масла, 15 г 10% йодной настойки, 75 мл этилового спирта), когда кожа просохнет, ее припудривают картофельным крахмалом. Выделение пота сопровождается появлением интенсивной синей окраски. Второй способ: данным раствором обрабатывают фильтровальную бумагу, которую прикладывают к коже.
И
нтенсивность потоотделения можно оценивать по изменению электрокожного сопротивления.
Рис. 1.1. Номограмма эквивалентно-эффективных температур.
Эквивалентно-эффективная шкала, приведенная на рис. 1.1, дает лишь приближенное представление о комфорте, так как она не учитывает роль адаптации организма, климатических особенностей внешних (наружных) параметров макроклимата, влияние теплообмена между телом человека и поверхностями помещения, т. е. теплообмен излучением. Этот недостаток учитывается характеристикой микроклимата методом результирующей температуры
Тр, предложенной французским ученым Миссенаром.
Под микроклиматом помещений (в градусах результирующих температур) понимается температура среды, эквивалентная по тепловым ощущениям соответствующим значениям температур воздуха по сухому термометру te, относительной влажности φ, скорости движения воздуха υ и средней радиационной температуре τв ограждения, т. е. Тр = f (tв, φ, υ; τв). Однако и метод результирующей температуры не характеризует метеорологические условия в полном соответствии с тепловыми ощущениями человека.
Применение метода ЭЭТ. Метод эффективно-эквивалентных температур дал возможность разработать и построить т.н. «зоны комфорта», имеющие в настоящее время практическое значение в гигиене и санитарной технике.
2. Субъективные показатели теплового состояния организма человека. Методики определения субъективных показателей теплового состояния организма человека.
К субъективным показателям теплового ощущения человека относятся: самооценка теплового состояния (комфортно, тепло, жарко, прохладно, холодно). Данный показатель не всегда совпадает с объективными изменениями в организме человека, что обусловлено особенностями адаптации человека к различным параметрам микроклимата.
Использование субъективных ощущений теплового состояния человека положено в основу нескольких методов комплексной оценки одновременного действия нескольких микроклиматических факторов.
Метод оценки охлаждающей способности воздуха. Оценивается данный показатель с помощью кататермометра. Кататермометр представляет собой как бы аналог сухой («сухой» кататермометр) и влажной («влажный» кататермометр) человеческой кожи. «Сухой» кататермометр показывает потерю тепла проведением и излучением. «Влажный» кататермометр показывает потерю тепла всеми тремя путями: излучением, проведением и испарением. Но кататермометр как физический прибор не создает всех условий потери тепла человеком, которые зависят не только от охлаждающей способности воздуха, но и от излучения, испарения, работы терморегуляторных центров организма. Так как метод не учитывает реакций организма человека, он используется как ориентировочный.
ЭФФЕКТИВНО-ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА (ЭЭТ)
, метод учета суммарного действия метеорологических факторов на человеческий организм. Метод разработан в результате испытаний, проведенных группой американских исследователей в физиол. лаборатории Американского общества по отоплению и вентиляции (г. Питтсбург). В основу метода положены данные относительно воздействия метеорологических факторов непосредственно на человеческий организм. В своем последовательном развитии исследование заключалось в следующем: Э. т. в неподвижном воздухе. В специально сконструированных двух камерах, где при помощи усовершенствованной установки можно было создавать любую t° и влажность, производились следующие опыты: группа испытуемых, обнаженных до пояса, подвергавшаяся в течение известного времени воздействию определенной комбинации t° и влажности, переходила во вторую камеру, где t° была выше и влажность ниже (или наоборот); условия в первой камере изменялись до тех пор, пока испытуемые не указывали на одинаковое тепловое ощущение. В результате проведенных 440 опытов установлено большое количество комбинаций, дающих одинаковое тепловое ощущение. Кроме того, при высоких t° были произведены измерения физиологических функций (t° тела, пульс, кровяное давление, потеря веса и т. п.). Результаты испытаний, занесенные на «психрометрическую» карту, дали линии равного теплового ощущения, или линии ЭЭТ: все комбинации t° и влажностей, лежащие на одной такой линии, дают одно и то же тепловое ощущение— Зона комфорта основной шкалы. По установлении исходной шкалы ЭЭТ, названной авторами «основной шкалой», они в следующей серии опытов установили, какие градусы шкалы соответствуют ощущению комфорта. При разных комбинациях t° и влажности большое количество испытуемых входили в камеры и отмечали свои ощущения; последние регистрировались по схеме: холодно, приятно, холодно, хорошо, приятно тепло, жарко.
Эквивалентно-эффективная температура — это температура неподвижного насыщенного воздуха, которая создает такое же охлаждение тела, как и воздух при других значениях температуры tв, относительной влажности φ, при определенной скорости воздуха υ, т.е.
tээт = f (tв, φ, υ), (рис.1.1).
Согласно определению tээт, самочувствие человека будет одинаковым при следующих параметрах воздуха:
1. tв = 16°С; φ = 100%; υ = 0 м/с;
2. tв= 21,5°С; φ = 30%; υ = 0,5 м/с;
3. tв = 19,5°С; φ = 55%; υ = 0,5 м/с и т.д.
Номограмма для определения и эквивалентно-эффективная температура нормальной шкалы: накладывают линейку так, чтобы прямая линия соединяла показание сухого термометра (левый вертикальный столбик) с показанием мокрого термометра (правый вертикальный столбик); в шкале «градусов эффективной температуры» прямая пересекает изогнутую линию, соответствующую скорости движении воздуха. Положение этой точки пересечения определяют по ближайшей линии ЭЭТ.
3. Классификация микроклимата. Комфортный, нагревающий и охлаждающий микроклимат.
Микроклимат (МК) это совокупность метеорологических параметров (температура, влажность воздуха, подвижность воздуха и уровень лучистого тепла) на ограниченном пространстве (например: в помещении). Сочетание данных четырех параметров обуславливает тепловое ощущение человека.
Классификация МК в бытовых помещения:
Параметры комфортного микроклимата могут отличаться в
зависимости от одежды человека и его функционального состояния. Для человека одетого в обычную одежду, в которой он находится в комнате, комфортными будут температура 18-200С, влажность 30-60%, подвижность воздуха в пределах 0,2-0,3 м/сек. Для обнаженного человека (например, в плавательном бассейне) данные параметры будет оказывать охлаждающее действие.
В зависимости от интенсивности физической активности человека, функционального состояния организма сочетания параметров МК будут различными. Например, для ребенка раннего возраста комфортной температурой будет 22-24
0С, при выполнении физической работы в зависимости от её интенсивности комфортной будет более низкая температура.
4 Компенсаторные реакции организма человека при влиянии различных параметров микроклимата.
Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5 °С.
Основные пути отдачи тепла из организма человека:
- излучение (передача тепла инфракрасным излучение);
- конвекция (передача тепла через подогретый воздух, который соприкасается с поверхность тела человека;
- испарение жидкостей (отдача тепла через испарение пота с поверхности тела и жидкости при дыхании;
- кондукция (передача тепла через контакт с предметами, имеющими температуру выше или ниже температуры тела).
У человека в обычных условиях потеря тепла путем тепло проведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20°С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции блокируется, и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.
Значение испарения в теплоотдаче очень велико. Для испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (539 кал). Теплоемкость испарения пота выше – 620-640 кал. Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается с помощью испарения около 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испаряться примерно 700—850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряются в легких и 400—500 мл — с поверхности кожи. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. Так, после тяжелого спортивного соревнования, когда суммарная теплоотдача достигала почти 2512 кДж (600 ккал) в час, было найдено, что 75 % тепла было отдано путем испарения, 12 % — путем радиации и 13 % — посредством конвекции.
1. Объективные показатели теплового состояния организма человека. Методики определения объективных показателей теплового состояния организма человека.
Объективно можно зарегистрировать колебания температуры тела (температурного ядра и температурной периферии). Для оценки температуры ядра применяется измерение акселярной температуры (в норме находится в пределах 36-370С). Температура кожи покрытой одеждой колеблется в пределах 31-340С, что соответствует нормальному тепловому ощущению человека. Температура тела коррелирует с такими объективными показателями как теплоощущением, показателями работы сердечно-сосудистой системы - частотой сердечных сокращений, АД, показателями работы дыхательной системы – частотой дыхательных движение, объемом легочной вентиляции, показателями интенсивности потоотделения и другими. Объективную оценку теплоощущения человека можно получить путем сравнения объема теплопродукции организма, которая определяется стандартными методами, с тепловыведением организма, которые определяют расчетными методами по количеству тепла, которое теряется человеком излучением, проведением, испарением (ккал/час).
Для объективной оценки интенсивности выделения пота используется йод-крахмальный метод Минора. Сущность метода в следующем: на кожу лба наносится специальный состав (10 г касторового масла, 15 г 10% йодной настойки, 75 мл этилового спирта), когда кожа просохнет, ее припудривают картофельным крахмалом. Выделение пота сопровождается появлением интенсивной синей окраски. Второй способ: данным раствором обрабатывают фильтровальную бумагу, которую прикладывают к коже.
И
нтенсивность потоотделения можно оценивать по изменению электрокожного сопротивления.
Рис. 1.1. Номограмма эквивалентно-эффективных температур.
Эквивалентно-эффективная шкала, приведенная на рис. 1.1, дает лишь приближенное представление о комфорте, так как она не учитывает роль адаптации организма, климатических особенностей внешних (наружных) параметров макроклимата, влияние теплообмена между телом человека и поверхностями помещения, т. е. теплообмен излучением. Этот недостаток учитывается характеристикой микроклимата методом результирующей температуры
Тр, предложенной французским ученым Миссенаром.
Под микроклиматом помещений (в градусах результирующих температур) понимается температура среды, эквивалентная по тепловым ощущениям соответствующим значениям температур воздуха по сухому термометру te, относительной влажности φ, скорости движения воздуха υ и средней радиационной температуре τв ограждения, т. е. Тр = f (tв, φ, υ; τв). Однако и метод результирующей температуры не характеризует метеорологические условия в полном соответствии с тепловыми ощущениями человека.
Применение метода ЭЭТ. Метод эффективно-эквивалентных температур дал возможность разработать и построить т.н. «зоны комфорта», имеющие в настоящее время практическое значение в гигиене и санитарной технике.
2. Субъективные показатели теплового состояния организма человека. Методики определения субъективных показателей теплового состояния организма человека.
К субъективным показателям теплового ощущения человека относятся: самооценка теплового состояния (комфортно, тепло, жарко, прохладно, холодно). Данный показатель не всегда совпадает с объективными изменениями в организме человека, что обусловлено особенностями адаптации человека к различным параметрам микроклимата.
Использование субъективных ощущений теплового состояния человека положено в основу нескольких методов комплексной оценки одновременного действия нескольких микроклиматических факторов.
Метод оценки охлаждающей способности воздуха. Оценивается данный показатель с помощью кататермометра. Кататермометр представляет собой как бы аналог сухой («сухой» кататермометр) и влажной («влажный» кататермометр) человеческой кожи. «Сухой» кататермометр показывает потерю тепла проведением и излучением. «Влажный» кататермометр показывает потерю тепла всеми тремя путями: излучением, проведением и испарением. Но кататермометр как физический прибор не создает всех условий потери тепла человеком, которые зависят не только от охлаждающей способности воздуха, но и от излучения, испарения, работы терморегуляторных центров организма. Так как метод не учитывает реакций организма человека, он используется как ориентировочный.
ЭФФЕКТИВНО-ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА (ЭЭТ)
, метод учета суммарного действия метеорологических факторов на человеческий организм. Метод разработан в результате испытаний, проведенных группой американских исследователей в физиол. лаборатории Американского общества по отоплению и вентиляции (г. Питтсбург). В основу метода положены данные относительно воздействия метеорологических факторов непосредственно на человеческий организм. В своем последовательном развитии исследование заключалось в следующем: Э. т. в неподвижном воздухе. В специально сконструированных двух камерах, где при помощи усовершенствованной установки можно было создавать любую t° и влажность, производились следующие опыты: группа испытуемых, обнаженных до пояса, подвергавшаяся в течение известного времени воздействию определенной комбинации t° и влажности, переходила во вторую камеру, где t° была выше и влажность ниже (или наоборот); условия в первой камере изменялись до тех пор, пока испытуемые не указывали на одинаковое тепловое ощущение. В результате проведенных 440 опытов установлено большое количество комбинаций, дающих одинаковое тепловое ощущение. Кроме того, при высоких t° были произведены измерения физиологических функций (t° тела, пульс, кровяное давление, потеря веса и т. п.). Результаты испытаний, занесенные на «психрометрическую» карту, дали линии равного теплового ощущения, или линии ЭЭТ: все комбинации t° и влажностей, лежащие на одной такой линии, дают одно и то же тепловое ощущение— Зона комфорта основной шкалы. По установлении исходной шкалы ЭЭТ, названной авторами «основной шкалой», они в следующей серии опытов установили, какие градусы шкалы соответствуют ощущению комфорта. При разных комбинациях t° и влажности большое количество испытуемых входили в камеры и отмечали свои ощущения; последние регистрировались по схеме: холодно, приятно, холодно, хорошо, приятно тепло, жарко.
Эквивалентно-эффективная температура — это температура неподвижного насыщенного воздуха, которая создает такое же охлаждение тела, как и воздух при других значениях температуры tв, относительной влажности φ, при определенной скорости воздуха υ, т.е.
tээт = f (tв, φ, υ), (рис.1.1).
Согласно определению tээт, самочувствие человека будет одинаковым при следующих параметрах воздуха:
1. tв = 16°С; φ = 100%; υ = 0 м/с;
2. tв= 21,5°С; φ = 30%; υ = 0,5 м/с;
3. tв = 19,5°С; φ = 55%; υ = 0,5 м/с и т.д.
Номограмма для определения и эквивалентно-эффективная температура нормальной шкалы: накладывают линейку так, чтобы прямая линия соединяла показание сухого термометра (левый вертикальный столбик) с показанием мокрого термометра (правый вертикальный столбик); в шкале «градусов эффективной температуры» прямая пересекает изогнутую линию, соответствующую скорости движении воздуха. Положение этой точки пересечения определяют по ближайшей линии ЭЭТ.
3. Классификация микроклимата. Комфортный, нагревающий и охлаждающий микроклимат.
Микроклимат (МК) это совокупность метеорологических параметров (температура, влажность воздуха, подвижность воздуха и уровень лучистого тепла) на ограниченном пространстве (например: в помещении). Сочетание данных четырех параметров обуславливает тепловое ощущение человека.
Классификация МК в бытовых помещения:
-
Микроклимат комфортный - такое сочетание параметров микроклимата, когда системы терморегуляции организма человека находятся в минимальном напряжении и расходы на поддержание оптимальной постоянной температуры тела человека минимальные. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. -
Нагревающий МК - такое сочетание параметров микроклимата, когда системы терморегуляции организма человека с целью сохранения температуры тела увеличивают теплоотдачу и сокращают теплопродукцию. -
Охлаждающий МК - такое сочетание параметров микроклимата, когда системы терморегуляции организма человека с целью сохранения температуры тела уменьшают теплоотдачу и увеличивают теплопродукцию.
Параметры комфортного микроклимата могут отличаться в
зависимости от одежды человека и его функционального состояния. Для человека одетого в обычную одежду, в которой он находится в комнате, комфортными будут температура 18-200С, влажность 30-60%, подвижность воздуха в пределах 0,2-0,3 м/сек. Для обнаженного человека (например, в плавательном бассейне) данные параметры будет оказывать охлаждающее действие.
В зависимости от интенсивности физической активности человека, функционального состояния организма сочетания параметров МК будут различными. Например, для ребенка раннего возраста комфортной температурой будет 22-24
0С, при выполнении физической работы в зависимости от её интенсивности комфортной будет более низкая температура.
4 Компенсаторные реакции организма человека при влиянии различных параметров микроклимата.
Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5 °С.
Основные пути отдачи тепла из организма человека:
- излучение (передача тепла инфракрасным излучение);
- конвекция (передача тепла через подогретый воздух, который соприкасается с поверхность тела человека;
- испарение жидкостей (отдача тепла через испарение пота с поверхности тела и жидкости при дыхании;
- кондукция (передача тепла через контакт с предметами, имеющими температуру выше или ниже температуры тела).
У человека в обычных условиях потеря тепла путем тепло проведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20°С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции блокируется, и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.
Значение испарения в теплоотдаче очень велико. Для испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (539 кал). Теплоемкость испарения пота выше – 620-640 кал. Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается с помощью испарения около 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испаряться примерно 700—850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряются в легких и 400—500 мл — с поверхности кожи. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. Так, после тяжелого спортивного соревнования, когда суммарная теплоотдача достигала почти 2512 кДж (600 ккал) в час, было найдено, что 75 % тепла было отдано путем испарения, 12 % — путем радиации и 13 % — посредством конвекции.