Комплексная оценка теплового состояния среды презентация

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

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.

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.

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.

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%.

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.

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.

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.

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)
F — фактор кататермометра
t — время опускания столбика с 38 до 350.

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.

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.

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.

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

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.

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

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%).

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:

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.)

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%).

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 20-25%).
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.