ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА И АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ В СПОРТИВНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

Скорость движения воздуха - основной фактор, оказывающий влияние на теплообмен человека наряду с температурой и влажностью. Скорость движения воздуха определяется расстоянием в метрах, проходимым массой воздуха в одну секунду (скорость ветра измеряется в баллах).

Гигиеническое значение скорости движения воздуха заключается в том, что она оказывает влияние на тепловой обмен. При низкой температуре большая скорость движения воздуха способствует охлаждению организма, так как ветер вытесняет из-под одежды нагретый воздух и усиливает его движение вокруг тела (конвекция). При высокой температуре движущийся воздух увеличивает отдачу тепла за счет конвекции и испарения пота. Если температура воздуха превышает температуру тела, движущийся воздух вместо охлаждения способствует нагреванию организма.

Нормативные величины скорости движения воздуха:

- жилое помещение - 0,1-0,3 м/с;

- спортивный зал - 0,5 м/с;

- зал крытого бассейна - 0,2 м/с;

- спортивный зал для борьбы, настольного тенниса, крытого катка - 0,3 м/с;

- душевые, раздевалки, массажные помещения - 0,15 м/с.

При благоприятном сочетании температуры, влажности скорости движения воздуха, человек испытывает приятное теплоощущение, отмечается тепловое равновесие и нормальное течение физиологических процессов. Такие метеорологические условия называются комфортом. Сочетание метеорологических факторов, которые нарушают теплорегуляцию организма, называют дискомфортом. Таким образом, учет тепловых ощущений позволяет охарактеризовать комплексное влияние метеорологических факторов на организм человека.

Измерить параметры микроклимата можно с помощью прибора «Метеоскоп» (рис. 2), диапазон измерений: температура воздуха в пределах от -10. 50 °С; относительная влажность - 398 %; скорость воздушного потока - 0,1-20 м/с, атмосферное давление - 600-800 мм рт. ст. При подключении сферы Вернона (рис. 3) индекс тепловой нагрузки среды - 10-50 °C, интенсивность теплового облучения - 10-1000 Вт/м .

Для измерения метеопараметров раздвинуть телескопический сенсометрический щуп (рис. 4). Расположить его головку с сенсорами в месте измерения. Ориентация окна сенсора анемометра: выход потока - с той стороны, где имеется окно сенсора влажности. При измерениях индекса тепловой нагрузки среды, время измерения не менее 20 минут.

При измерении интенсивности теплового излучения температурный сенсор должен быть защищен от радиации размещением сенсометрического щупа в «тени» шарового термометра (рис. 2).

Расположение и назначение органов управления на панели измерителя представлено на рис. 5.

Порядок работы с прибором

Каждый пункт меню состоит из нескольких подпунктов, подпункты - из подпунктов следующего уровня. При работе в режиме меню экран измерителя разделен на две части - левую, на которой отображается название активизированного пункта меню, и правую - с соответствующими пунктами меню следующего уровня. Вдоль границы между этими частями перемешается стрелка ►, указывающая на пункт, который можно активизировать.

Управление перемещением стрелки осуществляется кнопками ▲ или ▼. Работа в выбранном подпункте начинается при нажатии на кнопку «Ввод», возвращение на предыдущий уровень меню происходит при нажатии на кнопку «Стоп».

Кнопки клавиатуры, помеченные значками ▲ и ▼, могут также использоваться при изменении параметров настройки:

- подвести (кнопками управления ▲ или ▼) стрелку ► в центральном столбце экрана к соответствующему подразделу меню;

- нажатием на кнопку «Ввод» активизировать выбранный раздел (при этом выбираемый параметр будет подчеркнут курсором, а стрелка в центральном столбце экрана исчезнет);

- определить (кнопками управления ▲ или ▼) требуемую величину выбираемого параметра;

- нажатием кнопки «Стоп» осуществить запись выбранной величины параметра в память.

Анемометр цифровой переносной АП-1-М предназначен для измерения средней скорости направленного воздушного потока и средней скорости ветра (рис. 6). Диапазон измерения -

0,3—5,0 м/с, цикл измерения и индикации - 5 с.

Принцип работы чувствительного элемента анемометра -преобразование скорости воздушного потока, вращающего вет-роприемник, в число импульсов и индикация скорости в м/с на пульте.

Порядок работы с прибором

1. Первичный измерительный преобразователь (1) и измерительный пульт (3) соединить между собой через разъем (4).

2. Установить первичный измерительный преобразователь (1) на рукоятку (2).

3. Включить пульт, появится надпись «dat 2», а через 5 секунд на табло появится значение скорости воздушного потока.

4. Установить анемометр вертикально в измеряемом воздушном потоке ветроприемником навстречу потоку (осью крыльчатки вдоль направления потока).

5. Через 30 секунд произвести первый отсчет показаний анемометра.

6. Последующие циклы измерения и индикации осуществлять через 5 секунд.

7. После проведения измерений выключить и разобрать анемометр, уложить его в укладочную коробку.

Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и, несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли, эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Для его определения пользуются специальным прибором

- барометром (греч. baros - тяжесть, вес и metreo - измеряю).

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше - пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем один миллиметр на каждые 10,5 метров подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, г. Москва находится на высоте 120 метров над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление составляет 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное - летом.

Барометр-анероид - прибор для измерения атмосферного давления (рис. 7). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение.

При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении - сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, имеющих рычажную передаточную систему, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру.

Чувствительным элементом анероида служит гибкая герметическая металлическая коробка (сильфон), расширяющаяся или сжимающаяся под действием атмосферного давления. В приборе обычно предусматриваются несколько анероидных коробок, снабженных рычажной передачей, которая перемещает стрелку по круговой шкале. На рис. 7 AB - рычаг, поворачивающийся относительно шарнирной опоры C, а DEF - коленчатый рычаг с шарнирной опорой E.

Крайними проявлениями действия низкого и высокого атмосферного давления являются горная болезнь и кессонная болезнь.

Горная болезнь - разновидность высотной болезни, возникающая из-за кислородного голодания (гипоксии) при подъеме на значительные высоты.

Подобное состояние знакомо альпинистам, геологам при восхождении на высоту или подъеме на автотранспорте. Горная болезнь обычно начинает проявляться на высоте около 2500 метров над уровнем моря. Считается, что главная причина горной болезни - низкая концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе. Однако концентрация кислорода остается неизменной на разных высотах. С увеличением высоты изменяется атмосферное давление, а из-за этого соотношение водорода и кислорода в воздухе начинает варьироваться. Организм на высоте получает меньше кислорода, чем требуется для нормального функционирования, прежде всего головного мозга и других органов и систем.

Первыми симптомами горной болезни являются мышечная слабость, апатия, головокружение, сонливость, недомогание. Симптомы заболевания нарастают, если человек остается на высоте. Появляется рвота, тошнота, лихорадка, озноб и расстройство дыхательного ритма.

Кессонной болезнью называют состояние, развивающееся вследствие перехода из среды с повышенным атмосферным давлением в среду с нормальным давлением.

Патологические изменения, характеризующие кессонную болезнь, развиваются не во время нахождения под повышенным давлением, а при слишком быстром переходе к нормальному атмосферному давлению, т.е. при декомпрессии. Влиянием повышенного давления объясняются и другие изменения, которые отмечаются у лиц в период пребывания в кессоне. Вследствие вдавливания живота из-за сжатия кишечных газов и опускания диафрагмы увеличивается жизненная емкость и вентиляция легких, уменьшается частота дыхания и пульса, а также минутный объем сердца, работоспособность мышц несколько повышается. При нахождении под повышенным давлением притупляются чувства обоняния, осязания и вкуса.

Отмечается сухость слизистых оболочек, понижается слух, усиливается перистальтика кишечника, замедляется обмен веществ. Если повышение давления производится постепенно и отсутствуют патологические изменения в организме, пребывание в кессоне переносится обычно без особых неприятных ощущений, особенно при некоторой тренировке. Повышенное давление воздуха вызывает существенные изменения в системе кровообращения человека.

Причиной этих изменений является высокое парциальное давление кислорода и наркотическое действие азота.

Таким образом, при значительном увеличении атмосферного давления количество растворенного в крови азота увеличивается в несколько раз. Растворенный в крови газ переходит в ткани организма. Когда человек переходит из среды с повышенным атмосферным давлением в среду с нормальным давлением, происходит обратный процесс, избыток растворенных в организме газов удаляется из тканей в кровь, а из крови через легкие наружу.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие скорости движения воздуха.

2. Гигиеническое значение скорости движения воздуха, влияние на организм человека.

3. Нормативные величины скорости движения воздуха в различных помещениях.

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Цель работы: закрепить теоретические знания о действии скорости движения воздуха и атмосферного давления на организм человека.

Оборудование: барометр-анероид, анемометр.

Выполнение работы

Примечание: в заключении необходимо указать соответствуют или не соответствуют полученные результаты гигиеническим требованиям. Рекомендации указываются в случае, если результаты будут отличаться от требований (нормативов).