Профілактична медицина - Вплив комплексу метеорологічних чинників на тепловий обмін людини
Неділя, 11.12.2016, 16:48
Головна Реєстрація RSS
Вітаю Вас, Гість
Форма входу

Меню сайту
Реклама
Додай сайт
Статистика
Пошук
Block title
Спорткомплекс
Дошкольное развитие ребенка Обучение акробатики
Реклама
Мікробіологія
Попередження
При будь-якому використанні матеріалів сайту - посилання на http://profmed.at.ua обов'язково.
Основним чинником утворення тепла в організмі людини є м'язова діяльність: м'язовий тонус, вільні м'язові скорочення. Тому теплопродукція організму в стані спокою становить для "стандартної" людини (маса 70 кг, зріст 170 см, поверхня тіла 1,8 м2) до 70 ккал (293 кДж) за 1 год, при легкій фізичній праці — до 150 ккал (628 кДж), праці середньої тяжкості — до 300 ккал (1256 кДж), тяжкій — 300—500 ккал (1256—2093 кДж). Нормальна життєдіяльність і висока працездатність людини зберігається тоді, коли теплова рівновага, тобто відповідність між продукцією тепла і його віддачею в навколишнє середовище, досягається без напруження терморегуляції.

Особливістю клімату спекотних країн є те, що люди часто як доповнення до метаболічного тепла отримують екзогенне тепло із навколишнього середовища. Так, людина, яка йде під прямим сонячним промінням за температури повітря, що перевищує 33 °С, отримує екзогенне тепло через пряме сонячне випромінювання (до 150 ккал/год), а також додатково через випромінювання від небосхилу і грунту та від контакту з теплим повітрям.

Тому загальне теплове навантаження (метаболічне й екзогенне тепло) в умовах тропіків часто потребує напруження терморегуляції. Можливість віддачі тепла організмом залежить від умов теплового мікроклімату, який характеризується комплексом чинників, що впливають на теплообмін, тобто температурою, вологістю, швидкістю руху повітря і радіаційною температурою. Щоб зрозуміти вплив того чи іншого мікроклімату на теплообмін організму, розглянемо шляхи й умови віддачі нім тепла.

За нормальних умов (кімнатна температура 18...20 °С) людина втрачає близько 85% тепла через шкіру і 15% — на нагрівання їжі, яку споживає, вдихуваного повітря і на випаровування води в органах дихання. Із 85% тепла, яке віддається через шкіру, близько 30% втрачається шляхом проведення, 45% — випромінювання і 10% — за рахунок випаровування вологи, що дифундує через шкіру. Ці співвідношення значно змінюються залежно від умов мікроклімату.

Втрата тепла випромінюванням, згідно із законом Стефана — Больцмана, залежить від різниці між температурою шкіри тіла людини і радіаційною температурою: Е = К(Т1424), де Е — втрата тепла випромінюванням, К — постійна величина — 1,38 • 1012 кал/с (5,77 • 1012 Дж/с), T1 — абсолютна середня температура шкіри тіла людини, Т2 — абсолютна температура поверхонь, що оточують людину. З рівняння бачимо, що якщо Т1 > Т2, — радіаційний баланс від'ємний, при Т1 < Т2 він позитивних!, тобто людина отримує від стін або інших предметів, які оточують її, більше теплового випромінювання, ніж віддає їм. Подібна ситуація, як уже згадувалося, характерна для умов відкритої атмосфери в спекотному кліматі. Вона буває також у гарячих цехах, на підприємствах, де в процесі виробництва продукується велика кількість тепла (понад 20 ккал/м3 за 1 год; 84 Дж/м3 за 1 год): котельні, виплавляння металу, випікання хліба тощо. Температура, вологість і швидкість руху повітря на втрату тепла випромінюванням практично не впливають. Втрата тепла проведенням здійснюється шляхом контакту тіла людини з оточуючим повітрям (конвекція) або з предметами (підлога, стіна) — кондукція. Віддача тепла цим шляхом прямо пропорційна різниці між температурою шкіри тіла і температурою повітря; що більша різниця, то більша тепловіддача. Якщо ж температура повітря підвищується, то втрата тепла шляхом конвекції зменшується, а за температури повітря понад 33 °С припиняється і людина починає отримувати тепло шляхом конвекції.

Якщо температура повітря нижча ніж 33 °С, то рух повітря посилює тепловіддачу шляхом конвекції. За цих умов обмахування віялом або обдування вентилятором допомагають віддачі тепла. Збільшення втрати тепла пропорціональне кореню квадратному зі швидкості руху повітря. Тому в разі збільшення швидкості руху повітря понад 1—3 м/с тепловіддача зростає незначно (повітря не встигає нагріватися біля тіла людини). Діючи на барорецептори шкіри, сильний рух повітря справляє подразливий вплив. Через це в гарячих цехах, де штучно створене обдування використовують з метою збільшення тепловіддачі, не застосовують швидкість руху повітря, яка перевищує 2—3 м/с. За температури повітря понад 33 °С збільшення швидкості руху повітря призводить до перегрівання. Тому в пустелях люди дуже погано переносять погоду з "гарячим вітром".

Вологе повітря, збільшуючи вологість одягу, погіршує його теплозахисні властивості (збільшується теплопровідність), тобто призводить до збільшення втрати тепла проведенням. Крім того, вологе повітря відбирає більшу кількість тепла за одиницю часу, ніж сухе, а отже, прискорює охолодження. Тому вологу місцевість і приміщення здавна вважали нездоровими. До речі, підлога з керамічного кахлю, бетону, асфальту і подібних матеріалів має більше теплозасвоєння, ніж дерев'яна, і сприймається нами як холодніша, хоча насправді температура їхня однакова.

Втрата тепла випаровуванням залежить від кількості вологи (поту), яка випаровується з поверхні тіла. Внаслідок випаровування 1 г вологи організм втрачає 0,62 ккал (2,6 кДж) тепла, незалежно від температури повітря та радіаційної температури. На шкірі людини є 2—2,5 млн потових залоз. Коли виникає загроза перегрівання, усе більша їхня кількість починає активно функціонувати. В умовах кімнатної температури з поверхні шкіри людини випаровується до 0,5 л вологи за добу, з якою віддається приблизно 300 ккал. З підвищенням температури повітря і поверхонь, які оточують людину, втрата тепла випромінюванням і конвекцією знижується, людина потіє і різко збільшується тепловтрата випаровуванням. Вже за температури повітря 29 °С віддача тепла випаровуванням становить 70%. Якщо температура навколишнього середовища вища за 33 °С, то вся втрата тепла відбувається за рахунок випаровування. Можливість втрати тепла випаровуванням посилюється при зменшенні вологи і збільшенні швидкості руху повітря. Потенційні можливості втрати тепла цим шляхом величезні. Випаровування зі шкіри 1 —1,5 л поту за 1 год дає змогу організмові віддати 600—900 ккал тепла. Віддача тепла випаровуванням поту є головним чинником, завдяки якому людина може існувати в умовах спекотного клімату. Описано окремі випадки, коли люди в тропіках втрачали до 3—4 л поту за 1 год. У сухому повітрі пустель піт випаровується дуже швидко, через що інтенсивне потовиділення (0,9 — 1,3 л/год) інколи навіть не дуже помітне. За спостереженнями Е. Адольфа (1952), у людини, яка йде зі швидкістю 5,5 км/год в умовах сонячного нагрівання, за температури повітря 37,7 °С, виділяється за 1 год близько 1 л поту. У цієї самої людини, яка їде на автомашині за цих умов, виділяється близько 0,75 л поту, у людини, що сидить у тіні, — тільки 0,25 л. Висока вологість простору під одягом, що погано провітрюється, обмежує випаровування поту, утруднює тепловіддачу, призводить до намокання одягу.

У гарячому кліматі за об'ємом потовиділення судять про теплове навантаження. Ступінь потовиділення визначають за втратою маси тіла людини (в одязі).

Доцільно простежувати за впливом руху повітря і вологи на теплообмін за різної температури повітря. Збільшення швидкості руху повітря посилює втрату тепла конвекцією й випаровуванням, таким чином, за умови високої температури навколишнього середовища є сприятливим чинником. Рух повітря зі швидкістю 1 м/с адекватний зниженню температури повітря на 1 °С. Тому в теплу погоду обмахування, обдування вентилятором тощо поліпшує самопочуття, а безвітряність зменшує тепловіддачу, призводить до перегрівання. Цю обставину треба враховувати в умовах спекотних країн. За низької температури рух повітря (вітер, обдування вентилятором), що збільшує тепловіддачу конвекцією, слід розглядати як несприятливий чинник. Він посилює небезпеку застуди, відмороження. Навіть за теплої погоди, якщо одяг людини вологий або шкіра вкрита потом, сильний рух повітря (протяг, вітер), різко збільшуючи втрату тепла випаровуванням, може призвести до застудних захворювань. Подібні ситуації спостерігаються також в умовах спекотно
го клімату.

Значна вологість повітря (понад 70%) несприятливо впливає на теплообмін в умовах як високої, так і низької температур. Вологість повітря має таке велике фізіологічне значення, що гарячий клімат поділяють на два види: аридний (сухий) і юмідний (вологий).

Багато авторів вважають, що верхньою межею температури зовнішнього повітря, коли серед населення ще не спостерігається ознак істотного перегрівання, є 30.. .31 °С за високої вологи і 37.. .40 °С — за низької. Якщо волога висока і температура повітря досягає 32...33 °С, настає перегрівання.