Гигиена одежды

Методические указания к контрольным работам

для студентов по направлению 260900 (656100)

«Технология и конструирование изделий лёгкой промышленности»

специальности: 260901 (280800) «Технология швейных изделий»

260902 (280900) «Конструирование швейных изделий»

(заочная форма обучения)

Составители:

Е. Я. Сурженко

Е.Л. Хлебникова

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА»

Гатчинский филиал

Гигиена одежды

Методические указания к контрольным работам

для студентов по направлению 260900 (656100) –

«Технология и конструирование изделий лёгкой промышленности»

специальности: 260901 (280800) «Технология швейных изделий»

260902 (280900) «Конструирование швейных изделий»

(заочная форма обучения)

Составители:

Е. Я. Сурженко

Е.Л. Хлебникова

.

Санкт-Петербург

2009

УТВЕРЖДЕНО

на заседании методического совета

Гатчинского филиала СПГУТД

Протокол № 1 от 24 сентября 2008 г.

Рецензент

Л. П. Васеха

Оригинал подготовлен составителем и издан в авторской редакции

Подписано в печать 30.03.2009. Формат 60 х 84 1/16.

Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 48

Отпечатано в типографии СПГУТД. Электронный адрес: http://rinpo.sutd.ru

191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Гигиена одежды» – специальная дисциплина, обязательная при подготовке высококвалифицированных специалистов, деятельность которых связана с разработкой комфортной одежды высокого качества различного назначения.

Выполнение контрольного задания для студентов заочной формы обучения направлено на самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины «Гигиена одежды» и решение задач, связанных с дальнейшей профессиональной деятельностью. Самостоятельное изучение разделов специальной дисциплины «Гигиена одежды» как часть комплексного самообразования студентов является необходимой составляющей в подготовке инженеров, способных обеспечить оптимальное функционирование системы «человек – одежда – среда обитания» – сложного динамического комплекса с множеством прямых и обратных связей, которые, в общем виде, представляют совокупность факторов влияющих на формирование потребительских свойств одежды.

Контрольное задание выполняется по вариантам. Номер варианта контрольного задания студента соответствует последней цифре его зачетной книжки.

Каждый вариант задания предполагает реферативное изложение шести теоретический вопросов по шести разделам дисциплины "Гигиена одежды" и решение трех задач. Выбор теоретических вопросов из шести разделов по вариантам осуществляется из табл. 1. Выбор заданий для решения задач осуществляется из табл. 2 – 5.

Приступая к выполнению контрольного задания, необходимо детально проработать материал, указанный в списке литературы. Кроме литературы, указанной в списке, студентом могут использоваться другие информационные источники, в том числе Интернет-ресурсы при помощи поисковых систем и ввода запросов по прорабатываемой тематике.

При написании реферата по теоретическим вопросам контрольного задания необходимо составлять конспект изученных материалов в рукописном или электронном виде по каждому вопросу с обязательным указанием использованных информационных источников по тексту в квадратных скобках.

Первый раздел контрольного задания посвящен рассмотрению теплового обмена между человеком и окружающей средой, являющийся теоретической основой разработки одежды различного назначения. В нем рассматриваются вопросы создания науки о гигиене одежды, тепловом балансе человека, энерготратах, теплопродукции, теплоотдаче человека, а также о проблемах, связанных с дефицитом тепла в организме.

В ответах на вопросы второго раздела контрольного задания должны быть рассмотрены показатели и критерии теплового состояния человека при взаимодействии с окружающей средой, такие как температура тела и кожи, тепловой поток, потоотделение, реакция сердечно-сосудистой системы, теплоощущения, работоспособность человека, параметры микроклимата под одеждой.

Таблица 1. Выбор задания для реферативной проработки теоретических вопросов по дисциплине "Гигиена одежды"

Вари-ант	Номера вопросов из разделов контрольного задания
	Раздел 1	Раздел 2	Раздел 3	Раздел 4	Раздел 5	Раздел 6
	Теплооб- мен между человеком и окружающей средой	Показа-тели и критерии теплового состояния человека	Оценка тепло-вого сос-тояния человека	Свой-ства тек- стиль-ных ма- териа- лов	Система «человек- одежда - произ-вод- ствен- ная среда»	Требо-вания к одежде различ-ного назна- чения
1	1	11	21	31	41	51
2	2	12	22	32	42	52
3	3	13	23	33	43	53
4	4	14	24	34	44	54
5	5	15	25	35	45	55
6	6	16	26	36	46	56
7	7	17	27	37	47	57
8	8	18	28	38	48	58
9	9	19	29	39	49	59
0	10	20	30	40	50	60

Третий раздел контрольного задания посвящен оценке теплового состояния человека, как комплексного показателя соответствия одежды окружающей среде. В ответах на вопросы третьего раздела должны быть рассмотрены современные методики исследований показателей и критериев теплового состояния человека.

В четвертом разделе предложено проанализировать свойства текстильных материалов, обеспечивающих соответствие проектируемой одежды окружающей среде.

Пятый раздел посвящен особенностям функционирования системы «человек – одежда – производственная среда» и касается вопросов проектирования специальной одежды.

И заканчивают теоретический раздел вопросы, связанные с разработкой требований к одежде различного назначения.

Решение первой и второй задач закрепляет знания о тепловом балансе человека, энерготратах и теплопродукции, а также об особенностях теплообмена между человеком и окружающей средой путем теплового потока (излучением, конвекцией, теплопередачей).

Третья задача позволяет применить знания, полученные при изучении процессов отдачи тепла испарением.

При решении задач следует округлять ответы до целого числа.

Контрольное задание рекомендуется выполнять в напечатанном виде (или рукописно) на листах формата А4 (шрифт «Times New Roman», размер 12, полуторный интервал). Текст контрольной работы должен иметь сквозную нумерацию внизу страниц (начиная со второй). Вторая страница – «Содержание». Последняя – «Список использованных источников». Ответы на теоретические вопросы должны быть полными, при необходимости сопровождаться расчетами и таблицами. По тексту изложения теоретического материала должны приводиться ссылки на использованные источники (нумерация источников – сквозная по тексту контрольного задания).

Присланная и подписанная студентом в установленные сроки контрольная работа в адрес Гатчинского филиала СПГУТД рецензируется преподавателем. Незачтенная контрольная работа высылается студенту для переработки по сделанным замечаниям. После переработки контрольная работа повторно высылается в адрес Гатчинского филиала СПГУТД. Зачтенная контрольная работа является допуском студента к сдаче зачета по курсу «Гигиена одежды».

1. ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ЧЕЛОВЕКОМ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ КАК ОСНОВА ГИГИЕНЫ ОДЕЖДЫ

1. Создание науки о гигиене одежды. Этапы развития теории теплопродукции и теплоотдачи организма человека.

2. Тепловой баланс между человеком и окружающей средой как система показателей, характеризующих соотношение или равновесие процесса теплообмена.

3. Терморегуляция как процесс, направленный на поддержания постоянной температуры тела. Химическая и физическая терморегуляция.

4. Суммарные энергозатраты человека.

5. Основной обмен в суммарных энергозатратах человека. Факторы, влияющие на основной обмен.

6. Теплопродукция человека. Факторы, влияющие на повышение теплообразования в организме человека.

7. Теплоотдача человека. Теплообмен излучением. (Длинноволновое ИК-излучение).

8. Теплоотдача человека. Теплообмен конвекцией и теплопередачей.

9. Теплоотдача человека испарением и при дыхании.

10. Дефицит тепла в организме.

2. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ

11. Температура тела человека (ректальная и подмышечная).

12. Средневзвешенная температура кожи человека.

13. Топография температуры кожи человека.

14. Плотность сухого теплового потока с поверхности тела человека.

15. Потоотделение.

16. Показатели реакции сердечно-сосудистой системы на термическое воздействие окружающей среды.

17. Внешние признаки теплового состояния человека.

18. Теплоощущения человека как субъективный показатель, коррелируемый с объективными.

19. Работоспособность человека как интегральный показатель теплового состояния человека.

20. Микроклимат под одеждой.

2. ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТЫ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

21. Определение общих энергозатрат человека. Методы прямой и непрямой колориметрии.

22. Определение изменения теплосодержания человека.

23. Оценка потоотделения.

24. Оценка работоспособности человека.

25. Измерения температуры воздуха под одеждой.

26. Измерения температуры тела.

27. Измерения температуры кожи.

28. Измерения влажности воздуха под одеждой.

29. Оценка температурных полей человека (инфракрасная термография).

30. Измерения вентилируемости одежды и скорости движения воздуха.

4. СВОЙСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ,

ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ СООТВЕТСТВИЕ ОДЕЖДЫ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

31. Гидрологические свойства (гигроскопичность, капилярность).

32. Гидрологические свойства (влагопоглощаемость, влагоотдача).

33. Гидрологические свойства (паропроницаемость, влагопроводность).

34. Воздухопроницаемость.

35. Теплозащитные свойства.

36. Волокнистый состав и поверхностная плотность.

37. Психофизиологические свойства.

38. Экологичность текстильных материалов. Санитарно-эпидемиологические заключения. Экологическая маркировка.

39. Виды отделок текстильных материалов.

40. Рациональное формирование пакета верхней одежды

5. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

«ЧЕЛОВЕК – ОДЕЖДА – ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СРЕДА»

41. Классификация спецодежды по защитным свойствам. Опасные и вредные факторы производственной среды.

42. Спецодежда, как основной барьер между опасным и вредным воздействием производственной среды и человеком.

43. Виды специальной одежды.

44. Влияние микроклимата производственных помещений на проектируемые свойства специальной одежды.

45. Защитные свойства текстильных материалов и их маркировка.

46. Нормативно-техническая документация, используемая при разработке специальной одежды. Нормируемые характеристики.

47. Обязательная сертификация специальной одежды.

48. Конструкторско-технологические способы формирования защитных свойств специальной одежды.

49. Показатели качества специальной одежды.

50. Оценка соответствия специальной одежды условиям производственной среды.

6 ТРЕБОВАНИЯ К ОДЕЖДЕ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

51. Требования к бельевым изделиям.

52. Требования к платьям, блузкам и верхним сорочкам.

53. Требования к костюмам и пальто.

54. Требования к детской одежде.

55. Требования к спортивной одежде.

56. Требования к торжественной одежде.

57. Общие требования к специальной одежде.

58. Требования к специальной одежде в зависимости от ее назначения. Спецодежда для защиты от повышенных и пониженных температур.

59. Требования к специальной одежде в зависимости от ее назначения. Спецодежда для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий.

60. Требования к спецодежде в зависимости от ее назначения. Спецодежда для защиты от опасных и вредных жидкостей (воды, кислот, щелочей, нефти и нефтепродуктов).

7 ЗАДАЧИ

7.1 Расчет теплопродукции человека

Задача 1

Рассчитать теплопродукцию мужчин в возрасте 30 лет, занятых определенным видом деятельности. Значение энергозатрат Q_э.т, Вт/м² и термического коэффициента полезного действия  по вариантам выбрать из табл. 2. Значения основного обмена (минимального количества энергии, которое необходимо для поддержания основных жизненных процессов) Q_о, Вт/м², для мужчин 30 лет принять равным 42,3 Вт/м².

Указания к решению задачи 1

1. Рассчитать теплопродукцию мужчин в возрасте 30 лет, которые заняты определенным по варианту видом физической деятельности по формуле

Q_{М30 т.п}= S [Q_э.т – (Q_э.т – Q_о)] (1)

где Q_{М30 т.п}– теплопродукция тридцатилетнего мужчины, Вт/м² ;

S – площадь поверхности тела человека, м²;

Q_э.т – энергозатраты человека, Вт/м² ;

 – термический коэффициент полезного действия;

Q_о – основной обмен, Вт/м² (принять 42,3 Вт/м²).

Таблица 2. Выбор задания для расчета теплопродукции человека, занятого определенным видом деятельности Q_т.п, Вт.

Вариант	Вид физической деятельности	Энерготраты Qэ.т, Вт/м2	Термический коэффициент полезного действия 	Площадь поверхности тела человека S , м2
1	Игра в баскетбол	442	0,1	2,21
2	Занятия гимнастикой	233	0,1	1,41
3	Ходьба вверх по лестнице под углом 25о со скоростью 1,6 км/ч	210	0,2	1,80
4	Ходьба вверх по лестнице под углом 25о со скоростью 3,2 км/ч	390	0,21	1,80
5	Выполнение плотницких работ	372	0,2	1,80
6	Слесарные работы	128	0,1	1,80
7	Бег со скоростью 8 км/ч	338	0,1	1,80
8	Уборка помещения	198	0,1	1,48
9	Землеройные работы	279	0,2	2,30
0	Борьба	506	0,1	2,03

7.2 Расчет теплопотерь человека

ЗАДАЧА 2

Проанализировать теплообмен излучения, конвекции и теплопередачи между человеком и окружающей средой. Данные варианта выбрать из табл. 3 – 5.

Указания к решению задачи 2

1. Рассчитать потери тепла излучением по уравнению Стефана-Больцмана для небольшой разности температур тел.

Q_изл=α_изл S_изл(t₁ – t₂) (2)

где Q_изл – потери тепла излучением, Вт;

_изл – коэффициент излучения, Вт/м^{2 0}С;

S_изл – поверхность тела человека, участвующая в теплообмене излучением, м²;

t₁ – температура поверхности тела человека (одежды), ⁰С;

t₂ – температура поверхности окружающих тел,⁰С.

Таблица 3. Выбор задания для расчета потерь тепла излучением Q_изл,Вт

Вари- ант	Коэффициент излучения изл, Вт/м2 0С	Площадь поверхности тела человека, участвующего в теплообмене излучением Sизл , м2	Температура поверхности тела (одежды) человека t1 ,0С	Температура поверхности окружающих предметов t2 ,0С
1	5,50	1,70	40	10
2	5,78	1,06	30	20
3	5,22	1,35	20	10
4	4,96	1,35	10	10
5	5,50	1,35	30	10
6	5,43	1,35	20	20
7	3,70	1,35	0	-20
8	6,06	1,08	30	40
9	3,76	1,80	0	-10
0	5,22	1,70	30	10

2. Рассчитать потери тепла конвекцией по уравнению охлаждения тел Ньютона:

Q_кон=_кон S (t₁ – t₃) (3)

где Q_кон – потери тепла конвекцией, Вт;

_кон – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м^{2 0}С;

S _– поверхность тела человека, м²;

t₁ – температура поверхности тела (одежды), ⁰С;

t_{3 –} температура окружающего воздуха,⁰С.

3. Рассчитать потери тепла теплопередачей (считая, что теплопередача происходит только через поверхность подошв):

Q_тепл =  S_п (t₄ – t₅)/  (4)

где Q_тепл – потери тепла теплопередачей, Вт;

 – коэффициент теплопроводности подошв обуви, Вт/м ⁰С (принять равным 0,23 Вт/м ⁰С для поливинилхлорида);

t₄ – температура внутренней поверхности подошв обуви, ⁰С;

t₅ – температура наружной поверхности подошв обуви, ⁰С;

 – толщина подошв обуви, м (принять равной 0,015 м);

S_п – площадь подошв обуви, м².

4. Проанализировать полученный результат. Сделать вывод о том нагревается или охлаждается тело человека при Вашем варианте температуры тела человека, окружающих предметов и окружающего воздуха в результате теплообмена излучением, конвекцией и теплопередачей. Анализируя полученные данные, следует исходить из того, что, если потери тепла отрицательные – тело нагревается.

Таблица 4. Выбор задания для расчета потерь тепла конвекцией Q_кон, Вт.

Вари- ант	Коэффициент теплоотдачи конвекцией кон, Вт/м2 0С	Площадь поверхности тела человека S , м2	Температура поверхности тела (одежды) человека t1 ,0С	Температура окружающего воздуха t3 ,0С
1	7	2,21	40	22
2	7	1,41	30	22
3	7	1,80	20	14
4	7	1,80	10	0
5	7	1,80	30	20
6	7	1,80	20	12
7	10,5	1,80	0	-10
8	7	1,48	30	30
9	10,5	2,30	0	-20
0	7	2,03	30	16

Таблица 5. Выбор задания для расчета потерь тепла теплопередачей Q_тепл, Вт.

Вариант	Площадь подошв обуви, Sп,м2	Температура внутренней поверхности подошв обуви, t4,0С.	Температура наружной поверхности подошв обуви, ,t5,0С.
1	0,067	22	20
2	0,042	19	20
3	0,054	13	10
4	0,054	9	10
5	0,054	10	10
6	0,054	22	20
7	0,054	0	-10
8	0,044	20	40
9	0,069	0	-10
0	0,061	21	20

ЗАДАЧА 3

Рассчитать комфортный уровень теплоотдачи испарением. Для проведения расчетов площадь тела человека (по вариантам) взять из таблицы 4. Теплопродукцию тридцатилетнего мужчины, занятого определенным по вариантам видом деятельности Q_{М30 т.п}, взять из решения задачи раздела 7.1.

Указания к решению задачи 3

1. Рассчитать комфортный уровень потерь тепла испарением для тридцатилетнего мужчины, занятого определенным видом деятельности (по вариантам) по формуле

Q_{М30 исп}= 0,36 S (Q_{М30 т.п}/ S – 58), (5)

где Q_{М30 исп} – потери тепла испарением, Вт/м²;

Q_{М30 т.п} – теплопродукция 30-летнего мужчины, Вт/м² (выбирается из решения задачи 1);

S – площадь поверхности тела человека, м² (выбирается из табл. 4).

2. Оформить полученные результаты в виде табл. 6.

3. Рассчитать дефицит тепла в организме по формуле

D = (Q_изл + Q_кон + Q_тепл + Q_{М30 исп}) – Q_{М30 т.п} (6)

4. Проанализировать полученные результаты и ответить на вопрос является ли дефицит тепла в организме человека в вашем ситуационном варианте отрицательной величиной, т. е. происходит накопление тепла в организме, или положительной величиной.

Таблица 6. Основные показатели теплового обмена человека

Вид деятельности человека_______________________________________
Пол и возраст____________________________________________________
Теплопро- дукция QМ30 т.п, Вт	Потери тепла излучением Qизл, Вт	Потери тепла конвекцией Qкон, Вт	Потери тепла теплопередачей Qтеп, Вт	Потери тепла испарением QМ30 исп, Вт

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящие методические указания позволят студентам самостоятельно проработать основные теоретические разделы дисциплины «Гигиена одежды» и закрепить полученные знания при решении задач. Такой подход к изучению дисциплины обеспечивает понимание будущими специалистами того, что использование приемов и методов физиолого-гигиенической оценки одежды на этапе проектировании обеспечит высокое качество и конкурентоспособность выпускаемым швейным изделиям.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Делль, Р. А. Гигиена одежды: учеб.пособие /Р. А. Делль, Р. Ф. Афанасьева, З. С. Чубарова. – М.: Легкая индустрия, 1991.

2. Делль, Р. А. Гигиена одежды: учеб.пособие /Р. А. Делль, Р. Ф. Афанасьева, З. С. Чубарова. – М.: Легкая индустрия,1979.

3. Кокеткин, П. П. Разработка системы создания новых видов защитной одежды и постановка её на производство: /П. П. Кокеткин, С. А. Беляева, Л. А. Эглите// сб. тр./ ЦНИИШП.– М.:, 2000.

4. Куликов, Б. П. Гигиена, комфортность и безопасность одежды: учеб.пособие /Б. П. Куликов, Н. А. Сахарова, Ю. А. Костин. – Иваново: ИГТА, 2006.

5. Афанасьева, Р. Ф. Физиолого-гигиенические аспекты создания одежды для защиты работающих от холода: / Р. Ф. Афанасьева// сб. тр. /ЦНИИШП. – М. 2000.

6. МУК 4.3.1894-04 от 3.03.2004 г. Методы контроля. Физические факторы. Физиолого-гигиеническая оценка одежды для защиты работающих от холода: метод. указания.

http://www.businesspravo.ru/Docum/DocumShow_DocumID_94747_DocumIsPrint_Yes_Page_.html.

7. ГОСТ 12.4.067–79. ССБТ. Методы определения теплосодержания человека в средствах индивидуальной защиты. – Введ. 1980–07–01. – М.: Госстандарт России. Изд-во стандартов, 2000.– 12 с.

8. ГОСТ 12.4.061–88. ССБТ. Методы определения работоспособности человека в средствах индивидуальной защиты. – Введ. 1989–07–01. – М.: Госстандарт России. Изд-во стандартов, 2000.– 15 с.

9. Новожилов, Г. Н. Гигиеническая оценка микроклимата: / Г. Н. Новожилов, О. П. Ломов. – Л.: Медицина, 1987.

10. Бузов, Б. А. Исследования материалов для одежды в условиях пониженных температур: /Б. А. Бузов, А. В. Никитин.– М.: Легпромбытиздат, 1985.

11. Колесников, П. А. Методы гигиенических исследований: П. А. Колесников. – М.: Легкая индустрия, 1965.

12. Минх, А. А. Методы гигиенических исследований: /А. А. Минх. – М.: Медицина, 1973.

13. Афанасьева, Р. Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода: /Р. Ф. Афанасьева. – М.: Легкая индустрия, 1977.

14. Склянников, В. П. Гигиеническая оценка материалов для одежды: /В. П. Склянников, Р. Ф. Афанасьева, Е. Н. Машкова. – М.:Легпромбытиздат,1985.

15. Романов, В. Е. Системный подход к проектированию специальной одежды: /В. Е. Романов. – М.: Легкая и пищевая пром-сть,1981.

16. Чубарова, З. С. Методы оценки качества специальной одежды: /З. С. Чубарова. – М.: Легпромбытиздат, 1988.

17. Кокеткин, П. П. Промышленное проектирование специальной одежды: /П. П. Кокеткин, З. С. Чубарова, Р. Ф. Афанасьева. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982.

18. Городинский, С. М. Калориметрия в изолирующих средствах защиты человека: / С. М. Городинский. –М.: Машиностроение, 1976.

19. Чубарова, З. С. Методы оценки качества специальной одежды: /З. С. Чубарова. – М.: Легпромбытиздат, 1988.

20. Новожилов, Г. Н. Гигиеническая оценка микроклимата: /Г. Н. Новожилов, О. П. Ломов. –Л.: Медицина, 1987.

21. Кощеева, В. С. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур: /В. С. Кощеева, Е. И. Кузнец. – М.: Медицина, 1986.

22. Кощеева, В. С. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях низких температур: /В. С. Кощеева. – М.: Медицина, 1981.

23. Витте, Н. К. Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение: /Н. К. Витте. –Киев, 1956.

16