CC BY
5
THE EFFECT ON WOMEN'S HEALTH BY OCCUPATIONS INVOLVING FREQUENT CARRYING OF SMALL WEIGHTS
P. I Bastina, L. N. Gratsianskaya, G F. Krasinskaya, E. N. Syromyatnikova,.
M. A. El kin
The maximal weight of a single load lifted at a time by a women is set at 20 kg., •but the law fails to specify the summary weight lifted during the whole of a shift. The order to obtain hygienic backgrounds for rating this total weight lifted in the course of one day by woman, the authors have examined at two brickworks. 146 women-workers permanently engaged in transporting relatively small loads during the whole of the work day. These women-workers presented a series of physiological shifts, reproduction disturbances and a high percentage of occupational diseases of the skeletal and motor systems. The authors suggest that the total weight shifted per work-day by women should be subject to a standard rating and recommend measures to improve working conditions prevailing at brick works.
•b it
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ГОРНОРАБОЧИХ ОТКРЫТЫХ РАЗРЕЗОВ ЗАПОЛЯРЬЯ
Ю. Д. Прохоров, И. В. Рощин, Н. И. Слепак
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
В связи со все возрастающим освоением Севера и Северо-Востока и развитием промышленности в этих районах страны, а также проведением многих работ на открытом воздухе вопрос об обеспечении работающих легкой, теплой и удобной одеждой становится все более актуальным.
При создании такой одежды приходится учитывать наличие отрицательных температур и тяжелых ветровых условий. В таких условиях •обычно применяемая одежда при работе на открытом воздухе является неприемлемой. В частности, требуются новые рациональные образцы ■одежды для горнорабочих открытых разрезов Заполярья.
В целях выработки гигиенических требований к такой одежде было предпринято настоящее исследование.
Работа проводилась в направлении: а) подбора материалов на основании исследования физико-гигиенических свойств тканей и «пакетов» ■одежды; б) выбора конструкции одежды; в) физиолого-гигиенической оценки одежды при носке ее в условиях Заполярья.
Путем детального исследования физико-гигиенических свойств пяти видов костюмных хлопчатобумажных тканей (диагональ 569, плащ-палатка 610, опытная ткань 4160а, опытная ткань 2154, опытная ткань 2163), как новых, так и после троекратной стирки, нами для пошива •одежды отобрано два вида ткани — плащ-палатка 610 и опытная ткань 4160а.
Результаты исследования их показали весьма незначительную воздухопроницаемость плащ-палатки 610 (0,037—0,040 см3/см2/сек) в 3 раза меньшую, чем у ткани 4160а (0,13—0,15 см3/см2/сек). Коэффициент теплопроводности этих тканей одинаков (в условиях неподвиж ного воздуха). Ткани обладают хорошей паропроницаемостью (3,5— 4,1 мг/см2 в час) и одинаковой гигроскопичностью (4,5—4,9%). Эти ткани, будучи обильно смоченными, быстро высыхают. Положительным •свойством ткани 4160а является повышенная износоустойчивость благодаря примеси капронового волокна (15%).
В качестве утепляющего слоя мы предпочли взять вату из шерстистого хлопка, так как она обладает большой упругостью, не сминается и
не сваливается (Н. И. Слепак), благодаря чему лучше сохраняет толщину теплозащитного слоя. Шерстистый хлопок хорошо зарекомендовал себя при эксплуатации в Арктике (костюмы конструкции Ю. В. Вад-ковской).
Опытные образцы одежды были сшиты из материалов в следующем сочетании: 1) верхний слой—плащ-палатка 610 + утеплительный слой — вата из шерстистого хлопка (белого) + подкладка — сатин 176; 2) верхний слой—плащ-палатка 610 4- утеплительный слой—вата из шерстистого хлопка (бурого) + подкладка — сатин 176; 3) верхний слой — опытная ткань 4160а + утеплительный слой — вата из шерстистого хлопка -}- подкладка—сатин 176; 4) верхний слой — опытная
ткань 4160а + утеплительный слой— вата прима и овечья шерсть (по 50%) -(- подкладка — сатин 176.
Исследование отдельных пакетов в лабораторных условиях показало, что паропроницаемость, гигроскопичность, вес и толщина были приблизительно одинаковы у всех пакетов. У них достаточно высокая пористость (96—97%) и относительно малый объемный вес (0,046— 0,050).
Воздухопроницаемость неодинакова у комплектов, различающихся по верхнему слою. Комплекты № 1 и 2 с верхом из плащ-палатки 610 имеют воздухопроницаемость в 3 раза меньшую (0,03 см3/см2/сек), чем комплекты № 3 и 4, где верх-'01 В 10 Ум/сек ним покрытием служит опытна»
ткань 4160 а (0,09 см3/см2/сек). Рис. 1. Тепловое сопротивление «па- Испытание пакетов на тепло-
кетов» одежды в зависимости от си- вые свойства (данные ЦНИИ швей-лы ветра (/, 2, 3, 4 — номера па- пром, К. Г. Гущина) проведено по кетов) методу лроф. Кондратьева в специ-
альной камере в условиях движущегося потока воздуха при различных скоростях (V = 0,7 м/сек, 8 м/сек и 16 м/сек). Цилиндрический бикалориметр обшивали исследуемым: комплектом так, чтобы между последним и бикалориметром создавалась воздушная прослойка, равная 5 мм (Д=5 мм).
На рис. 1 видно, что в условиях минимальной скорости потока воздуха (У=0,7 м/сек) коэффициент теплового сопротивления почти, одинаков у всех четырех комплектов. Наибольшее снижение теплового-сопротивления в условиях максимальной скорости движения воздуха (У=16 м/сек) наблюдалось у комплектов № 3 и 4, где верхнее покрытие составила опытная ткань 4160а. По-видимому, здесь можно говорить о «продувании» пакетов, о вымывании тепла вследствие большой воздухопроницаемости ткани верха.
Костюм представлял собой полукомбинезон (брюки с пришитым к ним жилетом) с застежкой на пуговицах спереди и куртку с воротником из искусственного меха и пришитым к ней капюшоном. Куртка длинная, заканчивается широким поясом на двух пуговицах так, что при застегивании вокруг тела образуется воздушная рубашка (футляр) с ограниченной подвижностью воздуха (рис. 2). Для защиты от проникновения холодного воздуха под одежду куртка имеет двойную застежку, внутреннюю и наружную; капюшон снабжен тесьмой по переднему краю; рукава куртки снабжены внутренним манжетом на ре-
П°фкап/мгчас
СД5
озз пУгв $20
0,3
0,25 0.117
0,^3
0,175 0,16 2 0,15
0,106 0,105 0,1
0.05
—I—I—I—I—I-1—1_
зинке; брюки с напуском поверх сапог. Костюм имеет налокотники и наколенники из материалов покрытия. Вес костюма 6,5 кг.
Названные образцы одежды сравнивали с широко распространенными при открытых горных работах брезентовыми ватными костюмами, которые в отличие от наших образцов состояли из брюк на швейной (хлопчатобумажная, низкосортная) вате без жилета и куртки со свободной нижней полой; пояс отдельный, брезентовый; воротник из цигейки; капюшон пришит к куртке. Вес костюма 7,5 кг.
Одежду исследовали на двух наблюдаемых (рабочие открытых разрезов) в Норильске в марте—апреле 1959 г. и феврале—марте 1960 г.
Наблюдаемые были одинаково одеты; кроме указанных костюмов, они надевали белье нательное, белье теплое фланелевое, верхнюю хлопчатобумажную рубашку, носки, портянки, шапку-ушанку с суконным верхом, варежки шерстяные, валенки.
Гигиеническую оценку одежды мы производили на основе исследования показателей кожных температур и теплового потока с поверхности тела в следующих девяти точках: лоб, грудь, живот,' спина, поясница, тыл кисти, бедра, голень, тыл стопы. Эти показатели изучались при помощи биотепломера, сконструированного в Московском научно - исследовательском институте гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана
Министерства здравоохранения РСФСР (А. Н. Сизяков, Ю. Д. Прохоров)1. До последнего времени теплозащитные свойства одежды оцени, вали приближенно методом кожных температур. По показателям кож-
Рис. 2. Исследуемый костюм.
а — ватный полукомбинезон. Брюки с напуском поверг, сапог; б — куртка с капюшоном и двойной застежкой.
снабжены внутренними манжетами; в — полный комплект одежды на испытуемом.
Рукава
1 Описание метода определения теплового потока организма при помощи биотепломера дано в статье Ю. Д. Прохорова «О физиолого-гигиенической оценке теплозащитных свойств одежды при помощи тепломера». Ученые записки Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР, 1959, № I.
ной температуры можно было косвенно судить о соответствии теплоизоляционной одежды тем климатическим условиям, для которых она предназначается.
Наряду с методом кожных температур нами был использован метод определения плотности теплового потока (величина теплоотдачи радиацией и конвекцией с 1 м2 поверхности тела), который обладает большими преимуществами, так как он позволяет в точных единицах выразить потерю тепла организмом и теплоизоляционную способность одежды (С. Я. Заржевский, П. В. Рамзаев). При этом определяется средневзвешенная температура поверхности тела, плотность теплового потока
с этой поверхности, исходя из чего вычисляется тепловое сопротивление одежды. Тепловое сопротивление одежды, будучи конкретным показателем, является основной величиной, характеризующей теплоизоляционные свойства одежды. Именно эта величина и должна быть задана работникам швейной промышленности для изготовления одежды, точно соответствующей по своей термоизоляции определенным климатическим условиям.
Определение названных показателей, производилось у наблюдаемых ежедневно в течение 28 дней в утренние часы (от 9 до 12 часов).
Первое исследование проводили при комфортных микроклиматических условиях в помещении через 30 минут сидения наблюдаемых в домашней одежде: белье нательное бязевое, белье теплое фланелевое, хлопчатобумажная верхняя рубашка, шерстяные пиджак и брюки.
После этого наблюдаемые надевали исследуемый образец спецодеж, ды и в течение 2 часов находились на открытом воздухе; первый час они стояли, а второй час проводили в спокойной ходьбе по ровной открытой площадке, протяженность маршрута составляла около 4 км. В этих условиях через каждые 30 минут у них измеряли кожные температуры и тепловой поток. При этом также учитывали температуру и скорость движения окружающего воздуха. Каждый образец одежды наблюдаемый носил в течение 5—6 дней.
В комфортных метеорологических условиях помещения у наблюдаемых в домашней одежде получены следующие данные (табл. 1|).
1 Суммарное тепловое сопротивление одежды складывается из термосопротивления собственно одежды и термосопротивления прилегающего к одежде слоя воздуха. Термосопротивленне прилегающего к одежде воздуха зависит от скорости движения «го; для неподвижного воздуха оно равно 0,14 ккал/м2 ■ час град.
О зависимости этой величины от движения воздуха см. в книге А. Бартона и О. Эдхолма «Человек в условиях холода». М , 1957.
Таблица 1
Данные о теплозащитных свойствах домашней одежды в условиях комфортного микроклимата (средние из 28 наблюдений)
Показатель
Испытуемые
Д-
Средневзвешенная температура
поверхности тела ......
Плотность теплового потока
(в ккал/м2 в час)......
Суммарное тепловое сопротивле ние домашней одежды1 (1 ккал/м2 час град) . . Тепловое сопротивление собственной одежды ^в ккал/м2 • час • град) .........
(в
32,8° 35,6
0,369
0,229
32,7° 38,8
0,359
0,219
Таблица 2 Температура кожи у наблюдаемых (средние данные)
Объект наблюдения Количество наблюдений
Наблюдаемые лоб ГРУДЬ тыл стопы
д..... с...... 31,73 32,03 33,9° 34,1° 29,4° 31,4Э 28 28
Наши данные соответствуют данным С. Я. Заржевского, А. Барто-на и О. Эдхолма, которые считают, что домашняя одежда в аналогичных условиях должна иметь такую же термосопротивляемость.
Температура кожи наблюдаемых в помещении показана в табл. 2.
При пребывании же наблюдаемых на открытом воздухе показатели средневзвешенной температуры поверхности тела и плотности теплового потока при ношении исследуемых образцов колебались в различных метеорологических условиях (табл. 3).
Таблица 3
Средневзвешенная температура поверхности тела и плотность теплового потока при пребывании на открытом воздухе (28 дней наблюдений на каждом наблюдаемом)
Показатель
Н аблюдаемые
С.
Через 30 минут в покое
Средневзвешенная температура поверхности тела, град...................
Плотность теплового потока (в ккал/м- в час) Через^бО минут в покое
Средневзвешенная температура поверхности тела, град..................
Плотность теплового потока (в ккал/м- в час)
Через 60 минут ходьбы
Средневзвешенная температура поверхности тела, град ... ..............
Плотность теплового потока (в ккал/м'' в час)
31.8 (от 31,5 до
33,5) "
42.9 (от 33 до 51)
31.8 (от 30 до 33)
43.9 (от 36 до 56)
32,3 (от30 до 33,3) 49,4 (от 36 до 56)
32,5 (от31,5 до 34) 41,6 (от 35 до 52)
32.3 (от 31,5 до 33,5)
45.4 (от 39 до 54)
33 (от 32 до 34) 49 (от 40 до 60)
Температура наружного воздуха в дни наблюдений колебалась от —8 до —29°, скорость движения воздуха — от 0 до 30 м/сек.
Как видно из табл. 3 при пребывании в покое на открытом воздухе средневзвешенная температура поверхности тела снижается по сравнению с исходной, а теплоотдача возрастает. Эти сдвиги обусловлены в первую очередь резкими колебаниями температуры и скорости движения воздуха в дни наблюдений, а также неодинаковыми тепло- и ветрозащитными свойствами различных образцов спецодежды. При ходьбе температура поверхности тела, как и теплоотдача (тепловой поток), возрастает.
На основании изучения средневзвешенной температуры поверхности тела и теплового потока нами определена величина теплового сопротивления одежды по следующей формуле:
р _ • с°* * ° _ "ог — ,, — «ь.
У
где (2 — плотность теплового потока с 1 м2/час, /°сЬк —средневзвешенная температура поверхности тела, Сь —температура наружного воздуха, Я ог—термосопротивление одежды, Я ь —термосопротивление
пограничного с одеждой слоя воздуха.
При этом было установлено, что, как это видно из табл. 4, больших различий в термосопротивлении исследуемой одежды нет. Однако ниже будет показано, что ветер и покрой одежды вносят значительные поправки в этот показатель.
-
Исходя из величин теплового сопротивления одежды, мы производили расчет тех температур наружного воздуха, при которых данные костюмы обеспечат надежную защиту человека от холода. При расчете мы исходили из того, что тепловой поток может повыситься до 50 ккал/м2 в час при повышении теплопродукции до 70 ккал/м2 в час, что находится в пределах физиологических колебаний. Средневзвешенную температуру кожи мы принимали равной 32°. Тогда формула принимает такой вид:
50 =
32
Коя + /?Ь
Л
Расчет максимальной температуры воздуха, при которой одежда способна обеспечить нормальную защиту человека от холода (¿°ь)' ведется отдельно для неподвижного воздуха, когда /? ь =0,153 ккал/м2-сек-град, и для движущегося воздуха. В наших условиях наиболее частой скоростью движения воздуха было 18—20 м/сек; при этом I? ь =0,01 ккал/м2-сек - град. Например костюм № 1. /?ог=1,02° ккал/м2 час-град. У=0,0 м/сек, Яь =0,153 ккал/м2 час-град.
При V = 20 м/сек.
50 =
32
'ь
1,02 + 0,153
—26,8°;
50 =
32 - /„ 1,02 + 0,01'
— 19,5°
Следовательно, костюм № 1 обеспечит нормальное тепловое равно весие для человека, находящегося в условиях практически неподвижного воздуха, при температуре воздуха — 26,8°, а при ветре 20 м/сек ком форт будет обеспечен при температуре воздуха—19,6°.
Таблица 4
Термосопротивление исследуемой одежды
Таблица 5
Температуры воздуха, при которых одежда обеспечивает надежную теплоизоляцию
№ костюма Величина термосопротивления одежды (в ккал/м« час. град)
1 1,02
2 1,00
3 1,14
4 1,08
Брезентовый 0,97
№ костюма
Температура воздуха (в град) при скорости ветра
У=0,0 м/сек
У=20 м/сек
1
2
3
4
Брезентовый
—26,8 —25,7 —32,5 —30,0 —24,0
—19,5 — 18,5 —25,3 —23,0 -17,0
В табл. 5 приводятся величины температуры воздуха, в пределах которых одежда обеспечивает должную защиту от холода. Из табл. 5 видно, что наиболее теплой одеждой является костюм № 3, затем № 4, 1 и 2. Наименее теплым является брезентовый костюм. Эти расчеты проведены относительно пребывания человека на открытом воздухе в покое. При работе, естественно, эта одежда обеспечит защиту от холода и при более суровых климатических условиях.
При движениях наблюдаемых (ходьба и др.) не происходит ощутимого снижения теплоизоляционных свойств опытной одежды. Лишь брезентовый костюм (используемый ныне для работ на открытом воздухе) значительно снижает свою теплоизоляцию. В исследуемых костюмах этого можно достигнуть путем расстегивания пуговиц пояса.
Ветер оказывает двоякое действие на теплозащитные свойства одежды — смывание тепла с поверхности одежды и проникновение холодного воздуха во внутренние слои одежды и «вымывание» тепла изнутри (П. Е. Калмыков, П. В. Рамзаев, А. Бартон и О. Эдхолм и др.).
Проникновение воздуха во внутренние слои одежды зависит от воздухопроницаемости и от особенностей конструкции одежды. Это влияние ветра может значительно снижать теплоизоляцию одежды. Так, уже при ветре 6—8 м/сек величина теплоизоляции брезентового костюма снижается на 0,1° ккал/м2 • час • град, а при ветре 14 м/сек — на 0,25 ккал/м2-час-град. В меньшей степени проникающее действие ветра сказывается на предложенных нами образцах одежды.
В отличие от брезентового костюма оно обусловлено не особенностью конструкции, а недостаточной ветрозащитной способностью ткани верха (костюмы № 3 и 4; при ветре 18 м/сек снижение теплоизоляции произошло на 0,23 ккал/м2 • час • град). В костюмах № 1 и 2, где в качестве верха используется плащ-палатка (материал с весьма низкой воздухопроницаемостью), заметное снижение теплоизоляции происходит лишь при ветрах более 25 м/сек (на 0,08 ккал/м2-час-град).
Таким образом, костюмы с воздухопроницаемым верхом (№ 3 и 4) имеют хорошую теплоизоляцию при штилевой погоде, а костюмы с верхом из маловоздухопроницаемого материала лучше защищают при наличии сильных ветров. Применяемая ныне брезентовая одежда значительно уступает по своим тепло- и ветрозащитным свойствам предложенным нами видам костюмов.
Анкетный опрос 5 рабочих, носивших опытную спецодежду в течение года, указывает на бесспорные преимущества этой одежды, надежно защищающей работающих от суровой погоды в Заполярье. Рабочими была дана хорошая оценка и конструкции одежды.
Однако окончательная оценка эксплуатационных качеств новых видов спецодежды будет дана нами после проведения массовых испытаний в производственных условиях.
Выводы
1. Спецодежда, применяемая на Крайнем Севере для рабочих открытых горных работ, обладает недостаточной термоизоляцией и не обеспечивает должной защиты от холода. Установлено, что тепловое сопротивление одежды для Заполярья должно быть не менее 1 ккал/м2- час -град. Испытанные образцы спецодежды обладают вполне удовлетворительными теплозащитными свойствами
2. Шерстистый хлопок как теплозащитная прослойка имеет большее термсопротивление и обеспечивает надежную теплоизоляцию в условиях крайнего Севера.
3. Необходимая защита от холода обеспечивается при сильных ветрах в том случае, если для верха одежды используется ткань с низкой воздухопроницаемостью. При штилевой погоде удовлетворяет и ткань, обладающая сравнительно высокой воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость ткани верха при неблагоприятных ветровых условиях не должна превышать 0,05 см/см2 в секунду.
4. Испытанная в наших исследованиях конструкция одежды обеспечивает минимальные потери тепла при движениях человека. В условиях сурового холодного климата такая конструкция, по-видимому, является наиболее рациональной из существующих образцов рабочей одежды.
5. Для окончательного учета возможных недостатков исследуемой одежды необходимы дальнейшие наблюдения при массовых испытаниях одежды в Заполярье.
6. Проведенные нами исследования подтверждают надежность нового метода гигиенической оценки теплоизоляционных свойств одежды— метода определения плотности теплового потока при помощи тепломера.
ЛИТЕРАТУРА
Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957.—Г у м е-иер П. И. Учен, записки Московск. ин-та сан. и гиг., 1959, № 1, стр. 59.—Калмыков П. Е. Гиг. и сан., 1938, № 2 стр. 7.—Прохоров Ю. Д. Учен, записки Московск. ин-та сан. и гиг., 1959, № 1, стр 25.—Р а м з а е в П. В. Воен.-мед. журн., 1957, № 8, стр. 68.—С л епа к Н. И. В кн.: К вопросу изучения гигиены одежды. М., 1953, стр. 58.
Поступила 18/VII I960 г.
A STUDY OF THERMAL INSULATING PROPERTIES OF CLOTHING INTENDED FOR MINERS WORKING IN OPEN-CUTS OF SUBARCTIC REGIONS
Yu. D. Prokhorov, I. V. Roshchin, N. I. Slepack
Hygienic assessment of various types of clothing made from different fabrics and wadding was carried out in Norilsk (in Subarctic Region). Investigations involved measuring skin temperatures of various parts of the body and the thermal current emanating from the body surface. Best thermal insulating properties were dislayed by a suit made of water-proof fabric with cotton-wool wadding. Besides, this suit proved to be least permeable to air. The thermal resistance of garments intended for use in a-Subarctic region should be not less than 1°C—kg. cal./sgm. hr. The air-permeability of the outer fabric when exposed to strong wind should not exceed 0.05 cm3/cm2 sec. Under conditions, of the subarctic climate, the type of clothing proposed by prof. Yu. V. Vadkovskaya and modified by the authors will apparently prove to be most efficient.
-tr Ъ -Ь
О ВЛИЯНИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ТОЛЧКООБРАЗНОГО ХАРАКТЕРА
Кандидат медицинских наук В. А. Шабалин (Москва)
Исследование действия на организм человека апериодических колебаний толчкообразного характера в настоящее время представляет серьезную научную проблему. Данному вопросу посвящены лишь единичные работы (Е. Ц. Андреева-Галанина и Л. Я. Бурлова, Б. С. Преображенский, В. А. Углов). Работ, посвященных изучению действия на организм человека угловых перемещений толчкообразного характера, как частному вопросу этой общей проблемы, в доступной нам литературе найти не удалось, за исключением одной работы Суэда Минори.
Угловые перемещения в трудовой деятельности человека встречаются довольно часто. Действию таких перемещений подвергается организм человека при движении на колесных и гусеничных машинах (автомобили, тракторы, бронетранспортеры, танки^др.) и железнодорожном транспорте. Поэтому нас преимущественногТштересовали угловые перемещения, которые по своим физическим характеристикам приближались бы к колебаниям, возникающим при движении гусеничных и колесных машин по неровностям. Исследование таких колебаний показало, что при движении машины по ухабистой дороге, кроме поступательного ее перемещения, возникают еще продольные и поперечные угловые перемещения, часто оканчивающиеся жесткими толчками. С физической точки зрения угловые перемещения принято оценивать по скорости и амплитуде, а толчки — по величине ускорения и времени его нарастания.
