Навигация
Тепловий баланс тіла людини і його здоров’я
24676
знаков
1
таблица
1
изображение
2. Тепловий баланс тіла людини і його здоров’я
Між людиною і навколишнім середовищем відбувається постійний теплообмін. Організм людини, як відомо, являє собою складну термодинамічну систему, що відрізняється високою стабільністю температури внутрішніх частин тіла при можливих значних коливаннях інтенсивності теплообміну між тілом і зовнішнім середовищем. У переважної більшості людей температура тіла становить 36,6…36,8°С. При цьому температура периферичних тканин у залежності від метеорологічних умов може змінюватися в значних межах. Для збереження ізотермічного стану необхідно, щоб надходження і витрати тепла з поверхні тіла були рівні між собою.
Основним джерелом тепла для організму людини є енергія, що утворюється в ньому в процесі хімічних реакцій біологічного окислювання. Окислюванню в клітинах організму піддаються поживні речовини – жири, білки і вуглеводи. Ці перетворення закінчуються утворенням Н2О, СО2 і звільненням теплової енергії. Виділення тепла в організмі, що зумовлено окисними процесами, які відбуваються в організмі, називають теплопродукцією. Інтенсивність теплопродукції постійно змінюється. Для людини, яка стоїть, і знаходиться в стані спокою, виділення тепла вважається таким, що дорівнює 93 Вт. Під час ходьби теплопродукція збільшується в 2-4 рази, а при дуже напруженій роботі – у 7-10 разів. Якщо прийняти теплопродукцію людини в спокої за одиницю, то зміни її при різному фізичному навантаженні такі:
У горах вище 3000-4000м теплопродукція збільшується на 8-13% внаслідок посилення активності дихальних м’язів. У природних умовах іншим джерелом тепла для організму людини є енергія сонячної радіації. Тепло, що утворюється в організмі, переноситься кров’ю по кровоносних судинах до шкіри і слизистих оболонок, а також витрачається з видихуваним повітрям. Теплообміні функції організму забезпечують динамічне співвідношення процесів теплоутворення і тепловіддачі в залежності від конкретних метеорологічних умов середовища.
Передача тепла в зовнішнє середовище з поверхні тла відбувається шляхом турбулентної дифузії теплового випромінювання і випаровування вологи. При температурі повітря, що дорівнює температурі поверхні тіла, тепловіддача турбулентним шляхом і випромінюванням відсутня, а тепловіддача здійснюється лише шляхом випаровування поту. Коли температура навколишнього середовища нижча, ніж температура поверхні тіла, швидкість вітру збільшує тепловитрати турбулентним шляхом і випаровуванням. При високих температурах повітря великі швидкості вітру не завжди сприяють посиленню тепловтрат організму, іноді це призводить до збільшення теплового навантаження. З підвищенням температури помітно зростає вплив вологості повітря. Збільшення вологості повітря зменшує фізіологічний дефіцит насичення і тим самим обмежує тепловтрати випаровуванням. Аналогічна роль вологості при знижених температурах повітря значно менша. У той же час при низьких температурах повітря підвищена вологість збільшує тепловтрати організму в результаті інтенсивного поглинання водяною парою енергії довгохвильового випромінювання з поверхні тіла людини. Однак більше зростання тепловтрат відбувається при безпосередньому зволоженні тіла й одягу.
При теплообміні організму, як вже згадувалося, мають місце і тепловтрати через органи дихання, що відбуваються за рахунок нагрівання вдихуваного повітря і випаровування з поверхні дихальних шляхів. Зростання тепловтрат тим більше, чим нижче температура вдихуваного повітря і чим більше фізіологічний дефіцит насичення водяною парою навколишнього повітря і повітря, що міститься в легенях і дихальних шляхах, а також чим більше обсяг легеневої вентиляції. Ступінь спроможності кондиціювання органів дихання визначають по температурі і вологості видихуваного повітря і життєвої ємності легенів.
При різних метеорологічних умовах в організмі людини виникають зміни функцій ряду систем і органів, що приймають участь у терморегуляції – у системі кровообігу, нервової і потовидільної. Інтегральним показником теплового стану організму людини в тих чи інших метеорологічних умовах може бути температура тіла. Про ступінь напруження терморегуляторних функцій і його тепловий стан можна судити також по зміні температури шкіри і тепловому балансу. Тепловий баланс тіла людини визначається впливом комплексу метеорологічних і фізіологічних факторів, а також теплозахисних властивостей одягу і фізичного навантаження. До фізіологічних факторів теплового балансу людини відносять теплопродукцію, температуру шкіри і характеристику умов зволоження поверхні шкіри. Тепловий стан людини характеризується середнім зваженим значенням температури шкіри, визначеним для основних частин тіла з урахуванням їх площі. Співвідношення між суб’єктивними оцінками тепло відчуття людини і середньою температурою шкіри такі:
Умови випаровування характеризуються ступенем зволоження шкіри. У звичайних умовах приблизно 10% поверхні шкіри вологі. У жарких умовах уся поверхня шкіри волога. Умови зволоження шкіри функціонально пов’язані з температурою шкіри. Роль одягу полягає в зниженні втрати тепла з поверхні тіла і захисту її від надмірного впливу сонячної радіації. Теплозахисні властивості одягу не залежать від природи волокна тканин. Вони визначаються кількістю інертного повітря, що міститься між волокнами тканин. Оцінка теплопровідних властивостей одягу може бути виконана за допомогою вимірів або розрахунку коефіцієнта, що характеризує дифузію тепла в одязі.
У біокліматичних дослідженнях теплоізоляційних властивостей одягу прийнята одиниця КЛО. Термін КЛО відповідає трьом початковим буквам англійського слова clothing –одяг. Величина КЛО відповідає теплоізоляції, що створюється звичайним одягом, який носять працівники розумової праці у приміщені в умовах теплого комфорту при температурі повітря 18°С, а також при середній зваженій температурі шкіри 33°С, і теплопродукції 93 Вт. Таку теплоізоляцію має комплект одягу, що складається з вовняного костюма і білизни. Фізична величина одиниці КЛО дорівнює 0,18 ккал/м2·град. Оцінка теплозахисних властивостей деяких типів одягу в числах КЛО надана в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
| Число КЛО | Тип одягу |
| 0,5 | Літня легка |
| 1,0 | Літня (комплект білизни і вовняний костюм) |
| 1,5 | Літнє пальто |
| 2,0-2,5 | Демісезонна |
| 3,0-3,5 | Зимова |
| 4,0-4,5 | Арктична |
| 5,0-6,0 | Утеплена арктична |
Значення чисел КЛО для різних типів одягу
За допомогою одягу, теплоізоляція якої компенсує велику частину тепловтрат, дія низьких температур навколишнього середовища значно знижується.
3. Рівняння теплового балансу тіла людини
Відомі різноманітні методи розрахунку теплового балансу тіла людини, однак найбільш обґрунтованими є два методи. Перший з них розроблений М. І. Будико і Г. В. Циценко, другий – Б.А. Айзенштатом. В основі їх лежить рівняння теплового балансу, складовими якого є метеорологічні, радіаційні і фізіологічні параметри.
В умовах стаціонарного режиму, коли температура тіла незначно змінюється за часом, витрата тепла з поверхні тіла дорівнює приходу у виді власної теплопродукції і сонячної радіації. Рівняння теплового балансу з закону збереження енергії, можна представити в наступному вигляді:
R+q=LЕa+P+Pa
R – радіаційний баланс поверхні тіла, Вт;
q – теплопродукція, Вт;
LEa – витрати тепла на випаровування води з поверхні дихальних шляхів при диханні (L – теплота випаровування, при температурі шкіри 33°С L = 2,4 Дж/кг; Ea – швидкість випаровування в г / год); Вт;
P – турбулентний теплообмін між поверхнею тіла й атмосферним повітрям або конвекція, Вт;
Pa – теплообмін між поверхнею дихальних шляхів і повітрям при диханні, Вт.
Рівність тепловтрат і тепло надходжень, яка забезпечує баланс, може бути досягнута шляхом підбора відповідного одягу. Тому М. І. Будико і Г. В. Циценко ввели в дане рівняння для окремих складових коефіцієнти, що враховують вплив теплозахисних властивостей одягу на тепловий баланс людини. Рівняння теплового балансу може бути розв’язане відносно середньої зваженої температури шкіри, яка є гарним показником теплового стану людини, особливо в інтервалі температур 27-37°, або теплозахисних властивостей одягу, що забезпечує тепловий комфорт ( збереження середньої зваженої температури шкіри в межах 31-33°С) за конкретних метеорологічних умов і при заданому рівні фізичного навантаження.
Похожие работы
... , приносящие доходы стране и новые рабочие места, в том числе и в смежных с туризмом отраслях экономики. Роль международного туризма в экономике Кыргызской Республики определяется степенью достижения этой цели. Реализация Концепции развития туризма в Кыргызской Республике до 2010 года, разработанная в рамках Комплексной основы развития Кыргызской Республики (КОР) и Национальной стратегии ...
... стан туристичної галузі в Україні, наявність позитивних зрушень у розвитку сільського зеленого туризму як прибуткового і найменш капіталомісткого виду туризму. Метою дослідження є аналіз стану міжнародного туризму на Херсонщині для розробки проектних рішень щодо його розвитку. Тому в процесі виконання роботи: 1. Проаналізована діяльність суб'єктів туристичної індустрії та зроблено висновок про ...
... гарного - теж погано, адже не завжди чим яскравіше, тим краще, тут теж є свої границі, коли захід стає стомлюючим і навіть починає дратувати. 1.3. Анімаційні технології, анімаційні послуги в молодіжному туризмі і їх застосування Аніматорами називають фахівців із організації дозвілля на туристських підприємствах, в санаторно-курортних та інших оздоровчих установах. Найчастіше, вимовивши слово ...
... или услуги на рынке и проверке того, насколько эти результаты отражают действительно полное и успешное использование имеющихся возможностей в сфере туризма, анализ расходов на рекламные кампании и получаемых доходов. 71. Маркетинговые исследования дла изучения региональных возможностей турфирм Маркетинговые исследования: комплекс конкретных мер, направленных на решение главных задач ...
0 комментариев