Главная задача швейной промышленности – удовлетворение потребности людей в одежде высокого качества и разнообразного ассортимента. Решение этой задачи осуществляется на основе повышенной эффективности производства, ускорения научно – технического прогресса,

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Одежда защищает организм человека от неблагопри­ятных условий внешней среды и прежде всего обеспечи­вает оптимальное тепловое состояние. Гигиенические требования к одежде разрабатывают с учетом климати­ческих (или микроклиматических) условий и характера деятельности человека.

Гигиеническая характеристика одежды в целом зависит во многом от качества материалов, использованных при её изготовлении. При проведении гигиенической экс­пертизы тканей, предназначенных для изготовления дет ской одежды, определяют характер волокон и структуру ткани (приводят описание структуры ткани - трикотаж­ная, тканная и т. п.), массу ткани, объёмный вес и тол­щину, воздухопроницаемость, паропроницаемость, гигро­скопичность, максимальную и минимальную водоем-кость, смачиваемость, капиллярность. Все исследования одежды проводят как в отношении нестираных, так и стираных материалов.

При проведении опытной носки одежды неоднократ­но (2-4 раза) исследуют физико-химические и химиче­ские свойства ее, систематически регистрируют показа­тели, характеризующие тепловое состояние детей и их теплоощущение.

При оценке тканей и одежды с использованием поли­мерных материалов лабораторные исследования прово­дят с применением специальных методов, позволяющих установить, что одежда не является источником выде­ления вредных химических соединений, потенциально опасных для здоровья, и такие её свойства как сорбционные, электростатические и др.
Размещено на реф.рф
не снижают оптималь­ное состояние организма. В частности, напряженность электростатического поля на поверхности изделий не должна превышать 0,3 кВ/см2.

Особенно важное значение при гигиенической оценке одежды имеют физиолого-гигиенические исследования, проводимые в натурных условиях и направленные на исследование функциональных показателей организма ребенка. В таких условиях производят исследование теплозащитных свойств одежды.

В настоящее время контроль за выпуском новых об­разцов детской одежды опирается на следующие норма­тивные документы˸ ʼʼГигиенические требования к одежде детейʼʼ (методические указания), М., 1981 г. и ʼʼМетоди­ческие указания по гигиенической оценке одежды и обу­ви из полимерных материаловʼʼ № 1353-76, М., 1977 г. Изучение проводится по следующей схеме˸

1. Основные гигиенические требования к детской одежде.

2. Особенности санитарного надзора за выпуском детской одежды с использованием химических материа­лов.

3. Определение теплового сопротивления одежды.

Оценка данных лабораторных исследований физи­ко-механических показателей, характеризующих ткани и ʼʼпакетʼʼ тканей Оценка теплозащитных свойств детской одежды. При оценке теплозащитных свойств одежды можно использо­вать наблюдение за некоторыми общими реакциями ор­ганизма. Это определение величины расхода энергии, ко­личества выделенного пота, подсчет частоты пульса, ды­хания и т. п. При рассмотрении теплозащитных свойств одежды имеет значение и субъективная оценка этих свойств - словесный отчет о самочувствии. Однако наи­более полное представление относительно теплоизоляци­онных свойств одежды дают изучение энергозатрат орга­низма, изменение величины кожных температур и иссле­дование плотности теплового потока.

Одежда защищает организм человека от неблагопри­ятных условий внешней среды и прежде всего обеспечи­вает оптимальное тепловое состояние. Гигиенические требования к одежде разрабатывают с учетом климати­ческих (или микроклиматических) условий и характера деятельности человека.

Гигиеническая характеристика одежды в целом зависит во многом от качества материалов, использованных при ее изготовлении. При проведении гигиенической экс­пертизы тканей, предназначенных для изготовления дет ской одежды, определяют характер волокон и структуру ткани (приводят описание структуры ткани - трикотаж­ная, тканная и т. п.), массу ткани, объемный вес и тол­щину, воздухопроницаемость, паропроницаемость, гигро­скопичность, максимальную и минимальную водоем-кость, смачиваемость, капиллярность. Все исследования одежды проводят как в отношении нестираных, так и стираных материалов.

При проведении опытной носки одежды неоднократ­но (2-4 раза) исследуют физико-химические и химиче­ские свойства ее, систематически регистрируют показа­тели, характеризующие тепловое состояние детей и их теплоощущение.

При оценке тканей и одежды с использованием поли­мерных материалов лабораторные исследования прово­дят с применением специальных методов, позволяющих установить, что одежда не является источником выде­ления вредных химических соединений, потенциально опасных для здоровья, и такие ее свойства как сорбционные, электростатические и др. не снижают оптималь­ное состояние организма. В частности, напряженность электростатического поля на поверхности изделий не должна превышать 0,3 кВ/см2.

Особенно важное значение при гигиенической оценке одежды имеют физиолого-гигиенические исследования, проводимые в натурных условиях и направленные на исследование функциональных показателей организма ребенка. В таких условиях производят исследование теплозащитных свойств одежды.

В настоящее время контроль за выпуском новых об­разцов детской одежды опирается на следующие норма­тивные документы: «Гигиенические требования к одежде детей» (методические указания), М., 1981 г. и «Методи­ческие указания по гигиенической оценке одежды и обу­ви из полимерных материалов» № 1353-76, М., 1977 г. Изучение проводится по следующей схеме:

1. Основные гигиенические требования к детской одежде.

2. Особенности санитарного надзора за выпуском детской одежды с использованием химических материа­лов.

3. Определение теплового сопротивления одежды.

Оценка данных лабораторных исследований физи­ко-механических показателей, характеризующих ткани и «пакет» тканей Оценка теплозащитных свойств детской одежды. При оценке теплозащитных свойств одежды можно использо­вать наблюдение за некоторыми общими реакциями ор­ганизма. Это определение величины расхода энергии, ко­личества выделенного пота, подсчет частоты пульса, ды­хания и т. п. При рассмотрении теплозащитных свойств одежды имеет значение и субъективная оценка этих свойств - словесный отчет о самочувствии. Однако наи­более полное представление относительно теплоизоляци­онных свойств одежды дают изучение энергозатрат орга­низма, изменение величины кожных температур и иссле­дование плотности теплового потока.

Следует подчеркнуть, что исследование теплового со­стояния ребенка необходимо при решении ряда гигие­нических задач: нормировании микроклиматических па­раметров различных помещений, изучении условий тру­да, врачебном контроле за физическим воспитанием и закаливанием и гигиеническом нормировании теплоза­щитных свойств одежды.

Количество тепла, теряемое путем радиации и конвенкции в единицу времени, предложено называть теп­ловым потоком.

Тепловой поток с единицы поверхности называется плотностью теплового потока.

Теплозащитной способностью одежды следует назы­вать способность ее снижать плотность теплового пото­ка. Тепловой поток весьма четко реагирует на изменения окружающей среды и теплозащитных свойств одежды. Зная величину теплоотдачи, а также средневзвешенную температуру кожи и метеорологические факторы окру­жающей среды, можно рассчитать то сопротивление, ко­торое оказывает данная одежда теплоотдаче организма при тех или иных условиях, т. е. возможна количествен­ная оценка тепловых свойств одежды.

Известно, что скорость охлаждения нагретого тела пропорциональна разности температур тела и среды и величине поверхности тела. При определении теплоза­щитных свойств одежды для расчета пользуются форму­лой (А. Бартон, Г. М. Кондратьев):

I 0 =------------------- - Iв

где I 0 - тепловое сопротивление одежды; Iв - тепловое ^противление воздуха пододежного пространства; Т- средневзвешенная температура поверхности тела; t B -

Температура окружающего воздуха; Н - средневзвешен­ная величина плотности теплового потока в ккал/м 2 -час

Коэффициент пересчета в единицы СИ (Вт/м 2) равен 0,86.

Тепловое сопротивление одежды (10) прямо пропор­ционально градиенту температуры поверхности кожи и воздуха и обратно пропорционально плотности теплового потока. Общее тепловое сопротивление 1сумм складыва­ется из теплового сопротивления собственно одежды L, и сопротивления воздуха пододежного пространства 1В и выражается в следующих единицах: °С-м2-час/ккал или в единицах СИ - °С м2/Вт.

Наиболее современными приборами, позволяющими измерять величины тепловых потоков, а также темпера­туру поверхности отдельных участков тела, являются биотепломеры - приборы, предназначенные для изуче­ния теплового состояния человека. С его помощью изме­ряют температуру поверхности тела (кожную температу­ру) в градусах Цельсия, в диапазоне от 16 до 40°С и теп­ловой поток с поверхности тела.

Биотепломер состоит из 2 частей: комплекта из 6 комбинированных датчиков «термопара - тепломер» и регистрирующего прибора потенциометра, специально отградуированного для измерения малых ЭДС и полу­чения в градусах Цельсия или килокалориях. Датчики подключаются к потенциометру через специальный разъ­ем. Каждый датчик представляет собой коробочку раз­мером 20X20X40 мм из органического стекла, внутри которого помещены термопара и термобатарея из медно-констатановых спаев. Термопара предназначена для из­мерения температуры кожи, термобатарея - для измере­ния теплового потока. Все тепломерные датчики (термо­батареи) предварительно тарируют.

Датчики прибора эластичными лентами прикрепляют к телу ребенка соответственно точкам измерения и за­крепляют. Разъем датчиков выводят через все слои одеж­ды наружу. Таким образом, замеры можно проводить повторно при различном характере деятельности.

Как средневзвешенные показатели кожной темпера­туры, так и средневзвешенные показатели плотности теплового потока определяют с учетом относительной величины участков поверхности тела, на которых нахо­дятся датчики прибора. Для этого значение величины теплового потока (показания прибора) надо умножить на коэффициент поверхности, определяющий долю данной поверхности (го­лова, туловище и пр.) относительно общей поверхности тела.

Для определения средневзвешенной ве­личины теплового по­тока замеры проводят в 9-11 точках поверх­ности кожи.

Нг - плотность теплового потока поверх­ности головы; коэффи­циент поверхности 0,06; датчик крепят на сере­дину лба;

Нпт - плотность теп­лового потока перед­ней поверхности туло­вища (шея, грудь, живот) ; коэффициент по­верхности 0,2; датчик крепят на груди около соска, на животе - около пупка;

Нзт - плотность теплового потока задней поверхно­сти туловища; коэффициент поверхности 0,18; датчик крепят на спине справа под лопаткой, на пояснице - сле­ва от позвоночника;

Нп - плотность теплового потока поверхности плеча; коэффициент поверхности 0,035; датчик крепят на на­ружной поверхности левого плеча;

Нпр - плотность теплового потока поверхности пред­плечья; коэффициент поверхности 0,025; датчик крепят на середине наружной поверхности правого предплечья;

Нк - плотность теплового потока кисти; коэффици­ент поверхности 0,0225; датчик крепят на тыльной по­верхности кисти;

Но - плотность теплового потока бедра; коэффициент поверхности 0,1025; датчик крепят на наружной поверх­ности правого бедра;

Нгл - плотность теплового потока голени; коэффици­ент поверхности 0,0625; датчик крепят на наружной поверхности левой голени.

Нот - плотность теплового потока стопы; коэффициент поверхности 0,0325; датчик крепят на тыльной по­верхности стопы.

Глава 6.ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ И ОЦЕНКА ЕЕ КАЧЕСТВА

Специальная одежда, обеспечивающая защиту от опасных и вредных производственных факторов, должна отвечать эргономическим, эксплуатационным и эстетическим требованиям . На практике часто приходится сталкиваться с противоречиями этих требований.

Создание специальной одежды, отвечающей всем перечисленным требованиям, слагается из пяти основных этапов:

1) анализ технических требований и изучение условий труда рабочих;

2) выбор материалов, в наибольшей степени соответствующих конкретным условиям производства (воздействию вредных и опасных производственных факторов, метеорологическим условиям) ;

3) разработка конструкции одежды с учетом динамики работающих, локализации воздействия вредного или опасного производственного фактора и метеорологических условий;

4) оценка специальной одежды в лабораторных и производственных условиях;

5) разработка нормативно-технической документации на массовое или серийное изготовление специальной одежды.

Качество специальной одежды для рабочих конкретных профессий во многом определяется знаниями условий труда. По изучении условий труда рабочих в первую очередь обращают внимание на следующее: характер производственных факторов и степень их воздействия (по всей поверхности или на локальных участках); тяжесть выполняемой работы; характерные движения; метеорологические условия (температура и влажность воздуха, скорость ветра); режим труда и отдыха; нормативный срок эксплуатации (в соответствии с нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений) ; эстетические требования (цветовое решение, соответствие промышленному интерьеру предприятия).

С учетом всех этих факторов разрабатывают специальную одежду. Например, в соответствии с метеорологическими данными, интенсивностью физической работы, временем пребывания на рабочем месте выбирают материалы и разрабатывают конструкцию одежды, обеспечивающую нормальные условия для теплообмена человека на производстве. В соответствии же с характером производственных факторов и движениями человека выбирают материалы и разрабатывают конструкцию одежды, обеспечивающую необходимую защиту от этих факторов и свободу движений. Выбранные материалы и конструкция обусловливают также срок носки специальной одежды и работоспособность человека.

Материалы выбирают таким образом, чтобы они в наибольшей степени обеспечивали защитные, эксплуатационные и эргономические требования. Для этого в лабораторных условиях наряду с защитными свойствами определяют такие показатели, как прочность, устойчивость к истиранию, жесткость, воздухопроницаемость, влагопроводность, массу и т. д.

Конструкцию специальной одежды разрабатывают с учетом движений рабочих, свойств материалов и требований, предъявляемых к данному виду одежды. На этом этапе определяют изменение размеров отдельных участков фигуры человека в зависимости от характера движений при работе. Анализ движений работающих в различных отраслях промышленности показал, что при совершении основных (характерных) движений существенно изменяются значения ведущих размерных признаков фигуры человека.

Исходя из динамического прироста измерений при конструировании изделий устанавливают общий припуск на свободное облегание и его распределение по основным конструктивным участкам. При этом учитывают свойства выбранных материалов: жесткость, драпируемость, массу, которые в большой степени определяют эргономические свойства спецодежды. Улучшению этих свойств спецодежды в последние годы уделяется большое внимание. Естественно, что любая спецодежда в какой-то мере ограничивает движения человека. Однако в любом случае она не должна оказывать нежелательных воздействий на организм человека, поскольку это связано с уменьшением уровня работоспособности. Одежда при этом в свою очередь претерпевает ряд изменений: перемещаясь, скользит относительно тела человека до тех пор, пока возрастающие силы тангенциального сопротивления не заставят одежду растягиваться, изгибаться или сжиматься. Деформируясь, одежда воздействует с различной силой на участки тела человека (давит на его тело). Поэтому необходимо создание такой конструкции спецодежды, которая давала бы возможность работающему осуществлять разнообразные движения с наибольшим размахом при минимальной затрате физической энергии.

Степень эргономического совершенства.оценивается по следующим комплексным показателям: антропометрическому, гигиеническому, физиологическому, психофизиологическому, психологическому.

Антропометрический показатель качества спецодежды характеризует ее соответствие размерам и форме тела человека. Гигиенический показатель оценивает способность изделия отводить или сохранять тепло, удалять влагу и другие продукты жизнедеятельности организма из пододежного пространства.

Физиологический показатель характеризует тепловое состояние организма в спецодежде, соответствие силовым и энергетическим возможностям человека. В частности, материалы, из которых изготовлена спецодежда, должны обладать минимально возможной жесткостью при изгибе и максимальной эластичностью, чтобы усилия на преодоление сопротивления одежды не вызывали повышенной утомляемости человека.

Психофизиологический показатель качества спецодежды (Оценивает ее соответствие особенностям функционирования органов чувств человека: зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным, кинестатическим (мышечным) и т. п. Например, одежда с капюшоном или шлемом не должна снижать порог слуха у человека или уменьшать поле его зрения. Для ряда профессий (охотники, охранники и др.) не допускается применение материалов, издающих при движении шорох, скрип. Повышенная масса изделия и неравномерность распределения ее по поверхности тела человека оказывают чувство давления, потертость кожи и т. п.

Применение материалов с высоким коэффициентом поверхностного отражения (например, металлизированных) может привести к ухудшению остроты зрения, пропускной способности зрительного анализатора и т. п.

Психологический показатель характеризует удобство пользования отдельными элементами спецодежды, удобство надевания и снятия ее, соответствие цвета изделия возможностям цветового зрения человека. С учетом этого при проектировании спецодежды оценивается удобство пользования карманами и другими конструктивными элементами для размещения необходимых предметов труда. Для ряда профессий (например, пожарных, работающих в «горячих цехах», и т. п.) конструкция спецодежды должна быть такой, чтобы обеспечить быстрый съем ее при необходимости. Цвет материала, из которого должна изготовляться спецодежда, не должен оказывать раздражающего действия на психику человека. В то же время в ряде случаев цвет одежды или ее отдельных частей должен быть таким, что-»бы в аварийных ситуациях позволял обнаружить человека в короткий срок.

Для оценки эргономических свойств спецодежды в ЦНИИШПе разработаны и используются антроподинамические стенды для различных видов изделий микроклиматическая камера, различные медицинские приборы и т. д. На антроподинамических стендах проводятся комплексные исследования разных видов спецодежды (курток, брюк, комбинезонов) и средств защиты рук (рукавиц, перчаток) .

При получении эргономических показателей, не соответствующих показателям лучших образцов, в конструкцию вносятся изменения. Примером этого может служить разработка спецодежды для сварщиков. Такая одежда, как известно, изготовляется из материалов повышенной поверхностной плотности, толщины и жесткости для обеспечения защиты работающего от искр и брызг расплавленного металла. Как выяснилось при исследовании, разработанная классическая конструкция втачного рукава подвергает руку сварщика значительной нагрузке (свыше 5 Н). Чтобы выявить возможность уменьшения этой нагрузки, были проведены исследования курток, изготовленных материалов различной поверхностной плотности, жесткости и_ конструкции рукава.

В результате этих исследований установлено, что наименьшее усилие на руку сварщика обеспечивает куртка, изготовленная из мягкой ткани (типа фенилон-ЗН) с рукавом, конструкция которого соответствует основной рабочей позе руки работающего (суставный угол между плечом и предплечьем равен 120°).

Проведенные в ЦНИИШПе исследования с применением современного математического аппарата позволили выявить оптимальные значения конструктивных параметров спецодежды другого вида - комбинезона:

Базовая конструкция комбинезона, разработанная на основе оптимальных значений конструктивных параметров, прошла производственные испытания и получила положительные заключения потребителей.

Обеспечение эргономических требований, предъявляемых к спецодежде, возможно не только благодаря оптимальным конструктивным параметрам, но и благодаря необходимым конструктивным элементам. К основным из таких конструктивных элементов относятся складки и эластичные вставки. Введение их в конструкцию позволяет уменьшить прибавки на свободное облегание без снижения эргономического уровня при одновременном улучшении эстетических свойств (рис. 6.1). Глубина складок и размер эластичных вставок должны определяться в зависимости от динамического прироста размерных признаков; тех участков тела, где предусматриваются вставки или складки при совершении работающими определенных движений. В табл. 6.2 приведены эргономические показатели комбинезонов различного конструктивного решения.

Как видно из табл. 6.2, комбинезоны с эластичными вставками и со складками на спинке являются более совершенными с эргономической точки зрения, что подтверждается данными

физиолого-гигиенической оценки этих изделий, проведенной в» микроклиматической камере с заданными метеорологическими условиями: температурой, влажностью, скоростью ветра и др.

При объективной оценке функционального состояния организма человека, одетого в исследуемую одежду, используются следующие показатели: кистевая мышечная сила и мышечная выносливость до и после опыта; динамика частоты сердечных сокращений непосредственно после окончания работы; восстановление пульса после окончания периодов работы в течение эксперимента; степень утомления человека по изменению индекса работоспособности при выполнении степ-теста; показатель теплового состояния человека; температура кожи и тела; энерготраты; влагопотери.

Комбинезоны различной конструкции оказывают значительное влияние на физиологические показатели функционального» состояния организма человека. Наиболее информативными физиологическими критериями, определяющими степень влияния конструкции изделия на общее функциональное состояние организма, являются динамика сердечных сокращений во время выполнения работы и динамика восстановления их после окончания работы. Эти показатели хорошо коррелируются с субъективными ощущениями испытуемых.

Гигиенический показатель качества спецодежды - наиболее важный эргономический критерий. Об эргономическом совершенстве спецодежды можно судить по гемодинамическим показателям (частоте сердечных сокращений, артериальному давлению), работоспособности, состоянию центральной нервной системы, критериям теплового состояния. Например, об удобстве курток с рукавами различного покроя можно судить по частоте сердечных сокращений (табл. 6.3).

При выполнении легкой работы и работы средней тяжести с эргономической точки зрения наиболее совершенным является покрой рукава с ластовицей.

Зависимость частоты сердечных сокращений человека в спецодежде от ее массы хорошо видна из данных, приведенных в табл. 6.4.

Об уровне эргономического совершенства спецодежды можно судить также по состоянию двигательного анализатора, определяемого путем оценки времени выполнения движений человеком и точности координации этих движений.

Так, при оценке удобства конструкции двух видов брюк с помощью этого показателя было выявлено, что у испытуемых в брюках, оцененных ими как более удобные, степень координации после 1,5 ч работы изменилась на 18,9%, а как неудобные - на 28,3 %.

При эргономической оценке качества конструкции спецодежды используются методы определения мышечной силы и выносливости правой и левой руки до и после опыта. Так, у испытуемого, одетого в куртку с прибавкой на свободное облегание в области груди 5 см и с рукавами реглан, отмечается значительное уменьшение мышечной силы кисти (до 30%) после физической нагрузки, а в случае прибавки на свободное облегание

11 см при прочих равных условиях изменений мышечной силы не наблюдается.

Зависимость частоты сердечных сокращений от массы спецодежды

Давление одежды на тело человека - один из важнейших показателей, определяющих уровень ее эргономического совершенства. Этот показатель может быть различным в зависимости от назначеншя изделий. Так, для брюк типа джинсов он составляет 150- 170 кПа, для комбинезона специального назначения- 70 кПа. При этом надо иметь в виду, что спецодежда» оказывая в процессе эксплуатации давление на тело человека, не должна вызывать раздражение кожи, наминов, потертостей.

Как известию, в последние годы во всем мире растет производство синтетических нитей и волокон, а следовательно, и материалов из них. Материалы из синтетических волокон обладают многими положительными свойствами: долговечностью, стабильностью размеров, удобством ухода и высоким уровнем эстетических свойств. Однако применение этих гидрофобных материалов оказывает неблагоприятное влияние на микроклимат под одеждой, вызывая неприятные ощущения от электрических разрядов, раздражение кожи, быструю загрязняемость. Кроме того, для некоторых химических волокон характерна недостаточная химическая стабильность. Существенным недостатком гидрофобных химических волокон является их высокая электрилизуемость, отрицательно влияющая на самочувствие человека.

В связи с этим возникла проблема, связанная с выяснением влияния волокнистого состава материалов на микроклимат под одеждой и определением оптимальной смеси синтетических и натуральных волокон. Последнее позволяет сочетать положительные свойства волокон и компенсировать их недостатки.

В практике Изготовления спецодежды наиболее часто используются следующее соотношения синтетических (полиамидных - ПА, полиэфирньых - ПЭ) и натуральных (в частности, хлопчатобумажных) всэлокон: 50% ПА+50% Х/б; 50% ПЭ+50% Х/б; 65% ПА+35% Ж/б; 65% ПЭ+35% Х/б и т. д.

Другим направлением, связанным с улучшением гигиенических свойств синтетических волокон, является их химическая и физическая модификация, способствующая изменению гигроскопичности, антистатичности, воздухопроницаемости, тепло- и влагопроводности.

Тенденция замены при изготовлении материалов для спецодежды натуральных волокон на синтетические открывает широкие возможности для обеспечения высокого защитного эффекта. Однако гигиенические свойства таких материалов значительно уступают натуральным, что связано с гидрофобностью синтетических волокн, их высокой теплопроводностью. Поэтому замена натуральных волокон на синтетические ведет к ухудшению гигиенических свойств одежды вследствие нарушения прежде всего теплового обмена организма.

Ухудшение гигиенических свойств одежды из синтетических материалов усиливается при изменении физической активности человека, при дискомфортных микроклиматических условиях окружающей среды, что ведет к снижению работоспособности человека.

Городинским С. М. и другими исследователями установлено что при оптимальном тепловом состоянии за 1 ч выполнения работы средней тяжести работоспособность человека снижается на 2,2-3,8%, при допустимом тепловом состоянии - на 5- 8,1%, при предельном уровне теплового состояния - на 9,6- 11,2%. В условиях тепловых нагрузок на организм изменяется также способность человека к координированным движениям. Поэтому необходимо найти такие сочетания гидрофильных (натуральных) и гидрофобных (синтетических) волокон, которые включали бы в себя положительные свойства обоих компонентов, а материалы из них оказывали бы на тепловое состояние человека минимальное воздействие.

В ЦНИИШПе проведены исследования по установлению гигиенической регламентации допустимого вложения синтетических волокон в различный ассортимент материалов для спецодежды. Эти исследования основаны на оценке теплового и функционального состояния человека при эксплуатации одежды, изготовленной из материалов с различными физико-гигиеническими свойствами. Опыт эксплуатации спецодежды из одних и тех же материалов показал, что тепловое состояние человека значительно различается в зависимости от метеорологических условий и уровня физической активности.

Исходя из перспективы развития материалов для спецодежды в табл. 6 5 приведен перечень тех материалов, из которых изготовлялись образцы спецодежды. В соответствии с применяемой в ЦНИИШПе методикой физиолого-гигиенической оценки уровня качества проводились сравнительные исследования образцов спецодежды, изготовленных из материалов различного волокнистого состава.

При эксплуатации одежды как из натуральных волокон, так и из смеси с вложением синтетических волокон в нормальных

условиях при выполнении работ легкой и средней категории тяжести существенной разницы в увеличении напряжения функциональных систем организма человека не выявлено. Наблюдается некоторое ухудшение теплового состояния человека только лишь при выполнении работ с высоким уровнем энерготрат в изделиях из смесовых тканей с вложением более 50% полиэфирного волокна.

Наиболее значимая разница получена при исследовании спецодежды, изготовленной из смесовых тканей (с вложением «синтетических волокон более 50%), эксплуатируемой в условиях умеренно нагревающего микроклимата при температуре окружающего воздуха 30±5°С и выполнении физической работы различной тяжести. Это наглядно прослеживается при сравнении показателей состояния человека, характеризующих скорость влагопотерь. Эффективность испарения влаги обусловливает влагопроводную функцию одежды и рациональность ее конструкции.

Так, в случае легкой физической нагрузки при температуре воздуха 30...35°С в халатах из смесовых тканей с вложением 70% массы полиэфирных волокон скорость влагопотерь увеличивается на 48,5% по сравнению с аналогичными условиями при эксплуатации халатов из натуральных волокон.

Сравнительный анализ показателей функционального состояния нервно-мышечной системы человека, выполняющего легкую работу в спецодежде из 100% хлопка и смесовых материалов при вложении в них более 50% полиэфирного волокна, свидетельствует о снижении коэффициента мышечной выносливости (0,88-0,96 в костюмах из хлопка и 0,8-0,82 в костюмах из смеси с вложением 67% полиэфирного волокна).

Аналогичные данные получены при эксплуатации спецодежды, изготовленной из материалов с вложением синтетических волокон более 50%, работающими с энерготратами 220 Вт (средняя физическая нагрузка). Например, при вложении в смесовые материалы до 70% синтетических волокон растет скорость увеличения температуры тела, что вызывает увеличение накопления тепла в организме в среднем на 30-40% по сравнению со спецодеждой из материалов с 50% синтетических волокон. Одновременно при вложении до 70% синтетических волокон снижается эффективность испарения влаги на 14,3%.

При вложении в материалы более 67% синтетических волокон ухудшаются показатели пододежного микроклимата и показатели, характеризующие напряжение нервных процессов. При этом увеличение воздухопроницаемости смесовых тканей с вложением 50% синтетических волокон свыше 60-80 дм3/(м2-с) не влияет на улучшение показателей теплового и функционального состояния работающих.

Результаты физиолого-гигиенической оценки спецодежды, эксплуатируемой при выполнении тяжелой физической работы

энерготраты 300 Вт), показывают, что при работе в спецодежде из материала с вложением синтетических волокон 67% скорость накопления тепла увеличивается по сравнению с изделиями из 100%-го хлопка на 44%. Следовательно, у работающих в костюмах из указанных смесовых тканей почти в 1,5 раза будет расти напряжение терморегуляционной системы, а значит и утомление.

Анализ показателей пододежного микроклимата свидетельствует также о том, что при использовании смесовых тканей с вложением синтетических волокон более 50% происходит более резкое увеличение температуры пододежного воздуха в области спины и груди, чем при эксплуатации спецодежды из 100%-го хлопка.

Проведенными в ЦНИИШПе физиолйго-гигиеническими исследованиями установлено, что в спецодежде из смесовых тканей с вложением более 50% синтетических волокон не снижается температура воздуха и относительная влажность под одеждой в периоды отдыха, что увеличивает скорость утомляемости человека.

Таким образом, на основании выполненных в ЦНИИШПе исследований сделаны выводы, что применение смесовых тканей для изготовления спецодежды необходимо дифференцировать в зависимости от доли вложения синтетических волокон, уровня энерготрат и климатических условий.

Правильное применение этих материалов позволит обеспечить лучшие гигиенические, эксплуатационные и эстетические свойства спецодежды.

Показатели функционального состояния человека в специальной одежде при выполнении легкой, средней тяжести и тяжелой работы представлены в табл. 5, 6, 7 приложения.

Определяющая роль гигиенических требований к одежде и адекватных им свойств обусловлена тем, что она покрывает около 80 % поверхности тела человека, выполняя важные функции его жизнедеятельности (гигиена - от греч. hygieinos - здоровый).

В этой связи следует выделить четыре основные функции гигиенического характера, которые должны быть обеспечены в используемой человеком одежде:

1) защита от механических, химических и биологических воздействий;

2) защита от неблагоприятных климатических элементов;

3) поддержание тела человека в чистоте;

4) обеспечение нормальной жизнедеятельности организма.

Первая функция является определяющей для специальной,

а также спортивной одежды. Это не исключает необходимости обеспечения этой функции и в других классах одежды.

В соответствии с Трудовым кодексом Республики Беларусь (ст. 230) предусмотрено обеспечение работников средствами индивидуальной защиты, в том числе и специальной одеждой. При этом учтены работы с вредными, опасными условиями труда (воздействие ядовитых паров, радиации, кислот, щелочей, брызг металла и др.), а также работы, связанные с загрязнением или осуществляемые в неблагоприятных температурных условиях. При этом порядок и нормы бесплатной выдачи работникам средств индивидуальной защиты определяются Правительством Республики Беларусь.

Вторая функция требует защиты человека от различных природных воздействий: низких и высоких температур, осадков, пыли, ветра, солнечной радиации и др. Эта функция обусловлена различиями в климатических условиях отдельных районов и необходимостью их учета при создании одежды.

В настоящее время принято следующее деление территории СНГ по климатическим зонам:

I зона - территория с климатом, требующим высококачественной меховой одежды и утепленной обуви;

II зона - территория с климатом, требующим обычной, но обязательно из теплозащитных натуральных материалов, меховой одежды и утепленной обуви;

III зона - территория с климатом, требующим преимущественно теплой одежды и разнообразной обуви;

IV зона - территория с климатом, требующим больше одежды и обуви для защиты от сырости и осадков;

V зона - территория с климатом, требующим повышенного внимания к одежде и обуви для защиты организма человека от перегрева.

Для большинства зон особое место из многообразия требований отводится защите от низких температур.

Анализ работ, проведенных различными исследователями, позволил проф. Р.Ф. Афанасьевой сформулировать требования к одежде для защиты от холода. Наиболее важными из них являются:

1) ограждение человека от чрезмерной отдачи тепла;

2) соответствие теплоизоляционных свойств одежды физической активности человека и климатическим условиям, в которых предполагается ее эксплуатация;

3) внутренние слои одежды должны хорошо впитывать пот и легко отдавать влагу. Одежда не должна препятствовать выведению влаги из пододежного пространства;

4) одежда не должна вызывать перегревания тела человека. Допустимо небольшое охлаждение, которое стимулирует физическую деятельность, снижает усталость и способствует закаливанию организма.

Поскольку одежда для защиты от холода различна, большое значение имеют свойства отдельных материалов, составляющих пакет конструкции изделия. При этом чрезвычайно важно учесть предполагаемые условия эксплуатации, неоднородность тепловых потоков на отдельных участках тела человека.

Относительные удельные тепловые потоки на различных участках тела человека, Вт/м 2

Важно учесть, что тепловые потоки не связаны с поверхностью тела человека, а обусловлены особенностями их функционирования.

Отношение площади частей тела к общей поверхности тела человека, %

С увеличением скорости ветрового потока и воздухопроницаемости пакета материалов одежды возрастает интенсивность охлаждения человека.

При скорости ветра до 2 м/с воздухопроницаемость пакета в пределах 0-60 дм 3 /(м 2 с) практически не влияет на его теплоизоляционные свойства. При более высокой скорости ветрового потока влияние показателя воздухопроницаемости на термическое сопротивление пакетов материалов одежды существенно, особенно при ветре 8-10 м/с.

Третья функция наиболее важна для изделий, контактирующих с телом человека: белья, чулочно-носочных, головных уборов, принадлежностей женского туалета и т.д.

Четвертая функция направлена на оптимальное функционирование организма в системе человек-изделие-среда. В общем плане реализация этой функции проявляется в обеспечении трех показателей пододежного (между телом человека и одеждой) микроклимата в оптимальных пределах: температура - 28-32 °С; влажность - 35-55 %; содержание углекислоты - 0,04-0,06 %.

Вышеприведенные функции с позиций физиологии организма и гигиенических требований к одежде могут подразделяться по двум направлениям:

1) защита тела от неблагоприятных факторов окружающей среды - воздействий низких и высоких температур, изменений солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, механических воздействий;

2) создание необходимых условий для нормального функционирования организма; поддержание постоянства температуры тела; выведение продуктов обмена - паров воды, углекислого газа, солей; препятствие проникновению извне пыли, грязи, микроорганизмов.

Гигиенические требования к одежде дифференцированы в зависимости от ее назначения и условий эксплуатации. В общем виде они сводятся к следующему:

1) теплозащитные свойства одежды должны соответствовать деятельности человека и условиям внешней среды, в которой она используется. Поэтому это свойство одежды должно регулироваться;

2) воздухопроницаемость одежды и отдельных ее частей также должна соответствовать условиям эксплуатации и быть регулируемой;

3) внутренние слои одежды должны быть гигроскопичны и легко высыхаемы, одежда не должна препятствовать выведению влаги, выделяемой кожей человека;

4) одежда должна быть мягкой и легкой;

5) конструкция одежды должна позволять человеку выполнять различные движения, легко одеваться и сниматься, не стеснять движения и кровообращение.

Современный период характерен широким использованием химических материалов при изготовлении швейных изделий. Они обладают рядом специфических свойств. Поэтому к одежде из них предъявляется ряд дополнительных требований:

♦ химическая стабильность материалов и веществ;

♦ степень электризуемости не должна превышать установленных санитарных норм;

♦ одежда из синтетических материалов не должна быть токсичной, не вызывать раздражение кожных покровов.

Особое значение в обеспечении безвредности одежды имеют уровень и характер ее электризуемости, т.е. образование электростатических зарядов за счет контактного трения.

Для характеристики статического электричества, возникающего на материалах, имеет значение знак появляющихся зарядов. Так, большинство химических волокон, за исключением вискозы, электризуются отрицательно.

Наиболее важным фактором, от которого зависит способность материалов накапливать заряды, является химическая природа волокон. Так, синтетические волокна, как правило, обладают большей степенью электризуемости, чем искусственные на основе целлюлозы. Природные волокна растительного происхождения значительно меньше электризуются. Но в настоящее время ткани, трикотажные полотна и изделия из них нельзя считать неэлектризующимися, так как наличие в них химических волокон и дополнительной химической обработки способствуют накоплению на их поверхностях незначительных зарядов.

Наблюдения приводят к заключению, что статическое электричество, наряду с электромагнитным излучением, ионизирующей радиацией, шумом и вибрацией, может и должно быть отнесено к факторам внешней среды, небезразличным для здоровья человека. Имеются данные о возможности отрицательного воздействия статического электричества. Лица, подвергающиеся действию статического электрического поля, иногда жалуются на ухудшение общего самочувствия, головную боль, нарушение сна, болевые ощущения в области сердца.

Проявление рассмотренных функций обеспечивает нормальное состояние человеческого организма. При этом следует иметь в виду, что основой жизнедеятельности является обмен веществ. В процессе его организм получает и усваивает питательные вещества и кислород, а также расходует энергию и выделяет в окружающую среду излишнее тепло и другие продукты жизнедеятельности.

Важно обеспечить постоянство температуры тела человека (до 37 °С). Температурный диапазон существования организма узок. Нагревание тела до 42-43 °С и охлаждение до 24-25 °С могут привести к летальному исходу. Только сохранением постоянства температуры тела на основе подбора рациональной одежды достигается активная деятельность человека и неизменная скорость обменных процессов в организме.

В системе человек-изделие важнейшими являются свойства, обеспечивающие чистоту кожи, пододежного пространства, а также самого изделия. Через кожу происходит выделение воды, углекислого газа, солей, жировых веществ. На коже взрослого человека расположено около 300 тыс. сальных желез, которые выделяют кожное сало (от 100 до 300 г в неделю), смягчающее поверхность кожи и предохраняющее ее от высыхания, смачивания, проникновения микробов. При выделении пота из организма выводятся вода и соли. В среднем все потовые железы (их несколько миллионов) выделяют за сутки в условиях умеренного климата от 0,5 до 1 л пота, в жаркой зоне - до 450 г в час; при физической работе и ходьбе количество пота может возрасти до 10 л в сутки. С поверхности кожи за неделю выделяется также от 40 до 90 г мелких чешуек поверхностного рогового слоя. Поэтому одежда, особенно бельевые изделия, должна их поглощать, обеспечивая тем самым очистку кожи от пограничного слоя, удерживать выделения до чистки изделия. Естественно, что само изделие при этом загрязняется.

Структура веществ, загрязняющих белье

Требования в данном случае выглядят двояко и противоречиво. С одной стороны, необходима очистка кожи, что возможно только путем поглощения выделений, с другой - нежелательна загрязняемость изделия. Высокая загрязнямость резко изменяет ряд свойств одежды из тканей, особенно трикотажных изделий. Так, бельевые изделия, загрязненные жидкими и плотными выделениями кожи, на 20 % хуже пропускают воздух, их масса в среднем увеличивается на 10 %, толщина - на 25 %, зольность -- в 4-б раз, повышается и теплопроводность. Все это ухудшает комфортное состояние человека, затрудняет газообмен с внешней средой, способствует развитию микроорганизмов, ухудшает внешний вид, ведет к увеличению трудовых и экономических затрат на эксплуатацию изделия (стирка, чистка).

Кожа участвует и в газовом обмене, В спокойном состоянии на кожное дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) приходится около 1 % всего газового обмена. В течение суток через поверхность кожи выделяется около 4,5 л углекислого газа и поступает 1,9 л кислорода. Повышение температуры воздуха и тяжелая физическая работа увеличивают интенсивность газообмена через кожу в несколько раз, доводя ее до 10 % легочного газообмена. Работы физиологов показали, что при содержании в пододежном пространстве более 0,07 % углекислоты газообмен через кожу, а следовательно, и самочувствие человека ухудшаются. Концентрация углекислоты более 0,1 % вызывает обморок. Если парциальное давление азота под одеждой выше, чем в окружающей среде, то он всасывается в кровь, что небезопасно для организма. Поэтому в одежде необходимо предусмотреть вентиляцию пододежного пространства.

Следует особо отметить, что функционирование детского организма имеет существенные отличия. Учет их - одна из важных задач обеспечения гигиенических требований к одежде.

Организм детей находится в состоянии постоянного роста и развития, костная ткань отличается гибкостью и эластичностью, мышцы развиты слабо. Масса мышц по отношению к массе тела составляет у ребенка 8 лет - 27,2 %, а у юношей 18 лет - 44,2 %.

Мышцы детей богаче водой, но беднее белками, жирами, неорганическими веществами, в результате чего утомление их у ребенка наступает быстрее, чем у взрослых.

Дети по сравнению со взрослыми имеют более тонкую, нежную кожу. У них менее совершенен аппарат теплорегуляции: теплоотдача повышена вследствие изменения (с возрастом) отношений между поверхностью тела и его массой. У взрослого человека на 1 кг массы приходится 221 см 2 поверхности тела, у детей 15 лет - 378 см 2 , детей 10 лет - 423 см 2 , у ребенка б лет - 456 см 2 , у новорожденного - 707 см 2 . Быстрое охлаждение детей происходит и из-за тонкого эпителия и значительного количества крови, протекающей в толще кожи (в результате более развитой сети капилляров). Поэтому кожа у детей в значительно меньшей степени, чем у взрослого, защищает организм от колебаний температуры внешней среды.

Круговорот крови у детей также совершается быстрее. Так, у взрослого человека в толще кожи протекает 1/3, а у детей 1/2 или даже 2/3 всей массы крови. В результате этого у детей ускоряется время кровотока: у взрослого человека оно составляет 22 с, у подростка 14 лет - 18 с, у ребенка 3 лет - 15 с.

Огромную роль играет кожа и в теплообмене организма со средой. Известно, что у человека в состоянии покоя даже при относительно низкой температуре воздуха (10-18 °С) около 1/5 продуцируемого им тепла отдается путем испарения выделяющихся через кожу водяных паров. Дети большую часть времени пребывают в движении, при этом уровень теплопродукции возрастает в 2-4 раза, поэтому количество испаряющейся влаги у них весьма существенно. При высокой же температуре воздуха начинается активное потение и практически весь избыток тепла удаляется из организма путем испарения жидкости с поверхности тела.

У детей младшего возраста все физиологические системы, поддерживающие постоянную температуру внутренней среды и сохранение теплового баланса, развиты недостаточно. Изменение неблагоприятных метеорологических факторов на детском организме отражается более резко, чем на организме взрослого человека.