2.3 Пути теплообмена организма человека с окружающей средой

Теплообмен между организмом человека и окружающей средой осуществляется:

- Конвекцией Q_к в результате омывания открытых частей тела струями воздуха;

- Теплопроводностью одежды Q_т;

- Излучением открытых частей тела Q_изл на окружающие поверхности;

- Испарением влаги с поверхности тела Q_исп;

- Нагревом вдыхаемого воздуха Q_в.

Нормальный теплообмен (т.е. тепловой комфорт) образуется тогда, когда

Q_тч= Q_к+ Q_т+ Q_изл+ Q_исп+ Q_в= Q_тс

При значительном превышении теплопродукции организма человека (Q_тч»Q_тс) возникает перегрев (гипертермия), угрожающая жизни и здоровью человека; при значительном уменьшении теплопродукции организма по сравнению с поглотительными возможностями среды, возникает переохлаждение (гипотермия), опасное для здоровья и жизни человека.

2.4 Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека

Изменение параметров микроклимата вызывает изменение соотношения величин теплопродукции Q. Так, при нормальных условиях во время лёгкой физической работы доля Q_к+ Q_т составляет около 30 % всей теплоотдачи, Q_изл около 45 %, Q_исп=20 % и Q_в=5 %.

Чем выше температура окружающих предметов, тем меньше теплоотдача излучением. При повышении температуры окружающего воздуха до температуры тела человека и выше, эффективность теплоотдачи теплопроводностью Q_т, конвекцией Q_к и излучением Q_изл уменьшается и решающее значение приобретает отвод тепла путём испарения влаги (пота) с поверхности тела Q_исп. Но интенсивность испарения влаги с поверхности тела человека зависит от относительной влажности W и скорости движения окружающего воздуха V.

При W более 75 % процесс испарения влаги резко замедляется, а при W=100 % прекращается полностью. Вместе с этим замедляется, а затем и прекращается теплоотдача Q_исп. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое «проливное» потоотделение, изнуряющее организм и не создаёт необходимую теплоотдачу. Происходит обезвоживание организма, которое влечёт за собой нарушение остроты зрения и умственной деятельности. Потеря влаги на 15-20% приводит к смертельному исходу.

Недостаточная влажность (<20%) также оказывает неблагоприятное воздействие на организм, вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания, растрескивания и кровотечения.

Увеличение скорости воздуха υ всегда приводит к увеличению теплоотдачи в окружающую среду.

2.5 Терморегуляция организма человека

Организм человека чутко реагирует на все изменения параметров метеоусловий и автоматически, без участия нашего сознания, перестраивает свою работу с тем, чтобы температура внутренних органов поддерживалась на уровне 36-37 ˚C.

Способность организма человека поддерживать температуру внутренних органов на уровне 36-37 ˚C при изменяющихся параметрах микроклимата окружающей среды называется терморегуляцией.

Процесс терморегуляции в организме осуществляется в основном тремя способами:

а – биохимическим путём;

б – путём изменения интенсивности кровообращения;

в – путём изменения интенсивности потоотделения.

Терморегуляция биохимическим путём заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125-200 Дж/с.

Терморегуляция путём изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путём сужения или расширения кровеносных сосудов.

При повышении температуры окружающей среды, кровеносные сосуды кожи расширяются и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдаётся окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и , следовательно, меньше теплоты отдаётся во внешнюю среду.

Терморегуляция путём изменения интенсивности потоотделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счёт испарения влаги с поверхности тела человека. Благодаря потовым железам поверхность тела постоянно увлажнена, поэтому испарительное охлаждение тела человека имеет большое значение. Так, при температуре среды t=18 ˚C, относительной влажности W=60% и скорости движения воздуха

υ=0, отдача тепла в окружающую среду испарением влаги составляет 18% от общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до +27 ˚C доля теплоотдачи Q_исп возрастает до 30%, а при t_с= 36,6 ˚C, Q_исп=100%.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами, поэтому организм человека достаточно устойчив при допустимых изменениях параметров микроклимата.