Контрольные вопросы

1. Перечислите сорбционные свойства материалов.

2. При проектировании изделий зимнего ассортимента Вы будете рассматривать воздухопроницаемость как «плюс» или как «минус» свойств материала?

3. За счет чего обеспечивается теплозащитность изделия?

4. Что относится к биологическим требованиям к одежде?

5. Что относится к социальным требованиям?

6. Перечислите требования, предъявляемые к детской одежде.

7. Перечислите требования, предъявляемые к белью.

8. Перечислите требования, предъявляемые к пальто зимним, демисезонным, костюмам.

4. Основные принципы проектирования одежды для защиты от холода и теплового воздействия

4.1. Основные принципы проектирования одежды для защиты от холода

С охлаждающим климатом человек сталкивается при работе на открытом воздухе в зимний и переходные периоды года (нефтяники, рабочие горнорудной и угольной промышленности, особенно при работах в открытых карьерах, рабочие железнодорожного транспорта, геологи и др.), а также в производственных помещениях, где низкая температура необходима по технологическим причинам. В ходе эволюционного развития человек не выработал устойчивого приспособления к холоду. Его биологические возможности в сохранении температурного гомеостаза весьма ограничены.

Холод способствует возникновению сердечно-сосудистой патологии, приводит к обострению язвенной болезни, радикулита, обусловливает возникновение заболеваний органов дыхания, увеличивая потери рабочего времени за счет заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Охлаждение человека, как общее, так и локальное (особенно кистей), способствует изменению его двигательной реакции, нарушает координацию и способность выполнять точные операции, вызывая тормозные процессы в коре головного мозга, что может быть причиной возникновения различных форм травматизма. В зарубежной литературе имеются сведения, что при значительном охлаждении растет число тромбоцитов и эритроцитов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови. Рядом авторов приводятся сведения относительно функциональных и структурных изменений в костях конечностей. Показано, что даже при кратковременном влиянии холода в организме происходит сложная перестройка регуляторных и гомеостатических систем, изменяется иммунный статус организма. В связи со сказанным, мероприятия по борьбе с охлаждением человека, особенно работающего в ненормируемом микроклимате (и в частности на открытой территории), должны быть направлены на обеспечение допустимого теплового состояния человека. Одним из них является использование одежды, соответствующей условиям его жизнедеятельности.

4.1.1. Моделирование процесса переноса тепла через пакет одежды от тела человека в окружающую среду

При проектировании теплозащитной одежды необходимо иметь в виду, что ее тепловое сопротивление в конечном счете должно оцениваться совокупным изолирующим действием готовой конструкции и пакета изделий.

Теплозащитные свойства одежды определяются тепловым сопротивлением материалов пакета, а также наличием в нем воздушных прослоек. Значение каждого из этих элементов в теплоизоляции организма при различных условиях эксплуатации одежды неодинаково. В случае пребывания человека в состоянии физического покоя большая часть суммарного теплового сопротивления одежды приходится на тепловое сопротивление воздушных прослоек. При движении, воздействии, увеличении массы одежды возрастает доля материалов в суммарном тепловом сопротивлении, а доля воздушных прослоек существенно уменьшается.

Наибольшее значение в теплоизоляции человека принадлежит тепловому сопротивлению пакета материалов, конструкции же одежды отводится дополнительная роль, хотя немаловажная.

В связи с тем, что теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются подвижностью заключенного в ней воздуха, следует предположить, что тепловое состояние человека при прочих равных условиях будет зависеть от вида одежды, обусловливающей различное попадание наружного воздуха в пододежное пространство.

В таблице 9 приведены некоторые физиолого-гигиенические показатели, позволяющие оценить теплоизоляционные свойства одежды различного вида в условиях относительно спокойного воздуха.

Данные таблицы показывают, что лучшими теплоизоляционными свойствами обладает комбинезон. По отношению к тепловому сопротивлению комбинезона тепловое сопротивление куртки и брюк составляет 94,5 , пальто – 91,5 .

При движении человека теплоизоляционные свойства его одежды снижаются. Во время ходьбы (3–3,5 км/ч) теплопотери человека, одетого в комбинезон или куртку с брюками, увеличиваются на 6–8 , одетого в пальто – на 24 . При этом тепловое сопротивление одежды в первых двух случаях уменьшается на 5,5–7,5 , а во втором – на 20 . Наибольшие различия наблюдаются в области нижних конечностей.

Таблица 9

Физиолого-гигиенические показатели теплоизоляционных

свойств одежды

Вид одежды	Средневзвешенный тепловой поток, Вт/м2	Средневзвешенная температура кожи, ºС	Температура воздуха под одеждой, ºС	Тепловое сопротивление, м2∙ºС/Вт
Комбинезон	70	34,0	18,7	0,63
Куртка и брюки	75	34,0	18,9	0,60
Пальто	76	33,4	18,6	0,57

Тепловой поток в области нижних конечностей во время ходьбы увеличивается у одетых в комбинезон или куртку с брюками на 16,4 , в пальто – на 36,9 . Тепловое сопротивление одежды в этой области снижается соответственно на 13,6 и 28,4 . Если теплоизоляционные свойства одежды в комплекте с комбинезоном принять за 100 , то тепловое сопротивление одежды, включающей в себя куртку и брюки, составит 91 , пальто – 77 .

Снижение теплоизоляционных свойств одежды во время движения может играть и положительную роль (например, при поддержании теплового баланса человека в процессе выполнения им физической работы). Так, во время ходьбы (со скоростью около 3 км/ч) энерготраты человека, одетого в пальто, увеличиваются примерно на 36 , а теплопотери радиацией и конвекцией – на 24 , т. е. большая часть дополнительно образующегося в организме тепла фактически отдается во внешнюю среду за счет усиления вентиляции пододежного пространства. При той же физической активности в организме человека, одетого в комбинезон, происходит накопление тепла, так как энерготраты в данном случае увеличиваются намного больше (на 36 ), чем теплопотери (6 ). Поэтому в комбинезоне, куртке и брюках должны быть предусмотрены специальные устройства, способствующие вентиляции пододежного пространства и снижению теплоизоляционных свойств одежды при усилении физической деятельности.

Одно из требований к вентиляционным устройствам в одежде зимнего назначения – предупреждение попадания наружного холодного воздуха в пододежное пространство (между поверхностью тела и первым слоем одежды). Несоблюдение этого требования, особенно на фоне общего перегревания при физической работе и повышенного потоотделения, может быть причиной возникновения заболеваний простудного характера.

Защита от ветра в изделии (помимо использования материалов соответствующей воздухопроницаемости) обеспечивается специальными клапанами по линии застежки куртки и брюк, капюшоном, напульсниками, конструктивными элементами, защищающими лицо [1].

Наиболее целесообразным для защиты от холода является комплект зимней одежды, утеплитель в которой выполнен разъемным: пристегивающимся к материалу верха или в виде утепленного белья [25]. В этом случае вентиляционные устройства целесообразно располагать в верхнем костюме таким образом, чтобы холодный наружный воздух проходил между двумя слоями утеплителя и не вызывал чрезмерного охлаждения поверхности тела.