CC BY
6
УДК 612.53:656.34.052
И. М. Чекина, Л. С. Ланцов
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС У ПАССАЖИРОВ ТРАМВАЯ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД
Ленинградский ГИДУВ
Климат Ленинграда зимой и ранней весной характеризуется высокой влажностью воздуха, значительными скоростями ветра, малой солнечной радиацией и довольно низкими температурами воздуха в отдельные периоды. Таким образом, создаются предпосылки для охлаждающего воздействия среды на людей, более или менее длительно находящихся на открытом воздухе в производственных или бытовых условиях. С этой точки зрения, представляет интерес изучение теплового баланса у пассажиров городского трамвая, так как отопление салонов не всегда достаточное, а двери непрерывно открываются и закрываются, поэтому изоляция от внешней среды оказывается неполной. В то же время поездки в трамвае совершает значительное число жителей города (в Ленинграде до 31,4 % от общего количества пассажиров в других видах транспорта в сутки), причем средняя длительность поездки к месту работы составляет 48 мин, а 15 % пассажиров тратят на поездку более 1 ч (М. И. Либерзон). Определение теплового баланса пассажиров важно и для разработки нормативов температуры воздуха в салонах трамвая.
Задача данного исследования заключалась в изучении микроклиматических условий пассажирского салона городского трамвая и влияния их на тепловое состояние пассажиров.
Исследования выполнены на протяжении 35 дней в феврале — марте 1977 г. у здоровых мужчин в возрасте от 18 лет до 21 года. Проведены три серии наблюдения за одними и теми же лицами. В I (контрольной) серии (30 наблюдений) измеряли показатели теплообмена у испытуемых в лежачем положении и обнаженных до пояса в помещении с термическим комфортом: средней температуре воздуха 22,3±0,2°С, скорости его движения 0,06± ±0.003 м/с, относительной влажности 33,8±1,9 %, атмосферном давлении 768±4,4 мм рт. ст.
В других сериях испытуемые находились в отсеке пассажирского салона трамвая, специально оборудованном для выполнения исследований. Влажность, температура воздуха и стен, скорость движения воздуха и барометрическое давление определяли с помощью соответственно психрометра Ассмана, шарового термометра Иокла, кататермометра и барометра. Под сиденьями были установлены дополнительные электропечи для регулирования температуры в салоне. Во (I серии (16 наблюдений) показатели микроклимата салона были следующие: температура 4,8±0,3°С (при наружной — 9—10°С), влажность воздуха 45,1±1,8%, скорость движения воздуха 0,151± ±0,008 м/с, атмосферное давление 767±3,3 мм рт. ст. Длительность экспозиции охлаждающего микроклимата равнялась 50 мин.
В III серии (14 наблюдений) измерения производили при следующих показателях микроклимата в салоне: температура 11,8±0,8°С (при наружной — 3—4°С), влажность 51,7±1,9 %, скорость движения воздуха 0,224± ±0,023 м/с, атмосферное давление 757±5,2 мм рт. ст. Длительность экспозиции также 50 мин. Порядок наблю-« дений во И и III сериях был следующим. После контрольного (1 серия) измерения показателей теплового состояния у испытуемых в помещении они надевали одежду с теплоизоляцией 2—3 Кло и шли к трамваю, находящемуся в 3 мин спокойной ходьбы. В салоне они находились, как указывалось выше, 50 мин в положении сидя (трамвай двигался по одному из городских кольцевых маршрутов). Измеряли микроклиматические параметры салона и температуру кожи открытых частей тела (лба, кисти), один раз после 45-минутного пребывания в вагоне проводили опрос о теплоощущеннях. Затем испытуемые тем же
путем и за то же время возвращались в лабораторию и проводилась II серии измерений. В качестве показателей теплового обмена использовали данные термотопографии, средневзвешенную температуру кожи (СВТК), теплосодержание тела (0), теплопродукцию (по данным непрямой калориметрии), температуру тела, вычисленную по формуле «смешивания» Бартона (1957). Теплозащитные свойства одежды оценивали но таблице И. С. Кандрора и соавт. в единицах кло.
Расчеты проводили на основе данных определения температуры кожи в 11 точках по методике С. Я. Заржевско-го, температуры в подмышечной впадине (условно принимаемой в наших расчетах за температуру внутренних областей— «ядра» тела), СВТК по формуле С. Я. Заржев-ского и теплосодержания. У испытуемых в положении лежа в лаборатории измеряли внешний газовый обмен за 5 мин открытым методом Дугласа с последующим расчетом теплопродукции. Теплоощущения оценивали пе шкале Бедфорда: «очень холодно» — 1 балл, «холодно» — 2, «прохладно» — 3, «комфортно» — 4, «тепло» — 5, «жарко» — 6, «очень жарко» — 7 баллов. Показатели теплового баланса выражали в единицах системы СИ.
Для характеристики термических влияний на организм человека, находящегося в естественных условиях труда и быта, важна так называемая актуальная величина теплового или холодового воздействия. В нашем случае таким «актуальным» параметром может служить температура воздуха в салоне вагона, меняющаяся в зависимости от температуры среды. Характеристика теплового обмена испытуемых представлена в табл. 1 и 2. При пребывании их в комнате в покое и условиях комфорта (I серия) температура в подмышечной впадине, открытых частей тела и СВТК, а также показатели теплопродукции и теплосодержания находились в пределах нормы и согласовались с данными литературы о термотопографии у здоровых людей в состоянии покоя и комфорта (И. К. Витте; И. С. Кандрор и соавт.). Так, при комфортных микроклиматических теплоощущеннях СВТК равна 31—34 "С; теп-лоощущение испытуемых в микроклиматических условиях оценено в 4,2 балла.
У испытуемых, находящихся в трамвае в микроклиматических условиях II серии наблюдений оказалась намного снижена по сравнению с контролем (Я<0,001) температура кожи открытых частей тела и конечностей. Температура кожи лба уменьшилась на 4,6 °С, кисти — на 9,8 "С, стопы — на 6,6°С также достоверно (Р<0,001); температура кожи груди, лопатки, ягодицы снизилась менее значительно. Подмышечная температура и температура кожи живота и поясницы не отличались достоверно от установленной в I серии наблюдений. СВТК снизилась на 3°С (Р<0,001). При выяснении теплоощущений преобладали ответы «прохладно» и «холодно». Во II серии отмечено достоверное снижение теплопродукции и уменьшение теплосодержания до 97,1 % от исходного. В III серии наблюдений по сравнению с контролем выявлено достоверное снижение температуры кожи нижних конечностей (бедра, голени, стопы) и кисти, остальные показатели кожной н подмышечной температуры не имели достоверных отличий от данных I серии. Теплопродукция у испытуемых этой группы уменьшилась по сравнению с контролем на 0,17-105 Дж/м2/ч (Р>0,05), теплосодержание тела — на 0,7-10е Дж/м2/ч и составило 99,2% от исходного (снижение статистически недостоверно, Р>0,05). В III серии наблюдений преобладали оценки теплоощущений «комфортно» и «тепло» (средний балл 4,1).
Таблица 1
Температура кожи различных участков тела, СВТК и теплоощущение испытуемых (Л1±т)
Серия опытов Число наблюдений Температура. °С
подмышечная впадина лоб грудь лопатка живот поясница ягодица
I 30 36,6±0,05 34,2±0,4 33,9±0,1 34 , 5±0.1 34,2±0,1 33,5±0,2 33,3±0,4
II 16 36.4±0,05 29,6±0,4 32,7±0,1 33,2±0,1 33,8±0,1 33,0±0,2 30,7±0,3
Pl-II >0,05 <0,001 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05 <0.001
III 14 36,6±0,2 33.4±0,1 33,4±0,1 33,9±0,1 34,0±0,1 33,7±0,3 32,0±0,4
Pi-ш >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05
П родолжение
Серия опытов Число наблю-дсни Л Температура, °С СВТК Теплоощу. щенне, баллы
бедро голень стопа плечо кисть
I 30 32,7±0,2 32,6±0,1 31 ,0±0,4 33,2±0,1 31,0±0,5 33,7±0,3 4 ,3±0,3
II 16 30,2±0,3 31, 1±0,2 24 ,4±0,6 32,3±0,1 21,2±0,8 30,7±0.1 2,5±0,1
Р Г—II <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
III 14 31 ,4±0,3 31,5±0,3 27,0±0,2 32,9±0,2 25,6±0,1 32,4±0,3 4, 1±0,1
Я) _ш <0,01 <0,01 <0,001 >0,05 <0,001 <0,05 >0,05
Показатели теплообмена испытуемых (М±/л)
Таблица 2
Число наблюдений Теплопродукция Теплосодержание
Серия опытов Дж/м*/ч Дж/кг/ч абс., Дж % от исходного
I II III 30 16 Pl-II 14 Pl-III 1,96-105±0,06- Ю6(46,8±1,55) 1,65- Ю5±0,07-105(41,7±1,8) <0,05 1,79-105±0,08-105(42,8±1,9) >0,05 5,0103±0,2-103(1,30±0,05) 4.8-I03±0,2-103 (1,14±0,06) >0,05 4.9-103±0,2-10:>(1,17±0,05) >0,05 7,93-10«±0,2- 10е (1887±46) 7,69-10«±0,2-10« (1832±48) >0,05 7,86-10«±0,2-10« (1872±48) >0,05 100,0 97.1 99.2
Примечание. В скобках даны показатели в килокалориях.
По данным литературы, у людей в охлаждающей внешней среде первые и наиболее значительные изменения термических показателей касаются температуры кожи, особенно кожи конечностей (И. С. Кандрор и соавт.; Г. Н. Клин-цевич). Мы наблюдали аналогичные изменения, выражавшиеся в снижении температуры открытых частей тела и конечностей, СВТК (до 30,7 °С), возникновении ощущения охлаждения. При этом содержание тепла в «оболочке» уменьшилось на 3 % по сравнению с исходным. Этот результат, по нашему мнению, заслуживает особого внимания, поскольку такая динамика теплосодержания, по данным некоторых авторов (И. С. Кандрор и соавт.; Е. В. Майстрах), может обусловить уже некоторые патологические сдвиги. Важно отметить, что такое нарушение теплосодержания происходило в условиях, близких к естественным для людей, пользующихся трамвайным транспортом. Привлекает внимание также факт снижения теплопродукции (II серия) вместо, казалось бы, более естественного ее возрастания. На это интересное явление уже обращали внимание различные авторы (И. К. Витте; Е. В. Майстрах). Такое изменение может объясняться относительной слабостью термического раздражения, для компенсации которого достаточно ограничения кровообращения в коже. СВТК снижается. С одной стороны, возможно, это приводит к некоторому ослаблению метаболизма «оболочки» (что и отражается на общей теплопродукции), а, с другой — к уменьшению и градиента температур между поверхностью тела и средой, что имеет приспособительное значение, так как в соответствии с законом
охлаждения Ньютона ограничивает тепловые потери. В связи с изложенным, с гигиенической точки зрения, имевшиеся во II серии опытов микроклиматические условия трамвая мы можем отнести к охлаждающим условиям внешней среды, оказывающим неблагоприятное влияние на пассажиров при длительном пребывании их при данной теплоизоляции одежды.
При микроклиматических условиях III серии (температура воздуха в салоне 10—15°С) тепловое состояние испытуемых существенно не ухудшилось, это дает основание считать такие микроклиматические условия (при данной теплоизоляции одежды) не охлаждающими. Поэтому в зимнее время температура в салоне городского наземного транспорта должна быть не ниже 10—15 °С.
Л ИТЕРА ТУР А. Витте И. К. Тепловой обмен человека
и его гигиеническое значение. Киев, 1956. Заржевский С. Я. Новый метод физиолого-гигиенической оценки теплозащитных свойств одежды. Дис. канд. Л., ■ 1954.
Кандрор И. С., Демина Д. М., Ратнер Е. М. Физиологические принципы саннтарио-климатнческого районирования территории СССР. М., 1974. Клинцевич Г. Н. Поражение холодом. Л., 1973. Либерзон М. И.—Труды ВНИИ вагоностроения. М., 1968, вып. 6, с. 141.
Майстрах Е. В. Патологическая физиология охлаждения человека. Л., 1975.
Поступила I3.02.S0
