Зміст:
1. Теплообмін між людиною і навколишнім середовищем як основа гігієни одягу
2. Показники і критерії теплового стану людини при взаємодії з навколишнім середовищем
3. Оцінка теплового стану людини, як комплексний показник відповідності одягу навколишньому середовищу
4. Властивості текстильних матеріалів, що забезпечують відповідність одягу навколишньому середовищу
5. Особливі функції системи «людина - одяг - виробниче середовище»
6. Вимоги до одягу різного призначення
7. Розрахунок теплопродукції людини
1. Теплообмін між людиною і навколишнім середовищем як основа
гігієни одягу
Основне рівняння теплового балансу
Тепловий баланс досягається координацією процесів, спрямованих на вироблення тепла в організмі (теплопродукції) і його виведення - тепловіддачу. Він здійснює апаратом хімічної і фізичної терморегуляції людини, а також шляхом пристосувальних дій людини, спрямованих на створення оптимального мікроклімату, і використання одягу («поведінкова» терморегуляція).
Тепловий баланс у загальному вигляді може бути описаний рівнянням
Qт.п + Qт.н = Qрад + Qконв + Qконд + Qісп.д + Qісп.дих + Qісп.п + Qдих.н ± Qт.с
Qт.п - теплопродукція людини
Qт.н - зовнішня теплове навантаження (наприклад, внаслідок сонячної радіації)
Qконв - втрати тепла конвекцією
Qконд - втрати тепла кондукція
Qісп.д - втрати тепла випаровуванням дифузійної вологи з поверхні шкіри
Qісп.дих-втрати тепла випаровуванням вологи з верхніх дихальних шляхів
Qісп.п - втрати тепла випаровуванням поту, що виділяється
Qдих.н - втрати тепла внаслідок нагрівання вдихуваного повітря
Qт.с-зміна теплосодержания організму щодо його комфортного рівня (дефіцит або нагромадження тепла в організмі)
Обидві частини рівності, що характеризують тепловий баланс (теплоутворення і тепловіддача), є змінними, які залежать як від фізіологічних, так і від фізичних параметрів.
Теплоутворення в більшій мірі залежить від фізіологічних реакцій, тепловіддача - від фізичних факторів навколишнього середовища, одягу. Фізіологічні реакції регулюють передачу тепла від внутрішніх тканин тіла людини і поверхнею шкіри.
Теплоутворення (теплопродукція людини) - вироблення теплоти в організмі в результаті енергетичних перетворень в живих клітинах; вона пов'язана з безперервно совершающимся біохімічним синтезом білком і інших органічних сполук, з осмотичної роботою (перенесенням іонів), з механічною роботою м'язів (серцевого м'яза, гладких м'язів різних органів, скелетної мускулатури). В організмі людини, що знаходиться в стані відносного фізичного спокою, 50% теплоти утворюється в органах черевної порожнини (головним чином в печінці), 20% в скелетах м'язах і центральній нервовій системі, 10% - при роботі органів дихання і кровообігу. При виконанні фізичної роботи, а також при вираженому охолодженні людини у спокої (тремтіння) значно збільшується частка освіти теплоти в скелетних м'язах. Частина енергії, що утворюється в організмі при виконанні фізичної роботи, витрачаються на зовнішню роботу. Основна ж її частина переходить в теплову Qт.п (теплопродукцию).
Таким чином, енергія, що виділяється в організмі у вигляді тепла (теплопродукція) і забезпечує підтримку постійного рівня тепла температури тіла, становить при фізичній роботі тільки частина енерготрат Qе.т. У випадку, коли виробляється в організмі людини енергія не витрачається на зовнішню механічну роботу, вона вся практично перетворюється в теплову. Це спостерігається, наприклад, у людини, що знаходиться в стан відносного фізичного спокою (лежачи, сидячи, стоячи) і виконує деякі види фізичної роботи (такі, як ходьба по рівній місцевості). Енергія, що витрачається на виконання зовнішньої роботи N, може бути визначена з рівняння
N = η (Q Е.Т. - Qо),
η - термічний коефіцієнт корисної дії
Qо - величина основного обміну
Витрата енергії в стані повного спокою (при розслабленні м'язів, відсутність повних подразників, натщесерце, в комфортних мікрокліматичних умовах), тобто в умовах, що забезпечують мінімальну активність механізмів терморегуляції, прийнято називати основним обміном. Він характеризує те мінімальну кількість енергії, яка необхідна для підтримання основних життєвих процесів.
Основний обмін у здорової людини коливається в залежності від віку та статі.
Таким чином, для визначення теплопродукції людини, що виконує фізичну роботу, необхідно зайняти його загальні енерговитрати Qе.т, термічний коефіцієнт корисної дії η і основний обмін Qо, тобто
Qт.п = Q Е.Т. - Η (Q Е.Т. - Qо),
Дані про теплоутворення використовуються для визначення тепловтрат людини, величина яких є основною для розрахунку теплового опору одягу, що забезпечує збереження теплового балансу організму в конкретних умовах її експлуатації.
2. Показники і критерії теплового стану людини при
взаємодії з навколишнім середовищем
Температура шкіри (середньозважена)
Більша частина тепла, що утворюється в організмі людини, розсіюється з поверхні тіла. Це визначає значення температури шкіри при оцінці теплового стану організму. Залежність рівня температури шкіри від термічних умов середовища, тісний кореляційний зв'язок з тепловідчуття дозволяють вважати її одним з інформативних показників теплового стану організму.
В даний час для узагальнюючої характеристики температурного поля поверхні тіла людини прийнято використовувати середньозважену температуру шкіри (tс.к), що розраховується відповідно до її значенням на окремих ділянках і площею цих ділянок по відношенню до всієї поверхні тіла.
Середньозважена температура шкіри досить тісно корелюється із загальними тепловідчуття людини.
В даний час на основі порівняльного аналізу різних систем вимірювання температури поверхні тіла рекомендується 11-точкова система. Середньозважена температура шкіри tс.к, оС, по 11-точковою системою вимірювання розраховується за формулою
tс.к = 0,0086 t1 + 0,34 t1 + t2 + t3 + t4 / 4 + 0,134 t6 + 0,045 t7 +0,203 t8 + t9 / 2 +0,125 t 10 + 0,064 t11
t1 - t11 - відповідно температура шкіри чола, грудей, живота, спини, попереку, плеча, кисті, верхньої та нижньої частини поверхні стегна, гомілки, тильної сторони стопи.
У виробничих умовах (у разі відсутності вираженого локального впливу параметрів мікроклімату або нерівномірного утеплення) припустимо вимір температури шкіри на п'яти ділянках тіла. У цьому випадку температура tс.к. оС, розраховується за рівнянням
tс.к = 0,07 t1 +0,5 t2 = 0,05 t7 + 0,18 t8 + 0,2 t10
нижче наводяться рівняння, що відображають взаємозв'язок середньозваженої температури шкіри і рівня енерговитрат людини при різних його тепловідчуття в балах.
Комфорт (4) tс.к. = 36,07 - 0,0354 Qе.т. / S
Прохолодно (2) tс.к. = 33,34 - 0,0335 Qе.т. / S
Холодно (1) tс.к. = 30,36 -0,031 Qе.т. / S
У цих рівняннях Qе.т. - Енерговитрати, Вт; S - поверхня тіла людини, м2. Наведені рівняння застосовні до людини, не адаптованому до холоду, в діапазоні енерговитрат до 300 Вт. У людей, акліматизованих до холоду, комфортний рівень середньозваженої температури шкіри (у стані відносного фізичного спокою) в результаті зниження порогу температурної чутливості трохи нижче (на 1 - 1,5 оС).
У зв'язку з тим, що середньозважена температура шкіри дає уявлення про загальні тепловідчуття людини, що характеризують стан його теплообміну з навколишнім середовищем, її значення, що відображають температуру «» оболонки », використовуються при розрахунках середньої температури тіла і теплосодержания.
3. Оцінка теплового стану людини, як комплексний
показник відповідності одягу навколишньому середовищу
Визначення енерговитрат людини
Енерговитрати - (Q е.т) визначаються методом непрямої калориметрії.
Орієнтовно енерговитрати можуть бути визначені за величиною обсягу легеневої вентиляції з урахуванням теплотворний коефіцієнта повітря:
Q е.т = 0,232 * α Вт,
де α - обсяг легеневої вентиляції, приведений до нормального обсягом при t о C, куб. дм / год, атмосферному тиску в 760 мм рт. ст.
Поверхня тіла людини може бути визначена виходячи з даних зросту і ваги.
Стосовно до випадку виконання динамічної фізичної роботи енерговитрати можуть бути визначені за величиною частоти серцевих скорочень.
Влагопотері людини визначаються шляхом зважування його без одягу на медичних вагах.
При повторному зважуванні зміна ваги компенсувати за рахунок використовуваного в першому зважуванні набору гирею.
Витрата енергії в стані повного спокою (при розслабленні м'язів, відсутності зовнішніх подразників, натщесерце, в комфортних мікрокліматичних умовах), тобто умовах, які забезпечують мінімальну активність механізмів терморегуляції, прийнято називати основним обміном. Він характеризує те мінімальну кількість енергії, яка необхідна для підтримання основних життєвих процесів.
Основний обмін (табл. 1) у здорової людини коливається в залежності від віку та статі.
Таблиця 1
Основний обмін людини, Вт/м2
Таблиця 2
Енерговитрати при різних видах фізичної дії людини
4. Властивості текстильних матеріалів, що забезпечують
відповідність одягу навколишньому середовищу
Гідрологічні властивості (вологопоглинання, вологовіддача)
Вимоги до матеріалів для одягу визначаються дією на організм людини кліматичних умов.
Для поліпшення теплового стану людини і полегшення процесу терморегуляції в умовах підвищеної температури та інтенсивної сонячної радіації необхідно використовувати матеріали з низькою теплопровідністю і високими влагопроводнимі властивостями. Для зниження вологості в пододежном просторі матеріалами літнього одягу повинна бути властива висока повітропроникність і гігроскопічність. Зволожені матеріали збільшують поверхню випаровування і сприяють більш ефективному охолодженню поверхні тіла людини. Матеріали літнього одягу повинні мати високу водопоглинання для видалення зі шкіри людини виділяється поту і збільшення ефективності влагопотерь. Велике значення в самопочутті людини має величина опорної поверхні і ступінь гладкості матеріалів. Встановлено, що легкі матеріали з гладкою поверхнею прилипають до зволоженій тілу людини, послаблюючи потоотделітельную функцію шкіри. Тому багато дослідників рекомендують для літнього одягу тканини крепових переплетень, що мають невелику опорну поверхню, високу гігроскопічність, оптимальне співвідношення швидкості сорбції та десорбції вологи.
Таблиця 3
Гідрологічні властивості білизняних трикотажних полотен різного волокнистого складу
Таблиця 4
Гідрологічні властивості тканин, що використовуються у виробництві плаття і сорочок
5. Особливі функції системи «людина - одяг - виробнича
середовище »
Спецодяг, як основний бар'єр між небезпечними і шкідливими впливами виробничого середовища людини
Спеціальна одяг належить до числа найбільш широко застосовуваних засобів індивідуального захисту робітників. Вона повинна відповідати таким основним вимогам:
· Забезпечувати збереження нормального функціонального стану людини та її працездатності на протязі всього періоду користування нею;
· Зберігати від впливу шкідливих виробничих факторів;
· Не надавати Загальнотоксичні і кожнораздражающего дії;
· Бути достатньо зносостійкої й естетичної.
Існує велика різноманітність видів спеціального одягу, яка залежно від конкретних виробничих умов можуть бути рекомендовані для забезпечення безпечних умов праці. До основних з них відносяться: куртка, брюки, комбінезон, напівкомбінезон, плащ, фартух, рукавиці, жилет, рукавички, нарукавники, бахіли, різні головні убори, наплічники, наколінники і т.д. Ці види спеціального одягу можуть знаходитися як порізно, так і в поєднанні один з одним.
У таблиці 5 наведено класифікацію спеціального одягу, а також умовні позначення маркування за захисними властивостями. Маркування спеціального одягу за захисними властивостями виконується в залежності від чинників виробничих шкідливостей у відповідності з їх умовними позначеннями.
1. Теплообмін між людиною і навколишнім середовищем як основа гігієни одягу
2. Показники і критерії теплового стану людини при взаємодії з навколишнім середовищем
3. Оцінка теплового стану людини, як комплексний показник відповідності одягу навколишньому середовищу
4. Властивості текстильних матеріалів, що забезпечують відповідність одягу навколишньому середовищу
5. Особливі функції системи «людина - одяг - виробниче середовище»
6. Вимоги до одягу різного призначення
7. Розрахунок теплопродукції людини
1. Теплообмін між людиною і навколишнім середовищем як основа
гігієни одягу
Основне рівняння теплового балансу
Тепловий баланс досягається координацією процесів, спрямованих на вироблення тепла в організмі (теплопродукції) і його виведення - тепловіддачу. Він здійснює апаратом хімічної і фізичної терморегуляції людини, а також шляхом пристосувальних дій людини, спрямованих на створення оптимального мікроклімату, і використання одягу («поведінкова» терморегуляція).
Тепловий баланс у загальному вигляді може бути описаний рівнянням
Qт.п + Qт.н = Qрад + Qконв + Qконд + Qісп.д + Qісп.дих + Qісп.п + Qдих.н ± Qт.с
Qт.п - теплопродукція людини
Qт.н - зовнішня теплове навантаження (наприклад, внаслідок сонячної радіації)
Qконв - втрати тепла конвекцією
Qконд - втрати тепла кондукція
Qісп.д - втрати тепла випаровуванням дифузійної вологи з поверхні шкіри
Qісп.дих-втрати тепла випаровуванням вологи з верхніх дихальних шляхів
Qісп.п - втрати тепла випаровуванням поту, що виділяється
Qдих.н - втрати тепла внаслідок нагрівання вдихуваного повітря
Qт.с-зміна теплосодержания організму щодо його комфортного рівня (дефіцит або нагромадження тепла в організмі)
Обидві частини рівності, що характеризують тепловий баланс (теплоутворення і тепловіддача), є змінними, які залежать як від фізіологічних, так і від фізичних параметрів.
Теплоутворення в більшій мірі залежить від фізіологічних реакцій, тепловіддача - від фізичних факторів навколишнього середовища, одягу. Фізіологічні реакції регулюють передачу тепла від внутрішніх тканин тіла людини і поверхнею шкіри.
Теплоутворення (теплопродукція людини) - вироблення теплоти в організмі в результаті енергетичних перетворень в живих клітинах; вона пов'язана з безперервно совершающимся біохімічним синтезом білком і інших органічних сполук, з осмотичної роботою (перенесенням іонів), з механічною роботою м'язів (серцевого м'яза, гладких м'язів різних органів, скелетної мускулатури). В організмі людини, що знаходиться в стані відносного фізичного спокою, 50% теплоти утворюється в органах черевної порожнини (головним чином в печінці), 20% в скелетах м'язах і центральній нервовій системі, 10% - при роботі органів дихання і кровообігу. При виконанні фізичної роботи, а також при вираженому охолодженні людини у спокої (тремтіння) значно збільшується частка освіти теплоти в скелетних м'язах. Частина енергії, що утворюється в організмі при виконанні фізичної роботи, витрачаються на зовнішню роботу. Основна ж її частина переходить в теплову Qт.п (теплопродукцию).
Таким чином, енергія, що виділяється в організмі у вигляді тепла (теплопродукція) і забезпечує підтримку постійного рівня тепла температури тіла, становить при фізичній роботі тільки частина енерготрат Qе.т. У випадку, коли виробляється в організмі людини енергія не витрачається на зовнішню механічну роботу, вона вся практично перетворюється в теплову. Це спостерігається, наприклад, у людини, що знаходиться в стан відносного фізичного спокою (лежачи, сидячи, стоячи) і виконує деякі види фізичної роботи (такі, як ходьба по рівній місцевості). Енергія, що витрачається на виконання зовнішньої роботи N, може бути визначена з рівняння
N = η (Q Е.Т. - Qо),
η - термічний коефіцієнт корисної дії
Qо - величина основного обміну
Витрата енергії в стані повного спокою (при розслабленні м'язів, відсутність повних подразників, натщесерце, в комфортних мікрокліматичних умовах), тобто в умовах, що забезпечують мінімальну активність механізмів терморегуляції, прийнято називати основним обміном. Він характеризує те мінімальну кількість енергії, яка необхідна для підтримання основних життєвих процесів.
Основний обмін у здорової людини коливається в залежності від віку та статі.
Таким чином, для визначення теплопродукції людини, що виконує фізичну роботу, необхідно зайняти його загальні енерговитрати Qе.т, термічний коефіцієнт корисної дії η і основний обмін Qо, тобто
Qт.п = Q Е.Т. - Η (Q Е.Т. - Qо),
Дані про теплоутворення використовуються для визначення тепловтрат людини, величина яких є основною для розрахунку теплового опору одягу, що забезпечує збереження теплового балансу організму в конкретних умовах її експлуатації.
2. Показники і критерії теплового стану людини при
взаємодії з навколишнім середовищем
Температура шкіри (середньозважена)
Більша частина тепла, що утворюється в організмі людини, розсіюється з поверхні тіла. Це визначає значення температури шкіри при оцінці теплового стану організму. Залежність рівня температури шкіри від термічних умов середовища, тісний кореляційний зв'язок з тепловідчуття дозволяють вважати її одним з інформативних показників теплового стану організму.
В даний час для узагальнюючої характеристики температурного поля поверхні тіла людини прийнято використовувати середньозважену температуру шкіри (tс.к), що розраховується відповідно до її значенням на окремих ділянках і площею цих ділянок по відношенню до всієї поверхні тіла.
Середньозважена температура шкіри досить тісно корелюється із загальними тепловідчуття людини.
В даний час на основі порівняльного аналізу різних систем вимірювання температури поверхні тіла рекомендується 11-точкова система. Середньозважена температура шкіри tс.к, оС, по 11-точковою системою вимірювання розраховується за формулою
tс.к = 0,0086 t1 + 0,34 t1 + t2 + t3 + t4 / 4 + 0,134 t6 + 0,045 t7 +0,203 t8 + t9 / 2 +0,125 t 10 + 0,064 t11
t1 - t11 - відповідно температура шкіри чола, грудей, живота, спини, попереку, плеча, кисті, верхньої та нижньої частини поверхні стегна, гомілки, тильної сторони стопи.
У виробничих умовах (у разі відсутності вираженого локального впливу параметрів мікроклімату або нерівномірного утеплення) припустимо вимір температури шкіри на п'яти ділянках тіла. У цьому випадку температура tс.к. оС, розраховується за рівнянням
tс.к = 0,07 t1 +0,5 t2 = 0,05 t7 + 0,18 t8 + 0,2 t10
нижче наводяться рівняння, що відображають взаємозв'язок середньозваженої температури шкіри і рівня енерговитрат людини при різних його тепловідчуття в балах.
Комфорт (4) tс.к. = 36,07 - 0,0354 Qе.т. / S
Прохолодно (2) tс.к. = 33,34 - 0,0335 Qе.т. / S
Холодно (1) tс.к. = 30,36 -0,031 Qе.т. / S
У цих рівняннях Qе.т. - Енерговитрати, Вт; S - поверхня тіла людини, м2. Наведені рівняння застосовні до людини, не адаптованому до холоду, в діапазоні енерговитрат до 300 Вт. У людей, акліматизованих до холоду, комфортний рівень середньозваженої температури шкіри (у стані відносного фізичного спокою) в результаті зниження порогу температурної чутливості трохи нижче (на 1 - 1,5 оС).
У зв'язку з тим, що середньозважена температура шкіри дає уявлення про загальні тепловідчуття людини, що характеризують стан його теплообміну з навколишнім середовищем, її значення, що відображають температуру «» оболонки », використовуються при розрахунках середньої температури тіла і теплосодержания.
3. Оцінка теплового стану людини, як комплексний
показник відповідності одягу навколишньому середовищу
Визначення енерговитрат людини
Енерговитрати - (Q е.т) визначаються методом непрямої калориметрії.
Орієнтовно енерговитрати можуть бути визначені за величиною обсягу легеневої вентиляції з урахуванням теплотворний коефіцієнта повітря:
Q е.т = 0,232 * α Вт,
де α - обсяг легеневої вентиляції, приведений до нормального обсягом при t о C, куб. дм / год, атмосферному тиску в 760 мм рт. ст.
Поверхня тіла людини може бути визначена виходячи з даних зросту і ваги.
Стосовно до випадку виконання динамічної фізичної роботи енерговитрати можуть бути визначені за величиною частоти серцевих скорочень.
Влагопотері людини визначаються шляхом зважування його без одягу на медичних вагах.
При повторному зважуванні зміна ваги компенсувати за рахунок використовуваного в першому зважуванні набору гирею.
Витрата енергії в стані повного спокою (при розслабленні м'язів, відсутності зовнішніх подразників, натщесерце, в комфортних мікрокліматичних умовах), тобто умовах, які забезпечують мінімальну активність механізмів терморегуляції, прийнято називати основним обміном. Він характеризує те мінімальну кількість енергії, яка необхідна для підтримання основних життєвих процесів.
Основний обмін (табл. 1) у здорової людини коливається в залежності від віку та статі.
Таблиця 1
Основний обмін людини, Вт/м2
| Вік, років | Чоловік | Жінка |
| 3 | 70 | 63 |
| 5 | 65 | 62 |
| 8 | 58 | 56 |
| 10 | 54 | 52 |
| 12 | 51 | 47 |
| 15 | 49 | 43 |
| 20 | 45 | 40 |
| 25 | 48 | 39 |
| 30 | 42 | 40 |
| 35 | 41 | 39 |
| 40 | 41 | 38 |
| 50 | 39 | 37 |
| 60 | 38 | 36 |
| 70 | 38 | 36 |
Енерговитрати при різних видах фізичної дії людини
| Вид фізичної діяльності | Енерговитрати, Qе.т. Вт/м2 |
| Лежачи | 40,6 |
| Напівлежачи | 46,5 |
| Сидячи | 58,1 |
| Стоячи | 69,7 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 3,2 км / год | 116,2 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 4,0 км / год | 139,5 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 4,8 км / год | 151,1 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 5,6 км / год | 186,0 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 6,4 км / год | 220,9 |
| Ходьба по рівній місцевості зі швидкістю, 8,0 км / год | 337,2 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 5о, зі швидкістю 1,6 км / год | 139,5 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 5о, зі швидкістю 3,2 км / год | 174,4 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 5о, зі швидкістю 4,8 км / год | 232,5 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 5о, зі швидкістю 6,4 км / год | 354,6 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 15о, зі швидкістю 1,6 км / год | 168,6 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 15о, зі швидкістю 3,2 км / год | 267,4 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 15о, зі швидкістю 4,8 км / год | 406,9 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 25о, зі швидкістю 1,6 км / год | 209,3 |
| Ходьба по похилій місцевості при куті нахилу 25о, зі швидкістю 3,2 км / год | 389,5 |
| Робота тесляра, розпилювання на машині | 104,6 |
| Робота тесляра, розпилювання вручну | 232,5 - 279 |
| Робота тесляра, стругання вручну | 325,5 - 372 |
відповідність одягу навколишньому середовищу
Гідрологічні властивості (вологопоглинання, вологовіддача)
Вимоги до матеріалів для одягу визначаються дією на організм людини кліматичних умов.
Для поліпшення теплового стану людини і полегшення процесу терморегуляції в умовах підвищеної температури та інтенсивної сонячної радіації необхідно використовувати матеріали з низькою теплопровідністю і високими влагопроводнимі властивостями. Для зниження вологості в пододежном просторі матеріалами літнього одягу повинна бути властива висока повітропроникність і гігроскопічність. Зволожені матеріали збільшують поверхню випаровування і сприяють більш ефективному охолодженню поверхні тіла людини. Матеріали літнього одягу повинні мати високу водопоглинання для видалення зі шкіри людини виділяється поту і збільшення ефективності влагопотерь. Велике значення в самопочутті людини має величина опорної поверхні і ступінь гладкості матеріалів. Встановлено, що легкі матеріали з гладкою поверхнею прилипають до зволоженій тілу людини, послаблюючи потоотделітельную функцію шкіри. Тому багато дослідників рекомендують для літнього одягу тканини крепових переплетень, що мають невелику опорну поверхню, високу гігроскопічність, оптимальне співвідношення швидкості сорбції та десорбції вологи.
Таблиця 3
Гідрологічні властивості білизняних трикотажних полотен різного волокнистого складу
| Полотно | Сумарна влагопроводность, г / (м2 * год) | Водопоглинання,% |
| Бавовняна | 95 - 130 | 62 - 95 |
| Віскозне | 100 - 120 | 65 - 80 |
| Ацетатне | 75 - 85 | 41 - 50 |
| Полиамидное | 56 | 25 - 56 |
| Поліамідні-віскозне (50/50) | 77 - 87 | 30 - 39 |
| Хлопколавсановой (50/50) | 83 - 87 | 52 - 58 |
| Поливинилхлоридное | 52 | 21 |
Гідрологічні властивості тканин, що використовуються у виробництві плаття і сорочок
| Тканина | влагопроводность, г / (м2 * год) | Водопоглинання,% |
| Бавовняна | 98 - 110 | 58 - 120 |
| З натурального шовку | 90 - 100 | 65 - 75 |
| Віскозна | 100 - 120 | 68 - 82 |
| Ацетатна | 80 - 85 | 42 - 54 |
| Триацетат | 70 - 76 | 40 - 52 |
| Лляна | 105 - 110 | 68 - 106 |
| Льнолавсановая | 68 - 90 | 42 - 56 |
| Хлопкплавсановая | 70 - 92 | 45 - 52 |
| Поліамідна | 56 | 15 - 22 |
| Поліефірна | 56 | 11 - 17 |
| Вовняне | 90 - 100 | 70 - 94 |
| Напіввовняна | 66 - 88 | 62 - 75 |
5. Особливі функції системи «людина - одяг - виробнича
середовище »
Спецодяг, як основний бар'єр між небезпечними і шкідливими впливами виробничого середовища людини
Спеціальна одяг належить до числа найбільш широко застосовуваних засобів індивідуального захисту робітників. Вона повинна відповідати таким основним вимогам:
· Забезпечувати збереження нормального функціонального стану людини та її працездатності на протязі всього періоду користування нею;
· Зберігати від впливу шкідливих виробничих факторів;
· Не надавати Загальнотоксичні і кожнораздражающего дії;
· Бути достатньо зносостійкої й естетичної.
Існує велика різноманітність видів спеціального одягу, яка залежно від конкретних виробничих умов можуть бути рекомендовані для забезпечення безпечних умов праці. До основних з них відносяться: куртка, брюки, комбінезон, напівкомбінезон, плащ, фартух, рукавиці, жилет, рукавички, нарукавники, бахіли, різні головні убори, наплічники, наколінники і т.д. Ці види спеціального одягу можуть знаходитися як порізно, так і в поєднанні один з одним.
У таблиці 5 наведено класифікацію спеціального одягу, а також умовні позначення маркування за захисними властивостями. Маркування спеціального одягу за захисними властивостями виконується в залежності від чинників виробничих шкідливостей у відповідності з їх умовними позначеннями.
Таблиця 5
Класифікація спецодягу за захисними властивостями
| Група впливів | Підгрупа впливів | Маркування |
| Механічні | Проколи, порізи | Мп |
| Стирання | Мі | |
| Підвищені температури | Підвищені температури, обумовлені кліматом | Тк |
| Теплове випромінювання | Ті | |
| Відкрите полум'я | Те | |
| Іскри, бризки розплавленого металу, окалина | Тр | |
| Контакт з нагрітими до температури 40 - 100о С поверхнями | Тп 100 | |
| Контакт з нагрітими до температури 100 - 400 о С поверхнями | Тп 400 | |
| Контакт з нагрітими до температури понад 400 о С поверхнями | Тв | |
| Конвективна теплота | Тт | |
| Знижені температури | Знижені температури повітря | Тн |
| Знижені температури повітря і вітер | Тнв | |
| Радіоактивні забруднення і рентгенівські випромінювання | Рентгенівські випромінювання | Рі |
| Радіоактивні забруднення | Рз | |
| Електричний струм, електростатичні заряди, електричні і електромагнітні поля | Електростатичні заряди і поля | Ес |
| Електричні поля | Еп | |
| Електромагнітні поля | Ем | |
| Нетоксична пил | Нетоксична пил | Пн |
| Пил, скловолокна, азбест | Пс | |
| Мелкодісперская пил | Пм | |
| Токсичні речовини | Тверді токсичні речовини | Ят |
| Рідкі токсичні речовини | Яж | |
| Аерозолі токсичних речовин | Яа | |
| Вода і розчини нетоксичних речовин | Водонепроникна одяг | Вн |
| Водотривких одяг | Ву | |
| Розчини поверхнево - активних речовин | Вп | |
| Розчини кислот | Кислота концентрації більше 80% (щодо сірчаної кислоти) | Кк |
| Кислота концентрації більше 50 - 80% (щодо сірчаної кислоти) | До 80 | |
| Кислота концентрації більше 20 - 50% (щодо сірчаної кислоти) | До 50 | |
| Кислота концентрації не більше 20% (щодо сірчаної кислоти) | До 20 | |
| Луги | Розплави лугів | ЩР |
| Розчин лугів концентрації більше 20% (за гідроксиду натрію) | Щ 50 | |
| Розчин лугів концентрації не більше 20% (по гідроксиду натрію) | Щ 20 | |
| Органічні розчинники, в тому числі лаки і фарби на їх основі | - | 0 |
| Нафта, нафтопродукти, масла й жири | Сира нафта | Чи не |
| Продукти легкої фракції | Нл | |
| Нафтові масла і продукти важкої фракції | Нм | |
| Рослинні і тваринні масла і жири | Мж | |
| Загальні виробничі забруднення | - | З |
| Шкідливі біологічні фактори | Мікроорганізми | Бм |
| Комахи | Бн | |
| Сигнальна одяг | - | З |
6. Вимоги до одягу різного призначення
Вимоги до суконь, блуз і верхнім сорочкам
Сукні, блузки та сорочки носять взимку і влітку. У залежності від умов їх експлуатації гігієнічні вимоги до них не однакові. В одязі, призначеної для захисту від холоду, основна функція суконь, блузок і сорочок - теплозахисна. Разом з тим матеріали для цих виробів повинні мати сорбційними і влагопроводнимі властивостями, щоб поглинати вологу в місцях зіткнення з поверхнею тіла людини і вологу, що проходить через білизну.
Сукні, блузки та сорочки для літа мають сприяти охолодженню поверхні тіла і повітря в пододежном просторі, ізоляції тіла людини від впливу зовнішнього тепла. Платьевая-сорочечні матеріали повинні мати високу гігроскопічність, влагопроводность, повітро - і паропроникність. Створення літніх тканин для суконь, блузок і сорочок відповідно до реальних умов експлуатації представляють складну задачу. Це пояснюється тим, що за невеликої товщини пакету матеріалів літнього одягу зі зміною умов навколишнього середовища навіть у невеликих межах такий одяг може істотно впливати на теплові відчуття людини.
У виробництві суконь, блузок і сорочок широко використовується натуральні та хімічні матеріали. Тому з гігієнічної точки зору велике значення має оптимізація їх структури та волокнистого складу. У природно-кліматичних зонах, де переважають вітри, при проектуванні платьевая-сорочкових матеріалів найбільшу увагу слід приділяти оптимізації їх структури. Це пояснюється тим, що в умовах вітру знижується роль волокнистого складу і зростає значення показників будівлі матеріалів (товщини, щільності, переплетення та ін) пов'язані з будовою тканин показники властивостей матеріалів (влагопроводность, повітропроникність та ін.) впливають на забезпечення комфортних теплових відчуттів людини. У цьому випадку у виведенні вологи з поверхні тіла людини і з - під одягу переважають дифузійні процеси.
У відносно безвітряних кліматичних зонах переважне значення в забезпеченні комфортних теплових відчуттів має волокнистий склад.
У табл. 6 наведено показники фізико-гігієнічних властивостей тканин, що використовуються для виробництва суконь і сорочок. Як видно з даних таблиці не всі тканини відповідають пропонованим до них гігієнічним вимогам.
Таблиця 6
Фізико-гігієнічні властивості тканин, що використовуються у виробництві суконь і сорочок
| Тканина | Повітропроникність, дм3 / (м2 * с) | Гігроскопічність,% | влагопроводность, г / (м2 * год) | Паропроникність, г / (м2 * год) | Водопоглинання,% |
| Бавовняна | 300 - 1500 | 9 - 14 | 98 - 110 | 56 ± 3 | 58 - 120 |
| З натурального шовку | 180 - 550 | 10 - 12 | 90 - 100 | 56 ± 3 | 65 - 75 |
| Віскозна | 90 - 380 | 14 - 25 | 100 - 120 | 56 ± 6 | 68 - 82 |
| Ацетатна | 150 - 400 | 5 - 7 | 80 - 85 | 56 ± 1 | 42 - 54 |
| Триацетат | 150 - 400 | 4 - 5 | 70 - 76 | 56 ± 1 | 40 - 52 |
| Лляна | 120 - 280 | 11 - 15 | 105 - 110 | 56 ± 4 | 68 - 106 |
| Льнолавсановая | 140 - 470 | 4 - 7 | 68 - 90 | 56 ± 3 | 42 - 56 |
| Хлопколавсановой | 85 - 270 | 6 - 10 | 70 - 92 | 56 ± 2 | 45 - 52 |
| Поліамідна | 110 - 350 | 3 - 4 | 56 | 56 | 15 - 22 |
| Поліефірна | 80 - 240 | 1 | 56 | 56 | 11 - 17 |
| Вовняне | 100 - 180 | 11 - 13 | 90 - 100 | 56 ± 4 | 70 - 94 |
| Напіввовняна | 120 - 260 | 5 - 11 | 66 - 88 | 56 ± 2 | 62 - 75 |
| Примітка: гігроскопічність матеріалів визначається при відносній вологості повітря 98%, влагопроводность і паропроникність встановлювалися за методикою ЦНІІШПа. | |||||
Асортимент платьевая-сорочкових матеріалів розвивається у напрямі зниження їх матеріаломісткості, що позитивно позначається на фізико-гігієнічних властивостях цих матеріалів (наприклад, підвищується повітропроникність).
Важливим є запровадження в нормативно - технічну документацію для платьевая-сорочкових і білизняних матеріалів в якості обов'язкових поряд з повітропроникністю показників електрізуемості і змісту гідрофобних волокон. Відповідно до гігієнічних рекомендацій з використання синтетичних матеріалів для виготовлення одягу в матеріалах для блузок, чоловічих сорочок і суконь вміст синтетичних і ацетатних волокон не повинно перевищувати 50%.
За даними досліджень, у платьевая-сорочечні матеріали, що містять бавовна і льон, можна включати полівінілхлоридні і поліакрилонітрильні волокна до 30 - 35%, поліамідні - до 45%. Зміна будови тканин дозволяє при одних і тих самих витрат сировини в широких межах варіювати їх повітропроникність, водопоглинання і капілярність.
7. Розрахунок теплопродукції людини
Задача 1
Розрахувати теплопродукцию чоловіків у віці 30 років цікавих гімнастикою. Значення енерготрат Qе.т. = 233 Вт/м2 і термічного коефіцієнта корисної дії η = 0,1, Qо = 42,3 Вт/м2, S = 1,41 м2.
Qm.n. = S [Qе.т. - Η (Qе.т. - Qо)] = 1,41 м2 [233 - 0,1 (233 - 42,3)] = 301,6 Вт/м2
Задача 2
Проаналізувати теплообмін випромінювання, конвекції і теплопередачі між людиною і навколишнім середовищем.
Для розрахунку втрат тепла випромінюванням Qізл., Αізл. = 5,5 Вт/м20 С, Sізм. = 1,06 м2, t1 = 30оС, t2 = 20о С
Для розрахунку втрат тепла конвекцією Qкон., Αкон. = 7 Вт/м20 С, S = 1,41 м2, t1 = 30оС, t3 = 22о С
Для розрахунку втрат тепла теплопередачею Qтепл., Sn = 0,042 м2, t4 = 19оС, t5 = 20о С, λ = 0,23 Вт / мос, δ = 0,015 м
1.Рассчітать втрати тепла випромінюванням по рівнянню Стефана - Больцмана для невеликої різниці температур тел:
Qізл = αізл * Sізм. (T1 - t2) = 5,5 Вт/м20 З * 1,06 м2 (30оС - 20о С) = 58,3 Вт
2. Розрахувати втрати тепла конвекцією по рівнянню охолодження тіл Ньютона:
Qкон = αкон. * S (t1 - t3) = 7 Вт/м20 З * 1,41 м2 (30оС - 22о С) = 79 Вт
3. Розрахувати втрати тепла теплопередачею (вважаючи, що теплопередача відбувається тільки через поверхню підошов)
Qтепл = λ (t4 - t5) / δ * Sn = 0,23 Вт / мос (19оС - 20о С) / 0,015 м * 0,042 м2 = - 0,64 Вт
4. Проаналізувавши отриманий результат. Прийшла до висновку що при моєму варіанті тіло людини нагрівається.
Задача 3
Розрахувати комфортний рівень тепловіддачі випаровуванням. Qm.п. = 301,6 Вт/м2 (із завдання 1)
Qісп. = 0,36 S * (Qm.n. / S - 58) = 0,36 * 1,41 м2 * (301,6 Вт/м2 / 1,41 м2 - 58) = 79,1 Вт
Основні показники теплового обміну людини
| Вид діяльності людини: заняття гімнастикою | ||||
| Стать і вік: чоловік, 30 років | ||||
| Теплопродукция Qm.n., Вт | Втрати тепла випромінюванням Qізл., Вт | Втрати тепла конвекцією Qкон., Вт | Втрати тепла теплопередачею Qтеп., Вт | Втрати тепла випаровуванням Qісп., Вт |
| 301,6 | 58,3 | 79 | - 0,64 | 79,1 |
301,6 = 58,3 + 79 + (-0,64) + 79,1
Якщо вважати, що інших джерел відведення тепла немає, то тіло людини нагрівається, тому що теплопродукція більше ніж сумарні втрати тепла.