1.6. Гігієнічна оцінка комплексного впливу мікроклімату на теплообмін людини

¹

Тепловий стан людини за різних мікрокліматичних умов як про­відний критерій гігієнічної оцінки комплексного впливу основних фізичних факторів повітряного середовища (температури, вологості, швидкості руху повітря) характеризується суб'єктивними і об'єк­тивними показниками.

До суб'єктивних показників теплового стану організм}' належить теплове самопочуття людей, яке оцінюють за шкалою суб'єктивних відчуттів: холодно, прохолодно, нормально, тепло, гаряче. Практично можна обмежитись трьома оцінками: холодно, зона комфорту, до якої належать всі оцінки оптимального теплового самопочуття, і гаряче. Теплове самопочуття людей визначають шляхом опитування з од­ночасним визначенням мікрокліматичних умов, характеру діяльно­сті та виду одягу обстежуваного. Суб'єктивність показників поля­гає у тому, що у деяких випадках теплові відчуття, які пов'язані не лише з мікрокліматичними умовами, але й з кровопостачанням шкі­ри, реактивністю терморегуляторних центрів, індивідуальними особ­ливостями організму, можливостями його адаптації до різних мік­рокліматичних умов, не завжди збігаються з об'єктивними проце­сами в організмі.

На використанні показників суб'єктивного тепловідчуття орга­нізму базується низка методів комплексної оцінки декількох мік­рокліматичних чинників: визначення охолоджувальної здатності по­вітря, еквівалентно-ефективної та результуючої температур.

Охолоджувальна здатність повітря, що визначається за кататер-мометром (див. § 1.5), зумовлена впливом температури і швидкості руху оточуючого повітря. З'ясовано, що оптимальне теплове відчуття у осіб сидячих професій у звичайному одязі в приміщеннях спостері­гається при показниках охолоджувальної здатності повітря в межах 5,5 — 7 мкал/см²с. За більш високих показів кататермометра ці осо­би відчувають холод, а за менших — задуху. У осіб, що виконують

фізичну працю, оптимальне теплове відчуття досягається за більш ви­соких значень охолоджувальної здатності повітря (табл. 10).

Однак з'ясувалося, що кататермометр як суто фізичний прилад не відтворює всіх умов втрати тепла тілом людини, що залежать не тіль­ки від здатності повітря охолоджувати чи нагрівати організм шля­хом конвекції, але й від випромінювання, випаровування, діяльності терморегуляторних центрів, які визначають тепловий обмін організму. Оскільки при визначенні кататермометром охолоджувальної здат­ності повітря не береться до уваги реакція організму людини, метод визнаний умовним і використовується лише як орієнтовний.

До методів комплексної оцінки температури, вологості та шви­дкості руху повітря належить також визначення еквівалентно-ефек­тивних температур, що ґрунтується на зіставленні певних комбі­націй цих факторів із суб'єктивними тепловими відчуттями люди­ни. Наприклад, при комбінації температури повітря 20°С та його вологості 100 % за умовіі нерухомості повітря (швидкість руху ста­новить 0 м/с) людина зазнає такого ж тепловідчуття, як і при комбінаціях зазначених факторів на рівні 22,3°С, 75 % і 0,5 м/с або 27°С, 33 % і 2,5 м/с тощо. Одне й те ж тепловідчуття, що виникає за різних мікрокліматичних умов, прийнято характеризувати градуса­ми температури нерухомого, максимально насиченого вологою по­вітря, тобто градусами еквівалентно-ефективної температури (°ЕЕТ).

Отже, еквівалентно-ефективною температурою вважають умов­ну, виражену в °ЕЕТ температуру нерухомого та максимально насиче­ного вологою повітря, яке викликає у людини таке ж тепловідчуття, що й різні комбінації температури, вологості та швидкості руху повітря.

Еквівалентно-ефективну температуру визначають за табл. 11 або спеціальною номограмою (мал. 17). У таблиці наведені шукані екві-

валентно-ефективні температури, які знаходять за значеннями тем­ператури, вологості та швидкості руху повітря на момент спостере­ження. Якщо дані вимірювань вологості та швидкості руху повітря не збігаються з табличними, слід користуватись методом інтерполю­вання: брати сусідні більші й менші цифри і знаходити за ними середню шукану.

Для прискорення визначення використовують номограму, яка скла­дається з двох вертикальних шкал з позначками температур сухо­го та вологого термометрів аспіраційного психрометра та розташо­ваних між ними кривих швидкостей руху повітря та шкали екві­валентно-ефективних температур. За допомогою лінійки з'єднують обидві температурні точки на вертикальних шкалах прямою лінією і в місці ЇЇ перетину з кривою швидкості руху повітря знаходять шукану еквівалентно-ефективну температуру на відповідній шкалі номограми. Отже, у наведеному вище прикладі тепловідчуття люди­ни при всіх комбінаціях факторів відповідає 20° ЕЕТ.

Таблиця 10
Комплексна оцінка впливу мікрокліматичних факторів на організм (за Г.І. Рум'янцевим та ін., 1980)
Методи оцінки впливу метеороло­гічних факторів	Охолоджувальна здатність повітря за кататермометром	Еквівалентно-ефективні температури	Результуючі температури
Фактори, які вра­ховуються даним методом	Температура, швидкість руху повітря	Температура, во­логість, швидкість руху повітря	Температура, во­логість, швидкість руху повітря, інтенсивність проме­нистого тепла
Оцінка реакції	Охолодження кататермометра	Відчуття людини	Відчуття людини
Одиниці вимірювання	Втрати тепла кататермометром , мкал ' см^2-с	Умовні температури	Умовні температурі!
Зона теплового комфорту для людини прн різних видах діяльності	Легка праця 5,5 — 7 мкал см^2-с	Легка праця 17,2-21,7°	Легка праця 16 — 18°
	Праця середньої важкості 8,4 — 10 мкал см^2-с	Праця середньої важкості 16,2-20,7'	Праця середньої важкості 13—16°
	Важка праця 15,4-18,4 мкал 'см^2-с	Важка праця 14,7-19,2°	Важка праця 10-13°
Недоліки методу	1. Охолодження приладу прирівню­ють до реакції лю­дини 2. Не враховується вплив променнстогс тепла та вологості	Не враховується вплив променис­того тепла '	Не враховуються індивідуальні особ­ливості стану здоров'я людини

Еквівалентно-ефективні температури, за яких 50 % осіб почува­ють себе комфортно, віднесені до зони комфорту. В межах цієї зони встановлена лінія комфорту (добре самопочуття мають майже 95 % людей). Зона комфорту для звичайно одягнених людей у стані спо­кою чи при виконанні легкої роботи становить 17,2-21,7°, лінія ком­форту — 18,1-18,9° ЕЕТ. При виконанні важкої фізичної роботи температури зони комфорту знижуються (див. табл. 10).

До суттєвих недоліків методу еквівалентно-ефективних темпера­тур, як і методу кататермометрії, належить неврахування фізіологіч­них реакцій організму, що компенсують тепловитрати і забезпечу­ють підтримання теплового балансу організму. При наявності в на­вколишньому середовищі поверхонь, температура яких відрізняєть­ся від температури тіла людини, в межах зони комфорту за еквіва­лентно-ефективними температурами у людей може виникати дис-комфортний тепловий стан, спричинений тепловіддачею через випро­мінювання.

Останнім часом комплексна оцінка мікрокліматичних умов здій­снюється за методом визначення результуючих температур, який враховує комплексну дію на організм температури, вологості, швид­кості руху повітря, а також променистого тепла, що залежить від температури оточуючих поверхонь, на відміну від попередніх мето­дів. Результуючою називається умовна, виражена в °РТ температура, що характеризує різні комбінації температури поверхонь і повітря, його вологості та швидкості руху, при яких виникає таке ж тешю-відчуття, як і в середовищі, де повітря повністю насичене вологою і нерухоме, а середня температура поверхонь дорівнює температурі повітря.

Результуючу температуру знаходять за номограмою (мал. 18). На номограмі встановлюють дві точки: у місці перетину показів темпе­ратури повітря за сухим термометром та швидкості руху повітря (перша точка) і за показами температури поверхонь (друга точка). Обидві точки з'єднують прямою лінією і в місці перетину її з „верти­кальною шкалою температур повітря отримують третю точку, її з'єд­нують з четвертою точкою, яку знаходять на правій шкалі за значен­ням абсолютної вологості. Результуючу температуру встановлюють за точкою перетину отриманої прямої з номограмою на лінії, що від­повідає швидкості повітря (п'ята точка).

Комфортне тепловідчуття працюючих під час виконання легкої роботи настає при результуючій температурі 16-18°, а якщо викону­вати важку роботу,— при 10-13° (див. табл. 10).

До об'єктивних показників теплового стану організму належать температура тіла, частота пульсу, кров'яний тиск, газообмін, інтен­сивність потовиділення, інші реакції центральної та вегетативної нер­вової системи на дію мікрокліматичних факторів, які вивчаються за допомогою клініко-фізіологічних методів.

Шкіра з величезним числом нервових закінчень досить чутлива до змін мікрокліматичних факторів. Температура шкіри на різних ділянках тіла, вкритих одягом, коливається в межах 31-34°С, що

відповідає нормальному самопочуттю людей. Температура шкіри ко­релює з тепловими відчуттями, частотою серцевих скорочень та інши­ми фізіологічними зрушеннями в організмі, що відбуваються під впливом мікрокліматичних факторів, її необхідно вимірювати на тих ділянках тіла, на яких вона найбільш тісно корелює з тепловими відчуттями (шкіра грудей та лоба).

Температуру шкіри вимірюють електротермометром, принцип ро­боти якого описаний у § 1.3, а також методом термографії, що базу­ється на фотографічному відбитті та вимірюванні інфрачервоної ра­діації, яку випромінює шкіра.

Дослідження функції потовиділення як показника ступеня ак­тивності фізичної терморегуляції залежно від мікрокліматичних умов можна здійснювати різними способами. Застосовуючи точне зва­жування, враховують, що при високій температурі повітря значно зростає потовиділення. Йод-крохмальний метод полягає в тому, що шкіру змащують розчином 10 г касторового масла, 15 г 10% йодної настойки та 75 мл етилового спирту. Коли шкіра підсохне, її припуд­рюють картопляним крохмалем. Потовиділення дає темно-синє за­барвлення. Іноді таким розчином обробляють фільтрувальний папір і прикладають його до шкіри. Більш точні результати отримують, застосовуючи електрометричний спосіб, що грунтується на вимірю­ванні електричного опору поверхневих шарів шкіри.

Показники частоти дихання, легеневої вентиляції, пульсу та кров'яного тиску також правлять за критерії оцінки мікроклімату й визначаються загальноприйнятими у клінічній практиці метода­ми (мал. 19, 20).

Об'єктивну оцінку самопочуття людини можна отримати шля­хом порівняння величини теплопродукції організму, що визнача­ється загальновідомими методами (див. розділ 2), із тепловитрата­ми організму, визначеними розрахунковим методом за кількістю теп­ла, яке втрачається людиною випромінюванням, проведенням, випа­ровуванням (ккал/год).

Тепловитрати випромінюванням Q_e обчислюються за спрощеною формулою Q_a = 4,5 (Г,-Г,)5, де Г, — температура поверхні тіла, °С; Г₂ — температура стін, °С; 5 — площа поверхні тіла, яка становить для людини зі зростом 170 см і масою 70 кг пересічно 1,8 м² і коли­вається в межах 1,32-2,46 м² при масі 40-100 кг (у витраті тепла випромінюванням бере участь 80% поверхні тіла, за наявності однобічного джерела опалення — 40%).

Тепловитрати проведенням О визначають за формулами

о;^р = б (Г.--Г.) .<6,5+Vv)s

або О =7,2 (Г,- Г₂) • (0,27 + + W )S, де Г, — температура ті­ла, °С; Т₂ — температура повітря, °С; V •- швидкість руху повітря,

Якщо теплопродукція організму перевищує сумарні тепловитра­ти, мікроклімат приміщення створює нагрівальний ефект. Охолод­жувальний вплив мікроклімату можливий, якщо тепловитрати пе­реважають над теплопродукцією.