Теплоотдача конвекцией

Количество тепла, передаваемое в единицу времени конвекцией , зависит от площади обдуваемой поверхности тела , разности температур тела человека и окружающего воздуха , а также скорости движения воздуха:

(2)

где: – коэффициент конвективного теплообмена, ; при малых скоростях воздуха (V < 4 м/с) его значение может быть определено как

где: – скорость движения воздуха в исследуемом помещении;

е – константа; е = 2,72.

Теплоотдача испарением

(3)

где: – коэффициент испарительного теплообмена, Вт/м²  с  град;

– площадь поверхности тела, участвующей в испарении;

– парциальные давления насыщенного водяного пара соответственно при температуре тела человека и температуре окружающего воздуха, кПа.

При повышении температуры окружающего воздуха до 30°С и выше основной путь теплопередачи – испарение. Рефлекторно усиливается работа потовых желез, и влага с потом выделяется из организма. При испарении 1 л воды отводится 2,46  10³ кДж тепловой энергии.

Длительное пребывание человека в воздушной среде при неблагоприятных значениях параметров микроклимата ведет к нарушению терморегуляции, перегреву организма ( =38-39°С), учащению пульса, обильному потовыделению и способствует возникновению ряда заболеваний. Вместе с потом из организма удаляются соли (с 5 л пота удаляется 20-50 г солей в сутки). Нарушение водно-солевого обмена может привести к возникновению заболеваний почек, нарушений сердечно- сосудистой и нервной систем.

В условиях, когда теплоотдача осуществляется только испарением пота, а влажность воздуха превышает 75-89%, может наступить перегревание организма. Наиболее характерными признаками его являются повышение температуры тела, жажда, учащение пульса и дыхания. При значительном перегреве одышка, головная боль, головокружение. Эта форма нарушения терморегуляции называется тепловой гипертермией. Другая форма перегревания известна под названием судорожная болезнь – нарушение водно-солевого обмена. Она протекает в форме судорог, сопровождается сгущением крови, потерей большого количества пота. В дальнейшем наступает тепловой удар с потерей сознания, повышением температуры до 40-41°С, учащенным слабым пульсом. Характерным признаком тяжелого поражения является почти полное прекращение потоотделения. Тепловой удар и судорожная болезнь могут закончиться смертельным исходом.

Длительное переохлаждение приводит к заболеваниям периферийной нервной системы, радикулиту, невралгии лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, суставному и мышечному ревматизму, бронхиту и другим заболеваниям.

Таким образом, при неблагоприятных метеорологических условиях могут возникнуть изменения физиологических функций организма человека, вызывающие снижение физической и умственной активности (деятельности), что приводит к уменьшению производительности труда.

Поэтому оценка и правильный выбор метеорологических условий в производственном помещении имеют большое значение как с медицинской, так и с экономической точек зрения.

Нормирование параметров микроклимата

Для создания нормального теплового баланса организма человека параметры микроклимата в производственном помещении нормируются. Основной принцип нормирования микроклимата – создание благоприятных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой. Параметры микроклимата регламентируются ГОСТ 12.1.005–88 «Воздух рабочей зоны» и СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Параметрами, характеризующими микроклимат в воздухе рабочей зоны, являются:

• температура воздуха – , °С;

• температура поверхностей – , °С;

• относительная влажность воздуха – , %,

• скорость движения воздуха – , м/с, в зависимости от тяжести выполняемой работы, периода года, интенсивности теплового облучения и времени выполнения работы.