Протокол самостоятельной работы

Для проведения исследований студенты делятся на 3 группы. Первая группа студентов исследует тепловое состояние человека при нахождении в тепловом комфорте, вторая – при выполнении легкой физической работы. Третья – при выполнении работы средней тяжести. Тяжесть физической работы для второй и третьей группы моделируется при помощи степ-теста (при восхождении испытуемых на ступеньку высотой 25 см со скоростью 15 и 30 восхождений в 1 минуту) в течение 15 минут.

Тяжесть физической работы высчитывается по формуле

,

где W – мощность работы в ваттах

М – масса тела испытателя с одеждой и обувью, кг;

h – высота ступеньки, м

n – количество подъемов на ступеньку в 1 мин.

Средневзвешенная температура кожи человека, выполняющего физическую работу различной тяжести, может быть определена из уравнения

Тсвк = (36,07 - 0,0354 ) х Q энерготраты /1,8

Параметры микроклиматических условий берутся из материалов исследований на прошлом занятии.

По приведенным формулам рассчитать:

- средневзвешенную температуру тела: ____________________________;

- мощность физической работы: __________________________________;

- потери тепла радиационным путем: ______________________________;

- потери тепла конвекцией: ______________________________________;

- потери тепла испарением: ______________________________________;

- суммарные теплопотери организма человека: ______________________;

- определение теплового состояния человека

В выводе представить оценку теплового состояния человека

Контрольные вопросы к занятию

1. Как осуществляется теплообмен организма человека с окружающей средой?

2. Какие существуют пути теплоотдачи организмом человека?

3. Представьте формулу теплового баланса человека.

4. Представьте долю отдачи тепла организмом человека различными путями в комфортных условиях, в холодном климате и жарком климате.

Материальное оснащение занятия

Метроном, Ступеньки высотой 25 см для проведения степ-теста, секундомер, аппарат для измерения артериального давления.

Лабораторная работа № 3

Тепловое состояние человека – основа для проектирования бытовой одежды различного назначения

Цель работы: определить адекватность теплозащитных свойств одежды при различной физической активности

Содержание работы:

1. Рассчитать каждому студенту индивидуальную величину основного обмена исходя из индивидуального возраста и массы тела (по таблице 1).

2. Определить каждому студенту коэффициент физической активности, исходя из индивидуального хронометража суточного алгоритма деятельности.

3. Определить суточные энерготраты и группу профессионального признака.

4. Определить адекватность теплозащитных свойств одежды при различной физической активности.

Методические указания

1. Суточные энерготраты человека

Суточные энерготраты рассчитываются путем определения энергостоимости всех основных видов деятельности (состояний человека) на протяжении суток и суммирования их величин с учетом данных хронометража.

Вариантом расчетного метода является способ, предложенный экспертами ФАО/ВОЗ (1987). В этом случае энергостоимость каждого вида деятельности оценивается с помощью коэффициента пересчета по отношению к величине основного обмена

Величина основного обмена прогнозируется по уравнениям, учитывающим возраст и массу тела.

Таблица 3.1 – Уравнения для расчетов величины основного обмена с учетом массы тела (МТ), кг

Возраст, число лет	Основной обмен
	У мужчин ккал/сутки	У женщин ккал/сутки
10-18	17,5 МТ+651	12,2 МТ+746
18-30 30-60	15,3 МТ+679	14,7МТ + 496
	11,6 МТ+879	8,7 МТ+ 829
Более 60	1365 МТ + 487	10,5 МТ + 596

Таблица 3.2 – Энерготраты взрослого человека при различной физической активности по отношению к величине основного обмена

Вид деятельности	Коэффициент пересчета ВОО
	Мужчины	Женщины
Сон	1,0	1,0
Положение лежа	1,2	1,2
Отдых сидя	1,2	1,2
Положение стоя	1,4	1,4
Туалет	1,8	1,8
Ходьба: по дому	2,5	2,4
медленная	2,8	3,0
В обычном темпе	3,2	3,4
С грузом 10 кг	3,5	4,0
Прием пищи	1,5	1,7
Езда в транспорте	1,7	1,5
Чтение литературы	1,6	1,6
Работа на занятии	1,9	1,8
Перерыв между занятиями	2,8	2,5
Хозяйственные работы по дому	3,3	3,3

Каждому студенту индивидуально для себя откорректировать суточный хронометраж деятельности. За основу взять материалы табл.3.3

Затем определить, так называемый, коэффициент физической активности (КФА) с учетом всего суточного бюджета времени (по таблице 3.3)

Таблица 3.3 – Расчет коэффициента физической активности для определения потребности в энергии студентки института сервиса (возраст Х год, масса тела Х кг, ВОО= Х ккал.

Вид деятельности	Коэффициент пересчета ВОО	Продолжительность деятельности, ч		Вклад за сутки
				типовой	индивидуальный
		Типовая	индивидуальная
Сон	1,0 х ВОО	8		8,0
Отдых лежа	1,2 х ВОО	1		1,2
Отдых сидя	1,2 х ВОО	1		1,2
Положение стоя	1,4 х ВОО	1		1,4
Туалет	1,8 х ВОО	0,5		0,9
Прием пищи	1,7 х ВОО	1,0		1,7
Езда в транспорте	1,5 х ВОО	1,5		2,25
Учебные занятия	1,8 х ВОО	4,5		8,1
Чтение литературы	1,6 х ВОО	1,0		1,6
Ходьба медленная	3,0 х ВОО	1,5		4,5
Ходьба в обычном темпе	3,4 х ВОО	1		3,4
Хозяйственные работы по дому	3,3 х ВОО	0,5		1,65
Ходьба по дому	2,4 х ВОО	1,5		3,6
За сутки		24		39,5

КФА = Х : 24 =Х. Расчетная потребность в энергии составляет ВОО х КФА= Х ккал.

Таким образом, суточная потребность студенток в энергии составляет Х ккал.

2. Теплообмен человека с окружающей средой

Комфортные теплоощущения могут сохраняться у человека в течение длительного времени только при условии обеспечения теплового баланса организма. Это достигается координацией процессов, направленных на выработку тепла в организме и его выведение, и осуществляется аппаратом химической и физической терморегуляции, а также сознательными приспособительными действиями человека, направленными на создание оптимального микроклимата путем использования одежды и жилища.

В общем виде тепловой баланс может быть представлен следующим уравнением:

М + R = Qрад + Qконв + Qисп + Qдых + L +- D, где

М – энергетические затраты человека, Вт

R – тепло, получаемое человеком извне (за счет солнечной радиации, или иных источников тепла), Вт;

Qрад – потери тепла радиацией,Вт

Qконв – потери лучей конвекцией,Вт

Qисп – потери тепла испарением влаги,Вт

Qдых – потери тепла дыханием (за счет нагревания вдыхаемого воздуха),Вт;

L – затраты тепла на механическую работу, Вт.

D – дефицит тепла в организме человека, Вт.

Определение теплового баланса и степени его нарушения позволяет оценить теплоизоляционные свойства одежды, а также прогнозировать время возможного пребывания человека в условиях его эксплуатации.

3. Теплообразование в организме

Если человек находится в состоянии относительного покоя (лежа, сидя, стоя), то практически вся энергия, образующаяся при обмене (М), выделяется в конечном итоге в виде тепла (Q).

При физической работе часть этой энергии может расходоваться в виде механической (L). Таким образом, энергия, Вт, выделяемая в виде тепла и расходуемая на поддержание внутренней температуры тела человека, составляет при физической работе

Q = М – L. Отношение L/ М является показателем эффективности внешней механической работы (э ). Исходя из этого, величина теплоотдачи Вт, составит

Q = М (1–э)