Четверг, 27 Октябрь 2011 19: 47

Практический пример: тепловые индексы: формулы и определения

Оценить этот пункт
(1 голосов)

I. Индекс термического напряжения (ITS)

Улучшенный уравнение теплового баланса это:

где - испарение, необходимое для поддержания теплового баланса,  - солнечная нагрузка и метаболическое производство тепла H используется вместо скорости метаболизма для учета внешней работы. Важным улучшением является признание того, что не весь пот испаряется (например, некоторые капли), следовательно, требуемая скорость потоотделения связана с требуемой скоростью испарения следующим образом:

в котором NSC эффективность потоотделения.

При использовании внутри помещений явная теплопередача рассчитывается по формуле:

Для наружных условий с солнечной нагрузкой,  заменяется и учитывается солнечная нагрузка (RS ) по:

Используемые уравнения соответствуют экспериментальным данным и не являются строго рациональными.

Максимальная потеря тепла испарения это:

а эффективность потоотделения определяется:

но

nsc = 1, если

nsc = 0.29, если

Индекс термического напряжения (ЕГО) в г/ч:

в котором  - требуемая скорость испарения, 0.37 переводится в г/ч иNSC эффективность потоотделения (McIntyre 1980).

II. Требуемая скорость потоотделения

Подобно другим рациональным показателям, выводится из шести основных параметров (температура воздуха (), лучистая температура ( ), относительной влажности, скорости воздуха (v), изоляция одежды ( ), скорость метаболизма (M) и внешней работы (W)). Также требуются значения эффективной площади излучения для позы (сидя = 0.72, стоя = 0.77). Исходя из этого, требуемое испарение рассчитывается из:

Уравнения приведены для каждого компонента (см. таблицу 8 и таблицу 9). Средняя температура кожи рассчитывается по уравнению множественной линейной регрессии или принимается значение 36°C.

От необходимого испарения (EРедж) и максимальное испарение (EМакс) и эффективность потоотделения (r), рассчитываются:

Требуемая влажность кожи 

Требуемая скорость потоотделения 

III. Прогнозируемый 4-часовой уровень потоотделения (P4SR)

Действия, предпринятые для получения P4SR значения индекса резюмируются McIntyre (1980) следующим образом:

If , увеличьте температуру смоченного термометра на .

Если скорость метаболизма M > 63 , увеличьте температуру смоченного термометра на величину, указанную в таблице (см. рис. 6).

Если мужчины одеты, увеличьте температуру по влажному термометру на .

Модификации являются аддитивными.

(P4SR) определяется по рисунку 6. P4SR затем:

IV. Частота сердцебиения

в котором M скорость метаболизма, – температура воздуха в °C и Pa давление паров в Мб.

Дживони и Голдман (1973) предлагают уравнения для прогнозирования частоты сердечных сокращений людей (солдат) в жарких условиях. Они определяют индекс для частоты сердечных сокращений (ММСП) от модификации прогнозируемой равновесной ректальной температуры,

ИПИ затем:

в котором M = скорость метаболизма (ватты), = механическая работа (ватты), clo = теплоизоляция одежды,  = температура воздуха = общая метаболическая и экологическая тепловая нагрузка (Вт), = мощность охлаждения при испарении для одежды и окружающей среды (Вт).

Равновесная частота сердечных сокращений (в ударах в минуту) определяется как:

для ММСП 225

то есть линейная зависимость (между ректальной температурой и частотой сердечных сокращений) для частоты сердечных сокращений примерно до 150 ударов в минуту. За ИПИ > 225:

то есть экспоненциальная зависимость по мере приближения частоты сердечных сокращений к максимуму, где:

= равновесная частота сердечных сокращений (уд/мин),

65 = предполагаемая частота сердечных сокращений в состоянии покоя в комфортных условиях (уд/мин), t = время в часах.

V. Индекс температуры по влажному термометру (WBGT)

Температура по влажному термометру определяется по формуле:

для условий с солнечным излучением, и:

для комнатных условий без солнечной радиации, где TNWB= температура влажного термометра с естественной вентиляцией, Ta = температура воздуха и Tg = температура черного термометра диаметром 150 мм.

 

Назад

Читать 11867 раз Последнее изменение Понедельник, 07 ноября 2011 23: 57

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Ссылки на тепло и холод

ACGIH (Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене). 1990. Пороговые значения и индексы биологического воздействия за 1989–1990 годы. Нью-Йорк: ACGIH.

—. 1992. Холодовой стресс. В пороговых значениях для физических агентов в рабочей среде. Нью-Йорк: ACGIH.

Бедфорд, Т. 1940. Теплота окружающей среды и ее измерение. Меморандум о медицинских исследованиях № 17. Лондон: Канцелярия Ее Величества.

Белдинг, HS и TF Hatch. 1955. Индекс для оценки теплового стресса с точки зрения результирующего физиологического напряжения. Трубопровод отопления, кондиционер 27:129–136.

Биттель, JHM. 1987. Тепловой долг как показатель адаптации мужчин к холоду. J Appl Physiol 62 (4): 1627–1634.

Bittel, JHM, C Nonotte-Varly, GH Livecchi-Gonnot, GLM Savourey и AM Hanniquet. 1988. Физическая подготовленность и терморегуляторные реакции в условиях холода у мужчин. J Appl Physiol 65:1984-1989.

Bittel, JHM, GH Livecchi-Gonnot, AM Hanniquet и JL Etienne. 1989. Тепловые изменения, наблюдаемые до и после путешествия Дж. Л. Этьена к Северному полюсу. Eur J Appl Physiol 58: 646–651.

Блай, Дж. и К.Г. Джонсон. 1973. Глоссарий терминов по тепловой физиологии. J Appl Physiol 35(6):941–961.

Ботсфорд, Дж. Х. 1971. Влажный термометр для измерения тепла окружающей среды. Ам Инд Хиг J 32:1–10.

Бутелье, К. 1979. Охрана и защита оборудования в случае случайного погружения в воду. Нейи-сюр-Сен: AGARD AG 211.

Brouha, L. 1960. Физиология в промышленности. Нью-Йорк: Пергамон Пресс.

Бертон, AC и О. Г. Эдхольм. 1955. Человек в холодной среде. Лондон: Эдвард Арнольд.

Чен, Ф., Х. Нильссон и Р.И. Холмер. 1994. Охлаждение подушечки пальца при контакте с алюминиевой поверхностью. Am Ind Hyg Assoc J 55 (3): 218-22.

Европейский комитет по нормализации (CEN). 1992. EN 344. Защитная одежда от холода. Брюссель: CEN.

—. 1993. EN 511. Перчатки защитные от холода. Брюссель: CEN.

Комиссия Европейских Сообществ (CEC). 1988. Материалы семинара по индексам теплового стресса. Люксембург: ЦИК, Управление по охране труда и технике безопасности.

Даанен, ХАМ. 1993. Ухудшение ручных характеристик в холодную и ветреную погоду. АГАРД, НАТО, CP-540.

Даслер, АР. 1974. Вентиляция и термическая нагрузка на берегу и на плаву. В главе 3 Руководства по военно-морской профилактической медицине. Вашингтон, округ Колумбия: Военно-морской департамент, Бюро медицины и хирургии.

—. 1977. Тепловой стресс, рабочие функции и физиологические пределы воздействия тепла на человека. В термическом анализе — Комфорт человека — Внутренняя среда. Специальная публикация NBS 491. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство торговли США.

Немецкий институт нормирования (DIN) 7943-2. 1992. Schlafsacke, Thermophysiologische Prufung. Берлин: DIN.

Дюбуа, Д. и Э. Ф. Дюбуа. 1916. Клиническая калориметрия X: формула для оценки подходящей площади поверхности, если известны рост и вес. Arch Int Med 17: 863–871.

Иган, CJ. 1963. Введение и терминология. Протокол ФРС 22:930–933.

Эдвардс, JSA, Д. Е. Робертс и С. Х. Муттер. 1992. Отношения для использования в холодных условиях. J Wildlife Med 3: 27–47.

Энандер, А. 1987. Сенсорные реакции и работоспособность при умеренном холоде. Докторская диссертация. Солна: Национальный институт гигиены труда.

Фуллер, Ф. Х. и Л. Броуха. 1966. Новые инженерные методы оценки рабочей среды. АШРАЕ J 8 (1): 39–52.

Фуллер, Ф.Х. и П.Е. Смит. 1980. Эффективность профилактических работ в горячем цехе. В FN Dukes-Dobos и A Henschel (ред.). Материалы семинара NIOSH по рекомендуемым стандартам теплового стресса. Вашингтон, округ Колумбия: публикация DHSS (NIOSH) № 81-108.

—. 1981. Оценка теплового стресса в горячем цехе по физиологическим измерениям. Am Ind Hyg Assoc J 42:32–37.

Гагге А.П., Фобелец А.П., Берглунд Л.Г. 1986. Стандартный прогностический индекс реакции человека на тепловую среду. АШРАЭ Транс 92: 709–731.

Gisolfi, CV и CB Венгер. 1984. Регулирование температуры во время тренировки: старые концепции, новые идеи. Упражнение Sport Sci Rev 12: 339–372.

Дживони, Б. 1963. Новый метод оценки промышленного теплового воздействия и максимально допустимой рабочей нагрузки. Документ представлен Международному биометеорологическому конгрессу в Париже, Франция, сентябрь 1963 г.

—. 1976. Человек, климат и архитектура, 2-е изд. Лондон: прикладная наука.

Дживони, Б. и Р.Ф. Голдман. 1972. Прогнозирование реакции ректальной температуры на работу, окружающую среду и одежду. J Appl Physiol 2(6):812–822.

—. 1973. Прогнозирование реакции сердечного ритма на работу, окружающую среду и одежду. J Appl Physiol 34(2):201–204.

Гольдман, РФ. 1988. Стандарты воздействия тепла на человека. В книге «Эргономика окружающей среды» под редакцией И. Б. Мекьявича, Э. В. Банистера и Дж. Б. Моррисона. Лондон: Тейлор и Фрэнсис.

Хейлз, Дж. Р. С. и Д. Б. Ричардс. 1987. Тепловой стресс. Амстердам, Нью-Йорк: Oxford Excerpta Medica.

Хаммель, ХТ. 1963. Резюме сравнительных тепловых моделей человека. Протокол ФРС 22:846–847.

Хавенит, Г., Р. Хеус и В. А. Лотенс. 1990. Вентиляция одежды, индекс паронепроницаемости и проницаемости: изменения в зависимости от позы, движения и ветра. Эргономика 33:989–1005.

Хейс. 1988. В книге «Эргономика окружающей среды» под редакцией И. Б. Мекьявича, Э. В. Банистера и Дж. Б. Моррисона. Лондон: Тейлор и Фрэнсис.

Холмер, И. 1988. Оценка холодового стресса с точки зрения необходимой теплоизоляции одежды — IREQ. Int J Ind Erg 3: 159–166.

—. 1993. Работа на морозе. Обзор методов оценки холодового стресса. Int Arch Occ Env Health 65: 147–155.

—. 1994. Холодовой стресс: Часть 1 — Руководство для практикующих врачей. Int J Ind Erg 14: 1–10.

—. 1994. Холодовой стресс: Часть 2 — Научная основа (база знаний) руководства. Int J Ind Erg 14: 1–9.

Houghton, FC и CP Yagoglou. 1923. Определение равных линий комфорта. ДЖАШВЕ 29:165–176.

Международная организация по стандартизации (ИСО). 1985. ISO 7726. Тепловая среда — инструменты и методы измерения физических величин. Женева: ИСО.

—. 1989а. ISO 7243. Горячие среды — оценка теплового стресса для рабочего человека на основе индекса WBGT (температура влажного шарика). Женева: ИСО.

—. 1989б. ISO 7933. Горячие среды — аналитическое определение и интерпретация термического напряжения с использованием расчета требуемой скорости потоотделения. Женева: ИСО.

—. 1989г. ISO DIS 9886. Эргономика — оценка тепловой деформации с помощью физиологических измерений. Женева: ИСО.

—. 1990. ISO 8996. Эргономика — определение метаболического производства тепла. Женева: ИСО.

—. 1992. ISO 9886. Оценка термической деформации физиологическими измерениями. Женева: ИСО.

—. 1993. Оценка влияния тепловой среды с использованием шкал субъективных суждений. Женева: ИСО.

—. 1993. ISO CD 12894. Эргономика тепловой среды — медицинское наблюдение за лицами, подвергающимися воздействию горячей или холодной среды. Женева: ИСО.

—. 1993. ISO TR 11079 Оценка холодных сред — определение требуемой теплоизоляции одежды, IREQ. Женева: ИСО. (Технический отчет)

—. 1994. ISO 9920. Эргономика — оценка тепловых характеристик комплекта одежды. Женева: ИСО.

—. 1994. ISO 7730. Умеренная тепловая среда — определение индексов PMV и PPD и спецификация условий теплового комфорта. Женева: ИСО.

—. 1995. ISO DIS 11933. Эргономика тепловой среды. Принципы и применение международных стандартов. Женева: ИСО.

Кеннет, В., П. Сатхасивам, А. Л. Валлеран и Т. Б. Грэм. 1990. Влияние кофеина на метаболические реакции мужчин в покое при 28 и 5°С. J Appl Physiol 68 (5): 1889–1895.

Кенни, В.Л. и С.Р. Фаулер. 1988. Активируемая метилхолином плотность эккринных потовых желез и выход в зависимости от возраста. J Appl Physiol 65: 1082–1086.

Керслейк, DMcK. 1972. Стресс от жаркой среды. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

ЛеБлан, Дж. 1975. Человек на морозе. Спрингфилд, Иллинойс, США: Charles C Thomas Publ.

Лейтхед, Калифорния и А.Р. Линд. 1964. Тепловой стресс и головные расстройства. Лондон: Кассел.

Линд, АР. 1957. Физиологический критерий для установления тепловых пределов окружающей среды для работы каждого. J Appl Physiol 18: 51–56.

Лотенс, Вашингтон. 1989. Собственно утепление многослойной одежды. Scand J Work Environment Health 15 Suppl. 1: 66–75.

—. 1993. Передача тепла от людей в одежде. Диссертация, Технический университет. Делфт, Нидерланды. (ISBN 90-6743-231-8).

Лотенс, В. А. и Г. Хавенит. 1991. Расчет утепления и паронепроницаемости одежды. Эргономика 34: 233–254.

Маклин, Д. и Д. Эмсли-Смит. 1977. Случайная гипотермия. Оксфорд, Лондон, Эдинбург, Мельбурн: научное издание Blackwell.

Макферсон, РК. 1960. Физиологические реакции на жаркую среду. Серия специальных отчетов Совета медицинских исследований № 298. Лондон: HMSO.

Мартино, Л. и я Джейкоб. 1988. Использование мышечного гликогена при термогенезе дрожи у людей. J Appl Physiol 56: 2046–2050.

Моэн, Р.Дж. 1991. Потеря и восполнение жидкости и электролитов при физических нагрузках. J Sport Sci 9: 117–142.

Макардл, Б., Данхэм В., Холлинг Х.Е., Ладелл В.С., Скальт Дж.В., Томсон М.Л. и Вайнер Дж.С. 1947. Предсказание физиологических эффектов теплых и жарких сред. Совет медицинских исследований Rep 47/391. Лондон: РНП.

Маккалоу, Э.А., Б.В. Джонс и П.Дж. Хак. 1985. Обширная база данных для оценки изоляции одежды. АШРАЭ Транс 91: 29–47.

Маккалоу, Э.А., Б.В. Джонс и Т. Тамура. 1989. База данных для определения сопротивления испарению одежды. АШРАЭ Транс 95: 316–328.

Макинтайр, Д.А. 1980. Климат в помещении. Лондон: Applied Science Publishers Ltd.

Мекьявич, И.Б., Э.В. Банистер и Дж.Б. Моррисон (ред.). 1988. Экологическая эргономика. Филадельфия: Тейлор и Фрэнсис.

Нильсен, Б. 1984. Обезвоживание, регидратация и терморегуляция. В Э. Джокле и М. Хеббелинке (ред.). Медицина и спортивная наука. Базель: С. Каргер.

—. 1994. Тепловой стресс и акклиматизация. Эргономика 37(1):49–58.

Нильсен Р., Б. В. Олесен и П. О. Фангер. 1985. Влияние физической активности и скорости воздуха на теплоизоляцию одежды. Эргономика 28: 1617–1632.

Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH). 1972. Профессиональное воздействие жаркой среды. ХСМ 72-10269. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство здравоохранения и социального обеспечения США.

—. 1986. Профессиональное воздействие жаркой среды. Публикация NIOSH № 86-113. Вашингтон, округ Колумбия: NIOSH.

Ниши, Y и А. П. Гагге. 1977. Шкала эффективных температур, используемая для гипо- и гипербарических сред. Aviation Space and Envir Med 48: 97–107.

Олесен, БВ. 1985. Тепловой стресс. В Техническом обзоре Bruel and Kjaer № 2. Дания: Bruel and Kjaer.

Олесен, Б.В., Э. Сливинска, Т.Л. Мэдсен и П.О. Фангер. 1982. Влияние положения тела и активности на теплоизоляцию одежды: измерения подвижным тепловым манекеном. АШРАЭ Транс 88: 791–805.

Пандольф, К.Б., Б.С. Кадаретте, М.Н. Савка, А.Дж. Янг, Р.П. Франческони и Р.Р. Гонсалес. 1988. J Appl Physiol 65(1):65–71.

Парсонс, KC. 1993. Тепловая среда человека. Хэмпшир, Великобритания: Тейлор и Фрэнсис.

Рид, Х. Л., Д. Брайс, К. М. Шакир, К. Д. Бурман, М. М. Д'Алесандро и Дж. Т. О'Брайан. 1990. Снижение свободной фракции тиреоидных гормонов после длительного проживания в Антарктиде. J Appl Physiol 69: 1467–1472.

Роуэлл, Л.Б. 1983. Сердечно-сосудистые аспекты терморегуляции человека. Циркуляр рез. 52: 367–379.

—. 1986. Регуляция кровообращения человека при физическом напряжении. Оксфорд: ОУП.

Сато, К. и Ф. Сато. 1983. Индивидуальные вариации структуры и функции эккринных потовых желез человека. Am J Physiol 245: R203–R208.

Савуре Г., А. Л. Вальеран и Дж. Биттель. 1992. Общая и местная адаптация после лыжного путешествия в суровых арктических условиях. Eur J Appl Physiol 64: 99–105.

Савуре Г., Дж. П. Каравел, Б. Барнавол и Дж. Биттел. 1994. Изменения гормонов щитовидной железы в условиях холодного воздуха после местной холодовой акклиматизации. J Appl Physiol 76 (5): 1963–1967.

Савуре, Г., Б. Барнавол, Дж. П. Каравел, К. Фейерштейн и Дж. Биттел. 1996. Гипотермическая общая холодовая адаптация, вызванная локальной холодовой акклиматизацией. Eur J Appl Physiol 73: 237–244.

Валлеран, А.Л., Якоб Якоб и М.Ф. Кавана. 1989. Механизм повышения устойчивости к холоду у людей при приеме смеси эфедрина и кофеина. J Appl Physiol 67: 438–444.

ван Дилла, Массачусетс, Р. Дэй и П.А. Сайпл. 1949. Особые проблемы рук. В «Физиологии терморегуляции» под редакцией Р. Ньюбурга. Филадельфия: Сондерс.

Веллар, ОД. 1969. Потери питательных веществ с потом. Осло: Universitetsforlaget.

Фогт, Дж. Дж., В. Кандас, Дж. П. Либерт и Ф. Даулл. 1981. Требуемая скорость потоотделения как показатель термической деформации в промышленности. В книге «Биоинженерия, тепловая физиология и комфорт» под редакцией К. Сины и Дж. А. Кларка. Амстердам: Эльзевир. 99–110.

Ван, LCH, SFP Man и AN Bel Castro. 1987. Метаболические и гормональные реакции на повышенную теофиллином холодостойкость у самцов. J Appl Physiol 63: 589–596.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). 1969. Факторы здоровья при работе в условиях теплового стресса. Технический отчет 412. Женева: ВОЗ.

Висслер, Э.Х. 1988. Обзор тепловых моделей человека. В книге «Эргономика окружающей среды» под редакцией И. Б. Мекьявича, Э. В. Банистера и Дж. Б. Моррисона. Лондон: Тейлор и Фрэнсис.

Вудкок, АХ. 1962. Перенос влаги в текстильных системах. Часть I. Textile Res J 32: 628–633.

Yaglou, CP и D Minard. 1957. Контроль тепловых потерь в военных учебных центрах. Am Med Assoc Arch Ind Health 16: 302–316 и 405.