Механизмы теплообмена между человеком и окружающей средой

Человек постоянно находится в состоянии обмена теплотой с окружающей средой. Наилучшее тепловое самочувствие человека будет тогда, когда тепловыделения (Q _TB ) организма человека полностью отдаются окружающей среде (Q _TO ), т. е. имеет место тепловой баланс Q _TB = Q _to. Превышение тепловыделения организма над теплоотдачей в окружающую среду (Q _m > Q _TO ) приводит к нагреву организма и к повышению его температуры — человеку становится жарко. Наоборот, превышение теплоотдачи над тепловыделением (Q_TH < Q_TO) приводит к охлаждению организма и к снижению его температуры — человеку становится холодно.

Средняя температура тела человека — 36,5 °С. Даже незначительные отклонения от этой температуры в ту или другую сторону приводят к ухудшению самочувствия человека.

Тепловыделения (Q_TR) организма определяются прежде всего тяжестью и напряженностью выполняемой человеком работы, в основном величиной мышечной нагрузки.

Параметрами микроклимата, при которых выполняет работу человек и от которых зависит теплообмен между организмом человека и окружающей средой, являются температура окружающей среды (t _ос ), скорость движения воздуха (v_в и влажность (относительная) воздуха (ц>_к) (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Параметры теплообмена человека с окружающей средой

Чтобы понять, почему именно эти параметры определяют теплообмен человека с окружающей средой, рассмотрим механизмы, за счет которых теплота передается от одного предмета к другому (в частности, от человека к окружающей его среде и наоборот). Передача теплоты от человека к окружающей среде и наоборот осуществляется за счет теплопроводности, конвективного теплообмена, излучения, испарения и с выдыхаемым воздухом.

Передача теплоты осуществляется за счет теплопроводности (Q_T). Теплота может передаваться только от тела с более высокой температурой к телу с менее высокой температурой. Интенсивность отдачи теплоты зависит от разности температур тел (в нашем случае — это температура тела человека и температура окружающих человека предметов и воздуха) и теплоизолирующих свойств одежды.