CC BY
11
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
_
ТЕПЛОВОЙ ПОТОК С РАЗНЫХ УЧАСТКОВ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА
ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Р. М. Кнежевич
Из кафедры общей и военной гигиены Военно-медицинской ордена Ленина академии имени С. М. Кирова
Для создания рациональной одежды и обуви применительно к различным климатическим условиям необходимо иметь точные данные о значении отдельных участков поверхности тела в теплообмене организма. В существующей литературе этот вопрос разработан недостаточно в основном из-за отсутствия надлежащих методов исследования. Из существующих методов для указанных целей наиболее подходящим является прямой термоэлектрический метод, который разработан и применен для определения теплопотерь человека С. Я. Заржевским (1952— 1954). В основу этого метода легло измерение при помощи специального прибора, названного «биотепломером», теплового потока — количество тепла, теряемого или приобретаемого телом путем конвекции, кондукции и радиации за единицу времени.
Исследования проводили при помощи комбинированной термоэлектроустановки, предложенной П. В. Рамзаевым (совместно с М. Н. Логаткиным и В. П. Киселем, 1957), позволяющей производить измерение теплового потока в отдельных точках, и измерение средневзвешенного теплового потока с поверхности тела. Цель исследования ■состояла в том, чтобы изучить распределение теплового потока по отдельным участкам поверхности тела в комфортных условиях, а также при повышенных и пониженных температурах окружающей среды. Путем сравнения величин теплоотдачи (тепловым потоком) с отдельных участков с величиной теплоотдачи со всей поверхности тела представлялось возможным рассчитать долю теплопотерь с того или иного участка при различных условиях окружающей среды.
Плотность теплового потока в калориях на 1 л2 в час в том или ином участке тела рассчитывали умножением показания одиночного тепломера на соответствующий градунровочный коэффициент. Величину теплового потока определяли путем умножения плотности теплового потока данного участка на величину его поверхности. Величину поверхности в квадратных метрах у каждого наблюдаемого находили по таблицам Дю—Буа (по росту и весу). Поверхность отдельных участков тела определяли по схеме Постникова (1957).
Средневзвешенный тепловой поток вычисляли путем умножения суммарного показания комплекта тепломеров в милливольтах на его градунровочный коэффициент. Величину теплового потока со всей поверхности тела определяли умножением средневзвешенной плотности теплового потока на поверхность тела наблюдаемого. Измерение производили в следующих точках: середина лба, средняя треть наружной поверхности правого плеча, область лучезапястного сустава левой руки, область правого соска, на животе слева от пупка, область левой лопатки, правая поясничная область, наружная поверхность левого бедра на уровне ягодичной складки, средняя треть наружной поверхности правого бедра, средняя треть наружной поверхности левой голени и свод правой стопы.
Исследования проводили в тепловой камере на 10 наблюдаемых при температуре воздуха от 25 до 5° (с интервалом 2—3°), относительной влажности 30—70% и скорости движения воздуха 0,1—0,15 м/сек. Наблюдения проводили в одной и той же последовательности по стандартной схеме. Наблюдаемые были одеты в одну и ту же одежду (летняя солдатская). В лаборатории (температура воздуха 20—21°) на теле наблюдаемого укрепляли тепломеры, и он оставался в покое в течение 40—60 минут, после чего определяли исходное значение теплового потока. Этот относительно длительный период пребывания наблюдаемого в данных условиях был необходим в целях максимально возможного устранения влияний предшествующих метеорологических
-условий. После этого наблюдаемый переходил в тепловую камеру, в которой заранее устанавливали определенную температуру воздуха.
При температуре окружающей среды от 25 до 15° измерения продолжали в течение 3 часов. При температуре от 12 до 5° исследование продолжали до появления у наблюдаемого выраженных признаков переохлаждения (дрожь). Замеры проводили через каждые 15 минут. В течение всего исследования положение наблюдаемого было ■сидячеё, спокойное, без какого-либо заметного мускульного напряжения.
В данном сообщении представлены результаты исследований, проводившихся при температурах 25, 21 и 5° (табл. 1).
Таблица 1
Плотность теплового потока при разных температурах окружающей среды (средние данные, зарегистрированные в конце исследования)
Участок тела
Плотность теплового потока при температуре
25°
ккал/ м' в час
% к средневзвешенной плотности
ккал/ мг в час
21°
% к средневзвешенной плотности
ккал/ мг в час
Лоб . . Грудь . Живот . Лопатка Поясница Плечо . Кисть . Ягодица Бедро . Голень . Стопа
51,0. 44,5 8,0 32,0 19,0 20,0 4-4,5 17,0 23,0 27,5 29,0
204 58 32 127 76 80 178 68 92 111 116
70 Л-Т7,Г 11,0 40,2 24,0 26,0 50Д
21.5
27.6 32,8
24.7
'225 58 35 130
78 86
161 69 89 106
79
•Средневзвешенный тепловой поток ..........
25,0
31.0
51,8
Как видно из табл. 1, при температуре среды 21° наибольшая плотность теплового потока наблюдается на лбу (70 ккал/м2 в час) и кисти (50 ккал/м2 в час), т. е. на открытых участках поверхности тела. Наименьшая плотность теплового потока отмечается на туловище, в частности на животе (11 ккал/м2 в час) и на груди (17,9 ккал/м2 в час). На остальных участках плотность теплового потока занимает промежуточное положение.
При повышении температуры воздуха плотность теплового потока во всех участках поверхности тела уменьшается. Так, при 25° плотность теплового потока (по сравнению с комфортными условиями) на лбу уменьшилась на 19, на кисти — на 5,5, на груди — на 3,4, а на животе — на 3 ккал/м2 в час. Исключение представляет стопа, где плотность теплового потока увеличилась на 4,3 ккал/м2 в час.
При понижении температуры окружающей среды наблюдается обратная картина: плотность теплового потока возрастает во всех точках, в особенности на лбу, меньше на бедре, голени, плече и меньше всего на туловище. Так, по сравнению с комфортными условиями при температуре воздуха 5° плотность теплового потока на лбу увеличилась на 60, на бедре — на 30,4, на голени — на 23,9, на плече — на 23, на груди — на 14,1, а на животе—на 11 ккал/м2 в час. На кисти по мере понижения наружной температуры до 12° плотность теплового потока падает, а с дальнейшим понижением температуры воздуха до 5° возрастет, хотя и незначительно. Аналогичная картина наблюдается также и на стопе.
В табл. 1 показана также плотность теплового потока в отдельных участках, выраженная в процентах к средневзвешенному тепловому по-
току, принятому за 100. Анализ этих данных показывает, что плотность теплового потока в комфортных условиях составляет на лбу 225%, на кисти—161%, на груди — 58% и на животе — 39% от средневзвешенного теплового потока. При повышении температуры воздуха до 25° плотность теплового потока понижается на лбу до 204%, на груди остается без изменений, на животе незначительно снижается, а на кисти, наоборот, возрастает до 178%. При наружной температуре 5° плотность теплового потока возрастает на лбу до 250%, на груди — до 60%, на животе — до 43%, а на кисти снижается до 88% от среднего теплового потока.
Из изложенного следует, что плотность теплового потока имеет различное численное значение на разных участках поверхности тела в условиях теплового комфорта и при нарушении его. На одном и том же участке поверхности тела с изменением температуры наружной среды изменяется и количественное соотношение между плотностью теплового потока на отдельных участках и средневзвешенной плотностью теплового потока. Это свидетельствует о том, что различные участки поверхности тела неравноценны в отдаче тепла в окружающую среду, что видно из табл. 2.
Таблица 2
Соотношения теплопотерь с разных участков тела при температурах воздуха 25, 21 и 5° (средние данные, полученные в конце исследования)
Температура воздуха
Участок тела 25° 21 о 5°
ккал в час % ккал в час % ккал в час %
Голова и шея....... 7,6 18,0 10,5 20,4 19,5 22,5
Грудь и живот...... 3,6 8,6 4,4 8,6 8,0 9,2'
Спина .......... 6,8 16,2 8,8 17,1 12,5 14,4'
Плечо и предплечье .... 4,8 11,4 6,0 11,6 11,1 12,8>
Кисть.......... 3,5 8,4 3,9 7,6 3,4 4,0'
Бедро и ягодичная область 6,6 15,7 8,5 16,5 16,4 18,8
Голень .......... 5,7 13,6 6,6 12,8 12,4 14,3
Стопа .......... 3,4 8,1 2,8 5,4 3,5 4,0
Общий тепловой поток
в ккал в час...... 42,0 100,0 51,5 100,0 86,8 100,0
Наиболее полное представление о доле того или другого участка1 поверхности тела в теплообмене организма можно получить, если сравнить в процентах величины теплопотерь с разных участков, отнесенных, к величинам поверхности этих областей.
Как видно из табл. 2, в условиях теплового комфорта (21°) с поверхности головы и шеи, составляющей, по Б. Н. Постникову, 8,86% всей поверхности тела, приходится 20,4% теплопотерь, в то время как с площади груди и живота, равной 18% поверхности тела, теплопотери составляют всего 8,6%)- С поверхности кисти в тех же условиях тепло-потери составляют 7,6%, т. е., всего на 1 % меньше, чем с площади груди и живота, хотя последняя в 4 раза больше первой. В условиях затрудненной отдачи тепла тепловым потоком (при 25°) теплопотери с поверхности головы и шеи составляют 18%, груди и живота — 8,6%, а кисти — 8,4%.
Следовательно, теплопотери с головы и шеи уменьшились, на груди остались теми же, а с кисти несколько увеличились. При усиленной теплоотдаче конвекцией и радиацией (при 5°) на площадь головы и шеи приходится 22,5%, груди и живота — 9,2%, а кисти — 4%, т. е. соот-
«ошение теплопотерь изменилось. Теплопотери с поверхности головы и шеи, груди и живота остались почти неизмененными, а с поверхности кисти уменьшились в 1,9 раза по сравнению с теплопотерями при наружной температуре 21°.
Обращает внимание динамика изменений теплового потока на кисти и стопе. На всех прочих участках поверхности тела процент теплопотерь конвенцией и радиацией с понижением температуры среды возрастает, а на кисти и стопе, наоборот, уменьшается.
Полученные данные свидетельствуют о большой роли конечностей в теплообмене организма. Увеличение теплового потока на конечностях при повышенной температуре и уменьшение его при охлаждении говорит о совершенстве и адекватности сосудистых реакций на этих участках тела, способствующих сохранению постоянства температуры тела -человека.
Выводы *'"'-• ;
1. В комфортных условиях наибольшая плотность теплового потока отмечается на лбу (70 ккал/м2 в час), несколько меньше — на обнаженных кистях (50 ккал/м2 в час) и наиболее низкая — на участках, закрытых одеждой, — на груди (17,9 ккал/м2 в час) и животе (10 ккал/м2 в час).
2. При повышении или понижении температуры окружающей среды наибольшие изменения плотности теплового потока наблюдаются на поверхности лица, кисти и стопы, а наименьшие — на участках, защищенных одеждой (на груди и животе).
3. Изменения величины теплового потока на конечностях свидетельствуют о том, что на них процессы физической терморегуляции более совершенны, чем на туловище.
4. Установленные закономерности распределения и измерения теплового потока могут быть использованы при решении ряда гигиенических вопросов, в частности, при нормировании метеорологических условий, при конструировании рациональной одежды и обуви, при оценке жилищ, а также при оценке теплового состояния организма человека.
ЛИТЕРАТУРА
Заржевский С. Я- Труды Воен.-морск. мед. акад. Л., 1952, т. 39, стр. 366,— О н ж е. Новый метод физиолого-гигиенической оценки теплозащитных свойств одежды и обмундирования. Дисс. канд. Л., 1954. — Рамзаев П. В. Воен.-мед. журн., 1957, № 8, стр. 68. — Постников Б. Н. Термические ожоги. М„ 1957.
Поступила 10/Х1 1960 г.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАФТАЛИНА В СТОЧНЫХ ВОДАХ
Химик Г. Б. Ширма
Из кафедры коммунальной гигиены Ленинградского санитарно-гигиенического
медицинского института
Нафталин относится к ряду ароматических углеводородов, получается из каменноугольной смолы в количестве 10% из фракций, кипящих между 170 и 240°. Обладает характерным запахом, большой летучестью. Кристаллизуется в блестящих листочках, плавится при 80,2°, кипит при 217,96°. Растворим в спирте, эфире, бензоле и других органических растворителях. Нафталин практически не растворим в воде.
