Место проведения исследования если для работы группе предоставили психрометр и анемометр
Обновлено: 01.05.2024
Цель: анализ свойств воздушной среды как факторов, определяющих физическую работоспособность человека.
Задачи:
- перечислить физические свойства воздуха, важные в практике спорта и физической культуры;
- уточнить их гигиеническое нормирование;
- определить влияние каждого фактора на состояние организма и его физическую работоспособность;
- освоить устройство и принцип работы приборов, определяющих соответствующее свойство воздуха (термометр, психрометр, анемометр и др.);
- освоить методику, определить фактическое состояние параметров воздушной среды на момент исследования;
- сопоставить с нормативами, сделать вывод о воздействии вышеуказанных факторов на состояние человека и его работоспособность;
- сделать рекомендации по коррекции занятий физической культурой и спортом при аналогичных параметрах воздушной среды.
Необходимы: термометры ртутный и спиртовый, термограф, психрометры стационарный и аспирационный, гигрометры, гигрограф, анемометр чашечный и крыльчатый, барометр-анероид, барограф.
Порядок выполнения задания: ознакомиться с теоретическими положениями по теме, получить задание, освоить устройство, принцип работы прибора, методику определения показателя, сделать необходимые измерения и расчеты, сравнить результат с нормативным, сделать вывод.
Теоретическое обоснование темы. Физические свойства воздуха оказывают существенное влияние на температурный гомеостаз организма, его психостатус, на функциональную активность органов и систем и, в конечном итоге, на работоспособность человека.
Температура, влажность и движение воздуха активно воздействуют на тепловой обмен организма, который регулируется ЦНС. Термовзаимодействие организма с внешней средой изменяет тонус сосудов, мышц. Низкие параметры внешнесредовых факторов (при повышенной скорости движения воздуха) стимулируют теплообразование в организме (сократительный и несократительный термогенез), увеличивая энергозатраты на поддержание температуры тела в нормальных пределах. При этом значительно сокращается выделение тепловой энергии путем излучения и конвекции.
При значениях показателей воздушной среды выше рекомендуемых для спортивных занятий при минимальной подвижности воздуха организм стимулирует теплоотдачу, степень которой определяется состоянием воздуха (его влажностью, температурой, скоростью движения). При этом активизируются потоиспарение, конвекция или радиация тепловой энергии из организма.
При длительном воздействии негативных средовых воздействий (холодный сырой воздух, горячий сырой и другие варианты) возможен срыв терморегуляции, развитие патологических состояний, переохлаждение (замерзание), перегревание (тепловой, солнечный удар), требующих оказания неотложной помощи.
Следовательно, при изменении микроклиматических факторов необходимо видоизменять объем и интенсивность мышечных усилий, так как адаптационные возможности организма испытывают определенное напряжение, вплоть до стрессового.
2.1.1. Определение температуры воздуха
Необходимы: термометры, штативы, секундомер.
Для измерения температуры воздуха и ее динамической регистрации используются ртутные и спиртовые термометры, а также термографы. Спиртовые приборы способны измерять температуру воздуха до -130 °С. При этом следует соблюдать следующие правила:
- прибор не держать в руках, фиксировать в специальном штативе, на расстоянии от стены не менее 20 см;
- значение показателя регистрировать через 10 минут;
- не следует размещать приборы вблизи источников тепла (в том числе человека);
- измерения проводятся в горизонтальной и вертикальной плоскотях, при этом допускаются колебания температуры по горизонтали в пределах 2-3 °С, а по вертикали - 2,5 °С на 1 м высоты;
- измерение производится на высоте 0,1; 0,5 и 1,5 м от пола и по диагонали помещения (противоположные углы и середина).
Оценка ведется по разнице показаний.
В Тульском регионе для жилых и учебных помещений оптимальной температурой воздуха следует считать 20-22 °С, для спортивных - 14-20 °С, в зависимости от вида деятельности (табл. 19).
2.1.2. Определение влажности воздуха
2.1.3. Определение скорости и направления движения воздуха
Необходимы: анемометры, секундомер, кататермометр (для закрытых спортсооружений).
Для работоспособности человека определенное значение имеют не только температура, влажность, но и скорость, и направление движения воздуха, которые воздействуют как на температурный баланс организма, так и на его психологическое состояние (сильные по скорости потоки (более 6-7 м/с) раздражают, слабые - успокаивают), на частоту и глубину дыхания, частоту пульса, на скорость передвижения человека.
Установлено, что оптимальными значениями скорости движения воздуха при спортивной деятельности являются 0,3-0,5 м/с в большинстве закрытых спортобъектов (в плавательном бассейне - 0,2 м/с), 1-4 м/с (легкий ветер) - в спортобъектах открытого типа; в раздевалке, душевой - 0,15 м/с; в жилых помещениях - 0,1-0,3 м/с. При скорости движения воздуха более 2 м/с не засчитывается результат при проведении легкоатлетических соревнований, если ветер попутный.
Для определения скорости движения существует специальная аппаратура: анемометры ручные крыльчатые и чашечные (для открытых объектов) и кататермометр (для закрытых).
Направление движения воздушного потока в момент исследования можно определить по флюгеру, по направлению дымовой струи, по движению веток, листьев (табл. 20).
В спортивной гигиене чаще используется понятие "роза ветров", т. е. графическое изображение господствующих ветров в данной местности. Роза ветров помогает правильно ориентировать спортивные объекты по отношению к фабрикам, заводам, крупным автомагистралям для создания экологически чистой воздушной среды в зоне открытого спортсооружения. Спортобъект должен располагаться с наветренной стороны по отношению к промышленным объектам, крупным автомагистралям.
Методика определения скорости движения воздуха. На трех циферблатах анемометра (чашечного или крыльчатого) по показаниям стрелок фиксируют (в протоколе исследования) цифровые значения. Прибор располагают навстречу воздушному потоку. Включают в работу на 1-2 мин (по секундомеру). Выключают прибор, вновь записывают показания трех шкал. Находят разницу между первоначальным и последующим показаниями прибора, которую делят затем на время работы прибора в секундах. Полученное число делений в 1 сек находят на вертикальной оси графика, приданного прибору, соединяют эту точку с диагональю графика, опускают перпендикуляр на ось абсцисс графика и находят искомую скорость движения воздуха.
Затем необходимо сопоставить значение показателя с нормативным, указать влияние фактора на состояние организма в период занятий физической культурой и спортом, сделать рекомендации по корректировке нагрузки для оптимизации работоспособности организма.
2.1.4. Определение атмосферного давления
Необходимы: барометр, калькулятор.
Нормальным считается давление атмосферы, равное 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 0 °С, на уровне моря и широте 45°. При этих условиях на 1 см поверхности Земли атмосфера давит с силой 1033 г. Суточные колебания давления у поверхности Земли составляют 4-5 мм, а годовые - 20-30 мм рт. ст. Эти колебания ощущаются метеочувствительными людьми, что является признаком ослабления защитных сил организма.
Атмосферное давление в 1 миллибар соответствует давлению тела массой в 1 г на поверхность в 1 см: 1 мб = 0,7501 мм рт. ст.
Низкое (пониженное) барометрическое давление воздействует на человека, работающего в условиях среднегорья (более 2000 м над уровнем моря) и, особенно, высокогорья (более 3000 м). В этих условиях снижается парциальное давление кислорода в атмосфере, создаются условия относительной гипоксии, лимитирующие двигательную активность человека. Адаптация организма может продолжаться от 7-10 дней до месяца в зависимости от высоты над уровнем моря и функционального состояния органов и систем человека. В этом периоде физическая работоспособность снижена, что подразумевает сознательное уменьшение объема и интенсивности двигательной нагрузки спортсмена.
При резком подъеме в горы (горнолыжный спорт) у ослабленного человека (перетренированность, после- или предболезненное состояние, нарушение режима и пр.) развивается горная (высотная) болезнь, при которой основным патогенетическим признаком является гипоксия мозга и гипоксия тканей (одышка, изменение АД, ЧСС, слабость вплоть до потери сознания).
Неблагоприятным для человека может быть и резкое повышение атмосферного давления (подводные виды спорта и трудовой деятельности). Известно, что на каждые 10 м погружения давление повышается на 1 атмосферу. При этом за счет значительной разницы между внешним и внутренним (в полостных органах) давлением возможен разрыв органов, крупных сосудов. Это последствия кессонной болезни.
В практике спорта пониженное атмосферное давление используется как фактор стимуляции физической работоспособности в аэробных видах спортивной деятельности.
Методика определения атмосферного давления. Показатель определяется с помощью барометра-анероида, который регистрирует изменения в атмосферном давлении через деформацию стенок металлической анероидной коробки. Значения показателя могут быть выражены в мм рт. ст., атмосферах, паскалях, барах. Для пересчета из одних единиц измерения в другие существуют поправочные коэффициенты:
1 гПа = 1 г/см = 0,75 мм рт. ст.
Полученное значение сопоставляется с нормативным, делается вывод о влиянии показателя на состояние человека и даются рекомендации по корректировке объема и интенсивности мышечной нагрузки.
С помощью барометра можно также определить высоту местности над уровнем моря при подъеме в горы. Для этого фиксируют показания прибора перед подъемом и на необходимой высоте (спортивная или туристическая база). Каждой высоте соответствует определенное атмосферное давление. В среднем на каждые 10,5 м высоты давление уменьшается на 1 мм рт. ст. При отсутствии барометра высоту местности над уровнем моря можно определить с помощью высокочувствительного термометра. Необходимо измерить температуру кипящей воды и по таблице уточнить соответствующую этому значению показатель высоты местности (табл. 21).
2.2. Исследование реакций организма на комплексное воздействие микроклиматических факторов
Цель: определить степень адаптации организма к конкретным условиям микроклимата.
Задачи:
- провести определение параметров микроклимата учебной аудитории (температура, влажность, движение воздуха, барометрическое давление);
- провести оценку микроклимата методом субъективных теплоощущений;
- провести измерение кожной температуры (лоб, спина) с помощью электротермометра в состоянии покоя и после стандартной нагрузки (15-секундный бег на месте в максимальном темпе или 3-минутный (2-минутный - для женщин) бег на месте в темпе 180 шагов в минуту);
- определить характер адаптационных процессов по длительности восстановительного периода и степени изменения кожной температуры;
- сделать заключение об устойчивости организма к воздействию микроклиматических условий в покое и при мышечной деятельности.
Необходимы: протокол исследования, секундомер, электротермометр, барометр, термометр, психрометр, анемометр, калькулятор.
Порядок выполнения задания: получить задание от преподавателя, провести необходимые измерения, результаты сопоставить с нормативными, сделать вывод о характере адаптационных изменений организма, дать рекомендации испытуемому по оптимизации адаптационных возможностей.
Человеческий организм - высокоорганизованная саморегулирующаяся система, способная адаптироваться к постоянно меняющимся погодным и экологическим условиям. Вместе с тем ослабленные люди, страдающие хроническими заболеваниями, в 30-70 % случаев чувствительны к резким изменениям метеоусловий. У них могут появляться симптомы легкого недомогания, в редких случаях - нарушение сердечной и мозговой деятельности.
При гигиенической оценке внешней среды необходимо учитывать характер физиологических реакций, которые происходят в организме под влиянием комплекса микроклиматических и метеорологических факторов. Подобные реакции можно изучить с помощью различных методов (определение температуры тела, изменение ЧСС, АД, данных газообмена и других). В гигиенической спортивной практике для изучения влияния условий микроклимата на состояние организма применяются следующие методы: оценка теплового ощущения (субъективный метод), определение температуры кожи, холодовая проба (объективные методы).
2.2.1. Определение скорости и направления движения воздуха
Метод оценки тепловых ощущений заключается в опросе испытуемого в соответствии со шкалой субъективных ощущений: холодно (1 балл), прохладно (2 балла), комфортно (3 балла), тепло (4 балла), жарко (5 баллов). Важно определить динамику этих ощущений в конкретных условиях среды до занятия, в середине и в конце. Наиболее оптимальны для человека ощущения теплового комфорта. Здоровый закаленный человек относительно легко адаптируется к небольшим изменениям микроклимата. Вместе с тем, значительная субъективность этого метода требует подкрепления данными объективных методов оценки.
2.2.2. Метод определения кожной температуры
Колебания микроклиматических факторов влияют на тонус и просвет кровеносных сосудов, изменяя тем самым температуру кожи. Наиболее высокая и относительно постоянная температура кожи лба и груди (примерно 31-34 °С). Конечности - основные теплообменники организма, их температура колеблется в пределах 27-30 °С.
Для определения температуры кожи применяется электротермометр, датчиком которого производятся измерения в симметричных точках:
- на лбу (на 3-4 см от средней линии);
- на груди (на уровне 4-го межреберья);
- на плече (середина наружной поверхности);
- на кисти (на тыле в средине между большим и указательным пальцами).
Затем испытуемому дается стандартная нагрузка (3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 мин) и вновь измеряется температура кожи в тех же точках. Динамика температуры свидетельствует о степени адаптации к нагрузке. При неадекватной адаптации к нагрузке, температура кожи может снизиться значительно (на 2,5-3 °С).
2.2.3. Исследование потоотделения
В жарком микроклимате и при физической работе напряженность терморегуляции можно определить по интенсивности потоотделения. Испарение 1 мл пота соответствует потере организмом 560 кал тепла. При этом, чем выше температура среды, тем интенсивнее потоотделение. С целью оценки напряженности терморегуляционных процессов применяется йодкрахмальный метод Минора для определения интенсивности потоотделения.
Участок кожи (лоб, спина) припудривается крахмалом. Испытуемый выполняет двигательную нагрузку: 15-секундный бег на месте в максимальном темпе или 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту (для женщин - 2-минутный). Затем к этим участкам прикладывается фильтровальная бумага, обработанная смесью касторового масла, 10 %-ной йодной настойки и этилового спирта. При увлажнении бумага окрашивается в темно-синий цвет из-за реакции йода с крахмалом.
В комфортном микроклимате образуются равномерные маленькие окрашенные точки, при сильном потоотделении - крупные пятна, что говорит о напряженности терморегуляции.
Комплексное изучение условий микроклимата в спортзале. Показатели микроклимата фиксируются до и после тренировочного занятия. Это позволяет выявить изменение данных показателей в динамике занятия и на этом основании разработать рекомендации по оптимизации санитарно-гигиенических условий в конкретном зале.
2.3. Контрольные вопросы по разделу
Цель: контроль знаний в рамках указанной темы, в том числе - выполненной при самостоятельном изучении.
Перечень контрольных вопросов:
- значение воздушной среды в жизнедеятельности человека;
- гигиеническая оценка температуры воздуха в спортивной практике, нормирование;
- гигиеническая оценка влажности воздуха в практике физвоспитания, нормирование;
- гигиеническая оценка скорости и направления движения воздуха, нормирование;
- гигиеническая роль атмосферного давления в практике физвоспитания и спорта;
- гигиеническая оценка солнечной радиации, радиоактивности воздушной среды;
- химический состав воздуха, гигиеническая оценка в практике физвоспитания, нормирование;
- загрязнения воздушной среды (механические, микробные), их предупреждение в закрытых спортобъектах, связь с заболеваемостью занимающихся;
- понятие о погоде, климате, акклиматизации;
- исследование реакций организма на комплексное воздействие микроклиматических факторов.
2.4. Литература по разделу
Читайте также: