Влияние климатических условий на работоспособность и здоровье человека

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным потреблением энергии. Лишь часть этой энергии затрачивается человеком на выполнении работы, остальная часть энергии расходуется на основной обмен и тепловыделения с окружающей средой. Различают три способа распространения тепла: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение.

Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц – атомов, молекул или электронов – непосредственно соприкасающихся друг с другом.

Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

Тепловое излучение – процесс распространения электромагнитных колебаний с различной излучающей длиной волны, обусловленным тепловым движением атомов или излучающего тела. В реальных условиях тепло передается не каким – либо одним из указанных выше способов, а комбинированным. В производственных помещениях с большим тепловыделением приблизительно 2/3 тепла поступает за счет излучения, а почти все остальное количество приходится на долю конвекции. Количество тепла, переданного окружающему воздуху конвекцией Qк (Вт), при непрерывном процессе теплопередачи может быть рассчитано по закону теплопередачи Ньютона

QK = a∙S∙(t – tв),

где а – коэффициент конвекции, Вт/(м2∙град);

S – площадь теплоотдачи, м2;

t – температура источника, °С;

t – температура окружающего воздуха, °С.

Существенным источником теплового излучения в производственных условиях является расплавленный или нагретый металл, открытое пламя, нагретые поверхности.

Наилучшее тепловое самочувствие человека будет тогда, когда тепловыделение (Qтв) организма человека полностью отдается окружающей среде (Qто), т.е. имеет место тепловой баланс (Qтв = Qто). Превышение тепловыделения организма над теплоотдачей в окружающую среду (Qтв > Qто) приводит к нагреву организма и к повышению его температуры, человеку становится жарко. Наоборот, превышение теплоотдачи над тепловыделением (Qтв < Qто) приводит к охлаждению организма и к снижению его температуры, человеку становится холодно. Средняя температура тела человека – 36,5°С. Даже незначительные отклонения этой температуры в ту или другую сторону приводят к ухудшению самочувствия человека.

Способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры носит название терморегуляции. Терморегуляция достигается отводом излишнего тепла в процессе жизнедеятельности от организма в окружающее пространство. Эта величина зависит от степени физической нагрузки и параметров микроклимата в помещении (в состоянии покоя – 85 Вт, возрастая при тяжелой физической работе до 500 Вт).

Путями такой теплоотдачи являются: теплопроводность через одежду (Qт), конвекция тела (Qк), излучение на окружающие поверхности (Qи), испарение влаги с поверхности кожи (Qисп), а также за счет нагрева выдыхаемого воздуха (Qв), что представлено уравнением теплового баланса

Qобщ = Qт + Qк + Qи + Qисп + Qв

Вклад перечисленных составляющих передачи тепла непостоянен и зависит от параметров микроклимата в помещении, от температуры стен, потолка, оборудования. Теплоотдача конвекцией зависит от температуры воздуха в помещении и скорости его движения на рабочем месте. Влияние температуры окружающего воздуха на человеческий организм связано в первую очередь с сужением или расширением кровеносных сосудов кожи. Под действием низких температур воздуха кровеносные сосуды кожи сужаются, в результате чего замедляется приток крови к поверхности тела и снижается теплоотдача от поверхности тела за счет конвекции и излучения. При высоких температурах окружающего воздуха наблюдается обратная картина: за счет расширения кровеносных сосудов кожи и увеличения притока крови существенно увеличивается теплоотдача в окружающую среду.

Длительный перегрев организма приводит к обильному потоотделению, учащению пульса и дыхания, резкой слабости, головокружению, появлению судорог, а в тяжелых случаях - возникновению теплового удара.

Переохлаждение же приводит к возникновению простудных заболеваний, хронических воспалений суставов, мышц. Чтобы избежать всего этого, нужно создать оптимальные микроклиматические условия на рабочих местах, что несомненно создает предпосылки для высокой работоспособности.

Еще статьи по теме

Утилизация радиоактивных отходов
Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития науки и техники достигли таких размер ...

Влияние биологических факторов на здоровье человека туберкулез
В природной среде существуют биологические факторы, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, гельминты, простейшие. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организм ...