Правила замера температуры в жилом помещении. Гигиеническая оценка микроклимата помещений.Определение температура,влажность,атмосферное давление,скорость движения воздуха

Приборы для определения температуры воздуха и поверхностей ограждений . Для измерения температуры воздуха как в помещениях, так и вне их применяют ртутные, спиртовые и электрические термометры.

Ртутные термометры имеют широкое распространение. Они отличаются большой точностью и позволяют измерять температуру в широких пределах – от –35 до 375С. Спиртовые термометры менее точны, но дают возможность измерять низкие температуры до –70С, что нельзя определить ртутными термометрами (ртуть замерзает при –37,4С).

Термометры градуируются в градусах Цельсия. Градус Цельсия (С) равен одной сотой деления температурной шкалы между точками кипения (100С) и замерзания воды (0С). По значению градус Цельсия равняется градусу Кельвина (К) – современной единице измерения температуры. По системе СИ 0С равен 273,15 К и 100С – 373,15 К.

Максимальный термометр (рис. 1) имеет в капиллярной трубке иглу-указатель.

Ртуть, расширяясь при повышении температуры, продвигает указатель по капилляру. Когда же температура понижается и ртуть сжимается, уходя обратно по капилляру, указатель остается на месте, фиксируя максимальную температуру. При измерении температуры максимальный термометр должен находиться в горизонтальном положении.

Ртутные максимальные термометры в месте перехода резервуара в капилляр иногда имеют сужение. Расширяющаяся при повышении температуры ртуть легко преодолевает сопротивление в сужении и останавливается на определенном уровне, соответствующем наблюдаемой температуре.

При понижении температуры столбик ртути остается в капилляре, так как не может преодолеть сопротивления в суженном месте, и, таким образом, показывает максимальную температуру.

Для возвращения ртути в резервуар термометр перед употреблением сильно встряхивают.

Минимальный термометр бывает только спиртовым. В просвете капилляра термометра имеется указатель – стеклянный штифтик, который перед началом измерения температуры подводят к верхнему уровню спирта. Спирт, расширяясь при повышении температуры, свободно проходит мимо указателя, который остается на месте. При понижении же температуры спирт сжимается и увлекает за собой в силу поверхностного натяжения указатель. Поэтому верхний конец указателя всегда фиксирует минимальную температуру, наблюдавшуюся в период ее измерения.

Электротермометры. Электрические термометры (рис. 2) основаны на полупроводниках. В этих приборах используют микротермисторы, которые изменяют свое электрическое сопротивление при незначительных колебаниях температуры. Электротермометры используются для измерения температуры воздуха в помещениях, ограждающих конструкций (стен, потолков, полов), подстилки и т.п.

Термограф М-16 (рис. 3) применяют для непрерывной (по часам и дням) регистрации измерений температуры воздуха. Выпускают его двух типов: суточные с продолжительностью одного оборота барабана часового механизма 26 ч; недельные с продолжительностью одного оборота барабана часового механизма 176 ч.

Термограф состоит из датчика температуры, биметаллической пластинки, передаточного механизма, стрелки с пером, барабана с часовым механизмом и корпуса. Принцип работы его основан на свойстве биметаллической пластинки изменять кривизну в зависимости от температуры воздуха. Изменения изгиба биметаллической пластинки передаются стрелке с пером, которое, поднимаясь и опускаясь, чертит на вращающемся барабане, покрытом специальной диаграммной лентой, температурную кривую (термограмму).

Правила измерения температуры воздуха.

Температуру воздуха в помещениях измеряют в разное время суток в 2-3 точках по вертикали (на уровне лежания, стояния животных и на высоте роста обслуживающего персонала). Измерения по горизонтали берут следующие: середина помещения и два угла по диагонали на расстоянии 3 м от продольных стен и 0,8-1м от торцовых.

Термометр или термограф необходимо располагать так, чтобы на него не действовали прямые солнечные лучи, тепло от нагревательных установок и приборов, охлаждения от окон и вентиляционных каналов.

Продолжительность измерения температуры в каждой точке должна быть не менее 10 мин с момента установки термометра.

ОПРЕДЕЛНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Атмосферное давление измеряется высотой ртутного столба, уравновешивающего это давление. Нормальным давлением принято считать 760 мм рт. ст., или единицу бар. Один бар соответствует давлению 750,06 мм рт. ст. Бар разделяется на 1000 миллибар (мбар). Отсюда 1 мбар равен 0,75 мм рт. ст., а давление в 1 мм рт. ст. соответствует 1,33 мбар. В последнее время давление выражается в единицах Паскаля (Па). По этой системе нормальное давление равняется 1013 Па.

Приборы. Атмосферное давление измеряют ртутными барометрами и металлическими барометрами-анероидами. Ртутные барометры бывают сифонные и чашечные.

Ртутный сифонный барометр представляет собой вертикальную трубку из белого стекла, изогнутую на 180 и заполненную ртутью (рис. 4). Длинный конец трубки запаян, а короткий конец открыт. Давление атмосферы принимается открытым концом: при повышении его уровень ртути в коротком конце понижается, что соответственно, показывает повышение уровня ртути в запаянном колене.

Чашечный барометр состоит из чугунной чашки с ртутью, закрытая сверху, но сообщающаяся через отверстие с атмосферным воздухом. Стеклянную трубку барометра длиной около 80 см укрепляют нижним открытым концом в крышке чашки. Трубку наполняют ртутью и погружают нижним концом в чашку с ртутью. Трубка защищена латунной оправой, на верхней части которой нанесена шкала. В верхней части трубки под запаянным концом образуется торичеллиева пустота. Изменение атмосферного давления передается на поверхность ртути в чашке, что, в свою очередь, влияет на уровень ртути в трубке: при повышении атмосферного давления возрастает уровень ртути в трубке, и наоборот.

Барометр-анероид (рис.5). Его важнейшая часть – полая тонкостенная металлическая коробка с гофрированным дном и крышкой или тонкостенная плоская трубка, согнутая в виде подковы. Коробка или трубка заполнены разреженным воздухом (до 50-60 мм рт. ст.). В результате колебаний атмосферного давления сдавливаются или выпячиваются стенки коробки или же разгибаются и сгибаются концы трубки. Эти изменения через систему рычагов передаются стрелке, движущейся по циферблату.

Барограф (рис.6) применяют для длительных наблюдений за изменениями атмосферного давления и их записи. Главнейшая его часть, как и в барометрах-анероидах, - тонкостенная, металлическая коробка с разреженным воздухом, воспринимающая изменения давления воздуха. Через систему рычагов изменения объема коробки передаются на стрелку с писчиком. На разграфленной ленте барабана, так же как и у термографа, вычерчивается кривая колебаний атмосферного давления за сутки или за неделю.

Занятие 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

ВОЗДУХА

Для суждения о влажности воздуха в помещениях и вне их определяют их абсолютную влажность, относительную влажность, дефицит насыщения и точку росы.

Абсолютная влажность – это количество водяных паров в 1м 3 воздуха при нормальных показателях температуры и атмосферного давления (Т=0С, В=760 мм рт.ст.). Обозначается буквой А , измеряется в мм рт.ст.

Максимальная влажность – количество водяных паров, насыщающих до предела 1м 3 воздуха при данной температуре и атмосферном давлении. Обозначается буквой Е , измеряется в мм рт.ст.

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной влажности, выраженное в %. Обозначается буквой R .

Дефицит насыщения – это разница между максимальной и абсолютной влажностью. Обозначается буквой D , измеряется в мм рт.ст.

Точка росы – это максимальная температура при которой водяные пары насыщаются до предела и переходят в воду. Обозначается – Тр .

Абсолютную влажность воздуха определяют психрометрами, а относительную – гигрометрами и гигрографами.

Наиболее часто в практике исследований пользуются статическими (рис.7) или динамическими (аспирационными) психрометрами (рис.8).

Статический психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров (ртутные, в новых моделях спиртовые), укрепленных в одном штативе на расстоянии 4-5 см друг от друга. Резервуар одного из термометров (влажного) обернут кусочком батиста; конец обертки свернут жгутом и погружен в стаканчик (в новых моделях – в расширенный конец изогнутой трубки-пробирки). Уровень воды в стаканчике должен находиться на расстоянии 2-3 см от нижнего конца резервуара. Стаканчик (трубку) наполняют дистиллированной водой. В силу капиллярности материал постоянно смачивается, и с шарика термометра непрерывно испаряется вода. Это вызывает потерю тепла пропорционально скорости испарения. В связи с этим и показания температуры на влажном термометре ниже, чем на рядом расположенном сухом. Разность показаний обоих термометров и берется за основу расчетов.

Аспирационный психрометр Ассмана дает весьма точные показания. Он состоит, так же как и статический психрометр, из двух одинаковых термометров. Резервуар каждого из них окружен двумя металлическими гильзами для защиты от тепловой радиации. Гильзы переходят в общую трубку с небольшим аспирационным вентилятором у верхнего конца.Вентилятор приводится в движение пружиной, которую заводят ключом.

Ход определения и вычисление результатов. При определении абсолютной влажности статическим психрометром прибор устанавливают в точке исследования, обертку влажного термометра погружают в стаканчик с водой. Оставляют в покое прибор на 10-15 мин, следя за тем, чтобы на прибор не влияли источники тепла (лампы, печи и пр.), а также случайные движения воздуха (ходьба, открывание дверей). После указанного срока записывают показания сухого и влажного термометров с точностью до 0,1°С. По разнице показаний термометров определяют относительную влажность в % по таблице, имеющейся на приборе, если ее нет, то по приложению № 1.

Р а с ч е т. Абсолютную влажность воздуха по показаниям сухого и влажного термометров вычисляют по формуле Реньо:

где А – абсолютная влажность, выражаемая напряжением паров, мм рт.ст.; Е – максимальная упругость водяных паров при температуре влажного термометра (эту величину находят по таблице (Приложение № 2), мм рт.ст.; а – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (см. ниже); Т 1 – температура в момент отсчета, показываемая сухим термометром, ° С; Т 2 – температура, показываемая влажным термометром, ° С; В – барометрическое давление при наблюдении, мм рт.ст.

П р и м е р вычисления абсолютной влажности воздуха. Определение проводили статическим (стационарным) психрометром при следующих данных: показания сухого термометра 12,5°С, показания влажного термометра 11,2° С, барометрическое давление 755 мм рт. ст., психрометрический коэффициент 0,0011, максимальная упругость пара при 11,2° С (по приложению № 2) 9,92 мм рт. ст.

Вводим в приведенную выше формулу эти величины:

А = 9,92 – 0,0011 (12,5 – 11,2) 755 = 8.84 мм рт. ст.

Зная эту величину, можно вычислить ее процентное отношение к максимальной влажности воздуха при данной температуре (температура сухого термометра), т. е. относительную влажность воздуха. Для этого пользуются формулой:

где R – относительная влажность воздуха, %; А – найденная абсолютная влажность воздуха, мм рт. ст.; Е – максимальная упругость водяных паров, мм рт. ст. при температуре сухого термометра (температура воздуха в момент наблюдений). Ее находят по таблице (Приложение № 2); в нашем примере она равна 10,8 мм рт. ст.

Подставляем найденные величины в формулу:

Правила работы с аспирационным психрометром. Для смачивания обертки влажного термометра этого психрометра применяют резиновую грушу с пипеткой. Грушей поднимают воду в пипетке на 2/3 ее длины и задерживают на этом уровне при помощи зажима. Пипетку вводят полностью в гильзу влажного термометра и смачивают обертку резервуара.

Показания термометра отсчитывают летом через 4-5 мин, а зимой через 15 мин после начала работы вентилятора. В последнем случае пружинный завод вентилятора приходится заводить дважды.

Абсолютную влажность при пользовании этим психрометром вычисляют по формуле:

где А – абсолютная влажность, мм рт. ст.; Е – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра; 0,5 – постоянная величина (психрометрический коэффициент); Т – температура сухого термометра; Т – температура влажного термометра; В – барометрическое давление в момент исследования; 755 – среднее барометрическое давление.

П р и м е р. Абсолютная влажность воздуха при Т=15 о С, Т1 =12,5° С. В =758 мм и Е (находят по приложению № 2) = 10,8

6 – диаграммная лента

мм

Относительная влажность воздуха в нашем примере равна:

Приборы для определения относительной влажности воздуха. Для определения относительной влажности воздуха применяют гигрометры – приборы, действие которых основано на способности обезжиренного в эфире человеческого волоса удлиняться при повышении относительной влажности воздуха и укорачиваться при ее понижении.

Гигрометр волосяной в круглой оправе М-68 (рис.9) представляет собой металлический корпус со шкалой с делениями в процентах относительной влажности воздуха. Внутри корпуса имеется датчик влажности и механизм для закрепления и перемещения стрелки по шкале. Установка стрелки на заданное деление производится регулировочным винтом. Диапазон измерения относительной влажности в пределах от30 до 100 %. Прибор можно использовать для работы при температуре от –30 до 45° С.

Гигрограф М-21 (метеорологический) применяют для непрерывной записи изменения относительной влажности воздуха от 30 до 100 % при температуре от –30 до 45° С. Приборы выпускают двух типов: суточные и недельные с продолжительностью одного оборота барабана часового механизма 26 и 176 ч.

Гигрограф (рис.10) состоит из датчика (1) и пучка обезжиренных человеческих волос, закрепленных концами во втулках

металлического кронштейна и защищенных от повреждений ограждением; передаточного механизма (2), стрелки с пером (3), барабана с часовым механизмом (4) и корпуса (5). Перед работой укрепляют на барабане диаграммную ленту, заводят часовой механизм и заполняют перо специальными чернилами. На диаграммной ленте записывают дату и время начала и конца регистрации. Прибор для записи относительной влажности ставят на определенную высоту строго горизонтально.

Рис. 10. Гигрограф типа М-21.

1 – корпус, 2 – датчик-пучок обезжиренных волос,

3 – коррекционный винт, 4 – стрелка с пером,

5 – барабан с часовым механизмом,

6 – диаграммная лента

Занятие 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

Приборы для определения скорости движения воздуха.

Скорость движения воздуха измеряют в животноводческих помещениях, при исследовании работы вентиляции и в открытой атмосфере. Выражают ее в метрах в секунду (м/с). Используют для измерения анемометры и кататермометры. Анемометрами измеряют большие скорости движения воздуха, а кататермометрами – скорости меньше 0,5 м/с.

Анемометры различают динамические и статические. Первыми определяют скорость движения воздуха по числу оборотов, вторыми – по отклонению пластинки или шара.

Динамические анемометры бывают двух типов: крыльчатые типа АСО-3 и чашечные типа МС-13 (рис.11 и рис.12). Принцип действия обоих анемометров заключается в том, что воздух при движении давит на легкие подвижные крылья или чашечки прибора, которые приходят во вращательное движение. Это движение через систему зубчатых колес передается стрелке, движущейся по циферблату с делениями.

Пределы измерений скорости движения воздуха у крыльчатого анемометра от 0,3 до 5 м/с, а у чашечного анемометра – от 1 до 20 м/с. Перед работой анемометра включают с помощью арретира передаточный механизм и записывают начальное показание счетчика на шкалах. Прибор устанавливают в воздушном потоке ветроприемником навстречу потоку и через 10-15с включают одновременно механизм прибора и секундомер. Через 1-2 мин механизм анемометра и секундомер выключают, записывают показания счетчика и время его работы в секундах. По разности конечного и начального показаний счетчика, деленной на время в секундах, определяют скорость движения воздуха в м/с.

Статический анемометр с флюгером используют для определения движения воздуха в свободной атмосфере (силы ветра) по отклонению от вертикального положения пластинки прибора. Угол отклонения отсчитывают по дугообразной шкале и по соответствующим таблицам определяют скорость движения воздуха.

Ка т а т е р м о м е т р ы – приборы для определения скорости движения воздуха от 0,04 до 15 м/с. Кататермометры могут иметь цилиндрический или шаровой резервуар (рис.13). Поверхность резервуара заполнена окрашенным спиртом. Шкала прибора разделена на градусы от 35 до 38. Величина потери тепла с 1 см 2 поверхности резервуара прибора за период охлаждения его от 38 до 35°С в милликалориях называетсяфактором кататермометра (F ). Он имеет индивидуальное значение для каждого прибора и отмечается на обратной стороне шкалы прибора.

Деление величины фактора на время охлаждения прибора от 38 до 35°С даст величину теплоотдачи с 1 см 2 /с в милликалориях. Эту величину называют индексом и обозначают буквойН .

Правила работы с анемометром и кататермометром. При работе с анемометром необходимо соблюдать следующие правила:

ось крыльчатого анемометра при измерении скорости должна совпадать с направлением движения воздуха, а чашечного – находиться в вертикальном положении;

перед измерением скорости движения воздуха в избранной точке записывают показания стрелок прибора, помещают прибор с заторможенной стрелкой на место и пускают анемометр на холостой ход на 1-2 мин, пока крылья или чашечки не начнут равномерно вращаться. После этого нажатием рычажка включают счетчик и одновременно отмечают время (в секундах). По истечении 100с выключают счетчик анемометра и записывают показания стрелок; разность между вторым и первым показаниями стрелок счетчика делят на число секунд (100) и находят скорость движения воздуха в м/с;

для измерения скорости движения воздуха, превышающей 1 м/с, в свободной атмосфере рекомендуется применять чашечный анемометр, а для измерения скорости движения воздуха в вентиляционных каналах – крыльчатый.

При работе с кататермометром необходимо соблюдать следующие правила:

перед исследованием погружают резервуар сухого кататермометра в воду, нагретую до 60-80°С, и ждут пока спирт не заполнит 1/3 верхнего цилиндрического расширения. После этого прибор вынимают из воды, насухо вытирают резервуар полотенцем и помещают неподвижно в точке исследования;

по секундомеру следят за временем охлаждения прибора, включая секундомер в момент, когда столбик спирта проходит через 38°С, и выключают, когда он достигает уровня 35°С.

полученную величину времени охлаждения записывают и повторяют измерения 5 раз. Данные первого измерения, как наименее точного, отбрасывают и из четырех измерений выводят среднеарифметическую величину времени охлаждения.

Вычисление результатов. Зная величинуН и температуру воздуха, определяют скорость движения воздуха в момент измерения, пользуясь следующими формулами:

если скорость движения меньше 1 м/с, то пользуются формулой:

где v – искомая скорость движения воздуха м/с; Н – величина охлаждения кататермометра (индекс); Q – средняя температура кататермометра 36,5°С минус температура воздуха помещения в момент наблюдения; 0,2 и 0,4 – эмпирические коэффициенты;

при скорости движения воздуха больше 1 м/с пользуются формулой:

Обозначения в формуле те же, что и в первой; 0,13 и 0,47 – эмпирические коэффициенты.

П р и м е р. Фактор кататермометра 454, время охлаждения 62с, температура воздуха в момент исследования 12°С. Индекс равняется 454 / 62=7,32, величина Н / Q = 0,298, или округленно 0,3.

Подставив эти величины в формулу для скоростей меньше 1 м/с, получаем:

м/с.

Для упрощения расчетов пользуются приложением 3, в котором по величине Н / Q находят скорость движения воздуха.

Занятие 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ.

Определение естественной и искусственной освещенности.

В проектной и строительной практике животноводческих и подсобных помещений применяют два вида нормирования естественной освещенности – геометрическое и светотехническое.

Геометрическое нормирование устанавливает отношение площади световых предметов (остекления) к площади пола освещаемого помещения, или световой коэффициент (СК).

П р и м е р. Площадь пола в помещении 1080 м 2 . Суммарная площадь стекол 90 м 2 . 1080:90=12. В данном случае световой коэффициент (СК) равен 1:12.

Этот способ нормирования и контроля освещенности весьма прост, но неточен. Геометрический способ нормирования освещенности не учитывает многие важные моменты: световой климат местности, отраженный свет от потолка, ориентацию окон по сторонам света, затемняющее влияние противостоящих помещений и света, конструктивные особенности здания.

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Казанский государственный медицинский университет

Кафедра общей гигиены с курсом радиационной гигиены

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для самостоятельной работы студентов по теме:

«Методы определения температуры жилых, общественных и производственных помещений» (для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического, фармацевтического и стоматологического факультетов и факультета МВСО)

Казань – 1999

Тема: методы определения температуры воздуха жилых, общественных и производственных помещений. Продолжительность занятия - 2 часа.

Цель занятия:

научить студентов исследовать и давать гигиеническую опенку температурного режима помещений различного назначения;

воспитать у студентов тщательность и последовательность в выполнении рабочего задания, грамотность при проведении инструментального исследования.

Задачи занятия:

опираясь на знания, полученные студентами на кафедрах нормальной физиологии, физики, биохимии и лекциях по гигиене» закрепить и углубить знания о видах и механизмах терморегуляции организма, о влиянии температуры воздуха на организм здорового и больного человека;
научить определять инструментально температуру воздуха;
научить студентов пользоваться официальными документами при опенке температурного режима воздуха помещений: СНиП по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха, СНиП "Общественные здания и сооружения", санитарные нормы микроклимата производственных помещений.

Но данной теме студент должен знать:

теорию терморегуляции организма и принципы нормирования температуры воздуха помещений;

Студент должен уметь:

определять температуру воздуха аспирационным психрометром» термометром, термографам, максимальным и минимальным термометрами, поверхности тела электротермометром;

давать гигиеническую оценку температурного режима помещений различного назначения.

Место проведения занятия:

учебная комната на кафедре обшей гигиены.

Хронологическая карта занятия:

вводная часть - 3 мин
контроль исходного уровня знаний, устно - 7 мин
самостоятельная работа студентов с приборами, литературой и таблицами - 60 мин

самоконтроль усвоения материала и готовности к выполнению инструментальных замеров по приложению №2;

при необходимости обратиться к приложению №1, где изложена информация по данной теме из различных источников;

измерить температуру воздуха учебной комнаты сухим термометром психрометра Ассмана по горизонтали и вертикали;

измерить температуру воздуха и поверхности тела человека минимальными и максимальными термометрами и электротермометрами;

изучить устройство и работу термографа;

оформить полученные данные в лабораторных журналах по схеме, представленной в "Руководстве к лабораторным занятиям по обшей гигиене" Румянцева Г.И. и соавт., 1980, с.47-48.

Выборочный разбор итогов самостоятельной работы - 10 мин.

Контроль знаний и умений, полученных но теме занятия письменно - 5 мин.

Подведение итогов занятия - 5 мин.

Оснащение занятия:

Методические указания к лабораторному занятию.

Румянцев Г.И. и соавт.: "Руководство к лабораторным занятиям но обшей, гигиене", М., I960.

СНиН 11-33-75, часть 11, глава 33 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха".

Психрометры Ассмана.

Термометры: минимальные, максимальные, электрические.

Термографы.

Таблицы: "Температура поверхности тела человека", "Температурные шкалы".

Минх Л.Л. Методы гигиенических исследований, М., "Медицина", 1976.

Минх А,А. Общая гигиена, М., "Медицина", 1964.

Румянцев Г.И. и соавт. "Руководство к практическим занятиям по обшей гигиене", М., "Медицина", 1986.

Руководство по Физиологии труда, под. ред. Золиной Э.Я., Измерова Н.Ф., М., "Медицина", 1983.

Гомеостаз, под.ред. Горизонтова Б.Д., М., "Медицина", 1981.

Справочник т.1 "Реакции организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов" (Метрологические аспекты), М., "Изд-во стандартов", с. 113-126.

Приложение I

МЕХАНИЗМ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ОРГАНИЗМА

К физическим свойствам воздуха, опушаемым человеком постоянно и действующим на организм в широком диапазоне, относятся его тепловое состояние, показателем которого является его температура.

За долгий период эволюции человеческий организм совершенство-зал механизмы адаптации к изменениям температуры воздуха и все же пределы приспособляемости человека к теплу и холоду, особенно при длительных воздействиях, ограничены. Мы расширяем границы за счет применения одежды и жилишь.

Температурный фактор не столь прост, как кажется на первый взгляд. Различают оптимальные, максимальные, минимальные температуры, соответствующие определенному тепловому состоянию воздуха, который может нагревать или охлаждать организм человека. Тепло или холод могут действовать на человека как на ограниченном участке (местно), так и на весь организм (общее). Реакции организма на все эти разновидности теплового воздействия существенно различаются, Адаптация человека к новому воздействию достаточно сложный промесс, включающий реакции, осуществляемые на репенторпом, рефлекторном, терморегуляторном и обменном уровнях с вовлечением нервной, сердечно-сосудистой, мышечной, дыхательной и.других систем организма. Однако ведущая роль в этом процессе принадлежит нервной системе и обменным процессам.

Тепловое состояние организма влияет на все органы и системы и определяет функциональные возможности человека, его здоровье.

Под тепловым состоянием человека понимают такое функциональное состояние организма, которое обусловлено термической нагрузкой и характеризуется содержанием и распределением тепла в глубоких («ядро») и поверхностных («оболочка») тканях тела, а также различной степенью напряжения механизмов терморегуляции.

В норме у человека температура мозга, крови и внутренних органов, так называемого "ядра" по И.П.Павлову, равняется 37°±1,5° С. Изменение температуры «ядра» на 2°С и более от среднего уровня приводит к нарушениям физиологических функций. Предполагают, что температура тела поддерживается около 38°С, поскольку именно при этой температуре обеспечиваются наилучшие условия функционирования возбудимых мембран. Термические условия среды есть наиболее важное и адекватное условие поддержания температурного гомеостаза организма, согласно современным представлениям, тепловой гомеостаз - не жесткая фиксация тех или иных показателей на определенном уровне, а скорее их колебания вокруг среднего значения. Отсюда исходит важность и актуальность знания температурных условий в помещениях жилых и общественных зданий и правильность нормирования температуры.

О тепловом состоянии человека судят по его теплошущениям и объективным показателям: температуре тела («ядра») и кожи («оболочки»), топографии температуры кожи, влагопотерям, кардиореспираторным показателям (частоте сердечных сокращений, АД, величине легочной вентиляции).

Рассмотрим теплообмен организма с внешней средой.

Теплообмен организма связан, с теплопродукцией и теплоотдачей и осуществляется процессами химической (т.е. регуляции теплопродукции) и физической теплорегуляции (т.е. регуляции теплоотдачи). В условиях температурного комфорта величина продукции тепла в организме равна величине отдачи тепла организмом во внешнюю среду различными путями.

Химическая терморегуляция определяется способностью организма изменять интенсивность его обменных процессов. Охлаждение организма при падении температуры воздуха в состоянии покоя ниже 15°С может повысить обмен на 10-20% и более, умеренное согревание может снизить обмен на 3-5%. Выраженное действие нагревающего микроклимата дезорганизует теплорегуляцию, способствует повышению обмена, иногда на несколько десятков процентов, вызывает возбуждение центральной нервной системы и соответствующие изменения во всем организме (см. таблицу "Изменение обмена веществ в зависимости от температуры воздуха").

Источником теплорегуляции продукции служат процессы обмена веществ и энергии, непрерывно совершающиеся в организме. В ходе расщепления энергетических материалов прежде всего углеводов, жиров, а также в критических ситуациях белков энергия, аккумулируемая в макроэргических соединениях (АТФ, креатинфосфат, гуанидинтрифосфат), рассеивается в виде тепла ("первичная теплота"), либо превращается в те или иные виды работы (синтез белков, липидов и полисахаридов, осмотическая работа в метках и т.д.) , в конечном счете также переходит в тепловую энергию (КПД многих видов работы очень низок: КПД синтеза белка 10-13%, транспорта ионов – 20%, синтеза АТФ -30%). Остальная энергия превращается во вторичное тепло. Основное тепло организм получает в результате осуществления тех или иных видов работу (т.е. 70% тепла в организме за счет "вторичной теплоты", в то время как теплорассеиванием - лишь 33%).

В условиях нормальной жизнедеятельности в покое наиболее высокий вклад (58,8%) в теплопродукцию обеспечивается печенью, мозгом и в меньшей степени скелетными мышцами интенсивность обмена в покоящихся мышцах невелика, однако значительна масса мышечной ткани. При совершении мышечной работы энергообмен в мышцах резко возрастает. Выработка тепла (теплопродукции) является первичным процессом в тепловом обмене и теплорегуляции. В регуляции теплового обмена (баланса) в организме существенную роль играет физическая теплорегуляция, т.е. регуляция путем изменения теплоотдачи. В основном физическая терморегуляция является сосудистой и состоит в изменении кровенаполнения кожи и скорости кровотока через кожу путем изменения тонуса сосудов. У человека максимальное расширение сосудов кожи от состояния максимального сужения уменьшает обшую величину теплоизоляции поверхности тела в среднем в 6 раз.

Отдача тепла происходит:

1. испарением с поверхности дыхательных путей и с поверхности кожи;

2. мочой и калом;

3. с поверхности тела путем кондукции, конвекции, радиации.

Строго говоря, лишь испарение с поверхности дыхательных нугой и кожи может рассматриваться как теплоотдача в чистом виде, в то время как теплоотдача с кожи путем конвекции (т.е. путем движения вверх нагретых слоев воздуха, прилегающих к телу), радиацией(т.е. излучением за счет разности температуры тела и окружающей среды), кондукцией (т.е. проведением за счет разности температуры поверхности тела и соприкасающихся с ним поверхностей могут иметь и положительный и отрицательный знак, т.е. явиться и путями накопления тепла в организме (в зависимости от термических соотношении между организмом и внешней средой). Когда температура среды будет выше температуры поверхности тела, пути конвекции, радиации и проведения из факторов теплоотдачи превращаются в факторы тепловой нагрузки.

Не все участки поверхности кожи равноценно участвуют в физической теплорегуляции. Особое значение имеют кисти рук. От них может быть отведено до 60% теплопродукции основного обмена (как известно, основным обменом называют уровень, измеренный утром, при положении обследуемого липа лежа, натощак и в условиях: возможно наиболее полноценного физического и психического покоя), хотя площадь кистей составляет всего около 6% от обшей поверхности кожного покрова. При мышечной работе особое значение приобретают участки кожи под, работающими мышцами.

По мере приближения температуры окружающей среды к температуре тела эффективность сосудистой терморегуляции падает и в действие вступает другая форма физической терморегуляции - потоиспарение. Процесс просачивания воды через эпителий и последующего ее.испарения носит название неощутимой перспирации. За счет этого процесса происходит отдача примерно 20% тепла, выделяемого при основном обмене. Неощутимая перспирация не регулируется и мало зависит от температуры окружающей среды. Поэтому при угрозе перегревания симпатическая нервная система стимулирует работу потовых желез в коже. При интенсивном функционировании потовых желез выделяется 1,5-2 л пота в час и более. Если учесть, что для испарения 1 г воды с поверхности кожи затрачивается 0,58 ккал, то при максимальном потоиспареиии от тела будет отводиться около 900 ккал в час, что достаточно дли поддержания нормальной температуры тела при довольно тяжелой работе в условиях повышенной температуры окружающей среди, однако в этом случае необходима невысокая влажность воздуха, при влажности выше 80%, нотоисиареине затрудняется.

При понижении температуры окружающей среды и угрозе охлаждения правде всего прекращается потоотделение и происходит сужение сосудов кожи. Коли температура кожи продолжает падать и угроза охлаждения не устраняется - изменяется теплопродукция (химическая терморегуляция).

Согласно "закону охлаждения" Ньютона, удельная теплоотдача многими путями прямо пропорциональна разности температур «теплосреда» и обратно - сумме теплоизоляции среды и тепла. Кроме того, теплопотери зависят от соотношения поверхности и массы тела, чем крупнее тело, тем оба вида теплового обмена становятся меньше.

Важным условием теплового баланса служат оптимальные показатели других физических свойств воздуха - скорости движения воздуха, омывающего тело, или части его (быстрое удаление нагретого слоя воздуха поддерживает разность температур тела и воздуха на высоком уровне), а также влажности воздуха (при высокой влажности уменьшается отдача тепла путем испарения). Существенную роль играет величина инсоляции. Есть данные о том, что при достаточной величине инсоляции человек, одетый в совершенно прозрачную для солнечных лучей одежду, чувствует себя комфортно даже при температуре -18°С.

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

В настоящее время температуру измеряют термометрами нескольких типов. Используемые для измерения температуры воздуха термометры должны иметь погрешность не более ±0,2°С. Самые распространенные термометры - жидкостно-стеклянные. В таких термометрах жидкость - ртуть или спирт - заключена в тонкую стеклянную трубку (капилляр). Когда изменение температуры заставляет жидкость расширяться и сжиматься, уровень ее в капилляре повышается или понижается пропорционально изменению температуры, что можно заметить с помощью шкалы, прикрепленной к капилляру.

Ртутные термометры более точные, т.к. расширение и сжимание ртути происходит равномерно, и применять их можно в пределах от -35° до 357°С. Спиртовые термометры недостаточно точные. Точка кипения спирта около 78°С. Однако спиртовыми термометрами можно измерить низкие температуры до -130°С, кроме того спиртовые термометры безопасны. Биметаллический термометр состоит из двух различных металлов, скрепленных вместе в виде одной тонкой пластинки. Реагируя на изменение температуры, пластинка изгибается, в ту сторону, на которой находится металл, расширяющийся слабее. Степень искривления пластинки, положение которой зависит от температуры, отмечается па заранее отградуированной шкале с помощью стрелки.

В электрических термометрах для измерения температуры используется электрический ток. При изменении температуры того или иного проводника меняется его электрическое сопротивление. На сегодняшний день серийно выпускается медицинский электротермометр ТПЭМ-1.

Шкалы современных термометров привязываются к двум реперным точкам. Наиболее широко используются точки таяния льда и кипения воды при нормальном барометрическом давлении. Эти две точки фиксируются раз и навсегда, а расположенный между ними интервал делится на то или иное число градусов.

В настоящее время наиболее распространена стоградусная шкала Цельсия, на этой шкале точка таяния льда отвечает 0°, а точка кипения воды - 100°. Интервал между этими точками но шкале Цельсия разделен на 100°.

Однако в США и Великобритании продолжают пользоваться шкалой Фаренгейта, точка таяния льда соответствует 32°, а точка кипения воды - 212°. Интервал между этими двумя точками разделен на 180 делений. Температура по Фаренгейту и температура по Цельсию связаны зависимостью:

С°= 5/9(F° - 32°) F° = 5/9С° + 32°

Термометры проверяют или путем сравнения их с так называемым нормальным термометром, точность которого гарантируется специальным свидетельством, или но точке таяния льда и точке кипения воды с поправкой на атмосферное давление (по таблице).

Наиболее часто в гигиенических исследованиях для определения температуры воздуха используется сухой термометр аспирационного психрометра. Существенным недостатком аспирационных психрометров с ртутными термометрами являются их сравнительно высокая инерционность (отдельное измерение занимает 3-5 мин), а также невозможность одномоментных измерений в ряде намеченных точек помещения. Если вместо ртутных термометров используются полупроводниковые термометры из германия, инерция которых не превышает нескольких секунд, то одновременно можно измерять в нескольких точках, где будут устанавливаться датчики.

В тех случаях, когда необходимо определить максимальные и минимальные температуры, которые были на протяжении какого-либо отрезка времени, применят" специальные термометры.

Максимальный термометр служит для определения максимальной температуры за период наблюдения. Он представляет собой прибор, в котором столбик ртути в капилляре поддерживается на таком уровне, на котором он был при наивысшей температуре воздуха, наблюдавшейся за определенный период. Небольшое сужение в капилляре не позволяет столбику ртути опускаться, когда начинается понижение температуры. При повышении температуры воздуха ртуть свободно проходит через это сужение. При понижении же температуры воздуха ртуть сжимается. Столбик ее в узком месте разрывается, и отчет по шкале термометра остается таким, каким он был в момент наивысшей температуры.

Минимальный термометр фиксирует минимальную температуру за исследуемый период. Он может быть спиртовым и ртутным. Более распространен спиртовый минимальный термометр. Внутри капиллярной трубки, в спирту, небольшой подвижный штифт из темного стекла, имеющий на концах утолщение. Перед наблюдением поднимают нижний конец термометра несколько кверху, поэтому штифт под влиянием собственной тяжести падает вниз до мениска спирта. Затем термометр устанавливают в рабочее для специальных термометров положение - горизонтально. При повышении температуры спирт, расширяясь, свободно проходит мимо штифта, не сдвигая его с места; сила трения головок штифта о стенки капилляра вполне достаточна, чтобы удержать его на месте. Иная картина наблюдается при понижении температуры, когда столбик спирта уменьшается и поверхностная пленка увлекает за собой штифт вниз, к резервуару, и устанавливает его в положении, соответствующем минимуму наблюдавшейся температура. В последнем случае сила трения головок штифта о стенки капилляра 6улег меньше силы сопротивления поверхности пленки, чем и обуславливается передвижение штифта к резервуару. Отчет температуры производят по концу штифта, наиболее удаленному от резервуара.

Для непрерывной регистрации температуры за определенный отрезок времени применяется термограф - самопишущий термометр. Существует две разновидности термографов: в одних термографах воспринимающей частью служит биметаллическая пластинка (принцип ее работы изложен выше), в других - плоская изогнутая трубка, наполненная жидкостью, чувствительной к изменению температуры (например, толуол). Эти изменения передаются стрелке с пером, которое поднимается или опускается и, таким образом, на ленте барабана получается непрерывная запись температуры в виде кривой. Показания термографов периодически проверяют по точному ртутному термометру. Перо в начале работы устанавливается на уровне той температуры, которую показывает в данный момент контрольный термометр.

Различают истинную температуру воздуха (показывает температуру без воздействия на термометр тепловой радиации, а на улице и других метеофакторов), и климатическую температуру (показывает суммарное значение температуры воздуха и влияния тепловой радиации на термометр). Для гигиенической характеристики условий труда в некоторых производствах в горячих цехах и профилактики перегревания имеют значения оба показателя. Для измерения температуры воздуха (истинной) источник радиации необходимо экранировать.

С целью выявления перепадов температур в помещении изучают температурный режим. Для измерения колебаний температуры по горизонтали измеряют на расстоянии 0,2 м от каждой из стен, окон и дверей я в середине комнаты (перепад не должен быть более 2°С), а для выявления колебаний температур по вертикали - на различных уровнях – 0,1; 1,0; 1,5 м от пола (перепад не должен быть более 2,5°С). Все написанное относится к жилым помещениям.

В производственных помещениях перепады температуры воздуха по высоте рабочей зоны при всех категориях работ допускается до 3°С, по горизонтали, а также в течение смены - до 4°С - при легких работах, - до 5°С - при работах средней тяжести и до 6°С - при тяжелых работах.

Чтобы получить среднюю температуру воздуха в помещениях, измерения проводят в различных местах около окон, дверей, у пола и т.д. Затем показания термометров суммируют и делят на количество измерений. Среднесуточную температуру получают из измерений, выполненных утром, днем, вечером и ночью.

ВЫПИСКА

из «САНИТАРНЫХ НОРМ МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ» М., 1986, раздел

Требования к методам измерения и контроля показателей микроклимата

Измерения показателей микроклимата должны проводиться в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, измерения необходимо проводить также при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих, имеющих место в течение рабочей смены.

Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя, и на высоте 1,5 м - при работах, выполняемых стоя. Измерения проводят как на постоянных, так и на непостоянных рабочих местах при их минимальном и максимальном удалении от источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т.д.).

Основные пришиты гигиенического нормирования температуры воздуха в производственных и жилых помещениях следующие:

необходимо учитывать назначение помещения - для продолжительного или кратковременного пребывания людей, уровень энергозатрат людей, находящихся в помещении (различают состояние покоя, работы - легкой, средней, тяжелой) и уровень теплозащитных свойств одежды;

учитывается время года - теплый (среднесуточная температура наружного воздуха выше +10°C) или холодный (среднесуточная температура наружного воздуха ниже +10°С) период;

учитывается климатическая зона;

должна бить дифференциация допустимых параметров температуры в отношении различных возрастных груши

Оптимальные температурные параметры в жилых и производственных помещениях приведены в "Строительных нормах и правилах СНиП и в "Санитарных нормах микроклимата производственных помещений", М., Минздрав СССР, 1986.

ВЫПИСКА

из СНиП 2.08.02.89 «ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ »

Помещения	Расчетная температура воздуха, °С
Палаты для взрослых больных, помещений для матерей детских отделений, помещения гипотерапии
Палаты для туберкулезных больных взрослых, детей
Палаты для больных гипотиреозом
Палаты для больных тиреотоксикозом
Послеоперационные палаты, реанимационные залы, палаты интенсивной терапии, родовые, боксы, операционные, операционно-диализационные, наркозные, палаты на 1-2 койки ют ожоговых больных, барокамеры
Послеродовые палаты
Палаты на 2-4 койки для ожоговых больных, палаты для детей
Палаты для недоношенных, грудных, новорожденных и травмированных детей
Боксы, полубоксы, фильтр-боксы, предбоксы

Систематическое напряжение механизмов терморегуляции при воздействии неблагоприятного микроклимата вызывает угнетение естественного иммунитета, способствует повышению уровня заболеваемости, более раннему ухудшению физического состояния рабочих. Следовательно, необходим постоянный контроль за микроклиматом.

Максимальный термометр (рис. 1) имеет в капиллярной трубке иглу-указатель.

Для возвращения ртути в резервуар термометр перед употреблением сильно встряхивают.

Правила измерения температуры воздуха.

ОПРЕДЕЛНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Занятие 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

ВОЗДУХА

Абсолютную влажность воздуха определяют психрометрами, а относительную – гигрометрами и гигрографами.

Вводим в приведенную выше формулу эти величины:

А = 9,92 – 0,0011 (12,5 – 11,2) 755 = 8.84 мм рт. ст.

Подставляем найденные величины в формулу:

Абсолютную влажность при пользовании этим психрометром вычисляют по формуле:

П р и м е р. Абсолютная влажность воздуха при Т=15 о С, Т1 =12,5° С. В =758 мм и Е (находят по приложению № 2) = 10,8

6 – диаграммная лента

мм

Относительная влажность воздуха в нашем примере равна:

Рис. 10. Гигрограф типа М-21.

1 – корпус, 2 – датчик-пучок обезжиренных волос,

3 – коррекционный винт, 4 – стрелка с пером,

5 – барабан с часовым механизмом,

6 – диаграммная лента

Занятие 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА

Приборы для определения скорости движения воздуха.

При работе с кататермометром необходимо соблюдать следующие правила:

если скорость движения меньше 1 м/с, то пользуются формулой:

при скорости движения воздуха больше 1 м/с пользуются формулой:

Обозначения в формуле те же, что и в первой; 0,13 и 0,47 – эмпирические коэффициенты.

Подставив эти величины в формулу для скоростей меньше 1 м/с, получаем:

м/с.

Занятие 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ.

Определение естественной и искусственной освещенности.

Наиболее оптимальные величины параметров микроклимата для жилых помещений: температура 18-20 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1-0,2 м/с.

Гигиенические параметры микроклимата в помещениях нормируются в зависимости от климата для теплого и холодного периода года. Оптимальной температурой для холодного климатического района считается 21-22 ?С, умеренной - 18-20 ?С, теплой - 18-19 ?С, жаркой - 17-18 ?С. Расчетные нормы температуры в помещениях дифференцируются в зависимости от их функционального назначения. Так, в большинстве аптечных помещений (ассис- тентская, асептическая, дефектарская, заготовочная, фасовочная, помещения для хранения лекарственного сырья и лекарственныхсредств) наиболее благоприятная температура воздуха - 18 ?С; в помещениях лечебно-профилактических учреждений: в операцион- ной, предоперационной, реанимационном зале, палатах для детей, ожоговых больных, послеоперационных палатах, палатах интенсивной терапии, процедурной - 22 ?С, в палатах для взрослых, кабинетах врачей и других лечебно-вспомогательных помещениях - 20 ?С, в палатах для больных гипотиреозом - 24 ?С, в палатах для недоношенных и новорожденных - 25 ?С, в палатах для больных тиреотоксикозом - 15 ?С при относительной влажности - 30-60% и скорости движения воздуха - не более 0,15-0,25 м/с; в учебных помещениях: классах, аудиториях, кабинетах, лабораториях - 18 ?С, в спортивных залах, учебных мастерских - 15-17 ?С при относительной влажности в пределах 40-60% и скорости движения воздуха 0,1-0,2 м/с.

Микроклимат помещений оценивается по температурному режиму, т.е. перепадам температуры воздуха по горизонтали и вертикали в различных местах помещения. Для обеспечения теплового комфорта температура воздуха в помещениях должна быть относительно равномерной. Изменение температуры по горизонтали от наружной стены к внутренней не должно превышать 2 С, а по вертикали - 2,5 С на каждый метр высоты. Колебание температуры в помещении в течение суток не должно превышать 3 С.

Для интегральной оценке микроклимата используется индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс), характеризующий сочетанное действие на организм человека температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения от окружающих поверхностей. Этот показатель рекомендуется использовать при скорости движения воздуха менее 0,6 м/с и интенсивности теплового облучения менее 1000 Вт/м 2 .

Нормирование микроклиматических условий в производственных помещениях осуществляется применительно к теплому и холод- ному периодам года с учетом категории работ и соответствующих энерготрат организма (табл. 1).

Для работников аптечных учреждений, относящихся по уровню энерготрат (до 139 Вт) к категории 1а, оптимальные величины показателей микроклимата регламентированы: в холодный период года температура на уровне 22-24 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с; в теплый период года температура составляет 23-25 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

1. Определение атмосферного давления производится с помощью барометра-анероида. Атмосферное давление измеряется в гектопаскалях (гПа) или мм рт.ст. 1 гПа = 1 г/см 2 = 0,75 мм рт.ст. Нормальное атмосферное давление в среднем колеблется в пределах 1013+26,5 гПа (760+20 мм рт.ст.).

Для непрерывной регистрации колебаний атмосферного давления используется самопишущий прибор -барограф (рис. 1). Он состоит из комплекта анероидных коробок, реагирующих на изменение давления воздуха, передающего механизма, стрелки с пером и барабана с часовым механизмом. Колебания стенок коробки передаются с помощью системы рычагов на перо самописца. Запись колебаний давления ведется на бумажной ленте, укрепленной на вращающемся барабане.

2. Определение температуры воздуха

Изолированное определение температуры воздуха может проводиться ртутными термометрами типа ТМ-6 (диапазон измерения от -30 до +50 ?С) или лабораторными спиртовыми термометрами со шкалой от 0 до +100 ?С. Для фиксации максимальной или минимальной температур применяются максимальный и минимальный термометры. Измерение температуры воздуха в производствен- ных помещениях обычно сочетают с определением его влажности и производят с помощью психрометра. При наличии источников инфракрасного излучения измерение температуры проводят по сухому термометру аспирационного психрометра, так как резервуары термометров надежно защищены от влияния теплового облучения двойными полированными и никелированными экранами.

С помощью спиртовых термометров, укрепленных на переносном штативе на высоте 1,5 м и 0,5 м от пола, в течение 7-10 мин в каждой точке измерить температуру воздуха в следующих 4 точках:

В центре помещения на высоте 0,5 м (Т1) и 1,5 м от пола (Т2);

На высоте 1,5 м на расстоянии 5-10 см от наружной стены (оконного стекла в помещении) (Т3) и от противоположной внутренней стены (Т4);

Рассчитать перепады температуры в помещении: по горизонтали (Т4-Т3) и по вертикали на 1 м высоты (Т2-Т1).Для изучения динамики температуры, когда возникает необходимость определения колебаний температуры в помещении, используются самопишущие приборы - термографы (суточные или недельные) типа М-16 (диапазон измерения от -20 до +50 ?С).Датчиком термографа является биметаллическая изогнутая пластинка, внутренняя поверхность которой состоит из сплава инвар, практически не расширяющегося при нагревании, а наружная - из константана, имеющего относительно большой коэффициент теплового расширения. С повышением или понижением температуры кривизна биметаллической пластинки изменяется. Колебания пластинки через систему рычагов передаются на перо с чернилами, которое регистрирует температурную кривую на ленте, закрепленной на вращающемся с определенной скоростью барабане.

3. Определение тепловой радиации проводится, если в помещении есть нагревательные приборы или нагретое оборудование. Тепловая радиация - это инфракрасное излучение с длиной волны от 760 до 15000 нм. Для измерения тепловой радиации используется актинометр. Датчик актинометра (рис. 3) представляет собой термобатарею и состоит из чередующихся черных и серебристо-белых метал- лических пластин, присоединенных к разным концам электрической цепи. При разности температур на концах электрической цепи из-за нагревания черных пластин в результате поглощения инфракрасных лучей возникает термоэлектрический ток, который регистрируется гальванометром, отградуированным в единицах тепловой радиации, - кал/см 2. мин или Вт/м 2 . Предельно допустимый уровень тепловой радиации на рабочем месте = 20 кал/см 2. мин.

Перед началом измерения стрелку на шкале гальванометра необходимо поставить в нулевое положение, затем открыть крышку на задней поверхности актинометра. Показания гальванометра списываются через 3 сунды после установки термоприемника (датчика) актинометра в сторону источника теплового излучения.

4. Определение влажности воздуха.

Влажность воздуха зависит от содержания в нем водяных паров. Для характеристики влажности различают следующие понятия: абсолютная, максимальная, относительная влажность, дефицит насыщения, физиологический дефицит насыщения, точка росы.

Абсолютная влажность - упругость (парциальное давление) водяных паров в воздухе в момент измерения (в г/м 3 или мм рт.ст.). Максимальная влажность - упругость водяных паров при полном насыщении влагой воздуха определенной температуры (в г/м 3 или мм рт.ст.). Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Дефицит насыщения - разность между максимальной и абсолютной влажностью (в мм рт.ст.). Точка росы - температура, при которой воздух максимально насыщен водяными парами. Нормируется только относительная влажность, которая считается нормальной в диапазоне 40-60%.

Измерение влажности воздуха может проводиться с помощью различных приборов. Абсолютная влажность может быть определена с помощью психрометров. Существует 2 его вида: аспирационный психрометр Ассмана и станционный психрометр Августа (рис. 4). Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, резервуар одного из которых обернут легкой гигроскопичной тканью, увлажняемой дистиллированной водой перед измерением, а второй остается сухим.

Станционный психрометр Августа используется в стационарных условиях, исключающих воздействие на него ветра и лучистого тепла. Он состоит из двух спиртовых термометров. На основании их показаний абсолютная влажность определяется по таблицам или по формуле:K = f - а (tс--tв) B,

где: K - абсолютная влажность воздуха при данной температуре, мм рт.ст.;

f - максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра, мм рт.ст. (см. табл. 2);

а - психрометрический коэффициент, равный при несильном движении воздуха 0,001;

tc и tВ - температура сухого и влажного термометров, ?С; В - атмосферное давление в момент измерения, мм рт.ст.

Наиболее широко в гигиенической практике для измерения абсолютной влажности как в помещении, так и вне его используются переносные аспирационные психрометры Ассмана, имеющие защиту от ветра и тепловой радиации. Психрометр состоит из двух ртутных термометров (имеющих шкалу от -30 до +50 ?С), которые заключены в общую оправу, а их резервуары - в двойные никелированные металлические трубки защиты от лучистого тепла. Вмонтированный в головку прибора вентилятор с часовым механизмом просасывает воздух вдоль термометров с постоянной скоростью 2 м/с.

Перед началом измерений при помощи пипетки нужно увлажнить ткань на резервуаре влажного термометра, завести ключом меха- низм прибора до отказа и подвесить его вертикально на кронштейне в исследуемой точке, обычно в центре помещения, а затем через 3- 5 мин записать показания сухого и влажного термометров.

Абсолютная влажность воздуха в этом случае вычисляется по формуле:K = / 755.

Относительная влажность воздуха (в %) рассчитывается по формуле:P = K . 100 / F,

где: P - относительная влажность, %,

F - максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра, мм рт.ст. (см. табл. 2).

Таблица 2. Максимальная влажность воздуха при разных температурах

Непосредственно относительная влажность может быть измерена гигрометром (рис. 5). Обезжиренный человеческий волос в гигрометре натянут вдоль рамы прибора и прикреплен к стрелке. Используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности. При изменении степени его натяжения стрелка перемещается по шкале, отградуированной в процентах. Относительная влажность измеряется обычно в центре помещения.

Для непрерывной графической регистрации относительной влажности воздуха за определенный период времени используются самопишущие приборы - гигрографы (суточный или недельный) типа М-21 (диапазон измерений от 30 до 100% при температурах от -30 до +45 ?С), в которых датчиком служит натянутый в рамке пучок обезжиренных человеческих волос (рис. 6).

5. Определение скорости движения воздуха

Перемещение воздуха в атмосфере характеризуется направлением движения и скоростью. Направление определяется стороной

света, откуда дует ветер, а скорость - расстоянием, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/с). Преобладающее направление ветра в конкретной местности необходимо учитывать при планировке и строительстве населенных мест, размещении на их территории жилых зданий, аптечных организаций, детских садов, школ, больниц и других учреждений, которые должны располагаться с наветренной стороны по отношению к источникам загрязнения атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды (промышленных предприятий, ТЭЦ и др.).

Господствующее для данного места направление ветра определяется по розе ветров. Роза ветров представляет собой графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам (направ- лениям), наблюдающихся в данной местности в течение года. Для обозначения румбов используются начальные буквы наименований сторон света. Для построения розы ветров от центра графика на основных (N, S, O, W) и промежуточных (N-O, N-W, S-O, S-W) румбах откладывают отрезки в определенном масштабе, соответствующие числу дней в году с данным направлением ветра. Затем концы отрезков по румбам соединяют прямыми линиями. Штиль (отсутствие ветра) обозначают окружностью из центра графика с радиусом, соответствующим числу дней штиля.

Роза ветров указывает на господствующее северо-восточное направление ветров в исследуемой местности в течение года, поэтому жилые дома, аптеки, больницы и детские учреждения сле- дует размещать с наветренной стороны (в северо-восточном направлении), а промышленные предприятия и другие источники загрязнения - с подветренной стороны (в юго-западном направлении). Промышленные предприятия и другие источники негативного влияния на среду обитания и здоровье человека необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Ширина санитарно-защитной зоны устанавливается в соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий, сооружений и иных объектов в зависимости от степени вредности производства, его мощности, характера и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов (Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. СанПиН2.2.1/2.1.1.1200-03). По этим признакам промышленные предприятия разделены на 5 классов, для каждого установлен размер СЗЗ: для предприятий 1-го класса - 1000 м с не менее 40% озеленения, для 2-го - 500 м, 3-го - 300 м с не менее 50% озеленения, для 4-го - 100 м и 5-го - 50 м с не менее 60% озеленения.

Измерение сравнительно больших скоростей движения воздуха производится анемометрами различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха. Чашечный анемометр МС-13 измеряет скорости от 1 до 30 м/с. Его чаще всего используют в метеорологической практике. Крыльчатый анемометр АСО-3 используется в производственных помещениях для измерения скоростей движения воздуха в диапазоне 0,3-5,0 м/с.

Принцип работы приборов основан на передаче вращения лопастей, укрепленных на оси, счетному механизму, фиксирующему число оборотов. Для определения скорости воздушной среды разность между показаниями анемометра после его нахождения в струе воздуха в течение 3 мин и первоначальными показаниями прибора делят на число сунд измерения. Число оборотов в сунду соответствует скорости движения воздуха в м/с.

Для измерения малых скоростей воздуха в помещении используются стеклянные шаровые или цилиндрическиекататермометры, которые позволяют измерить скорость в диапазоне 0,05-2,0 м/с.

Шкала шарового кататермометра состоит из 7 (от 33 до 40), шкала цилиндрического - из 3 (от 35 до 38). Определение основано на оценке интенсивности охлаждения нагретого прибора за счет охлаждающей способности воздуха. Охлаждающую способность воздуха «Н» определяют по фактору кататермометра (F) и времени охлаждения его резервуара (t) в сундах с 38? до 35 С или с 40 до 33С шкалы прибора. Величина F указана в верхней части кататермометра, она соответствует количеству тепла в милликалориях, теряемого с 1 см 2 поверхности прибора при его охлаждении с 40 до 33 С или от 38 до 35 С. Прибор нагревают в стакане с горячей водой с температурой 66-75 С для того, чтобы спирт поднялся немного выше верхней отметки шкалы прибора, вытирают прибор насухо и, подвесив его в центре помещения, отмечают время, требующееся для охлаждения спирта с 40 до 33 С или с 38 до 35 С. Охлаждающую способность воздуха «Н» находят по формуле:

H = [(F/3) (40-33)] / t, мкал /см 2 .

Для учета охлаждающего действия окружающего воздуха необходимо вычислить фактор Q, равный разности между средней температурой кататермометра (36,5 С) и температурой воздуха в помещении. Рассчитав H/Q, скорость движения воздуха в точке измерения находят по табл.

3.Скорость движения воздуха может быть рассчитана и по эмпирической формуле: V = [(H/Q - 0,20)/0,40] 2 м/с. Летом благоприятны скорости движения атмосферного воздуха в пределах 1-4 м/с, а в помещении - 0,2-0,4 м/с.

Для измерения и контроля параметров воздушной среды в настоящее время используются специальные приборы метеометры типа МЭС-200, предназначенные для измерения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, его температуры и скорости воздушного потока внутри помещения. В качестве датчиков для измерения параметров в приборе используются терморезисторы и сенсор влажности с блоком усилителя.

^ Температура воздуха зависит от времени года, климатического пояса, времени суток, интенсивности солнечного свечения и подстилающей поверхности земли. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, не нагревают ее. Нагрев воздуха происходит от теплоотдачи почвы, поглощающей солнечные лучи. Нагретый воздух подымается вверх, уступая место холодному, – это перемещение называется конвекцией - она способствует перемещению воздушных масс и равномерному прогреву приземных слоев атмосферы. Гигиеническое значение температуры воздуха заключается в ее влиянии на теплообмен организма. Причем, гигиеническое значение имеют не только абсолютные величины температуры воздуха, но и амплитуды ее колебаний. У человека тепло образуется в результате окислительных процессов в клетках и тканях и нормальное существование его возможно при постоянной температуре тела. Благодаря сложному механизму терморегуляции с окружающей средой (у детей до 7-8 лет он несовершенен), организм поддерживает тепловой баланс. Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 о С (для мужчин – 20 о С, для женщин – 22 о С) и амплитуда ее колебаний – 2-4 о С в течение дня.

^ Влажность воздуха - это количество водяных паров в воздухе. Зависит от климатического пояса, сезона года и близости водных бассейнов: в морском климате влаги больше, чем в континентальном или пустынном. Степень влажности воздуха определяется тремя показателями: абсолютной, максимальной и относительной влажностью.Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах в 1 м 3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность – сколько максимально может содержаться в воздухе водяных паров при данной температуре, измеряется в г на м 3 . Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в %. Оптимальные параметры для здоровья относительной влажности - 30-60%. Гигиеническое значение влажности – в ее влиянии на потоотделение человека, которое, воздействуя на температуру тела, сохраняет ее постоянство. С повышением влажности – в тепле человеку становится жарко, на холоде – холодно, зябко.

^ Атмосферное давление – это давление атмосферного столба воздуха в результате земного притяжения. На уровне моря давление постоянно: на 1 см 2 – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба. Гигиеническое значение атмосферного давления – в поддержании артериального давления (АД). Повышение или понижение давления отражается на физиологию человека. Для здорового человека эти изменения незаметны, а для больного они чувствительны: об изменениях давления сигнализирует самочувствие. При повышении давления увеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же): урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости слизистых оболочек (во рту), усиливается перистальтика кишечника и выход газов; кровь и ткани лучше усваивают кислород, из-за чего улучшаются работоспособность и самочувствие. При искусственном повышении давления (у водолазов) увеличивается растворение атмосферного азота, который хорошо растворяется в жирах, нервной ткани и подкожной клетчатке, откуда при декомпрессии медленно выходит. При быстром подъеме водолаза с глубины азот закипает и закупоривает мелкие сосуда мозга, от чего наступает смерть водолаза, что требует медленного извлечения его с глубин. Но даже при обычных режимах работы водолазам не удается избежать эмболии азотом сосудов – у них болят суставы и часты кровоизлияния.

Движение воздуха - определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек. Хорошее самочувствие сохраняется при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений. Нижняя граница движения воздуха с гигиенической стороны определяется необходимостью сдувать обволакивающий человека

перегретый воздух и пар, регулируя температуру тела. При повышении скорости воздуха до 0,5 м/сек возникает дискомфорт: резь в глазах, слезотечение, сухость слизистых оболочек, затруднение носового дыхания. Гигиеническое значение движения воздуха - способствует вентиляции жилых кварталов и зданий, самоочищению атмосферы от загрязнения и терморегуляции организма. Важное значение имеет направление ветра: дует он в жилой квартал с завода или наоборот. Это учитывается в проектировании населенных мест. Направление ветра определяется страной света,

откуда он движется, и называется румбо м. Графическое изображение повторяемости ветра в данной местности по направлению частей света называетсярозой ветров. Например, на рис. №1 изображена роза ветров с преобладающим СВ ветром.. Розу ветров обязательно учитывают архитекторы при строительстве жилых кварталов и промышленных предприятий: жилые кварталы следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям.
20. Экологическое, физиологическое значение воды.

Физиологическое значение воды . Вода играет в организме человека важную роль. Без воды не происходит ни один биохимический, физиологический и физико-химический процесс обмена веществ и энергии, невозможны пищеварение, дыхание, анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция), синтез белков, жиров, углеводов из чужеродных белков, жиров, углеводов пищевых продуктов. Такая роль воды обусловлена тем, что она является универсальным растворителем, в котором газообразные, жидкие и твердые неорганические вещества создают молекулярные или ионные растворы, а органические вещества находятся преимущественно в молекулярном и коллоидном состоянии. Именно поэтому она принимает непосредственное или косвенное участие практически во всех жизненно важных процессах: всасывании, транспорте, расщеплении, окислении, гидролизе, синтезе, осмосе, диффузии, резорбции, фильтрации, выведении и др.

С помощью воды в клетки организма поступают пластические вещества, биологически активные соединения, энергетические материалы, выводятся продукты обмена. Вода способствует сохранению коллоидального состояния живой плазмы. Вода и растворенные в ней минеральные соли поддерживают важнейшую биологическую константу организма - осмотическое давление крови и тканей. В водной среде создаются необходимые уровни щелочности, кислотности, гидро-ксильных и водородных ионов. Вода обеспечивает кислотно-основное состояние в организме, а это влияет на скорость и направление биохимических реакций. Принимает участие в процессах гидролиза жиров, углеводов, гидролитического и окислительного дезаминирования аминокислот и в других реакциях. Вода - основной аккумулятор тепла, которое образуется в организме в процессе экзотермических биохимических реакций обмена веществ.

Кроме того, испаряясь с поверхности кожи и слизистых оболочек органов дыхания, вода принимает участие в процессах теплоотдачи, т. е. в поддержании температурного гомеостаза. Во время испарения 1 г влаги организм теряет 2,43 кДж (0,6 ккал) тепла.

Потребность организма в воде удовлетворяется за счет питьевой воды, напитков и продуктов питания, особенно растительного происхождения. Физиологическая суточная потребность взрослого человека в воде (при отсутствии физических нагрузок) в регионах с умеренным климатом ориентировочно составляет 1,5-3 л, или 90 л/мес, почти 1000 л/год и 60 000-70 000 л за 60- 70 лет жизни. Это так называемая экзогенная вода.

Определенное количество воды образуется в организме вследствие обмена веществ. Например, при полном окислении 100 г жиров, 100 г углеводов и 100 г белков вырабатывается соответственно 107, 55,5 и 41 г воды. Это так называемая эндогенная вода, ежедневно образующаяся в количестве 0,3 л.

Физиологическая норма потребления воды может колебаться в зависимости от интенсивности обмена веществ, характера пищи, содержания в ней солей, мышечной работы, метеорологических и других условий. Доказано, что на 1 ккал энергозатрат организму необходимо 1 мл воды. То есть для человека, суточные энергозатраты которого составляют 3000 ккал, физиологическая потребность в воде равна 3 л.

С увеличением энергозатрат во время физических нагрузок повышается и потребность человека в воде. Особенно если тяжелый физический труд выполняют в условиях повышенной температуры, например в мартеновских цехах, на доменном производстве, на поле в жару. Тогда потребность в питьевой воде может возрасти до 8-10 и даже 12 л/сут. Кроме того, потребность в воде изменяется при определенных патологических состояниях. Например, она возрастает при сахарном и несахарном диабете, гиперпа-ратиреозе и т. п. В таком случае количество воды, употребляемое человеком в течение месяца, составляет 30 л, в течение года - 3600 л, за 60-70 лет - 216 000 л.

Поддержание водного баланса в организме человека предусматривает не только поступление и распределение воды, но и ее выведение. В состоянии покоя вода выводится через почки - с мочой (почти 1,5 л/сут), легкие - в парообразном состоянии (приблизительно 0,4 л), кишечник - с фекалиями (до 0,2 л). Потери воды с поверхности кожи, которые в значительной мере связаны с терморегуляцией, изменяются, но в среднем составляют 0,6 л. Таким образом, из организма человека в состояния покоя ежесуточно в среднем выводится 2,7 л воды (с колебаниями от 2,5 до 3,0 л). При некоторых патологических состояниях и физической нагрузке выделение воды усиливается и соотношение путей выведения, приведенное выше, изменяется. Например, при сахарном диабете усиливается выделение воды через почки - с мочой, при холере - через пищеварительный тракт, во время работы в горячих цехах - через кожу - с потом.

Человек остро реагирует на ограничение или полное прекращение поступления воды в организм. Обезвоживание - чрезвычайно опасное состояние, при котором нарушается большинство физиологических функций организма. Большие потери воды сопровождаются выделением значительного количества макро- и микроэлементов, водорастворимых витаминов, что усугубляет негативные последствия обезвоживания для здоровья и жизни человека.

В случае обезвоживания организма усиливаются процессы распада тканевых белков, жиров и углеводов, изменяются физико-химические константы крови и водно-электролитного обмена. В центральной нервной системе развиваются процессы торможения, нарушается деятельность эндокринной и сердечно-сосудистой систем, ухудшается самочувствие, снижается трудоспособность и т. п. Четкие клинические признаки обезвоживания появляются, если потери воды составляют 5-6% массы тела. При этом учащается дыхание, наблюдаются покраснение кожи, сухость слизистых оболочек, снижение артериального давления, тахикардия, мышечная слабость, нарушение координации движения, парестезии, головная боль, головокружение. Потери воды, равные 10% массы тела, сопровождаются значительным нарушением функций организма: повышается температура тела, заостряются черты лица, ухудшаются зрение и слух, кровообращение, возможен тромбоз сосудов, развивается анурия, нарушается психическое состояние, возникает головокружение, коллапс.

Потеря воды на уровне 15-20% массы тела смертельна для человека при температуре воздуха 30 °С, на уровне 25% - при температуре 20-25 °С.

Экологическое значение воды обеспечивается тем, что вода является универсальным растворителем многих веществ; в водной среде протекают физико-химические реакции, связанные с обменом веществ у живых существ + происходит транспорт пластических и энергетических материалов + в нее выводятся из организма вредные и использованные продукты обмена + испаряясь с поверхности почвы, кожи, органов дыхания, она участвует в температурной регуляции. В воде легко растворяются атмосферные газы. В 1л воды при 20оС растворяется 665 мл углекислого газа, а при 0оС - в 3 раза больше. В дождевой воде его больше в 33 раза, чем в воздухе - вот почему эта вода не годится для аквариумов.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Толкование фигур при гадании на яйце

Когда евреям нельзя работать Праздник у евреев когда ничего нельзя делать

Счетчики газа

Система отопления

Водоснабжение

Система вентиляции

Радиаторы

Водопровод