Тепловое состояние среды

Метеорологические элементы, определяющие тепловое состояние внешней среды, могут находиться между собой в самых разно образных сочетаниях. Некоторые из этих сочетаний вызывают чувство дискомфорта (жары и холода) и могут обусловить воз­никновение многих заболеваний, особенно у военнослужащих и других групп людей, которые по роду своей деятельности вы­нуждены длительно находиться на открытом воздухе при неблаго­приятных условиях погоды. Поэтому умение оценить их суммар­ное тепловое действие на организм, установить границы поло­жительного и отрицательного влияния является важной задачей. С этой целью применяется ряд методов, самый распространенный метод эффектив­ных н метод результирующих температур.

Эффективная температура. Данный метод позволяет харак­теризовать тепловое состояние среды, зависящее от температуры, влажности н скорости движения воздуха н выразить их итоговое действие в едином показателе (цифре), так называемой эффек­тивной температуре (ЭТ).

Этот показатель представляет собой сочетание трех упомя­нутых выше метеофакторов, которые при различных значениях дают такой же тепловой эффект, как и неподвижный, насыщенный влагой воздух, имеющий такую же температуру. Например, Т=20С, влажн. 100%, Vвозд=0; Т=22, 60%, 0 м\с, эквивалентны по тепловому воздействию и их можно выразить цифрой 20° ЭТ. Эти данные показывают, что одинаковое теплоощущение, соответствующее 20° ЭТ, может создаваться как при температуре 20° С, влажности = 100%, скорости = 0 м/с, так и при 28° С, 20% относительной влажности и скорости ветра 3,5 м/с. В этом случае снижение привычного теплового действия повышенной температуры достигается за счет движения воздуха и сухости последнего, которые увеличивают теплоотдачу. Таким образом, одинаковое теплоощущение может быть достигнуто в зависимости от влажности и скорости движения воздуха при различной тем­пературе воздуха, и наоборот, при одной и той же температуре могут иметь место разные теплопотери и самочувствие людей.

Равноценные по тепловому действию комплексы метеорологи­ческих факторов получены в диапазоне ЭТ от 0 до 38С. Данные всех опытов были сведены в номограмму, которой и пользуются для расчета эффективных температур.

На шкале обозначены границы эффективных температур, при которых большинство испытуемых отмечало наилучшее тепловое ощущение (комфорт); эта зона находится в пределах 17,2—21,7° ЭТ. Для состояния покоя максимальной границей поддержания теплового равновесия без повышения температуры тела принято считать ЭТ == 28—29°.

С помощью этой номограммы (или таблиц ЭТ) при необходи­мости можно определить, в каком направлении и насколько нужно изменить тот или иной показатель (температуру, скорость движения воздуха), чтобы получить комфортные условия.

Метод ЭТ может быть использован при условии, когда че­ловек находится в состоянии малой активности в обычной ком­натной одежде. Температуры воздуха и окружающих предметов должны быть при этом близкими между собой. Особенно пока­зательна ЭТ при наличии ветра. В этих условиях доля отдачи тепла радиацией резко снижается и фактически проявляют свое действие только температура, влажность воздуха и скорость его движения. По нашим данным, при скорости движения воздуха, равной 4—5 м/с, доля потерь радиацией уменьшается до 20%.

К недостаткам метода ЭТ относятся невозможность применить его при отрицательных значениях температур, а также для людей, одетых в более теплую, чем комнатная, одежду или выполня­ющих тяжелую работу. Нельзя его использовать и в тех случаях, когда имеются источники «положительной» или «отрицательной» радиации, то есть когда температура окружающих предметов заметно отличается от температуры воздуха.

Результирующая температура (РТ). Этот метод дает возмож­ность определить и оценить суммарное тепловое действие на че­ловека всех четырех метеофакторов. Кроме температуры воздуха, влажности и скорости движения воздуха необходимо иметь дан­ные о величинах радиации. Названные величины получают путем отсчета показаний термометра, помещенного в зачерненный по­лый медный шар диаметром 10—15 см (шар Вернона). Вводя поправки на температуру и скорость движения воздуха, находят среднюю радиационную температуру (СРТ), которая используется в качестве интегрального показателя, характеризующего излу­чение Солнца (прямое, рассеянное, отраженное), окружающего пространства, небосвода, облаков, почвы, песка, скал, водной поверхности и т. д. с учетом их температуры, удаленности, размеров поверхности, угла падения и радиационных свойств (степени «черноты»).

Определение результирующих температур проводится по соот­ветствующим номограммам. Существует три вида номограмм: одна — для людей обнаженных в состоянии покоя (основная шкала), вторая — для людей, одетых т. комнатную одежду и вы­полняющих легкую работу, и третья — для лиц, выполняющих тяжелую физическую нагрузку. Таким образом, метод РТ до не­которой степени учитывает и интенсивность работы.

Порядок работы с номограммами излагается в практических руководствах. Комфортными для состояния покоя являются РТ около 19°. Люди, выполняющие легкую физическую работу (до 130—150 ккал/ч), комфортное тепловое ощущение испытывают при РТ = 15—16°, а при обмене энергии, соответствующей работе средней тяжести, эта зона перемещается в сторону еще более низких температур.