Т, Y ( Т2 Y

q_B=CVV_Yl_₂. _ш -\_ш, (24)

А /V 7:

де С_пр - коефіцієнт випромінювання, Вт/м² К⁴; F] - площа поверхні тіла та одягу людини, м; у, _2 - коефіцієнт опромінювання; Т_ь Т₂ - середні температури поверхні тіла та одягу людини та оточуючих поверхонь, К.

Тепловиділення через випаровування визначають за формулою:

q„ = G_n z, (25)

де G_n - кількість вологи, що виділяється і випаровується, кг/с; z - прихована теплота випаровування вологи, яка виділяється, Дж/кг

Кількість вологи, що виділяється та випаровується для стану спокою людини характеризується залежністю, яка показана на рис. 13.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

Тепловиділення через дихання визначають рівнянням:

Чд ^— 'лв Рвд 1-" р (Лвид ^— ІвдЛ K^V)

де У_лв - легенева вентиляція, м /с; р_вд - густина повітря, що видихається, кг/м³; С_р -питома теплоємність повітря, що видихається Дж/кг-град; t_Bm, і_вд - температура повітря, що видихається та вдихається, град.

Головну частину тепловиділення проводять через конвекцію, випромінювання і випаровування. Співвідношення цих величин змінюється із зміною температури (рис. 14).

3.2.2. Зміна фізіологічних функцій органЬму людини під впливом температури

Під дією високої температури змінюються процеси обміну речовин. Внаслідок підсиленого потовиділення відбувається різке порушення водного обміну. Разом з потом організм виділяє значну кількість солей, в основному хлористого натрію, внаслідок чого знижується здатність крові утримувати воду. Отже, порушується водно-сольовий обмін, тобто створюється від'ємний водний баланс. Порушення водного обміну викликає значні зміни білкового обміну. Збільшується розпад білка тканин та виділення азоту. Підсилене виділення хлоридів зумовлює зниження кислотності шлункового соку. Водночас з організму виділяються вітаміни, порушується вітамінний обмін, змінюється склад крові. Значне потовиділення спричиняє зміну діяльності серцево-судинної системи: збільшується частота пульсу, хвилинний об'єм серця та інше, зростає частота та хвилинний об'єм дихання.

Тепловиділення з інтенсивністю 240 ккал/м-год. зумовлює в людини відчуття тепла; тепловиділення 1 200 ккал/м-год. людина без захисних засобів переносить протягом 2-5 хвилин; 2 400 ккал/м-год - протягом 30-40 с, а 12 000 ккал/м-год -протягом 1-5 с

Охолодження організму спричиняє порушення серцево-судинної системи. Виникає послаблення кровообігу, підвищується в'язкість крові, зменшується частота пульсу, підвищується кров'яний тиск, зростає об'єм дихання. Значних змін набуває вуглеводний обмін. Охолодження зумовлює порушення рефлекторної діяльності, послаблення, навіть повну втрату рефлексів, зниження тактильної та інших видів чутливості.

Особливе значення в умовах виробництва набуває охолодження, що спричиняє випромінюванням тепла тілом людини в напрямі поверхонь з нижчою температурою (радіаційне охолодження). При цьому відбувається різіше зниження температури шкіри і тіла, ніж під час охолодження конвекцією. Зміни, що відбуваються під дією радіаційного охолодження, мають найстійкіший характер. У разі безпосереднього контакту працівника з холодними матеріалами виникає місцеве охолодження, яке також веде до рефлекторних порушень окремих функцій організму.

Зміни обміну речовин в організмі людини та теплоутворення для різної температури повітря показано нарис. 15, 16.

Аналогічним є вплив низької температури на організм людини, якщо навколишнім середовищем є холодна вода.

У разі достатньо інтенсивного охолодження переважно простежують підвищене споживання кисню. Якщо ж охолодження відбувається безпосередньо після трива-

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

лого перебування в умовах високої температури, терморегуляційна діяльність знижується; споживання кисню утримується на рівні, який утворився під час нагрівання, та в кінці охолодження воно навіть нижче, ніж у висхідному стані. За цих умов знижується легенева вентиляція. Під час охолодження, що настає після нагрівання, зменшується пульсовий тиск.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

де S - площа випромінювальної поверхні, м; Ті, Тг - температура випромінювальної та опроміненої поверхонь, К; L - відстань до джерела випромінювання.

Шляхом порівняння фактичних значень інтенсивності теплового випромінювання з максимально допустимими для людини визначаємо гранично-допустиму відстань до джерела випромінювання.

У разі використання захисних екранів використовують рівняння поглинання променистої енергії, довільним матеріалом

Е = E₀e" ^kb; (29)

де Е, Е₀ - інтенсивність опромінення в даній точці відповідно за наявності та відсутності екрана, Вт/м²; k - коефіцієнт поглинання екрану, мм~; b - товщина екрану, мм,

Використовуючи допустимі значення інтенсивності теплового випромінювання шляхом розв'язання рівняння (29), визначаємо мінімально допустиму товщину захисного екрана.

Для визначення витрати повітря у приміщенні, необхідної для видалення надлишків тепла, використовують формулу:

Q=Aq/C_pp(T₁-T₂), (ЗО)

де Aq - надлишок тепла, Дж/с; С_р -теплоємність повітря, Дж/кгК; Р - густина повітря, кг/м³; Т] - температура повітря в приміщенні, К; Т₂ - температура повітря, що надходить, К.

3.2.4. Швидкість руху повітря

Дія швидкості руху повітря на організм людини пов'язана з її впливом на теплообмін. В умовах високої та низької температури навколишнього повітря його рух підвищує тепловіддачу. У випадку низької температури рухоме повітря проникає в пори тканин одягу і далі в простір під одягом, витісняючи з нього нагріте повітря. У разі зменшення температури повітря, під одягом, збільшуються втрати тепла через шкіру шляхом його безпосереднього виведення в навколишнє середовище. Підвищуються також втрати тепла з відкритих ділянок тіла. Зростання швидкості руху повітря підвищує тепловіддачу також і тому, що в цих умовах постійно змінюється навколишній шар більш нагрітого повітря. У випадку високої температури повітря зростає тепловіддача під час випаровування поту з поверхні шкіри: швидкість випаровування в певних межах пропорційна до швидкості руху повітря.

Дія потоку при цьому не обмежується фізичним " зняттям" тепла. Збуджуючи термо- і механорецептори шкіри, повітряний потік веде до зміни деяких функцій організму, в тому числі ті з них, які здійснюють терморегуляцію. Звертає на себе увагу роль баро- і терморецепторів в реакції організму на дію рухомого повітря. Рухоме повітря низької температури швидко спричиняє звуження судин.

Вплив на людину швидкості руху повітря та низької температури повітря оцінюють використанням показника " жорсткості погоди".

G = |t°|+CV (бали), (31)

де t - від'ємна температура атмосферного повітря, °С; С - коефіцієнт швидкості вітру; V - швидкість вітру, м/с.

Коефіцієнт швидкості вітру набуває таких значень: С=1, якщо V < 5 м/с; С=2, якщо V > 5 м/с.

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності

Якщо показник G не перевищує 10 балів, роботу виконують у звичайному режимі. Якщо G перебуває в межах від 10 до 40, через кожну годину роботи потрібно робити перерву тривалістю 10 хв. Якщо G більше від 40 - робота припиняється.

3.2.5. Вологість повітря

В атмосферному повітрі та повітрі закритих приміщень завжди є певна кількість парів води. Висока вологість повітря, що має низьку температуру підвищує тепловіддачу. Це виникає внаслідок таких причин:

1) Підвищується теплопровідність тканин одягу, оскільки повітря, що розміщене в її порах є поганим провідником тепла у випадку, якщо його вологість незначна. При підвищенні вологості навколишнього середовища підвищується вологість повітря в порах тканин, унаслідок чого зростає його теплопровідність і тепло з простору під одягом швидко потрапляє у навколишнє повітря.

2) Підвищується теплопровідність повітря навколо людини, оскільки водяна пара проводить тепло краще від сухого повітря. Унаслідок цього зростає втрата тепла шкірою шляхом конвекції.

3) У вологому повітрі підвищується втрата тепла навколишніми предметами в закритих приміщеннях (стіни, перекриття і т. д.), що збільшує втрати тепла організмом шляхом випромінювання.

Підвищена вологість повітря, що має високу температуру ускладнює тепловіддачу. Знижена вологість повітря, що має відносно низьку температуру, не чинить помітного впливу на самопочуття людини. Низька вологість повітря, що має високу температуру, негативно відбивається на самопочутті людини: підвищується втрата вологості організмом, з'являється сухість сльозових оболонок верхніх дихальних шляхів, сухий кашель, голос стає хрипким. Недостатня вологість веде до інтенсивного випаровування вологи зі слизових оболонок, їхього пересихання, розтріскування та забруднення хвороботворними мікробами.

Оптимальні умови роботи оператора відповідають таким параметрам мікроклімату: температура - 21 °С, відносна вологість - 60%, швидкість руху повітря < 0, 2 м/с.

3.2.6. Тиск навколишнього середовища

Атмосферний тиск визначають величиною тиску повітря, що діє на людей. Дія тиску на людину в навколишньому середовищі у звичайних умовах врівноважується силами, прикладеними у зворотному напрямі: тиском в клітинах та тканинах організму. Підвищений атмосферний тиск простежують під час виконання водолазних та кесонних робіт. Під час перебування в умовах підвищеного тиску зменшується частота пульсу та дихання, погіршується слух, а у разі високого тиску простежують ознаки наркотичної дії азоту: збудження, неможливість зосередитись, погіршення пам'яті, порушення координації руху. При тискові 10 атм. можлива втрата свідомості. З підвищенням тиску повітря зростає кількість розчинених в організмі газів, що входять до складу повітря, головно азоту. З крові азот переходить у тканини та розчиняється в жирах. Під час різкого переходу від високого зовнішнього тиску до нормального азот, що надходить з тканин у кров, може не встигнути виділитись через легені і в крові можливе утворення бульбашок газу. При цьому

3. Безпека людини в різних сферах життєдіяльності 81

виникає загроза газової емболії - декомпресійної хвороби. Наявність азоту може привести до важких розладів центральної нервової системи (паралічу, порушення мови), у важких випадках у разі потрапляння емболів в коронарні судини серця або судини, що живлять життєво важливі центри мозку, може настати смерть. З метою запобігання кесонної хвороби нормують час перебування людини в умовах підвищеного тиску, а також тривалість (швидкість) зниження підвищеного значення тиску до нормального.

Під час роботи людини в горах, або в процесі повітряних польотів організм перебуває в умовах дії зниженого значення тиску, внаслідок чого може розвинутись висотна хвороба. Висотна хвороба відзначається втомлюваністю, апатією, сонливістю, м'язовою слабкістю, нудотою, підвищенням частоти дихання, кровотечею з носа, горла та кишок, втратою свідомості.

При підйомі на висоту до 2 500-3 000 м більшість людей не відчуває ніяких розладів. Зміни в організмі на цих висотах можуть виявлятись у деяких порушеннях функцій центральної нервової системи та підвищенні діяльності дихальної та серцево-судинної систем. На висоті З 500 м звичайно спостерігають розлади низки функцій організму. Граничною висотою без використання спеціальних засобів вважають висоту 5 000 м. Перебування на висоті 7 000-8 000 м завжди веде до важких порушень, а висота 8 500-9 000 м є межею, вище якої без вдихання кисню людина піднятись не може. Однак, навіть під час вдихання чистого кисню існує межа, вище якої не можна піднятись, якщо не вживати заходів захисту від низького тиску. Такою межею є висота 14 000-14 500 м.

Профілактика висотної хвороби полягає у попередньому тренуванні в барокамерах, використанні кисневих приладів та спецодягу.