CC BY
22УДК 623.454.76
В.Ф. Кириллов1, Г.В. Федорович2
РАСЧЕТ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ ОДЕЖДЫ ДЛЯ КОМФОРТНЫХ
УСЛОВИЙ РАБОТЫ
>ГУП Мос НПО «Радон», Москва; 2ООО «НТМ-Защита», Москва
Излагаются основы гипотезы о необходимости подбора одежды для работающих по показателям теплосопротивления в зависимости от энерготрат при выполнении работы в условиях различных температур воздушной среды при сохранении теплового баланса.
Ключевые слова: тепловое сопротивление, тепловой баланс, микроклиматические условия, энерготраты при работе.
V.F. Kirillov, G.V. Fedorovitch. Calculation of heat-insulating parameters of clothes for comfortable work conditions
FSUE Radon, "NTM-Zashchita", Moscow
The article covers basics of hypothesis that selecting clothes for workers should consider heat-insulation in accordance with energy expenditure for work in various ambient temperatures with preserved heat balance.
Key words: heat-insulation, heat balance, microclimate, energy expenditure for work.
Мировая практика предсказания теплоощу-щений человека в условиях, создаваемых в жилых и производственных помещениях, основывается на расчете теплового баланса, то есть баланса между теплопроизводством и тепло-потерями организма человека при теплообмене с окружающей средой. На этом принципе основаны американский [11] и европейский [12] стандарты эргономики теплового окружения. В отечественной практике принято жесткое, априорное санитарно-гигиеническое нормирование [1] микроклиматических параметров, обоснованное еще в стандарте на качество воздуха в рабочей зоне [4].
Разумеется, первый принцип представляется более предпочтительным, однако непосредственная замена отечественных стандартов на западные аналоги представляется нецелесообразной из-за внутренней недостаточности расчетов [11] и [12], в которых практически не принимаются во внимание адаптационные возможности организма при выполнении работ различной тяжести (с различными общими энергозатратами) и в различных внешних условиях. Приспособительные реакции организма являлись предметом многочисленных исследований (обзор см. напр. в [7]), серьезные наработки в этой области принадлежат отечественным авторам. Представляется целесообразной модификация норм для микроклимата производственных помещений [1] на пути объединения западных методов расчета теплового баланса и отечественных результатов
исследования физиологических реакций, направленных на сохранение оптимального теплового состояния человека. Обобщение и систематизация результатов отечественных исследований по физиологическим показателям оптимального и допустимого теплового состояния человека при выполнении работ различной категории тяжести приведено в [5]. Эти данные использованы ниже при расчетах теплового баланса организма человека.
Энергетический обмен человека складывается из трех составляющих: основного обмена, пищевого термогенеза и затрат энергии на физическую активность.
Производство энергии. Основным обменом принято называть интенсивность энерговыделения в организме в условиях умственного и физического покоя. Это связано с постоянно активным состоянием, в котором находятся мозг, сердце, дыхательная мускулатура, печень и почки. Средняя интенсивность основного обмена веществ у взрослого человека может быть принята равной 1800 Ккал/сут, что соответствует мощности ~ 90 Вт.
Пищевой термогенез — это энергия, которая тратится на поглощение, переваривание и усвоение пищи. Величина пищевого термогенеза регулируется симпатической нервной системой, она зависит от времени суток, состава пищи, физиологических особенностей организма. В среднем пищевой термогенез составляет величину № ~ 10 % от всех суточных затрат энергии
[2]. При расчетах можно включить величину в состав основного обмена, увеличив мощность до величины ~ 100 Вт.
Скорость выделения суммарного метаболического тепла 'пл (полное энерговыделение за счет всех источников) отличается от основного обмена на величину дополнительной энергии Ш , связанной с мышечной деятельностью: Ш = Ш + Ш . При этом часть энергии
пол 0 доп 1 1
химических превращений используется на синтез АТФ и определенная доля энергии распада АТФ идет непосредственно на мышечное сокращение. Основная часть дополнительной энергии Ш рассеивается в виде тепла. Механическая мощность, развиваемая мышцами 'мех составляет долю п = 'мех / ' оп, которую условно можно назвать «коэффициентом полезного действия» мышц. Величина п меняется от человека к человеку, зависит от общего состояния организма и вида механической работы [6]. Для ходьбы и бега (с небольшой скоростью) п ~ (20—30) % , для поднятия и переноса тяжестей п ~ (10—15) % . Примем для дальнейшего п = 20 % .
Если интересоваться только теплом Ш ,
1 теп
выделяемым при определенном уровне мышечной активности, его оценку можно получить из вполне очевидных соотношений
Ш = Ш -Ш = (1-п)*' +п . (1)
теп пол мех пол 0
Этим соотношением будем пользоваться в дальнейшем для расчета тепловой мощности, вырабатываемой организмом, при этом принимая во внимание следующие виды теплопотерь: легочные теплопотери, теплопотери, связанные с потоотделением и испарением пота, кондуктив-ную теплоотдачу с поверхности тела и одежды и тепловое излучение с поверхности одежды.
Организм может регулировать (в определенных пределах) интенсивность теплопотерь по различным каналам и «включать» их в различных комбинациях, в зависимости от ситуации: интенсивности работы, параметров внешней среды, степени теплоизолированности тела и пр.
Легочный теплообмен. Подробно физиология дыхания описана во многих работах (см. напр. [9]). Тепло- и влагообмен при дыхании — это сложный процесс, в котором вдыхаемый воздух увлажняется и согревается (или охлаждается) в верхних дыхательных путях, а выдыхаемый — осушается и охлаждается (или нагревается). Процесс почти циклический. Теплопотери при дыхании обусловлены отступлениями от цикличности — парциальное давление водяного пара в выдыхаемом воздухе больше, чем во вдыхаемом,
на это тратится скрытая теплота парообразования. Количественная зависимость скорости потери влаги при дыхании от метеопараметров (температуры воздуха и его влажности), а также от физиологических характеристик организма (частоты дыхания, величины дыхательного объема) изучалась в работе [14]. Авторами была рассчитана множественная линейная регрессионная зависимость влагопотерь. В книге [7] эта формула была пересчитана к параметрам, непосредственно входящим в балансные уравнения, то есть для зависимости теплопотерь при дыхании Ш от интенсивности мышечной деятель-
лег
ности и параметров воздуха — температуры ^ и абсолютной влажности а :
w„„ = Wp*r(Q)*[1- t/t
a /а -
a' p
Y(®)/Y„]. (2)
Здесь индексом р отмечены характерные для легочного теплообмена величины, определяющие теплопотери: Шр = 31 Вт, t = 164 °С ,
а = 56 г/м3 , У =12. Через ш обозначена доля
р 1 р
дополнительного энерговыделения, обусловлен -ного мышечной активностью: ш = Ш /Ш , а
доп 0
функция у(ш ) = 1 + ш*(0,5 + ш) интерполирует увеличение скорости легочной вентиляции с ростом мышечной активности.
Величину Шлег следует вычесть из тепловой мощности Шлтеегп при расчетах потерь тепла с поверхности тела. "Именно при теплообмене на границе кожа — внутренняя поверхность одежды должна отводиться мощность 'пл — Пересчитывая мощность на единицу поверхности тела, получим плотность теплового потока
J = (W - W )/S.
Кп v ТРГТ л^г' *
(3)
Здесь Б ~ 2 м2 — площадь поверхности тела взрослого человека. Поток с плотностью ]ко должен обеспечиваться за счет кондуктивного теплообмена кожа—одежда.
Кондуктивный теплообмен кожа—одежда. Поток ]ко тепла через одежду определяется разностью температур кожи ^ и поверхностью одежды t и термосопротивлением одежды 1с1о :
J = (t - t ) / Iclo.
° КС v к п' '
(4)
В гигиенических исследованиях принято выражать величину термосопротивления одежды в безразмерных единицах С1о. Связь величин 1с1о и С1о задается соотношением
1с1о = 1*С1о, (5)
где I = 0,155 °С*м2/ Вт — коэффициент пере-
счета условных единиц С1о в реальное термосопротивление одежды.
В стандарте [12] приведены характерные значения термосопротивления как для отдельных элементов одежды, так и для различных комплектов. Величина С1о меняется от десятых долей единицы (шорты, майки, летние юбки) до единиц (пальто, пуховик, стеганые комбинезоны). Если одежда многослойная (например, нижнее белье + верхняя одежда + пальто), то термосопротивление каждого слоя складывается так, что суммарное сопротивление может составить несколько единиц С1о.
Теплопотери с поверхности одежды. На поверхности одежды действуют кондуктивный и радиационный каналы теплообмена.
Кондуктивный теплообмен с окружающей средой, пропорциональный разности температур поверхности одежды и воздуха:
] = И* (1 - 1). (6)
конд 4 п а' 4 '
Здесь величина И — коэффициент теплоотдачи с поверхности одежды. Он зависит от скорости V движения воздуха вблизи поверхности одежды. Согласно стандарту [12], при характерных для помещений значениях V — 0,1 м/с, коэффициент теплоотдачи И меняется пропорционально Va1/2 :
И = н^а1/2. (7)
Здесь g = 12,1 Вт/(°С*м2), величина скорости подставляется в единицах м/с.
Другой канал теплообмена на поверхности одежды — теплообмен за счет излучения и поглощения лучистой энергии. Если плотность падающего на поверхность потока лучистой энергии представить в виде о*Т 4 (здесь о = 5,67*10-8 Вт*м"2К"4 — постоянная Стефана-Больцмана, Т — радиационная температура (по шкале Кельвина) падающего излучения), то поток тепла с поверхности одежды будет иметь вид
] = а * о*( Т4 - Т 4). (8)
рад по 4 п рад ' 4 '
Здесь величина апо — степень нечерноты поверхности одежды (для инфракрасного излучения апо « 0,5—0,7).
Теплопотери, обусловленные испарением пота. Процессы испарения влаги с поверхности воды изучены достаточно полно (см. напр.[10]). Скорость испарения с единицы поверхности пропорциональна отношению (Рнас — Рпа ) / Р, где Р — давление воздуха, Р — парциальное
давление водяных паров в состоянии насыщения при температуре поверхности, Рпар — реальное парциальное давление водяного пара в воздухе в зависимости от его температуры и влагосодержа-ния. Использование вполне общих соотношений между давлением водяных паров и их температурой, позволяет выразить скорость испарения влаги через непосредственно измеряемые величины — температуры поверхности одежды и воздуха и относительную влажность воздуха над поверхностью. Соответствующие расчеты приведены в книге [7], их результат для интенсивности (с единицы поверхности одежды) потока тепла, теряемого на испарение пота, имеет вид:
ШпоТ = Кк*Б*{1 - ЯИ*ехр[ (1в - О/ 1о ]}. (9)
Здесь Кк = 1,25*103 Вт/м2. Б — площадь поверхности, с которой происходит испарение, ЯИ — относительная влажность воздуха, 1в и 1к — температуры воздуха и кожи, ^ ~ 16,7 °С — характерный масштаб температуры. Простейшие оценки показывают, что если содержимое фигурных скобок в формуле (9) не слишком мало (реально это так вдали от точки росы), то скорость теплопотерь при испарении влаги может достигать величин до 1 кВт с 1 м2 поверхности тела. Такой скорости теплопотерь с избытком хватит для компенсации любого тепловыделения.
Реально испарению пота может мешать одежда, плохо пропускающая влагу. Наличие одежды делает неопределенной локализацию теплозатрат на испарение пота. Здесь следует учитывать, что часть пота с поверхности кожи не испаряется, а смачивает одежду. Испарение, по-видимому, происходит как в процессе диффузии влаги к внешней поверхности одежды, так и на самой этой поверхности. Это обстоятельство усложняет анализ распределения температуры по толщине одежды. В зависимости от соотношения коэффициентов влагоемкости, воздухопроницаемости и теплопроводности, относительная роль теплопотерь на испарение пота с поверхности кожи и поверхности одежды может меняться кардинально. В неблагоприятном случае испарение влаги может быть затруднено настолько, что отмечается профузное потение, когда пот стекает, не испаряясь и не удаляя из организма соответствующего тепла [5].
Расчеты различных вариантов показали, что теплообмен наиболее эффективен в случае, когда основное испарение происходит на поверхности одежды. Иными словами, предполагая, что человек одет «подходящим образом», можно считать, что теплопотери W , сопровождающие
испарение пота на поверхности одежды, пропорциональны скорости Р потовыделения. Обычно принято задавать скорость Р в единицах г/час, для пересчета в принятые в термодинамике величины теплопотерь, задаваемые в единицах Вт, следует использовать коэффициент пересчета
r « 0,7*Вт* г/час.
(10)
Величину ] = Шпот /Б следует добавить к потоку тепла с поверхности одежды.
Суммируя все составляющие теплообмена организма с окружающей средой, получим систему балансных уравнений:
] = (Ш - Ш )/Б = I +1 +1 . (11)
ко 4 теп лег7 ' конд рад пот 4 '
Определения отдельных потоков тепла приведены выше. Для анализа состояния организма следует задать параметры среды. Часть из них (температура ^ и скорость V движения воздуха, его влажность) определяется с помощью рутинных измерений; для измерения такого параметра, как радиационная температура Т , следует либо провести серию измерений с помощью радиометров инфракрасного излучения, либо использовать специфический измеритель теплового облучения, известный в метеорологии как шаровой термометр (сфера Вернона). Эти вопросы подробно рассмотрены в работе [8], в ней же, со ссылкой на стандарт [13], приведена формула для расчета радиационной температуры по измерению температуры (ТЩ, в градусах Кельвина или ^ в градусах Цельсия) шарового термометра:
Т 4 = Т 4 + (Ь /а а)*(1 - О. (12)
рад шт 4 шт ' шт ' 4 шт в' 4 '
Даже после задания параметров среды, уравнения (11) содержат слишком много неизвестных переменных для того, чтобы из них можно было бы вычислить какую-либо одну. В некоторых частных случаях, однако, можно добавить к
балансным уравнениям (11) дополнительные условия, позволяющие получить представляющие практический интерес результаты.
Одной из таких задач является проблема выбора одежды для комфортного выполнения работы с заданным суммарным энерговыделением при заданных метеопараметрах окружающей среды. Для этого следует ввести в рассмотрение результаты, полученные в исследованиях отечественных гигиенистов (см. напр. [3, 5]).
Обобщение данных об изменениях физиологических показателей при мышечной деятельности проведено в книге [5]. Можно считать установленным, что в оптимальных условиях существует вполне определенная связь между интенсивностью мышечной деятельности (определяемой, например, по величине механической мощности или по однозначно связанной с ней соотношением (1) величине полного энерговыделения Шпо) и такими физиологическими реакциями организма, как величина влагопо-терь и средневзвешенная температура кожи
(СВТК).
Соответствующие результаты экспериментов с участием добровольцев приведены в книге [5], откуда взяты данные для построения табл. 1.
Разбросы величин влагопотерь и СВТК обусловлены в основном тем, что они отнесены к диапазону расходуемой энергии, в меньшей степени — индивидуальными различиями участников экспериментов.
Для дальнейшего можно интерполировать эти данные линейными соотношениями Р = 1"(Шпол) и ^ = в(Шпол) . Например, зависимость средних (для каждой ячейки) влагопотерь от среднего (для соответствующих ячеек) расхода полной энергии интерполируется функцией
Q = 0,65*(WnM - Wi).
(13)
Здесь ~ 37 Вт — параметр интерполяции. Для перехода от влагопотерь Р к затратам тепла Ш на испарение пота используем коэф-
ттг/г 1 ^ 1
Т а б л и ц а 1
Показатели теплового состояния человека, положенные в основу выработки требований к параметрам оптимального микроклимата
Характер работы Расход энергии Wпол, Вт Влагопотери, Q, г/ч СВТК, °С
Легкая, категория I a До 139 40—60 32,2— 34,4
Легкая, категория I б 140—174 61—100 32,0— 34,1
Средняя, категория IIa 175—232 80—150 31,2—33,0
Средняя, категория II6 233—290 100—190 30,1—32,8
Тяжелая, категория III 291—340 120—250 29,1—31,0
фициент пересчета (10), в результате получим соотношение между W и W
ггпт ггп л
W = 0,455*(W - W).
пот 4 пол V
(14)
Если для поддержания комфортного состояния влагопотери должны расти с ростом расхода энергии, то температура кожи при этом должна спадать. Объясняется это, по-видимому, необходимостью отвода все большего количества тепла от внутренних частей организма (с постоянной температурой) к поверхностным слоям. Количественно этот эффект может быть описан с помощью интерполяционной формулы
t = 35,4*(1 - W /W,).
к v ггп л * /.'
(15)
Здесь температура кожи ^ задается в градусах Цельсия, ~ 2185 Вт.
Присоединение формул (14) и (15) к соотношениям (11) дает систему уравнений, из которой можно определить, например, величину термосопротивления одежды 1с1о в зависимости от остальных параметров — суммарного энерговыделения и метеопараметров, характеризующих окружающую среду. Так как соотношения (14) и (15) выражают условия теплового комфорта, то и найденная таким образом величина 1с1о будет характеризовать одежду, обеспечивающую тепловой комфорт при выполнении работы с заданным суммарным энерговыделением в среде с заданными метеопараметрами.
Приведем пример расчета термосопротивления одежды, обеспечивающей комфортные условия работы с заданными суммарными энергозатратами Шпол, при заданной температуре ^ и влажности ЯИ окружающего воздуха. Примем Ш = 180 Вт, I = 20 °С, ЯИ = 40 %. Радиа-
пол а
ционная температура Т предполагается равной температуре воздуха Т.
Расчеты можно проводить в следующей последовательности :
• используя интерполяционную формулу для абсолютной влажности насыщенного пара, выведенную в [7],
a = a exp(t /t ),
нас о 1 4 a ' er
(16)
где ао = 5,17 г/м3, to = 17,2 °С, получим, что a с = 16,5, что для относительной влажности 40 %% дает абсолютную влажность а = 6,6 г/м3;
• по формуле (2) определим легочные тепло-потери; имея в виду, что при W = 180 Вт, W = 90 Вт, и = 1, у(ш) = 2,5 , ао/а = 0,118, Г/ t = 0,122; получим W = 42,8 Вт ;
• тепловыделение при W = 180 Вт составляет, согласно (1), Ш = 16)2 Вт; согласно (3)
х ' теп х '
теплообмен кожа—одежда должен обеспечивать поток тепла ]ко = 59,6 Вт/м2;
• для поддержания оптимального теплового состояния, при энерговыделении 180 Вт температура кожи должна поддерживаться (согласно (15)) вблизи значения 32,5 °С, а потери тепла на испарение пота (см. (14)), должны составлять ~ 65 Вт 0 = 32,5 Вт/м2);
пот
• используя соотношение (11) суммарный поток тепла с поверхности одежды, обусловленный кондуктивными потерями тепла и потерями за счет теплового излучения должен составлять величину ] + .} ~ 27,1 Вт/м2; подставляя сюда выражения (6) для ] и выражение (8) для ] (в последнем полагаем Т = Т, см. выше) по-
х рад а '
лучим уравнение для температуры поверхности одежды, решение которого дает оценку этой величины ^ ~ 23,5 °С;
• воспользовавшись формулой (4), в которую следует подставить 1ко = 59,6 Вт/м2, ^ = 32,5 °С и ^ ~ 23,5 °С, получим величину термосопротивления одежды, обеспечивающей все, использованные выше условия и равную 1с1о ~ 0,151 °С*м2/Вт: для безразмерной величины С1о это составляет ~ 0,97. Используя приведенные в [12] характеристики различных наборов одежды, можно заключить, что такое термосопротивление обеспечивается, например, комплектом одежды, состоящим из нижнего белья с короткими рукавами и штанинами, рубашки, брюк, куртки, носков и обуви.
Расчеты по предложенной методике можно распространить на более широкий диапазон температур воздуха и энергозатрат. Результаты расчетов приведены в табл. 2. Как и в разобранном выше примере предполагалось, что скорость движения воздуха составляет 0,1 м/с, а влажность 40 %. Радиационная температура предполагалась равной температуре воздуха.
В левом столбце таблицы приведены значения полного энерговыделения при выполнении работы. В верхней строке — температуры воздуха, при которых эта работа совершается. Термосопротивление одежды (в единицах С1о) приведено в ячейках на пересечении соответствующих строк и столбцов. Двойной линией ограничена область в левом верхнем углу таблицы, занятая значениями термосопротивлений, слишком большими для обычной одежды. Их следует исключить из рассмотрения. Исключается также ограниченная область с отрицательными значениями термосопротивлений в правом нижнем углу таблицы. Между этими областями лежат значения
Результаты расчета теплоизолирующих
RH = 40 %, Vа = 0,1 м/с
Т а б л и ц а 2.
параметров одежды для комфортных условий работы при Та = Трад,
Температура воздуха, °С
Wпол, Вт
14
15
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
2,88 2,67 2,46 2,26 2,06 1,86 1,66 1,46 1,27 1,08 0,89
2,57 2,38 2,19 2,00 1,82 1,64 1,46 1,28 1,10 0,93 0,76
2,32 2,15 1,98 1,81 1,64 1,47 1,30 1,14 0,98 0,81 0,65
2,13 1,97 1,81 1,65 1,49 1,33 1,18 1,02 0,87 0,72 0,57
1,98 1,82 1,67 1,52 1,37 1,22 1,07 0,93 0,79 0,64 0,50
1,85 1,70 1,55 1,41 1,27 1,13 0,99 0,85 0,71 0,58 0,45
1,73 1,59 1,45 1,32 1,18 1,05 0,91 0,78 0,65 0,52 0,40
1,64 1,50 1,37 1,24 1,10 0,97 0,85 0,72 0,60 0,47 0,35
1,55 1,42 1,29 1,16 1,04 0,91 0,79 0,67 0,55 0,43 0,31
1,47 1,35 1,22 1,10 0,97 0,85 0,73 0,62 0,50 0,39 0,27
1,40 1,27 1,15 1,03 0,91 0,80 0,68 0,57 0,46 0,35 0,24
1,32 1,20 1,09 0,97 0,85 0,74 0,63 0,52 0,41 0,31 0,20
1,25 1,13 1,02 0,91 0,80 0,69 0,58 0,47 0,37 0,27 0,17
1,18 1,06 0,95 0,84 0,74 0,63 0,53 0,43 0,33 0,23 0,13
1,10 0,99 0,88 0,78 0,68 0,57 0,47 0,38 0,28 0,19 0,09
1,02 0,92 0,81 0,71 0,61 0,51 0,42 0,33 0,23 0,14 0,06
0,94 0,84 0,74 0,64 0,55 0,45 0,36 0,27 0,19 0,10 0,02
0,85 0,76 0,66 0,57 0,48 0,39 0,31 0,22 0,14 0,06 -0,02
0,76 0,67 0,58 0,50 0,41 0,33 0,25 0,17 0,09 0,01 -0,06
0,67 0,59 0,50 0,42 0,34 0,26 0,19 0,11 0,04 -0,03 -0,10
0,58 0,50 0,42 0,34 0,27 0,20 0,12 0,06 -0,01 -0,08 -0,14
0,49 0,41 0,34 0,27 0,20 0,13 0,06 0,00 -0,06 -0,13 -0,19
0,39 0,33 0,26 0,19 0,13 0,07 0,00 -0,06 -0,11 -0,17 -0,22
0,30 0,24 0,18 0,12 0,06 0,00 -0,05 -0,10 -0,14 -0,19 -0,23
0,22 0,16 0,10 0,06 0,02 -0,03 -0,07 -0,11 -0,16 -0,20 -0,24
0,17 0,13 0,08 0,04 0,00 -0,04 -0,08 -0,13 -0,17 -0,21 -0,25
0,15 0,11 0,07 0,02 -0,02 -0,06 -0,10 -0,14 -0,18 -0,22 -0,26
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350
3,29 2,95 2,68 2,46 2,29 2,14
2,02 1,91 1,82 1,73 1,65 1,57 1,49 1,41 1,32 1,24 1,14 1,05 0,95 0,85 0,74 0,64 0,53 0,43 0,33 0,25 0,23
3,08 2,75 2,50 2,30 2,13
1,99 1,88 1,77 1,68 1,60 1,52 1,45 1,37 1,29 1,21 1,13 1,04 0,95 0,85 0,76 0,66 0,56 0,46 0,37 0,28 0,21 0,19
определяющих параметров (энерговыделение и температура воздуха), для которых подбор подходящей одежды может обеспечить комфортные условия работы. В средней части этой области затенены ячейки, в которых выполняются оптимальные (согласно [1]) нормы микроклимата на рабочих местах производственных помещений.
Область оптимальных параметров микроклимата находится в зоне, где возможен подбор одежды для создания комфортных условий. Последняя зона, однако, существенно шире области оптимальных параметров. Это означает, в частности, что подбором одежды можно скомпенсировать влияние неоптимальных как низких, так и высоких температур и сделать условия работы комфортными без затрат средств на нагрев или
охлаждение воздуха в производственных помещениях. Аналогичные результаты могут быть получены и для допустимых параметров микроклимата в производственных помещениях.
З а к л ю ч е н и е. Основной результат, который следует из проведенного рассмотрения теплового баланса организма человека, совершающего работу с заданным энерговыделением, состоит в демонстрации возможности и эффективности объединения методик расчета, принятых в западных стандартах и отечественных наработок в области исследования изменений физиологических показателей (средневзвешенная температура кожи, влагопотери и др.) при мышечной деятельности.
Систематизация каналов теплообмена организма с внешней средой, в частности — включение в систему балансных уравнений легочных теплопотерь и теплопотерь при испарении пота позволили уточнить и расширить границы области определяющих параметров (энерговыделение и температура воздуха), в которой подбор подходящей одежды может обеспечить комфортные условия работы.
Представляется целесообразным продолжение исследований в этом направлении для уточнения, в частности, границ допустимых значений определяющих параметров работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. СанПиН 2.2.4.548—96.
2. Диетология / А.Ю. Барановский. С.-Пб.: Питер, 2008.
3. Иванов К.П. и др. Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984.
4. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. ГОСТ 12.1.005—88 ССБТ.
5. Руководство по гигиене труда / Н.Ф. Измеров. М.: Медицина, 1987.
6. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология спорта. С.-Пб.: ГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 1999.
7. Тимофеева Е.И., Федорович Г.В. Экологический мониторинг параметров микроклимата. М.: НТМ-Защита, 2007.
8. Федорович Г.В. // Мед. труда. 2010. № 7. С. 41—44.
9. Физиология дыхания / И.С. Бреслав, Г.Г. Исаев. С.-Пб.: Наука, 1994.
10. Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация: Пер. с англ. М.: ИИЛ, 1966.
11. ASHRAE Standard 55, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy: International Standard.
12. Ergonomics of the thermal environment — «Analitical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria» ISO 7730:2005(E).
13. Ergonomics of the thermal environment — «Instruments for measuring physical quantities» ISO 7726:1998(E).
14. Ferrus L., Commenges D., Gire I. et al. // Respirat. Physiol. 1984. Vol. 56. P. 11—20.
Поступила 23.03.10
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Кириллов Владимир
Федорович, начальник отдела ГУП Мос НПО «Радон», докт. мед. наук, проф., E-mail; slanina@radon.ru Федорович Геннадий Викторович
технический директор ООО «НТМ-Защита», докт. физ.-матем. наук, E-mail: fedorgv@gmail.com
УДК 613.644:616-008.28
В.Н. Зинкин, И.М. Ахметзянов, С.К. Солдатов, А.В. Богомолов
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА
Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины
Минобороны России, Москва
В лабораторных и натурных условиях исследованы защитные свойства экспериментальных образцов противошумных наушников, обладающих высокой акустической эффективностью в расширенном диапазоне частот. Показана целесообразность проведения исследований на рабочих местах персонала с использованием медико-биологических методов оценки защитных свойств противошумов в слышимом и инфразвуковом диапазонах.
Ключевые слова: средства индивидуальной защиты органа слуха, акустическая эффективность, медико-биологические методы, функциональное состояние.
V.N. Zinkin, I.M. Yakhmetzianov, S.K. Soldatov, A.V. Bogomolov. Medical and biologic evaluation of individual noise-protection means efficiency.
The State Scientific Research Test Institute of Military Medicine, Moscow
In laboratory and nature, the authors studied protective properties of experimental models of noise-protection earphones with high acoustic efficiency in broadened frequency range. The article covers
