Спорт і туризм (стр. 3 из 3)
При теплообміні організму, як вже згадувалося, мають місце і тепловтрати через органи дихання, що відбуваються за рахунок нагрівання вдихуваного повітря і випаровування з поверхні дихальних шляхів. Зростання тепловтрат тим більше, чим нижче температура вдихуваного повітря і чим більше фізіологічний дефіцит насичення водяною парою навколишнього повітря і повітря, що міститься в легенях і дихальних шляхах, а також чим більше обсяг легеневої вентиляції. Ступінь спроможності кондиціювання органів дихання визначають по температурі і вологості видихуваного повітря і життєвої ємності легенів.
При різних метеорологічних умовах в організмі людини виникають зміни функцій ряду систем і органів, що приймають участь у терморегуляції – у системі кровообігу, нервової і потовидільної. Інтегральним показником теплового стану організму людини в тих чи інших метеорологічних умовах може бути температура тіла. Про ступінь напруження терморегуляторних функцій і його тепловий стан можна судити також по зміні температури шкіри і тепловому балансу. Тепловий баланс тіла людини визначається впливом комплексу метеорологічних і фізіологічних факторів, а також теплозахисних властивостей одягу і фізичного навантаження. До фізіологічних факторів теплового балансу людини відносять теплопродукцію, температуру шкіри і характеристику умов зволоження поверхні шкіри. Тепловий стан людини характеризується середнім зваженим значенням температури шкіри, визначеним для основних частин тіла з урахуванням їх площі. Співвідношення між суб’єктивними оцінками тепло відчуття людини і середньою температурою шкіри такі:
Умови випаровування характеризуються ступенем зволоження шкіри. У звичайних умовах приблизно 10% поверхні шкіри вологі. У жарких умовах уся поверхня шкіри волога. Умови зволоження шкіри функціонально пов’язані з температурою шкіри. Роль одягу полягає в зниженні втрати тепла з поверхні тіла і захисту її від надмірного впливу сонячної радіації. Теплозахисні властивості одягу не залежать від природи волокна тканин. Вони визначаються кількістю інертного повітря, що міститься між волокнами тканин. Оцінка теплопровідних властивостей одягу може бути виконана за допомогою вимірів або розрахунку коефіцієнта, що характеризує дифузію тепла в одязі.
У біокліматичних дослідженнях теплоізоляційних властивостей одягу прийнята одиниця КЛО. Термін КЛО відповідає трьом початковим буквам англійського слова clothing –одяг. Величина КЛО відповідає теплоізоляції, що створюється звичайним одягом, який носять працівники розумової праці у приміщені в умовах теплого комфорту при температурі повітря 18°С, а також при середній зваженій температурі шкіри 33°С, і теплопродукції 93 Вт. Таку теплоізоляцію має комплект одягу, що складається з вовняного костюма і білизни. Фізична величина одиниці КЛО дорівнює 0,18 ккал/м2·град. Оцінка теплозахисних властивостей деяких типів одягу в числах КЛО надана в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
| Число КЛО | Тип одягу |
| 0,5 | Літня легка |
| 1,0 | Літня (комплект білизни і вовняний костюм) |
| 1,5 | Літнє пальто |
| 2,0-2,5 | Демісезонна |
| 3,0-3,5 | Зимова |
| 4,0-4,5 | Арктична |
| 5,0-6,0 | Утеплена арктична |
Значення чисел КЛО для різних типів одягу
За допомогою одягу, теплоізоляція якої компенсує велику частину тепловтрат, дія низьких температур навколишнього середовища значно знижується.
3. Рівняння теплового балансу тіла людини
Відомі різноманітні методи розрахунку теплового балансу тіла людини, однак найбільш обґрунтованими є два методи. Перший з них розроблений М. І. Будико і Г. В. Циценко, другий – Б.А. Айзенштатом. В основі їх лежить рівняння теплового балансу, складовими якого є метеорологічні, радіаційні і фізіологічні параметри.
В умовах стаціонарного режиму, коли температура тіла незначно змінюється за часом, витрата тепла з поверхні тіла дорівнює приходу у виді власної теплопродукції і сонячної радіації. Рівняння теплового балансу з закону збереження енергії, можна представити в наступному вигляді:
R+q=LЕa+P+Pa
R – радіаційний баланс поверхні тіла, Вт;
q – теплопродукція, Вт;
LEa – витрати тепла на випаровування води з поверхні дихальних шляхів при диханні (L – теплота випаровування, при температурі шкіри 33°С L = 2,4 Дж/кг; Ea – швидкість випаровування в г / год); Вт;
P – турбулентний теплообмін між поверхнею тіла й атмосферним повітрям або конвекція, Вт;
Pa – теплообмін між поверхнею дихальних шляхів і повітрям при диханні, Вт.
Рівність тепловтрат і тепло надходжень, яка забезпечує баланс, може бути досягнута шляхом підбора відповідного одягу. Тому М. І. Будико і Г. В. Циценко ввели в дане рівняння для окремих складових коефіцієнти, що враховують вплив теплозахисних властивостей одягу на тепловий баланс людини. Рівняння теплового балансу може бути розв’язане відносно середньої зваженої температури шкіри, яка є гарним показником теплового стану людини, особливо в інтервалі температур 27-37°, або теплозахисних властивостей одягу, що забезпечує тепловий комфорт ( збереження середньої зваженої температури шкіри в межах 31-33°С) за конкретних метеорологічних умов і при заданому рівні фізичного навантаження.