Текст книги "Общая и военная гигиена"
Автор книги: Коллектив Авторов
Жанр: Медицина, Наука и Образование
Возрастные ограничения: +16
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 12 (всего у книги 79 страниц) [доступный отрывок для чтения: 26 страниц]
Специфическое действие СВЧ-излучений проявляется, кроме того, в изменениях газообмена, деятельности мочевыделительной системы, обмена веществ (белкового, углеводного, жирового, минерального и др.), деятельности желез внутренней секреции, ферментативных процессов, обмена нуклеиновых кислот и пр. Оно вызывает нарушение функций механизмов адаптации, регулирующих приспособительные реакции организма к изменениям условий окружающей среды, обладает дезадаптирующим действием по отношению к теплу, холоду, шуму, психологической травме и др.
2.6. Тепловое состояние окружающей среды и организма человекаКлимат и погода
Необходимость изучения климатов и типов погоды обусловливается тем, что они в значительной мере влияют на расселение, условия жизни и здоровье населения, размещение промышленности. В известной мере климат оказал заметное влияние на развитие человечества. Ранние цивилизации процветали в районах, где средние годовые температуры были близки к 21 °C. И в настоящее время наиболее развитые страны сосредоточены в районах со среднегодовой температурой 14–16 °C.
Знание особенностей климата и его влияния на организм человека особенно необходимы для военного врача, поскольку военнослужащие проходят службу в различных климатических зонах. От состояния и изменчивости метеорологических факторов во многом зависит состояние здоровья личного состава войск, а также их боеспособность. История знает немало примеров больших потерь в армиях воюющих государств на территориях с экстремальными климатическими условиями.
Климатом называется длительная закономерная последовательность атмосферных процессов, обусловленных солнечной радиацией и перемещением воздушных масс при взаимодействии с подстилающей поверхностью. Термин «погода» определяет состояние приземного слоя атмосферы или общую тенденцию к изменению этого состояния в течение относительно короткого периода времени на конкретной территории. Важнейшими элементами метеорологического комплекса, определяющего погоду, являются: солнечная радиация, физические свойства воздуха (температура, влажность, давление), направление и скорость ветра, атмосферные осадки, а также ряд оптических и электрических явлений в атмосфере.
Основным климатообразующим фактором является, прежде всего, солнечная радиация. Она обусловливает перемещение воздушных масс и изменения погоды. Количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, зависит преимущественно от географической широты местности (термин «климат» в переводе с греческого означает «наклон», т. е. угол падения солнечных лучей). Имеет значение также продолжительность дня и ночи, прозрачность атмосферы, содержание в ней водяных паров и др. У границы атмосферы солнечная радиация достигает своего предельного значения – 1,94 кал/см2 · мин. Это так называемая солнечная постоянная. На земной поверхности интенсивность солнечного излучения редко превышает 1,5 кал/см2 · мин.
Часть солнечных лучей, падающих на земную поверхность, поглощается и трансформируется в тепло, а часть – отражается. Процентное отношение радиации отраженной к радиации падающей называется альбедо. Наибольшей способностью отражения обладает чистый снег (80–90 %); зеленая трава отражает 26 %, светлые почвы – 22–32 % солнечных лучей. Наименьшим отражением и, следовательно, максимальным поглощением из всех почв обладает влажный чернозем (8 %).
Вторым важным климатообразующим фактором является циркуляция воздуха. Перемещение воздушных масс обусловливается разницей их температур и давлений, зависящих от неравномерного нагревания земной поверхности и воздуха. Степень нагрева воздуха (его температура) определяется температурой земной поверхности. Сама по себе атмосфера практически не нагревается солнечными лучами, нагрев ее происходит от соприкосновения с поверхностью почвы.
Наконец, характер подстилающей поверхности также оказывает влияние на климат и погоду в данной местности. Моря и океаны вследствие большой теплоемкости уменьшают годовые и суточные амплитуды колебаний температур воздуха. Кроме того, они повышают влажность проходящих над ними воздушных масс. Суша, особенно в безлесных районах, быстро прогреваясь и быстро охлаждаясь, обусловливает континентальность климата. Лесные массивы и горы часто являются препятствием на пути холодных воздушных масс или горячих суховеев. Снег и лед в северных арктических районах отражают большое количество тепла, поэтому температура воздуха здесь даже летом не превышает 10 °C.
Наиболее быстрая смена погоды с резким изменением температуры и влажности происходит при прохождении воздушного фронта, т. е. границы между двумя различными по своим свойствам воздушными массами. Как правило, прохождение фронта и смена воздушных масс сопровождается формированием циклонов или антициклонов, являющихся основными синоптическими состояниями атмосферы.
Антициклоны – это области высокого давления диаметром до 5–7 тыс. км с возрастанием атмосферного давления от периферии к центру. Погода в области антициклона преимущественно устойчивая, сухая, с незначительными колебаниями давления и температуры воздуха.
Циклоны – это области пониженного давления диаметром от нескольких сот до 2–3 тыс. км с падением атмосферного давления от периферии к центру. Погода в циклоне отличается неустойчивостью, повышенной влажностью воздуха, осадками, значительными перепадами давления и температуры. После прохождения центра циклона давление возрастает, температура воздуха снижается, наступает прояснение. Тропические циклоны, зарождающиеся над океанами, приносят штормовую погоду, сопровождаемую сильными ливнями и грозами. Скорость ветра в центре тропических циклонов может превышать 120 м/с, что нередко приводит к разрушениям и наводнениям.
Еще большей разрушительной силой обладают смерчи, образующиеся при неустойчивом состоянии атмосферы, когда воздух в ее нижних слоях теплый, а в верхних – холодный. При этом происходит очень интенсивный воздухообмен, сопровождаемый вихрем со скоростью до 150–200 км/ч. Внутри смерча образуется очень низкое давление, поэтому он втягивает в себя все, что встречается на его пути. Чаще всего смерчи принимают форму опрокинутой воронки. Диаметр их может достигать нескольких сот метров.
К числу климатообразующих факторов следует отнести и деятельность человека. Вырубка лесов, мелиоративные работы на значительных площадях, создание обширных по площади водохранилищ, выбросы в атмосферу «парниковых» газов – все эти процессы оказывают значительное влияние на характер погодных условий и климата в целом. Наблюдаемое в последние десятилетия постепенное потепление климата, наиболее выраженное в Северном полушарии, многие метеорологи связывают с нарастающим выбросом в атмосферу двуокиси углерода. Ярким примером антропогенного влияния на природу и климат является постепенная гибель Аральского моря.
Основные показатели климата представляют собой среднемесячные и среднегодовые величины температуры, атмосферного давления, влажности, количества выпадающих осадков, розу ветров, их скорости и ряд других критериев. В зависимости от устойчивого сочетания этих факторов выделяют климатические пояса и типы климатов. В самом общем виде земной шар можно разделить на три климатических пояса: тропический, умеренный и холодный. Линией, разделяющей тропический и умеренный пояса, является широта 25°; линией, разделяющей умеренный и холодный пояса, – широта 65°. На тропический пояс приходится 41,7 % общей площади Северного полушария, на умеренный пояс – 49 %, на холодный пояс – 9,3 %.
По уровню среднегодовой температуры воздуха земной шар делят на семь климатических поясов, расположенных параллельно экватору (табл. 2.8).
Таблица 2.8
Географическая широта и среднегодовая температура климатических поясов
Однако такое деление климата схематично, так как не всегда средняя температура широты совпадает с температурой, приведенной в табл. 2.8. Например, средняя температура в Исландии (65° с. ш.) и в Крыму (45° с. ш.) одинакова; в Мурманске (70° с. ш.) зимой теплее, чем во Владивостоке (45° с. ш.). На Фолклендских островах, лежащих в Южном полушарии на широте Курска, Воронежа и Саратова, летом так мало тепла, что не вызревает пшеница, тогда как все расположенные на этой широте местности в России производят пшеницу (Галанин Н. Ф., 1961).
Среди большого разнообразия климатов России с гигиенических позиций могут быть выделены три – четыре основные группы, а именно: умеренный климат европейской части страны; наиболее распространенные холодные климаты, занимающие 2/3 территории (включая климат Заполярья с его световыми особенностями); жаркие (теплые) климаты. Своеобразной спецификой отличается горный климат. Выделяют также характерные ландшафтные зоны, характеризующиеся определенным сочетанием климата, рельефа, почв, растительности и вод. К ним относятся: зона влажных субтропиков (Южный Прикаспий), аридная зона степей и полупустынь, таежная и тундровая зоны Сибири и Северного Урала.
Существует несколько прикладных классификаций климата. Например, для нужд проектирования и строительства на территории России выделяются 4 основных климатических района, каждый из которых имеет от 3 до 5 климатических подрайонов.
Они сгруппированы с учетом среднемесячных температур января и июля, скорости ветра и влажности, характера снежного покрова.
I район: среднемесячная температура января от –14 до –32 °C, июля – от 0 до 21 °C, скорость ветра 5 м/с и более, относительная влажность – более 75 %; зима суровая, длительная и снежная.
II район: январь – от –4 до –14 °C, июль – от 8 до 21 °C, ветер 5 м/с и более, влажность 75 % и более; зима умеренная, лето нежаркое.
III район: январь – от 2 до –20 °C, июль – от 21 до 25 °C; зима холодная, лето жаркое.
IV район: январь – от 2 до –15 °C, июль – от 25 до 28 °C, влажность 50 % и более; зима короткая, лето – жаркое.
Указанные характеристики климатических районов необходимо учитывать при решении вопросов планировки и застройки населенных мест, ориентации зданий, глубины залегания фундаментов, толщины стен, расчета отопления и др.
В медицине с точки зрения возможного влияния климата на здоровье человека принято деление его на щадящий и раздражающий. К щадящему относят теплый климат, характеризующийся малыми амплитудами колебаний температуры воздуха, а также суточных, месячных и годовых величин других метеорологических факторов. Такой климат предъявляет минимальные требования к приспособительным механизмам организма человека. Щадящим является, например, лесной климат средней полосы России, климат южного берега Крыма. Раздражающий климат имеет значительные суточные и сезонные колебания метеорологических показателей, что требует известного напряжения адаптационных механизмов. Раздражающим является холодный климат северных областей, высокогорный климат и жаркий климат степей и пустынь.
Зоны холодного климата. Крайний Север европейской и азиатской частей России характеризуется холодным климатом, причем на некоторых островах Северного Ледовитого океана (Северная Земля, Земля Франца Иосифа, северная часть Новой Земли) температура никогда не поднимается выше нуля. Прибрежная часть Северного ледовитого океана имеет климат тундры. Зима в этом районе продолжительная и морозная. В зимние месяцы господствует полярная ночь. Лето холодное и короткое с характерным для этих районов непрерывным полярным днем. Осадков выпадает сравнительно мало, но туманных и пасмурных дней много. Почва промерзает на большую глубину, имеются обширные зоны вечной мерзлоты.
Область восточносибирской тайги, расположенная в бассейнах рек Лены (в нижнем течении), Индигирки и Колымы, характеризуется исключительно низкой температурой зимних месяцев (средняя температура января ниже –38 °C). Здесь, в районе Верхоянска, находится один из мировых полюсов холода, где температура воздуха зимой достигает 67,8 °C ниже нуля.
Второй характерной чертой климата данной зоны является резко выраженная континентальность. Абсолютная амплитуда температурных колебаний составляет 102 °C: от 34,2 °C летом до –67,8 °C зимой. Такой разницы не отмечено больше нигде на Земле. Лето здесь короткое, но теплое; осадки, хотя их немного, выпадают преимущественно летом.
Проживание в условиях холодного климата вызывает длительное напряжение механизма терморегуляции, что рассматривается как стрессовая реакция организма. При этом наблюдается перестройка обмена веществ, снижение тонуса центральной нервной системы, отрицательные психологические реакции, нередко сопровождаемые гипертензией.
Зоны жаркого климата. В зависимости от количества осадков различают зоны степей, полупустынь и пустынь. Климат в этих районах характеризуется высокими температурами воздуха летних месяцев (полуденные температуры могут достигать 40–45 °C), низкой относительной влажностью (20–40 %), малым количеством осадков (не более 200–300 мм в год). Отсутствие облачности обусловливает интенсивную отдачу тепла с поверхности земли в космос в ночное время, следствием чего являются резкие суточные колебания температуры воздуха, достигающие 30–40 °C. Почва летом сильно нагревается, высыхает, что создает условия для интенсивного пылеобразования. Однако зимы здесь холодные и ветреные. Абсолютные минимумы температур могут составлять от –30 до –40 °C.
Горный климат. Высокогорный климат (2000 м над уровнем моря и более) характеризуется пониженным атмосферным давлением, низкой температурой и сухостью воздуха, сильными ветрами, интенсивной солнечной радиацией. Вследствие пониженного парциального давления кислорода у неакклиматизированных людей нередко наступает кислородное голодание, сдвиг кислотно-щелочного равновесия в сторону алкалоза, световой дискомфорт. Длительное воздействие этих факторов на неподготовленных людей вызывает срыв механизмов адаптации с развитием различных патологических процессов.
Метеотропные реакции организма. Влияние климата и погоды на здоровье человека было известно с древнейших времен. Указания на это встречаются в трудах Аристотеля, Гиппократа, Авиценны и других ученых и врачей. Погодные и климатические условия влияют на биологические ритмы физиологических систем организма, нередко служат причиной возникновения и обострения многих заболеваний, определяют особенности течения патологических процессов, влияют на показатели заболеваемости и смертности.
Наиболее заметно связаны с сезонами года простудные заболевания (грипп, острые респираторные вирусные заболевания, воспалительные заболевания дыхательных путей и др.). Максимальное число этих заболеваний приходится на осень, зиму и раннюю весну. Заболевания пневмонией у детей до 1 года чаще регистрируются в январе и апреле, что совпадает с наиболее резкими колебаниями погоды. Весной и осенью чаще регистрируются обострения язвенной болезни 12-перстной кишки. В холодное время года повышается смертность.
С изменением погоды связывают ухудшение здоровья, снижение работоспособности и возникновение так называемых метеотропных реакций организма. Наиболее часто они отмечаются при резком изменении погоды, связанном с прохождением синоптических фронтов. В истории климатологии зафиксированы дни, когда подобное изменение погоды привело к появлению множества заболеваний и большому числу обострений у больных сердечно-сосудистой и бронхолегочной патологией.
Длительное время изменения в организме, обусловленные погодой, связывали с колебаниями атмосферного давления. В настоящее время данный фактор не считается основным. Доказано, что регистрируемые реакции (изменение частоты сердечных сокращений, минутного объема кровообращения, частоты и глубины дыхания) возникают при снижении атмосферного давления, соответствующего высоте 2–3 тыс. м над уровнем моря, тогда как естественные его колебания в течение суток равнозначны изменению высоты местности не более чем на 500 м. Фактически метеотропные реакции объясняются действием комплекса факторов, включающего как обычные метеорологические условия (температура, влажность, подвижность воздуха, атмосферное давление), так и геомагнитные изменения (магнитные бури, солнечная активность, ионизация атмосферы и др.). Все перечисленные факторы способствуют появлению патологических реакций у метеолабильных людей, отличающихся сниженными приспособительными и резервными возможностями организма. Так, при болезнях сердечно-сосудистой системы метеолабильность составляет от 20 до 90 %. Возрастает чувствительность к погодным условиям у женщин в период беременности, что выражается утяжелением токсикозов, увеличением числа угрожающих абортов и преждевременных родов. Эту зависимость необходимо учитывать в повседневной деятельности с целью профилактики метеопатических реакций, особенно у хронических больных.
По степени влияния на организм и вероятности возникновения метеотропных реакций различают три типа погоды: оптимальный, раздражающий и острый (табл. 2.9).
Таблица 2.9
Климатические типы погоды (Федоров Г. П., 1969)
Гигиенические проблемы акклиматизации человека
Под акклиматизацией понимается процесс приспособления человека к жизни в новых климатогеографических условиях. Физиологическую основу акклиматизации составляет процесс перестройки различных функций организма, что обеспечивает ему возможность сохранения нормального уровня здоровья и работоспособности. Следовательно, в физиологическом отношении акклиматизацию можно рассматривать как длительную адаптацию к новым климатическим условиям.
Акклиматизация наступает при условии, если климатические факторы не предъявляют чрезмерных требований к организму, выходящих за пределы функциональных возможностей и компенсаторных механизмов данного конкретного лица.
Существует три фазы акклиматизации.
Начальная фаза, при которой в организме происходят приспособительные реакции, обусловленные действием экстремальных климатогеографических факторов и обеспечивающие поддержание относительно удовлетворительной работоспособности.
Фаза перестройки динамического стереотипа, которая может развиваться благоприятно и неблагоприятно. При неблагоприятном течении второй фазы у человека наблюдаются выраженные дизадаптационные процессы в виде метеоневрозов, снижения работоспособности, обострения хронических заболеваний, развития невралгий и других патологических процессов. У таких людей третья фаза – устойчивой акклиматизации – не наступает.
Фаза устойчивой акклиматизации характеризуется стабильностью обменных процессов, обычным уровнем и характером заболеваемости, высокой работоспособностью, нормальной репродуктивной способностью.
Возможность акклиматизации человека определяется не только механизмами физиологического приспособления организма к новому климату, но и различными социально-экономическими и гигиеническими условиями. К ним относятся: наличие оптимальной для данного климата застройки населенных мест, планировки и благоустройства жилых, производственных и других помещений. Существенное влияние на процессы акклиматизации оказывает сбалансированное питание, достаточное обеспечение биогенными элементами (макро– и микроэлементами, витаминами, фосфолипидами), рациональный питьевой режим.
В процессе акклиматизации большое значение имеет одежда, которая может значительно ей способствовать или, напротив, затруднять. Наконец, рациональный режим труда и отдыха обеспечивает сохранение нормального физиологического ритма. Скорее и легче акклиматизируются те люди, которые ведут здоровый образ жизни.
Общественно полезная трудовая деятельность, квалифицированная медицинская помощь являются факторами, облегчающими процесс акклиматизации к суровым климатическим условиям. С этих позиций можно говорить о том, что акклиматизация имеет социальный характер, поскольку окружающая среда действует на человека не только непосредственно, но и опосредованно, через условия его жизни. Благоприятные условия труда и быта значительно облегчают процесс акклиматизации.
В проблеме акклиматизации, имеющей правовые, экономические, социальные аспекты, гигиенические и медицинские вопросы занимают большое место и часто приобретают первостепенное значение.
Интегральный радиационный поток тепла и обмен лучистой энергией
Тело человека, как и любые другие физические тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, излучает тепло и получает его тем же путем от нагретых объектов окружающей среды. При нахождении в закрытом помещении обмен лучистой энергией устанавливается между человеком, с одной стороны, и стенами, потолком, полом, различными предметами – с другой. Если человек находится под открытым небом, в этом обмене участвуют находящиеся вокруг здания, деревья, почва, небосвод и солнце.
Количество тепла, излучаемого и получаемого человеком от окружающих объектов, зависит от температуры и степени «черноты» их поверхностей. В соответствии с законом Стефана – Больцмана, абсолютно черное тело[9]9
Абсолютно черное тело полностью поглощает все лучи, которые падают на его поверхность, независимо от их длины волны, и излучает тепла больше всех других тел, имеющих ту же самую собственную температуру.
[Закрыть] излучает тепло и свет пропорционально четвертой степени температуры его поверхности:
Qабс = σ · Т4 кал/см2 · мин,
где Qабс – плотность излучения абсолютно черного тела, кал/см2 · мин; σ – постоянная Стефана – Больцмана (8,28 · 10–11 кал/см2 · мин · град); Т – температура поверхности тела, °К.
Зная температуру поверхности тела человека, среднюю температуру окружающих его ограждений и предметов и коэффициенты их излучения (степень «черноты»), можно рассчитать радиационный баланс теплового обмена. Если средняя температура окружающих предметов ниже, чем температура поверхности тела человека, баланс лучистого тепла будет отрицательный, при обратном соотношении температур – положительным.
В подавляющем большинстве случаев баланс обмена человека лучистым теплом имеет отрицательное значение. Так, например, даже в комнатных условиях при температуре воздуха и стен около 20 °C отрицательный баланс равен приблизительно 45 ккал/ч. Так как непрерывная потеря определенного количества тепла обязательна для поддержания теплового равновесия тела человека, отрицательный радиационный баланс, не превышающий некоторых пределов, представляет собой нормальное (необходимое) явление. Однако при более низкой температуре окружающих предметов человек может терять за счет лучистой энергии чрезмерно большое количество тепла, например в зданиях с холодными стенами, в убежищах, оборонительных сооружениях, при нахождении в танках и другой подвижной технике, а также на открытом воздухе при низких температурах.
Следует учесть, что организм человека медленнее реагирует на потери тепла излучением по сравнению с другими путями теплоотдачи, и потери тепла происходят не только с поверхности кожи, но и с более глубоких частей тела. Вследствие этого опасность переохлаждения, в том числе и глубоко лежащих частей тела, при избыточном радиационном охлаждении будет больше.
При высокой температуре окружающей среды теплопотери излучением становятся меньше. При равенстве температур тела и среды теплоотдача данным путем полностью прекращается, а если температура среды превышает температуру тела, баланс радиационного теплообмена становится положительным, человек получает больше лучистого тепла, чем отдает его. Это наблюдается, например, при нахождении в танке летом вследствие разогревания брони солнечными лучами, в пустынях за счет излучения солнца, неба и песка, температура которого достигает 50–80 °C.
Комплексные показатели теплового состояния окружающей среды
Метеорологические факторы, определяющие тепловое состояние окружающей среды, могут находиться между собой в самых разнообразных сочетаниях. Их действие на организм может быть благоприятным, способствовать высокой работоспособности и ощущению теплового комфорта. Напротив, некоторые из этих сочетаний вызывают чувство дискомфорта, ограничивают или снижают работоспособность, могут вызывать заболевания. Для гигиенической характеристики действия метеофакторов в условиях жилища или производственной деятельности объединяют в понятие микроклимат. Следовательно, под микроклиматом понимается физическое состояние окружающей среды в ограниченном пространстве, определяющее теплоощущение человека и являющееся совокупностью температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения (инфракрасной радиации). Указанные физические свойства составляют факторы микроклимата.
Оценка микроклиматических условий по отдельным метеорологическим факторам подчас не дает полного представления о возможном тепловом воздействии окружающей среды на организм. С учетом данного обстоятельства для обобщенной оценки термического состояния среды и тепловой нагрузки на организм человека предложен ряд комплексных показателей, которые можно разделить на три группы (Ломов О. П., 1993):
1) базирующиеся на физической оценке факторов микроклимата. В их основу положено использование приборов, моделирующих реакции организма человека на изменение микроклимата;
2) учитывающие физиологическое напряжение организма от теплового воздействия окружающей среды. В их основе лежит использование формул и номограмм для оценки тепловой нагрузки;
3) основанные на оценке теплового обмена между телом человека и окружающей средой с учетом физических принципов теплоотдачи.
Для физической оценки суммарного воздействия микроклимата (показатели 1-й группы) были разработаны влажный шаровой термометр Холдена, кататермометр Хилла, шаровой термометр Вернона. Однако эти приборы не учитывают физиологические реакции организма, характер одежды, физическую нагрузку и другие факторы, влияющие на теплообмен. Некоторые из них широко используются и в настоящее время для измерения отдельных метеорологических элементов. Например, кататермометр применяется для определения малых скоростей воздуха, черный шаровой термометр – для измерения средней радиационной температуры и т. д.
Комплексные показатели 2-й группы основаны на разработке шкал, номограмм, таблиц и формул, отражающих связь между комплексом метеорологических факторов и теплоощущениями или физиологическими реакциями организма. Так возникли методы эффективной и результирующей температур (ЭТ°, РТ°), индекс влажной шаровой температуры (ВШТ) и др.
Эффективная температура (ЭТ) учитывает комплексное воздействие температуры, влажности и скорости движения воздуха. Это условный показатель (квазитемпература), основанный на сравнении теплоощущения людей при данных метеорологических условиях с их теплоощущением в условиях неподвижного, насыщенного влагой воздуха, имеющего такую же температуру. Например, конкретные сочетания трех метеорологических элементов, приведенных в табл. 2.10, эквивалентны по тепловому воздействию и их можно выразить цифрой 20 ° ЭТ, т. е. все конкретные значения температуры, влажности и скорости движения воздуха могут быть выражены температурой неподвижного воздуха со 100 % влажностью – «воздуха сравнения».
Данные таблицы показывают, что одинаковое теплоощущение может быть достигнуто в зависимости от влажности и скорости движения воздуха при его различной температуре и, наоборот, при одной и той же температуре могут иметь место разные теплопотери и самочувствие людей. Из этого следует, что характеризовать тепловое состояние среды только одним, даже таким важным показателем, как температура воздуха, явно недостаточно.
Таблица 2.10
Различные сочетания температуры, влажности и скорости движения воздуха, соответствующие 20 °C эффективной температуры
* Первая строка – показатели «воздуха сравнения».
Равноценные по тепловому действию комплексы метеорологических факторов получены в диапазоне ЭТ от 0 до 38 °C. Данные всех опытов были сведены в особую карту (номограмму), которой и пользуются для расчета эффективных температур. Существует также способ определения ЭТ по таблицам.
Границы эффективных температур, при которых более половины людей в условиях покоя или при легкой физической работе отмечают наилучшее тепловое ощущение («зона комфорта») находятся в пределах 17,2—21,7° ЭТ. Существует еще более узкая область, обозначаемая как «линия комфорта» (18,1—18,9° ЭТ), в пределах которой 100 % людей оценивают свое теплоощущение как комфортное. При средней и тяжелой работе зона комфорта снижается соответственно на 1 и 2,5° ЭТ. Для состояния покоя максимальной границей поддержания теплового равновесия без повышения температуры тела принято считать ЭТ 28–29°.
К недостаткам метода ЭТ относится невозможность применить его при отрицательных значениях температур, а также для людей, одетых в более теплую, чем комнатная, одежду или выполняющих тяжелую работу. Нельзя его использовать и в тех случаях, когда имеются источники «положительной» или «отрицательной» тепловой радиации, т. е. когда температура окружающих предметов заметно отличается от температуры воздуха.
Результирующая температура (РТ) дает возможность определить и оценить суммарное тепловое действие на человека всех четырех факторов микроклимата – температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения. В условиях, когда температура воздуха (конвекционная температура) равна средней температуре окружающих поверхностей, величины ЭТ и РТ равны друг другу. Когда температура окружающих предметов заметно отличается от температуры воздуха, для расчета РТ определяют промежуточный показатель – среднюю радиационную температуру (СРТ). Она не является комплексным показателем, а представляет меру оценки уровня лучистого тепла. Ее определяют с помощью шарового термометра (шара Вернона).
Определение результирующих температур проводится по соответствующим номограммам или таблицам. Существует три вида номограмм: одна – для обнаженных людей в состоянии покоя (основная шкала), вторая – для людей, одетых в комнатную одежду и выполняющих легкую работу (нормальная шкала), и третья – для выполняющих тяжелую физическую работу. Таким образом, метод РТ в некоторой степени учитывает и интенсивность работы.
Комфортной для состояния покоя является РТ около 19°. Зона комфорта для нормальной шкалы РТ находится в пределах 16–20° (в зависимости от тяжести работы). При обмене энергии, соответствующей работе средней тяжести, эта зона перемещается в сторону еще более низких температур.
Большой интерес представляет индекс влажной шаровой температуры (WBGT, или ВШТ), разработанный для предупреждения тепловых поражений военнослужащих в пунктах военной подготовки США (Yaglon С., Minard D., 1957). Он учитывает температуру, влажность воздуха, лучистое тепло, а также косвенно (через температуру черного шара) – скорость движения воздуха. Достоинством метода является его хорошая прогностическая информативность в отношении тепловых поражений, а также простота вычисления по показаниям сухого (tcух) и влажного (tвл) термометра и температуры черного шара (tш):
Правообладателям!
Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.Читателям!
Оплатили, но не знаете что делать дальше?