Теплообмен человека с окружающей средой

 

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выде­лением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500Вт (при тяжелой работе). Чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота дол­жна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потере трудоспособности, быстрому утомлению, потере сознания и тепловой смерти.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела около 36,5 "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 она может повышаться от нескольких десятых градуса до 1...2°С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, со­ставляет 43 °С, минимальная — 25 °С.

Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и под одеждой составляет 30...34 °С. При неблагоприятных метеорологиче­ских условиях на отдельных участках тела температура может пони­жаться до 20 °С, а иногда и ниже.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыде-ление (?тп человека полностью воспринимается окружающей средой бто, т. е. когда имеет место тепловой баланс От = Ото. В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопро­дукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Оп, > Ото), происходит рост температуры внутренних органов и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко». В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Огп < Ото), то происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «холод­но».

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществля­ется конвекцией & в результате омывания тела воздухом, излучением на окружающие поверхности & и в процессе тепломассообмена 0та при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании. Нормальное самочувствие человека реали­зуется при соблюдении равенства:

Количество теплоты, отдаваемое организмом человека различными путями, зависит от того или иного параметра микроклимата. Так, величина и направление конвективного теплообмена человека с окру­жающей средой определяется в основном температурой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью и влагосодержанием воздуха.

Излучение теплоты происходит в направлении окружающих чело­века поверхностей, имеющих более низкую температуру, чем темпера­тура поверхности одежды и открытых частей тела человека. При высоких температурах окружающих поверхностей (свыше 30 °С) теп­лоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплоотдача излучением идет в обратном направлении — от горячих поверхностей к человеку.

Отдача теплоты при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами, зависит от температуры воздуха, интенсив­ности работы, выполняемой человеком, от скорости движения окру­жающего воздуха и его относительной влажности.

Температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха получили название параметры микро­климата. Температура окружающих предметов и интенсивность физи­ческой нагрузки организма характеризуют конкретную производст­венную обстановку.