Гигиена одежды

Лекция 1 Развитие учения о гигиене одежды Изготовление высококачественной одежды невозможно без учета гигиенических требований к ней. Эти требования определяют степень соответствия одежды условиям жизнедеятельности человека и, как следствие, его самочувствие и сохранение высокой работоспособности. В процессе производственной деятельности человека назначение одежды состоит в том, чтобы предупредить неблагоприятное воздействие на человека помимо метеорологических и других факторов среды (химического, биологического, пылевого и т.д.). Создание одежды, удовлетворяющей гигиеническим требованиям, обеспечивающим тепловой баланс человека и защиту его от вредных производственных факторов, возможно лишь в результате использования достижений в различных областях науки и производства (медицине, химии, теплофизике, математическом моделировании, материаловедении, конструировании и технологии швейных предприятий и др.). Одно из направлений исследований одежды на современном этапе – разработка и обоснование физиолого-гигиенических требований к специальной одежде, защищающей человека от неблагоприятных факторов внешней среды, создание математических моделей проектирования рациональной одежды и прогнозирования теплового состояния человека. Современный уровень развития техники и технологии производства швейных изделий позволяет создавать одежду, регулирующую теплообмен между человеком и окружающей средой путем подвода или отвода тепла благодаря применению в ней специальных охлаждающих или нагревающих устройств. Главной целью дисциплины является изучение гигиенических требований к одежде различного назначения на основе знаний о физиологии теплообмена между человеком и внешней средой, исследования физиологических показателей, определяющих соответствие одежды гигиеническим требованиям, и основных гигиенических принципов проектирования одежды различного назначения, а также современных методов физиолого-гигиенической оценки одежды. Лекция 2. Теплообмен человека с окружающей средой Организм человека — это саморегулирующая система, физиологический механизм которой с целью поддержания постоянной температуры тела направлен на обеспечение соответствия ко­личества образованного тепла (теплопродукции) количеству тепла, отданного во внешнюю среду (теплоотдаче). Если в ка­кой-либо период эта система разбалансирована, в организме происходит накопление или убыль тепла. Совокупность физиоло­гических процессов, обусловленных деятельностью центральной нервной системы и направленных на поддержание температуры мозга и внутренних органов в узких определенных границах, несмотря на значительные колебания температуры среды и соб­ственной теплопродукции, называется терморегуляцией. При перегревании организма, т.е. когда приход энергии су­щественно превышает ее расход, механизмы терморегуляции способствуют увеличению теплоотдачи. Она осуществляется че­рез систему кровообращения путем потоотделения. Роль систе­мы кровообращения состоит в усилении тока крови через кожу, что становится возможным вследствие расширения кожных сосудов, а также увеличения частоты сердечных сокращений и ми­нутного объема крови. В результате этого увеличиваются тепло­проводность тканей и поступление тепла к поверхности кожи. Увеличение ее температуры способствует большему рассеива­нию тепла в окружающую среду. Реакции организма при охлаждении направлены на умень­шение теплоотдачи и увеличение количества тепла, вырабатыва­емого организмом. Уменьшение теплоотдачи происхо­дит в результате спазмирования кровеносных сосудов, которое приводит к увеличению теплоизоляции поверхностных тканей и снижению их температуры (уменьшению температурного гра­диента). Увеличение теплообразования осуществляется преиму­щественно за счет повышения мышечного тонуса и дрожи. Терморегуляцию, обеспечивающую увеличение теплообразования в орга­низме в ответ на его охлаждение, при­нято называть химической, а терморе­гуляцию, направленную на уменьше­ние или увеличение теплоотдачи в ок­ружающую среду – физической. В наибольшей степени физи­ческая терморегуляция проявляется в области кистей и стоп (теплоотдача может снизиться на 40 %), в наимень­шей – в области головы, что необходимо учитывать при создании и оценке средств защиты (одеж­ды, обуви, рукавиц, головных уборов) от охлаждения. С целью сохранения температурного гомеостаза (постоянной температуры тела) организм человека должен находиться в термостабильном состоянии. Для характеристики этого состояния, при котором отмечается равенство между теплообразованием и теплоотдачей, вводится понятие «тепловой баланс». Тепловой баланс достигается координацией процессов, направ­ленных на выработку тепла в организме (теплопродукции) и его: выведение – теплоотдачу. Он осуществляется аппаратом химической и физической терморегуляции человека, а также путем приспособительных действий человека, направленных на созда­ние оптимального микроклимата и использования одежды («поведенческая» терморегуляция). Тепловой баланс в общем виде может быть описан уравне­нием: Qт.п.+Qт.в. =Qрад.+Qконв.+Qконд. + Qисп.д.+ (1.1) Qисп.дых.+Qисп.п.+Qдых.н.±Д, где Qт.п. – теплопродукция человека; Qт.в – внешняя тепловая нагрузка (на­пример, вследствие солнечной радиации; Qрад. – потери тепла радиацией; Qконв. – потери тепла конвекцией; Qконд. – потери тепла кондукцией; Qисп.д. – потери тепла испарением диффузионной влаги с поверхности кожи; Qисп.дых. – потери тепла испарением влаги с верхних дыхательных путей; Qисп.п – потери тепла испарением выделяемого пота; Qдых.н. – потери тепла вследствие нагревания вдыхаемого воздуха; ∆Qт.с. – изменение теплосодер­жания организма относительно его комфортного уровня (дефицит или накопление тепла в организме). Обе части равенства, характеризующие тепловой баланс (теплообразование и теплоотдача), являются переменными, за­висящими как от физиологических, так и от физических пара­метров. Теплообразование в большей степени зависит от физиологи­ческих реакций, теплоотдача – от физических факторов окружа­ющей среды, одежды. Физиологические реакции регулируют пе­редачу тепла от внутренних тканей тела человека и поверхнос­ти кожи. Теплообразование (теплопродукция человека) – выработка теплоты в организме в результате энергетических превращений в живых клетках; она связана с непрерывно совершающимся биохимическим синтезом белков и других органических соеди­нений, осмотической работой (переносом ионов), механичес­кой работой мышц (сердечной мышцы, гладких мышц различных органов, скелетной мускулатуры). При выполнении физической работы, а также при вы­раженном охлаждении человека в покое (дрожь) значительно увеличивается доля образования теплоты в скелетных мышцах. Часть энергии, образующейся в организме при выполнении физической работы, расходуется на внешнюю рабо­ту. Основная же ее часть переходит в тепловую Qт.п. (теп­лопродукцию). Таким образом, энергия, выделяемая в организме в виде теп­ла (теплопродукция) и обеспечивающая поддержание постоян­ного уровня температуры тела, составляет при физической ра­боте только часть энерготрат Qэ.т. В случае, когда вырабаты­ваемая в организме человека энергия не расходуется на внеш­нюю механическую работу, она вся практически превращается в тепловую. Это наблюдается, например, у человека, находя­щегося в состоянии относительного физического покоя (лежа, сидя, стоя) и выполняющего некоторые виды физической рабо­ты (такие, как ходьба по ровной местности). Энергия, расходуемая на выполнение внешней работы N, может быть оп­ределена из уравнения N = η(Qэ.т. – Q0), (1.2) где η – термический коэффициент полезного действия; Q0 – величина основного обмена. Расход энергии в состоянии полного покоя (при расслабле­нии мышц, отсутствии внешних раздражителей, натощак, в ком­фортных микроклиматических условиях), т.е. в условиях, обес­печивающих минимальную активность механизмов терморегуля­ции, принято называть основным обменом. Он характеризует то минимальное количество энергии, которое необходимо для поддержания основных жизненных процессов. Основной обмен у здорового человека колеблется в зависимости от возраста и пола. Таким образом, для определения теплопродукции человека, выполняющего физическую работу, необходимо знать его общие энерготраты Qэ.т, термический коэффициент полезного действия η и основной обмен Q0, т.е. Qт.п.= Qэ.т.- η (Qэ.т.- Q0). (1.3) Энерготраты и термический коэффициент полезного действия при некоторых видах физической работы человека приведены в табл. 1.2. Данные о теплообразовании используются для оп­ределения теплопотерь человека, величина которых является ос­новой для расчета теплового сопротивления одежды, обеспечи­вающей сохранение теплового баланса организма в конкретных условиях ее эксплуатации. Теплоотдача – это теплообмен между поверхностью тела чело­века и окружающей средой. В сложном процессе сохранения теплового баланса организма регуляция теплоотдачи имеет боль­шое значение. Применительно к физиологии теплообмена теп­лоотдача рассматривается как переход теплоты, освобождаемой в процессах жизнедеятельности, из организма в окружающую среду. Теплоотдача осуществляется в основном излучением, кон­векцией, кондукцией, испарением. В условиях теплового комфор­та и охлаждения наибольшую долю занимают потери тепла ра­диацией и конвекцией (73-88 % общих теплопотерь). В условиях, вызывающих перегревание организма, преобладает теплоотдача испарением. Радиационный теплообмен. В любых условиях жизнедеятель­ности человека между ним и окружающими телами происходит теплообмен путем инфракрасного излучения (радиационный теп­лообмен). Человек в процессе своей жизнедеятельности часто подвергается нагревающему воздействию инфракрасных излуче­ний с разными спектральными характеристиками: от солнца, нагретой поверхности земли, зданий, отопительных приборов и т.д. В производственной деятельности с радиационным нагре­ванием человек сталкивается, например, в горячих цехах ме­таллургической, стекольной, пищевой промышленностях и др. Излучением человек отдает тепло в случаях, когда темпера­тура ограждений, окружающих человека, ниже температуры по­верхности тела. В окружающей человека среде часто встреча­ются поверхности, имеющие температуру значительно ниже тем­пературы тела (холодные стены, застекленные поверхности). При этом потери тепла излучением могут быть причиной мест­ного или общего охлаждения человека. Радиационному охлаж­дению подвергаются строительные рабочие, рабочие, занятые на транспорте, обслуживающие холодильники и др. Теплоотдача излучением в комфортных метеорологических условиях составляет 43,8–59,1 % общих теплопотерь. При нали­чии в помещении ограждений с температурой более низкой, чем температура воздуха, удельный вес теплопотерь человека излу­чением возрастает и может достигать 71 %. Этот способ охлаж­дения и нагревания оказывает более глубокое воздействие на организм, чем конвекционный. При небольшой разности температур, что практически наблю­дается в реальных условиях жизнедеятельности человека, урав­нение для определения потерь тепла радиацией Qрад., Вт можно записать так: Qрад.= α радSрад(t1 - t2), (1.4) где α рад – коэффициент излучения, Вт/(м2 °С); Sрад – площадь поверхности тела человека, участвующей в радиационном теплообмене, м2; t1 – темпера­тура поверхности тела (одежды) человека, °С; t2 – температура поверхности окружающих предметов, °С. Коэффициент излучения α рад при известных значениях t1 и t2 может быть определен по табл. 1.3. Поверхность тела, участвующая в обмене тепла, может составлять 71–95 % всей поверхности тела человека. Для лю­дей, находящихся в положении стоя или сидя, коэффициент эф­фективности излучения с поверхности тела составляет 0,71; в процессе движения человека он может увеличиваться до 0,95. Потери тепла радиацией с поверхности тела одетого челове­ка, Qрад Вт, могут быть определены также по уравнению [1.4] Qрад = 3,95x10 -8 S(Sод/Sо) [(t0д+273)4-(tср+273)4], (1.5) где S – поверхность тела раздетого человека, м2 (табл. 1.4); Sод – площадь поверхности тела, покрытой одеждой, м2; Sо – площадь открытой поверхно­сти тела, м2; t0д – температура поверхности одежды, °С; tср – средняя ра­диационная температура, °С. Конвекционный теплообмен. Передача тепла конвекцией осу­ществляется с поверхности тела человека (или одежды) движу­щемуся вокруг него (нее) воздуху. Различают конвекционный теплообмен свободный (обусловленный разностью температур поверхности тела и воздуха) и принудительный (под влиянием движения воздуха). По отношению к общим теплопотерям в ус­ловиях теплового комфорта теплоотдача конвекцией составляет 20–30 %. Существенно возрастают потери тепла конвекци­ей в условиях ветра. Потери тепла конвекцией Qконв, Вт могут быть определены на основе закона охлаждения тел, открытого Ньютоном, по урав­нению Qконв.= S(Sод/Sо) αконв(t0д – tв), (1.6) где αконв – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2 – °С); tв – темпера­тура воздуха, °С. При расчетах количества тепла, отдаваемого человеком, наи­большую сложность представляет определение величины αконв. В наибольшей степени αконв зависит от скорости ветра: Скорость ветра v, м/с Коэффициент αконв 0-0,5 7 0,6-1,7 10,5 1,8-3,3 16,6 3,4-5,2 24,2 5,3-7,4 32,3 7,5-9,8 40,6 9,9-12,4 49,4 12,5-15,2 51,8 15,3-18,2 8,6 Кондукционный теплообмен. Теплоотдача от поверхности те­ла человека к соприкасающимся с ним твердым предметам осу­ществляется проведением (кондукцией). Потери тепла кондук­цией в соответствии с законом Фурье могут быть определены по уравнению Qконд. = λ ((t 1 – t 2 )/δ)Sτ, (1.7) где Qконд – количество тепла, прошедшего через стенки с площадью S, м2, в течение времени τ, Вт; λ – коэффициент теплопроводности пакета мате­риалов одежды, Вт/(м°С); t 1 – температура внутренней стороны пакета ма­териалов одежды, °С; t 2 – температура наружной (холодной) стороны паке­та материалов, °С; δ – толщина пакета материалов одежды, м; S – площадь поверхности тела, соприкасающейся с твердым предметом, м2. Как видно из уравнения, отдача тепла кондукцией тем боль­ше, чем ниже температура предмета, с которым соприкасается человек, чем больше поверхность соприкосновения и меньше тол­щина пакета материалов одежды. В обычных условиях удельный вес потерь тепла кондукцией невелик, так как коэффициент теплопроводности неподвижного воздуха незначителен. В этом случае человек теряет тепло кондукцией лишь с поверхности стоп, площадь которых составля­ет 3 % площади поверхности тела. Но иногда (в кабинах сель­скохозяйственных машин, башенных кранов, экскаваторов и т.д.) площадь соприкосновения с холодными стенами может быть довольно большой. Кроме того, помимо размера контак­тирующей поверхности имеет значение и подвергающийся ох­лаждению участок тела (стопы, поясницы, плеч и т.д.). Теплоотдача испарением. Важным способом теплоотдачи, особенно при высокой температуре воздуха и выполнений чело­веком физической работы, является испарение диффузионной влаги и пота. В условиях теплового комфорта и охлаждения че­ловек, находящийся в состоянии относительного физического по­коя, теряет влагу путем диффузии (неощутимой перспирации) с поверхности кожи и верхних дыхательных путей. За счет это­го человек отдает в окружающую среду 23–27 % общего тепла, при этом 1/3 потерь приходится на долю тепла испарением с верхних дыхательных путей и 2/3 – с поверхности кожи. На влагопотери путем диффузии оказывает влияние давление водяных паров в воздухе, окружающем человека. Поскольку в земных условиях изменение давления водяных паров невелико, влагопотери вследствие испарения диффузионной влаги принято счи­тать относительно постоянными (30–60 г/ч). Несколько колеб­лются они лишь в зависимости от кровоснабжения кожи. Потери тепла путем испарения диффузионной влаги с по­верхности кожи Qисп.д., Вт могут быть определены по уравне­нию Qисп.д. = 3,06 • 10 – 3S(256 t к – 3360 – ра), (1.8) где tк – температура кожи, °С; ра – парциальное давление пара в окружаю­щем воздухе, Па. Вдыхаемый воздух, проходя по дыхательным путям, увлаж­няется за счет испарения влаги со слизистого слоя. Во время выхода водяной пар частично конденсируется, поэтому выдыха­емый воздух содержит больше влаги, чем вдыхаемый. Потери тепла при испарении влаги с верхних дыхательных путей Qисп.дых, Вт могут быть определены по уравнению Qсп.дых = 14,9 х 10 -6 Qт.п. (5880–ра), (1.9) где Qт.п – теплопродукция, Вт. Потери тепла при испарении пота. Потоотделение представ­ляет собой один из наиболее мощных механизмов терморегуля­ции, играющих важную роль в условиях перегревания организ­ма и при выполнении человеком физической работы. Потоотделение во многом определяется уровнем физической активности человека, метеорологическими условиями, термичес­ким сопротивлением одежды. Максимально возможная величина теплопотерь при испарении пота Qисп.п, Вт может быть опреде­лена по уравнению: Qисп.п = 10,2 (р наск.к.– ра)(0,5+√v ) (1.10) где рнас.к – максимально возможное насыщение водяного пара при темпе­ратуре кожи человека, мм рт. ст. (табл. 1.5); ра – давление водяного пара в воздухе, мм рт. ст. (см. табл. 1.5); v – скорость движения ветра, м/с. Разность (рнаск.к. – ра) называют физиологическим насыщени­ем. Величина потоотделения при равных метеорологических па­раметрах и показателях физико-химических свойств одежды оп­ределяется величиной энерготрат. Потери тепла испарением пота в комфортных условиях Qисп.п, Вт применительно к различному уровню энерготрат мо­гут быть определены по уравнению: Qисп.п =0,36 S (Qт.п / S —58). (1.11) Теплоотдача при дыхании. Потери тепла вследствие нагре­вания вдыхаемого воздуха составляют небольшую долю по срав­нению с другими видами потерь тепла, однако с увеличением энерготрат и со снижением температуры воздуха теплопотери этого вида увеличиваются. Потери тепла вследствие нагревания вдыхаемого воздуха Qдых.н, Вт, могут быть определены по уравнению Qдых.н =0,0012 Qэ.т (34 – tв), (1.12) где 34 – температура выдыхаемого воздуха, °С (в комфортных условиях). В заключение следует отметить, что приведенные выше урав­нения для расчета составляющих теплового баланса позволя­ют лишь ориентировочно оценить теплообмен человека с окру­жающей средой. Существует также ряд уравнений (эмпиричес­ких и аналитических), предложенных разными авторами и поз­воляющих определить необходимую для расчета теплового сопротивления одежды величину радиационно-конвективных теплопотерь (Qрад.конв). В связи с этим в исследованиях наряду с расчетными при­меняются экспериментальные методы оценки теплообмена ор­ганизма. К ним относятся методы определения общих влагопотеръ человека и потерь влаги испарением путем взвешивания раздетого и одетого человека, а также определения радиацион­но-конвективных теплопотерь с помощью тепломерных датчи­ков, размещаемых на поверхности. Лекция 3. Физиологические показатели, определяющие соответствие одежды гигиеническим требованиям Под тепловым состоянием человека понимают функциональное состояние, характеризующееся содержанием и распределением тепла в глубоких и поверхностных («оболочка», «ядро») тканях организма, а также степенью напряжения механизмов терморе­гуляции. Исходя из этого понимания теплового состояния его показателями являются: температура тела, температура кожи (средневзвешенная и локальная), потоотделение, теплосодержание в организме и его изменение (дефицит и накопление), теплоощущение, показатели гемодинамики (частота сердечных сокраще­ний, артериальное давление, минутный объем кровотока, пуль­совое давление и др.), функции дыхания (частота дыхания), энерго- и водосолевого обмена, умственная и физическая рабо­тоспособность. Под воздействием тепла и холода у человека изменяются кровоснабжение кожи и подкожной клетчатки, их температура, а также температура венозной крови, что является главной при­чиной появления ощущений теплового дискомфорта. Важная роль в формировании теплоощущений человека при­надлежит терморецепторам кожи и подкожных вен. При этом терморецепторы подкожных вен формируют общее ощущение холода и тепла, терморецепторы кожи – локальное. Оценка теплоощущений человека применительно к оценке одежды про­водится по семибалльной шкале: 1 –холодно, 2 – прохладно, 3 – слегка прохладно, 4 – комфорт, 5 – слегка тепло, 6 – тепло, 7 – жарко. Температура тела. Под температурой тела (температурой «ядра») подразумевают температуру внутренних органов и тка­ней (печени, мозга, желудка, легких, проксимального отдела прямой кишки). Косвенным показателем температуры тела яв­ляется температура полости рта, подмышечной впадины, дистального отдела прямой кишки, пищевода, слухового проходят (вблизи барабанной перепонки). Ректаль­ная температура (т.е. температура в прямой кишке), измерен­ная на глубине 10–15 см, в большей степени (из доступных участков измерения) отражает температуру глубоких тканей организма. Температура тела человека, находящегося в состоянии отно­сительного покоя, зависит от параметров внешней среды, обусловливающих состояние теплообмена. В среднем для человека, на­ходящегося в состоянии относительного физического покоя (в положении сидя), она составляет 37,1 °С. Это постоянство температуры обеспечивается лишь в глубоко лежащих тканях (на глубине более 25 мм от поверхности кожи). Изменение темпе­ратуры тела под влиянием внешних условий происходит лишь при достаточно интенсивном их воздействии и свидетельствует о том, что в этом случае физиологические механизмы регуляции теплопродукции и теплоотдачи не в состоянии сохранить тепло­вой баланс организма. При температуре тела tр, равной 36,8–37 °С, человек, находящийся в состоянии относительного физи­ческого покоя, оценивает свои теплоощущения соответственно как «холодно» и «прохладно». Температура тела tр, равная 37,8 °С, является в данном случае признаком существенного пе­регревания организма. Предельной физиологической величиной, характеризующей перегревание человека, находящегося в сос­тоянии относительного физического покоя, является температу­ра тела tр, равная 38 °С, а предельной физиологической величи­ной охлаждения – температура tр, равная 35,8 °С. Температура тела при выполнении физической работы в меньшей степени зависит от метеорологических условий, она определяется в основном уровнем энерготрат. Между уровнем энерготрат организма Qэт и температурой тела tр существует тесная корреляционная зависимость, которая для условий теп­лового комфорта выражается уравнением [3.1] tр =36,61+0,007 Qэт /S. (3.1) Применительно к состоянию относительного физического по­коя (в положении сидя) и условиям, близким к тепловому ком­форту, ректальная температура может быть рассчитана по из­вестным температурам: подъязычной (tя) и подмышечной (tм). tр=13,6+0,65tя; tр=19,0+0,51tм. Температуру тела рекомендуется измерять в прямой кишке и лишь в случае затруднений (в частности, в производственных условиях) – в подмышечной впадине и под языком. Продолжительность одномоментного измерения температуры тела в подмышечной впадине должна быть не менее 10 мин, в прямой кишке – не менее 5 мин. У лиц, выполняющих физичес­кую работу, температуру тела следует определять не ранее чем через 20 мин после начала работы и не позднее 5 мин после ее окончания. Необходимо отметить, что в условиях воздейст­вия холода температуру тела не следует определять под язы­ком вследствие охлаждения полости рта при дыхании. Температура кожи («оболочки»). Большая часть тепла, об­разующегося в организме человека, рассеивается с поверхнос­ти тела. Это определяет значение температуры кожи при оцен­ке теплового состояния организма. В настоящее время для обобщающей характеристики тем­пературного поля поверхности тела человека принято использо­вать средневзвешенную температуру кожи (tс.к), рассчитывае­мую в соответствии с ее значением на отдельных участках и площадью этих участков по отношению ко всей поверхности тела. Средневзвешенная температура кожи достаточно тесно коррелируется с общими теплоощущениями человека (табл. 3.1). В настоящее время на основе сравнительного анализа раз­личных систем измерения температуры поверхности тела рекомендуется 11-точечная система (рис. 3.1). Средневзвешенная температура кожи tс.к, °С по 11-точечной системе измерения рассчитывается по формуле tс.к=0,0086t1+0,34(t2+t3+t4+t5)/4+0,134t6+0,04t7+0,203(t8+t9)/ (3.2) 2+0,125t10 +0,064t11, где t1 – t11 соответственно температура кожи лба, груди, живота, спины, поясницы, плеча, кисти, верхней и нижней части поверхности бедра, голени, тыльной стороны стопы. В производственных условиях (в случае отсутствия выра­женного локального воздействия параметров микроклимата или неравномерного утепления) допустимо измерение темпера­туры кожи на пяти участках тела. В этом случае температура t с.к, °С рассчитывается по уравнению t с.к =0,07, t1+0,5 t 2+0,05 t 7+0,18 t 8+0,2 t10. (3.3) Рис. 3.1. Точки измерения температуры кожи на поверхности тела человека Как показывают по­лученные в последние годы данные, в про­цессе физической ра­боты комфортные теплоощущения наблюда­ются при более низ­кой средневзвешенной температуре кожи, чем в состоянии покоя. Эта закономерность отно­сится и к теплоощущениям другого уров­ня. Ниже приводятся уравнения, отражающие взаимосвязь среднедовешенной температуры кожи и уровня энерготрат человека при различных его теплоощущениях в баллах. Комфорт (4) tС.К=36,07-0,0354Qэ.т/S. (3.4) Прохладно (2) t С.К =33,34-0,0335. Qэ.т/S. (3.5) Холодно (1) t С.К =30,36-0,031 Qэ.т/S. (3.6) В этих уравнениях Qэ.т – энерготраты, Вт; S – поверхность тела человека, м2. Топография температуры кожи. Если общие теплоощущения взаимосвязаны со средневзвешенной температурой кожи, то локальные теплоощущения обусловлены температурой различных ее участков. В связи с этим средневзвешенная температура кожи не всегда является достаточно информативным показателем теп­лового состояния человека, особенно при неравномерном (па поверхности) его нагревании или охлаждении. Например, при относительно высоком уровне средневзвешенной температуры кожи и нормальных общих теплоощущениях человек может жа­ловаться на охлаждение той или иной области тела (лица, стоп, кистей и т.п.). Температура кожи человека, находящегося в состоянии теплового комфорта, на разных участках тела нео­динакова. Эти различия обусловлены, в частности, особенностями кро­вообращения, терморецепторного аппарата, теплопроводности тканей. На топографию температуры кожи влияют одежда, сте­пень дискомфорта (перегревания или охлаждения), вид физи­ческой работы, индивидуальные особенности (пол и др.). Срав­нение локальных температур у людей, оценивающих свои теп­лоощущения как комфорт, показывает, что, например, у разде­тых наиболее высокая температура кожи наблюдается в облас­ти головы. У одетых людей наблюдаются большие, чем у разде­тых, различия между максимальными и минимальными значениями температур кожи. При общем охлаждении человека различия в топографии температуры кожи увеличиваются, а при перегревании – существенно уменьшаются. У женщин и мужчин, находящихся в условиях теплового комфорта, средневзвешенные значения температуры кожи прак­тически одинаковы, однако топография температур разная, а именно: у женщин, одетых одинаково с мужчинами, при раз­личных внешних условиях наблюдается более низкая темпера­тура в области плеч, бедер и стоп, что требует дифференциро­ванного подхода к оценке одежды. При выполнении физической работы увеличивается конвек­ция вокруг тела человека, изменяется кровоснабжение его раз­личных участков. Это является причиной изменения топографии температуры кожи. Например, при беге самая низкая темпе­ратура кожи (при отсутствии перегрева) зафиксирована в об­ласти бедра, а при нагрузке на верхний плечевой пояс – в об­ласти верхних конечностей и туловища. Температура кожи, при которой у человека появляются дис­комфортные локальные теплоощущения, неодинакова на различ­ных участках тела. Например, теплоощущение «прохладно» в области стоп появляется (в зависимости от уровня энерготрат человека) при температуре их тыльной поверхности 31–25,5 оС, а в области туловища – при температуре его поверхности 34 –29 оС. В ряде случаев причиной, сокращающей время пребывания человека в тех или иных условиях, может быть локальное ох­лаждение или перегревание, обусловленное недостаточным утеп­лением или защитой от воздействия тепла той или иной облас­ти тела. При воздействии холода такими областями чаще всего являются стопы и кисти, которые охлаждаются и вызывают не­приятные ощущения, несмотря на достаточное утепление осталь­ной поверхности тела. Даже перегревание организма не пре­дотвращает их охлаждения. Локальное перегревание при воз­действии тепла обусловлено спецификой производственных условий. Например, у рабочих металлургической промышленности интенсивному воздействию тепла подвергается лицо, передняя поверхность туловища, бедер, руки. При температуре кожи око­ло 40–42 °С появляются болевые ощущения. Изменение теплосодержания. Если физиологические механиз­мы, внешняя среда и средства защиты не могут обеспечить теп­ловой баланс организма, нарушается соотношение тепла, вы­рабатываемого в организме и отдаваемого в окружающую среду. В теле человека образуется дефицит тепла или происходит его накопление, т.е. теплосодержание организма QТ.С изменяется. Изменение теплосодержания ΔQТ.С может быть определено либо по разнице теплоотдачи Q и теплопродукции Qт.п, либо по изменению средней температуры тела tс.т. При этом каждая из величин (ΔQТ.С, tс.т.) служит интегральным показателем тепло­вого режима человека, так как отражает температурные изме­нения, происходящие во внутренних («ядре») и поверхностных («оболочке») его тканях. Средняя температура tс.т., °С рассчитывается исходя из зна­чений ректальной температуры тела tР и средневзвешенной тем­пературы кожи с учетом коэффициентов их смешивания, от­ражающих долю тканей с температурой, близкой к «ядру» (К) и «оболочке» (1 – К), по уравнению t с.т =К t Р (1—К) t ск. (3.7) В табл. 3.2 приведены коэффициенты смешивания темпера­туры «ядра» и «оболочки» во взаимосвязи с уровнем энерготрат человека и субъективной оценкой теплового состояния (тепло-ощущениями), что облегчает расчет Qт.с. Теплосодержание в организме Qт.с, кДж/кг определяется на основании значений средней температуры тела и теплоемко­сти тканей организма по уравнению ΔQТ.С = С t с.т, (3.8) где С – удельная теплоемкость тканей организма, равная 3,48 кДж/(кг°С). Изменение теплосодержания ΔQТ.С , кДж/кг, ΔQТ.С = СΔ t с.т. (3.9) ΔQТ.С= С[Δ tм (tя, tс)К+t с.к(1-К)] (3.10) Изменение теплосодержания рассчитывается по отношению к его исходным показателям, определенным в условиях теплового комфорта у человека, находящегося в состоянии относи­тельного физического покоя в положении сидя. В случае невоз­можности обеспечения данных условий до начала проведения исследований в качестве комфортной (для состояния относительного покоя) ректальная температура тела принимается равной -37,1 °С, подмышечная – 36,6 °С, слухового прохода – 36,8 °С, подъязычная – 36,9 °С; средневзвешенная кожи – 33,2 °С, а К= =0,61. Изменения теплосодержания в организме человека во взаи­мосвязи с теплоощущениями приведены в табл. 3.3. Значение дефицита тепла в организме позволяет судить о степени его охлаждения и перегревания, прогнозировать время пребывания в различных метеоусловиях, оценивать эффектив­ность одежды, защищающей человека от перегревания или ох­лаждения. Некоторые авторы в качестве показателя теплового состояния человека используют теплосодержание организма QТ.С. Теплосодержание QТ.С = 121,5 – 125,7 кДж/кг оценивается как оп­тимальное, ΔQТ.С=135 кДж/кг – как предельно допустимое. Тепловой поток. Одним из показателей, позволяющим кос­венно с учетом фактора времени судить о тепловом состоянии человека, является плотность теплового потока с поверхности его тела q, Вт/м2, который отражает сумму потерь тепла радиа­цией и конвекцией. Она определяется на тех же участках тела, что и температура кожи. Аналогичным образом устанавливает­ся и средневзвешенная плотность теплового потока q с.п. В табл. 3.4 приведены полученные экспериментально сред­невзвешенные плотности теплового потока, позволяющие судить о времени появления тех или иных теплоощущений у человека в зависимости от его физической активности. Однако следует учитывать, что при прогнозировании времени пребывания человека на холоде имеют значение не только средневзвешенные, но и локальные уровни теплопотерь, которые могут обусловить не­приятные теплоощущения на том или ином участке тела. Комфортный уровень плотности теплового потока, Вт/м2 при соответствующей физической активности человека может быть определен из следующего уравнения: qcп=[83+39,5 (Qтп-116)/58]/S. (3.11) Плотность теплового потока, составляющая большую часть теплопотерь человека в условиях теплового комфорта и охлаждения (75 %), отражает комплексное воздействие факторов, Т обусловливающих теплообмен организма с окружающей средой. Потоотделение. В условиях перегревания при выполнении фи­зической работы включается один из наиболее мощных меха­низмов терморегуляции – потоотделение. При выполнении физи­ческой работы пот выделяется не только при перегревании, но и в условиях теплового комфорта, что необходимо учитывать при проектировании одежды, выборе материалов для ее изготовле­ния. При теплоотдаче испарением, достигающей 40 % общих теплопотерь, уже отмечается напряжение механизмов терморе­гуляции, субъективно оцениваемых как «тепло». Перегревание или охлаждение организма вызывает изменения в сердечно-сосудистой деятельности человека. При охлаждении в результате спазмирования пери­ферических сосудов может наблюдаться повышение артериаль­ного давления и некоторое уменьшение частоты сердечных со­кращений. Усиление кровотока, необходимое для увеличения теплоот­дачи путем переноса тепла от более нагретых внутренних орга­нов к поверхности кожи, в условиях перегревания обеспечива­ется главным образом за счет учащения сердечных сокращений. При перегревании многие исследователи отмечают значитель­ное уменьшение диастолического (минимального) давления. Систолическое (максимальное) давление может либо увеличи­ваться, либо уменьшаться по сравнению с уровнем в комфорт­ных условиях. Увеличение систолического артериального давле­ния наблюдается при воздействии на человека инфракрасной радиации, при выполнении физической работы и свидетельству­ет о выраженном напряжении функционального состояния орга­низма. Отсутствие изменений артериального давления по сравнению с величинами, зарегистрированными в условиях теплового ком­форта, свидетельствует о хорошей переносимости человеком теп­ловой нагрузки. Работоспособность человека является функцией многих фак­торов, среди которых существенную роль играет тепловое сос­тояние организма, обусловленное, в частности, степенью соот­ветствия одежды условиям ее эксплуатации. К снижению умст­венной и физической работоспособности приводит перегревание организма. Так, если при теплосодержании в организме 128 кДж/кг высокая работоспособность сохраняется в течение 6 ч (снижение работоспособности на 10–20 %), то при его зна­чениях, составляющих 129–131 кДж/кг, она уменьшается по истечении того же отрезка времени на 30–45 %. Тепловое состояние человека подразделяется на оптимальное допустимое, предельно допустимое и недопустимое. Оптимальное тепловое состояние человека характеризуется отсутствием общих и (или) локальных дискомфортных теплоощущений, минимальным напряжением механизмов терморегуляции, оцениваемым по показателям и критериям, представленным в табл. 1 (см. приложение), и является предпосылкой длительного сохранения работоспособности. Допустимое тепловое состояние человека характеризуется не­значительными общими и (или) локальными дискомфортными теплоощущениями, сохранением термостабильности организма в течение всей рабочей смены при умеренном напряжении меха­низмов терморегуляции, оцениваемом по показателям и крите­риям, представленным в табл. 2 и 3. При этом может наблю­даться временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но не нарушается здоровье (в течение всего перио­да трудовой деятельности). Предельно допустимое тепловое состояние человека характе­ризуется выраженными общими и (или) локальными диском­фортными теплоощущениями, значительным напряжением меха­низмов терморегуляции, оцениваемым по показателям и крите­риям (табл. 4–6). Оно не гарантирует со­хранения температурного гомеостаза и здоровья, ограничивает работоспособность. Недопустимым является тепловое состояние, характеризую­щееся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции (граничные значения показателей которого выше или ниже указанных в табл. 4-6, приводящим к нарушению состояния здоровья. Одежда создает вокруг тела определенный микроклимат, влияющий на самочувствие человека. Гигиеническая оценка микроклимата может быть дана на основе исследования теплового состояния человека, а также таких показателей, как температура, влажность, движение воздуха, содержание углекислоты. Микроклимат под одеждой зависит, с одной стороны, от теплового состояния человека, а с другой – от метеорологических параметров внешней среды и свойств одежды (ее конструкции, физико–термических свойств применяемых материалов. Показатели микроклимата под одеждой применяют для сравнительной оценки различных видов одежды с целью выбора лучших образцов для изготовления. Оценка же соответствия одежды условиям эксплуатации выполняется на основе физиологических критериев. Влажность воздуха. Наибольший интерес представляет динамика влажности воздуха под одеждой, отражающая способ­ность одежды отдавать влагу от поверхности тела в окружаю­щую среду. Из двух видов одежды тот в большей степени со­ответствует гигиеническим требованиям, в пододежном прост­ранстве которого скорость нарастания влажности воздуха меньше. Если недостаточное отведение влаги (особенно при исполь­зовании защитных влагонепроницаемых материалов) наблюда­ется в условиях нагревающей среды, в которой единственным способом сохранения теплового баланса организма является теплоотдача испарением, происходит перегревание организма, о чем свидетельствует и существенное повышение температуры воздуха под одеждой. В условиях воздействия холодового фактора увеличение влажности воздуха под одеждой сви­детельствует либо о ее избыточном тепловом сопротивлении, либо о низкой влагопроводности материалов. И в том и другом случаях происходит увлажнение одежды и последующее снижение ее теплозащитных функций. Соответственно, при этом увлажнение кожных покровов может служить причиной заболеваний простудного характера и возникновения неприятных ощущений (чувства духоты). Температура воздуха. Показатель температуры воздуха в пододежном пространстве может быть использован для сравнительной оценки одежды различного назначения. Например, в ус­ловиях охлаждающей среды большее снижение температуры воздуха свидетельствует о ее меньшем тепловом сопротивле­нии. При воздействии ветра большее снижение температуры воздуха наблюдается под одеждой «открытого» вида (пальто), имеющей более высокий показатель воздухопроницаемости, что для условий низкой температуры воздуха может быть неблагоприятным фактором. В ряде случаев снижение тем­пературы воздуха под одеждой в условиях холода может быть и положительным явлением (например, когда на время выпол­нения физической работы следует уменьшить термическое со­противление одежды с целью предотвращения перегревания организма). В нагревающей среде по температуре воздуха под одеждой можно судить о преимуществах той или иной конст­рукции одежды, правильности выбора материалов для ее изго­товления. Содержание углекислоты. Этот фактор – косвенный показа­тель эффективности вентиляции пододежного пространства. Через кожу человека в пододежный слой воздуха непрерывно выделяются различные продукты жизнедеятельности. Одним из них является углекислота, образующаяся в процессе кожного дыха­ния. Однако благодаря вентиляции пододежного пространства содержание углекислоты может быть лишь немногим больше со­держания ее в атмосферном воздухе. Наряду с углекислотой из пододежного воздуха удаляются и другие продукты жизнедея­тельности человека (антропотоксины). Интенсивность вентиляции пододежного пространства зависит от воздухопроницаемости пакета материалов одежды, ее конструкции, параметров окружающей среды. Увеличение со­держания углекислоты в пододежном пространстве свидетель­ствует о недостаточной его вентиляции (например, вследствие использования замкнутой конструкции одежды из воздухонепро­ницаемых материалов), что может быть причиной накопления вредных веществ, выделяющихся из материалов одежды (хими­ческих волокон, защитных пропиток и т.п.). Под многослойной одеждой, обладающей в целом меньшей воздухопроницаемо­стью, чем воздухопроницаемость ее отдельных слоев, содержание углекислоты выше, чем под однослойной. Выделение углекислоты через кожу (особенно в области живота) увеличивается при физической работе человека, особенно в нагревающей среде. Поэтому в этой ситуации конструкция одежды и ее материалы способствовали вентиляции пододежного пространства. Лекция 4 Общие гигиенические требования к одежде бытовой, детской, специальной Гигиенические требования, предъявляемые к одежде, направ­лены на обеспечение нормального тепло- и газообмена организ­ма человека с окружающей средой, нормального уровня тем­пературы тела и кожи, влажности кожи, кожного дыхания. Эти требования могут быть удовлетворены путем использования для одежды материалов с оптимальными показателями таких фи­зических свойств, как воздухопроницаемость, влагопроводность, гигроскопичность, термическое сопротивление и др. Гигиенические требования, предъявляемые к материалам одежды и одежде в целом, дифференцируются в зависимости от природно-климатических зон, для использования в которых она предназначена, условий жизнедеятельности человека (уровня энерготрат, продолжительности непрерывного пребывания в тех или иных условиях, возраста и др.). Требования к материалам для одежды определяются действием на организм человека климатических условий. Для улучшения теплового состояния человека и облегчения процесса терморегуляции в условиях повышенной температуры и интенсивной солнечной радиации необходимо применять ма­териалы с низкой теплопроводностью и высокими влагопроводными свойствами. Для снижения влажности в пододежном пространстве материалам летней одежды должна быть присуща высокая воздухопроницаемость и гигроскопичность. Увлажненные материалы увеличивают поверхность испарения и способствуют более эффективному охлаждению поверхности тела чело­века. Материалы летней одежды должны иметь высокое водопоглощение для удаления с кожи человека выделяющегося пота и увеличения эффективности влагопотерь. Большое значение в самочувствии человека имеет величина опорной поверхности и степень гладкости материалов. Установлено, что легкие матери­алы с гладкой поверхностью прилипают к увлажненному телу человека, ослабляя потоотделительную функцию кожи. Поэто­му многие исследователи рекомендуют для летней одежды тка­ни креповых переплетений, имеющие небольшую опорную по­верхность, высокую гигроскопичность, оптимальное соотношение скорости сорбции и десорбции влаги. В климатических условиях нашей страны большое значение имеет теплая одежда для использования вне помещений при пониженной температуре окружающей среды. В этом случае важ­нейшим условием нормальной жизнедеятельности и работоспо­собности человека является соответствие одежды гигиеническим требованиям (табл. 4.1). В обеспечении требований к одежде большую роль играют свойства материалов различного назначения, их рациональное сочетание в пакете материалов. Бельевые материалы. Эти материалы соприкасаются непо­средственно с поверхностью тела человека и поэтому имеют большое значение для обеспечения нормальной деятельности кожных покровов. Белье защищает тело от загрязнения и ох­лаждения. Оно, впитывая влагу, жир, очищает кожу от пота, кожного сала, слущивающего эпителия. За день с поверхности кожи выделяется до 40 г кожного сала и от 0,5 до 1 л пота. В жаркое время года выделение пота уве­личивается. В процессе носки белье, впитывая все эти выделе­ния, загрязняется и его гигиенические свойства ухудшаются. Чтобы белье обеспечивало очистительную функцию, бельевые материалы должны быть гигроскопичными и влагоемкими. Они не должны препятствовать выделению и испарению пота, при­липать к коже во влажном состоянии. Влага, впитываемая бель­ем, должна легко удаляться во внешнюю среду. При ги­гиенической оценке белья эталоном служит белье из хлопка, об­ладающее хорошей способностью поглощать влагу с поверхно­сти тела человека и отдавать ее в окружающую среду. Наиболее пригодны для изготовления белья гидрофильные материалы или материалы с низким содержанием гидрофобных волокон. Для повышения долговечности хлопчатобумажного белья це­лесообразно изготовлять его с добавлением оптимального с ги­гиенической точки зрения количества синтетических волокон . Бельевые материалы из химических волокон в зависимости от их состава, строения, характера поверхности оказывают зна­чительное влияние на самочувствие человека. Некоторые белье­вые материалы, содержащие химические волокна, имеют недо­статочную химическую стабильность полимеров, повышенную электризуемость, низкие сорбционные свойства, низкую способ­ность поглощать продукты выделения кожи, быструю загрязняемость и др. В то же время белье из синтетических материалов долговечно, обладает стабильными линейными размерами. Отрицательное действие на самочувствие человека при носке белья из синтетических волокон оказывают повышенная жесткость белья, вызывающая зуд, раздражение кожи, нару­шения крово- и лимфообращения в поверхностных тканях ор­ганизма. Белье из вискозных волокон обладает высокой гигроскопич­ностью и воздухопроницаемостью. Теплоизоляционные показа­тели вискозного белья по сравнению с хлопчатобумажным не­велики, поэтому его рекомендуется использовать в теплое время года. Гигиенические исследования бельевых изделий показывают, что наиболее целесообразно использование в бельевых материа­лах смесей гидрофобных и гидрофильных волокон, позволяю­щих сочетать их положительные свойства и применять белье, содержащее гидрофобные волокна, в широком диапазоне тем­ператур окружающей среды при различном уровне влагопотерь человека. Для изготовления белья рекомендуются материалы из шер­сти, хлопка, натурального шелка. Синтетические и ацетатные волокна допускаются в качестве добавок не более 30 %. Исклю­чается использование бельевых материалов с добавлением син­тетических и ацетатных волокон в одежде для детей до 6 лет. Гигиенические свойства бельевых материалов могут быть улучшены не только путем изготовления материалов из смеси гидрофильных и гидрофобных волокон, но и путем совершен­ствования технологии изготовления волокон и полотен (напри­мер, придания капроновым нитям объемности, бельевым полот­нам ажурности). Платьево-сорочечные материалы. Платья, блузки и сорочки носят зимой и летом. В зависимости от условий их эксплуата­ции гигиенические требования к ним неодинаковы. В одежде, предназначенной для защиты от холода, основная функция платьев, блузок и сорочек – теплозащитная. Вместе с тем ма­териалы для этих изделий должны обладать сорбционными и влагопроводными свойствами, чтобы поглощать влагу в местах соприкосновения с поверхностью тела человека и влагу, про­ходящую через белье. Платья, блузки и сорочки для лета должны способствовать охлаждению поверхности тела и воздуха в пододежном прост­ранстве, изоляции тела человека от воздействия внешнего теп­ла. Платьево-сорочечные материалы должны иметь высокую гиг­роскопичность, влагопроводность, воздухо- и паропроницаемость. В производстве платьев, блузок и сорочек широко используются натуральные и химические материалы. Поэтому с гигие­нической точки зрения большое значение имеет оптимизация их структуры и волокнистого состава. В условиях ветра снижается роль волокнистого состава и воз­растает значение показателей строения материалов (толщины, плотности, переплетения и др.). Связанные со строением тканей показатели свойств материалов (влагопроводность, воздухопроницаемость и др.) оказывают влияние на обеспечение комфортных тепловых ощущений человека. В относительно безветренных климатических зонах преобладающее значение в обеспечении комфортных тепловых ощущений имеет волокнистый состав.. В ассортименте платьевых тканей, выпускаемых текстильной промышленностью, большинство из гидрофобных волокон и их смесей с гидрофильными волокнами. Например, в шелковых платьевых тканях доля тканей из натурального шелка составляет 7 %; тканей, содержащих ацетатные и триацетатные нити, – более 60 %; синтетических тканей – более 20 %. Более 70 % шерстяных платьевых тканей содержат гидрофобные волокна. Значительная часть шелковых сорочечных тканей вырабатывается из хлопко- и вискозно-лавсановой пряжи с содержанием лавсана 50, 67 и 80 %. Для изготовления платьев широко используются трикотажные полотна различного волокнистого состава. Ассортимент платьево-сорочечных материалов развивается в направлении снижения их материалоемкости, что положительно сказывается на физико-гигиенических свойствах этих материа­лов (например, повышается воздухопроницаемость). Костюмные и подкладочные материалы. Костюм вместе с бельем и платьем обеспечивает человеку необходимую тепло­изоляцию. Гигиенические требования к костюмным материалам дифференцированы в зависимости от сезона их использования. К материалам для летних костюмов предъявляются более жесткие требования, чем к материалам для костюмов, входящих в комплект демисезонной и зимней одежды. Летние костюмы ис­пользуются без подкладки или с очень легкой подкладкой. Поэ­тому требования к летним костюмным материалам заключают­ся в обеспечении некоторой теплоизоляции человека, требуемого уровня воздухопроницаемости, гигроскопичности, влагопроводности (см. табл. 4.1). Этим требованиям удовлетворяют материалы из гидрофильных волокон и смешанные материалы, со­держащие небольшое количество гидрофобных волокон. В соответствии с гигиеническими рекомендациями в тканях, предназначенных для летних костюмов, допускается содержание синтетических и ацетатных волокон не более 50 %. Основная часть костюмных тканей состоит из смеси шерсти с лавсаном, вискозой, нитроном. В соответствии с гигиеническими рекомендациями в тканях верха зимних костюмов для взрослых допускается использование синтетических материалов с добавлением вискозных и ацетатных волокон. Основное назначение подкладки – снижение износа и загрязняемости одежды. Подкладочные материалы должны иметь воз­духопроницаемость не менее 100 дм3/(м2 с), быть влагопроводными и гигроскопичными, не должны электризоваться. Большинство из подкладочных тканей – шелковые, некоторая часть – хлопчатобумажные. Около 50 % шелковых подкладоч­ных тканей составляют вискозные и вискозно-ацетатные, около 40 % – ткани, содержащие вискозную и хлопчатобумажную пря­жу. Некоторые подкладочные ткани вырабатываются из капроновых комплексных нитей в основе и капроновых в утке. С гигие­нической точки зрения нецелесообразно использовать для под­кладки однородные гидрофобные материалы. Содержание син­тетических и ацетатных волокон в подкладочных материалах не должно превышать 50 % . Материалы для пальто и плащей. Пальто и плащи обеспечи­вают человеку необходимую теплоизоляцию, защищают его от охлаждения. Защитная функция пальто и плащей достигается тепловым сопротивлением и воздухопроницаемостью материалов верха. Роль материала верха пальто в выполнении теплозащит­ной функции наиболее велика в демисезонной одежде. Тепло­защитные свойства зимней одежды во многом определяются утепляющей и ветрозащитной прокладками. Большое значение в материалах верха пальто имеет их влагопроводность, так как накопление влаги в одежде приводит к увеличению ее теплопро­водности и повышению теплопотерь человека. Вместе с тем слишком высокие влагопроводность и гигроскопичность верхних слоев одежды могут приводить к интенсивному поглощению ими атмосферной влаги и снижению теплозащитных свойств одеж­ды. Суммарная влагопроводность чистошерстя­ных драпов составляет 95–100 г/(м2 ч), паропроницаемость – 40–45 г/(м2 ч). Полушерстяные драпы имеют более низкую влагопроводность: 80–90 г/(м2 ч). Влагопроводность синтети­ческих материалов для пальто не превышает 60 г/(м2 ч). Следо­вательно, накопление в пакете материалов одежды атмосферной влаги может быть уменьшено в результате использования в на­ружном слое пакета гидрофобных материалов или материалов с водоотталкивающей заключительной отделкой. Пакет материалов зимней одежды состоит из ткани верха, утепляющей прокладки и подкладки. Поскольку теплозащитные свойства одежды в большой мере зависят от ее толщины и воздухопроницаемости, пакет материалов зимней одежды может содержать также ветрозащитную прокладку. При отсутствии в пакете материалов ветрозащитной прокладки степень влияния ветра на теплозащитные свойства одежды во многом обуслов­лена воздухопроницаемостью основной ткани. Даже при неболь­шой скорости ветра (1,1 м/с) суммарное тепловое сопротивле­ние пакета материалов снижается на 45 % (с 0,388 до 0,217 м2 °С/Вт) [3.9]. Требования, предъявляемые к материалам верха пальто, оп­ределяются природно-климатическими условиями тех зон, для которых они предназначены. Толщина пальто должна быть равной 15,6±0,4 мм, воздухопроницаемость его – 7–45 дм3/(м2с). Утеплитель должен иметь одинаковую толщину по всей длине изделия. В климатических зонах с сильными ветрами при изготовлении пальто рекомендуется использовать для верха материалы с воздухопроницаемостью, близкой к 7 дм3/(м2с). При использовании материалов верха большей воздухопрони­цаемости необходимо применять в комплекте одежды ветроза­щитную прокладку. В климатических зонах с холодным климатом при использовании материалов для верха пальто с воздухопрони­цаемостью до 70 дм3/(м2с) ветрозащитную прокладку можно не применять: ее нужно применять при воздухопроницаемости материала верха более 70 дм3/(м2с). В качестве утеплителей рекомендуется использовать ватные и теплозащитные полотна толщиной не менее 5 мм с поверхностной плотностью не менее 240–260 г/дм2, с содержанием шерстяного волокна не ниже 50 % . Основные требования к ветрозащитной прокладке – минимальная масса и жесткость, прочность, достаточная для того, чтобы противостоять механическим воздействиям в процессе носки изделий; низкая стоимость. Для изготовления демисезонных и зимних пальто используются шерстяные и синтетические волокна в любом их сочетании. Для изготовления утеплителя зимних пальто допускается использование шерсти, хлопка, лавсана, нитрона. В качестве подкладки пальто применяют чаще всего шелковые ткани. Требования, предъявляемые к плащам, определяются усло­виями их эксплуатации. Плащи, которые предназначены не толь­ко для защиты от дождя, но и для использования в качестве легких пальто, наряду с некоторой водоупорностью должны об­ладать определенными теплозащитными свойствами. Большая часть плащевых тканей вырабатывается из комп­лексных капроновых нитей с пленочным покрытием (влаго- и воздухонепроницаемыми). Ткани с однослойным покрытием предназначены для изготовления женской и детской одежды. Для мужской одежды применяют ткани с трехслойным покры­тием и с более высокой поверхностной плотностью. Известно, что водоупорность плащевых тканей обеспечива­ется в результате нанесения на их поверхность водонепроницае­мых пленочных покрытий, снижающих паропроницаемость ма­териалов. Вследствие этого одним из эффективных путей повышения гигиеничности плащевых материалов с пленочным по­крытием является нанесение на пленку отверстий таких разме­ров, которые позволяют пропускать водяной пар с поверхности тела человека, препятствуя прохождению дождевых капель. Материалы для детской одежды. При проектировании и про­изводстве одежды для детей необходимо учитывать особенности функциональной деятельности их организма. Детский организм находится в состоянии постоянного роста и развития, костная ткань характеризуется гибкостью и элас­тичностью, мышцы развиты слабо. Дети по сравнению со взрослыми имеют более тонкую, нежную кожу. У них менее совершенен аппарат терморегуляции: теплоотдача повышена вслед­ствие изменения соотношения между поверхностью тела и его массой. В процессе роста дети в отличие от взрослых нуждаются в большом притоке в организм кислорода. Это обусловлено тем, что ребенок неспособен к глубокому дыханию, а частота дыхания у него в 3–3,5 раза больше, чем у взрослого. Поэтому у детей возрастает роль кожного дыхания. С другой стороны, высокая подвижность детей, более интенсив­ная отдача их организмом тепла в отличие от взрослых также обусловливают повышенную потребность в вентиляции пододежного пространства и обеспечении необходимого теплового комфорта. Отмеченные особенности детского организма предопределяют ряд требований к одежде для детей, ее массе, форме, размерам, применяемым материалам и др. Существенные различия в телосложении половозрастной группы детей вызывают трудности в проектировании и производстве детской одежды. Для изготовления детского белья наиболее широко применяются хлопчатобумажные ткани (бязи, ситцы, сатины, шифоны, фланели и др.) и трикотажные полотна, состоящие из нитей одного или разного волокнистого состава. Для удовлетворения гигиенических требований детские бельевые ткани и трикотажные полотна должны обладать гигроскопичностью не менее 7 %, воздухопроницаемостью для летнего белья более 135 дм3/(м2 с), для зимнего – менее 100 дм3/(м2с). Применять бельевые материалы с добавлением синтетических и ацетатных волокон в одежде для новорожденных, детей ясельного и дошкольного возраста запрещено санитарно-гигиеническими правилами и нормами. Детские платьевые ткани вырабатываются из комплексных нитей, в том числе вискозных, вискозных нитей в сочетании с ацетатными, одних ацетатных или триацетатных нитей. Зна­чительное количество детских платьевых тканей получают из вискозной, хлопчатобумажной, вискозно-лавсановой пряжи и из смеси различных волокон. Использование в детских платьевых тканях вискозной, вискозно-лавсановой и хлопчато­бумажной пряж придает им мягкость и теплоту, свойственную хлопковым тканям. Требования, предъявляемые к сорочечным тканям, различны в зависимости от назначения детских сорочек: повседневные, спортивные, нарядные, летние и зимние. Например, гигроско­пичность тканей для сорочек должна быть не менее 7 %. Для обеспечения вентиляции пододежного пространства летние со­рочечные ткани должны обладать повышенной воздухопрони­цаемостью, а зимние – пониженной (но не менее 100 дм3/(м2с)). Ткани для изготовления верхних сорочек должны иметь повышенные паропроницаемость и влагопоглощение, которые обыч­но регулируются волокнистым составом. Основную массу детских сорочечных тканей составляют хлоп­чатобумажные и шелковые ткани. Шелковые соро­чечные ткани содержат в основе вискозные, ацетатные и капроновые нити, а в утке хлопчатобумажную или шелковую пряжу. Выпускаются детские сорочечные ткани, в основе и утке которых полиэфирно-вискозная пряжа. Лекция 5 Основные принципы проектирования одежды для защиты от холода С охлаждающим микроклиматом человек сталкивается при работе на открытом воздухе в зимний и переходные периоды года (нефтяники, рабочие горнорудной и угольной промышленности, особенно при работах в открытых карьерах, рабочие железнодорожного транспорта, геологи и др.), а также в производственных помещениях, где низкая температура воздуха необходима по технологическим причинам. В ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приспособления к холоду. Теплозащитные свойства одежды определяются тепловым со­противлением материалов пакета, а также наличием в нем воз­душных прослоек. Значение каждого из этих элементов в тепло­изоляции организма при различных условиях эксплуатации одежды неодинаково. В случае пребывания человека в состоянии физического покоя большая часть суммарного теплового сопротивления одежды приходится на тепловое сопротивление воздушных прослоек. При движении, воздействии ветра, увеличении массы одежды возрастает доля материалов в суммарном тепловом сопротивлении, доля воздушных прослоек существенно уменьшается. Наибольшее значение в теплоизоляции человека принадлежит тепловому сопротивлению пакета материалов, конструкции одежды отводится дополнительная роль, хотя немаловажная. Процесс прохождения тепла от поверхности кожи человека через пакет материалов одежды в окружающую среду может быть представлен двумя основными законами распространения тепла: законом Фурье о передаче тепла в твердом теле и обобщенным законом Ньютона о потере тепла наружной поверхностью твердого тела в окружающую среду. Закон Фурье применим к тепловому потоку внутри одежды, а закон Ньютона - к явлениям, происходящим на границе между поверхностью одежды и внешней средой. Согласно закону Фурье тепловой поток может быть определен по уравнению: Q=λ (∆t/б)= λ(tк – tп о)/ б, (5.1) где q – тепловой поток – количество тепла, протекающего в единицу времени от одной изотермической поверхности с температурой t; λ – коэффициент теплопроводности; б – расстояние между изотермическими поверхностями; tк – температура кожи человека (под одеждой); tп о – температура наружной поверхности одежды. Коэффициент теплопроводности материалов одежды – одна из основных теплофизических величин, характеризующих теплозащитные свойства. Проведенные исследования показали, что для воздушно-сухих материалов одежды он практически не зависит от их структуры, волокнистого состава и вида отделки. При тепловых расчетах одежды этот коэффициент можно считать постоянной величиной, равной 0,049 Вт/(м °С). Для оценки теплозащитных свойств материалов и пакетов из них наиболее важной величиной является не коэффициент теплопроводности λ, а обратная ему величина – тепловое сопротивление Rт, м2 °С/Вт. Для простого слоя, где δ– толщина слоя, м; λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м°С). Изотермической называется поверхность, во всех точках которой температура одинаковая. В ходе исследования установлено, что зависимость теплового сопротивления материалов от их толщины имеет в относительно спокойном воздухе линейный характер и в значительно меньшей степени определяется их структурными параметрами и видом волокнистого состава. Общее уравнение, отражающее эту зависимость, имеет вид: Rт = (δ / 0,0495) + 0,001. (5.2) Обобщенный закон Ньютона гласит: количество тепла, отдаваемое в единицу времени элементом наружной поверхности окружающую среду, пропорционально разности температур поверхности (tп) и среды (tc). Он выражается уравнением: Q = α (tп – tc), (5.3) где α – коэффициент теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи — сложная величина, зависящая т физических свойств, характера и интенсивности движения окружающего воздуха, лучеиспускательной способности наружной поверхности одежды, температуры и лучеиспускательной способности окружающих твердых тел и их расположения относи­тельно рассматриваемого участка поверхности. Таким образом, процесс передачи тепла от человека в окружающую среду состоит из двух частей: переда­чи тепла от внутренней поверхности одежды к наружной при перепаде температур от tк до tп и от наружной поверхности одежды (при температуре tпо) в окружающую среду (в част­ности, воздушную). Величину, обратную коэффициенту теплоотдачи, можно рассматривать как сопротивление теплопереходу от наружной поверхности одежды во внешнюю среду (Rп). В этом случае совокупное изолирующее действие одежды, характеризующее весь процесс теплопрохождения от поверхности во внешнюю среду, может быть выражено суммарной величиной R сум Rсум = R э+ Rв.п. + R п , (5.4) где Rв.п – тепловое сопротивление воздушных прослоек между кожей человека и примыкающим к ней слоем материала. Следовательно, задача технического расчета суммарного теплового сопротивления тканей пакетов материалов одежды в первом приближении может быть сформулирована таким образом: при известных физических факторах среды одежда должна быть подобрана так, чтобы ее суммарное тепловое сопротивление обеспечило заданную, соответствующую гигиеническим требованиям величину q согласно уравнению: Q = (tк – tc)/ R сум. (5.5) Влияние вида одежды на показатели теплозащитных свойств. В связи с тем, что теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются подвижностью заключенного в ней воздуха, следует предположить, что тепловое состояние человека при прочих равных условиях будет зависеть от вида одежды, обусловливающей различное попадание наружного воздуха в пододежное пространство. Наибольшими теплоизоляционными свойствами обладает комбинезон. По отношению к тепловому сопротивлению комбинезона тепловое сопротивление куртки и брюк составляет 94,5 %, пальто – 91,5 %. Большее, чем у пальто, тепловое сопротивление комбинезона и куртки с брюками в условиях относительно спокойного воздуха обусловлено большим утеплением нижних конечностей. При движении человека теплоизоляционные свойства его одежды снижаются. Во время ходьбы (3–3,5 км/ч) теплопотери человека, одетого в комбинезон или куртку с брюками, увеличиваются на 6–8 %, одетого в пальто – на 24 %. Наибольшие различия наблюдаются в области нижних конечностей. Снижение теплоизоляционных свойств одежды во время движений может играть и положительную роль (например, при поддержании теплового баланса человека в процессе выполнения им физической работы). При той же физической активности в организме человека, одетого в комбинезон, происходит накопление тепла. Поэтому в комбинезоне, куртке и брюках должны быть предусмотрены специальные устройства, способствующие вентиляции пододежного пространства и снижению теплоизоляционных свойств одежды при усилении физической активности. Теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются толщиной ее пакета, которая включает в себя толщину материалов и толщину воздушных прослоек. Путем увеличения толщины воздушных прослоек в одежде можно повысить ее тепловое сопротивление, но это эффективно лишь в определенных пределах толщины воздушных прослоек (≤ 5 мм). При плотном прилегании комбинезона к телу человека теплопотери его в условиях относительно неподвижного воздуха выше, а температура кожи ниже, чем при свободном облегании. Одежда «закрытого» типа, более плотно прилегающая к поверхности тела человека, при одной и той же толщине пакета ее материалов имеет худшие показатели теплоизоляции. Причиной этого следует считать меньшую фактическую толщину одежды в результате вытеснения воздушных прослоек. При ветре тепловое сопротивление комбинезона, свободно облегающего фигуру, выше, чем прилегающего. Исключение составляет область поясницы. То есть необходимо плотное прилегание одежды в этой области с целью предотвращения ее охлаждения при воздействии ветра. Таким образом, преимущество имеет одежда «замкнутого» типа (комбинезон, куртка и брюки или полукомбинезон), свободно облегающая тело человека. При этом необходимо учитывать толщину предметов одежды, надеваемых под нее, чтобы сохранить окружающую свободу облегания тела изделием. При проектировании одежды «открытого» типа (пальто, куртка) необходимо обеспечить плотное прилегание ее к поверхности тела. В относительно спокойном наружном воздухе увеличение припуска на свободное облегание с 15 до 19 см сопровождается увеличением Rсум комплекта спецодежды как для случая пребывания человека в состоянии физического покоя, так и при выполнении им физической работы. Влияние толщины пакета материалов на суммарное тепло­вое сопротивление одежды. Между тепловым сопротивлением материалов или пакетов материалов и их толщиной существует прямолинейная связь, которая несколько нарушается для пакетов материалов большой толщины (≥16 мм). Эти данные позволяют практически, исходя из толщины пакета материалов, подойти к проектированию одежды с необходимой величиной теплового сопротивления. Данные, полученные при исследовании зависимости теплового сопротивления готового изделия (комбинезона, куртки и брюк) от толщины пакета его материалов, показали, что эта зависимость имеет криволинейный характер (рис. 5.1) и может быть представлена следующим уравнением: Rсум = 0,126 + 0,044б - 0,000678б2, (5.6) где R сум – средневзвешенное тепловое сопротивление одежды в целом (включая защиту головы, стоп, кистей), м2°С/Вт; б – средневзвешенная толщина пакета материалов одежды (включая защиту головы, стоп, кистей), мм. Определенное значение в этом случае имеет вид изделия. Например, эффективность утепления (т.е. степень увеличения теплового сопротивления одежды на единицу толщины пакета материалов) выше за счет увеличения толщины пакета материалов в таких изделиях, как комбинезон, куртка и брюки, чем в пальто. Наибольшие изменения теплового сопротивления одежды (комбинезон, куртка и брюки) наблюдаются при увеличении толщины пакета материалов от 0 до 11 мм. На этом участке графика (см. рис. 5.1) зависимость близка к линейной. Увеличение толщины пакета материалов одежды более 23 мм приводит лишь к незначительному увеличению теплового сопротивления одежды в целом. По мере увеличения толщины пакета материалов уменьшается доля теплового сопротивления воздушных прослоек, что является отрицательным фактором, так как повышается материалоемкость одежды. Для пальто практически предельной является толщина пакета материалов, равная 13,5 мм. Эффективность утепления различных областей тела человека неодинакова. Наибольшая она в области туловища, наименьшая – в областях головы, кистей, стоп. Одной из причин неодинаковой эффективности утепления служит различный радиус кривизны этих областей. В одежде, в комплект которой входит пальто, наименьшая эффективность утепления наблюдается в области бедер, для которой характерна усиленная вентиляция пододежного пространства. Поэтому утепление бедер путем увеличения толщины пальто на этом участке нецелесообразно. Неодинаковая эффективность утепления различных областей тела человека была положена в основу распределения теплоизоляционных материалов в одежде. При этом исходили из того, что если эффективность утепления различных областей тела человека неодинакова, то целесообразно в большей степени увеличивать толщину пакета материалов на тех участках одежды, где благодаря этому можно достичь и большего увеличения теплового сопротивления (например, в областях туловища, плеча), так как увеличение толщины пакета материалов на других участках одежды после достижения определенного предела приводит к повышению теплоизоляционных свойств одежды. Показателем эффективности утепления каждого участка тела человека служит отношение суммарного теплового сопротивления одежды, определенного на этом участке, к средневзвешенной величине теплового сопротивления одежды в целом. Чем выше средневзвешенная толщина одежды, тем более неравномерна теплоизоляция различных областей тела человека. Пока­затели эффективности утепления таких изделий, как комбинезон, куртка и брюки, приведены в табл. 5.1. Зная, какую средневзвешенную толщину пакета материалов должна иметь одежда, чтобы обеспечивать необходимый тепло-изоляционный эффект, можно рассчитать рациональную толщи­ну пакета материалов на каждом ее участке. Данный подход к вопросу утепления различных областей тела человека позволяет повысить тепловое сопротивление одежды в целом, не увеличивая общего расхода материалов. Одновременно такая одежда создает благоприятные усло­вия для теплоотдачи с различных областей тела и обеспечивает нормальную топографию температуры кожи. Зависимость показателей теплозащитных свойств одежды от скорости ветра и воздухопроницаемости пакета материалов. Так как теплоизоляционные свойства одежды обусловлены в основном заключенным в ней инертным слоем воздуха, ветер, проникая внутрь одежды и усиливая конвекцию в материалах и пододежном пространстве, снижает ее защитный эффект. Данные, имеющиеся в литературе, свидетельствуют о том, что в условиях ветрового воздействия теплоизоляционные свойства пакета ма­териалов и одежды в целом зависят в большей степени от их воздухопроницаемости. Показатели теплозащитных свойств одежды «закрытого» типа (куртка и брюки, комбинезон) в условиях ветра различия в суммарном тепловом сопротивлении участков одежды, обусловленные различной толщиной пакета материалов, сглаживаются, если эти участки подвергаются непосредственному воздействию движущегося воздуха. Происходит это, по-видимому, потому, что с увеличением толщины теплоизоляционного слоя в нем происходит усиление конвекции. Этот факт, наблюдаемый при относительно спокойном воздухе и являющийся одной из причин нелинейной зависимости теплового сопротивления одежды от ее толщины, приобретает в условиях ветра еще большую значимость. Однако зависимость средневзвешенного теплового сопротивления одежды от толщины пакета ее материалов сохраняется и в условиях ветра, так как воздействию ветра подвергается лишь часть поверхности тела человека. Например, при увеличении толщины пакета материалов с 23 до 36 мм тепловое сопротивление одежды вне зависимости от скорости ветра увеличивается на 10 %. Зависимость средневзвешенных величин теплового потока, температуры кожи, дефицита тепла в организме и теплового сопротивления одежды от скорости ветра носит линейный характер (рис. 5.2). Степень уменьшения суммарного теплового сопротивления одежды зависит как от скорости ветра, так и от воздухопроницаемости пакета материалов. При этом предполагается, что определенная воздухопроницаемость пакета материалов обеспечивается благодаря основной ткани либо специальной прокладке, размещенной под основной тканью. Анализ локальных величин показывает, что зависимость суммарного теплового сопротивления одежды от скорости ветра на обдуваемых участках (в частности, в областях плеча, бедре является линейной лишь при небольшой воздухопроницаемости одежды – 7 дм3/(м2с). При большей воздухопроницаемости – 24-40 дм3/(м2 с) – зависимость эта носит криволинейный характер. Наибольшие изменения в тепловом сопротивлении обдуваемого участка одежды происходят при скорости ветра до 4 м/с.С увеличением скорости ветра значимость воздухопроницаемости пакета материалов одежды в сохранении ее теплоизоляционных свойств возрастает. Эти данные позволяют выбирать воздухопроницаемость пакета материалов одежды в соответствии с теми скоростями ветра, которые преобладают в предполагаемых районах эксплуатации одежды. Кроме того, они дают возможность прогнозировать теплоизоляционные свойства одежды в зависимости; от скорости ветра и воздухопроницаемости. Ниже приведено уравнение, позволяющее оценить степень снижения теплового сопротивления одежды данного вида (комбинезон, куртка и брюки) в зависимости от скорости ветра и воздухопроницаемости пакета материалов. С= (0,07В+2)v +5, (5.7) где С – снижение средневзвешенного термического сопротивления одежды, %; В – воздухопроницаемость пакета материалов одежды, дм3/(м2-с); v –скорость ветра, м/с. Показатели теплозащитных свойств одежды «открытого» типа (пальто). Результаты, полученные при исследовании тепло­защитных показателей зимних пальто непосредственно на человеке, свидетельствуют об увеличении интенсивности охлаждения человека с увеличением скорости ветрового потока и воздухо­проницаемости пакета материалов одежды. Зависимость средневзвешенного теплового потока от скорости ветра при воздухопроницаемости пакета материалов одежды 60 дм3 /(м2с) носит линейный характер. Результаты исследований позволили представить изменения суммарного теплового сопротивления одежды в зависимости от скорости ветра, воздухопроницаемости пальто и движений тела человека следующим уравнением R сум.в.=0,82 R сум. шт.-(0,00018 В+ 0,0093) v, (5.8) где R сум.в – суммарное тепловое сопротивление одежды в условиях ветра, м2 0С/Вт; R сум. шт – суммарное тепловое сопротивление одежды при относительно неподвижном воздухе, определенное на человеке, находящемся в состоянии физического покоя, м2°С/Вт; В – воздухопроницаемость пакета ма­териалов пальто, дмэ/(м2с); v – скорость ветра, м/с. Приведенное уравнение позволяет ориентироваться в изменении суммарного теплового сопротивления комплекта одежды, включающего пальто, в зависимости от воздухопроницаемости пакета материалов и скорости ветра. Кроме того, оно дает возможность определять исходное тепловое сопротивление одежды Rсум. шт, с учетом конкретной воздухопроницаемости пакета ма­териалов пальто и скорости ветра, при которой предполагается его эксплуатация. Зная Rсум. шт, можно установить средневзвешенную толщину пакета материалов. Методика создания одежды для защиты от холода в соответствии с условиями ее эксплуатации Для определения теплового сопротивления одежды, исходя из формулы Rсум.= (tк-tв)/q, (5.9) необходимы сведения о температуре кожи человека tк, темпе­ратуре воздуха tв и тепловом потоке q. Для приближенного рас­чета теплового потока требуются следующие сведения: об энерготратах человека Qэ.т., Вт; тепловой энергии, получаемой извне, Qт.в Вт; о допустимом дефиците тепла в организме Д кДж; о времени непрерывного пребывания человека в заданных условиях τ, ч; о термическом коэффициенте полезного действия, η; о потере тепла испарением влаги с поверхности тела человека и верхних дыхательных путей Qисп, Вт; о затрате тепла на нагревание вдыхаемого воздуха Qдых.н, Вт; о размере поверхности тела человека S, м2 . Кроме того, для изготовления одежды с заданным тепловым сопротивлением необходимы сведения о скорости ветра и воз­духопроницаемости пакета материалов. Все перечисленные выше показатели обусловливают величину теплового сопротивления одежды. При создании специальной одежды следует учитывать среднюю температуру воздуха рабочей части суток (наиболее вероятную для зимних месяцев того или иного района). При изготовлении одежды бытового назначения можно исходить из среднесуточной температуры, поскольку в суточном изменении температуры ее среднее значение чаще всего приходится на утренние и вечерние часы, когда человек уходит на работу и возвращается. Количество тепла, получаемого человеком извне за счет сол­нечной радиации, при расчетах теплового сопротивления зимней одежды можно не учитывать, принимая во внимание возможное снижение температуры воздуха и непостоянный характер радиа­ционного баланса. При проектировании одежды для защиты от холода можно исходить из того, что человек, эксплуатирующий ее, несколько охлаждается (а не из теплового равновесия организма и окружающей среды). Допущение охлаждения человека (до появления теплоощущений «прохладно») возможно по следующим причинам: • Пребывание человека в условиях воздействия охлаждающего фактора ограничено во времени; • Определенная степень охлаждения организма активизирует жизнедеятельность, повышая обменно-энергетичесчий уровень, способствуя активности терморегулирующих механизмов и адап­тации к условиям холода; • Одежда, рассчитанная на некоторое охлаждение, дает воз­можность человеку работать и при повышенной температуре окружающей среды, а также выполнять физическую работу большей интенсивности без перегревания. Из существующих материалов практически нельзя создать одежду, которая бы в условиях низкой температуры окружающей среды обеспечила длительный комфорт при выполнении человеком легкой физической работы или пребывании его в состоянии физического покоя. Рекомендуется рассчитывать тепловое сопротивление одежды исходя из того, что по истечении заданного времени пребывания человека в условиях охлаждения он оценит свои теплоощущения как «прохладно». На большее охлаждение при проектировании одежды не следует ориентироваться по следующим причинам: – фактическая температура окружающей среды может оказаться ниже той средней, которая принималась при расчетах термического сопротивления одежды; – энерготраты человека не носят постоянного характера: периоды более интенсивной работы чередуются с периодами менее интенсивной; – большее охлаждение человека требует и большего времени обогревания, то есть эффективность использования рабочего времени уменьшается; – большее охлаждение организма может быть причиной возникновения простудных заболеваний и снижения работоспособности человека. Методика расчета теплового сопротивления бытовой одежды. Чтобы обеспечить требуемое тепловое состояние организма человека, тепловое сопротивление одежды бытового назначения должно соответствовать конкретным условиям ее эксплуатации. При этом следует ориентироваться на средние показатели метеорологических условий различных климатических зон. Непрерывное время пребывания на холоде принимается равным 1 ч, скорость передвижения человека – около 3,2 км/ч (209 Вт). При данном уровне энерготрат теплоощущениям «прохладно» соответствуют следующие физиологические показатели: средневзвешенная температура кожи 30 ± 1,3 °С, температура стоп 24 ± 1,5 °С, дефицит тепла в организме (208 ± – 84) 103 Дж. В связи с возможным изменением условий эксплуатации одежды, усиливающих охлаждение организма (например, с по­нижением температуры воздуха, увеличением времени пребывания на холоде и т.д.), при расчете теплового сопротивления одежды следует ориентироваться на средний уровень величин, указанных выше (30 °С – средневзвешенная температура кожи, 208 103 Дж – дефицит тепла в организме). Теплозащитные свойства бытовой одежды определяют в такой последовательности. 1. Рассчитывают тепловой поток со всей поверхности тела человека. Радиационно-конвективные теплопотери могут быть определены из уравнения теплового баланса Qрад.конв = (Qт.п. + Д) – Qисп – Qдых.н.) (5.10) Тогда тепловой поток на единицу поверхности тела человека (средневзвешенный) будет q сп= Qрад.конв/S, (5.11) где S – поверхность тела человека, м2 Потери тепла испарением Qисп с учетом некоторого охлаждения организма человека принимают равными 20 % общих теплопотерь. Потери энергии на механическую работу при таком виде физической деятельности, как ходьба, равны 0. Поверхность тела человека (при массе 70 кг и росте 170 см) ~1 ,8 м. Потери тепла дыханием Qдых.н для данного уровня энерготрат в зависимости от температуры окружающего воздуха приведены ниже: Температура воздуха, 0С Теплопотери дыханием, Вт Температура воздуха, 0С Теплопотери дыханием, Вт +10 5,8 -20 15,6 +5 7,2 -25 16,9 8,6 -30 18,2 -5 10,0 -35 19,6 -10 11,6 -40 21,0 -15 14,0 Средневзвешенные значения теплового потока с поверхности тела, обеспечивающие комфортные теплоощущения человека в течение 1 ч, следующие: Температура воздуха, 0С Средневзвешенный тепловой поток, Вт/м2 Температура воздуха, 0С Средневзвешенный тепловой поток, Вт/м2 +10 115 -20 111 +5 114 -25 110,5 113,5 -30 110 -5 113 -35 109,5 -10 112 -40 109 -15 111,5 -45 108,5 2. Определяют тепловой поток с поверхности туловища че­ловека. При проектировании бытовой одежды для защиты от холода (пальто, куртки) необходимо ориентироваться на то, чтобы она в требуемой степени защищала от охлаждения те об­ласти тела, которые ею покрываются (в частности, область ту­ловища). Согласно ранее приведенным данным, радиационно-конвективные теплопотери с поверхности туловища человека, находящегося в движении и оценивающего по истечении 1 ч свои теплоощущения как «прохладно», составляют 21,8 % общих радиационно-конвективных теплопотерь. qтул. = (q / 100) 21,8 (5.12) Тепловой поток на единицу поверхности тела человека, Вт/м2 может быть определен также из приведенных ниже эмпирических уравнений, выведенных на основании взаимосвязи теплового потока и температуры кожи: qсп = (39,8 – tск)/0,078; (5.13) qсп = (37,5 – tтул)/0,074. (5.14) 3. По показателю теплового потока с поверхности туловища определяют уровень температуры кожи человека, который будет наблюдаться по истечении 1 ч пребывания на холоде. В свою очередь это дает возможность оценить теплоизоляционный эффект созданной одежды. Показатели теплового потока с поверхности туловища человека, которые необходимо обеспечить с помощью одежды при различной температуре воздуха, приведены ниже: Температура воздуха, 0С Тепловой поток с поверхности туловища человека, Вт/м2 Температура воздуха, 0С Тепловой поток с поверхности туловища человека, Вт/м2 +10 74,0 -20 71,0 +5 73,5 -25 70, 5 73,0 -30 70,0 -5 72,5 -35 69,5 -10 72,0 -40 69,0 -15 71,5 -45 68,5 4. По формуле Rсум = (tск – tв)/ qсп – рассчитывают тепловое сопротивление одежды в целом (средневзвешенное), исходя из средневзвешенных значений температуры кожи tск и теплового потока qсп. Тепловое сопротивление одежды в области туловища определяют по той же формуле, ориентируясь на температуру туловища tтул и тепловой поток на этом участке qтул. Тепловое сопротивление одежды для различных климатических зон указано Лекция 6 Основные принципы проектирования одежды для защиты от тепла Воздействие тепла человек может испытывать как в быту, так и на производстве. Защита человека от перегрева – сложная задача, т.к. одновременно человек необходимо защитить от притока тепла извне, так и обеспе6чить отдачу тепла, образующегося в организме. Тепловой комфорт у человека, одетого в комплект комнатной одежды, наблюдается при температуре воздуха около 22 °С. При Т= 25°С требуется лёгкая одежда, а при температуре воздуха выше 25°С у человека возникает напряжение процессов терморегуляции. Ветер большой скорости при высокой температуре воздуха усиливает нагревающее действие среды. Запылённость воздуха закупоривает протоки потовых желёз, нарушает работу сальных желёз, кожа становится сухой, менее теплопроводной. При неподвижном воздухе его слой, прилегающий к телу, насыщается влагой и препятствует дальнейшему испарению пота. Повышение температуры воздуха сопровождается расширением периферических сосудов. Большая масса крови переходит на периферию, теплопроводность кожи увеличивается. Это ведёт к снижению температуры кожи и увеличению испарения жидкости через кожу. При росте температуры до 35°С начинается работа потовых и сальных желёз. Выделяющийся пот служит защитой организма от солнечной радиации. Вместе с потом выделяется большое количество хлоридов, это может привести к расстройству нервной системы (судороги, рвота). Начиная с температуры воздуха 38°С возникает опасность появления тепловых ударов. Причём женщины менее устойчивы к действию тепловой нагрузки, чем мужчины, причина – меньше теплоотделение и теплоотдача. Постоянное в течение длительного времени напряжение механизма терморегуляции приводит к истощению защитных сил организма. Требования к бытовой и специальной одежде. Для обеспечения хорошего самочувствия человека в условиях повышенных температур в первую очередь следует уменьшить приток солнечной радиации. Достигается это использованием материалов с малой теплопроводностью или отражающих максимальное количество солнечных лучей (металлизированные материалы). Имеет также большое значение цвет материала и их структура (наличие сквозных пор). В условиях теплового нагрева главным способом поддержания теплового баланса служит испарение влаги с поверхности тела. Каковы же способы повышения эффективности потовыделения? 1) необходимость наличия воздушного слоя вокруг тела, чтобы одежды не прилегала к коже; 2) необходимость вентиляции пододёжного пространства, что связано с выбором материала и конструкцией одежды; 1) высокая гигроскопичность и воздухопроницаемость – это непременное требование к материалам для летней одежде (В>=330-370 дм3 /м².с., гигроскопичность >= 7%); 2) высокая влагоёмкость материалов; 3) медленная высыхаемость; в жарком климате рекомендуется двухслойная одежда (бельё, платье), снижается нагревающее дествие внешней среды и уменьшается загрязнение верхней одежды потом; 4) материалы не должны прилипать к поверхности тела. чтобы не снижать потоотделения. Лучше, если поверхность будет неровной, шероховатой. Очень важное значение для вентиляции пододёжного пространства имеет конструкция одежды. Преимущество отдаётся одежде свободного покроя, специальным вентиляционным устройствам, особенно в спецодежде. В зависимости от толщины пакета одежды (t п) и состава волокна для комфортного состояния человека рассчитывают толщину воздушной прослойки. Для различных видов материалов толщина воздушной прослойки составляет tвозд = (2,5-3,5) t п. Для хорошего самочувствия человека в одежде воздушный зазор между слоями одежды д.б. между телом и бельём 0,1 см, между пиджаком и пальто 0.3 мм. Физиолого-гигиенические прибавки (ПФ) по линии груди рассчитывают по формулам: Пф = 11 t п – для шерстяных тканей; Пф =13,5 t п – для хлопчатобумажных тканей. Лекция 8 Методы физиолого-гигиенической оценки одежды Физико-гигиеническая оценка одежды выполняются с целью определения соответствия её условиям носки, сравнения существующей и вновь созданной одежды, установления допустимого времени непрерывной эксплуатации. Методы измерения температуры Современные типы биотермометров классифицируют по двум признакам: 1) конструкции, зависящей от области тела, в которой устанавливают датчики - аксиллярные ( в подмышечной впадине), оральные (во рту), ректальные ( в прямой кишке), паховые пупочные, кожные и т.д.; 2) термометрическому эффекту, на котором основан принцип работы термометра, - тепловое расширение, изменение электрического сопротивления, термоэлектричество, тепловое излучение. В физиолого-гигиенической практике оценки одежды наибольшее распространение среди биотермометров получили термометры сопротивления и термопары. При бесконтактном методе температуру кожи определяют радиационными термометрами, этот способ объективен, так как нне нарушает условий теплового обмена между участками кожи и окружающей средой, но они громоздки. При этом тепловое излучение с помощью оптической системы регистрируется датчиком, электрический сигнал с которого подаётся на измерительную систему. Приёмником является термопара. Однако современная радиотелеметрическая аппаратура в большинстве случаев имеет большие габариты и её применение ограничено. Биокалориметрия При изучении теплового состояния человека в одежде большую роль играют методы биокалориметриии, которые позволяют определять энерготраты, теплопродукцию, тепло- и влаговыделение. Энерготраты определяют при оценке различных конструктивных изменений в одежде. Методы непрямой калориметрии. Энерготраты при использовании метода непрямоц калориметрии определяют исходя из объёма поглощенного организмом человека кислорода и объёма выделенного углекислорго газа, измененных с помощью газообменных методик. С учётом дыхательного коэффициента Д и в зависимости от значения теплового эквивалента 1 л поглощённого кислорода рассчитывают теплопродукцию человека и энергию, затрачиваемую им на выполнение внешней работы. Для анализа выдыхаемого воздуха в методах непрямой калориметрии используют приборы, работающие по принципу газоанализной и объёмной методик. При газоанализной методике контролируют только выдыхаемый воздух. ( прибор Дугласа-Холдена). Объёмная методика заключается в регистрации уменьшения объёма газа в замкнутой системе, в которой присоединён человек (Спирометр). Методы непрямой калориметриии. Биокалориметры. Используемые в методах прямой биокалориметрии, различаются по конструкции и типу тьеплопередачи. Биокалориметры различаются по конструкции и типу теплопередачи. Биокалориметры бывают проточные и статичные. К проточным биокалориметрам относятся носимые, изотермические и косвенные. К статичным – адиабатические, и компенсационные, градиентные и динамические. Один из важных параметров, характеризующих тепловое состояние человека, - количество его тепловыделений. Тепловыделения человека используются при расчётах теплозащитных свойств одежды и оценке одежды в целом. Одним из наиболее распространённых методов определения тепловыделений является метод взвешивания. Колориметрическим методом определяют интенсивность потоотделений по степени изменения цвета ряда химических веществ (лакмусовой бумаги, соединений газа и касторового масла). Гальванометрический метод определяет количество выделившегося пота как функцию изменения электропроводности кожи в зависимости от состояния потовых желёз. Методы определения микроклимата под одеждой. Микроклимат под одеждой оценивается рядом показателей: температурой и влажностью воздуха, вентилируемостью одежды,содержанием углекислого газа, Температуру воздуха под одеждой (между телом и одеждой) измеряют с помощью термопар и термометров сопротивления металлических и полупроводниковых). Скорость движения воздуха под одеждой измеряют приборами - анемометрами. Работа анемометра основана на вращении потоком воздуха лёгких лопастей, движение которых через систему зубчатых колёс фиксируется счётным механизмом с циферблатом. Влажность воздуха под одеждой измеряется методами: электропсихрометрическим и сорбционным. Электропсихрометрический метод основан на измерении температуры сухим и влажным термометрами, помещёнными в пододёжное пространство. Сорбционный метод основан на использовании свойств гигроскопичных тел, состояние которых зависит от количества поглощённой влаги. Лекция 7 Основные принципы проектирования специальной одежды Специальная одежда, обеспечивающая защиту от опасных и вредных производственных факторов, должна отвечать эргономическим, эксплуатационным и эстетическим требованиям. Создание специальной одежды, отвечающей всем перечислен­ным требованиям, слагается из пяти основных этапов: 1) анализ технических требований и изучение условий труда рабочих; 2) выбор материалов, в наибольшей степени соответствующих конкретным условиям производства (воздействию вредных и опасных производственных факторов, метеорологическим условиям); 3) разработка конструкции одежды с учетом динамики работающих, локализации воздействия вредного или опасного производственного фактора и метеорологических условий; 4) оценка специальной одежды в лабораторных и производственных условиях; 5) разработка нормативно-технической документации на массовое или серийное изготовление специальной одежды. Качество специальной одежды для рабочих конкретных про­фессий во многом определяется знаниями условий труда. При изучении условий труда рабочих в первую очередь обращают внимание на следующее: характер производственных факторов и степень их воздействия (по всей поверхности или на локальных участках); тяжесть выполняемой работы; характерные движения; метеорологические условия (температура и влажность воздуха, скорость ветра); режим труда и отдыха; нормативный срок эксплуатации (в соответствии с нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений); эстетические требования (цветовое решение, соответствие промышленному интерьеру предприятия). С учетом всех этих факторов разрабатывают специальную одежду. Например, в соответствии с метеорологическими данными, интенсивностью физической работы, временем пребывания на рабочем месте выбирают материалы и разрабатывают конструкцию одежды, обеспечивающую нормальные условия для теплообмена человека на производстве. В соответствии же с характером производственных факторов и движениями человека выбирают материалы и разрабатывают конструкцию одежды, обеспечивающую необходимую защиту от этих факторов и свободу движений. Выбранные материалы и конструкция обусловливают также срок носки специальной одежды и работоспособность человека. Материалы выбирают таким образом, чтобы они в наиболь­шей степени обеспечивали защитные, эксплуатационные и эргономические требования. Для этого в лабораторных условиях, на­ряду с защитными свойствами, определяют такие показатели, как прочность, устойчивость к истиранию, жесткость, воздухопроницаемость, влагопроводность, массу и т.д. Конструкцию специальной одежды разрабатывают с учетом движений рабочих, свойств материалов и требований, предъявляемых к данному виду одежды. На этом этапе определяют изменение размеров отдельных участков фигуры человека в за­висимости от характера движений при работе. Анализ движений работающих в различных отраслях промышленности показал, что при совершении основных (характерных) движений существенно изменяются значения ведущих размерных признаков фигуры человека. Исходя из динамического прироста измерений при конструи­ровании изделий устанавливают общий припуск на свободное облегание и его распределение по основным конструктивным участкам. При этом учитывают свойства выбранных материалов: жесткость, драпируемость, массу, которые в большой сте­пени определяют эргономические свойства спецодежды. Естественно, что любая спецодежда в какой-то мере ограничивает движения человека. Однако в любом случае она не должна оказывать нежелательных воздействий на организм человека, поскольку это связано с уменьшением уровня работоспособности. Поэтому необходимо создание такой конструкции спецодежды, которая давала бы возможность работающему осуществлять разно­образные движения с наибольшим размахом при минимальной затрате физической энергии. Степень эргономического совершенства оценивается по сле­дующим комплексным показателям: антропометрическому, ги­гиеническому, физиологическому, психофизиологическому, пси­хологическому. Антропометрический показатель качества спецодежды харак­теризует ее соответствие размерам и форме тела человека. Ги­гиенический показатель оценивает способность изделия отводить или сохранять тепло, удалять влагу и другие продукты жизне­деятельности организма из пододежного пространства. Физиологический показатель характеризует тепловое состоя­ние организма в спецодежде, соответствие силовым и энергети­ческим возможностям человека. В частности, материалы, из ко­торых изготовлена спецодежда, должны обладать минимально возможной жесткостью при изгибе и максимальной эластично­стью, чтобы усилия на преодоление сопротивления одежды не вызывали повышенной утомляемости человека. Психофизиологический показатель качества спецодежды оценивает ее соответствие особенностям функционирования ор­ганов чувств человека: зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным, кинестатическим (мышечным) и т.п. Например, одежда с капюшоном или шлемом не должна снижать порога слуха у человека или уменьшать поле его зрения. Для ряда профессий (охотники, охранники и др.) не допускается применение материалов, издающих при движении шорох, скрип. Повышенная масса изделия и неравномерность распределения ее по поверхности тела человека оказывают чувство давления, потертость кожи и т.п. Применение материалов с высоким коэффициентом поверхностного отражения (например, металлизированных) может привести к ухудшению остроты зрения, пропускной способности, зрительного анализатора и т.п. Психологический показатель характеризует удобство пользования отдельными элементами спецодежды, надевания и снятия ее, соответствие цвета изделия возможностям цветового зрения человека. С учетом этого при проектировании спецодежды оценивается удобство пользования карманами и другими конструктивными элементами для размещения необходимых предметов труда. Для ряда профессий (например, пожарных, работающих в горячих цехах, и т.п.) конструкция спецодежды должна быть такой, чтобы обеспечить быстрый съем ее при необходимости. Цвет материала, из которого должна изготовляться спецодежда, не должен оказывать раздражающего действия на психику человека. В то же время в ряде случае цвет одежды или ее отдельных частей должен быть таким, чтобы в аварийных ситуациях позволял обнаружить человека в короткий срок. Обеспечение эргономических требований, предъявляемых к спецодежде, возможно не только благодаря оптимальным кон­структивным параметрам, но и необходимым конст­руктивным элементам. К основным из них относятся складки и эластичные вставки. Введение их в конструкцию позволяет уменьшить прибавки на свободное облегание без снижения эргономического уровня при одновре­менном улучшении эстетических свойств. Комбинезоны с эластичными вставками и складками на спинке являются более совершенными с эргономической точки зрения, что подтверждается данными физиолого-гигиенической оценки этих изделий, проведенной в микроклиматической камере с заданными метеорологическими условиями: температурой, влажностью, скоростью ветра и др. Гигиенический показатель качества спецодежды – наиболее важный эргономический критерий. Об эргономическом совер­шенстве спецодежды можно судить по гемодинамическим пока­зателям (частоте сердечных сокращений, артериальному давле­нию), работоспособности, состоянию центральной нервной сис­темы, критериям теплового состояния. При выполнении легкой работы и работы средней тяжести с эргономической точки зрения наиболее совершенным являет­ся покрой рукава с ластовицей. Об уровне эргономического совершенства спецодежды можно судить также по состоянию двигательного анализатора, оп­ределяемого путем оценки времени выполнения движений человеком и точности координации этих движений. При эргономической оценке качества конструкции спецодежды используются методы определения мышечной силы и вынос­ливости правой и левой рук до и после опыта. Давление одежды на тело человека – один из важнейших показателей, определяющих уровень ее эргономического совершенства. При этом надо иметь в виду, что спецодежда, оказывая в процессе эксплуатации давление на тело человека, не должна вызывать раздражение кожи, наминки, потертостей. Как известно, в последние годы во всем мире растет произ­водство синтетических нитей и волокон, а следовательно, и ма­териалов из них. Материалы из синтетических волокон облада­ют многими положительными свойствами: долговечностью, ста­бильностью размеров, удобством ухода и высоким уровнем эс­тетических свойств. Однако применение этих гидрофобных ма­териалов оказывает неблагоприятное влияние на микроклимат под одеждой, вызывая неприятные ощущения от электрических разрядов, раздражение кожи, быструю загрязняемость. Кроме того, для некоторых химических волокон характерна недостаточ­ная химическая стабильность. Существенным недостатком гид­рофобных химических волокон является их высокая электризуемость, отрицательно влияющая на самочувствие человека. В связи с этим возникла проблема, связанная с выяснением влияния волокнистого состава материалов на микроклимат под одеждой и определением оптимальной смеси синтетических и натуральных волокон. Последнее позволяет сочетать положи­тельные свойства волокон и компенсировать их недостатки. Тенденция замены при изготовлении материалов для спец­одежды натуральных волокон на синтетические открывает ши­рокие возможности для обеспечения высокого защитного эффекта. Однако гигиенические свойства таких материалов значитель­но уступают натуральным, что связано с гидрофобностью син­тетических волокон, их высокой теплопроводностью. Поэтому замена натуральных волокон на синтетические ведет к ухудше­нию гигиенических свойств одежды вследствие нарушения прежде всего тепловлагообмена организма. Ухудшение гигиенических свойств одежды из синтетических материалов усиливается при изменении физической активности человека, при дискомфортных микроклиматических условиях ок­ружающей среды, что ведет к снижению работоспособности че­ловека. На основании выполненных в Центральном научно-исследовательском институте швейной промышленности исследований сделаны выводы, что применение смесовых тканей для изготовления спецодежды необходимо дифференцировать в зависимости от доли вложения синтетических волокон, уровня энерготрат и климатических условий. Правильное применение этих материалов позволит обеспечить лучшие гигиенические, эксплуатационные и эстетические свойства спецодежды. При создании специальной одежды, в наибольшей мере отвечающей предъявляемым к ней требованиям, очень важно обоснованное введение конструктивных элементов, позволяющих максимально удовлетворить запросы потребителей. Конструктивные элементы подразделяют в соответствии с предъявляемыми к специальной одежде требованиями: защитными, эксплуатационными и эргономическими (в том числе гигиеническими). Например, для рабочих горячих цехов конструкция костюма должна быть такова, чтобы исключались конструктивные элементы, в которых задерживаются искры и брызги металла. Этим защитным требованиям отвечает костюм прямого покроя с потайной застежкой, без выступающих деталей, способствующих задержанию вредностей. Требования к регулированию теплозащитных функций специальной одежды в соответствии с переменными параметрами окружающей среды обеспечиваются благодаря применению многослойных утеплителей (пристегивающихся к основным деталям утепляющих прокладок, утепленного белья и т.д.) и различных вентиляционных устройств. Регулирование теплозащитных свойств особенно важно по отношению к одежде специального назначения, когда в течение рабочей смены изменяются интенсивность физической работы (чередующейся с периодами отдыха) человека и метеорологические условия (температура воздуха, скорость ветра, интенсивность солнечного излучения). Оно может быть осуществлено благодаря применению многослойных утеплителей (пристегивающихся к основному материалу, утепляющей прокладки, утепленного белья и т.д.) и различных вентиляционных устройств. Регулирование Rсум одежды осуществляется в этом случае за счет изменения толщины утеплителя путем комбинирования его слоев или путем нарушения инертности воздушных прослоек. Защита от ветра (помимо использования материалов соответствующей воздухопроницаемости, см. ниже) может быть обеспечена специальными клапанами по линии застежки куртки и брюк, капюшоном, напульсниками, конструктивными элементами, защищающими лицо. Одно из требований к вентиляционным устройствам в одежде зимнего назначения – предупреждение попадания наружного холодного воздуха в пододежное пространство (между поверхностью тела и первым слоем одежды). Несоблюдение этого требования, особенно на фоне общего перегревания при физической работе и повышенного потоотделения может быть причиной возникновения заболеваний простудного характера. Наиболее целесообразным является комплект зимней одежды, утеплитель в которой выполнен разъемным: пристегивающимся к материалу верха или в виде утепленного белья. В этом случае вентиляционные устройства целесообразно располагать в верхнем костюме таким образом, чтобы холодный наружный воздух проходил между двумя слоями утеплителя и не вызывал чрезмерного охлаждения поверхности тела. Результаты физиолого-гигиенических исследований комплекта зимней спецодежды с вентиляционными устройствами показали, что они оказывают существенное влияние на показатели микроклимата под одеждой и теплоотдачу организма. Вентиляционные отверстия, особенно при ветре, снижая суммарное тепловое сопротивление комплекта спецодежды, расширяют температурный диапазон, в котором может сохраняться тепловое состояние человека на уровне оптимального или допустимого. Например, открывание застежек-молний, располагающихся в средней части рукава (на внутренней поверхности), нижней части куртки (спереди и сзади), при скорости ветра 5 м/с приводит к увеличению средневзвешенного теплового потока на 11 % (в области туловища на 22 %). Суммарное тепловое сопротивление комплекта одежды в целом уменьшается на 12 %. Выполнение работ при этой температуре воздуха с закрытыми вентиляционными отверстиями приводит к перегреванию организма, которое может вызвать снижение работоспособности и повлечь за собой простудные заболевания. Применение вентиляционных устройств в зимней одежде эффективно лишь в том случае, если их локализация учитывает характер физической деятельности человека. Так, в брюках для уменьшения теплоизоляции нижней половины тела вентиляционные отверстия (если работа связана с интенсивной ходьбой) целесообразно располагать в области боковых швов (бедра). Все это позволяет регулировать термические сопротивления одежды путем изменения толщины утеплителя, комбинации его слоев, а также путем нарушения инертности воздушных прослоек, используемых в качестве утепляющего слоя попадания воздуха более низкой температуры в пододежное пространство. На этих принципах, например, спроектирована мужская и женская одежда для нефтяников северо-восточных районов страны, машинистов бурильных установок угольных разрезов, путевых рабочих, лесозаготовителей. Наряду с этим в одежде для нефтяников применены вентиляционные устройства. Одежда, предназначенная для защиты от вредных жидких веществ, должна иметь минимальное количество швов. К конструктивным элементам, обеспечивающим защиту от пылевидных вредных веществ или микроорганизмов, относятся всевозможные манжеты, стягивающие по обхвату пояса, хлястики, эластичные ленты, текстильные застежки. К конструктивным элементам, обеспечивающим гигиенические требования к одежде, предназначаемой для эксплуатации в условиях нагревающего микроклимата, могут быть отнесены: специальные вентиляционные устройства на участках наибольшего потовыделения (отверстия в виде петель, отверстии в швах, кокетках и т. д.), а также специальной формы ластовицы в области подмышек, сконструированные по принципу мехов. С этой же целью может быть дан увеличенный припуск на свободное облегание, облегчающий циркуляцию воздуха, или создана комбинированная одежда, в которой предусматривается сочетание материалов, обладающих малой или нулевой и высокой воздухопроницаемостью. Последнее возможно, когда воздействию агрессивных веществ подвергаются лишь локальные участки, защита которых и достигается, например, пленочными материалами; другие участки одежды в этом случае могут быть изготовлены из материалов, обладающих высокой воздухопроницаемостью. Указанные конструктивные элементы способствуют уменьшению накопления влаги в пододежном пространстве и, следовательно, улучшают тепловое состояние человека, повышают его работоспособность. К конструктивным элементам, обеспечивающим эксплуатационные требования, относятся различные накладки или покрытия из полимерных материалов на наиболее изнашиваемых участках одежды. Известно, что удобство одежды обеспечивается не только конструкцией в целом и оптимальными прибавками, но и всевозможными конструктивными элементами, которые способствуют перераспределению напряжений и деформации в одежде. К основным конструктивным элементам, создающим удобство одежды при эксплуатации, относятся: складки, защипы, сборки, ластовицы, эластичные вставки, подрезы и т.п. Применение их дает возможность регулировать ширину изделия, не ухудшая его внешнего вида и посадки на фигуре человека. Ластовицы обеспечивают свободу движения рук и могут быть отрезными, цельновыкроенными с полочкой, спинкой и рукавами. Существует большое разнообразие видов специальной одежды, которые в зависимости от конкретных производственных условий могут быть рекомендованы для обеспечения безопасных условий труда. К основным из них относятся: куртка, брюки, комбинезон, полукомбинезон, плащ, фартук, рукавицы, жилет, перчатки, нарукавники, бахилы, различные головные уборы, наплечники, наколенники и т.д. Эти виды специальной одежды могут применяться как порознь, так и в сочетании друг с другом. В табл. 7.1 приведена классификация специальной одежды, а также условные обозначения маркировки по защитным свойствам. Маркировка специальной одежды по защитным свойствам выполняется в зависимости от факторов производственных вредностей в соответствии с их условными обозначениями. Таблица 7.1 Классификация спецодежды по защитным свойствам Группа воздействий Подгруппа воздействий Маркировка Механические Проколы, порезы Истирание Мп Ми Повышенные температуры Повышенные температуры, обусловленные климатом Тепловое излучение Открытое пламя Искры, брызги расплавленного металла, окалина Контакт с нагретыми до температуры 40–100 0С поверхностями Контакт с нагретыми до температуры 100–400 0С поверхностями Контакт с нагретыми до температуры более 400 0С поверхностями Конвективная теплота Пониженные температуры воздуха Тк Ти То Тр Тп 100 Тп 400 Тв Тт Тн Пониженные температуры Пониженные температуры воздуха и ветер Тнв Радиоактивные загрязнения и рентгеновские излучения Радиоактивные загрязнения Рентгеновские излучения Рз Ри Электрический ток, электростатические заряды, электрические и электромагнитные поля Электростатические заряды и поля Электрические поля Электромагнитные поля Эс Эп Эм Нетоксичная пыль Нетоксичная пыль Пыль, стекловолокна, асбест Мелкодисперсная пыль Пн Пс Пм Токсичные вещества Твердые токсичные вещества Жидкие токсичные вещества Аэрозоли токсичных веществ Ят Яж Яа Вода и растворы нетоксичных веществ Водонепроницаемая одежда Водоупорная одежда Растворы поверхностно-активных веществ Вн Ву Вп Окончание табл. 7.1 Растворы кислот Кислота концентрации более 80 % (по серной кислоте) Кислота концентрации 50-80 % (по серной кислоте) Кислота концентрации 20-50 % (по серной кислоте) Кислота концентрации не более 20 % (по серной кислоте) Кк К 80 К 50 К 20 Щелочи Расплавы щелочей Растворы щелочей концентрации более 20 % (по гидроксиду натрия) Растворы щелочей концентрации не более 20 % (по гидроксиду натрия) Щр Щ 50 Щ 20 Органические растворители, в том числе лаки и краски на их основе -- Нефть, нефтепродукты, масла и жиры Сырая нефть Продукты легкой фракции Нефтяные масла и продукты тяжелых фракций Растительные и животные масла и жиры Не Нл Нм Мж Общие производственные загрязнения -- 3 Вредные биологические факторы Микроорганизмы Насекомые Бм Бн Сигнальная одежда -- Со Методика расчета теплового сопротивления специальной одежды Разработка специальной одежды осложняется много­образием факторов, с которыми человек сталкивается в процес­се своей трудовой деятельности. Это различные метеорологические условия, разная интенсивность физической деятельности, продолжительность пребывания на холоде. Общая схема расчета суммарного теплового сопротивлений специальной одежды такая же, как и бытовой одежды. Чтобы изготовить специальную одежду, соответствующую ус­ловиям ее эксплуатации, конструктору необходимо иметь сведения: – о температуре воздуха, при которой предполагается эксплуатация одежды; – о наиболее вероятной скорости ветра; – об энерготратах рабочего; – о непрерывном времени пребывания на холоде. Следует отметить, что при особо низкой температуре окру­жающей среды время непрерывного пребывания на холоде желательно сократить до 2 ч. Такое ограничение обусловлено тем, что, во-первых, из существующих материалов не представляется возможным изготовить одежду, суммарное тепловое сопротивление которой было бы выше 0,95 м2 0С/Вт, во-вторых, такая одежда вследствие большой толщины будет ограничивать движение человека и снижать его работоспособность. Уровень энерготрат рабочего определяет и ту средневзвешенную температуру кожи, которая должна использоваться при расчетах теплового сопротивления одежды. Средневзвешенная температура кожи, соответствующая различным теплоощущениям человека, выполняющего физическую работу различной тяжести, может быть определена из уравнения tс.к. = (Т 0 – 0,01559 Q э.т./S + 43,169)/(1,413 – 0,00438 Q э.т./S), (7.1) где Т 0 – теплоощущения, баллы. Расчет теплового потока, применительный к проектированию специальной одежды, требует сведений об энергии, затрачиваемой на выполнение механической работы, а также основного обмена. Тепло, получаемое человеком в зимние месяцы за счет сол­нечной радиации, при расчетах теплового сопротивления одежды можно не учитывать из-за малого его количества. Учитывая разнообразный характер физической деятельнос­ти человека, затраты энергии на механическую работу при приближенных расчетах принимают равными 10 % общих энерго­трат Qэ.т. На потери тепла испарением влаги оказывает влия­ние одежда. Пакет материалов одежды, особенно зимней, за­трудняет прохождение влаги от тела человека в окружающую среду. Данные экспериментов свидетельствуют о том, что человек, одетый в зимний комплект одежды (комбинезон, куртка и брюки), вы­полняющий физическую работу средней тяжести (Q ≈290 Вт) и оценивающий свои теплоощущения как комфортные, теряет ис­парением приблизительно 20 % общих теплопотерь. Затраты тепла на нагревание вдыхаемого воздуха опреде­ляют по табл. 10 (см. приложение). Среднюю поверхность тела человека принимают равной 1,8 м2 (при средней массе 70 кг и росте 171 см). Основной об­мен человека среднего возраста (мужчины) составляет 44 Вт/ма, а с учетом общей поверхности тела – 79 Вт. Тепловое сопротивление одежды рассчитывают следующим образом. 1. Определяют энергию, затрачиваемую человеком на меха­ническую работу, Qм, Вт. Qм = ( Qэ.т. – Qр)η, (7.1) где Qэ.т – общие энерготраты человека, Вт; Q0 – основной обмен, Вт; η – термический коэффициент полезного действия. 2. Рассчитывают потери тепла на испарение влаги с поверх­ности кожи и верхних дыхательных путей Qисп, Вт. Qисп.= [(Qэ.т.+ Д/τ) – Qм] 0,2 – [(Qэ.т. + Д/τ) – Q э.т.– Q0)η]0,2, (7.2) где Д – допустимый дефицит тепла в организме человека, Дж; τ – время непрерывного пребывания человека в заданных метеорологических условиях, с. 3. Определяют затраты тепла на нагревание вдыхаемого воздуха (табл. 10, см. приложение). 4. Устанавливают радиационно-конвективные теплопотери Qрад. Конв., Вт. Qрад. Конв.= (Q э.т. + Д/τ) – Qисп.– Qдых.– Qм= 0,72Qэ.т.– 0,08Q0+0,8 Д/τ – Qдых.= 0,72 Qэ.т.+ 0,8 Д/τ – Qдых.+ 6,35 (7.3) 5. Рассчитывают тепловой поток на единицу поверхности qс.п., Вт/м2 . 6. Определяют средневзвешенную температуру кожи tск, °С, соответствующую заданному теплоощущению. 7. Зная тепловой поток qс.п., температуры кожи tск и окружающей среды tв, рассчитывают суммарное тепловое сопротивление одежды в целом Rсум., м2 0С/Вт Rсум. = (tск – tв ) / qс.п Значения теплового сопротивления одежды, рассчитанные применительно к двухчасовому пребыванию человека на холоде при различной температуре воздуха и разном уровне энерготрат, приведены в табл. 11 (см. приложение). 8. В рассчитанную по указанной выше формуле величину теплового сопротивления одежды вносят поправку на снижение Rсум. под воздействием ветра. Воздухопроницаемость пакета материалов одежды выбирают в соответствии с преобладающей скоростью ветра. 9. По тепловому сопротивлению одежды определяют средневзвешенную толщину пакета материалов (см. приложение, табл. 12). 10. Используя данные о рациональном распределении утеплителя (см. приложение, табл. 13), рассчитывают толщину пакета материа­лов одежды на различных участках тела (в том числе толщину головного убора и рукавиц). Таким образом, создание теплозащитной одежды включает в себя несколько этапов: • расчет суммарного теплового сопротивления одежды в соот­ветствии с заданными метеорологическими условиями (температурой воздуха и скоростью его движения), тяжестью физической работы, временем непрерывного пребывания на холоде и определение толщины пакета материалов одежды (средневзвешенной и на отдельных участках), необходимой для создания изделий с заданным термическим сопротивлением; • выбор материалов; • изготовление одежды необходимой конструкции и заданной толщины; • экспериментальную оценку теплоизоляционных свойств одежды в условиях микроклиматической камеры (для выявления соответствия теплоизоляционных свойств изготовленной одежды расчетной величине термического сопротивления); • оценку теплоизоляционных свойств одежды в условиях производственной деятельности человека. Существующее ограничение в создании одежды с высоким теплоизоляционными показателями не дает возможности защитить организм человека от охлаждения при воздействии на него особо низких температур, тем более если он вынужден длительное время находиться в этих условиях. Согласно имеющимся данным, из применяемых в настоящее время материалов практически нельзя изготовить одежду с термическим сопротивлением, превышающим 0,95 м2-°С/Вт. Однако и эта одежда в условиях производственной деятельности не может быть использована вследствие большой массы и толщины, ограничивающих подвижность человека и его работоспособность. В связи с этим в целях защиты человека от охлаждения в экстремальных условиях (в различных средах) разрабатываются различные системы искусственного регулирования температуры организма (путем обеспечения притока тепла к организму посредством электронагревательных элементов, систем с нагретой жидкостью, подачи в пододежное пространство воздуха заданной температуры и т.д.). В заключение следует отметить, что изложенный метод соз­дания одежды, основанный на результатах экспериментальных исследований, хотя и имеет ряд преимуществ перед существу­ющими аналитическими (о чем было сказано выше), однако, как и всякий эмпирический метод, не может охватить все мно­гообразие условий жизнедеятельности человека, а также исполь­зовать все возможности в области конструирования одежды, раз­работки систем искусственного терморегулирования, новых ма­териалов и др. В связи с этим вопрос о создании рациональной одежды может быть решен лишь путем создания аналитических моде­лей, при опробовании их с участием человека. Классификация (маркировка) СИЗ по защитным свойствам Классификация (маркировка) средств индивидуальной защиты по защитным свойствам принята в соответствии с ГОСТ 12.4.103-83  «ССБТ. Одежда  специальная защитная. Средства индивидуальной защиты  ног и рук. Классификация», ГОСТ 12.4.013-85  «ССБТ. Очки защитные  . Общие технические условия», ГОСТ 12.4.023-84  «ССБТ. Щитки защитные лицевые. Общие технические требования и методы контроля», ГОСТ Р 50849-96  «Пояса предохранительные. Общие технические условия». ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ • Ми - от истирания; • Мп - от проколов, порезов; • Mв - от вибрации (для спецобуви, средств защиты рук); • МиМп - от истирания, от проколов и порезов; • Мун 20 - от ударов в носочной части энергией 200 Дж (для спецобуви). ЗАЩИТА ОТ СКОЛЬЖЕНИЯ • Сл - от скольжения по обледенелым поверхностям (для спецобуви). • Защита от воды и растворов нетоксичных веществ : • В - от воды, растворов нетоксичных веществ (для обуви); • Вн - водонепроницаемые (для спецодежды и средств защиты рук); • By - водоупорные (для спецодежды и средств защиты рук). Защита от повышенных температур : • Тр - от искр, брызг расплавленного металла, окалины; • Тп400 - от контакта с нагретыми поверхностями от 100°С до 400°С (для спецодежды и средств защиты рук). ЗАЩИТА ОТ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР • Тн - от пониженных температур воздуха (для спецобуви); • Тн20 - от температур до минус 20°С (для спецобуви); • Тн30 - от температур до минус 30°С (для спецобуви). Защита от растворов кислот : • К50  - от кислот концентрации от 20 до 50% (по серной кислоте) (для спецодежды, спецобуви и средств защиты рук); • К20  - от кислот концентрации до 20% (по серной кислоте) (для спецодежды, спецобуви и средств защиты рук). ЗАЩИТА ОТ ЩЕЛОЧЕЙ • Щ20 - от растворов щелочей концентрации до 20% (по гидроксиду натрия) (для спецодежды, спецобуви и средств защиты рук). ЗАЩИТА ОТ ОБЩИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ • З - от производственных загрязнений (для спецодежды и спецобуви). ЗАЩИТА ОТ ВРЕДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ • Бм - от микроорганизмов (для спецодежды, спецобуви и средств защиты рук). ЗАЩИТА СИГНАЛЬНАЯ • Со - для спецодежды; • С - для средств защиты рук. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА • Эн - напряжением до 1000 В (для спецобуви и средств защиты рук). ЗАЩИТА ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ • О - открытые защитные очки  : • Г - закрытые герметичные защитные очки  : • ЗП - закрытые защитные очки  с прямой вентиляцией; • ЗНГ - закрытые защитные герметичные очки  . СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ЛИЦА • НБТ - щитки  с наголовным креплением с бесцветным прозрачным ударостойким корпусом; • НС - щиток  с наголовным креплением с сетчатым корпусом; • КН - щиток  с наголовным креплением с непрозрачным корпусом; • КС - щиток  с креплением на каске сетчатый. ЗАЩИТА ОТ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, МАСЕЛ И ЖИРОВ • Нм - от нефтяных масел и продуктов тяжелых фракций (для спецодежды, спецобуви и средств защиты рук). ЗАЩИТНЫЕ ДЕРМАТОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА  • Нм - защитно-профилактические средства от масла и смазки; • Мн - очистители кожи от нефтепродуктов; • Бм - защитно-профилактические средства от микроорганизмов. ЗАЩИТА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ • Ят - от твердых токсичных веществ; • Яж - от жидких токсичных веществ; • Яа - от аэрозолей токсичных веществ; • Яжат - от жидких, твердых токсичных веществ и аэрозолей. ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА ОТ НЕСКОЛЬКИХ ФАКТОРОВ • Тп400Тр - от контакта с нагретыми поверхностями от 100°С до 400°С, а также от искр, брызг расплавленного металла и окалины (для спецодежды и средств защиты рук); • ЗМи - от производственных загрязнений и от истирания; • СлТн30 - от скольжения по обледенелым поверхностям и от температур до минус 30°С; • К20Щ20 - от кислот концентрации до 20% и от растворов щелочей концентрации до 20%; • К50Щ20 - от кислот концентрации до 50% и от растворов щелочей концентрации до 20%; • ВнК20 - от водопроницаемости и от кислот с концентрацией до 50%; • ВнК50 - от водопроницаемости и от кислот с концентрацией до 50%; • ТрТн - от искр, брызг расплавленного металла и окалины, а также от пониженных температур. ГОСТ 12.4.103-83  «ССБТ. ОДЕЖДА  СПЕЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТНАЯ, СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ  НОГ И РУК. КЛАССИФИКАЦИЯ» Наименование группы Наименование подгруппы Обозначение для специальной одежды специальной обуви средств защиты рук От механических воздействий от проколов, порезов Мп Мп Мп от истирания Ми Ми Ми от вибрации - Мв Мв от ударов в носочной части энергией 200 Дж - Мун 200 - от ударов в носочной части энергией 100 Дж - Мун 100 - от ударов в носочной части энергией 50 Дж - Мун 50 - от ударов в носочной части энергией 25 Дж - Мун 25 - от ударов в носочной части энергией 15 Дж - Мун 15 - от ударов в носочной части энергией 5 Дж - Мун 5 - от ударов в тыльной части энергией 3 Дж - Мут 3 - от ударов в лодыжке энергией 2 Дж - Мул 2 - от ударов в подъёмной части энергией 15 Дж - Муп 15 - от ударов в берцовой части энергией 1 Дж - Муб 1 - От скольжения от скольжения по зажиренным поверхностям - Сж - от скольжения по обледенелым поверхностям - Сл - от скольжения по мокрым, загрязнённым и другим поверхностям - См - От повышенных температур от повышенных температур, обусловленных климатом Тк Тк - от теплового излучения Ти Ти Ти от открытого пламени То То* То от искр, брызг расплавленного металла, окалины Тр Тр Тр от контакта с нагретыми поверхностями выше 45º С - Тп - от контакта с нагретыми поверхностями от 40 до 100º С Тп 100 - Тп 100 от контакта с нагретыми поверхностями от 100 до 400º С Тп 400 - Тп 400 от контакта с нагретыми поверхностями выше 400º С Тв - Тв От конвективной теплоты Тт - - От пониженных температур от пониженных температур воздуха Тн - Тн от температур до минус 20º С - Тн 20 - от температур до минус 30º С - Тн 30 - от температур до минус 40º С - Тн 40 - от пониженных температур воздуха и ветра Тнв - - от контакта с охлаждёнными поверхностями - - Тхп От радиоактивных загрязнений и рентгеновских излучений от радиоактивных загрязнений Рз Рз Рз от рентгеновских излучений Ри - Ри От электрического тока, электростатических зарядов и полей, электрических и электромагнитных полей от электрического тока напряжением до 1000 В - Эн Эн от электрического тока напряжением выше 1000 В - Эв* Эв от электростатических зарядов и полей Эс Эс Эс от электрических полей Эп Эп Эп от электромагнитных полей Эм Эм Эм От нетоксичной пыли от нетоксичной пыли Пн Пн - от пыли стекловолокна, асбеста Пс - Пс от мелкодисперсной пыли Пм Пм Пм от крупнодисперсной пыли - - Пк от взрывоопасной пыли - Пв - От токсичных веществ от твёрдых токсичных веществ Ят Ят Ят от жидких токсичных веществ Яж Яж Яж от аэрозолей токсичных веществ Яа - - от газообразных токсичных веществ - - Яг От воды и растворов нетоксичных веществ От воды и растворов нетоксичных веществ - В - водонепроницаемая Вн - Вн водоупорная Ву - Ву От растворов поверхностно-активных веществ Вп - - От растворов кислот от кислот концентрации выше 80 % (по серной кислоте) Кк Кк* Кк от кислот концентрации от 50 до 80 % (по серной кислоте) К 80 К 80* К 80 от кислот концентрации от 20 до 50 % (по серной кислоте) К 50 К 50* К 50 от кислот концентрации до 20 % (по серной кислоте) К 20 К 20 К 20 От щелочей от расплавов щелочей Щр - Щр от растворов щелочей концентрации выше 20 % (по гидроокиси натрия) Щ 50 Щ 50* Щ 50 от растворов щелочей концентрации до 20 % (по гидроокиси натрия) Щ 20 Щ 20 Щ 20 От органических растворителей, в том числе лаков и красок на их основе От органических растворителей, в том числе лаков и красок на их основе О О** - От ароматических веществ - Оа* Оа От неароматических веществ - Он* Он От нефти, нефтепродуктов, масел и жиров от сырой нефти Нс Нс Нс от продуктов лёгкой фракции Нл - - от нефтяных масел и продукции тяжёлых фракций Нм Нм Нм от растительных и животных масел и жиров Нж Нж Нж от твёрдых нефтепродуктов - Нт Нт от общих производственных загрязнений от общих производственных загрязнений З З - От вредных биологических факторов от микроорганизмов Бм Бм Бм от насекомых Бн Бн Бн От статических нагрузок (от утомляемости) - - У - Сигнальная Со - С * Только для обуви из полимерных материалов. ** Только для кожаной обуви.