CC BY
1
ЛИТЕРАТУРА
Г а л а н и н Н. Ф. Лучистая энергия и ее гигиеническое значение. Л., 1952.— Ильина А. А. Физиол. ж. СССР, 1949, № 3, стр. 338.—Летавет А. А., Малышева А. Е. Гиг. и здоровье, 1941, № 4, стр. 25.—Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена человека с окружающей средой. М., 1963.— Clark С., Vinegar P., Hardy J. D., J. oral. Surg. Anesth., 1952, v. 43, p. 993.— Gebbie H. A., Harding W. R., Hilsum C. et al., Proc. roy. Soc. A., 1951, v. 206, p. 87.—H a r d у J. D., Muschenheim C., J. clin. Invest., 1936, v. 15, p. 1— H a r-d у J. D., Muschenheim C., J. clin. Invest., 1934, v. 3, p. 817.
Поступила 3/VII 1964 r.
INVESTIGATION OF THE PERMEABILITY OF HUMAN SKIN TO INFRARED
RADIATION
Yu. S. Chernyaev
The paper presents the findings of spectrograph^ investigations of sections of epidermis, dermis, and subcutaneous connective tissue of man for permeability to infrared radiations with wavelength of 0.75 to 25 ji. In this range of wavelength there were 5 parts with high permeability: 0.75—2.7; 3.5—5.6; 5.8—6.7; 9.0—13.5 and 14.5—25 Ц. It was found that the spectral permeability characterises of epidermis differed significantly from that of the dermis and the subcutaneous connective tissue. As a rule epidermis proved to be less permeable for all the investigated range of the infrared spectrum.
УДК 613.482
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА СЛОЕВ ОДЕЖДЫ НА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЮ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
Канд. мед. наук Р. Ф. Афанасьева, Л. П. Федорова
Центральный научно-исследовательский институт швейной промышленности (ЦНИИШП), Москва
Конструирование рациональной одежды, обеспечивающей пребывание людей в различных условиях окружающей среды, имеет большое значение. Известно, что одежда, благоприятствующая нормальной терморегуляции при одном виде физической нагрузки, совершенно непригодна при других. В большинстве случаев человек имеет дело с переменными физическими нагрузками — от покоя, когда теплопродукция составляет 90±20 ккал/час, до очень тяжелой, когда выработка тепла организмом достигает 500—700 ккал/час. В связи с этим очень важен вопрос о многослойной, так называемой поливалентной эдежде, позволяющей человеку по потребности регулировать отдачу
тепла в окружающую среду. Вместе с тем возникает вопрос и об эффективности теплозащитных свойств многослойной одежды, т. е. о том, в какой степени теплоизоляция организма в целом, а также отдельных частей тела будет зависеть от количества слоев одежды.
Результаты, полученные П. А. Колесниковым и К. Г. Гущиной в экспериментах на теплофизических приборах, показали, что суммарное тепловое сопротивление пакета возрастает прямо пропорционально увеличению количества слоев однородных тканей, входящих в его состав. Однако при использовании многослойной одежды человеком можно ожидать иных результатов, так как следует учитывать покрой одежды, наличие участков, не защищенных ею, различные радиусы кривизны отдельных частей тела, физиологические особенности организма в теплообмене с внешней средой и т. Д.
Влияние послойного утепления на теплоизоляцию организма
град/м2/час
(/== ) и на тепловое сопротивление одежды в целом
(Ясум), а также отдельных участков тела изучено в комнате при
22—23°. Испытуемыми были 2 мужчин — один в возрасте 20, а другой 26 лет. Каждый эксперимент продолжался 30 мин. К
При оценке теплоизоляционных свойств одежды учитывали температуру поверхности кожи (¿к) и тепловой поток (<3), измеренные в 11 точках, предложенных П. В. Рамзаевым, а также температуру пододежного слоя воздуха (между поверхностью кожи и первым слоем белья). Теплоизоляцию человека (I) определяли по формуле:
I
ср. взв. к.
г
возд
О!
где ¿«р. взв. к.—средневзвешенная температура кожи; t тура окружающего воздуха; С} (в ккал/м2/час).
Кроме того, рассчитывали сум- , марное тепловое сопротивление как >80
всей одежды (КСум.)» так и на от* дельных участках тела, исходя из160 температуры их поверхности и локальных величин теплового потока.
Эксперименты показали, что повышение общей теплоизоляции человека (/) наиболее отчетливо }оо выражено при надевании первого слоя хлопчатобумажного белья; прирост ее составляет 39% (рис. 1, кривая I)2. Два слоя белья увеличивают теплоизоляцию человека на щ 56%, 3 — на 67%; 4 — на 78%, 5—на 85%, 6 —на 107% и 7 на 120%. Добавление 8-го слоя белья ведет.к возрастанию теплоизоляции всего лишь на 3%. Приведенные на рис. 2 значения средневзвешенных величин теплового потока (С) и температуры кожи характеризуют тепловое состояние организма и подтверждают сказанное выше. При температуре окру-
средневзвешенныи тепловой поток
чо
80
возд.— темпера-
60
?0
о
1
количество слоев
3 и 5 6
7
л.
8
Л
0.86 176
2.70 3.56 4М 5.34 Толщина (в мм)
6.75 7.50
Рис. 1. Увеличение теплоизоляции организма человека в зависимости от количества слоев одежды (по сравнению с
обнаженным).
1 — Г м2/час
теплоизоляция
организма;
ккал
/?сум.
тепловое сопротивление одежды.
жающего воздуха 22—23
изоляция организма, равная 0,25
тепло-
град/м2/час
ккал
0,297
град/м2/час
ккал
обеспе-
чивает сохранение теплового баланса человека. Температура тела испытуемых на протяжении каждой серии опытов оставалась неизменной.
Почему же снижается эффективность теплоизоляции человека при добавлении каждого последующего слоя белья? Анализ величин теплового потока на участках тела, закрытых одеждой и не защищенных
#
1 С целью определения времени, необходимого для установления относительно стабильного теплового потока на поверхности тела человека в различных условиях его пребывания, лаборатория гигиены одежды ЦНИИШП провела специальную работу. Показано, что в условиях, указанных в статье, на всех участках тела, за исключением стоп и кистей, тепловой поток устанавливается в течение первых 15—20 мин. Что касается кистей и стоп, то стабильность не достигается и на протяжении 4 часов. Однако изменения по истечении 20 мин. настолько малы, что ни в коей мере не влияют на средневзвешенный тепловой поток.
2 За 100% принимали теплоизоляцию обнаженного человека, создаваемую прилегающим слоем воздуха и равную, согласно нашим исследованиям,
0,135
град/м2/час
ккал
ею, показывает, что на поверхности тела человека происходит некото-
рое перераспределение теплового потока сти на участках, закрытых одеждой, и
1
N4 §
§
СУ * t
60 Г о.зо г- 36
50 -0.25 - 35
40 -0.20 - 34
30 -0.75 - 33
20 -0.70 - 32
10 -0.05 - 31
.¿7 - 0 L зо
i •• i
±
i г з í 5 í 7
количество слоев
Рис. 2. Изменение температуры кожи и пододежного воздуха, теплового потока и теплового сопротивления одежды в зависимости от послойного утепления.
/ — Ясум.; 2 — tK- 3 — Q- 4—tвов-
т. е. уменьшение его плотно-некоторое увеличение на открытых поверхностях тела. В связи с этим средневзвешенный тепловой поток, а следовательно, и теплоизоляция организма изменяются в меньшей мере, чем этого следовало бы ожидать. Однако кривая 2 на рис. 1, 4 изображающая увеличение теплового сопротивления одежды (Ясум.) (т. е. без учета открытых частей тела), также показывает, что эффективность каждого последующего слоя белья снижа-
8
%
№
260
2С0
220
200
ПО
160
140
IZO
.100
80
60
40
20
О
7
Количество слоев
3 4 5 6
8
0.86 7.76 2.70 3.56 4.44 5,34 6.15 7.50
Толщина, (в мм)
Рис. 3. Увеличение теплового сопротивления одежды на различных участках тела в зависимости от количества слоев ее (по сравнению с обнаженным).
/ — туловище; 2 — плечо; 3 — бедро; 4 —
голень.
ется, хотя, правда в меньшей мере, чем в описанном выше случае. Какова же причина этого?
На рис. 3 помещены кривые, отображающие увеличение теплового сопротивления одежды на отдельных участках тела; эти кривые подтверждают, что эффективность теплоизоляции различных областей тела неодинакова. Об этом свидетельствуют и величины теплового потока, помещенные в таблице. Наибольшая эффективность при равномерном утеплении достигается в области туловища и меньшая — в области конечностей (см. рис. 3). Это можно объяснить большой кривизной их поверхностей и спецификой распределения теплового потока на поверхности тела человека. Судя по нашим исследованиям, при утеплении туловища доля теплового потока с конечностей, даже защищенных одеждой, возрастает. Что касается голеней, то здесь сказалась и недостаточная теплозащита стоп. Это и привело к большим потерям тепла с их поверхностей (см. таблицу).
Ранее проведенные нами эксперименты позволили нам прийти к выводу, что прй охлаждении стоп увеличивается теплоотдача и с поверхности голени. Кроме перечисленных выше моментов, играет роль, по-видимому, и
то, что с увеличением толщины одежды несколько возрастает поверхность теплоотдачи; при добавлении же каждого последующего слоя изменяется величина воздушных прослоек, а следовательно, и их теплоизоляция.
Величины теллоизоляции различных участков тела в зависимости от количества
слоев белья, надетых нг человека
Слои белья
Участки тела 1 2 3 4 1 5 6 7 8
Т е п л о в о й поток — Q (к к а л/м2/ч a s)
Закрытые одеждой: туловище . • . . • . плечо......• . бедро ........ голень ........ 42,7 44,1 44 47,1 39,3 38.2 36,0 41.3 35,6 35,2 33,0 38,0 34,0 34,7 31.0 36.1 31,3 34,7 31,0 37,0 29,3 32,0 30.5 38.6 28,0 33,6 30,4 38,1 26,0 31,5 29,4 37,2
Не защищенные одеждой: лоб........... КИСТо .......... 93,7 72,0 32,0 95,6 64,0 . 32,0 90,6 59,0 32,5 91,0 65,0 29,6 90,6 56,0 28,3 76,0 64,0 50,6 84,8 64,0 50,5 80,2 73,0 51,2
Температура КОЖИ (в градусах)
туловище........ плечо .......... бедро .......... голень .......... стопа .......... 33,8 32,1 31,5 31,3 30,1 34,2 32,9 31,9 31,6 29,4 34,3 33.2 32.3 31,8 30,0 34,7 34.0 32.4 32.1 29.5 34.7 34,4 32.8 32,2 30,0 35.3 34,6 33.4 33,6 33,2 35,6 34,9 34,0 34,0 33,4 36,1 35.0 34.1 34,3 34,0
Тепловое сопротивление одежды (^с м2/ч а с/к кал)
туловище........ плечо ......... бедро .......... голень ......... стопа .......... 0,25 0,203 0,183 0,176 0,20 0,29 0,26 0,250 0,21 0,20 1 0,32 0,29 0,28 0,23 0,191 0,34 0,32 0,30 0,25 0,196 0,37 0,33 0,32 0,25 0,196 0,42 0,36 0,34 0,275 0,199 0,45 0,35 0,36 0,264 0,21 0,51 0,38 0,38 0,27 0,21
Таким образом, эффективность утепления организма человека снижается с добавлением каждого последующего слоя одежды. Наибольшая эффективность в теплоизоляции достигается при утеплении туловища и меньшая при утеплении верхних и нижних конечностей.
ЛИТЕРАТУРА
Б а р т о н А., Э д х о л м О. Человек в условиях холода. М., 1957.—JI о г а т к и н М. Н., Кисель В. П., Рамзаев Г1. В. Гиг. и сан., 1958, № 3, стр. 83.—Колесников П. А., Гущина К. Г. В кн.: Научно-исслед. труды Центральн. научно-нс-след. ин-та швейной промышленности. М., 1962, сб. 10, стр. 3.
Поступила 27/V 1964 г.
THE EFFECT OF THE NUMBER OF LAYERS OF CLOTHING ON THE THERMO-INSULATION OF THE HUMAN BODY
R. F. Afanasieva, L. P. Fedorova
The paper contains the findings of an investigation of the efficiency of thermo-in-sulation of the human body as a whole and that of its separate parts depending on the number of similar layers of the clothing worn. The experiments demonstrated that the thermo-insulation efficiency of various parts of the body are different.
