24

Лабораторная работа №1

ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Еще в ХVIII веке французский врач Тиссо писал: "Движение как таковое может заменить любое лекарство, но все лечебные средства мира не в состоянии заменить действие движения". Физические упражнения необходимы, поскольку благотворно воздействуют на все системы организма, а именно:

укрепляют мускулатуру;

сохраняют подвижность суставов;

улучшают фигуру;

повышают минутный выброс крови и увеличивают дыхательный объем легких;

стимулируют обмен веществ;

нормализуют вес и улучшают работу органов пищеварения;

успокаивают нервную систему;

повышают сопротивляемость простудным заболеваниям.

Как отмечает Н. Амосов, людям присущ могучий рефлекс лени. Исключение составляют дети, которые, казалось бы, бесполезно затрачивают на игры массу энергии. Но это не бесполезные траты. Они предназначены для жизненно необходимой тренировки и накапливания резервов организма. У взрослого человека начинает преобладать принцип экономичности, который вступает в противоречие с необходимостью постоянной физической активности всех систем организма. Еще Аристотель говорил: "Ничто так сильно не разрушает человека, как продолжительное физическое бездействие".

Какие виды спорта наиболее полезны и физиологичны?

Как для мужчин, так и для женщин наиболее полезны бег, плавание, ходьба на лыжах. Наверное не об одном виде спорта не сказано столько проникновенных слов, сколько о беге. Две с половиной тысячи лет назад на громадной скале в Элладе были высечены слова: "Если хочешь быть сильным – бегай, хочешь быть красивым – бегай, хочешь быть умным – бегай!" Спустя пятьсот лет Гораций писал: "Если не бегаешь пока здоров, будешь бегать, когда заболеешь!"

Неоценимо влияние бега на сердечно-сосудистую систему. При регулярных занятиях бегом повышается эластичность сосудов, уменьшается уровень холестерина, существенно снижается риск инфарктов и инсультов. Человек начинает подсознательно избавляться от вредных привычек, правильно питаться и т.п.

Можно ли рассчитать наиболее приемлемую для себя физическую нагрузку?

Такой расчет производится по формуле (все параметры определяются в баллах):

N=(t+i+s) – (a+u+v),

где t – продолжительность нагрузки на одном занятии:

до 15 мин – 1, 61-91 – 5,

16-30 – 2, 91-120 – 6,

31-45 – 3, св. 120 – 7;

46-60 – 4,

i – интенсивность нагрузки (по частоте сердечных сокращений):

до 100 уд./мин – 1, 140-149 –5,

100-119 – 2, 150-159 – 7,

120-129 – 3, св. 160 – 10;

130-139 – 4,

s – систематичность выполнения нагрузки:

2-3 раза в неделю – 1, 6-7 – 3,

4-5 – 2, более 7 – 4;

а – физическая активность на работе и дома в дни занятий:

напряженная физическая работа – 1,

полумеханизированная работа – 2,

нефизическая работа с периодической подвижностью – 3,

сидячая работа – 4,

полное отсутствие физической нагрузки – 5;

u – уровень здоровья, определяется по [1.3];

v – возраст:

18-39 лет – 5, 71-75 лет – 2,

40-60 лет – 4, св. 75 лет – 1.

61-70 лет – 3,

Для женщин к полученному результату добавляется 1 балл.

Если -1 < N < 1, то считается, что нагрузка соответствует функциональному состоянию организма;

N > 1 – физическая нагрузка превышает возможности организма;

N < -1 – уровень нагрузки ниже возможностей организма.

Расчет:

N= (2+5+1)-(1+1+5) = 1 (+1) = 2

Вывод: N = 2, следовательно физическая нагрузка превышает возможности организма (N > 1).

Лабораторная работа №2

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ

ОПЕРАТОРОВВ СИСТЕМАХ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить методыоценки профессионального здоровья и функциональной надежности операторов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Деятельность в неблагоприятных и, особенно, чрезвычайных условиях требует от человека высокого эмоционального и физического напряжения, повышенной личной ответственности для предотвращения ущерба здоровью, жизни людей и окружающей среде и материальных потерь. Чем выше степень профессионального риска, тем выше требования к состоянию здоровья работника.

Комплексный показатель «Профессиональное здоровье» (ПЗ)

включает 3 основных компонента.

1. Компонент «Клинический статус» содержит данные о следующих физиологических характеристиках:

   • статус сердечно-сосудистой системы (ССС) – ритм (последовательность) и частота сокращений предсердий и желудочков сердца (РСС, ЧСС), артериальное (АД), систолическое (АДС), диастолическое (АДД), пульсовое (АДП) давление;

   • биохимический статус – содержание холестерина в плазме крови для оценки риска атеросклероза и ишемической болезни сердца;

   • антропометрический статус – рост (Р), вес (М).

2. Компонент «Функциональная устойчивость» – включает результаты тестирования физической выносливости (работоспособность), статических и динамических мышечных нагрузок, жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и др.

3. Компонент «Профессионально важные качества» – учитывает психологические характеристики (внимание, оперативная память, пространственная ориентировка и др.) и психофизиологические (критическая частота слияния мельканий, время сенсомоторных реакций на свет, тремор конечностей и др.).

Клинический статус (показатели РСС, ЧСС, АДС и АДД) характеризует состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) человека, ее способность доставлять клеткам организма (и в первую очередь клеткам жизненно важных органов – головного мозга и сердца) кислород и питательные вещества и отводить из них углекислый газ и другие продукты обмена веществ. Показатели РСС и ЧСС определяют по ритмичности и частоте пульса (ЧП).

Уровень АД определяется рядом факторов, среди которых основными являются работа сердца и тонус мышц. АД колеблется в зависимости от фаз сердечного цикла. В период систолы оно повышается (систолическое, или максимальное АД), в период диастолы – снижается (диастолическое, или минимальное АД). Разность между величинами АДС и АДД составляет пульсовое давление (ПД).

Для измерения уровня АД применяют тонометр.

Величина АД зависит от многих внешних и внутренних причин. У лиц, постоянно занимающихся спортом, величина АД может уменьшаться до 100/60 мм рт. ст. (показания АД записывают через дробь: верхняя цифра – АДС, нижняя – АДД). В различных возрастных группах величины АД

(мм рт. ст.) следующие: возраст 18-20 лет – 120-130/70-80; в 40-60 лет – 140/80-90; более 60 лет – 150/90. В норме у здорового человека ПД составляет 45 мм рт. ст.

Среднестатистические (ориентировочные) возрастные показатели АДС, АДД и ПД можно рассчитать по формулам 1-3:

АДСср. = 1,5 • возраст + 63 (1)

АДДср. = 1,2 • возраст + 42 (2)

ПДср. = АДСср. – АДДср. (3)

Антропометрический статус (показатели Р, М) и показатель «календарный возраст» (КВ) дают информацию о характере метаболизма (общего обмена веществ). Избыточная масса тела косвенно свидетельствует о нарушении обменных процессов, потенциально снижающих устойчивость организма к физическим нагрузкам, гипоксии, повышенным температурам и другим неблагоприятным воздействиям.

Для экспресс-оценки функциональной надежности операторов всистемах «человек-машина» тестируют состояние ССС и рассчитывают «Индекс физическогосостояния» (ИФС), характеризующий функционирование организма в целом и его потенциальную работоспособность с учетом возраста и конституции тела.

ИФС практически здоровых лиц в возрасте от 20 до 60 лет определяют по формуле 4:

ИФС = (700 – 3 ЧСС – 0,83 АДС – 1,67 АДД – 2,7 КВ + 0,28 М) /

(350 – 2,6 КВ + 0,21 Р) (4)

где: ИФС – индекс физического состояния, усл. ед.;

ЧСС – частота сердечных сокращений, определяемая по частоте

пульса (ЧП), уд.мин.;

КВ – календарный возраст, годы,

АДС – систолическое АД , мм. рт. ст.;

АДД – диастолическое АД, мм.рт. ст.;

М – вес, кг;

Р – рост, см.

Установлены следующие нормативы ИФС:

низкий (меньше 0,375);

ниже среднего (от 0,376 до 0,525);

средний (от 0,526 до 0,675);

выше среднего (от 0,676 до 0,825);

высокий(свыше 0,825).

Расчет:

АДСср. = 1,5 • 19 + 63 = 91.5

АДДср. = 1,2 • 19 + 42 = 64.8

ПДср. = 26.7

Возраст КВ -19 лет

Вес М – 65 кг

Рост Р - 170 см

ИФС = (700 – 3*63 – 0,83*127 – 1,67*70– 2,7*19+ 0,28*65) /

(350 – 2,6*19 + 0,21*170) = 0,670

Вывод: Индекс физического состояния равен 0,670. Следовательно, норматив ИФС средний (от 0,526 до 0,675);

Лабораторная работа №3

«РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ЭНЕРГОЗАТРАТЫ

ОПЕРАТОРОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЯЖЕСТИ И

НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить методы оценки работоспособности оператора, рассчитать энергозатраты в зависимости от тяжести и напряженности труда.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИ

Работоспособность – показатель функциональных возможностей организма, количества и качества работы, выполняемой за определенное время. В процессе работы работоспособность изменяется во времени. Различают три основные последовательно сменяющиеся фазы состояния оператора в процессе работы:

- фаза врабатывания, или нарастающей работоспособности (в зависимости от индивидуальных особенностей организма и специфики производственного процесса этот период длится от нескольких минут до 1,5 час.при физическом и до 2-2,5 час. – при умственном труде);

• фаза высокой устойчивости работоспособности (составляет 2-2,5

час.и более в зависимости от тяжести и напряженности труда);

• фаза снижения работоспособности (в связи с уменьшением

функциональных возможностей основных работающих систем организма, сопровождаемым чувством усталости).

Работоспособность оператора зависит от состояния его профессионального здоровья (ПЗ) и энергетических затрат организма в зависимости от тяжести и напряженности выполняемой работы. Чем больше энергозатраты, тем выше требования к ПЗ для поддержания уровня работоспособности.

Энергозатраты зависят от интенсивности мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения, микроклиматических условий, освещенности, наличия или отсутствия шума и других неблагоприятных воздействий на организм. Суточные затраты энергии составляют (МДж): 10,5-11,7 – в процессах умственного труда (инженеры, врачи, преподаватели); 12,5-15,5 – для легких физических работ, т.е. при механизированных технологических процессах (операторы станков с ЧПУ и др.) и до 12,5 – в сфере обслуживания (медсестры, продавцы); 12,5-15,5 – для работ средней тяжести (станочники, шахтеры, хирурги, рабочие аграрного сектора); 16,3-18 – для тяжелых физических работ (металлурги, горнорабочие, лесорубы, грузчики).

Организм вырабатывает энергию в процессе окисления сложных органических веществ, постоянно поступающих с пищей. Углеводы и белки дают в среднем около 17,16 кДж/г (4,1 ккал/г) энергии. Самой высокой энергетической способностью обладают жиры: 1 г жира дает 38 кДж/г (9,1 ккал/г).что превышает суммарное количество энергии, выделяемой при окислении белков и углеводов.

Общий энергетический обмен организма (П) состоит из основного обмена и рабочей прибавки (см. формулу 1):

(1)

где Р – основной обмен, К – рабочая прибавка.

Основной обмен Р – количество энергии, расходуемое организмом в

состоянии покоя и натощак при температуре комфорта (21 ⁰С). Величина Р зависит от:

• физиологических особенностей организма – пола, возраста, роста, массы тела, функций нервной и эндокринной (патологии щитовидной железы, нарушения работы гипофиза, регулирующего деятельность желез внутренней секреции) систем, состояния внутренних органов;

• внешних воздействий на организм – изменения климатических условий, режима и калорийности питания, распорядка дня (работа в ночные часы), продолжительных физических и эмоциональных перегрузок и т.п.

В среднем Р взрослого человека в сутки составляет 7113 кДж , т.е. 1700

ккал или 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела в 1 час. У женщин Р на 10-15% ниже, чем у мужчин. У детей Р выше, чем у взрослых; с возрастом, особенно у пожилых людей, интенсивность основного обмена снижается.

Рабочая прибавка К характеризует повышение энергетического обмена П выше основного обмена Р, т.к. прием (переваривание) пищи, поддержание гомеостаза в изменяющихся условиях климата, при мышечной и умственной работе и пр. требует дополнительного расхода энергии.

Энергозатраты определяют методом прямой калориметрии: человека помещаютв специальную калориметрическую камеру для непосредственного определении тепла, выделяемого телом человека в процессах жизнедеятельности. На практике чаще используют методы непрямойкалориметрии, например,по газообмену или частоте сердечных сокращений (ЧСС), измеряемой по частоте пульса, или другие.

Для определения физической работоспособности человека-оператора применяют оценки: субъективную – по одышке (отсутствие одышки указывает на очень хорошую работоспособность), и

объективную – контроль пульса (см. табл. 1).

Таблица 1. Среднестатистические нормативы состояния работоспособности

Субъективные ощущения (одышка)	Частота пульса, уд/мин	Состояние работоспособности
нет	Менее 100	Отличное
да	От 100 до 130	Хорошее
да	От 130 до 150	Посредственное
да	Более 150	Нежелательное (тренированность практически отсутствует)

Энергозатраты человека в 1 мин (Q, кДж/мин.) при любой физической

нагрузке рассчитывают по формуле 2:

(2)

Расчет:

Нагрузка	Субъективные ощущения (одышка)	Частота пульса, уд/мин	Состояние работоспособности
нет (в положении сидя)	нет	70	Отличное
ходьба	нет	77	Отличное
бег	нет	105	Хорошее

кДж/мин

Следовательно, за 30 мин израсходовано 617.7 кДж энергии.

Вывод: Состояние работоспособности при отсутствии нагрузки и ходьбе отличное. При беге – хорошее. Общее состояние отличное, без отдышки. За 30 минут нагрузки израсходовано 671.7 кДж энергии.

Лабораторная работа №4

«ЭКСПРЕСС – ОЦЕНКАТРУДОСПОСОБНОСТИ ОПЕРАТОРОВ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить методы экспресс-оценки трудоспособности операторов при повышенных нагрузках по показателям состояния дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Деятельность операторов в системах «человек-машина» классифицируют в зависимости от основной выполняемой функции и соотношения физических и эмоциональных нагрузок в процессе работы: оператор-технолог, непосредственно включенный в технологический процесс, оператор-манипулятор (машинист) или оператор-наблюдатель (контролер, диспетчер). Труд оператора отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением, повышенной нагрузкой на сердечно-сосудистую, дыхательную, нервно-мышечную и нервную системы организма.

Дыхание – совокупность сложных физиологических процессов, в результате которых организм поглощает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ и воду; при этом освобождается энергия для обеспечения жизнедеятельности. Дыхание постоянно приспосабливается к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды для эффективного снабжения всех тканей, органов и организма в целом кислородом и в итоге – энергией. Особенно чувствителен к недостатку кислорода мозг: через несколько минут после прекращения дыхания наступает смерть.

Дыхательный процесс разделяют на 3 этапа:

• внешнее (легочное) дыхание; -

• транспорт газов кровью или другими жидкостями тела;

• внутреннее (клеточное, тканевое) дыхание.

Минутный объем воздуха (Vмин.) – объем вдыхаемого в 1 мин. воздуха (или приблизительно равный ему объем выдыхаемого воздуха) определяется произведением числа дыханий (дыхательных циклов, т.е. вдохов и выдохов) в 1 мин. на средний объем дыхательного воздуха, (Vдых.), который в норме у взрослого человека составляет 500 мл.

В состоянии покоя взрослый человек выполняет 16-18 дыхательных циклов. Следовательно, Vмин.= 17 • 500мл = 8500 мл/мин., т. е. около 9л/мин. Величина Vмин. изменяется в зависимости от потребности организма в кислороде. У взрослого человека в состоянии покоя Vмин. составляет 5-9 л/мин. При физической нагрузке потребность в кислороде резко возрастает, и вентиляция легких увеличивается до 60-80 л/мин., а у тренированных спортсменов до 120 л/мин.

При старении организма интенсивность обмена веществ снижается и вентиляция легких уменьшается.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – показатель объема легких и их способности выполнять вентиляцию. ЖЕЛ – наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть после наибольшего вдоха, определяют экспериментально с помощью спирометра и рассчитывают по формуле 1:

ЖЕЛ(мл) = Vдых. + Vрез.вд. + Vдоп. (1)

где: Vдых. – объем дыхательного воздуха – количество воздуха (мл), входящее в легкие при каждом вдохе (см. выше);

Vрез.вд.– резервный объем вдоха – количество воздуха, который входит в легкие, если после спокойного вдоха сделан усиленный дополнительный вдох; Vрез. составляет примерно 1500 мл;

Vрез.выд.– резервный объем выдоха, т.е. количество воздуха, которое при максимальном напряжении дыхательных мышц можно выдохнуть после спокойного выдоха; Vрез.выд. составляет примерно 1500 мл.

В среднем у взрослого человека: ЖЕЛ составляет 3500 мл (500 + 1500 + 1500 = 3500 мл). Однако и после самого усиленного выдоха в легких еще остается 1000-1500 мл воздуха, это так называемый остаточный объем воздуха.

Существует зависимость между ЖЕЛ и ростом, весом, возрастом, полом. У здоровых мужчин ЖЕЛ 3,5-4,5 л; у женщин в среднем на 25% меньше. Под влиянием тренировки (спорт, физические нагрузки) ЖЕЛ увеличивается, достигая у некоторых людей 6 л и более. В норме у здоровых людей ЖЕЛ может отклоняться от нормативной (см. табл.1-2) в пределах ± 15%.

Ориентировочно отдельно для мужчин и женщин ЖЕЛ рассчитывают по формулам 2-5:

Дя мужчин:

ЖЕЛ= [рост (см) • 52] – [возраст (лет) • 22] – 3600(мл) (2)

ЖЕЛ= [рост (см) • 40] + [масса (кг) • 30] – 4400(мл) (3)

Для женщин:

ЖЕЛ = [рост (см) • 41] – [возраст (лет) • 18] – 2680(мл) (4)

ЖЕЛ= [рост (см) • 40] + [масса (кг) • 10] – 3800(мл) (5)

Показатель «Индекс Скибинской» (ИСк), рассчитанныйпо формуле 6, позволяет оценить состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем:

ИСк = [ЖЕЛ (мл) •А] / [100 – Б] (6)

где А– время (с) задержки дыхания; Б – частота сердечных сокращений, определяемая по частоте пульса (уд./мин.).

Расчет:

ЖЕЛ = [172 • 41] – [19 • 18] – 2680(мл)= 4030 мл

ЖЕЛ= [172 • 40] + [65 • 10] – 3800(мл)= 3740 мл

ЖЕЛ = 3885 мл

ИСк = [3885 •30] / [100 – 40] = 1942

Х = 93%

Вывод: Мои физические и эмоциональные нагрузки не соответствуют норме. Отклонение жизненной емкости легких 7%. Состояние дыхательной и сердечно – сосудистой системы: очень хорошо.

Лабораторная работа №5

ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ

Цель работы: научиться определять влияние на организм интенсивнос-ти теплообмена тела человека с окружающей средой.

Теоретические основы

Между человеком и окружающей средой происходит непрерывный процесс теплообмена. Нормальное протекание физиологических процессов в организме человека возможно лишь тогда, когда образующееся в организме тепло полностью отводится во внешнюю среду, т.е. когда имеет место тепло-вой баланс.

Терморегуляция - совокупность физиологических процессов, обеспечи-вающих постоянство температуры тела человека в допустимых физиологи-ческих границах 36,4 - 37,5 °С. Данный диапазон температур внутренних ор-ганов человека наиболее благоприятен для протекания в организме биохими-ческих реакций и деятельности мозга.

Виды теплоотдачи от человека к окружающей среде.Образование тепла в организме человека происходит за счёт окислительных реакций и сокращения мышц, а также поглощения тепла получаемого извне от оборудо-вания, нагретых веществ, ламп накаливания и др. Отдача тепла организмом в окружающую среду осуществляется путём конвекции в результате нагрева-ния воздуха, омывающего поверхность тела, (в благоприятных метеорологи-ческих условиях составляет примерно 30 % всей теплоотдачи), испарения влаги (пота) с поверхности кожи (в среднем20 - 29 %), теплового излучения на окружающие предметы, имеющие более низкую, чем кожа, температуру поверхности (до 60 %).

Теплоотдача - процесс отдачи тепла организмом человека осуществля-ется:

• теплопроводностью (кондукцией);

• конвекцией (проведением), дыханием и испарением пота и влаги;

• радиацией (излучением).

Некоторое количество тепла затрачивается на нагревание пищи и воды во время пищеварения, нагревание воздуха в лёгких.

Теплообмен человека при выполнении различных видов физической работы значительно меняется, например, значительно увеличиваются тепло-потери испарением (конвекцией).

Теплопроводность. Теплопроводностью (кондукцией) осуществляется теплопередача от поверхности тела человека к соприкасающимся с ним твёр-дым предметом.

Перенос тепла в этом случае происходит по Закону Фурье, Дж/с:

Q_конд =KS(t₁–t₂), (3.1)

гдеQ_конд - отдача тепла кондукцией;S- поверхность соприкосновения человека с предметом, м²;t₁- температура поверхности тела, °С;t₂– темпера-тура поверхности тела соприкосновения, °С; K- коэффициент теплопередачи, Вт/м²·К, равный

K= 1/(∑[δ/α]_ТК + ∑[δ/α]_возд, (3.2)

где α - коэффициент теплопроводности, Вт/м·К; δ - толщина слоя одеж-ды, м.

Теплопередача кондукцией через воздух составляет очень незначитель-ную величину, так как коэффициент теплопроводности неподвижного воздуха равен 9,65·10^-4 Вт/м·К.

Конвекция. Конвекцией осуществляется передача тепла с поверхности тела или одежды человека движущемуся около него воздуху. В общем балан-сетеплопотерь теплопередача конвекцией составляет значительную долю (свыше 25...30 %).

Для расчётов теплоотдачи конвекцией можно использовать уравнение Н. К. Витте, основанное на учёте охлаждения кататермометра и установлен-ных при этом эмпирических постоянных величин:

Q_конв = 0,10 (0,5 + √v)S(Т_в - Т_п) для v< 0,6 м/с; (3.3)

Q_конв = 0,12 (0,273 + √v)S (Т_в - Т_п) для v> 0,6 м/с, (3.4)

где v- скорость движения воздуха, м/с;S-поверхность тела человека, участвующая в теплообмене, м²; Т_в - температура воздуха, °С; Т_п– темпера-тура (средняя) поверхности кожи, °С.

Испарение с поверхности тела человека. При испарении пота с поверх-ности кожи человека отнимается тепло, являющееся скрытой теплотой паро-образования. Процесс теплоотдачи испарением с поверхности кожи и лёгких человека в условиях комфорта составляет 23.29 % всей теплоотдачи.

Количество тепла, отдаваемого с поверхности тела испарением, опре-деляется уравнением, Вт:

Q_n= α_вWS(P_к- P_в), (3.5)

гдеS— часть поверхности тела, покрытая потом, м²; W- коэффициент увлажнения кожиW≈ 0,2... 1;

Р_к - парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе над кожей, Па;

Р_в - парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе, Па;

α_в - коэффициент перехода тепла во внешнюю среду при испарении пота, Вт/м²К, для одетого человека - α_в = 1,25K,где K- коэффициент теплопередачи; для неодетого человека - α_в = 10,45 + 8,7v, где v- скорость воздуха, м/с.

Радиация (излучение). Теплоотдача радиацией - это передача тепла в форме лучистой энергии с поверхности тела человека на окружающие повер-хности, имеющее более низкую температуру, или в окружающее пространст-во. Количество тепла, отдаваемого излучением, зависит от температуры по-верхности тела (одежды), температуры окружающих тело стен и поверхнос-тей, их способности излучать тепло, величины площади тела и окружающих поверхностей, расстояния и взаимного расположения тела и окружающих его поверхностей. Теплоотдача излучением в состоянии покоя человека состав-ляет 43.50 % всей потери тепла.

Количество тепла, излучённого единицей поверхности тела в единицу времени, определяется по закону Стефана- Больцмана, справедливого только для абсолютно чёрного и серого тел, ккал/ч:

Q_рад= α_рад S_изл[(273 –t_п/100)⁴- (273+t_о/100)⁴], (3.6)

где α_рад - коэффициент теплоотдачи радиацией, Вт/м²·К;

S_изл- излучающая поверхность тела человека, м²;

t_п- температура поверхности тела и одежды, °С;

t_o-температура окружающих поверхностей, °С.

Этот закон показывает, что интенсивность излучения резко возрастает с повышением температуры поверхности тела. В помещении теплоотдачу радиацией определяют по формуле Н. Витте, Вт:

Q_р= 0,093 S(T_cт- Т_т), (3.7)

где Q_р, - теплоотдача радиацией, Вт;

S- поверхность тела человека, м²;

Т_ст - температура стен;

Т_т - средневзвешенная температура тела.

В теплообмене человека конвекцией и радиацией принимает участие в среднем 75 % всей поверхности тела.

Теплоотдача в процессе дыхания: нагревание воздуха и испарение влаги. Количество тепла, отдаваемого телом человека на нагревание воздуха в лёгких, зависит от количества прошедшего воздуха и его температуры при входе и выходе. А количество тепла, отдаваемого на испарение влаги, зави-сит от количества воздуха, прошедшего через лёгкие при дыхании и от содержания влаги во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Оно определяется по формуле

Q_дых = 0,001mp, (3.8)

гдер - удельная теплота испарения воды, Вт;

m- количество влаги, испарённой в лёгких за 1ч (кг), определяемое разностью содержания влаги во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

В общем виде тепловой поток от человека равен

q= ∑Q/S, (3.9)

где S- площадь теплообмена (площадь поверхности тела человека) условного мужчины 180 м², условной женщины - 160 м². Соотношение по-верхности частей к общей поверхности тела: голова - 7,36 %; бедро - 20,3 %; туловище - 35,5 %; голень - 12,5 %; плечо и предплечье - 13,4 %; стопа - 6,44 %; кисть - 4,5 %