Количество пота, г/ч, выделяемого телом человека при различных физических нагрузках и температуре воздуха в помещении

Интенсивность работы	Температура воздуха в помещении, °С
	10	15	20	25	30	35
Состояние покоя	30	40	40	50	75	115
Легкая работа	40	55	75	115	150	200
Работа средней	70	110	140	185	230	280
тяжести
Тяжелая работа	135	185	240	295	355	415

Испарение пота с поверхности кожи происходит только в том случае, если относительная влажность окружающего воздуха ср < 100 %. С уменьшением ве­личины относительной влажности воздуха и с ростом скорости движения воздуха интенсивность испарения пота возрастает.

Таким образом, количество теплоты, отдаваемой телом окружающему воздуху в процессе испарения пота, зависит от температуры Т_ос, его относительной влажности ф и скорости движения воздуха W.

В процессе дыхания окружающий воздух, попадая в легкие человека, нагревается и одновременно насы­щается водяными парами. В технических расчетах можно принять, что выдыхаемый воздух имеет темпе­ратуру 37 °С. Количество теплоты, расходуемой на на­гревание вдыхаемого воздуха, определяется по формуле:

Q_д = V_лв ρ_вд С_р (Т_выд - Т_вд) ,

где V_лв - объем воздуха, вдыхаемого человеком в еди­ницу времени, "легочная вентиляция", м³/с; р_вд — плотность вдыхаемого воздуха, кг/м ; С_р — удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж/(кг • °С); Т_выд — температура выдыхаемого воздуха, °С; Г_вд — темпе­ратура вдыхаемого воздуха, °С.

Объем легочной вентиляции определяется как про­изведение объема воздуха, вдыхаемого за один вдох, м³, на частоту дыхания. Частота дыхания человека непо­стоянна и зависит от состояния организма и его фи­зической нагрузки. В состоянии покоя она составляет 12... 15 вдохов-выдохов в минуту, а при тяжелой фи­зической нагрузке 20...25. Полный объем легких че­ловека составляет 4...4,5 л, однако в процессе жизне­деятельности он используется неполностью, так как это требует больших затрат энергии на работу грудных мышц. Объем легких, используемый при дыхании, за­висит от интенсивности выполняемой человеком ра­боты. В состоянии покоя объем вдыхаемого воздуха составляет около 0,5 л, а при выполнении тяжелой ра­боты он увеличивается до 1,5...1,8 л. Вклад каждого из представленных выше механизмов теплообмена в про­цесс теплоотдачи от тела человека в окружающую сре­ду зависит от метеорологических условий и интенсив­ности выполняемой работы. Так, в состоянии покоя при температуре 20 °С на долю излучения приходится 50...65 %, испарения пота — 20...25 %, конвекции — 15 %, дыхания — 5 %. При изменении температуры, относительной влажности и скорости движения окру­жающего воздуха это соотношение меняется (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Показатели выделения теплоты телом человека, нахо­дящегося в спокойном состоянии в зависимости от температуры окружающей среды: 1 — теплота, выделяемая при испарении пота; 2 — теплота, выде­ляемая путем конвекции; 3 — теплота, выделяемая излучением

Нормальное тепловое состояние организма чело­века, называемое тепловым комфортом, наблюдается при условии, когда вся вырабатываемая организмом теплота 0_выр передается телом окружающей среде, т. е. выполняется равенство 0_выр = Q_отв, где Q_отв — отво­димая теплота.

Нарушение этого равенства вызывает изменение теплового ощущения человека. При Q_выр > Q_отв тепло­та накапливается в теле человека, его температура по­вышается и человеку "жарко", при Q_выр < Q_отв возни­кает дефицит теплоты в теле человека, его темпера­тура падает и человеку "холодно".

Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека. Параметры микроклимата оказывают непо­средственное влияние на тепловое самочувствие чело­века и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости движения возду­ха способствуют усилению конвективного теплообме­на и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Установлено, что при температуре свыше 25 °С работоспособность человека начинает снижаться (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Зависимость производительности труда от изменения температуры окружающей среды

Для человека определены максимальные значения допустимой температуры в зависимости от длитель­ности их воздействия и используемых средств защиты. Переносимость организмом человека высоких темпера­тур зависит от влажности и скорости движения воздуха.

Высокая влажность воздуха уменьшает скорость ис­парения пота, что ухудшает теплосъем с поверхности кожи и ведет к перегреву тела человека. Особенно не­благоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность воздуха при Т_ос > 30 °С, когда практически вся теплота, вырабатываемая в теле человека, отдается в окружающую среду за счет испарения пота.

Интенсивное потовыделение при высоких темпера­турах приводит к обезвоживанию организма. Обезвожи­вание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения, обезвожи­вание на 15...20 % приводит к смертельному исходу.

Вместе с потом организм теряет значительное ко­личество минеральных солей, микроэлементов и во­дорастворимых витаминов (С, B₁, В₂). При неблаго­приятных условиях потери жидкости организмом че­ловека могут достигать 8...10 л за смену. При этом потери соли NaCl (ее концентрация в поте составляет 0,3...0,6 %) достигают 40 г, что составляет почти 30 % ее общего количества в организме человека. Потери соли крайне опасны для организма.

Длительное воздействие высокой температуры осо­бенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в ор­ганизме и развитию его перегревания выше допусти­мого уровня — гипертермии — состоянию, при кото­ром температура тела поднимается до 38...39 °С. При гипертермии и, как следствие, тепловом ударе наблю­дается головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тош­нота, рвота, обильное потовыделение, учащение пульса и дыхания. При этом наблюдается бледность, синюш- ность, зрачки расширены, временами возникают су­дороги, потеря сознания. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С.