Освобождение тела от избыточного тепла
Человек освобождается от избыточного тепла путем теплопередачи в окружающую среду.
В этот процесс включены и регулируются две первичные системы исполнительного механизма теплопередачи:
Внутренний - вазодилятация оболочки тела
Внешний - радиация, конвекция и испарение.
Количество тепла, переданного от ядра к оболочке тела, является функцией
кровотока оболочки тела. В состоянии покоя, когда еще не включена терморегулирующая среда, оболочка получает в одну минуту приблизительно 200 - 500 мл кровотока, что составляет только 5 - 10 % от полного объема крови, перекачиваемого сердцем
Вазодилятация кожи. При максимальных значениях тепловой нагрузки величина поверхностного кровотока может достигать 7 - 8 литров в минуту, что составляет около одной трети всего перекачиваемого объема крови при нормальном функциональном состоянии сердца.
Дело в том, что кровь — теплоноситель, а сосуды наделены способностью изменять свой просвет, то есть могут регулировать обогрев кровоснабжаемого участка. Сужение сосудов уменьшает, а расширение увеличивает приток теплой крови, согревание участка и его теплоотдачу. Теперь понятно, что наступающее в период охлаждения сужение сосудов — это не что иное, как способ сохранения температуры циркулирующей в организме крови, то есть общей температуры тела. Иными словами, уменьшая циркуляцию теплой крови в охлаждаемом участке, наш организм механически экономит тепло и защищает себя от общего переохлаждения.
Организм человека отдает в окружающую среду избыточное тепло (Qотв) посредством:
Qт - теплопроводности через одежду,
Qк - конвекции при обдуве воздухом тела человека, Qл - излучения на окружающие поверхности, Qисп - испарения влаги с поверхности кожи,
Qв - нагреве выдыхаемого воздуха.
Таким образом, уравнение теплоотдачи в развернутом виде можно записать следующим образом:
Qвыд = Qт + Qк + Qл + Qисп + Qв,
Сохранение постоянства внутренней
температуры
выделение тепла может соответствовать норме, и внутренняя температура тела может поддерживаться в равновесном состоянии если выполняется условие:
M − W ± R ± C − E = 0
Где: M -метаболическое тепло;
W - энергозатараты на производство любого вида работ E –испарение;
R – излучение;
C – конвекция;
Показатели тепловой нагрузки условно можно разбить на следующие три группы:
расчетные - основаны на вычислениях, использующих уравнение теплового баланса;
эмпирически устанавливаемые индексы -
выводят из уравнений, описывающих физиологические реакции человека (напр., при потоотделении);
индексы прямого действия - применяют при
проверке (обычно температурных датчиков) приборов, призванных стимулировать реакции человеческого организма.
Расчетные показатели
Индекс тепловой нагрузки на организм
(HSI)
Индекс тепловой нагрузки на организм - это выраженный в процентах коэффициент испарения, необходимый для поддержания теплового баланса испарения (Еreg) на максимально высоком уровне в окружающей среде (Еmaх).
HSI = (Ereg ) ×100 (Emax )
После широких обсуждений и технической апробации в лабораторных и промышленных условиях этот показатель был принят за Международный стандарт ISO 7933
Прогнозируемое испарение (Еreg)
с поверхности тела человека определяется по зависимости:
Ereg = M −R −C
Где: М - метаболическая мощность зависит от интенсивности энергозатрат работающих;
R - радиационное излучение;
C – конвекционный теплообмен.