Ventilator v vročini – le mešanje vročega zraka?

Vročinski val leta 2003 je v Evropi po nekaterih ocenah povzročil 70 tisoč smrti, večinoma med starejšimi in revnejšimi. Takrat uporaba klimatskih naprav še ni bila tako razširjena kot danes, a dejstvo je, da si mnogi klimatske naprave še danes ne morejo privoščiti. Mnogi v poletni vročini uporabljajo ventilatorje in četudi se zdi, da so ventilatorji le neučinkoviti »mešalci« toplega zraka, znanost pravi drugače.

Poskusimo torej odgovoriti na vprašanje, če relativno poceni električni ventilator, ki ga dobimo v vsaki trgovini s tehničnimi izdelki, lahko omili posledice vročine.

Temperatura telesa je, to dobro veste, okoli 37ºC. Telo v mirovanju ves čas oddaja toploto, ki jo proizvaja ob mišičnem delu, prebavi hrane in drugih procesih v telesu. Vsako sekundo v okolico oddamo 100J energije, oziroma delujemo kot 100W žarnica. Telo oddaja toploto na 3 načine: s segrevanjem okolice, vlaženjem zraka ob telesu (znojenjem) in dihanjem (segrevanjem in vlaženjem zraka v plučih).

V mirovanju nam je najprijetneje, ko je temperatura okolja okoli 22ºC (odvisno od posameznika in oblačil), saj se takrat vsa odvečna toplota »lepo« prenese v okolje. Če je ozračje bolj toplo, zaradi manjše temperaturne razlike med telesom in okoljem ne izgubljamo toplote (energije) dovolj hitro in postaja nam vse bolj vroče. Nasprotno se zgodi, ko temperatura pade pod 22ºC.

Ker je tokrat govora o vročini, nas zanima predvsem, kako se telo ohlaja ob relativno visokih temperaturah.

Višja kot je zunanja temperatura, slabše je hlajenje krvi v podkožju in to bi, če se ne bi vključili drugi regulatorni mehanizmi, pomenilo povečanje temperature jedra in moteno delovanje organizma. Dobili bi vročino. A to se ne zgodi, saj telo takoj odreagira in poveča pretok krvi v koži. Kri v koži se ohladi in prenese v jedro telesa ter ga “ohlaja”.  Ko tudi to ni zadosti, se poveča izločanje vode – na površini kože se začnejo pojavljati kapljice znoja. Te kapljice hitro izhlapijo in v suhem vremenu teh največkrat sploh ne občutimo, saj takoj izhlapijo. Da izhlapijo, je potrebna energija (spomnite se osnovnošolske fizike, kjer ste spoznali, da ima lahko voda 100ºC in ne bo hlapela, v kolikor nima dodatne energije, ki je potrebna za pretvorbo v plinsko stanje).

Torej – odvečna energije iz telesa (toplota) se porabi za spremembo agregatnega stanja vode, s čimer se kapljice potu spremenijo v paro, telo pa ohlaja. Bolj kot se znojimo, več energije lahko sprostimo v okolje. Voda mora torej nujno izhlapeti – če jo obrišemo s površine kože, je šel »znoj v nič«. Če pa ga razmažemo po večji površini kože, kar je praktično predvsem za starejše, pa lahko “ohlajanje” celo pospešimo.

Pri tem igra pomembno vlogo tudi vlažnost zraka. Bolj vlažen kot je zrak, več »vode« je v zraku in počasneje bo voda hlapela iz površine kože. To pomeni, da v soparnem vremenu navadno ni problem visoka temperatura, temveč visoka vlažnost zraka. Stvari so lahko zapletene …

Kam v enačbo stopi ventilator?

Zrak je sorazmerno dober izolator – kar v mirovanju pomeni, da je zrak ob telesu toplejši in bolj vlažen, kot je v prostoru. Dejansko ta plast deluje kot “zračna obleka”, ki zmanjšuje pretok toplote in vlage. Te “obleke” se znebimo, če se hitro premaknemo (lahko preverite, če nekajkrat zamahnete z roko) ali, kar zahteva manj napora in je za premagovanje vročine bolj primerno, jo odpihnemo z ventilatorjem.

Obstajata dva glavna mehanizma, kako lahko uporaba ventilatorja pomaga pri ohlajanju telesa. Prvi je mogoč le v primeru, ko je temperatura zraka nižja od 35ºC. Ventilator ves čas pošilja svež zrak s temperaturo okolice, torej »hladen« zrak in večja kot je temperaturna razlika med kožo in zrakom v okolici, večja je izguba toplote in boljše hlajenje.

Najpomembnejši mehanizem pa je, da, predvsem suh zrak, pomaga pri izhlapevanju vlage s površine kože, saj, podobno kakor v zgornjem primeru, okoli telesa ne zastaja že navlažen zrak, temveč je okoli telesa »ves čas« suh in z vodo nenasičen zrak. Telo se tako lažje ohlaja. Ta mehanizem deluje tudi v primeru, ko je temperatura zraka višja od 35ºC. Na nekaterih področjih Zemlje se temperature preko dneva dvignejo tudi preko 40ºC, torej višje od temperature telesnega jedra, a je vlaga navadno zelo nizka (tudi le 10%), kar omogoča skorajda normalno hlajenje telesa. No, gotovo ste tudi opazili, da se perilo posuši hitreje, če piha burja, kakor če je brezvetrje. No, o tem govorimo …

Nedavna raziskava je tako ugotovila, da je bila uporaba ventilatorja učinkovita vse, dokler se dokler ni relativna vlažnost zraka presegla 80% in temperatura 36ºC oziroma relativna vlažnost ni presegla 50% in 42ºC. Uporaba ventilatorja je torej v večini primerov učinkovita!

A da je ventilator učinkovit v največji vročini, se mora telo znojiti. Stopnja znojenja se starostjo zmanjšuje, zato se tudi učinkovitost uporabe ventilatorja s starostjo zmanjšuje. Starejšim tako priporočamo vlaženje kože z vlažno krpo, s čimer »umetno« ustvarjamo znoj na površini kože in ustvarjamo primerno okolje za izgubo odvečne toplote. Za vse (starejše in mlade) pa je ključno, da je oseba dovolj hidrirana, saj se znojenje zmanjša v pimerih, ko smo močno dehidrirani. Pitje večjih količin vode je v vročini ključno.

Tim Podlogar
Kineziolog

Avtor se zahvaljuje dr. Janji Majhenc iz Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani za strokovno pomoč pri pisanju tega članka.