CC BY
105
УДК 622.4 В.Н. Михайлова
ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ КОСТЮМОВ В МИКРОКЛИМА ТИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ
Рассмотрены результаты физиолого-гигиенических исследований различных видов теплозащитной спецодежды в микроклиматической камере. Определены уровень теплоизоляции костюмов в зависимости от вида утеплителя и продолжительность непрерывного пребывания человека в данных костюмах в условиях низких температур для различных климатических поясов.
Ключевые слова: физиолого-гигиенические исследования, средств индивидуальной защиты, теплозащитные свойства.
~П условиях с охлаждающим микроклиматом теплозащит-
-Я-М ная спецодежда является основным средством защиты работающих. В настоящее время различными производителями средств индивидуальной защиты (СИЗ) предлагается большой ассортимент теплозащитной спецодежды. При выборе спецодежды, соответствующей условиям труда работающих, необходимо руководствоваться не только физико-механичес-кими показателями тканей верха спецодежды, но и уровнем теплоизоляционных свойств всего пакета спецодежды. В связи с этим были проведены физиолого-гигиенические исследования теплозащитных костюмов с различным утепляющим пакетом в микроклиматической камере ГУ НИИ медицины труда РАМН.
На испытание по оценке теплозащитных свойств были представлены четыре модели мужских костюмов для защиты от пониженных температур, изготовленные ЗАО «Производственноснабженческая БАЗА» «Урсу.С», в соответствии с ГОСТ 29335-92 «Костюмы мужские для защиты от пониженных температур. Технические условия». Комплект одежды включал в себя: х/б бельё, х/б носки, х/б спортивный костюм, шерстяной спортивный костюм, шерстяные носки, шапку, рукавицы и вкладыши (в юфтевые сапоги) из натуральной овчины и исследуемый костюм спецодежды. Все исследуемые костюмы имели различные виды утеплителей (табл. 1).
Терморегуляторные реакции оценивались по показателям температуры кожи (^, оС) и теплового потока ^,Вт/м2), согласно МУК 4.3.1894-04, утв. МЗ РФ от 03.03.04 г. [1].
Средневзвешенная температура кожи, рассчитывалась исходя из одиннадцатиточечной системы измерения, по формуле:
Хк = 0,0886^ + 0,34 (t2 +tз + ^ +t5) + 0,134^ + 0,045t7 +
(t +t ) 4 (1)
+0,203 (t8 + ^ ) + 0,125Г10 + 0,0644t11
где tl - t11 - соответственно температура поверхности кожи лба,
груди, спины, живота, поясницы, плеча, тыла кисти, верхней части бедра, голени, тыла стопы.
Средневзвешенный тепловой поток был рассчитан по формуле
(2):
qтп = 0,0886д + 0,34(д д д) + 0,134q6 + 0,045q7 +
( + ) 4 (2)
+0,203 +0,125q10 + 0,0644дп
где q 1 - д л - соответственно тепловой поток с поверхности кожи лба, груди, спины, живота, поясницы, плеча, тыла кисти, верхней части бедра, голени, тыла стопы.
В качестве комфортной (для состояния относительного покоя) температура тела подмышечная принимается равной -36,6°С, средневзвешенная температура кожи - 33,2°С [2].
На основании средневзвешенной величины температуры кожи, теплового потока и температуры воздуха определялась теплоизоляция комплекта одежды и теплоизоляция рукавиц и обуви по формуле:
( - Т)
I = -£■--------------------------------------------------^ (4)
дт.п.
где: tк - средневзвешенная температура кожи всей поверхности тела (или кистей и стоп); Тв - средняя температура воздуха за период испытания; д.т.п - средневзвешенный тепловой поток с поверхности всего тела (или кистей и стоп).
101
Таблица 1
Характеристика костюмов по виду, составу и плотности материалов
Комплектация мо- Наименование Вид материа- Состав Плотность, г/м2
делей слоя ла Одного Общая плотность
слоя куртки брюк
№ 1 (К-580 «Амулет»)
Куртка, брюки Ткань верха Смесовая ткань Полиэфир65%, хлопок 35% 210 210 210
Утеплитель Синтепон 100 200 100
Подкладка Нейлон 100%
Съемная утепляющая подстежка куртки и брюк Ткань верха нейлон 100%
Утеплитель Синтепон 100 100 100
Ватин п/ш 250 Полочка, спинка -250 250
Подкладка Нейлон 100%
№2 (К-636 «Аляска»)
Куртка, брюки Ткань верха <ЮоЬЫ» Полиэфир Полиэфир 100% 180 180 180
Утеплитель Синтепон 120 360 240
Подкладка Нейлон 100%
№3 (К-822 «Диксон»)
203204
Куртка, полукомбинезон Ткань верха Смесовая ткань Полиэфир65%, хлопок 35% 210 210 210
Утеплитель Ватин п/ш 400 400 400
Синтепон 120 240 (рукав 120) 120 (грудка, спинка-240)
Подкладка Нейлон 100%
№4 (К-250 «Въюга-экстра»)
Куртка, брюки Ткань верха Палаточное полотно Хлопок 100% 270 270 270
Подкладка Нейлон 100%
Съемная утеп- Ткань верха Ткань х/б 100% 150 150 150
ляющая подстежка куртки и брюк Утеплитель Ватин трехслойный п/ш 300 900 (рукав 600) 300
Подкладка Нейлон 100%
Таблица 2
Критерии допустимого теплового состояния человека
(нижняя граница)"
Показатель теплового состояния человека Энерготраты, Вт/м2
69 87 113 145 177
1. Температура тела ректальная, t р, 0С 37,0 37,2 37,3 37,5 37,7
2. Средневзвешенная температура кожи*, t к, 0С 32,0 31,5 31,1 30,0 29,0
3. Средняя температура тела*, t т, 0С 34,9 34,9 34,9 34,9 34,9
4. Изменение теплосодержания*, DQ тс, кДж/кг 2,72 2,72 2,72 2,72 2,72
5. Увеличение частоты сердечных сокращений*, DЧСС, д/мин 5 6 10 15 25
6. Влагопотери, DР, г/ч не характерны
7. Теплоощущения*, То, баллы 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
8. Разность между температурой кожи груди и стопы (; кг - t кс), 0С 6,0 6,0 не характерна
9. Температура тыла кисти*, t тк, 0С 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0
10. Температура тыла стопы*Д тс, 0С 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0
*-наиболее значимые показатели;
- снижение работоспособности: возможно снижение показателя координации движений до 10 %.
Таблица 3
Критерии предельно-допустимого теплового состояния человека (нижняя граница) ** для продолжительности не более трех часов за рабочую смену [2]
Показатель теплового Энерготраты, Вт/м2
состояния человека 69 87 113 145 177
1. Температура тела ректальная, 1р, °С 36,9 37,1 37,2 37,5 37,7
2. Средневзвешенная температура кожи (*), 1к, °С 31,0 30,5 29,5 28,5 27,5
3. Средняя температура тела (*), 1^, °С 34,4 34,4 34,4 34,4 34,4
4. Изменение теплосодержания (*), ДQтс, кДж/кг 5. Увеличение частоты сердечных сокращений (*), ДЧСС, уд/мин 4,82 4,82 4,82 4,82 4,82
205
4 5 8 12 22
6. Влагопотери АР, г/ч не характерны
7. Теплоощущения (*), То, баллы 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Разность между температурой кожи груди и стопы (^ - 1кс), °С не характерна
9. Температура тыла кисти (*), 1^, °С 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0
10. Температура тыла стопы (*),1тс, °С 27,0 26,5 26,0 25,5 25,0
- наиболее значимые показатели;
- снижение работоспособности: возможно снижение показателя координации движений до 20 %.
Таблица 4
Требования к теплоизоляции комплекта одежды для защиты от холода * [3]
Климатический регион (пояс) Средняя температура воздуха зимних месяцев, °С Наиболее вероятная скорость ветра в зимний пери- Должная величина теплоизоляции комплекта в реальных условиях эксплуатации, 1к, “Ом2/Вт Должная величина теплоизоляции комплекта в относительно спокойном воздухе, 1к.в., “Ом2/Вт, при воздухопроницаемости внешнего слоя одежды, дм3/м^с*
од, м/с 10 20 30 40
ІА -25 6,8 0,513 0,669 0,714 0,764 0,823
(особый) ІБ -41 1,3 0,681 0,744 0,752 0,759 0,767
ІІ(ІІІ) -18 3,6 0,442 0,518 0,534 0,551 0,569
ІІІ(ІІ) -9,7 5,6 0,360 0,451 0,474 0,500 0,528
*- определяется по ГОСТ Р 12.4.185-99
Таблица 5
Теплоизоляция исследуемых моделей костюмов и климатический регион их использования
№ костюма и модель Теплоизо- ляция Климатический регион использования костюмов №1 -№4
костюма, °См2/Вт I А (особый) I Б (IV) II (III) III (II- I)
(кло) Энерготраты Вт/м2
113 130 113 130 113 130 113 130
№1 Кос-580 «Амулет»; 0,601 (3,88) 1,13 1,58 0,98 1,29 2,44 6,17 Длительный комфорт Перегрев
№2 Кос-636 «Аляска»; 0,619 (3,99) 1,34 2,01 1,07 1,44 3,04 Длительный комфорт Длительный комфорт Перегрев
№3 Кос-822 «Диксон». 0, 626 (4,04 ) 1,27 1,84 1,09 1,47 2,99 Длительный комфорт Длительный комфорт Перегрев
№4 Кос-250 «Въюга- экстра» 0,633 (4,08) 1,43 2,22 1,13 1,55 3,46 Длительный комфорт Длительный комфорт Перегрев
Критериальные показатели допустимого теплового состояния человека, и, в частности, критерии его охлаждения, гарантирующие сохранение работоспособности и здоровья приведены в табл. 2 и 3 [1, 2]. Допущение некоторого охлаждения организма рассчитано на адаптацию организма человека к низкой температуре. Предполагается, что холод стимулирует физическую активность и снижает усталость.
Физиолого-гигиенические требования к теплоизоляции комплекта спецодежды с учетом воздухопроницаемости внешнего слоя представлены в табл. 4 [3]. Величины теплоизоляции рассмотренных комплектов одежды с указанием области их использования представлены в табл. 5.
Согласно полученным данным наибольшую теплоизоляцию (0,633°С-м2/Вт) имеет комплект одежды №4 Кос-250 «Въюга-экстра», наименьшую (0,601°С-м2/Вт) комплект, содержащий в своём составе №1 Кос-580 «Амулет». Полученные данные дают возможность определить область эксплуатации костюмов №1-№4 в
зависимости от использованного утеплителя, воздухопроницаемости внешнего слоя костюма и его конструктивных особенностей (в частности, степени прилегания к поверхности тела человека). Наиболее «тесным» оказался костюм №1, что могло послужить одной из причин его меньшей теплоизоляции.
Время непрерывного пребывания при низких температурах на открытом воздухе без переохлаждения организма работающих при выполнении работы средней тяжести для применяемых костюмов должно составлять в условиях IY климатического пояса 0,98+1,55 часа, для особого климатического пояса 1,13+2,22 часа, что дает возможность производить корректировку режима труда и отдыха горнорабочих в зависимости от тяжести выполняемой работы, уровня теплоизоляции костюмов, воздухопроницаемости тканей верха, температуры воздуха и скорости ветра.
---------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Физиолого-гигиеническая оценка одежды для защиты работающих от холода. МУК 4.3.1894-04, утв. МЗ РФ от 03.03.04 г.
2. Оценка гаеплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания. МУК 4.3.1896-04, утв. МЗ РФ от 03.03.04 г.
3. Методические рекомендации по расчету теплоизоляции комплекта индивидуальных средств для защиты работающих от охлаждения и времени допустимого пребывания на холоде", МР № 11-0/279-09, утв. МЗ РФ 25.10.01 г.
Mihajlova V.N.
PHYSIOLOGICAL-HYGIENIC RESEARCHES OF HEAT-SHIELDING SUITS IN THE MICROCLIMATIC CHAMBER
In this article there are considered the results of physiological-hygienic researches of different kinds of heat-shielding suits in the microclimatic chamber. There are defined the level of a thermal protection of suits depending on a kind of heat insulation material and the duration of continuous staying of the person in the given suits in the conditions of low temperatures for various climatic zones.
Key words: Fiziologo-hygienic researches, individual defence means, heat-shielding properties.
— Коротко об авторе ---------------------------------------------------
Михайлова В.Н. - кандидат технических наук, доцент, кафедры БЖГО, Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
