Научная статья на тему 'Изучение тепло- и ветрозащитной способности тканей одежды'

Изучение тепло- и ветрозащитной способности тканей одежды Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
56
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Изучение тепло- и ветрозащитной способности тканей одежды»

ных мероприятий нередко встречались существенные затруднения, которые не всегда удавалось преодолевать. Пищевые отравления в передние годы войны хотя и резко уменьшились по сравнению с первым периодом войны, но все же имели место, особенно число их возрастало в летний период. Однако в общем серьезные трудности были преодолены.

Тот факт, что в самые тяжелые дни Отечественной войны не ослабевала ни на один день положительная, творческая работа санитарно-пищевого надзора, зорко стоявшего на страже санитарной безопасности народного питания, кроется в особенностях советского государства, в котором «сохранилась и получила полное развитие функция хозяйственно-организаторской и культурно-воспитательной работы государственных органов» 1 (И. В. Сталин).

Резюмируя обзор о работе в СССР санитарно-пищевого надзора во время Великой отечественной войны, можно сделать следующие выводы:

1. Укомплектованность кадрами и внимание, проявленное к созданию для санитарно-пищевого надзора технической базы (санитарно-эпидемиологические станции, лаборатории), обеспечили ему возможность не ослаблять своей деятельности, а в нужные моменты действовать с максимальной сосредоточенностью и бдительностью.

2. В центре внимания санитарно-пищевого надзора находилось общественное питание, мясная и рыбная промышленность как участки, наиболее уязвимые в отношении санитарного неблагополучия. Путем укрепления надзора на этих участках и проявления особого внимания к санитарной грамотности и здоровью персонала удалось добиться успехов в профилактике пищевых отравлений и токсикоинфекций.

Проф. В. А. ^КОВЕНКО

Изучение тепло- и ветрозащитной способности тканей одежды

Из Военно-морской медицинской академии

Одежда защищает человека от теплопотерь в окружающую среду (в :воздух). Это защитное свойство одежды я дальше называю теплозащитной способностью, если оно имеет отношение к спокойному воздуху; теплозащитные свойства тканей одежды в подвижном воздухе я обозначаю как ветрозащитную способность.

Изучение тепловых свойств одежды должно происходить не только в спокойном воздухе, но также в подвижном. Кроме того, изучение термических свойств тканей одежды желательно производить применительно к тем условиям, какие имеют место на теле человека, покрытого одеждой, например, при той температуре, какая отмечается на поверхности живого человеческого тела. Поставленным здесь требованиям отвечает, по нашему мнению, эвпатеоскоп как прибор для изучения тепло- и ветрозащитной способности тканей одежды.

Попытки определения теплозащитной способности тканей одежды производились неоднократно. Первая такая попытка была сделана Кри-гером (Krieger), который считал необходимым для испытания тепловых свойств тканей одежды построить прибор, представляющий модель че-

1 И. В. Сталин, Вопросы ленинизма, изд. 4-е, стр. 606.

Рис. 1. Внешний вид эвпатеоскопа

ловеческого тела. Подобные же опыты ставили Франкенгейзер (Franken-hauser), Шустер (Schuster), Нохт (Nocht) и Гиллер (Hiller). Эти авторы применяли металлические цилиндры и стеклянные сосуды, которые ■они наполняли горячей водой и на которые надевали рубашки из исследуемых тканей. О термических свойствах тканей авторы судили по времени, в течение которого наблюдалась определенная теллопотеря, или по количеству тепла, которое теряли цилиндры с нагретой водой. Сюда же относятся попытки определения тепловых свойств тканей одежды посредством кататермометра JI. Хилла (Шафранова в 1928 г., Bachmann в 1928 г., Ф. Г. Кротков и В. С. Тархов в 1929 г., Матюшенко в 1929 г. и Хухрина в 1938 г.).

Эепатеоскоп впервые был предложен в Англии Дефтоноы (ОиМоп) для объективного определения теплового ощущения человека в воздухе закрытых помещений. Прибор учитывает в абсолютных единицах тепла охлаждающий или нагревающий эффект совокупного действия температуры и движения воздуха, а также тепловой радиации. Нами конструкция эвпатеоскопа, описанного Дефтоном, изменена. Внешний вид прибора дан на рис. 1. Прибор состоит из медного полого цилиндра и отдельно стоящей шкалы, содержащей электрический счетчик и реле. Поверхность цилиндра зачернена. Цилиндр имеет следующие размеры: высота 56 см, диаметр 19 см, боковая поверхность цилиндра 3 341 см2, площадь верхнего основания 283,4 см2, следовательно, общая поверхность цилиндра — 3 624,3 см2 — равна приблизительно 20—25% поверхности человеческого тела. Цилиндр укреплен на деревянной скамье. Внутри цилиндра находятся две электрические угольные лампы и биметаллический терморегулятор. С помощью терморегулятора и реле на поверхности цилиндра, если через систему эвпатеоскопа проходит электроток, представляется возможным поддерживать постоянную температуру на желаемом уровне. При повышении температуры на поверхности цилиндра выше заданного уровня реле автоматически выключает ток, при понижении этой температуры ток автоматически включается. Количество электротока, которое расходуется на поддержание необходимой температуры на поверхности указанного цилиндра, учитывается посредством электрического счетчика. Кроме того, эвпатеоскоп снабжен термопарами, служащими для установки заданной температуры на по-

верхности прибора. Теплопотери эвпатеоскопа определяются по фор>-муле:

60-10 0,24.10000.3600 1 430,3, (} =-Г3624^-- ~~Т б- кал/м /час-

6010 ' т где —=--теплопотеря эвпатеоскопа в ваттах в час; 7 — время в минутах, в течение которых эвпатеоскоп расходует 10 ватт, 0,24 — количество малых калорий в секунду, соответствующих одному ватту, 3 624,3— поверхность эвпатеоскопа в квадратных сантиметрах; 10 000— 1 м2 е квадратных сантиметрах и 3 600 — число секунд в часе.

Следовательно, для определения теплопотери эвпатеоскопа (<2) необходимо предварительно найти число минут (Т), в течение которых эвпатеоскоп расходует 10 ватт. Затем, применяя приведенную выше формулу, вычисляют теплопотери эвпатеоскопии в б. кал/м2/час.

Методика определения теплопередачи тканей одежды

Эвпатеоскоп дает возможность определять: 1) величину общей теплопередачи тканей одежды 1 в спокойном и в подвижном воздухе и 2) коэфициент теплопередачи в неподвижном и в подвижном воздухе.

Для этого из исследуемой ткани шьют рубашку, которая при надевании на цилиндр эвпатеоскопа должна полностью закрывать его боковую и верхнюю поверхность. Рубашка при этом плотно натягивается на цилиндр прибора без складок и застегивается булавками вдоль боковой поверхности прибора. В наших опытах на поверхности эвпатеоскопа всегда устанавливалась определенная температура 35°. При этом мы основывались на наблюдениях Фрейдлина, Путиловой, Вадковской и др., которые показали, что температура кожи у человека под одеждой находится в пределах 32—36°.

Величину общей теплопередачи ткани определяют сначала в спокойном, а затем в подвижном воздухе.

Пример. Определение теплопередачи серошинельного сукна. Температура воздуха в лаборатории 15°. Воздух неподвижный. Температура на поверхности эвпатеоскопа 35°. На цилиндр прибора надета рубаш ка из серошинельного сукна.

Наблюдения показали, что эвпатеоскоп расходует 10 ватт электроэнергии в следующие сроки:

1. 11 мин. 22 сек.

2.10 . 41 .

_3.11 . 52 .__

Среднее. .1) мин. 19 сек = 11,32 минуты

Поэтому величина теплопотери исследуемой ткани равна:

л 1430,3 1430.3 ____

С? = —-р— = ^ .^2 = 126,3 б. кал/м?/час.

Предыдущие наблюдения показали, что эвпатеоскоп «голый», без; рубашки, при тех же условиях обнаружил величину охлаждения.

143П,3

<? =-у ]8- = 199,2 б. кал/м5/ час.

Следовательно, серошинельное сукно уменьшает теплопотерю прибора на 31,5°/о. Приблизительно такое же уменьшение теплопотерь получили Кроткое и Тархов, исследуя термические свойства серошинельного сукна посредством кататермометра.

1 Т. е. теплопередача через ткань (или ткани) при их естественной толщине + теплоотдача, во внешнюю среду (излучением и конвекцией).

'С целью изучения ветрозащитных свойств той же ткани прибор, на который надета рубашка из серошинельного сукна, подвергают действию подвижного воздуха различных скоростей при помощи вентилятора.

Пример. Температура воздуха 15,5°. Скорость движения воздуха 1,91 м/сек. Температура на поверхности эвпатеоскопа — 36,5°. Продолжительность отдельных наблюдений (расход 10 ватт в минутах):

1. 9 мин. 38 сек.

2. 9 . 23 , _3. 9 . 20 ._

Среднее 9 мин. 21 сек. = 9,45 минуты

Величина теплопередачи ткани: • :

1430,3

(? = ~у45" =151,3 б. кал/мг/час.

Следовательно, в подвижном воздухе исследуемая ткань уменьшает теплопотери прибора на 24,6%.

Полученные данные дают возможность определить коэфициент теплопередачи (в гр. Цельсия) и выразить его в размерности технической (К) или физической (/СО:

М. Д. Горбаренко и А. И. Затучным. Ознакомившись с приведенными диаграммами, мы можем" притти к следующим выводам:

1. Все исследуемые ткани в подвижном воздухе увеличивают общую теплопередачу, причем с увеличением скорости движения воздуха теплопередача тканей соответственно увеличивается.

2. Указанные ткани, в зависимости от теплопередачи в подвижном воздухе, можно разделить на две хорошо ограниченные группы (рис. 2).

Летн.гимнаст тканьх гоинШн \

Уровень д/лаждения^олого '"эвпатеоскопа в спокойном воздухе

151,3

36.5- 10,0 = 7-20 б- кал/*2/час.

Кх = ЩПзбОО = 0,00°201 м" кал/смг/сек.

Результаты изучения термических свойств тканей красноармейского •обмундирования при помощи эвпатеоскопа представлены на двух диаграммах (рис. 2 и 3). Эти данные были получены мной совместно с

60

■50 | 40

% 30

§ 20 «2

. Ю

маЗеполам. тощ. И23йм»

Льняная ткано,толщ. ОЛ/мм

Грцнсбон,толщ. ОЯОмм

Пет» гимнаст, ткань, толш. 0737мк

Сукно.толщ. 2.8/7мм

Серошинельн. суш, толщ.З.ОЙ7мм

Серошинельн. сукно, ) петк. гимнаст, ткань, [ тот.4.2С2мм гиинсбом ■>

О 1 г „ з ям/сен.

Скорость движения воздуха

Рис. 2. Теплопередача тканей одежды в спокойном и подвижном воздухе

Первую группу составляют ткани (мадеполам, летняя гимнастерка,, гринсбон, льняная ткань), которые обладают способностью уменьшать теплопередачу эвпатеоскопа только в спокойном воздухе; в подвижном воздухе они практически не защищают нагретое тело от охлаждения. Такие ткани, можно сказать, обладаю^ теплозащитной способностью и практически не имеют ветрозащитных свойств.

Гимнаст, ткани,гринсбон

________-Гимнасттань, бумага,

чуМь иАламаенин_ „голого¿-гбпатеоснопаДспокойном возду/е гринсбон

а у маг а, гимнаст, тнань.

гринсбон Серои/инельное сунн о С ер о шин. сунно, гимнаст, тнань, гринсбон

г

Скорость дВимения воз дуг а

Рис.

3. Комбинации тканей одежды. Общая теплопередача в спокойном и подвижном воздухе

Ко второй группе относятся ткани, которые вызывают уменьшение теплопередачи эвпатеоскопа как в спокойном, так и в подвижном воздухе. К таким тканям принадлежат толстые шерстяные ткани: сероши-нельное сукно и одеяло. Эти ткани обладают не только теплозащитными, но и ветрозащитными свойствами.

Можно представить третью группу тканей, которые не защищают от теплопотерь нагретое тело ни в спокойном, ни в подвижном воздухе. Третья группа тканей, следовательно, не имеет ни тепло-, ни ветрозащитных свойств. К таким тканям принадлежат мокрые ткани, как это показали наблюдения с эвпатеоскопом.

3. Ветрозащитная способность тканей находится в большой зависимости от их толщины. На рис. 2 против каждой кривой показана толщина изучаемой ткани. Все исследованные ткани по их ветрозащитным способностям располагаются соответственно их толщине. Наиболее топкая ткань — мадеполам (толщина ее 0,23 мм)—обнаруживает наименьшую ветрозащитную способность, затем следуют ткани: льняная (толщина 0,387 мм), гринсбон (толщина 0,510 мм), летняя гимнастерка (толщина 0,737 мм). Наибольшей ветрозащитной способностью обладает ткань, толщина которой превышает 1 мм (серошинельное сукно, толщиной 3,087 мм, и грубошерстное одеяло — 2,287 мм).

Если искусственно уменьшить воздухопроницаемость тканей, то ветрозащитная способность последних может значительно увеличиться. На рис. 3 приведены результаты испытания ветрозащитной способности комбинации двух тканей: гимнастеоочной ткани и гринсбона без бумаги и вместе со слоями газетной бумаги, причем в одном случае бумага помещалась между тканями, а во втором — она покрывала ткани сверху. Результаты наблюдений обнаружили, что прокладка из бумаги увеличивает ветрозащитную способность тканей. Особенно снижается теплопередача в том случае, если бумага покрывает ткани снаружи. Меньшее снижение теплопередачи наблюдается в том случае, если бумага находится между слоями тканей.

Приведенные наблюдения убеждают в том, что увеличение теплопередачи тканей одежды в подвижном воздухе происходит вследствие усиления обмена воздуха в порах тканей. Рубнер указывал, что теплопроводность тканей одежды не может быть постоянной, так как она зависит от циркуляции воздуха в тканях. Воздухопроницаемость тканей резко

падает с увеличением их толщины, почему в толстых тканях отмечается малая теплопроводность в спокойном и подвижном воздухе. Подвижный воздух не способствует в толстых тканях одежды значительному усилению циркуляции воздуха; поэтому толстые ткани в подвижном воздухе не могут заметно увеличивать свою теплопередачу. Противоположное явление представляют тонкие ткани, обладающие относительно большой воздухопроницаемостью; в тонких тканях циркуляция Еоздуха усиливается не только в подвижном воздухе, но также может увеличиваться в спокойном воздухе в силу разницы температур по обеим сторонам ткани.

Бумага, а также другие малопроницаемые и непроницаемые для воздуха ткани в одежде ¡могут сильно уменьшать воздухопроницаемость последней; поэтому в одежде с малой воздухопроницаемостью увеличиваются ветрозащитные свойства. Наибольшая ветрозащитная способность одежды наблюдается, если непроницаемый для воздуха слой находится снаружи, так как при этих условиях практически исключается усиление вентиляции одежды при действии ветра. Эти результаты оправдывают ношение в холодных странах и в холодное время малопроницаемой для воздуха толстой одежды, кожаной, а также меховой. В последнем случае мех следует располагать кожей кнаружи, а волосистой частью внутрь.

Выводы

1. Применение эвпатеоскопа как прибора для определения общей теплопередачи тканей одежды имеет преимущество перед другими приборами, предложенными для изучения термических свойств тканей.

2. Эвпатеоскоп дает возможность изучать теплопередачу тканей одежды в условиях, близких к тем, какие ткани одежды имеют на теле человека, например, при температуре поверхности человеческого тела, на большой поверхности прибора, равной приблизительно 25% площади поверхности человеческого тела.

3. Изучение термических свойств тканей одежды производится как. в спокойном, так и в подвижном воздухе; следовательно, прибор служит для измерения тепло- и ветрозащитных свойств тканей одежды.

4. Эвпатеоскоп делает возможным изучение термических свойств тканей одежды в сухом и смоченном состоянии и при любых комбинациях тканей. * у 4

5. Прибор может найти применение для определения теплопередачи тканей на открытом воздухе, а его показания могут отсчитываться внутри помещений на большем или меньшем расстоянии от прибора.

6. Изучение тканей красноармейского обмундирования при помощи эвпатеоскопа обнаружило, что большинство этих тканей обладает теплозащитными свойствами только в спокойном воздухе и не имеют ветрозащитных свойств (гринсбон, летняя гимнастерка, льняная ткань); ветрозащитными свойствами обладают только толстые ткани, имеющие толщину больше 1 мм (сукно и серошинельное сукно).

7. Комбинации тканей, например, летняя гимнастерка, гринсбон, обладают ветрозащитными свойствами в большей степени, чем отдельные ткани одежды. «

8. Ветрозащитные свойства тканей одежды находятся в зависимости главным образом от их толщины.

9. Ветрозащитную способность одежды можно искусственно увеличить путем расположения между слоями одежды добавочных слоев из-материалов, непроницаемых для воздуха. Это свойство одежды обеспечивается тем в большей степени, чем ближе к поверхности одежды располагают слой, непроницаемый для воздуха.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.