Termický komplex Mgr. Aleš Peřina, Ph. D. Ústav ochrany a podpory zdraví LF MU Fyziologické poznámky • Homoiotermie (=teplokrevnost): schopnost zajištění tepelné rovnováhy (člověk: 36-37 oC) • Mechanismy – Endogenní produkce tepla (metabolické teplo) • Buněčné mitochondrie • Játra, svalová práce – Změna perfuze tkání a orgánů • Mechanismy výměny tepla mezi organismem a prostředím – Odpařování (evaporace) • Perspiratio insensibilis • Perspiratio sensibilis – Proudění (ventilace) – Vedení a vyzařování tepla (kondukce a radiace v IR spektru) • Tepelná bilance organismu – Poměr přijatého a vydaného tepla – Vyrovnaná, negativní, pozitivní Komplex mikroklimatických podmínek • Teplota – Charakteristika tepelného stavu hmoty (K, oC) • Relativní vlhkost vzduchu – Poměr okamžitého množství vodních par a množství vodních par ve stavu úplného nasycení při stejné teplotě a tlaku vzduchu (%) • Rychlost proudění vzduchu – Pohyb vzduchových mas (m.s-1) Symptomy nepříznivého působení komplexu mikroklimatických podmínek • Teplota – Celkově působící: • Přehřátí: nesoustředěnost, změny chování, riziko úrazů, nevolnost, zvracení, průjem, krvácení z nosu a úst, hyperventilace, ztráta pocení, selhání krevního oběhu • Prochladnutí: oslabené dýchání, pokles teploty tělesného jádra, únava, selhání krevního oběhu – Lokálně působící teplo: popáleniny, omrzliny • Relativní vlhkost – Nízká: vysoušení sliznic s omezením obranných funkcí – Vysoká: nevolnost, dýchací potíže, růst plísní; v indikovaných případech využití ve speleoterapii • Proudění vzduchu – Diskomfort – Nadměrné ochlazování těla nebo jeho částí Urban Heat Island (UHI) • Emise infračerveného záření z budov a stavebních materiálů • Přírůstek „antropogenního“ tepla – Nárůst spotřeby energie (klimatizace, chlazení) • Snížený potenciál evaporace a kondukce – V závislosti na hustotě zástavby a green fields • Riziko snížené kvality vody – Množení mezofilních bakterií • Diskomfort, respirační obtíže, hypertermie Procento populace v riziku UHI Moonen et al., 2012 Hodnocení komplexu mikroklimatických podmínek • Objektivizace měřením – Teplota • Vernon-Joklův kulový teploměr (globeoteplota tg) – Vlhkost • Vlasový vlhkoměr • Psychrometr: poměr suché a vlhké teploty je přímo úměrný vlhkosti vzduchu • Elektrolytický vlhkoměr: vzdušná vlhkost po reakci s elektrolytem mění velikost elektrického náboje – Rychlost proudění vzduchu • Anemometr mechanický (vzduchová masa rozpohybuje mechanické lopatky anemometru) • Anemometr aerodynamický (tlakové změny vzduchové masy vyvolané rychlostí proudění vzduchu zaznemenává tlakové čidlo anemometru) • Anemometr zchlazovací (pohyb vzduchu ochlazující účinek na žhavené čidlo anemometru) • Subjektivní (statistické vyhodnocení souboru respondentů) – Pohoda (0), mírná nepohoda (1), nepohoda (2), značná nepohoda (3) – >20 % nespokojených osob v lehkém oděvu nebo >10 % v těžkém oděvu je důvodem pro nápravná opatření Požadavky na mikroklima = požadavky na vyrovnanou energetickou bilanci (ukázka legislativních požadavků) Třída práce Energetická náročnost [W.m-2] Charakteristika Teplota tg [OC] Relativní vlhkost [%] Rychlost proudění vzduchu [m.s- 2] I ≤ 80 Kancelářská práce 20 -27 opt.22 až 24 30 - 70 až 0,2 II a-b 81 - (105) - 130 Lehká manuální práce vsedě 14 - 26 30 - 70 až 0,3 III a-b 131 – (160) - 200 Manuální práce ve stoje 10 - 26 30 - 70 až 0,3 IV a-b 201 – (250) - 300 Rozsáhlá svalová činnost 10 - 24 30 - 70 až 0,5 V > 301 Rozsáhlá a intenzivní svalová činnost 10 - 20 30 - 70 až 0,5 Tepelný odpor oděvu: svlečený člověk clo = 0 (ukázka legislativních požadavků) Vyoralová, TZB-info, on-line Vymezení (ne)přijatelné zátěže teplem • Dlouhodobě únosná zátěž teplem je vymezena množství ztracené vody potem a dýcháním – 3,9 litru při povrchu těla 1,8 m2 – Úhrada možná ochrannými nápoji: slabě až středně mineralizovaný s obsahem cukru do 6,5 obj. %, nejvýše 1 obj. % alkoholu s přípustným obsahem látek zvyšujících obranyschopnost organismu • Krátkodobě únosná zátěž teplem je vymezena množstvím akumulovaného tepla – Vzestup srdeční frekvence nejvýše na 150 tepů.min-1 – Vzestup vnitřní teploty o 0,8 OC – Vzestup teploty kůže o 3,5 OC • Zátěž chladem je vždy jen krátkodobá – Teplota na pracovišti nižší, než 10 OC Do sauny? Ano či ne Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví: Provozovatel sauny je povinen: a) při výběru zdroje vody posoudit jeho vydatnost, jakost, možnost jeho úpravy a provést laboratorní rozbory vody ve zdroji, b) vodu ke koupání, sprchování nebo ochlazování dezinfikovat, upravovat, obměňovat a dodržovat hygienické požadavky na recirkulační systém, jeho vybavení a intenzitu recirkulace, c) kontrolovat chod úpravny vody včetně dezinfekčního zařízení a provádět orientační kontrolu jakosti vody ke koupání, d) dodržovat hygienické požadavky na vlastnosti materiálů vybavení umělého koupaliště nebo sauny, vlastnosti pomůcek, které přicházejí do styku s vodou ke koupání, jejich údržbu a ukládání, a jde-li o provoz bazénu pro kojence a batolata, i hygienické požadavky na oblečení kojenců a batolat při koupání, e) monitorovat jakost vody ke koupání v ukazatelích stanovovaných na místě a charakterizujících provozní zatížení bazénu a účinnost dezinfekce, a dále provádět kontrolu teploty vody v bazénu a na jejím základě dodržovat požadavky, které s teplotou vody souvisejí, f) vyznačit údaje o naměřené teplotě vody ke koupání a teplotě vzduchu umělého koupaliště a zveřejnit je na viditelném místě v prostoru ke koupání g) dodržovat hygienické požadavky na mikroklimatické podmínky umělého koupaliště nebo sauny a způsob jejich měření, h) vést provozní deník a evidenci o výsledcích kontrol a měření provedených podle písmen c), e) a g) a uchovávat je po dobu 1 roku. Kdo poskytne odborné poradenství? Větrání • Cíle: – zajištění optimálních mikroklimatických podmínek – odstranění znečišťujících látek – epidemiologické hledisko – estetické hledisko – vyjma havarijních situací není cílem obnovení obsahu kyslíku • Technická řešení – Přirozené • (krátkodobé) provětrání, aerace, šachtové větrání – Nucené • rovnotlaké, přetlakové, podtlakové – Kombinované – Klimatizace (není lokální cooler ani pračka vzduchu!) – Místní nebo celkové provedení Vytápění • Podle druhu paliva – Tuhá, kapalná, plynná, alternativní zdroje • Podle způsobu – Lokální nebo ústřední – Teplovodní – Parní a horkovodní – Teplovzdušné – Sálavé vytápění – Tepelná čerpadla Závěr • Termický komplex je součástí vztahů člověk a prostředí. • Příznivé parametry termického komplexu přispívají v vyrovnané tepelné bilanci organismu. V prostředí lze přispět zajištěním vytápění a větrání místností. • K eliminaci nepříznivého působení term. komplexu má organismus k dispozici určité kompenzační mechanismy, jejichž kapacita je limitována.