Поняття теплового балансу - Студопедія
Тепловий баланс має місце при , де - Тепловиділення людини; - тепловиділення довкілля. При тепловому балансі температура внутрішніх органів залишається незмінною.
Теплообмін між людиною та навколишнім середовищем здійснюється конвекцією в результаті омивання тіла повітрям, теплопровідністю, випромінюванням на навколишні поверхні та в процесі тепломасообміну, при випаровуванні вологи, що виводиться на поверхню шкіри потовими залозами, та при диханні:
.
Параметри – температура навколишніх предметів та інтенсивність фізичного навантаження організму – характеризують конкретну виробничу обстановку та відрізняються великою різноманітністю. Інші параметри – температура, швидкість, відносна! вологість та атмосферний тиск навколишнього повітря отримали назву параметрів мікроклімату.
Виробничі процеси, що виконуються при зниженій температурі, великій рухливості та вологості повітря, можуть бути причиною охолодження і навіть переохолодження організму -гіпотермії.У початковий період впливу помірного холоду спостерігається зменшення частоти дихання, збільшення об'єму вдиху. При тривалій дії холоду дихання стає неритмічним, частота та об'єм вдиху збільшуються, змінюється вуглеводний обмін. Збільшення обмінних процесів при зниженні температури на 1°С становить близько 10 %, а за інтенсивному охолодженні може зрости втричі проти рівнем основного обміну. Поява м'язового тремтіння, при якій зовнішня робота не відбувається, а вся енергія перетворюється на теплоту, може протягом деякого часу затримувати зниження температури внутрішніх органів. Результатом впливу низьких температур є холодові травми.
Параметри мікрокліматубезпосередньо впливають на теплове самопочуття людини та її працездатність. Наприклад, зниження температури та підвищення швидкості повітря сприяють посиленню конвективного теплообміну та процесу тепловіддачі при випаровуванні поту, що може призвести до переохолодження організму. У разі підвищення температури повітря виникають зворотні явища.
Переносність людиною температури, як і її тепловідчуття, значною мірою залежить від вологості та швидкості навколишнього повітря. Чим більша відносна вологість, тим менше випаровується поту в одиницю часу і тим швидше настає перегрів тіла.
Інфрачервоні промені надають на організм людини переважно теплову дію. Під впливом теплового опромінення в організмі відбуваються біохімічні зрушення, зменшується киснева насиченість крові, знижується венозний тиск, сповільнюється кровообіг. Теплові випромінювання короткохвильового діапазону глибоко проникають у тканини і розігрівають їх, викликаючи швидку стомлюваність, зниження уваги, посилене потовиділення, а за тривалого опромінення - тепловий удар. Довгохвильові промені глибоко в тканини не проникають і поглинаються переважно в епідермісі шкіри. Вони можуть спричинити опік шкіри та очей. Найбільш частим та важким ураженням очей внаслідок дії інфрачервоних променів є катаракта ока.
Атмосферний тиск надає істотний вплив на процес дихання та самопочуття людини.
Процеси регулювання тепловиділень підтримки постійної температури тіла людини називаютьсятерморегуляцией.Вона дозволяє зберігати температуру внутрішніх органів постійної, близької до 36,5°С.
Терморегуляція біохімічним шляхом полягає у зміні інтенсивності окислювальних процесів, що відбуваються в організмі.Наприклад, м'язове тремтіння, що виникає при сильному охолодженні організму, підвищує виділення теплоти до 125. 200 Дж/с.
Терморегуляція шляхом зміни інтенсивності кровообігу полягає у здатності організму регулювати подачу крові (яка є в даному випадку теплоносієм) від внутрішніх органів до поверхні тіла шляхом звуження або розширення кровоносних судин. При високих температурах довкілля кровоносні судини шкіри розширюються і до неї від внутрішніх органів притікає велика кількість крові і, отже, більше теплоти віддається довкіллю. За низьких температур відбувається зворотне явище: звуження кровоносних судин шкіри, зменшення припливу крові до шкірного покриву і, отже, менше теплоти віддається у зовнішнє середовище.
Терморегуляція шляхом зміни інтенсивності потовиділення полягає у зміні процесу тепловіддачі за рахунок випаровування.
Терморегуляція організму здійснюється одночасно всіма способами. Так, при зниженні температури повітря збільшенню тепловіддачі за рахунок збільшення різниці температур перешкоджають такі процеси, як зменшення вологості шкіри і, отже, зменшення тепловіддачі шляхом випаровування, зниження температури шкірних покривів за рахунок зменшення інтенсивності транспортування крові від внутрішніх органів і водночас зменшення різниці температур .
Норми виробничого мікроклімату встановлені системою стандартів безпеки праці ГОСТ 12.1.005-88 та санітарними нормами СН 2.2.4.548-96. Вони єдині для всіх виробництв та всіх кліматичних зон з деякими незначними відступами.
У цих документах окремо нормується кожен компонент мікроклімату в робочій зоні виробничого приміщення: температура, відносна вологість,швидкість повітря в залежності від:
-Здатності організму людини до акліматизації в різні пори року,
- характеру одягу, інтенсивності роботи,
– характеру тепловиділень у робочому приміщенні.
По інтенсивності тепловиділень виробничі приміщення ділять на групи залежно від питомих надлишків явної теплоти. Явною називають теплоту, що впливає зміну температури повітря приміщення, а надлишком явної теплоти - різницю між сумарними надходженнями явної теплоти і сумарними тепловтратами приміщень.
У робочій зоні виробничого приміщення згідно з ГОСТ 12.1.005-88 можуть бути встановлені оптимальні та допустимі мікрокліматичні умови.Оптимальні мікрокліматичні умови- це таке поєднання параметрів мікроклімату, яке при тривалому та систематичному впливі на людину забезпечує відчуття теплового комфорту і створює передумови для висотної працездатності.Допустимі мікрокліматичні умови— це такі поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину можуть викликати напругу реакцій терморегуляції та які не виходять за межі фізіологічних пристосувальних можливостей. У цьому немає порушень може здоров'я, немає дискомфортні тепловідчуття, погіршують самопочуття, і зниження працездатності. Оптимальні параметри мікроклімату у виробничих приміщеннях забезпечуються системами кондиціювання повітря, а допустимі параметри – звичайними системами вентиляції та опалення.
Завданням вентиляції є забезпечення чистоти повітря та заданих метеорологічних умов у виробничих приміщеннях. Вентиляція досягається видаленням забрудненого або нагрітогоповітря з приміщення та подачею до нього свіжого повітря, За способом переміщення повітря вентиляція буває з природним спонуканням (природною) та з механічною (механічною). Можливе також поєднання природної та механічної вентиляції (змішана вентиляція).
Залежно від того, для чого служить система вентиляції, - для подачі (припливу) або видалення (витяжки) повітря з приміщення або (і) для того й іншого одночасно, вона називається припливною, витяжною або припливно-витяжною.
Кондиціонування повітря- це створення та автоматична підтримка в приміщеннях незалежно від зовнішніх умов постійних або змінюються за певною програмою температури, вологості, чистоти та швидкості руху повітря, найбільш сприятливих для людей або необхідних для нормального перебігу технологічного процесу. Тому на промислових підприємствах кондиціювання повітря застосовується або для забезпечення комфортних (оптимальних) санітарно-гігієнічних умов, створення яких звичайною вентиляцією неможливе, або як складова технологічного процесу. В останньому випадку кондиціювання застосовують: для підтримки певних температурно-вологісних умов, що дозволяють проводити обробку матеріалів та виробів з мінімальними допусками (точне машинобудування, приладобудування, оптична промисловість, виготовлення та калібрування вимірювального інструменту);
для забезпечення особливої чистоти повітря та виключення виділення вологи з повітря, а також попадання поту рук робітників на точно оброблені поверхні виробів (виготовлення точних приладів, електровакуумна та напівпровідникова промисловість тощо);
для підтримки заданого вмісту вологи у матеріалах та виробах.
Системи кондиціюванняможуть працювати цілий рік або тільки в літню пору, виконуючи в останньому випадку охолоджувально-осушувальні функції.
Кондиціонер- це вентиляційна установка, яка за допомогою приладів автоматичного регулювання підтримує в приміщенні задані параметри повітряного середовища. Кондиціонери бувають двох видів: установки повного кондиціювання повітря, що забезпечують сталість температури, відносної вологості, швидкості руху та чистоти повітря; установки неповного кондиціювання, що забезпечують сталість лише частини цих параметрів або одного параметра, найчастіше температури.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: