Современный мир опасностей (ноксосфера)

Естественные и естественно-техногенные опасности
Антропогенные и антропогенно-техногенные опасности
Техногенные опасности24.02.2012
Опасности:
*
НГТУ

Естественные опасности возникают при изменении абиотических факторов биосферы и при стихийных природных явлениях.
- Взаимодействие человека с окр. средой
- Повседневные естественные опасности
- Опасности стихийных явлений
Естественные и естественно-техногенные опасности:
*
НГТУ

Жизнь человека на урбанизированной территории неразрывно связана со следующими этапами деятельности:
Труд;
пребывание в городской среде;
использование средств транспорта;
пребывание в сфере быта;
активный и пассивный отдых.
Взаимодействие человека с окружающей средой
*
НГТУ

Энергообмен человека.
Теплообразование и температура тела человека.
Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.
Взаимодействие человека с окружающей средой
*
НГТУ

Совершение всех видов деятельности организма осуществляется за счет потребляемой им химической энергии, содержащейся в биологическом «топливе» — пище.
Обмен веществ - совокупность всех химических реакций в организме, необходимых для обеспечения его веществом и энергией.
Энергообмен человека
*
НГТУ

Основной обмен - характеризуется величиной всех затрат энергии в организме при полном мышечном покое, в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12...16 ч после приема пищи, в положении лежа).
Энергия расходуется на поддержание жизни в теле человека. Любое отклонение от этих условий вызывает изменение интенсивности основного обмена:
Прием пищи - возрастает на 10...30%,
Повышение температуры тела на 1°С - возрастает в среднем на 5%.
Основной обмен зависит также от эмоционального состояния человека, его пола и возраста.
2. Обмен при различных видах деятельности.
Энергообмен человека:
*
НГТУ

Затраты энергии при мышечной работе зависят от ее напряженности и продолжительности.
Расход энергии (Вт) при различных видах деятельности:
Сон 67,5...71,1
Легкая сидячая работа 116,4...125
Легкая физическая работа 408,3...583,3
Тяжелая физическая работа 583,3...875
Энергообмен человека
*
НГТУ

При интенсивной интеллектуальной работе потребности мозга в энергии составляют 15...20 % основного обмена.
Суточные энергозатраты (МДж) зависят от вида деятельности человека:
Работники умственного труда 10,5...11,7
Работники механизированного труда и сферы обслуживания 11,3...12,5
Работники, выполняющие работу средней тяжести
12,5...15,5
Работники, выполняющие тяжелую работу 16,3...18
Энергообмен человека
*
НГТУ

Закон минимума Ю. Либиха (1840 г.):
«Выносливость организма определяется слабым звеном в цепи его потребностей; его жизненные возможности лимитируются факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму.
Дальнейшее снижение или ухудшение этих факторов ведет организм к гибели»
*
НГТУ

Тепломассообмен тела человека с окружающей средой – процесс, в результате которого отводится вырабатываемая организмом теплота Qвыр, а температура тела поддерживается на определенном уровне, обеспечивающим нормальное протекание обменных реакций в организме человека.
Теплообразование и температура тела человека
*
НГТУ

Жизнедеятельность организма человека возможна лишь при температуре тела не ниже +25 °С и не выше +43 °С.
Значительная часть энергии, высвобождающейся при окислительно-восстановительном распаде пищи, трансформируется в теплоту, но основное количество теплоты (65 - 70 %) вырабатывается в мышцах тела человека.
При интенсивной мышечной работе количество выделяемой в мышцах теплоты повышается до 90 % от общей теплопродукции тела человека.
Теплообразование и температура тела человека
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Количество теплоты Qвыд (Вт), выделяющейся в теле человека при различных физических нагрузках и температуре воздуха (t) в помещении:
*
НГТУ

Теплообмен осуществляется:
через кожные покровы
в процессе дыхания за счет нагрева вдыхаемого в легкие воздуха
испарения воды с поверхности тела
Теплообразование и температура тела человека
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Механизмы теплообмена:
Радиационный (лучистый)
Конвективный
Транспирационный (посредством испарения влаги)
Количество отводимой в окружающую среду теплоты:
Где ‑ количество теплоты, отводимой за счет конвекции, радиации (излучения), испарения пота соответственно, Вт.
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона:
где α — коэффициент теплоотдачи конвекцией при нормальной температуре (4,06 Вт/м2 • °С);
Тк — температура кожи тела человека (зимой среднее значение температуры кожи около 27,7 °С, летом около 31,5 °С);
Тос —температура окружающей воздушной среды, °С;
Fэ — площадь эффективной поверхности тела человека (для практических расчетов эту площадь принимают равной 1,8 м2). Интенсивность и направление конвективного теплообмена тела человека с окружающей средой определяется в основном температурой Тос и подвижностью окружающего воздуха W
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Радиационный теплообмен описывается обобщенным законом Стефана—Больцмана:
где Спр — приведенный коэффициент излучения, для практических расчетов Спр 4,9 Вт/(м2-К4); FK — площадь поверхности кожи, излучающей лучистый поток, м2; — коэффициент облучаемости, зависящий от расположения и размеров поверхностей и показывающий долю лучистого потока, излучаемого поверхностью пламени (на практике применяется равным единице); Тк — средняя температура кожи, К; Топ — средняя температура окружающих поверхностей, К.
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Количество теплоты, отдаваемое телом человека в окружающую среду при испарении пота, определяется уравнением:
где Мп — масса испарившегося пота, г/с; r — скрытая теплота испарения пота, Дж/г (для воды r - 2450 Дж/г).
Количество пота (г/ч), выделяемого телом человека при различных физических нагрузках и температуре воздуха в помещении
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
В процессе дыхания окружающий воздух, попадая в легкие человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетах можно принять, что выдыхаемый воздух имеет температуру 37°С. Количество теплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха, определяется по формуле:
где Vm — объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицу времени, «легочная вентиляция», м3/с; рвд — плотность вдыхаемого воздуха, kг/m3; Ср — удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, кДж(кг • °С); Твыд — температура выдыхаемого воздуха, °С; Твд — температура вдыхаемого воздуха, °С.
*
НГТУ

Теплообразование и температура тела человека
Тепловой комфорт - нормальное тепловое состояние организма человека, наблюдается при условии, когда вся вырабатываемая организмом теплота передается телом окружающей среде:
При теплота накапливается в теле человека, его температура повышается и человеку «жарко»;
При возникает дефицит теплоты в теле человека, его температура падает и человеку «холодно».
*
НГТУ

Рис. 1.2. Зависимость производительности труда от изменения температуры
окружающей среды
Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека
*
НГТУ

Для человека определены максимальные значения допустимой температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты.
Переносимость организмом человека высоких температур зависит от:
влажности - высокая влажность воздуха уменьшает скорость испарения пота, что ухудшает теплосъём с поверхности кожи и ведет к перегреву тела человека.
скорости движения воздуха.
Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека
*
НГТУ

К повседневным абиотическим факторам относятся:
Климатические (атмосферные) факторы (температура и влажность воздуха, скорость ветра, атмосферное давление, газовый состав воздуха, осадки, прозрачность атмосферы, излучение Солнца и др.)
Факторы водной среды (температура воды, ее состав, кислотность и др.)
Почвенные факторы (состав, кислотность, температура и др.)
Топографические факторы (высота над уровнем моря, крутизна склона и др.)
1.2. Повседневные естественные опасности
*
НГТУ