CC BY
136
УДК 622.8 В.Н. Михайлова
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К СПЕЦОДЕЖДЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ХОЛОДА
Воздействие на организм человека охлаждающего микроклимата приводит к напряжению терморегуляции, в связи с этим в статье рассмотрены требования к одежде, защищающей от воздействия низких температур. Приведены этапы создания теплозащитной одежды.
Ключевые слова: спецодежда, тепловыделения, температурные реакции человека.
~П климатических условиях России человек, работающий
-Я-М на открытой территории (строители, геологи, нефтяники, лесозаготовители, горнорабочие и др.), большую часть года подвергается воздействию холода, под которым понимается комплекс физических факторов, обусловливающих охлаждение организма (холодовой стресс). Охлаждение человека, как общее, так и локальное (особенно кистей), способствует изменению его двигательной активности, нарушает координацию и способность выполнять точные операции, вызывает развитие тормозных процессов в коре головного мозга, что может быть причиной травматизма. При локальном охлаждении кистей снижается точность выполнения рабочих операций; работоспособность уменьшается на 1,5 % на каждый градус снижения температуры пальцев. Даже при кратковременном воздействии холода в организме происходит перестройка регуляторных и гомеостатических систем, изменяется иммунный статус организма.
Основная роль в защите человека от холода принадлежит поведенческой терморегуляции, которая заключается в активном, целенаправленном регулировании термической нагрузки на организм. В связи с необходимостью проведения работ на открытой территории в холодный период года большое значение имеет одежда, под которой понимается комплект предметов, обеспечивающий должную защиту от охлаждения всех участков поверхности
тела человека в соответствии с конкретными условиями его трудовой деятельности.
Создание одежды для защиты от холода является сложной научной и практической задачей, так как одежда должна удовлетворять комплексу требований, часто не совместимых друг с другом. Так, например, в одежде должны сочетаться малая масса и высокие теплозащитные свойства; малая воздухопроницаемость и достаточная влагопроницаемость, необходимая для обеспечения влаго-обмена человека с окружающей средой. Одежда должна защищать человека от охлаждения в состоянии покоя и не вызывать перегрева при выполнении интенсивной физической работы.
Исследования топографии тепловыделений и температурных реакций человека указывают на необходимость рассмотрения комплекта одежды для защиты от холода как единого целого, поскольку охлаждение любой области тела (или его участка) может быть причиной холодового дискомфорта или поражения при достаточном и даже избыточном утеплении остальной поверхности [1].
Увеличение теплоизоляции комплекта сопровождается, как правило, увеличением его массы, что обусловливает дополнительную нагрузку на организм, приводит к снижению работоспособности и риску роста травматизма.
Разработка спецодежды нового поколения для защиты работающих от холода базируется на новых данных, полученных в результате научных исследований, выполненных в различных областях науки: термофизиологии (табл. 1), конструирования спецодежды, материаловедения и др.
Результаты исследования взаимосвязи теплофизических характеристик пакета материалов (толщина, воздухопроницаемость, объемная масса и т.д.), конструкции одежды с показателями теплового состояния и работоспособности человека явились основой практической реализации физиологических требований к комплекту одежды и его составляющим, целенаправленного создания одежды, рационального выбора использования и проектирования материалов, разработки конструкции [1, 2, 3].
Предложенное на основе исследования эффективности утепления различных областей тела, распределение утеплителя в одежде позволяет изготовить ее с требуемыми защитными свойствами при меньшем расходе материала и обеспечении оптимальной температурной топографии (табл. 2).
961
Таблица 1
Влияние холодового стресса на функциональное состояние человека [4]
Класс Показатели теплового состояния*
условий труда Теплоощущение, То, балл Дефицит тепла (нижняя граница), кДж/кг Напряжение реакций терморегуляции
Оптимальный (1) 4,0 (комфорт) 0,86 Очень слабое
Допустимый (2) 3,0 (слегка прохладно в 80% случаев) 2,72 слабое
3.1 2,5 (слегка прохладно в 50% случаев, прохладно в 50% случаев) 3,35 умеренное
СП :5 и Л т 3.2 2,0 (прохладно в 80% случаев) 4,25 выраженное
3.3 1,5 (прохладно в 50% случаев, холодно в 50% случаев) 5,20 сильное
3.4 1,0 (холодно в 80% случаев) 6,20 очень сильное
Опасный (4) Очень холодно > 6,20 чрезмерное
; Средняя температура кожи: ^ = (То - 0,18^м + 43,2)/(1,41 - 0,005^м), где Qм - энерготраты, Вт/м .
Таблица 2
Коэффициенты для распределения теплоизоляции комплекта одежды по поверхности тела человека [5]
Область тела
Теплоизоляция комплекта (верхняя граница), °См2/Вт
(номер) 0,556 (12)* 0,792 (24)* > 0,792 (>24)*
Голова (1) 0,50 0,49 0,39
Туловище (2) 1,26 1,31 1,45
Плечо и предплечье (3) 1,13 1,24 1,23
Кисть (4) 0,74 0,66 0,55
Бедро и ягодицы (5) 1,13 1,08 1,07
Голень (6) 0,90 0,81 0,86
Стопа (7) 0,83 0,77 0,59
; - В скобках указана средневзвешенная толщина пакета материалов комплекта 5, мм.
Разработанный в настоящее время, научный метод позволяет управлять процессом изготовления одежды в соответствии с требованиями, обусловленными конкретными условиями ее эксплуатации (температура воздуха, скорость его движения, эргономический характер и метаболический уровень работы, продолжительность пребывания на холоде).
Этот метод базируется на данных физиологии теплообмена человека, теплофизических свойств материалов, пакетов из них и одежды в целом.
Создание одежды с этих позиций включает следующие этапы:
• определение критериев теплового состояния человека;
• исследование зависимости теплозащитных свойств одежды от ее конструкции, вида, теплофизических параметров ее материалов (толщины, воздухопроницаемости, скорости движения воздуха);
• расчет теплоизоляции одежды применительно к конкретным условиям ее эксплуатации и изготовление;
• физиолого-гигиеническая оценка теплозащитных свойств одежды в лабораторных условиях (микроклиматическая камера);
• физиолого-гигиеническая оценка одежды в производственных условиях.
Осуществление первого этапа необходимо в целях получения данных для расчета теплоизоляции одежды, ее оценки, контроля за соответствием теплозащитных свойств, предъявляемым требованиям, разработки требований к утеплению различных частей тела человека. Выполнение 2-5 этапов направлено на практическое изготовление одежды, связанное с прогнозированием ее теплоизоляции и оценкой в реальных условиях использования.
Таким образом, создание комплекта одежды для защиты от холода включает следующие основные этапы:
• обоснование физиологических показателей допустимой степени охлаждения человека в целом и отдельных областей тела, гарантирующей сохранение работоспособности и здоровья [6];
• расчет теплоизоляции комплекта одежды и его составляющих в соответствии с заданными метеорологическими усло-
виями, допустимой степенью охлаждения человека, физической активностью, временем непрерывного пребы-вания его на холоде, воздухопроницаемостью внешнего слоя спецодежды [5];
• изготовление одежды в соответствии с расчетными величинами общей и локальной теплоизоляции, эргономическими требованиями [5];
• определение теплоизоляции изготовленного комплекта одежды и/или отдельных его составляющих (одежда, обувь, головной убор, рукавицы) [7];
• оценка теплового состояния человека, одетого в изготовленный комплект одежды на предмет определения соответствия его теплоизоляции заданным условиям трудовой деятельности [6,7];
• определение области использования комплекта одежды (температура и скорость движения воздуха) с учетом продолжительности пребывания на холоде, уровня энерготрат, допустимой степени охлаждения, теплофизических параметров материалов [5].
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода. // М.: «Легкая индустрия», 1977. - 136 с.
2. Афанасьева Р.Ф., Бурмистрова О.В. Физиолого-гигиенические требования к одежде для защиты от холода работающих на открытой территории Северных регионов. // Ж. Медицина труда и промышленная экология. - №6. -1996. - С. 10-15.
3. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Афанасьева Р.Ф., Бурмистрова О.В. Фи-зиолого-гигиенические требования к одежде для защиты работающих от пониженных температур и методы оценки ее теплоизоляции.// Ж. Медицина труда и промышленная экология. - № 6. - 2001 г. - С. 27-30.
4. Афанасьева Р.Ф., Бурмистрова О.В. Охлаждающая среда и ее влияние на организм. // В кн.: Профессиональный риск для здоровья работников. Под. ред. Н.Ф. Измерова, Э.И. Денисова. - М.: Травант, 2003. - С. 142-149.
5. 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.
6. Оценка теплового 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.
7. Физиолого-гигиеническая оценка одежды для защиты работающих от холода. МУК 4.3.1894-04, утв. МЗ РФ от 03.03.04 г.
Mihajlova V.N
REQUIREMENTS DEVELOPING FOR WORKING CLOTHES FOR COLD PROTECTION
Influence of a cooling microclimate on a human body leads to heat regulation tension. Thereupon in the article the requirements to the clothes protecting from influence of low temperatures are considered. Stages of heat-shielding clothes creation are resulted.
Key words: Overalls, thermal emissions, temperature reactions of the person.
— Коротко об авторе --------------------------------------------------
Михайлова В.Н. - кандидат технических наук, доцент, кафедры БЖГО, Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
