Здавалка
Главная | Обратная связь

Количественные показатели, характеризующие процесс дыхания.



 

Процесс дыхания характеризуется большим количеством разнообразных показателей, наиболее важными из которых является частота дыхания, жизненная ёмкость легких, легочная вентиляция, мертвый простор, газообмен легких человека, доза потребления кислорода.

Частота дыхания (f) человека определяется человеком полных дыхательных движений (вдохов, выдохов), сделанным за единицу времени. Частота дыхания не является постоянной величиной и зависит от нескольких факторов. Она увеличивается с повышением нагрузки на человека и зависит от степени ее тренированности. При этом частота дыхания у нетренированного человека, в зависимости от физической нагрузки увеличивается в большей мере чем у тренированной. Кроме того, частота дыхания зависит от возраста и пола человека.

В зависимости от степени тяжести работ, которые выполняются в противогазах, все виды работ делятся на 4 группы: легкая, средняя, тяжелая, очень тяжелая. При конструировании и испытаниях изолирующих аппаратов исходят из таких показателей частоты дыхания:

- полный отдых – 15 дыхательных циклов в минуту;

- работа средней тяжести – 20 дыхательных циклов в минуту;

- тяжелая работа – 25 дыхательных циклов в минуту;

- очень тяжелая работа – 30 дыхательных циклов в минуту.

Одним из основных параметров, характеризующих вентиляционную функцию легких, является объём одного вдоха (выдоха) или дыхательный объем Vд. В спокойном состоянии человек вдыхает и выдыхает около 0,5 литра воздуха. С увеличением нагрузки дыхательный объем воздуха возрастает.

Человек в состоянии некоторое время изменять обычную частоту и глубину дыхания, останавливать дыхание и делать другие максимально возможные вдохи и выдохи. Максимальное количество воздуха, которое может поступить в легкие после обычного вдоха, называется дополнительным объёмом вдоха Vдоп. Для взрослого человека он составляет в среднем 1,5 литра. Максимальное количество воздуха после обычного выдоха называется резервным объёмом выдоха Vрез.. кроме этого, после максимального выдоха в легких человека остается еще 1-1,5 литра воздуха (так называемый остаточный воздух Vост.).

Сумма объёмов дыхательного дополнительного и резервного воздуха называется жизненной ёмкостью легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ показывает объём воздуха, который человек способен выдохнуть из легких после глубокого вдоха, и характеризует ее физическое развитие. При большем значении ЖЕЛ органы дыхания могут обеспечить выполнение более интенсивной и продолжительной физической работы. У нетренерованого взрослого человека ЖЕЛ (его вычисляют с помощью спирометра), в среднем составляет 3.5 л., у тренерованого - около 5(то есть дыхательный мешок регенеративного дыхательного аппарата не должен иметь вместимость менее 5 л.), но может быть и больше. Таким образом, изолирующий аппарат должен обеспечить вдох, который составляет ЖЕЛ. Это происходит за счёт запаса газовоздушной смеси и подачи дополнительного количества воздуха лёгочным автоматом.

Превышение ЖЕЛ (6 л. и более) нежелательно для работы людей в регенеративных дыхательных аппаратах., потому что при этом противогаз должен иметь увеличенную полезную ёмкость дыхательного мешка, а также, соответственно, габариты и массу.

Наиболее важной характеристикой вентиляционной функции лёгких, которую используют в большинстве расчетов, связанных с эксплуатацией средств индивидуальной защиты органов дыхания, является лёгочная вентиляция л. Она определяется количеством воздуха, циркулирующим в лёгких за единицу времени. Поскольку это объёмное количество воздуха, которое на протяжении 1 минуты вдыхает человек, то лёгочная вентиляция будет равна результату умножения частоты дыхания f на дыхательный объём воздуха Vд.

 

f * Vд. (1.4)

В состоянии покоя взрослый человек делает 15-18 дыхательных движений (циклов) в минуту, дыхательный объём (или глубина дыхания) в этом случае составляет около 0.5 л., а лёгочная вентиляция, соответственно, 7-9 л/мин. При физической нагрузке, которая сопровождается ускорением окислительных процессов в тканях и повышением и их нужде в кислороде, показатели всех трёх параметров увеличиваются. Очень тяжелая физическая нагрузка характеризуется частотой дыхания до 40-45 мин-1,глубиной 3,5-4 л. и легочной вентиляцией до 150 л/мин (последний показатель, кстати, обуславливает тактико-технические требования к легочным автоматам резервуарный и регенеративных аппаратов).

В это же время, по нормам Системы стандартов безопасности труда (ССБТ) легочная вентиляция во время работы в СИЗОД принимается:

- полное спокойствие – 12,0 л/мин;

- работа средней тяжести – 30,0 л/мин;

- тяжелая работа – 60,0 л/мин;

- очень тяжелая работа – 84,0 л/мин.

Некоторое расхождение с приведенным ранее объясняется особенностями дыхания и работы в аппаратах. Так, даже при пребывании в аппарате в состоянии полного покоя увеличивается частота дыхания, а очень большая физическая нагрузка не может осуществляться на протяжении времени, которое превышает несколько минут. То есть очень тяжелая работа представляет собой чередование очень большой физической нагрузки и нагрузки среднего уровня.

Увеличение вентиляции легких осуществляется как за счет увеличения частоты дыхания, так и за счет увеличения глубины дыхания. При этом, необходимо учитывать, что при не значительном увеличении числа вдохов можно целиком использовать ЖЕЛ. При большем увеличении частоты дыхания возможность использования ЖЕЛ уменьшается. Отсюда исходят две важные особенности, которые необходимо учитывать при работе в изолирующих аппаратов.

Во-первых, для этой работы необходимо выбирать особ, которые хорошо подготовлены в физическом плане и имеют маленькую частоту дыхания. Чрезмерное увеличение вентиляции легких во время работы в аппаратах не желательно. По этому во время работы СИЗОД необходимо следить за частотой дыхания и при значительном её увеличении делать паузы в работе для того, чтобы снизить размеры легочной вентиляции.

Во-вторых, в основу при обозначении времени работы в СИЗОД принимается показатель легочной вентиляции . В расчетах времени работы газодымозащитников в РДА принимается, что они выполняют работу средней тяжести, чередуя тяжелую или очень тяжелую работу, если такая имеет место, с отдыхом. То есть = 30 л/мин. Работа в АСВ, которые имеют большой вес и меньшее время защитного действия, чем регенеративные, представляет собой чередование тяжелой работы с работой средней тяжести. При этом значении легочной вентиляции принимается = 40 л/мин.

Мертвая зона определяется объёмом воздуха, который не принимает участие в процессе газообмена. Мертвая зона состоит из мертвых зон человека и непосредственно аппарата. Мертвая зона человека равна сумме объёма воздуха, которая остается в носоглотке, гортани, трахеи, бронхах и бронхиолах при вдохе. Объём мертвой зоны у взрослого человека довольно большой и составляет в среднем 140 мл. каждый аппарат имеет свою мертвую зону. По требованиям ССБТ объем мертвой зоны противогаза не должен превышать во время использования дыхательной маски 200 мл.

Поскольку воздух, не принимающий участие в процессе газообмена, содержит мало кислорода и в значительной мере испорчен углекислым газом, он опасно отражается на процессе дыхания. По этому мертвую зону иногда называют опасной зоной.

Процесс газообмена легких человека который обозначается составом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, было рассмотрено в разделе 1.1.

Важной характеристикой, особенно во время рассмотрения РДА, является доза q поглощения кислорода, которая обозначается поглощением кислорода , который поглощает человек из воздуха. Количество обозначается как результат умножения легочной вентиляции на долю забора кислорода S0 человеком в процессе дыхания (S0 еще называют коэффициентом забора кислорода из дыхательной смеси):

g = (1.5)

Поглощение кислорода является производной от частоты сердечных сокращений у особ, которая выполняет работу, и характеризуется данными, приведенными в табл. 1.8. Для газодымозащитников которые работают в регенеративных дыхательных аппаратах, дозы поглощения воздуха оценивается в среднем, как при выполнении работы средней тяжести. По этому для таких аппаратов защиты постоянная подача, которая равна дозе поглощения кислорода

, (1.6)

где, ≈ 0,2095 – доля кислорода во вдыхаемом воздухе;

≈ 0,164 – доля кислорода в выдыхаемом воздухе;

принимается в пределах 1,4 ± 0,2 л/ мин.

 

Табл. 1.8.- Доза потребления кислорода человеком

Степень тяжести работы Потребление О2, л/мин. Частота сердечных колебаний Дыхательный коэффициент, Кд Энергозатраты, Вт
Лёгкая(2режим) До 1.0 (0,47) 85-100 0,85
Средняя (5 режим) 1,0-1,5(1,14) 100-125 0,88
Тяжелая(10 режим) 1,5-2,0(2,22) 125-150 0,9 775,6
Очень тяжелая (15 режим) Более 2,0(3,16) 150-170 0,95

Примечание: значения, приведённые в скобках, указаны по требованиям системы стандартов безопасности труда(ССБТ) при соответствующем режиме.

Оценки некоторых видов работ, связанных с перемещением газодымозащитников и разными степенями тяжести приведено в таблице 1.9.

 

Таблица 1.9- Оценка по степени тяжести некоторых видов работ и занятий.

Вид работ и занятий Скорость передвижения, м/ мин. Потребление кислорода, л/мин. Частота сердечных сокращений, удар/мин. Степень тяжести
Свободная ходьба 50 - 60 1,1 ± 0,04 102 ± 5,5 Средняя
Свободный бег 110 -120 1,74 ± 0,06 125 ± 3,1 Тяжелая
Спуск по лестничной клетке 9 -11 1,53 ± 0,11 127 ± 3,8 Тяжелая
Спуск по лестничной клетке 10 - 12 0,9 ± 0,03 90 ± 3,8 Лёгкая
Спуск по вертикальной лестнице 2,35 ± 0,1 152 ± 8,4 Очень тяжелый
Спуск по вертикальной лестнице 1,26 ± 0,07 118 ± 9,3 Средняя
Ползки на четвеньках   18 - 20 1,32 ± 0,07 103 ± 5,8 Средняя
Передвижение по узкому лазу 6 - 8 1,65 ± 0,06 129 ± 1,4 Тяжёлая  
Переноска пострадавшего двумя пожарными 30 - 40 1,54 ± 0,09 125 ± 5,2 Средняя
Спуск по лестничной клетке с потерпевшим 6 - 7 1,67 ± 0,14 131 ± 5,1 Тяжелая
Спуск по лестничной клетке с грузом 30 кг 6 - 7 1,16 ± 0,09 107 ± 8,7 Средняя
Передвижение со стволом под давлением воды 4,5 - 5,0 1,87 ± 0,11 135 ± 0,7 Тяжелая
Проведение разведки   1,25 ± 0,05 120 ± 3,4 средняя

 

2. общие сведения о средствах защиты органов дыхания.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.