Метеорологические условия и теплообмен человека

Нормальная жизнедеятельность организма и высокая работоспособность возможны лишь в том случае, если без значительного напряжения терморегуляции в организме сохраняется тепловое равновесие, т. е. соответствие между продукцией тепла и его отдачей во внешнюю среду. Ухудшение условий отдачи тепла ведет >к его накоплению в организме и к перегреву, а иногда и к тепловому удару. Избыточная потеря тепла вызывает охлаждение, простудные заболевания и отморожения. Человек приспособляется к тепловым условиям внешней среды активно, используя одежду, жилище, отопление, и пассивно посредством процессов терморегуляции, приводящих в соответствие теплопродукцию и теплоотдачу организма.

Теплопродукция организма возрастает с усилением мышечных движений. В состоянии покоя она равняется 50—70 ккал в час, а при тяжелой работе достигает 300—500 ккал и более.

Отдача тепла организмом зависит от тепловых условий окружающей среды, которые определяются температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и лучистой энергией, ибо все эти метеорологические факторы, в своей совокупности влияют на теплообмен организма. Иными словами, теплоотдача организма зависит от сочетания перечисленных метеорологических факторов, или, как принято говорить, от микроклимата.

Под микроклиматом понимают климат на ограниченном пространстве, т. е. совокупность метеорологических элементов, характерных для определенного участка местности, района, города, улицы или отдельного помещения. Таким образом, можно говорить о микроклимате города, какойлибо его улицы, больничной палаты, операционной, кузницы и т. п. Чтобы понять влияние того или иного микроклимата на теплообмен организма, рассмотрим, какими путями происходит отдача тепла.

В нормальных условиях (при комнатной температуре, равной 18°) человек теряет около 85% тепла через кожу и 15% тепла на нагревание принимаемой пищи, питья, вдыхаемого воздуха и на испарение воды в легких. Из 85% тепла, отдаваемого через кожу, примерно 30% теряются проведением, 45%—излучением и 10% — за счет испарения влаги с поверхности кожи.

Эти соотношения значительно меняются в зависимости от условий микроклимата.

Путем проведения тело теряет тепло на нагревание окружающего воздуха (конвекция). Потеря тепла конвекцией прямо пропорциональна разности между температурой кожи и температурой воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем больше теплоотдача конвекцией. Если же температура воздуха возрастает, то потеря тепла конвекцией падает, а при температуре 35—36° совсем прекращается.

Рассмотрим, от чего зависит потеря тепла излучением. Как известно, каждое физическое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (—273°), испускает тепловые лучи. Количество излучаемого тепла возрастает с повышением температуры тела. Поэтому человек излучает больше лучистого тепла, чем получает от окружающих его стен, если их температура ниже 35°, и в итоге теряет тепло. Таким образом, потеря тепла излучением повышается с увеличением разности между температурой тела человека и температурой находящихся на расстоянии от него стен или других предметов. В условиях открытой атмосферы потеря тепла излучением зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры почвы, стен домов.

Потеря тепла испарением зависит от количества влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1 г пота организм отдает около 0,6 ккал тепла. При комнатной температуре с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л пота в сутки, с которыми отдается примерно 300 ккал тепла.

С повышением температуры воздуха и стен потеря тепла излучением и конвекцией понижается и резко увеличивается теплопотеря испарением. Если температура внешней среды выше температуры тела, то единственно возможной является потеря тепла за счет испарения. В особо трудных условиях (при тяжелой работе и высокой температуре внешней среды) количество выделяемого пота достигает 6—10 л в день, при испарении их организм может потерять 3600—6000 ккал тепла.

Движение воздуха усиливает потерю тепла конвекцией и испарением и, следовательно, при высокой температуре внешней среды является благоприятным фактором. Поэтому в жаркую погоду обмахивание, обдувание вентилятором и т. п. улучшают самочувствие, а безветрие, ухудшая теплоотдачу, способствует перегреву. При низкой температуре внешней среды движение воздуха, увеличивая теплоотдачу конвекцией, является неблагоприятным фактором и усиливает опасность отморожения и простуды. Даже при высокой температуре внешней среды, если одежда у человека влажная или кожа его покрыта потом, сильное движение воздуха (сквозняк), резко увеличивая потерю тепла испарением, может привести к простудному заболеванию.

Большая влажность воздуха (выше 60—70%) оказывает неблагоприятное влияние на теплообмен как при высокой, так и при низкой температуре. Если температура воздуха высокая (выше 30°), то большая влажность ведет к перегреванию; в воздухе, насыщенном водяными парами, затрудняется испарение пота, в то время как в этих условиях испарение является единственно возможным путем потери тепла; человек сильно потеет, но при этом охлаждающий эффект отсутствует. При низкой температуре высокая влажность воздуха способствует более сильному охлаждению. Это объясняется тем, что во влажном воздухе усиливается потеря тепла конвекцией. Кроме того, в воздухе, богатом водяными парами, увеличивается влажность одежды, а вместе с этим повышается ее теплопроводность. Слишком сухой воздух (влажность ниже 30—20%) также вреден, он вызывает быстрое высыхание слизистых оболочек носоглотки, неприятное ощущение сухости. во рту и горле, глубокие трещины слизистой оболочки губ и другие болезненные явления.