CC BY
10
.ние полностью охватить разнообразные цр о и зв одСтв енны е случая в условиях .строго их лимитирующей лабораторной обстановки мало рационально, поэтому мы направляем дальнейшие наши исследования не только по пути точного лабораторного изучения количественных соотношений между отдельными факторами ;(что, конечно, необходимо), но и комплексного охвата типовых! случаев непосредственно в производственных условиях.
Выводы
1. Путем лабораторных экспериментов установлена возможность, нахождения примерных .эквивалентов охлаждающей силы среды и теплообразования! человека, т. е. устанавливается то необходимое-понижение температуры среды, при котором увеличение теплопродукции в процессе работы не вызывает дополнительного затруднения теплоотдачи.
2. И в лабораторной практике, и в исследованиях на производстве необходимо обращать больше внимания на общее количество потоотделения как на суммарный показатель действия среды и работы.
3. Физиологическое действие повышенной теплопродукции и пониженной теплоотдачи можно до известной степени сравнивать, но они не являются тождественными.
4. Увеличение теплопродукции при работе позволяет пользоваться относительно низкими температурами для соответствующего повышения теплоиотери- ¡Однако полная компенсация здесь трудно достижима, потому что она лимитируется местными охлаждающими влияниями и рядом специфических моментов.
5. Необходима дальнейшая работа для уточнения физиологических предпосылок нормирования! метеорологических условий применительно к разным видам работ.
Н. ЛОНДОН (Москва).-
Опыт установления эквивалента радиации и конвекционного тепла по вызываемому ими теплоощущению1
Из отдела промышленной гигиены Института охраны (труда дир. Т. И. Дмитрншен^
зав. отд. 3. И. Израэльсон)
Нормирование метеорологических условий горячих цехов крайне затруднено при отсутствии интегральных показателей состояния метеорологических условий температуры! воздуха и излучения, в связи с чем возникает необходимость \ разработки шкалы эквивалентных эффективных температур. Для зШй ''цели (а также для расчета отопления и вентиляции) прежде всего следует установить эквивалеят'ное взаимоотношение ме^жду тепловым воздействием теплового излучения и температуры воздуха.
Целью настоящей работы являлось установление этого отношения для некоторых типовых случаев, имеющих практическое значение. . .
1 Работа проведена при участии О. В. Миловановой.
Нами сравнивались на основании теплоощущения и объективных гигиенических показателей 5 сочетаний температуры воздуха (от 11 до 16°) и излучения (от 0: до 1,3 г-кал'/см- в 1 мин.).
Испытуемом подвергался поочередно в двух экспериментальных темных камерах в течение 60—70 ¡минут воздействию метеорологического комплекса- то по преимуществу конвекционного, то по преимуществу радиационного порядка, причем систематически производились определения .как субъективных, так и объективных физиологических показателей.
Температура воздуха измерялась парными термометрам» и приборами Асма-на. Интенсивность излучения определялась с помощью актинометра Калитина; в случаях малой интенсивности применялся парный термометр, а для контроля — также парный кататермометр. У испытуемых определялись температура кожи и тела (как облучаемой, так и необлучаемой часта), частота пульса и характеристика теплоощущения. Различалось 7 градаций теплоощущения: «хорошо», «приятно, тепло», «приятно прохладно», «прохладно», «тепло», «холодно» и «жарко». В качестве эквивалентных но теплоощущению были приняты случаи полного совпадения оценок или же разница меньше чем на 1 ступень ® пределах 5 градаций (т. е. за исключением оценок, «холодно» и «жарко»).
Температура ко'жи и стен определялась в основном термоэлектрической установкой в камере, где создавались конвекционные комплексы. Эта установка состояла из 4, а в камере, где создавались по преимуществу радиационные комплексы,—■ из 11 медно-константановых элементов, при помощи переключателя соединяемых по очереди с зеркальным гальванометром.
Термопары для замера температуры воздуха в прослойках одежды представляют собой целлулоидные кольца, по диаметру которых натянуты проволоки из константана и меди; (0,1 мм в диаметре). Место спая находится в центре кольца. Для измерения температуры поверхности одежды применялись перфорированные диски диаметром 12 мм с укрепленной на них проволокой термопарой. Как показал опыт, измерение температуры: поверхности стены лучше всего производить ничем не армированными простыми проволочками, фиксированными полосками липкого пластыря. Полоски прилагают к поверхности по длине, равной 250 диаметрам проволоки (приблизительно 5—6 см). Это гарантирует точность измерений.
Источником излучения являлась реостазная печь с отражателем мощностью в 500 XV на 120 V. Определение интенсивности излучения производилось по 3 раза в 3 точках до и после опыта: на уровне плеча, середины спины (у нижнего края лопаток) и сиденья. •
Опыты проведены на 4 испытуемых в возрасте, от 17 до 36 лет. Один из них имел пятилетний производственный стаж пекаря, остальные — учащиеся, не работавшие в горячих цехах.
Одежда .испытуемых состояла из серой хлопчатобумажной рубашки, одеваемой на голое тело, брюк, носков и низких кожаных ботинок. В небольшой части опытов лица, подвергавшиеся испытаниям, носили еще нижнюю рубашку. Испытуемый во время опыта находился в сидячем положении1, и производил легкую рабй'ту (чтение газеты или популярной книжки).
При непрерывном двустороннем облучении в пределах от 0,34 до 0,86 г-кал/т2 в 1 мин. (тепловое воздействие ,0,1 ичкал/см" в 1 мин. эквивалентно изменению температуры (воздуха и стен на 1,8°
Эквиваленты по тепло ощущению характеризуются в опытах близкими, но ,не вполне идентичными объективными показателями. В частности, радиационные комплексы вызывают 'более низкую температуру кожи лба, чем других частей тела, и некоторое; учащение пульса. Это объясняется тем, что лоб не облучался и находился при радиационных изменениях под 'влиянием (более холодного воздуха, чем при конвекционных комплексах. Повышение температуры тела и учащение пульса дают основание предполагать, что количестве компенсирующего тепла, сообщаемого радиацией для получения эквивалента по теплоощущению, превышает необходимое для сохранения одного и того же тармюбаланса организма (большее накопление тепла).
•При непрерывном трехстороннем облучении туловища (спины и боков) в пределах от 0,35 до 0,9 г-кал тепловое воздействие 0,1 ,г-кал
1 Из-за недостатка места опущены все суммирующие результаты опытов,
таблицы и графики, эквивалентных ощущений.
теплового излучения эквивалентно по теплоощу-щению изменению температуры воздуха и стен да 2,8°.
И в этом случае облучение вызывало более низкую температуру кожи лба, чем других частей тела, и учащение пульса.
В третьей серии опытов проверялось попеременное облучение спины и боков. Испытуемый через каждые 3—5 минут менял 'свое положение по отношению к источнику 'излучения, поворачиваясь к нему то спиной, то боком'. Здесь оказалось возможным повысить предел интенсивности излучения, при котором возможно получение эквивалента, до 1,3 г-кал.
Однако при температурах ниже 14° пришлось утеплить ноги, в противном случае у испытуемого наблюдалась раздвоенность теп-лоощущения и установление эквивалента оказывалось' невозможным.
В пределах от 0,3 до 1,3 г-кал тепловое воздействие ,0,1 г-кал радиации оказалось эквивалентным изменению температуры стен и воздуха на 0,65°; иначе говоря, теплоощущение остается неизмененным, если отношение между изменениями температуры воздуха, выраженными в градусах, и облучением, выраженным в десятых долях г-кал, равнялось 0,65.
Объективные физиологические показатели, а также температура одежды и пододежного участка дают более высокие показатели при комплексах по преимуществу радиационного характера, чем при комплексах по преимуществу конвекционного порядка.
Таким образом, все 3 серии опытов указывают, что эквиваленты по теплоощущению имеют преуменьшенное значение для тепловой нагрузки, обусловленной действием радиации.
При ¡низкой температуре воздуха, препятствовавшей установлению эквивалента без утепления нот, устранение их охлаждения привело к ощутительному повышению значения эквивалента (0,8° вместо 0,65°). Отсюда следует, что в случае пользования гетрами рабочие, подвергающиеся длительному воздействию облучения, могут чувствовать себя вполне комфортно при низких температурах, если степень нагрева воздуха и облучение находятся в соответствии с приведенными выше эквивалентами.
Как видно из изложенного, первые ¡2 серии опытов производились при непрерывном облучении одной и той дае поверхности тела. В третьей серии опытов непрерывному облучению подвергались попеременно то спина, то один, то другой бок. Сопоставление эквивалентов, иол'ученных при третьей -серии опытов, :с эквивалентами, выявленными в процессе двух предыдущих серий, говорит о том. что периодическое перенесение потока излучения с одной части поверхности тела на друлую значительно снижает эквивалент по теплоощущению.
В первых двух сериях опытов мы принимали, что температура воздуха в обеих камерах несущественно отличается от температуру стен. Это правомерно лишь в отношении камеры, где создавалось большинство конвекционных комплексов (окруженной со всех сторон отапливаемыми помещениями). Камера же, в которой создавались радиационные комплексы, одной своей стеной выходит наружу. Здесь возможно переохлаждение и перенагревание стен выше температуры воздуха. Действительно, в третьей серии опытов температура стен была в большинстве случаев .выше, чем воздуха, в пределах от 0,5 до 3,3°, повидимому, вследствие попадания части радиации на стены. При создании же в этой камере, конвекционных комплексов, наоборот, преобладает более низкая температура стен по сравнению с воздухом (на 0,5 —• 2,4° в зависимости от наружной температуры и способа нагрева последнего). Повидимому,
объяснение этого надо искать в том, что стены прогреваются медленнее воздуха.
Далее необходимо было учесть удельное значение воздуха и стен для теплоощущения.
Согласно американским опытам, можно принять, что теплоощу-щение остается неизменным, если отношение изменений температуры воздуха и ограждений находится в пределах 1,1—1,25. Исходя из этого, мы приняли влияние на теплоощущение воздуха и стен одинаковым и при расчете эквивалента исходили из средней арифметической температуры воздуха и стен.
В результате для третьей серии опытов было получено снижение эквивалента на 10% по сравнению с расчетными данными на основе одной лишь температуры воздуха.
Для первой и второй серий опытов необходимые поправки на температуру стен меньше, поскольку одна стена нагревалась слабее остальных; этим частично компенсировалось возможное повышение нагрева последних.
Четвертая серия опытов была проведена при облучении со всех сторон. В одной из камер включалась панель с лампочками накаливания, и таким образом достигалось облучение испытуемого с трех сторон интенсивностью 0,15—0,71 г-кал/см2 в 1 мин. С четвертой стороны испытуемый с такой же интенсивностью .облучался отражательной печью. В другой камере создавались эквивалентные по теплоощущению метеорологические комплексы по преимуществу конвекционного порядка.
В этой серии опытов при расчете эквивалента на температуру воздуха была получена величина 5,4° на 0,1 г-кал/см2 в 1 мин. Поскольку здесь имело место нагревание стен под влиянием излучения лампочек в камере, где создавались радиационные комплексы, пришлось ввести соответствующие поправки, что привело к снижению значения эквивалента до 4,9° на 0,1 г-кал.
Не было установлено существенной разницы между температурой кожи, учащением пульса и повышением нагрева тела при конвекционных и радиационных комплексах. Что касается температуры подогретого воздуха, то она выше при радиационных комплексах. То же показывает и температура наружной поверхности одежды: при рациональных комплексах она выше в среднем на 3,2° (2,2—4,3°)
Итак, во всех четырех сериях опытов комплексы, эквивалентные по теплоощущению, являются лишь близкими, но не вполне совпадающими, по объективным показателям.: в первых двух сериях опытов при воздействии радиации получаются более высокие объективные физиологические показатели, в третьей — более высокие показатели также личного микроклимата, а в четвертой—одного личного микроклимата. Повидимом.у, повышенная тепловая нагрузка при радиации умеряется факторами, действующими в обратном направлении (более низкая температура, вдыхаемого воздуха, а также воздуха, обтекающего открытые поверхности кожи). Быть может, некоторую роль играет также и то, что радиация, проникая вглубь, не. оказывает непосредственного действия на кожные рецепторы.
Из сказанного вытекает, что при неравномерном облучении оценка по теплоощущению дает преуменьшенный эквивалент для радиации по сравнению с оценкой по объективным! физиологическим показателям. Равномерное облучение обеспечивает большее соответствие между объективным и субъективным физиологическими показателями.
Необходимо подчеркнуть, что эквивалентные по теплоощущению метеорологические комплексы вызывают лцшь сходные, но не тождественные тепшоощущения. Заявляя, что комплексы одинаково
теплы или одинаково прохладны, двое из четырех испытуемых расценивали радиационные комплексы 'как .более приятные; при этом - ,один /из них подчеркивал ощущение духоты* при конвекционных комплексах, а другой —• свежесть воздуха и приятную теплоту радиационных комплексов («приятно греет»). Двое других испытуемых предпочитали конвекционные комплексы как «более спокойные». При конвекционных комплексах с температурой около 35° всеми испытуемыми предпочитались радиационные комплексы. Если температура при последних была ниже 15°, то они становились 'неприятными из-за холода в ногах, но утепление ног гетрами уничтожало это ощущение, и лица, подвергавшиеся испытанию, предпочитали радиационные комплексы.
Из изложенного ясно, что эквиваленты по теплоощущению дают не преувеличенную, а скорее преуменьшенную оценку теплового воздействия на человека единицы радиации, .поскольку объективные физиологические показатели, а также показатели состояния личного микроклимата, указывают на более высокий эквивалент.
Сопоставление эквивалентов первой, второй и четвертой серий опытов показывает весьма стройную картину зависимости эквивалента от размера облучаемой поверхности.
Принимая эквивалент для двустороннего бокового облучения (1,8°) за 1. мы получаем для облучения спины и боков около 1,5 и вправе предполагать, что облучение туловища с 4 сторон составит около 2.
Считая эффективную поверхность туловища равной примерно 70% общей поверхности тела, мы можем принять, что при равномерном воздействии метеорологических условий туловище занимает около 70% в общем термобалансе организма, для которого в целом эквивалент должен составить около 3 единиц.
Однако зависимость между значением1 эквивалента и площадью облучаемой 'поверхности тела не должна трактоваться механистически. Так, например, было бы неправильно расчетным путем выводить эквивалент отдельно для головы и ног, исходя только из площади, подвергающейся облучению поверхности. Необходимо учитывать специфические особенности этих органов: повышенную чувствительность конечностей к холоду и головы — к радиации. Нашим исследованием этот вопрос ни в какой мере не разрешен.
Во всех предыдущих рассуждениях мы оставили без внимания влажность и подвижность воздуха. Относительная влажность в- наших опытах составляла при радиационных комплексах 40—50%, при конвекционных—-30—40%; соответствующие средние величины абсолютной влажности находятся в пределах 7,2—8,7 и 9,6—9,8 г-кал на 1 м-3 воздуха. Таким образом, при очень близкой ■абсолютной влажности относительная влажность была ниже при конвекционных комплексах.
Возникает вопрос, правомерно ли сравнение температур при различной относительной влажности и не надо ли произвести пересчет на эффективную температуру. От этого (мы отказались, полагая, что последнюю при радиации нельзя вычислить на основе американской шкалы- эффективных температур. Дело в том, что средние тем-. пературы пододежного воздуха и одежды, которые являются рента-} ющими факторами теплоотдачи организма, при радиационных ком-I плексах были выше, чем при конвекционных. В этих условиях пе-' ресчет по американской Шкале эффективной температуры теряет всякий реальный смысл.
Учитывая, что эквиваленты ■предназначаются для горячих цехов (где обычно наблюдается постоянная и притом! низкая абсолютная влажность) и повышение температуры всегда влечет за собой умень-
шение влажности, нам представляется возмомным руководствоваться одной лишь разницей температур. Одновременно следует, однако, помнить, что в тех случаях, когда влажность воздуха значительно ■превышает величины, которые имели место в камере с радиацией при наших опытах, значение эквивалентов становится менее точным. Что касается подвижности воздуха, то она была выше при радиационных комплексах, но и здесь не 'выходила за пределы подвижности воздуха,, допустимой в бытовых помещениях с правильно работающей общеобменной вентиляцией, и составляла в среднем 0,21 м/сек, колеблясь в пределах от 0^,17 до 0,25 м/сек (против 0,12 с колебаниями от 0,8 до 0,16 м/сек при конвекционных комплексах). Учет подвижности воздуха мог повысить эквивалент лишь на очень незначительную величину.
Представляет несомненный интерес сравнение эквивалентов, полученных нами и другими! авторами.
Бедфорд цитирует работу, ,в которой приводятся цифровые данные в отношении сравнительного теплового эффекта температуры воздуха и ограждений, с одной стороны, и радиации — с другой.
РкЬ^Меп и "М^гав (1925 г.) изучали комфорт при воздушном отоплении и радиационном отоплении, создаваемом с помощью газового пламени и электрического нагревателя. Температура 18,3° была принята ими как. комфортная при воздушном отоплении. В случае снижения ее на 2,8°, т. е. до 15,5°, для получения комфортных условий пришлось прибегнуть к одностороннему облучению интенсивностью в 0,135 г-кал. Таким образом, 0,135 г-кая эквивалентно 2,8°, или эквивалент для .0,1 г-кал составляет 2,8:1,35=2,1°. Если принять, что поверхность туловища составляет 70°/о эффективной поверхности тела, то из наших опытов можно вывести для одностороннего облучения тела эквивалент в
Это значит, что полученный нами эквивалент ниже определенных Fichejnden и Wilgress на 35ю/о.
Согласно экспериментам тех же авторов, в случае понижения температуры воздуха и ограждений до 12,5° для получения комфорта потребовалось облучение со всех сторон с интенсивностью в 0,11 г-кал. Это значит, что 0,1-1 г-кал соответствует 5,8°, т. е. эквивалент составляет 5,3° на 0,1 г-кал. Он отличается от полученного нами меньше чем на 10°/о. Если учесть, что при неравномерном облучении полученные по теплоощущению эквиваленты следует считать преуменьшенными, то разница между нашими данными и данными упомянутых авторов вполне понятна.
В американских исследованиях, проведенных методом парциальной калориметрии (опыты Gagge, Winslow, Herrington), также приводятся данные об эквивалентности радиации и конвекции для одетого человека. Опыт.ы производились на двух испытуемых. Для одного из них была получена константа конвекции 6,84 и константа радиации 8,82, для другой— соответственно 4,68 и 5,76. Из этих данных можно вывести отношение между тепловым эффектом температуры стен и воздуха: 1,2—1,3. Соответствующие перерасчеты показывают, что полученные нами в четвертой серии цифры эквивалентов ниже этих на 26%.
Это расхождение частично можно объяснить тем, что при наших опытах (облучение с четырех сторон) поверхность эффекта,вногб облучения была несколько ниже, чем при опытах американских исследователей, которые производили свои наблюдения ,в камере, оборудованной устройствами, позволяющими облучать не только с боков, но и сверху. Однако- поскольку эквиваленты, выведенные из работы Fichenden и Wilgress, также ниже полученных расчетным путем на основе опытов названных трех американских 'исследователей, то возможно, что расхождение вытекает из упрощений, допущенных при расчете.
Выводы
1. Методом'- субъективной оценки можно получить эквиваленты радиации и конвекционного тепла, достаточно достоверные для того, чтобы ■ служить ориентировочными величинами при нормировании метеорологических условий в- горячих цехах.
2. На основе проведенных экспериментов можно предположить для гигиенической оценки теплового действия радиации следующие численные значения эквивалентов для 0.1 г-кал/см2 в 1 мин.:
а) при двустороннем непрерывном облучении туловища с интенсивностью, меньшей 1,0 г-кал,— 1,8°;
'б) при непрерывном облучении туловища с трех сторон (боков-и спины)—'2,8°;
в) при облучении со всех сторон с интенсивностью, меньшей: 0,5 г-кал,—'5,0°;
г) при одностороннем облучении туловища с интенсивностью, меньшей 1,5 г-кал, в условиях перемещения потока с одной части его поверхности на1 другую-—0,6—0,8°;
д) при тех же условиях для всего тела—-0,8—1,0°.
3. Эквивалентные по теплоощущению метеорологические комплексы вызывают лишь близкие, но не тождественные тепловое-действие и тепло ощущение.
Е. В. ХУХРИНА (Москва)
Современные методы исследования запыленности воздуха и опыт их экспериментальной проверки1
Из кафедры гигиены труда I ММИ (дир,— проф. С. И. Каплун)
За последние годы вопрос о методах исследования запыленности воздуха промышленных предприятий является предметом большого-количества работ и дискуссий. Рост интереса к этому вопросу объясняется, с одной стороны, значительным числом заболеваний рабочих разных стран, занятых на так называемых «пылевых» работах, а с другой—-отсутствием, вполне надежных, достаточно точных,-общепризнанных методов исследования запыленности. До настоящего времени в разных странах применяются самые различные методы исследования: в Америке общепризнанным прибором считается импинджер, в Англии, наряду с приборами Оуэнса, начали применять термопреципитатор, в Южной Африке пользуются кониметром. Котце и сахарной трубкой, в- Германии—методом фильтров, кониметром Цейоса и др. В СССР наиболее распространены метод алон-жей (Весовой способ) и приборы Оуэнса № 1 и № ß (счетный метод).
Многообразие применяемых способов, чрезвычайно затрудняющее сопоставление данных, полученных различными авторами, объясняется отсутствием вполне надежных методов, могущих быть 'признанными стандартными. Это обстоятельство обусловило -появление в печати ряда работ, в которых, наряду с критикой существующих, методбв, дается описание конструкций вновь предлагаемых методов и приборов. В настоящей статье приведено краткое описание некоторых наиболее интересных новых приборов.
В 1934 г. Green (1) описал новый прибор (рис. 1), построенный, по типу прибора Оуэнса № 2. Он представляет собой цилиндр А (5 см высотой и 3,6 см в диаметре), приводимый в движение раскачиванием1 вверх и Вниз в атмосфере исследуемого воздуха; после заполнения цилиндра исследуемым воздухом он быстро закрывается крышкой В и "передвигается на специальную подставку, образующую дно цилиндра. В последнем имеются специальные углубления для
1 Часть работы по экспериментальной проверке методов выполнена ,в Московском институте охрамы труда ВЦСПС.
