Вопрос. Тепловой баланс человека

Тепловой баланс осуществляется химической и физической терморегуляцией человека, а также путем приспособительных действий человека, направленных на создание оптимального микроклимата.

Уравнение теплового баланса:

Qт.п.+ Qт.н.= Qрад.+ Qконв.+ Qконд.+ Qисп.д.+ Qисп.дых.+ Qисп.п.+ Qдых.н.+- DQ т.с.

  

Qт.п. – теплопродукция человека

Qт.н. – внешняя тепловая нагрузка (солнечная радиация)

Qрад. – потери тепла радиацией

Qконв. – потери тепла конвекцией

Qконд. – потери тепла кондукцией

Qисп.д. – потери тепла испарением диффузионной влаги с поверхности кожи

Qисп.дых. – потери тепла испарением влаги с верхних дыхательных путей.

Qисп.п. – потери тепла испарением выделяемого пота

Qдых.н. – потери тепла вследствие нагревания вдыхаемого воздуха

DQт.с. – изменение теплосодержания организма относительно его комфортного уровня (дефицит или накопление тепла в организме)

Обе части равенства (теплообразование и теплоотдача) являются переменными, зависящими как от физиологических, так и от физических параметров. Теплообразование (теплопродукция человека) – выработка теплоты в организме в результате энергетических превращений в живых клетках. Теплоотдача – это теплообмен между поверхностью тела человека и окружающей средой.

 

2 вопрос. Потеря тепла радиацией и конвекцией

Радиационный теплообмен – теплообмен путем инфракрасного излучения: от солнца, нагретой поверхности земли, зданий, отопительных приборов и т. д. В производственной деятельности человек сталкивается с радиационным нагревом в горячих цехах, при ВТО и т. д. Излучением человек отдает тепло, когда температура ограждений ниже температуры поверхности тела. (это холодные стены, холодное оборудование и т. д.).

Потеря тепла радиацией определяется по формуле:

Qрад. =

 

S – поверхность тела раздетого человека, м*

S-од.- площадь поверхности тела, покрытой одеждой, м*

Sо- площадь открытой поверхности тела, м*

tод.- температура поверхности одежды, *С

tср. – средняя радиационная температура,*С

 

Передача тепла конвекцией осуществляется с поверхности тела человека движущему вокруг него воздуху. Различают свободный конвекционный обмен и принудительный. Теплоотдача конвекцией составляет 20-30%. Потеря тепла конвекциейопределяется но основе закона охлаждения Ньютона по уравнению:

Qконв. =

 

- коэффициент теплоотдачи конвекцией,

- температура воздуха,

 

3 вопрос. Кондукционный теплообмен – теплоотдача от поверхности тела   человека с соприкасающимися с ним твердым предметом. Отдача тепла кондукцией тем больше, чем ниже температура предмета, с которым   соприкасается человек.

Qконд. =

 

 Qконд. – количество тепла, прошедшего через стенки с площадью S(м*) в течении времени t (ВТ)

   - коэффициент теплопроводности пакета метериалов одежды.

   - внутренней стороны материала

    - наружной стороны (холодной) пакета.

   - толщина пакета материала одежды

   - площадь соприкасания одежды с твердым предметом

   - время теплообмена.

 

3 вопрос. Теплоотдача испарением. Это теплоотдача путем диффузии (неощутимой перспирации) с поверхности кожи и верхних дыхательных путей. За счет этого человек отдает 23-27% общего тепла.

Потери тепла путем испарения диффузионной влаги с поверхности кожи определяется по уравнению:

Qисп.д.= 3,06

 

     - температура кожи, *С

    - р – парциальное давление пара в окружающем воздухе, Па

Потери тепла при испарении влаги с верхних дыхательных путей определяется по формуле:

Qисп.дых.= 14,9

   - Qт.п.- теплопродукция,Вт.

 

 Потеря тепла при испарении пота.

Потоотделение – один из мощных механизмов терморегуляции, играющих важную роль в условиях перегревания организма и при выполнении человеком физической работы. Определяется уровнем физической активности человека, метеорологическими условиями, термическим сопротивлением одежды.

Максимально возможная величина теплопотерь при испарении пота определяется:  

Qисп.п.= 10,2(Рнас.к.- Ра) (0,5+ ),

 

   - максимально возможное насыщение водяного пара при температуре кожи человека, мм рт.ст.

   - давление водяного пара в воздухе, мм рт. ст.

   - скорость движения ветра, м/с

 

Теплоотдача при дыхании – потеря тепла вследствие нагревания вдыхаемого воздуха. Составляет небольшую долю по сравнению с другими видами потерь тепла. Определяются по уравнению:

Qдых.н. = 0,0012Qэ.т. (34-tв) Вт

 

Qэ.т. – энергозатраты человека Вт/м*

34- температура выдыхаемого воздуха,*С

 

Контрольные вопросы:

1. Дать определение тепловому балансу

2. Теплоотдача радиацией, конвекцией, кондукцией

3. Теплоотдача испарением пота

 

  Лекция 3.Показатели теплового состояния человека и критерии оценки.

План лекции:

1. Показатели теплового состояния человека

2. Температура кожи и тела

3. Реакция сердечно-сосудистой деятельности

  1 вопрос. Показателями теплового состояния человека является:

- температура тела

- температура кожи

- потоотделение

- теплосодержание организма

- теплоощущения

- показатели гемодинамики (частота сердечных сокращений, артериальное давление, пульсовое давление и т. д.)

- функции дыхания

Под воздействием тепла и холода у человека изменяется кровоснабжение кожи, температура венозной крови, что является главной причиной теплового дискомфорта.

В организме человека, находящего в покое 50% теплоты образуется в органах брюшной полости (главным образом в печени), 20% - в скелетных мышцах и центральной нервной системе, 10% - при работе органов дыхания и кровообращения.