ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОДЕЖДЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКИМИ ОТРАЖАЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 813.481

Кандидаты мед. наук Р. Ф. Афанасьева и*Р. И. Горшкова

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОДЕЖДЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКИМИ ОТРАЖАЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ

Лаборатория гигиены одежды Центрального научно-исследовательского института швейной

промышленности, Москва

Целесообразность применения в одежде материалов с высокими отражающими способностями показана многими авторами. Большинство из них свидетельствуют о том, что при этом теплозащитные свойства одежды повышаются (Ю. В. Вадковская; А. Е. Малышева; В. Ф. Разинов; Н. В. Катц, ЫешЬи^И; ТашсИег). Однако в ряде случаев исследователи не приводят данных о количественной оценке результатов использования материалов с высокими отражающими способностями и наиболее рациональной конструкции пакета материалов одежды для достижения наибольшего эффекта. Проведенные нами ранее исследования (1972) показали, что степень повышения теплозащитных свойств одежды от применения в ней металлизированной пленки определяется местом расположения этого материала в одежде и вида ее. Так, металлизированная пленка, используемая в виде подкладки в зимнем мужском пальто, утепленных куртках и спальных мешках, оказывается неэффективной, а в ряде случаев даже несколько повышает радиационно-конвективные теплопотери, по-видимому, за счет увеличения теплопроводности пакета материалов одежды. Металлизированные материалы, располагаемые непосредственно под тканью верха, способствуют некоторому уменьшению теплопотерь и меньшему понижению температуры кожи. Эффект наблюдается главным образом при радиационном охлаждении (температура воздуха —10°, температура ограждений —16—18°). Так, уменьшение теплопотерь в области туловища человека, одетого в зимнее пальто, составляет при этом 10—12%, одетого в комбинезон — 13%. При исследовании теплозащитных свойств неутепленных курток установлено, что, по-видимому, из-за отсутствия поглощающих утепляющих прокладок уменьшение теплопотерь в области туловища достигает 24%.

Приводимые рядом авторов данные указывают на то, что эффективность применения подобных материалов зависит от конструкции пакета одежды. А. Бартон и О. Эдхолм подчеркивают, что нет необходимости прибегать к отражающим перегородкам, если используется ряд последовательно расположенных очень узких прослоек воздуха. В связи с тем, что теплопотери излучением зависят от разности четвертых степеней температур соседних перегородок, излучение будет значительно уменьшаться и, следовательно, будет меньше пользы от металлизированных 1 прокладок. При большем расстоянии между отражающими поверхностями и неплотном заполнении промежуточного пространства другими изолирующими материалами ценность материалов с высокими отражающими свойствами увеличивается (Негпг^оп; М. А. Михеев и И. М. Михеева).

Учитывая сказанное выше, мы провели эксперименты для изыскания наиболее рациональной конструкции пакета материалов одежды, при которой применение материалов с высокими отражающими свойствами было бы наиболее эффективным. Поставлены 2 серии экспериментов — одна из них для сравнительной оценки теплозащитных свойств пакетов материалов на плоском бикалориметре В-2 конструкции А. Ф. Бегунковой (с целью выбора наиболее рационального расположения металлизированных прокладок), а вторая серия — по оценке теплозащитных свойств одежды непо-

1 Для получения материалов с высокими отражающими свойствами применяются различные методы нанесения металла на их поверхность.

Таблица 1

Результаты оценки теплозащитных свойств пакетов материалов на бикалориметре В-2 (при перепаде температуры 50° и нулевой скорости ветра)

Воздухо- Суммарное

тепловое

Толщина (в мм) проница- сопротивле- Ошибка

Конструкция пакетов емость (ъ дм' \ ние в / м> граду- \ средней Р (» %)

(-£-)

Ткань верха, пленка неметаллизированная,

сетка из полос войлока, пленка неметал-

лизированная, подкладка ........ 7,52 5,7 0,266 2,44

То же, пленка металлизированная .... 7,31 5,7 0,357 0,72

Ткань верха, пленка неметаллизированная,

ячеистый поролон, пленка неметаллизи- 7,51 5.7 0,304 3,12

рованная, подкладка .........

То же, пленка металлизированная .... Ткань верха, неметаллизированная пленка, 7,28 5,7 0,309 0,5

6,90 5,7 к 0,91

сетка из полос войлока, подкладка 0,251

То же, пленка металлизированная .... 6,90 5,7 0,313 0,30

средственно на человеке. Были изготовлены пакеты материалов различной конструкции (табл. 1). В одном из них в качестве наполнителя между 2 слоями металлизированного материала с коэффициентом черноты (Е), равным 0,1 был взят поролон (6 = 3,5 мм) с пробитыми в нем отверстиями диаметром 20 мм. В другом для увеличения воздушных прослоек использованы полоски из войлока, имеющие толщину 4 мм и ширину 5 мм, которые наклеивались на пленку, образуя ячейки, заполненные воздухом, размером 40x40 мм. Пленки располагались металлизированной поверхностью друг к другу.

Были изготовлены также пакеты с одним слоем металлизированной пленки, размещенной под тканью верха металлизированной поверхностью к телу человека. В качестве контрольных служили такие же пакеты материалов с неметаллизированными пленками. Металлизированные пленки были воздухонепроницаемыми. Однако следует отметить, что в настоящее время получены материалы, имеющие достаточную воздухопроницаемость, которые и могут быть использованы при изготовлении одежды.

Как показано в табл. 2, наибольшие теплозащитные свойства имеет пакет 2, в состав которого входит каркас из войлочных полосок, помещенный между 2 слоями металлизированной пленки. Различия между ним и контрольным пакетом 2 (см. табл. 1) составляют 34%. Различия между пакетами 3 и 4 (см. табл. 1), имеющими в качестве наполнителя ячеистый поролон, практически отсутствуют. В случае применения 1 слоя металлизированной пленки пакет имеет тепловое сопротивление на 24% выше, чем контрольный 5 (см. табл. 1).

На основании результатов исследований для изготовления одежды выбрана конструкция пакета материалов (2), имеющая наибольшее тепловое сопротивление. Наряду с этой одеждой, выполненной в виде куртки и брюк, изготовлены контрольный образец (с неметаллизированными пленками), а также обычная одежда, имеющая в качестве утеплителя полушерстяной ватин той же толщины (1 слой ватина, артикул 4229).

Исследования проводили в микроклиматической камере при температуре воздуха —10° (показания радиационного термометра —12°). В опытах принимали участие 2 мужчин в возрасте 30—35 лет. Испытания повторялись 5 раз. Всего было 15 экспериментов продолжительностью 60 мин. Кроме исследуемых костюмов, испытуемые имели на себе следующие пред-

1 Металлизированная лавсановая пленка.

Таблица 2

Некоторые показатели теплового состояния человека и теплозащитных свойств исследуемых образцов одежды (/ воздуха —10°, скорость движения воздуха нулевая; покой;

60-я минута; М^т, при р = 95%)

а а

Вид утеплителя Средняя взвешенная температура (в градусах) Средние взвешенный поток /в ккал \ ^ м'чае ) Суммарное тепловое сопротивление одежды /в градусах\ Хсм'чае Снижение температу] кожи Снижение темрерату| тела Дефицит тепла (в ккал)

\ ккал ) Дt (в градусах)

Полушерстяной ватин, артикул 4919 (1 слой) Сетка из полос войлока 30,8^0,28 71,7—3,0 0,57—0,02 2,6 0,18 53

с металлизированными пленками ....... Сетка из полос войлока 32,3—0,20 65,6^3,5 0,64—0,01 1.2 0,10 25

с неметаллизированными пленками 30,6^0,15 76,4—2,0 0,53—0,02 3,3 0,18 64

меты одежды: хлопчатобумажное трикотажное белье с начесом и без начеса, шерстяной свитер, шапку-ушанку, рукавицы, хлопчатобумажные и полушерстяные носки, утепленные ботинки. Средневзвешенная толщина одежды составила 9,86 мм, толщина одежды в области туловища — 11,6 мм.

Оценку теплозащитных свойств одежды проводили на основании исследования температуры кожи и тела испытуемых, радиационно-конвек-тивных теплопотерь.

Температуру кожи измеряли с помощью термисторов в 11 точках поверхности тела человека. На основании локальных величин рассчитывали средневзвешенные:

¿ср. взв. к. = 0,0886-1 головы + 0,34 t Тул,ввща ^грудж + СП "" — «llnoTa _ " j+

+ 0,134/плеча и предплечья 0,045/Кист» + 0,203/ бедра и ягодиц + 0,125/ голецп +

+ 0,0644 /ст0п.

Радиационно-конвективные теплопотери определяли с помощью теп-ломерных датчиков в тех же областях. Средневзвешенные величины тепло-потерь рассчитывали аналогичным образом. Температуру тела измеряли per rectum на глубине 10 см с помощью специального датчика.

На основании изменений температуры тела и средневзвешенной температуры кожи рассчитывали дефицит тепла по формуле:

Р = р с(0,7А/твла + 0,3 At ножи/, где р — вес тела испытуемых; с — удельная теплоемкость тела, равная 0,83.

Тепловое сопротивление одежды в целом и на отдельных ее участках рассчитывали по формуле:

RcyM (суммарное тепловое сопротивление одежды) складывается из Яоя-\—

где ^ — тепловое сопротивление воздушного слоя, прилегающего к поверхности одежды (в градусах-ел2 час/ккал)\ R0a — тепловое сопротивление одежды (в градусах•смгчас/ккал) — материалов и воздушных прослоек;

45

ч 5.

о =

; I

л О

8. о

3%

I*.

а .

я с 1+1

3« * §

Я О

5-

о

5

и 2

= В

^—^

к а Е » о « о. ч 8 СО о <м о

о1 V о о о

2 = 3 +1 +1 +1

г-! * 5 2 оо ^

с 'О О О о о о

г; О. с **

<у о

н ч__У

X

*

2* о —

о я и о —г —Г

гг о ЛИ +1 +1

^ н с ■—• —^

с а в н 00 (М С4

о 1в О N

О С г и ■Ч"

<=5 5 +1 +1 +1

£ * Со

<0 8« * V г- 3 оо с-

Н С б н

X

н о ^—^

(0 Ч о О £ 8 £ ? о •• о- * из о т о О

с с и о о о

° Я Ы и>3 а +1 +1 +1

о ь а О СО <Э

1 <9 оо оо

о а о. —Г О

с с ■»

н

в

К

о а х X к 00 о из

а с о о

со >•4 +1 +1 +1

ч Н се я 00 из

>» и сч ео 55 ся со

ь

в

о

н ^- о о «в

с , со сч И

а ЭГ +1 +1

щ СО о со

о В * 00 СП оГ

§ — ео

в

Н

■ в

е ¿> _ Л 2

>> х га

X . £ К

X н «2 ° 5

К 5 с_ СО " _ Я СС <у о с а с ж с ° X

Н X .5 х

X Ч с « X ■ н СО . со , 2 = =° а •X £ О я Ш X в

е. « к 11 « X § ™ о Н ^ 2 ч ° о &

а е5. ° о с а. X СО X ч

« т

IX X Х с;

с № аЗ СО 2 ж 5

с о О

<7 — тепловой поток (в 'ккал/м* час) — средневзвешенный или локальный.

Помещенные в табл. 2 результаты показывают, что наиболее высокий уровень средневзвешенной температуры кожи наблюдается у человека, одетого в костюм 2, имеющий в качестве теплоизолятора каркас из войлочных полосок, помещенный между металлизированными пленками. При этом наблюдаются и наименьшие радиационно-конвектив-ные теплопотери. Различия составляют 14,5%. Теплозащитные свойства данного костюма выше контрольного (3 с неметаллизированными пленками) на 21 % и выше теплового сопротивления костюма 1,, имеющего в качестве утеплителя полушерстяной ватин, на 12%. Такое повышение теплозащитных свойств одежды в первом случае эквивалентно увеличению толщины одежды на 2,5 мм, во втором на 1,5 мм1. Дефицит тепла в организме человека, одетого в костюм 2, равен 25 ккал/час, что свидетельствует о менее значительном охлаждении организма в этом случаев.

При эксплуатации костюмов 1 и 3 дефицит тепла в организме по истечении 1 часа достигает соответственно 53—64 ккал, что, безусловно, сокращает время, в течение которого человек будет иметь комфортные теп-лоощущения.

В табл. 3 приведены некоторые показатели теплозащитных свойств одежды, зарегистрированные в области туловища и плеч. Как видно, в области туловища различия в теплозащитных свойствах костюмов 2 и 3 составляют 32%, костюмов 1 и 2 — 27% (в области плеч соответственно 31 и 23%). Меньшие различия в средневзвешенных величинах объясняются тем, что при этом учитываются и теплозащитные свойства одежды в области головы, стоп и кистей, где отсутствует металлизированная пленка.

Таким образом, наиболее рациональной конструкцией пакета одежды

1 Такую толщину имеют

толстые костюмные ткани.

наиболее

с точки зрения эффективности применения в ней материалов с высокими отражающими свойствами (в области инфракрасной радиации) является такой, в котором утеплителем служит крупноячеистая сетка (40x40 мм), помещенная между 2 пленками, обращенными друг к другу металлизированными поверхностями. Использование материалов с высокими отражающими способностями при соответствующей конструкции пакета материалов одежды приводит в условиях относительно спокойного воздуха к значительному повышению теплозащитных свойств ее (на 32—27%), снижениютеп-лопотерь (на 21—19%) и меньшему понижению температуры кожи (на 1,6° в области туловища и на 2,7° в области плеч). Повышение теплозащитных свойств одежды в целом при условии, что в обуви, головных уборах и рукавицах не применяются подобные материалы, составляет 14,5—12%; это эквивалентно увеличению толщины одежды в целом на 2,5 мм.

Использование металлизированных материалов в зимней одежде способствует повышению ее теплозащитных свойств при уменьшении веса.

ЛИТЕРАТУРА. БартонА., Э д х о л м О. Человек в условиях холода. М., 1957. — Вадховская Ю. В. Основные гигиенические принципы построения одежды в различных климатических условиях СССР. Дисс. докт. М., 1946. — К а т ц Н. В. Металлизация тканей. Ростов-на-Дону, 1962. — Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой. М., 1963. — Михее в М. А., М и х е е в а И. М. Краткий курс теплопередачи. М.— Л., 1960. — Рази нов В. Ф. Швейная пром-сть, 1965, № 5, с. 17. — Tauscher W., Textilveredlung. 1967. Bd 85, S. 514. — N e w b u r g h L. H., Physiology of Heat Regulation and the Science of Clothing. Philadelphia, 1949.

Поступила 30/V 1972 г.

HYGIENIC ASSESSMENT OF THERMO INSULATING PROPERTIES OF CLOTHING MADE OF FABRICS WITH HIGH REFLECTING PROPERTIES

R. F. Afanotieva, R. 1. Gorshkova

Results of research of thermoinsulating properties of packets of fabrics and of clothing made of them showed that use of fabrics with high reflecting properties (in case of proper construction of packets of fabrics) for clothing increased its thermal resistance by 27 to 32 per cent and diminished the heat loss by man by 19 to 21 per cent.

УДК в1в-073.75-085:814.73

P. В. Ставицкий, X. Т. Дерменджиев, E. С. Долмат

РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Центральный институт усовершенствования врачей, Москва

Защита пациентов при медицинских рентгенологических исследованиях является одной из наиболее актуальных проблем. Это объясняется большой величиной дополнительной нагрузки к фоновому облучению значительной части населения при таких исследованиях, количество которых с каждым годом растет. Так, в Болгарской Народной Республике общее число исследований с 1962 по 1969 г. возросло на 50%. При этом количество рентгеноскопических исследований упало на 6%, число рентгенографических исследований поднялось на 43%, а флюорографических — на 200%. В 1962 г. на 1 человека в Болгарской Народной Республике приходилось 0,45 исследования (при численности населения 8 млн. человек), а в 1969 г. — 0,55 (при численности населения 8,5 млн. человек).

Следует отметить, что при росте количества рентгенологических исследований изменилась их структура. Так, к 1969 г. упало число рентгеноскопических исследований и возросло число рентгенографических и флюорографических процедур. Это свидетельствует как о широком применении рентгенологических исследований в медицине, так и о большом числе лиц, подвергающихся воздействию рентгеновских излучений.