4.2. Основные принципы проектирования одежды для защиты от теплового воздействия

Воздействие тепла человек может испытывать как в быту, так и на производстве. В быту человек подвергается воздействию нагревающей среды преимущественно в летний период года, на производстве – иногда в течение всего года, например, в металлургической и стекольной промышленности.

Защита человека от перегревания – сложная задача, так как одновременно человека необходимо защитить от притока тепла извне (например, за счет солнечной радиации, потока лучистого тепла на целом ряде производств и т. д.) и обеспечить отдачу тепла, образующегося в организме.

Эта задача усложняется в большей степени, когда речь идет о создании специальной одежды, так как придание материалам защитных функций приводит к изменению их физико-химических свойств, ухудшающему, как правило, теплообмен между организмом человека и окружающей средой из-за снижения эффективности потоотделения. В этом случае большое значение приобретает конструкция одежды, которая должна обеспечить необходимую вентиляцию пододежного пространства с целью увеличения теплоотдачи испарением и улучшения, таким образом, теплового состояния организма.

В летний период тепловому воздействию человек подвергается на большей части территории нашей страны. Тепловой комфорт у человека, одетого в комплект комнатной одежды (R_сум = 0,155 м²∙ºС/Вт), наблюдается при температуре воздуха около 22 °С. При температуре воздуха 25 °С требуется легкая одежда (R_сум ≈ 0,08 м²∙ºС/Вт), а при температуре воздуха выше 25 °С у человека, одетого в любую одежду, возникает напряжение процессов терморегуляции.

Ветер большой скорости при высокой температуре воздуха усиливает нагревающее действие среды. Запыленность воздуха, увеличивающаяся при ветре, способствует загрязнению поверхности тела, что понижает потоотделение вследствие закупоривания выводных протоков потовых желез. Одновременно нарушается работа сальных желез, кожа становится сухой, менее теплопроводной, что обусловливает дополнительную нагрузку на аппарат терморегуляции. Однако небольшая подвижность воздуха имеет большое значение для удаления тепла путем испарения пота. При неподвижном воздухе его слой, непосредственно прилегающий к поверхности тела, быстро насыщается влагой и препятствует дальнейшему интенсивному испарению пота.

С помощью одежды может быть смягчено влияние тех метеорологических факторов, которые ведут к чрезмерному перегреванию организма человека.

4.2.1. Влияние нагревающей среды на организм человека

Повышение температуры воздуха сопровождается расширением периферических сосудов и перераспределением крови. Большая масса крови переходит на периферию, теплопроводность кожи увеличивается, так как кровь является лучшим проводником тепла, чем кожа. При расширении сосудов повышается проницаемость их стенок, и в тканевые щели поступает жидкость. Это ведет к увеличению испарения жидкости через кожу путем диффузии и последующему снижению температуры кожи.

В результате усиления периферического кровоснабжения теплоотдача может увеличиваться на 90 %. Однако такое перераспределение крови усиливает нагрузку на сердечно-сосудистую систему, реакция со стороны которой выражается, в частности, в изменении артериального давления и частоты сердечных сокращений.

При длительном воздействии теплового фактора на организм человека (в жарком климате, при работе в горячих цехах) могут наблюдаться нарушения водного, солевого, витаминного обмена, изменения морфологического состава крови, угнетение секреторной деятельности желудочно-кишечного тракта. Под влиянием тепла в организме человека изменяются функции нейроэндокринной системы, иммунобиологической реактивности, а также снижается работоспособность.

Отмечено, что в жарком пустынном климате Средней Азии в летний период (t_в = 40–45 °С днем, t_в = 26–28 °С ночью) механизмы терморегуляции работающих (в частности, нефтяников, строителей) находятся в чрезмерном напряжении. У многих обследуемых наблюдаются понижение систолического давления (до 100–95 мм.рт.ст.), ослабление функционального состояния сердечно-сосудистой системы, отрицательный водный баланс (с потерей 1–1,5 % массы тела), характерная отечность конечностей (стоп и кистей), адинамия, резкое понижение работоспособности, постоянная жажда [1].

Не прекращающееся в течение длительного времени напряжение механизма терморегуляции приводит, в конечном счете, к истощению защитных сил организма, возникновению патологии, в первую очередь, со стороны сердечно-сосудистой системы и органов пищеварения, наблюдается преждевременное старение.