Здоровье и работоспособность человека во многом зависит от условий микроклимата внутренних помещений от условий микроклимата внутренних помещений.
Под микроклиматом помещений понимается физическое состояние воздуха, являющееся совокупностью четырех элементов - температуры, влажности, скорости движения воздуха, лучистого тепла, определяющих теплоощущения человека.
Элементы микроклимата могут находиться между собой в разнообразных сочетаниях и принципиально определяют три вида состояния человека в виде перегревания, теплового комфорта и охлаждения.
Гигиеническая оценка микроклимата по отдельным метеорологическим показателям (t, влажность, подвижность воздуха и лучистое тепло) не всегда дает полное представление о возможном тепловом воздействии окружающей среды на организм человека, так как они, как правило, оказывают влияние не раздельно, а совместно. Известно также, что одинаковое субъективное восприятие окружающей среды может наблюдаться при различных значениях и сочетаниях параметров отдельных метеорологических показателей. Поэтому для гигиенической оценки микроклимата, оценки физических условий теплообмена и тепловой нагрузки на человека были предложены комплексные показатели. Теоретическое обоснование их заключается в разной степени уточнениях основного уравнения теплового баланса. В основном уравнении теплового баланса учтены главные факторы, оказывающие влияние на изменение содержания тепла в организме человека:
Q = M C R E
где Q - тепловая нагрузка на организм; М - метаболическое тепло, составляющее 67-75% от уровня энергозатарат, С - конвекционный теплообмен организма с окружающей средой, Е - отдача тепла организма с испаряемым потом.
Следовательно, тепловая нагрузка определяется уровнем метаболизма, интенсивностью пототделения и метеорологическими условиями, от которых, в свою очередь, зависят характер и степень функциональных сдвигов, предпатологических и патологических изменений в организме. Тепловой комфорт организма в обычных условиях соответствует нулевому значению Q. Положительная тепловая нагрузка (+Q) ведет к развитию теплового напряжения, физиологическим пределом накопления тепла в организме является 600 кДж; отрицательная - (-Q) к переохлаждению организма - теплоотдача свыше 5000 кДж приводит к замерзанию организма.
В комплексе показателей оценки микроклимата учтены в той или иной мере коэффициенты основного уравнения теплового баланса (М, С, R, Е), а так же факторы, прямо или косвенно их отражающие (температура воздуха, температура влажного термометра, средняя радиационная температура, характер одежды и работы, температура кожи и др.).
В настоящее время известно более 50 показателей суммарной оценки тепловой нагрузки на организм человека. Это свидетельствует о продолжающихся поисках универсального критерия.
Комплексные показатели оценки микроклимата основаны на разработке различных номограмм, таблиц и формул, отражающих связь между комплексом метеорологических факторов (иногда с учетом степени адаптации, одежды, тяжести работы) и физиологическими реакциями организма. Так возникли методы эффективных и результирующих температур, индексов предвидимой 4-часовой интенсивности потоотделения (ПЧП), влажной шаровой температуры (ВШТ) - WBGT индекса и т.д.
Эффективная температура (ЭТ) учитывает температуру и влажность воздуха. В дальнейшем в этот показатель была включена скорость воздуха. Эффективная температура - это условный показатель, основанный на сравнении теплоощущения обнаженных до пояса людей или обычно одетых людей, выполняющих работу определенной степени тяжести при определенном микроклимате с их теплоощущениями в условиях неподвижного полностью насыщенного водяными парами воздуха при заданной температуре. Для условий покоя или легкой физической работы установлены линия комфорта (18,1 - 18,9 50 0ЭТ) и зона комфорта (17,2 - 21,7 50 0ЭТ), при средней и тяжелой работе зона комфорта снижается соответственно на 1 и 2,5 50 0ЭТ. Метод ЭТ больше всего подходит для оценки таких метеорологических условий, когда радиационное тепло не играет роли, например, в помещениях с повышенной влажностью воздуха. Основные недостатки шкалы ЭТ состоят в том, что она не учитывает радиационного тепла и физиологических реакций. Кроме того, ее использование в условиях очень высоких температур и относительной влажности может привести к неправильным результатам.
Для учета радиационного компонента микроклимата было предложено заменить в шкале ЭТ температуру по сухому термометру на температуру по черному шаровому термометру. Этот показатель получил название коррегированной эффективной температуры (КЭТ).