Технические науки/13. Охрана труда
к.т.н., Абрамов А.В., к.т.н., Родичева М.В., Борисова
И.В.
Госуниверситет
– Учебно-научно-производственный комплекс, г. Орел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТИПОВЫХ ОБРАЗЦОВ
СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ
Специальная одежда создает
вокруг тела человека своеобразный микроклимат со специфическими показателями
влажности, температуры воздуха, а также скорость его движения. Эти показатели
определяют интенсивность теплообменных процессов и, следовательно,
самочувствие, состояние и работоспособность человека. Поэтому назначение
специальной одежды состоит не просто в защите от холода, а в поддержании
необходимого теплового баланса организма.
Известно, что теплозащитная
эффективность специальной одежды определяется по соотношению гигиенических
показателей (суммарное тепловое сопротивление, влагопроницаемость и т.д.),
которые, в свою очередь зависят от: химического состава нитей, переплетения
ткани, толщины и т.д. Поэтому, разработка эффективных образцов специальной
одежды и подбор необходимых комплектов для тех или иных условий, требует
применение системного подхода.
В настоящий момент, специальная
одежда выдается работникам промышленных предприятий по результатам проведения
аттестации рабочих мест по условиям труда. Однако протоколы обеспеченности СИЗ учитывают
только требования Приказов Министерства Здравоохранения и социального развития,
а не результаты оценки параметров
микроклимата и тяжести трудового процесса. В этом случае довольно сложно
подобрать специальную одежду с эффективными теплозащитными свойствами. Например,
на рабочих местах промышленных предприятий, выдаваемая спецодежда представлена рабочим халатом или костюмом для защиты от
общепроизводственных загрязнений (ОПЗ). При необходимости работы на открытом воздухе,
дополнительно выдается утепленная куртка.
Согласно результатам
аттестации рабочих мест по условиям труда, колебания параметров микроклимата в
промышленных цехах на протяжении всего календарного года могут быть весьма
значительными.
По этой причине, рабочие
вынуждены эмпирически комплектовать пакеты одежды с целью снижения или
повышения теплозащитных показателей.
В холодный период года,
толщина пакета одежды эмпирически увеличивается за счет поддевания
дополнительного слоя (свитер, жилет и т.д.). Как правило, речь идет о
свитерах на основе рисунчатых кулирных
(группа №1), рисунчатых кулирных двойных полотен (группа №2), трикотажных
главных кулирных гладей (группа №3) из шерстяной пряжи.
Сущность системного подхода к
экспериментальной оценке теплозащитной
эффективности комплектов специальной одежды состоит в анализе процессов
теплообмена в биотехнической системе «человек - одежда - окружающая среда», для
чего предложены соответствующие методы [3].
На их основе, авторами
проведена оценка теплозащитных свойств нескольких
наиболее типичных вариантов
комплектации пакетов специальной одежды (таблица 1).
Таблица №1
Комплектация пакетов специальной одежды
|
№ пакета |
Слои специальной одежды |
||
|
Внутренний |
Промежуточный |
Верхний |
|
|
1 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
халат рабочий, ГОСТ 12.4.132-83 |
|
|
2 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
костюм ОПЗ, ГОСТ 27575-87 |
|
|
3 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №1 |
костюм ОПЗ, ГОСТ 27575-87 |
|
4 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №1 |
халат рабочий, ГОСТ 12.4.132-83 |
|
5 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №2 |
халат рабочий, ГОСТ 12.4.132-83 |
|
6 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №2 |
костюм ОПЗ, ГОСТ 27575-87 |
|
7 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №3 |
халат рабочий, ГОСТ 12.4.132-83 |
|
8 |
бельё, ГОСТ 26085-84 |
свитер, группа №3 |
костюм ОПЗ, ГОСТ 27575-87 |
Испытания пакетов проводились
на различных режимах, Δtреж (разность
температур между рабочим телом экспериментальной установки и окружающей средой)
определялся исходя из условий эксплуатации. При проведении исследований, оценивалось
распределение температурного поля в структуре пакета одежды, а также
интенсивность внешней теплоотдачи за
счет естественной конвекции и теплового излучения. Полученные результаты
представлены в таблице №2.
Таблица 2
Результаты
экспериментальных исследований
|
№ пакета |
Δtреж |
Тепловой поток по составляющим |
Δt по структуре
пакета |
||
|
естественная конвекция |
тепловое излучение |
общая |
|||
|
ºC |
Вт/м2 |
Вт/м2 |
ккал/ч |
ºC |
|
|
1 |
15 |
24,9 |
42,4 |
98,6 |
6,8 |
|
2 |
15 |
54,4 |
64,5 |
174,0 |
5,2 |
|
3 |
25 |
39,8 |
51,5 |
133,6 |
15,6 |
|
4 |
25 |
31,8 |
45,1 |
112,6 |
16,2 |
|
5 |
25 |
51,7 |
65,5 |
171,7 |
13,0 |
|
6 |
25 |
68,4 |
83,3 |
222,1 |
9,9 |
|
7 |
25 |
36,1 |
51,5 |
128,2 |
14,7 |
|
8 |
25 |
32,4 |
46,7 |
115,7 |
15,6 |
Распределение температур в
пакетах 1,2,7,8 представлено на рисунке 2.
а) б) в) г)
Рисунок 2. Распределение температурного поля в структуре
пакетов специальной одежды (для всех вариантов 1- рабочая поверхность установки
2-4(5) - слои пакета одежды, согласно данным таблицы 1)
Как видно, перепад температур
по структуре пакета при использовании рабочего халата оказывается выше, чем в
случае костюма для защиты от общепроизводственных загрязнений. Во многом это
объясняется влиянием пропитки тканей
верха костюма для защиты от ОПЗ.
Сопоставляя уровни
теплопродукции и энергозатрат рассмотренных категорий работников (100÷200
ккал/ч), можно рекомендовать:
- костюмы для защиты от ОПЗ в условиях термонейнтрального климата,
т.к. они отводят от тела человека больше тепла, препятствуя его перегреву;
- рабочие халаты для условий
субнормального микроклимата. Обладая
более высоким суммарным тепловым сопротивлением, халаты препятствуют
излишней теплоотдаче и, соответственно, переохлаждению организма;
- рисунчатые кулирные двойные
полотна трикотажного переплетения обладают наименьшими теплозащитными
свойствами, поэтому они наименее эффективны в качестве дополнительного
теплозащитного слоя;
- при выполнении легких
физических работ и работ средней тяжести в
условиях субнормального климата предпочтительнее использовать свитера,
изготовленные из трикотажных главных кулирных гладей.
Литература
1. Абрамов А.В.
Разработка методики экспериментальных исследований температурных полей в пакетах одежды [Текст] / А.В. Абрамов, М.В.
Родичева //«Известия вузов. Технология легкой промышленности», СПб:
Госуниверситет технологии и дизайна - 2009 - №4 - с.40-43.
2. ГОСТ 20489-75
"Материалы для одежды. Метод определения суммарного теплового
сопротивления" [Текст] / Кол. авторов // М.: Издательство стандартов -
1975 - 9 с.
3. Родичева М.В.
Моделирование процессов тепломассообмена в биотехнической системе «человек -
одежда - окружающая среда» [Текст] / М.В. Родичева, А.В. Абрамов, А.В. Уваров
// «Швейная промышленность», М: Арина - №6 - 2009 - с.38-40.