Сек скорость. Bevpa

Рис. 4. Номограмма для определения результирующих температур.

Для определения РТ по номограмме (рис. 4) надо предвари­тельно определить температуру воздуха, скорость движения воз­духа, среднюю радиационную температуру и абсолютную влаж­ность воздуха. Обычно применяют номограммы для людей, оде-тых в комнатную одежду и выполняющих легкую работу, и но­мограммы для людей, выполняющих тяжелую физическую ра­боту. Шкала РТ находится в центре номограммы в виде почти параллельных линий, пересекающих в поперечном направлении веерообразную шкалу скоростей движения воздуха в м/с. В ле­вой части номограммы имеется сетка, на которой по вертикали обозначены величины температур воздуха, а по горизонтали — скорость движения воздуха в м/с. На пересечении линий темпе­ратуры и скорости движения воздуха устанавливают первую точку. Вторая точка берется на вертикальной шкале средней радиацинной температуры, обозначенной № 3. Точки соеди­няют и на шкале № 2 находят «сухую» РТ. Точку, найденную

l8 на шкале «№2 — сухой РТ, соединяют прямой линией с соответ-ствущим значением абсолютной влажности в мм рт. столба на шкале № 4. На пересечении этой линии с линией, соответствую­щей скорости движения воздуха, находят фактическую резуль­тирующую температуру. Ее сравнивают с комфортной, которая для маленькой физической активности и летней одежды нахо­дится в тех же пределах, как и для эффективных температур. Определение РТ по формуле Яглоу целесообразно вести, когда решающее значение в теплоотдаче имеет испарение:

РГ=0,7- г'пл + 0,3 • ^_ш,

где ^_вл — температура воздуха по показаниям влажного термо­метра;

t_m — температура по показаниям шарового термометра; 0,7 и 0,3 — эмпирические коэффициенты.

Определение и оценка РТ по номограмме при выполнении тяжелой работы ведется, как и при рассмотренном выше при­мере (легкая работа). При других уровнях энерготрат, а также в одежды с иными, чем у комнатной тепловыми свойствами нор­мирование и оценка теплового состояния среды могут быть осу­ществлены более совершенным методом, к изложению которого мы и переходим.

1.2.5. Комплексная оценка теплового состояния среды по урав­нению теплового баланса.

Нормирование теплового состояния среды осуществляется в интересах поддержания весьма важной константы человече­ского организма — его температуры тела. Это редкая область нормирования, в которой закономерности могут быть выражены точно уравнением, цифрой.

Условием нормального состояния человека, в частности теп­лового, является равенство между величиной теплообразования (Qtit) и теплоотдачи организма (Q_Tf>). Эти соотношения в об­щей форме могут быть выражены простым уравнением:

Q_Tn=Q_Tf, (I)

Известно, что теплоотдача организмом происходит путем конвенкции, проведения, излучения и испарения. Введя эти ве­личины в уравнение (1), получим:

Q-m^Qm+Qwt+Q*™ ОВД

В теплотехнике отдачу тепла конвекцией, проведением и излу­чением (QnK + Qpa_n) объединяют одним понятием — тепловой по­ток (ТП). Применительно к человеку тепловой поток с поверх­ности тела зависит от разницы температур кожи и среды, а также от тепловых свойств одежды^:

ТП=К_ОЖЦ_К-КП), где

2* 19 ТП — величина теплового потока в к.калориях/час

Код — коэффициент теплопередачи одежды в ккал/час.м²⁰ КП;

t-к- —средневзвешенная температура кожи в °С; КП — комплексный показатель теплового состояния среды (ЭТ, РТ, РКТи др.).

Подставив значение теплового потока в уравнение (II), по­лучим:

Шх (III)

Решив это уравнение относительно КП, мы найдем оптималь­ное тепловое состояние среды, обеспечивающее тепловое равно­весие организма:

4. Фтп — Qncn с --------

Когда оказывается невозможным нормировать тепловое со­стояние среды, (наружная атмосфера), этим же уравнением можно воспользоваться для нахождения подходящей одежды (по величине /Сод) при определенном виде деятельности.

Таким образом, оценка теплового действия среды произво­дится в следующем порядке: а) измеряют отдельные метеофак­торы; б) вычисляют КП; в) сопоставляют найденную величину КП с комфортной для данной тяжести и вида работы — по урав­нению теплового баланса.

Составляющие уравнения теплового баланса могут быть най­дены в таблице 7. Она рассчитана при условии, что средневзве­шенная температура кожи в комфортных условиях равняется 34°. Доля теплоотдачи путем испарения обычно в этих же усло­виях составляет 20—25%. Коэффициенты теплопередачи одежды взяты для основных ее типов: комнатной, демисезонной,'зимней и летней.

2.5.1. Экспериментальное определение составляющих уравнение теплового баланса.

Для оценки теплового состояния среды по КП и отыскания коэффициента теплопередачи одежды возникает необходимость экспериментального определения температуры кожи.

Средневзвешенная температуры кожи определяется путем од­номоментного ее измерения установкой, разработанной М. Н. Ло-гаткиным, П. В. Рамзаевым и В. П. Киселем, или тепломерной установкой, в которой на внутреней поверхности датчика раз­мещен «горячий» спай термопары. В данном случае мы полу­чаем готовые величины t,<, без вычислений. Ее можно измерить и отдельной термопарой и в дальнейшем рассчитать по фор­муле:

t_x: t_r. 0,09 + tr ' 0,361 +U- 0,18+^4' 0,18+15' 0_'18_'

где /_к — средневзвешенная температура кожи; t\ — температура 20 кожи головы и шеи), t₂ — торса, h —бедер, t_A — голеней и стоп, ^5 — плеч, предплечий и кистей; 0,09, 0,361 и 0,18 — коэффици­енты, указывающие на относительные размеры каждой области тела от общей поверхности кожных покровов, принимаемой за 1.

Возможность одномоментного измерения средневзвешенной температуры кожи появилась при размещении датчиков с уче­том размеров поверхности каждой из областей. Для взрослых людей использован принцип «девяток», то есть на каждые де­вять процентов поверхности тела ставится одна термопара. Всего последовательно соединенных термопар—11: на голову ставится один датчик (9% поверхности), на торс — четыре (36%), на бедро — два (18%), на наружную поверхность плеча и предплечья (на границе с кистью) еще два (18%) и на голень и стопу — еще два датчика (12% и 7%).

Несколько иное соотношение размеров поверхности отдель­ных частей тела у детей различного возраста, и у них упомя­нутый принцип размещения не применим. Поэтому для них ре­комендуется правило «десяток» (см. табл. 5).

Т а б л II ц а 5

Размещение термопар и биотепломеров на поверхности кожи детей (правило «десяток»)

Возрзст	Процент от общейповерхности тела
Число датчиков	Общее число
Голова	Торс	Нижние конечности	Верхние конечности	датчиков
0—l rot До 5-ти летl0 ner 15.пет	r020%	3o9o	30—32%	19—20o	10 10 l0 l0
13%	3 309o	38o	2 l9o
ll%	30o	4 39Yo	2 200
1l0%	3 30o 3	4 41%	19%
]

Определение теплопродукции (энерготрат) человека можно провести по методу, предложенному А. И. Бекетовым, путем из­мерения объема легочной вентиляции (см. формулу):

где У—объем легочной вентиляции в л/час; /(—энергетический эквивалент 1 л выдыхаемого воздуха в ккалориях на литр (ra6r. 6).

Объем легочной вентиляции просто, быстро и достаточно точно определяется с помощью прибора «Аэропульмонометр»

L

Таблиц а 6

Энергетические эквиваленты одного литра выдыхаемого воздуха при различных объемах легочной вентиляции

Объём	л&гочной вентиляции	Энергетический	Расход
		эквивалент К	энергии,
			fiycajiop литр	ккял час
л/мин		л час
7,5			0,1 60	72,0
10,0			0,169	101,4
12,5			0,178	133,5
15,0			0,187	|68,3
17,5			0.i96	205.8
20,0			o.204	241.8
25,0			0,223	334,5
30,0			0,232	417.6
40,0			0,236	566.4

М. Н. Логаткина, М. П. Кирпичева и А. П. Маркова (см. инст­рукцию к прибору).

Поскольку часть расходуемой энергии передается на внеш­ние предметы в виде потенциальной и кинетической энергии, приведенные в таблице цифры следует уменьшить приблизи­тельно на 5—7%, то есть на величину коэффициента полезного действия, исключая обмен покоя. Определение коэффициента теплопередачи одежды (Код).

Для установления величины теплопередачи одежды необхо­димо знать тепловое состояние среды (КП), средневзвешенную температуру кожи, которые мы уже умеем определять, и тепло­вой поток с поверхности тела человека (ТП), после чего можно вычислить /Сод по следующей формуле:

is Qin — vircn

Коя

одежды (ккал/час.

коэффициент теплопередачи м². °КП); О™ — Qncn — тепловой поток (777) в ккалория.\/час;

/,,. — средневзвешенная температура кожи,⁰С п КП — комплексный показатель (ЭТ, РТ, РКТ и др.). Недостающие сведения о тепловой потоке можнв получить с помощью тепломерной установки: 11 последовательно соеди­ненных биотепломеров, распределенных по принципу «девяток» [взрослые] или «десяток»^ (дети), как это отмечалось при изме­рении кожной температуры.

Экспериментально было установлено, что коэффициенты^ теп­лопередачи одежды: зимней составляет 3,2—3,6 кк'ал/час. ° КП, комнатной одежды — 5,0—5,5 ккалорий/час. °КП, а для летней -*■ 7-7,5.

Разумеется, что можно воспользоваться готовыми сведе­ниями, устанавливающими соотношения между основными со­ставляющими уравнения теплового баланса (см. табл. 7).

22Таблица 7

Величины КП, обеспечивающие тепловое равновесие при известных тепловых свойствах одежды и интенсивностях теплообразования

	Теплопродукция	, килокалории в 4;ic
					Код-
	100,0	I50,0	I50,0	I50,0		ккалорин
7а, 0	зш1,а	час ■ S ■ КЛ
+ 15	+ 10	— l	—12	—12	—37	3.G
+ 18	+ 13	+ 3	—6	—16	—27
+23	+ 20	+ 1t	+ 5	-2	—11	5,52
+ 25	+23	+ 17	+ ll	+ 6	— 1	7,0

Конечно, при меняющихся величинах теплообразования (ра­бота, отдых) тепловые свойства одежды при данных темпера­турах могут быть несколько избыточными или недостаточными, и полного соответствия между теплообразованием и теплоотда­чей не будет. Поэтому более точное и тонкое уравновешивание будет достигаться включением терморегуляторных механизмов (изменение теплообразования и теплоотдачи). В частности, теп­лопродукция в состоянии покоя вместо 100 ккал/час под влия­нием холода может увеличиться до ПО—130 ккалорий/час вследствип повышения мышечного тонуса, мышечной дрожи й т. д. Снизится теплоотдача и кожная температура (до 32— 31 ' С). Наоборот, при повышенной температуре внешней среды обмен покоя может уменьшиться до 90—80 ккал/час, темпера­тура кожи повысится до 35—36°.

Таким образом, фактическую величину комплексного пока­зателя находим по номограмме или по формуле (ЭТ, РТ), а также по показаниям приборов (кататермометр, шаровой тер­мометр) и оцениваем суммарный тепловой эффект метеофакто­ров, сопоставляя его с зоной комфорта, или с нормами, полу­чаемыми по уравнению теплового баланса.

Полученные данные заносятся в протокол и на их основе делается заключение, намечаются мероприятия по предупреж­дению простудных заболеваний и тепловых поражении.

Вопросы программированного контроля по теме 2

1. Методы оценки совместного теплового действия метеофакторов.

2. Кататермометрия. Комфортные величины охлаждающего действия воздуха по кататермометру для состояния покоя и легкой физической ра­боты.

3. Влажный термометр и влажный кататермометр и области их при­менения.

4. Шаровой термометр и области его применения. Понятие о радна-циоино-конвекшюной температуре.

5. Эффективные температуры. Преимущества и недостатки метода ЭТ.

6. Результирующие температуры я методы их определения.

_. Протокол к теме 2

Наименование комплексных показателей	Фак| it'iLTKHij	Нормы
Величина охлаждения по ката­термометру — Н
Радиационно-копвекцнонная темпе­ратура — по шаровому термометру (РКТ)
Эффективная температура (ЭТ)
Результирующая температура (РТ)—по номограмме для легкой работы
Средневзвешенная температура кожи
Плотность теплового потока
Величина теплового потока

7. Способы оценки эффективных и результирующих температур.

8. Понятие об уравнении теплового баланса.

9. Методы измерения коэффициента теплопередачи одежды 10. Способы определения средневзвешенной температуры кожи.

(Ko,a,),

11. Методики определения интенсивности теплообразования в организм

12. Значение потерь тепла с поверхности дыхательных путей.

13. Способ определения величин потерь тепла испарением.

14. Температура тела, температура кожи и тепловой поток в оценке теп­лового состояния организма.

Тема 3. Методики исследования ультрафиолетовой радиации. Предупреждение ультрафиолетовой недостаточности у детей и подростков

Для профилактического облучения используются естествен­ные и искусственные источники УФ излучения. Искусственными источниками УФО являются эритемные ртутно-кварцевые лампы (ЭУБ —15/30 или ЛЭ), ПРК-7 («маячная»). Как «световое го­лодание», так и чрезмерное УФО могут приводить к различным патологическим состояниям. Поэтому необходим выбор дозы профилактического облучения.

24 3.1. Методики исследования ультрафиолетовой радиации.

Наиболее распространенными методами измерения УФ яв­ляются биологический, химический и фотоэлектрический.

При самостоятельной работе студентами определяется био­доза:

биологическим методом от искусственного источника УФ радиации по времени образования пороговой эритемы;

щавелевокислым методом по количеству щавелевой кис­лоты в мг, разложившейся за 1 мни на 1 см² поверхности под действием УФ лучей;

Решаются задачи. Демонстрируется уфидозиметр.

3.1.1. Определение биодозы.

Предварительно студенты надевают защитные очки п накла­дывают па внутреннюю поверхность предплечья биодозиметр. Затем предплечье помещается под источник УФ лучей (расстоя­ние 1 м) и через каждые 30 сек последовательно один за дру­гим открывают все 6 отверстий биодозиметра. Результат иссле­дования записывается в тетрадь через 5—6 часов после облу­чения, когда эритемная реакция достигнет максимума развития. В результате исследования необходимо определить величину биодозы (минимальной интенсивности УФ радиации) по вре­мени образования пороговой эритемы на незагорелой коже.

Пример определения биодозы.

Спустя 6 часов после облучения кожи через отверстия био­дозиметра, покраснение появилось под пятью отверстиями из 6, которые облучались соответственно 3, 2, 5, 2, 1,5 и 1 минуту. Отверстие, которое облучалось 0,5 минуты, осталось без по­краснения, следовательно, величина биодозы для данного субъ­екта при облучении кожи от этого источника УФ излучения с расстояния 1 метра равна 1 минуте, Профилактическая вели­чина УФ радиации составляет ^l/s— Чю от полученной величины, то есть 7,5 и 6 секунд соответственно.

Расчет количества источников УФ радиации, необходимых для обеззараживания воздуха помещений (бакт. лампы) и об¹ лучения детей с профилактической целью (эритемные лампы). Решение задач.

3.1.2. Определение биодозы щавелевокислым методом.

Пр.ннцип определения биодозы названным методом основан на разложении ультрафиолетовыми лучами щавелевой кислоты в присутствии катализатора — азотнокислого уранила до угле­кислоты и воды. О величине ультрафиолетово!'! радиации судят по количеству разложившейся щавелевой кислоты в мг за 1 ми­нуту па 1 см². Если облучить 0,01 н р-р щавелевой кислоты и

25кожу живота, то при разложении каждых 0,0275 мг/см² щаве­левой кислоты человек будет получать 1 биодозу. Таким обра­зом, эритемный эквивалент для лампы ЭУВ-15 равен 0,0275 мг/см² разложившейся щавелевой кислоты (установлен А. А, Генера­ловым).

Методика определения.

В чашку Петри наливают 30 мл 0,01 н р-ра щавелевой кис­лоты с азотнокислым уранилом и в открытом виде ставя ее для облучения на расстоянии 60 см от лампы ЭУВ-15 на 20 минут. После соответствующей экспозиции облученный раст­вор щавелевой кислоты оттитровывается марганцовокислым ка­лием. Для этого раствор из чашки переливают в колбу, чашка ополаскивается 5 мл диет, воды, которая выливается в ту же колбу. В нее добавляется 30 мл серной кислоты, содержимое нагревается до 60—70° и в горячем виде титруется раствором марганцевокислого калия до появления слабо розового окра­шивания раствора. Затем определяется количество разложив­шейся при облучении щавелевой кислоты в расчете на 1 см² площади чашки в 1 мин. При вычислении следует определить разность в количестве мл р-ра марганцевокислого калия, по­шедшего на титрование раствора щавелевой кислоты необлу-ченного и облученного. Полученную разность надо умножить на поправочный коэффициент, установленный для р-ра марган­цевокислого калия. Установленная величина будет говорить о количестве мл 0,01 н р-ра щавелевой кислоты, в которых -она под влиянием УФ лучей полностью разложилась. Так как в 1 мл 0,01 н р-ра, содержится 0,63 мг щавелевой кислоты, то количе­ство разложившейся кислоты будет равно произведению числа мл разложившегося 0,01 н ее р-ра на 0,63. Чтобы привести ре­зультат к единице времени (мин) и единице площади (см²), не­обходимо количество разложившейся кислоты разделить на площадь поверхности чашки (см²) и на число минут облучения. Площадь чашки равна яЯ² (см. пример расчета).

Пример.

На 30 мл необлученного р-ра щавелевой кислоты пошло 31 мл 0,01 н р-ра марганцевокислого калия, а на 30 мл облу­ченного р-ра" пошло 25 мл 0,01 н р-ра марганцевокислого калия. Время облучения равно 20 мин. Площадь поверхности чашки составляла 50 см³. При этих условиях поправочный коэффи­циент будет равен К = 30:31 =0,97. Разность в количестве мл марганцевокислого калия, пошедшего на титрование р-ра.ща­велевой кислоты необлученного и облученного, составит 31 — — 25 = 6. Количество мл 0,01 н р-ра щавелевой кислоты, в ко­тором разложилась кислота, будет равно 6X0,97 = 5,82 мл. Ко­личество разложившейся щавелевой кислоты в мг на 1 см² в 1 мин будет равно (5,82 млХ0,63 мг): (50 см²х20 мин) = = 0,0036 rvr/cr^ur.

Далее, определяем биодозу и длительность облучения детей■

26 УФ лучами от указанной лампы на данном расстоянии для по­лучения ими профилактической (0,1 эритемной) дозы УФ лучей.

Для перевода единиц относительных в биологические (эри-темные) следует воспользоваться эритемным эквивалентом ща­велевой кислоты, который равен 0,0275 мг/см².

Вначале необходимо выяснить, какому количеству биодоз соответствует разложившееся количество щавелевой кислоты, при облучении ее в течение 1 минуты. Это определяется из про­порции:

1 6Hotosa: 0,0275 ur/cu²;

X 6HoAo3a: 0,0036 ur/cu²;

Х=0,0036: 0,0275: 0,13 6noaostr.

Потом следует узнать длительность облучения детей для получения 0,1 биодозы. Это определяется из пропорции:

0,13 биодозы— I uxr;

0,1 6uolosu — X uuH;

X: 0.1: 0.13: 0.8 Mrrl:48 ceK.

Следовательно, начинать облучение детей с профилактиче­ской целью ультрафиолетовыми лучами от лампы ЭУВ-15 на данном расстоянии необходимо в течение 48 секун. 3.1,3. Время профилактического облучения естественным источ­ником радиации для разных широт выбирается, используя «Ме­тодические рекомендации по проведению солнечных и небесных ванн». (Городской Дом санитарного просвещекия. Городской комитет общества Красного Креста. Утверждено начальни­ком Главного управления здравоохранения Ленгорисполкома В. Р. Прокофьевым. Л. 1978 г.), составленные А. А. Генерало­вым на основании экспериментальных данных. Используется также сконструированный им биодозиметр. Решаются задачи, демонстрируется работа уфпдозиметра (счетчика-интегратора ультрафиолетового излучения). Полученные сведения заносятся в протокол.

Протокол к теме 3

1. Минимальное время появления покраснения от ртутно-кварцевой лампы, в секундах
2. Время профилактического облучения:. — постоянной дозой — по закаливающей схеме
3. Количество разложившейся щавелевой кислоты в опыте (мг/см2 • мин): — в величинах бнодозы
— соответствующее '/щ биодозы
4, Время профилактического облучения детей

27 Вопросы программированного контроля по теме 3

1. Гигиеническое значение ультрафиолетовой радиации-

2. Классификация ультрафиолетовых лучей и гигиеническая оценка отдельных участков спектра (загарной, эритемкой и бактерицидной областей) ультрафиолетовой радиации.

3. Искусственные источники ультрафиолетовой радиации и области их применения.

4. Ртутно-кварцевые лампы, использующиеся для профилактики свето­вого голодания.

5. Методы измерения ультрафиолетовой радиации.

6. Правила определения биодозы и выбор дозы профилактического об­лучения. Схемы облучения.

7. Последствия недостаточности ультрафиолетовых лучей. Показания к применению УФ лучей.

8. Последствия передозировок УФ лучен.

9. Фп;шолого~биохимические механизмы защиты организма от избыточ­ных количеств УФ лучей.

10. Социальные меры защиты от передозировок при УФ облучении.

11. Естественные источники УФ радиации. Изменение интенсивности я спектра УФ радиации при увеличении высоты над уровнем моря.

12. Зависимость интенсивности УФ радиации от времени суток, широты расположения местности, чистоты атмосферы и других факторов.

13. Приборы для измерения солнечной ультрафиолетовой радиации.