Методи комплексної оцінки впливу мікрокліматичних факторів на організм

Показники	Методи
	Кататермометрії	Еквівалентно-ефективної температури (ЕЕТ)	Результуючої температури (РТ)
Чинники, які враховуються даним методом.	Температура повітря, швидкість руху повітря, радіаційна температура.	Температура повітря, вологість повітря, швидкість руху повітря.	Температура повітря, вологість повітря, швидкість руху повітря, радіаційна температура.
Показники, що використовуються для оцінки реакції організму.	Охолоджуюча здатність середовища (охолодження резервуару кататермометра – Н).	Теплове відчуття людини.	Теплове відчуття людини.
Одиниці вимірювання	мкал/см2.с	Умовні одиниці (град. ЕЕТ).	Умовні одиниці (град. РТ).
Зона теплового комфорту при роботі різної важкості: - легка; - середньої важкості; - важка.	5,5 – 7,0 8,4 – 10,0 15,4 – 18,4	17,2 – 21,7 16,2 – 20,7 14,7 – 19,2	16 – 18 13 – 16 10 – 13
Недоліки методу:	1. Охолодження приладу прирівнюється до реакції людини. 2. Не враховується вплив вологості повітря.	Не враховуються втрати тепла випромінюванням.	Не враховуються індивідуальні особливості стану організму (здоровий, хворий та інше).

Перша половина заняття завершується тим, що на підставі даних вимірювання мікрокліматичних умов, показників клініко-фізіологічних досліджень процесів терморегуляції, суб’єктивного почуття і охолоджуючих властивостей середовища, отриманих за допомогою кататермометра, студенти роблять висновки про мікрокліматичні умови закритих приміщень та їх вплив на тепловий стан організму.

Для зручності результати вимірювання параметрів мікроклімату та його впливу на теплообмін заносять у таблиці 2, 3.

Таблиця 2.

Параметри мікроклімату в закритих приміщеннях

Приміщення (в дужках вказати різновид мікроклімату)	Показники стану мікроклімату				Охолоджуюча здатність середовища за кататермометром, мкал/с.см2
	температура повітря, С	відносна вологість, %	швидкість руху повітря, м/с	середня радіаційна температура, С
І ( ) ІІ ( )

Таблиця 3.

Клінічно-фізіологічні показники стану організму і суб’єктивного відчуття осіб, що знаходились в різних приміщеннях.

Прізвище, ім’я та по-батькові особи	Результати спостереження
	Кількість дихальних актів за хв.	Пульс, ударів за хв.	Артеріальний тиск, мм рт. ст.	Температура тіла, С	Температура шкіри чола, тилу кисті, С	Різниця температур t1 – t2 t1 – шкіри чола t – тилу кисті, ºС	Наявність та інтенсивність потовиділення, ум. одиниць (-; +; + +; + + +)	Суб’єктив-не тепло- відчуття
І. Контрольна група (комфортний мікроклімат)
А. В стані спокою.
1.
2.
3.
В. Після дозованого навантаження.
1.
2.
3.
ІІ. Піддослідна група (дискомфортний мікроклімат: нагріваючий, охолоджуючий - підкреслити)
А. В стані спокою.
1.
2.
3.
Б. Після дозованого навантаження.
1.
2.
3.

Методика оцінки теплового балансу людини шляхом розрахунку тепловиділення

Оцінка теплового самопочуття людини виконується шляхом порівняння величини теплоутворення при виконанні роботи і тепловиділення, визначених шляхом розрахунку – кількості тепла, яке виділяється людиною випромінюванням, проведенням, випаровуванням вологи.

Вихідні показники:

а) теплопродукція організму у спокої складає 0,8 – 1,5 ккал (3,34 – 6,27 кДж) на 1 кг маси тіла за 1 годину, при виконанні важкої роботи – 7-9 ккал/кг год;

б) поверхня тіла “середньої” людини зі зростом 170 см та масою тіла 65 кг складає приблизно 1,8 м2 (див. табл. 5);

в) у виділенні тепла проведенням та випаровуванням поту приймає участь 100 % поверхні тіла;

г) у виділенні тепла випромінюванням бере участь 80 % поверхні тіла (див. дані табл. 4).

Якщо є однобічне джерело теплової радіації, то по відношенню до нього у теплообміні випромінюванням бере участь 40 % поверхні тіла.

Таблиця 5.

Залежність поверхні тіла людини від її маси

Маса тіла, кг	Поверхня тіла, кв. м
	100 %	80 %
40	1,323	1,058
45	1,482	1,186
50	1,535	1,228
55	1,635	1,308
60	1,729	1,383
65	1,830	1,464
70	1,922	1,538
75	2,008	1,606
80	2,098	1,678
85	2,188	1,750
90	2,263	1,810
95	2,338	1,870
100	2,413	1,930

Формула для розрахунку тепловиділення випромінюванням (радіацією):

Qрад. = 4,5 (Т1 – Т2) S

(1)

де: Q – кількість тепла, що виділяється випромінюванням, ккал/год;

Т1 – температура тіла, С;

Т2 – температура внутрішньої поверхні стін С;

S –площа поверхні тіла, кв. м.

Формули для розрахунку тепловиділення проведенням:

Qпр = 6(Т1 – Т2)  (0,5 + ) S	(2.1)
Qпр = 7,2 (Т1 – Т2)  (0,27 + )S	(2.2)

де : Q – кількість тепла, виділеного проведенням, ккал/год;

6; 0,5 – постійні коефіцієнти при швидкості руху повітря менше 0,6 м/с;

Т1 – температура тіла, С;

Т2 – температура повітря,С;

7,2; 0,27 – постійні коефіцієнти при швидкості руху повітря більше 0,6 м/с;

V – швидкість руху повітря, м/с;

S –площа поверхні тіла, кв. м.

Формула для розрахунку максимальної кількості води, яка може випаровуватися з поверхні тіла:

Рвип = 15(Fmax – Fабс)  (0,5 + )S

(3.1)

де: Рвип – кількість води, яка може випаровуватися з поверхні тіла при даних умовах, мл/год;

15 – постійний коефіцієнт;

Fmax – максимальна вологість при температурі шкіри тіла;

Fабс – абсолютна вологість при даній температурі повітря.

“Fабс” – можна визначити за формулою:

(3.2)

де: F max– максимальна вологість при температурі шкіри тіла, мм рт.ст. ;

Fвідн.– відносна вологість при даній температурі повітря, %;

(Fmax – Fабс) – фізіологічний дефіцит насичення, мм рт.ст.;

V – швидкість руху повітря, м/с;

S – площа поверхні тіла, м2.

Кількість тепла, що виділяється при цьому, можна розраховувати,помноживши результат на 0,6 (калорійний коефіцієнт випаровування 1 г води), або замість коефіцієнта “15” у формулі (3.1) поставити цифру “9” (0,6  15 = 9). При цьому необхідно врахувати, що нормальне теплове самопочуття зберігається, якщо величина випаровування поту не перевищує 250 мл, на що витрачається 150 ккал.

6. Матеріали методичного забезпечення заняття.

6.1. Завдання для самоперевірки вихідного рівня знань-вмінь /з наданням у кінці блоку завдань еталонів відповідей – задачі II рівня; тести різних типів також з еталонами відповідей/.

1. Назвіть, при поєднанні яких метеорологічних факторів виникає перегрів організму:

A.Високая температура повітря, висока вологість повітря, малу швидкість руху повітря

B. Висока вологість повітря, низький вміст вуглекислого газу

C. Велика швидкість руху повітря, низька температура повітря, оптимальний вміст вуглекислого газу

D. Висока температура повітря, низька вологість повітря, високий вміст вуглекислого газу

E. Низька температура повітря

2. Назвіть патологічні зміни в організмі людини, що виникають внаслідок впливу охолоджуючого мікроклімату:

A.Острая гіпотермія

B. Сонячний удар

C. Загальна гіпертермія

D. Місцеві запалення різних ділянок тіла

E. Зниження слуху

3. Дайте визначення поняттю "тепловий удар":

A.Преімущество теплопродукції над тепловіддачею

B. Інфекційне захворювання

C. Результат дії ультрафіолетового випромінювання

D. Перевага тепловіддачі над теплоутворення

E. алергічні захворювання

4. Вкажіть напрямок профілактики несприятливого впливу мікроклімату на організм людини:

A.Медіко? Профілактичні заходи

B. Покращення водопостачання

C. Оптимізація режиму харчування

D. Водопостачання населених місць

E. Зниження рівнів шуму і вібрації

5. Назвіть показники мікроклімату, які враховуються при визначенні еквівалентно-ефективних температур (Еет):

A.Влажность повітря, температура повітря, швидкість руху повітря

B. Вологість повітря, атмосферний тиск

C. Вологість повітря, швидкість руху повітря

D. Вологість повітря, температура повітря

E. Радіаційна температура, атмосферний тиск

6. Перелічіть показники мікроклімату, які використовуються при визначенні результуючої температури (РТ):

A.Влажность повітря, температура повітря, швидкість руху повітря, радіаційна температура

B. Вологість повітря, температура повітря

C. Радіаційна температура, швидкість руху повітря

D. Радіаційна температура, вологість повітря

E. Швидкість руху повітря, атмосферний тиск

7. Назвіть ознаки комфортного теплового самопочуття людини:

A.Отсутствіе напруженості механізмів терморегуляції

B. Механізми терморегуляції є напруженими

C. Знижені функціональні можливості центральної нервової системи

D. Знижена працездатність

E. Організм лабільний до дії факторів навколишнього середовища

8. Назвіть метод оцінки комплексного впливу мікрокліматичних факторів на організм людини:

A.Определеніе результуючої температури

B. Дослідження з приминением методу термографії

C. Спирография

D. Перепад температури по вертикалі

E. Визначення середньої температури приміщення за минулу добу

9. Назвіть межі величин ефективних температур (ЕТ, град) найбільш комфортного теплового самопочуття:

A.17,2 - 21,7

B. 17,5 - 22,4

C. 10,0 - 15,0

D. 14,0 - 18,0

E. 16,2 - 20,0

10. Вкажіть межі величин кататермометр (млкал / см • с), при яких у людей сидячій професії визначається оптимальне теплове самопочуття:

A.5,5 - 7,0

B. 5,0 - 7,0

C. 1,2 - 1,6

D. 3,0 - 4,0

E. 2,4 - 2,6

6.2. Інформацію, необхідну для формування знань-вмінь можна знайти у підручниках: / надаються основні літературні джерела з позначенням сторінок/:

• Основна

1. Даценко І.І., Габович Р.Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології. - К.: Здоров'я, 2009. – С. 106-116, 281-283.

2. Бардов В.Г., Москаленко В.Ф., Омельчук С.Т., Яворовський О.П. та ін. Гігієна та екологія. – Вінниця : Нова Книга, 2006. – С.71-93.

• Додаткова

1. Загальна гігієна. Посібник для практичних занять / За ред. І.І. Даценко. –

Львів: Світ, 2001.- С. 9-32.

7. Матеріали для самоконтролю якості підготовки.

А. Питання для самоконтролю

1. Поняття про мікроклімат і фактори, що його характеризують.

2. Гігієнічне значення температури повітря, радіаційної температури. Основні закони термодинаміки, закон Стефана-Больцмана.

3. Гігієнічне значення та показники вологості повітря (абсолютна, максимальна, відносна, фізіологічна вологість, дефіцит, фізіологічний дефіцит насичення, точка роси).

4. Гігієнічне значення швидкості руху атмосферного повітря та повітря закритих приміщень.

5. Прилади для вимірювання параметрів мікроклімату, принципи їх побудови та методика використання.

6. Загальна методика гігієнічного вивчення метеорологічних факторів та мікроклімату приміщень.

7. Теплова рівновага та теплообмін організму з навколишнім середовищем. Фізіолого-гігієнічна характеристика теплопродукції і тепловіддачі. Суб’єктивні та об’єктивні показники теплового стану людини.

8. Охолоджуючий мікроклімат та його вплив на організм людини. Фізіологічні реакції та захворювання, що ним обумовлені (переохолодження, відмороження та інші).

9. Нагріваючий мікроклімат та його вплив на організм людини. Фізіологічні та патологічні прояви гострого та хронічного перегрівання. Сонячний, тепловий удар. Профілактика перегрівання.

10. Методи вивчення впливу мікроклімату приміщень на організм людини: метод кататермометрії, ефективних, еквівалентно-ефективних, результуючих температур, їх порівняльна гігієнічна оцінка.

11. Розрахунок та комплексна гігієнічна оцінка теплового балансу організму: розрахунок теплопродукції та тепловіддачі (випромінюванням, конвекцією, випаровуванням, сумарних) в залежності від мікроклімату.

Б. Тести для самоконтролю з еталонами відповідей.

1. Назвіть зрушення у стані здоров’я при перегріванні організму:

Даценко І. І., Габович Р. Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології: Підручник. ― 2 видання: К.: Здоров’я, 2004. ― С. 105, 108.

1). Сонячний удар

*2). Тепловий удар

3). Простудні захворювання

4). Електро- та фотоофтальмія

5). Місцеві запальні ураження

2. Назвіть, при поєднанні яких метеорологічних факторів виникає переохолодження організму:

Даценко І. І., Габович Р. Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології: Підручник. ― 2 видання: К.: Здоров’я, 2004. ― С. 109.

1). Низька швидкість руху повітря

*2). Висока швидкість руху повітря

3). Висока температура повітря

4). Низька вологість повітря

5). Високий атмосферний тиск

3. Перерахуйте клінічні стадії при переохолодженні організму, всі - крім:

Даценко І. І., Габович Р. Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології: Підручник. ― 2 видання: К.: Здоров’я, 2004. ― С. 110.

1). Компенсаторна

2). Коматозна

* 3). Ішемічна хвороба серця

4). Адинамічна

5). Загострення хронічних хвороб

4. Назвіть показники мікроклімату, які враховуються при визначенні еквівалентно-ефективних температур (ЕЕТ):

Гігієна та екологія: Підручник / За редакцією В. Г. Бардова. ― Вінниця: Нова Книга, 2006. ― С. 98.

1). Вологість повітря, атмосферний тиск

2). Вологість повітря, швидкість руху повітря

3). Вологість повітря, температура повітря

*4).Вологість повітря, температура повітря, швидкість руху повітря

5). Радіаційна температура, атмосферний тиск

5. Назвіть патологічні зміни в організмі людини, що виникають внаслідок впливу охолоджувального мікроклімату:

Даценко І. І., Габович Р. Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології: Підручник. ― 2 видання: К.: Здоров’я, 2004. ― С. 109.

*1). Розвиток простудних захворювань

2). Сонячний удар

3). Загальна гіпертермія

4). Місцеві запалення різних ділянок тіла

5). Зниження слуху

В. Задачі для самоконтролю з відповідями.

Типова ситуаційна задача №1

Оцінити теплове самопочуття “стандартної людини” (поверхня тіла 1,8 м2, зріст 170 см, маса 65 кг) у легкому одязі при температурі поверхні тіла 36 С, яка виконує важку роботу (570 ккал/год) у приміщенні, де температура повітря 32 С, середня радіаційна температура 22 С, швидкість руху повітря 0,7 м/с, відносна вологість 70 %.

За спрощеною формулою (1) визначаємо тепловіддачу за рахунок випромінювання (віддачі тепла з 80 % поверхні тіла) та проведення:

Qрад = 4,5(36-22)  1,8  0,8 = 90,72 ккал/год

Qпров = 7,2  (36-22)  (0,27 + 0,83)  1,46 = 160 ккал/год

Еталон відповіді:

Для розрахунку максимальної кількості води, яка може випаровуватись з поверхні тіла, за таблицею “Максимальна напруга водяних парів при різних температурах” визначаємо величину максимальної вологості при температурі 36 С. Вона складає, згідно таблиці, 42,2 мм рт. ст.

Абсолютну вологість при температурі повітря 32 С визначимо за спрощеною формулою (3.2):

Fабс. = = 29,5 мм рт.ст.

Підставимо знайдені результати у формулу (3.1):

Рвип =15  (42,2 – 29,5)  (0,5 = 0,83)  1,8 = 456 мл/год.

Кількість тепла відданого випаровуванням при цьому складає:

456  0,6 = 273,6 ккал/год.

Розраховуємо сумарне тепловиділення:

Q = 90, 72 + 160,0 + 273,6 = 524,32 ккал.

Зіставляючи розрахункове тепловиділення і теплопродукцію (570 ккал/год) для оцінки теплового самопочуття людини можна прийти до висновку, що в умовах даного приміщення теплопродукція людини перевищує величину тепловиділення. Мікроклімат приміщення викликає нагріваючий ефект.

Примітка: Приведені розрахунки не враховують виділення тепла диханням: на нагрівання вдихаємого повітря та на випаровування вологи з поверхні легень, що складає в комфортних умовах біля 15% загальної кількості тепловиділення. Ми вдихаємо повітря певної температури і вологості, а видихаємо повітря, нагріте до температури тіла і на 100% насичене вологою.

8.Матеріали для аудиторної самостійної підготовки:

8.1. Перелік навчальних практичних завдань, які необхідно виконати під час практичного (лабораторного) заняття:

1. Дайте оцінку теплового стану організму методом кататермометрії за такими результатами вимірювання: термін охолодження кататермометра з 38 до 35 С в одному приміщенні 3 хвилини і 15 секунд, в другому приміщенні – 1 хвилина 25 секунд. Фактор кататермометра F = 630.

2. Визначте еквівалентно-ефективну температуру у приміщенні, в якому температура повітря за сухим термометром аспіраційного психрометра Ассмана складає 25 С, за вологим 19 С, швидкість руху повітря 2 м/с. Зробіть висновок про тепловий стан організму.

3. Визначте результуючу температуру в приміщенні, температура повітря якого за сухим термометром психрометра Ассмана складає 25 С, швидкість руху повітря 2,5 м/с, абсолютна вологість повітря 10,5 мм рт.ст., середня радіаційна температура 18 С. Людина виконує важку роботу. Зробіть висновок про тепловий стан організму.

9. Інструктивні матеріали для оволодіння професійними вміннями, навичками: