CC BY
16
Канд. мед. наук А. А. ПУТИЛОВА (Киев)
Микроклимат под одеждой как показатель
теплорегуляции
II сообщение1 (Влияние лучистой энергии и движения воздуха)
Из метеорологической лаборатории (зав. — доц. Г. X. Шахбазян) Киевского института гигиены труда и профзаболеваний (дир. В. П. Горев)
В настоящей работе представлен экспериментальный материал, проведенный в тепловой камере института над 7 испытуемыми (в возрасте от 17 до 30 лет, ноо-мального телосложения, практически здоровыми), и производственный материал, полученный при обследовании трех сахарных заводов.
Лабораторная одежда — та же, что и в первой серии опытов —• спортивный лыжный костюм и медицинский белый халат.
До начала опыта подопытные акклиматизировались в камере в течение 30 минут, затем у них измерялась температура кожи груди, спины, лба, температура и. влажность под одеждой спереди на уровне сосков, сзади—между лопатками; измерялась температура тела, подсчитывался пульс; подопытные опрашивались о тепловом самочувствии.
На основании экспериментального и .производственного материала можно установить, что по мере увеличения температуры под одеждой и приближения ее к температуре кожи груди теплоощущение меняется в сторону «тепло». Когда разница между этими температурами колеблется от 2,5 до 5°, теплоощущение находится в пределах комфорта. С уменьшением данной разницы ощущение начинает приближаться к характеристике «тепло — жарко». При расхождении температур и разнице; свыше 5° по сравнению с оптимальной температурой кожи груди ощущение определяется понятием «холодно».
Потеря тепла конвекцией является прямой функцией разности между температурами кожи и воздуха (в данном случае — под одеждой); поэтому как только эта разница исчезнет, отдача тепла путем конвекции прекратится, что может привести к накоплению тепла и нарушению теплорегуляции. Наоборот, слишком большой перепад между температурой кожи и температурой под одеждой ведет к избыточному охлаждению и нарушению приятного самочувствия.
В этом отношении наши данные находятся в резком противоречии с данными С. А. Трибух, которая установила, что теплоощущению комфорта соответствуют совпадение температур под одеждой и кожи либо значительное их сближение.
При изучении влияния движения воздуха на пододеждный климат' мы заинтересовались вопросом, в какой мере может одежда уменьшить скорость направляемого потока движущегося воздуха, для чего был поставлен ряд специальных опытов на макетах. Эти опыты показали следующее:
а) ткани одежды являются прекрасным фильтром, в десятки раз снижающим скорость направляемого потока движущегося воздуха;
б) вся покрытая часть тела при обдувании находится под влиянием чрезвычайно незначительных воздушных токов (рис. 1, где на оси абсцисс отложена скорость направления потока на ткань в м/сек, на оси ординат — .скорость в м/сек за тканями)2.
Следует отметить, что изменение скорости .направляемого потока при обдувании тканей не дает пропорционального изменения скорости, создаваемой за жаныо. Полезный коэфициент, если можно так выразиться,.
1 См. «Гигиена и санитария», № 1, 1939 г.
2 Вследствие недостатка места большинство графиков автора пришлось опустить Ред.
выше при обдувании меньшими скоростями, нежели большими, т. е. чем ткань плотнее, тем меньшими скоростями можно достичь оптимума воздухопроницаемости.
Конечно, полученные данные имеют пока лишь ориентировочный характер. Если они подтвердятся на человеке при различных комбинациях тканей, то этот факт мог бы получить практическое значение при установлении скоростей душирующего воздуха.
Возникает вопрос, могут ли такие незначительные скорости движущегося под одеждой воздуха охлаждать кожу и дать тот или иной эффект?
В опытах ИиЬпег на собаке обдувание со скоростями 0,4—1,3 см/сек повышало обмен веществ, а на человеке обдувание отдельных участков
Рис. 1. Движение воздуха за тканями при различных скоростях
их обдувания
--------/ слой бедой бязи
——— 2шя " » ■ > слой бумазеи с внутр. начесом
кожи со скоростями 0,18—1,46 см/сек вызывало значительное увеличение теплопотери. В опытах Маршака скорости 0,033 м/сек давали некоторое понижение температуры кожи.
Полученные нами материалы об изменении температуры кожи, температуры и влажности под одеждой, наряду с изменением теплоощуще-ния под влиянием обдувания, также свидетельствуют об охлаждающем эффекте малых скоростей.
Первые минуты обдувания сразу значительно изменяют температуру кожи, а также температуру и влажность под одеждой; величина этих изменений очень разнообразна: она зависит не только от скорости движения воздуха под одеждой, но и от разницы температуры между кожей и пододеждным климатом, а при высоких температурах — еще и от влажности под одеждой.
Чем ниже температура окружающего воздуха, тем меньшие скорости нужны при обдувании, чтобы вызвать один и тот же эффект. Короче говоря, величина порога стимуляции кожи воздушными токами повышается с увеличением температуры окружающего воздуха.
Несмотря на большой охлаждающий эффект движущегося воздуха, повышение температуры среды вызывает повышение температуры кожи только до известного предела (в наших опытах до 35,6—36°), а затем, как правило, наступает некоторое понижение кожной температуры под влиянием охлаждающего действия пота. В этом случае измерение влажности под одеждой укажет на степень потери тепла испарением, т. е. величину активной секреции, а температура под одеждой,будет свидетельствовать о теплонакоплении, зависящем от различных моментов (метеор.ологические условия окружающей среды, одежда и пр.).
Влажность под одеждой повышается очень незначительно лишь при температуре не свыше 31—32°, с повышением же температуры она начинает сильно возрастать, находясь в прямой зависимости от деятельности потовых желез.
Физическая работа, равная 160 кг в минуту, при наличии движения воздуха не вызывает каких-либо изменений в температуре и влажности
32
70 30
60 29
£0 28
Ь0 27
зо ге
20 40 60 во 100 120 20 40 60 60 ЮО 120 20 40 60 80 100 121 -Гкожи —Г одежды —'под одежд. — вл. под одеждой
Температура 18,5°, влажность 55%, лучистая энергия на грудь 0,5 м/кал без движения воздуха
Температура 18,6°, влажность 56%, лучистая энергия на
грудь 0,5 движение сбоку 1,0
м/кал, воздуха м/сек
Температура 18,8°, влажность 50%, лучистая энергия 0,5 м/кал, движение воздуха 1,0 м/сек по потоку лучистой энергии
Рис. 2. Влияние лучистой энергии на поддцеждный климат
под одеждой, отличных от того, что мы уже наблюдали при отсутствии движения воздуха. Как было показано в нашей предыдущей работе, различные скорости движущегося потока снижают температуру и влажность под одеждой при прочих равных условиях соответственно величине скорости движения воздуха и интенсивности производимой работы, а восстановительный период после работы при наличии движения воздуха значительно сокращается.
Сопоставление температуры и влажности под одеждой с самочувствием в серии опытов с движением воздуха от 0,5 до 3 м/сек дает высокую степень корреляции (К = 0,83 при тг = ± 0,018). Зона комфорта в этой серии опытов находится в пределах, установленных предыдущими опытами. 1
В следующей серии опытов мы применили облучение лампой накаливания с длиной волны Яшах около 3,0 /1 от 0,5 до 2 мал. кал.
На рис. 2 представлен материал трех характерных опытов при облучении людей, одетых в белые халаты (на оси абсцисс отложено время опытов, на оси ординат •— температура и влажность под одеждой). Из него видно, что облучение резко изменяет температуру кожи и состояние пододеждного климата в течение первых 10 минут. Величина этих изменений зависит от метеорологического фактора окружающей среды, мощности лучистого потока, одежды и физиологического состояния организма.
Последующее облучение не вызывает значительного повышения температуры, поэтому она представляет собой почта горизонтальную линию или же, достигнув определенного максимума (в наших опытах обычно 35,0—35,5°, а изредка и 37°), дает некоторое понижение вследствие потоотделения. В то же время температура под одеждой, или ос-
хается на том же уровне, или дает повышение, зависящее от интенсивности лучистого потока, относительная же влажность в первые минуты воздействия лучистой энергии снижается (из-за повышения температуры), а затем несколько повышается (благодаря появлению пота).
Следует отметить, что повышение относительной влажности начинает ухудшать тепловое самочувствие только при температуре под-одеждного климата, близкой к 32°.
Обдувание является серьезным охлаждающим фактором при облучении. Большое значение имеет направление обдувающего факела. Если направить его по потоку лучистой энергии, то это вызовет охлаждающий эффект, но значительно меньший, чем при обдувании сбоку, т. е. перпендикулярно потоку лучистой энергии. В нашем примере эта разница выразилась в Г, а в иных случаях была еще больше. Объясняется это, пожалуй, тем, что нагретые молекулы воздуха относятся в сторону .поставленным сбоку вентилятором. Движение воздуха как бы «сдувает» нагретые частицы воздуха и при одинаковом лучистом потоке дает поэтому больший охлаждающий эффект, нежели тогда, когда на подопытного воздействует, помимо лучистого тепла, еще то или иное количество конвекционного тепла. Это подтверждено также опытами на макетах при проверке тканей на теплопрозрачность, „^ч Температура одежды при воздействии лучистой энергии в отличие j\ot конвекционного тепла всегда выше температуры под одеждой, а У* при воздействии 2 мал. кал. — даже выше температуры кожи. ^^ Реституция температуры кожи и «личного.климата» после воздействия лучистой энергии идет очень медленно, завися от величины лучистого ^ потока, т. е. от степени прогревания тканей одежды и кожи.
Наилучшее тепловое ощущение, установленное на экспериментальном и производственном материале с наличием лучистого тепла, в среднем было получено при тех же показаниях личного климата, которые уже были нами выявлены. Если облучение занимало незначительную поверхность, то приятное тепловое ощущение вызывалось несколько большей температурой под одеждой. Степень корреляции, выявленная сопоставлением пододеждного климата (при воздействии лучистого тепла) с самочувствием, довольно высока и достоверна, а именно: R — 0,8 при mr = ± 0,015, в то время как степень корреляции температуры кожи и самочувствия: R = 0,6 при тг =0,1.
Несколько меньшая величина корреляции при сопоставлении температуры кожи с самочувствием- по сравнению с температурой «личного климата» может быть отнесена за счет ее физиологических особенностей — понижения температуры при потоотделении. Этот «недостаток», не позволяющий, по мнению ряда авторов (Bedford, Арнаутов и Велле и др.), принимать температуру кожи за физиологический показатель теплового состояния организма, может быть исправлен измерением температуры и влажности под одеждой; как показали наши опыты, там, где температура кожи не могла отобразить тепловое состояние организма вследствие выступившего пота, измерение личного климата уточняло и давало более правильную оценку этому показателю.
Итак, на основании материала, полученного при обследовании 300 рабочих на трех сахарорафинадных заводах и 2 000 экспериментальных измерений, можно сделать следующее заключение: «личный климат» под одеждой при наличии движения воздуха и лучистой энергии в установленных пределах может служить показателем терморегуляции организма, комплексные же измерения температуры кожи, .а также температуры и влажности под одеждой могут быть привлечены для решения вопросов нормирования производственного микроклимата.
2 Гигиена и санитария, № 10
