Комплексная оценка теплового состояния среды

1.

Комплексная оценка
теплового состояния
среды

2.

Микроклимат — состояние окружающей
среды, обусловленное физическими
свойствами воздуха в ограниченном
пространстве.
Микроклимат:
– нагревающий
– оптимальный
– охлаждающий

3.

Теплообмен организма поддерживается
путем уравновешивания процессов
химической и физической терморегуляции.
Химическая терморегуляция
определяется способностью организма
изменять интенсивность обменных
процессов. Накопление тепла в организме
происходит как в результате окисления
пищевых веществ и выработки тепла при
мышечной работе, так и от лучистого тепла
солнца и нагретых предметов, теплого
воздуха и горячей пищи.

4.

Организм отдает тепло путем:
– проведения (при соприкосновении с холодными
поверхностями). Зависит от разницы
температуры поверхности тела человека и
предмета, а также от теплопроводности этих
предметов. Теплопроводность воздуха ничтожна,
поэтому отдача тепла через неподвижный воздух
исключена.
– конвекции (при нагревании воздушных масс).
Зависит от площади поверхности тела человека,
разности температуры воздушной среды и тела и
от скорости движения воздуха.

5.

– Излучения (лучистый, радиацонный
теплообмен) (возможна вблизи предметов
и ограждений, имеющих более низкую
температуру, чем кожа человека). Зависит
только от теплового состояния нагретого
предмета и не зависит от температуры
воздушной среды.
– испарения пота, выдыхаемым воздухом и
физиологическими отправлениями.

6.

Терморегуляционные механизмы
функционируют под контролем ЦНС, в
зависимости от ее состояния возможно
изменение процессов как теплопродукции,
так и теплоотдачи.
В состоянии покоя и теплового комфорта:
– теплопотери конвекции составляют
15,3%
– излучением 55,6%
– испарением 29,1%.

7.

Радиационный баланс — это
соотношение тепла излучаемого от
поверхности тела человека и
излучаемого от окружающих предметов
и ограждений.
Лучистое тепло и конвекционное
(тепло воздушных масс), вызывают
одно и тоже субъективное ощущение,но
механизм и пути воздействия на
организм различны. Лучистое тепло —
проникающее, конвекционное —
воздействует на поверхность тела.

8.

Радиационной баланс:
– нулевой — если поверхность тела
человека излучает столько тепла,
сколько получает от окружающих
предметов.
– Положительный — если
температура окружающих предметов
и ограждений выше, и человек
получает больше тепла, чем отдает.
– Отрицательный, если человек
излучает больше тепла, чем
получает.

9.

При нарушении радиационного
баланса происходит переохлаждение
или перегревание.
Для суммарной характеристики
теплового состояния среды
используются приборы
(кататермометр, шаровой термометр) и
методы эффективных и
результирующих температур и другие.

10.

1.Кататермометрия (нагреваем, засекаем время
падения столбика спирта с 38 до 350С).
учитывает температуру и скорость движения
воздуха.
Нагреваемый спиртовой термометр —
кататермометр представляет собой «аналог»
кожи человека и остывает с 38 до 350, то есть
при средней температуре 36,50.
Н= F/t
Н — величина охлаждения кататермометра (в
помещениях тепловой комфорт будет иметь
место при значениях 5-7 милликалорий/см2
секунду)

11.

2.Шаровой термометр.
Прибор: шар 15 см в диаметре, покрытый сажей.
Термометр (носик его в центре шара),
герметично закрыт.
Температура внутри шара зависит от:
- количества инфракрасных лучей
- радиационного тепла
- температуры воздуха
- скорости движения воздуха
НЕ учитывает влажность.
Получаем радиационно-конвекционную
температуру (t0 шара).
По номограмме.

12.

Расчет индекса влажной шаровой
температуры (ВШТ).
ВШТ = 0.7 х t влажного термометра
+ 0.2 х t шарового термометра + 0.1 х
t сухого термометра.
ВШТ 36 для мужчин.

13.

3. Метод эффективных температур
(ЭТ):
Эффективная температура — условная
t отражающая одинаковые
теплоощущения людей при разных
сочетаниях t, скорости движения
воздуха, влажности. Иными словами,
это условная температура, зависящая
от трех параметров.

14.

Номограмма.
- зона комфорта — 17,2 — 21,70 ЭТ
- линия комфорта 18,1 — 18,90 ЭТ
- верхний предел за которым наступает снижение работоспособности 26-26,50 ЭТ
- тепловое равновесие (без повышения t тела) возможно только при ЭТ не более 28-290

15.

4. Метод результирующих температур (РТ):
Позволяет определить суммарное тепловое действие на человека всех
четырех метеорологических компонентов.
Определяют:
а) по номограмме: измеряют температуру воздуха, скорость движения
воздуха, среднюю радиационную температуру и абсолютную влажность.
1. в левой части номограммы имеется сетка: по вертикали — температура
воздуха, по горизонтали — скорость движения воздуха. На пересечении этих
линий ставится точка №1.
2. Точка №2 на вертикальной шкале средней радиационной температуры
3. Точки соединяются, находят «сухую» РТ.
4. Точку «сухой» РТ соединяют прямой линией с соответствующим
значением абсолютной влажности в мм.рт.ст.
5. На пересечении этой линии с линией, соответствующей скорости движения
воздуха, находят фактическую результирующую температуру.

16.

Нормы как для ЭТ.
б) по формуле Яглоу.
РТ = 0.7 х t влажного термометра + 0.3 х t шара

17.

5. Комплексная оценка теплового состояния
среды по уравнению теплового баланса:
Q теплопродукции=Qтеплоотдачи
Q продукции:
влияющие факторы:
- физическая нагрузка
- питание
- климатические условия
Q отдачи = Q конвекция — отдача тепла
воздуху (человек сидя отдает 30%) + Q
проведение (м.б + или - ) + Q испарение
(отдаем 15-20%) + Q излучение — отдача тепла
ограждающим поверхностям (50%).

18.

влияющие факторы:
- t окружающей среды
- t кожи (зависит от состояния здоровья и
физических нагрузок)
- фактор питания
- от нагревающего климата
Отдачу тепла конвекцией, проведением и
излучением объединяют одним понятием —
тепловой поток (ТП). Тепловой поток с
поверхности тела зависит от разницы
температур кожи и среды, а также от тепловых
свойств одежды:

19.

ТП=Кодежды (tк – КП)
ТП — величина теплового потока в
к.калориях/час
Кодежды — коэффициент
теплопередачи одежды в
ккал/час.м2oКП
tк — средневзвешенная
температура кожи в oС
КП — комплексный показатель
теплового состояния среды (ЭТ, РТ,
РКТ и др.)

20.

Q теплопродукции = Кодежды х(tк - КП) + Qисп
Кодежды — коэффициент теплоотдачи одежды
(ккал/час м2 КП0)
tк — средневзвешенная температура кожи (в
комфортных условиях 34o)
КП — комплексный показатель состояния среды
(ЭТ, РТ, РКТ и др.)
Qисп — количество потерь тепла испарением (в
комфортных условиях 20-25%).

21.

КП =tк — ((Qтп – Qисп)/Кодежды)
КП — комплексный показатель состояния среды (ЭТ, РТ, РКТ и др.)
Кодежды — коэффициент теплоотдачи одежды (ккал/час м2 КП0)
- зимняя одежда — 3
- летняя одежда — 7
- комнатная одежда — 5
tк — средневзвешенная температура кожи (в комфортных условиях 34o)
Qисп — количество потерь тепла испарением (в комфортных условиях 2025%).
Qтп — можно рассчитать методом прямой каллориеметрии.
- в покое 90 ккал/час
- легкий физический труд — 100 ккал/час
- средний — 115 ккал/час
- тяжелый — 130 ккал/час.

22.

Пример:
1. t кожи 34o
2. Qтп — 90 ккал/час
3. Qисп 20% , от 90 ккал/час —
(18ккал/час)
4. Кодежды 5.
КП = 34O – ((90ккал/час — 18
ккал/час)/5))= 19,6OКП