Юридическая База РФ
Реклама


Счетчики





 


 


Юридическая библиотека Российской Федерации (архив)

Методические рекомендации по расчету теплоизоляции комплекта индивидуальных средств защиты работающих от охлаждения и времени допустимого пребывания на холоде (утв. Департаментом госсанэпиднадзора Минздрава РФ 25 октября 2001 г. N 11-0/279-09)

Официальный текст документа с изменения и дополнениями по состоянию на 25 сентября 2006 года


1. Введение


Известно, что физиологические реакции человека в ответ на воздействие холода* могут лишь в некоторой степени уменьшить обусловленные им теплопотери (1). Основная же роль в защите от охлаждения принадлежит так называемой "поведенческой" терморегуляции, направленной, в частности, на выбор одежды, обладающей теплоизоляцией, соответствующей условиям ее эксплуатации. Последняя включает не только комплекс метеофакторов, но также уровень физической активности и продолжительность пребывания на холоде, что отражено в Санитарных правилах "Гигиенические требования к средствам индивидуальной защиты", раздел 6.

Теплоизоляция комплекта СИЗ (далее - комплекта) определяется конструкцией его составляющих (например, куртка и брюки, комбинезон, пальто и др.), теплофизическими свойствами материалов, скоростью ветра и интенсивностью движения человека, обусловливающих увеличение его теплопотерь. Под теплоизоляцией комплекта (I_к, °С х м2/Вт) понимается полное сопротивление переносу тепла от поверхности тела человека во внешнюю среду, включая материалы одежды, воздушные прослойки между ними и пограничный слой воздуха, прилегающий к наружной поверхности одежды, представляющее собой отношение разности средневзвешенной температуры кожи (Т_к, °С) и температуры окружающей среды (T_в, °C) к средневзвешенной величине плотности "сухого" теплового потока с поверхности тела (g_п, Вт/м2) (2). "Сухой" тепловой поток - это тепловой поток, состоящий из одного или более компонентов: кондуктивного (g_конв.), конвективного (g_конв.), радиационного (g_рад.) (2).

Величины Т_к и g_п представляют собой соответственно среднюю температуру кожи и "сухого" теплового потока, рассчитанные в соответствии с их значениями на отдельных участках и их площадью по отношению ко всей поверхности тела.


2. Расчет теплоизоляции комплекта СИЗ


Теплоизоляция комплекта СИЗ (I_к, °С х м2/Вт) рассчитывается по формуле (2):

 
                          I  = (T  - T )/q                            (1)
                           k     k    b   п
 

Указанное означает, что для расчета величины теплоизоляции необходимы сведения о должных величинах Т_к и g_п, а также температуре окружающей среды T_в, при которой предполагается эксплуатировать одежду.

Имеющиеся в настоящее время данные (3) позволяют ориентироваться в выборе величин Т_к для расчета необходимой величины I_к, °С х м2/Вт в зависимости от уровня энерготрат человека (g_м, Вт/м2) и его теплоощущений (табл.1).


Таблица 1


Уравнения для определения Т_к, °С в целях расчета необходимой теплоизоляции комплекта СИЗ

 
-----------------------------T------------------------------------------¬
¦       Теплоощущение        ¦              Формула                     ¦
+----------------------------+------------------------------------------+
¦комфорт                     ¦Т_к = 36,07 - 0,0354 х g_м           (2)  ¦
¦прохладно                   ¦Т_к = 33,34 - 0,0354 х g_м           (3)  ¦
¦холодно                     ¦T_к = 30,06 - 0,0310 х g_м           (4)  ¦
L----------------------------+-------------------------------------------
 

2.1. Расчет средней величины "сухого" теплового потока, необходимого для определения должной теплоизоляции комплекта СИЗ


Величина g_п вычисляется в соответствии с уравнением теплового баланса:

 
                 g  = g     + g     = g  - W - g
                  п    конв.   рад.    м        к.дых.
 
               - g         - g       +- дельта g                      (5)
                  исп.дых.    исп.к.            т.с.
 
 
где:
     W            - эффективная мощность механической работы, Вт/м2;
     g            - теплопотери конвекцией при дыхании, Вт/м2;
      к.дых.
     g            - теплопотери испарением влаги при дыхании, Вт/м2;
      исп.дых.
     g            - потери   тепла   испарением влаги с поверхности тела,
      исп.к.        Вт/м2;
     Дельта g     - изменение теплосодержания в организме, Вт/м2.
             т.с.
 

Изменение теплосодержания в организме представляет собой разность между величиной g_м и суммой теплопотерь организма. Величина g(к.дых.) может быть определена по формуле 6 (4):

 
                g       = 0,0014 х g (Т     - Т ),                    (6)
                 к.дых.             м  выд.    в
 
где
 

Т - температура выдыхаемого воздуха, °С, вычисляемая по выд. формуле 7 (4):

 
                   Т     = 29 + 0,2 х Т , °С,                         (7)
                    выд.               в
 

Величина g_исп.дых. вычисляется по формуле 8 (4):

 
             g         = 0,0173 x g (Р     - Р ), Вт/м2,              (8)
              исп.дых.             м  выд.    в
 
где
     Р     - давление насыщенного водяного пара при температуре
      выд.   выдыхаемого воздуха (Т_выд.), кПа;
     P     - давление водяного пара в атмосфере, кПа.
      в
 

Теплопотери испарением влаги с поверхности тела, g_исп.к., могут быть определены по формуле 9:

 
              g       = w x (Р      - Р )/R   , Вт/м2,                (9)
               исп.к.         нас.к    в   сум
 
где
     w - доля увлажненного участка тела,   участвующего    в  теплообмене
         испарением, безразмерная величина.
 

Величина W в условиях некоторого охлаждения принимается равной 0,06; в условиях теплового комфорта может быть определена как равная 0,001 x g_м.

Р_нас.к - давление насыщенного водяного пара при температуре кожи, кПа. Оно может быть определено либо по психометрическим таблицам, либо по формуле 10 (4):

 
                            18,6686 - 4030,183/(T  + 235)
                                                 к
          Р      = 0,1333  е                                         (10)
           нас.к
 

R_сум - суммарное сопротивление одежды испарению влаги, м2 x кПа/Вт, которое может быть определено из выражения:

 
                            R    = R  + R  ,
                             сум    в    од
 
где
     R  - сопротивление испарению   влаги   слоя  воздуха, прилегающего к
      в   поверхности одежды;
    R   - сопротивление  испарению   влаги   пакета   материалов одежды и
     од   воздушных прослоек между ними.
 

Величина R_сум с некоторым приближением может быть определена из формулы 11:

 
                        R    = 0,18 х (I  - I )                      (11)
                         сум            к    в
 

В том случае, когда для изготовления одежды используются паропроницаемые материалы, то расчет потерь тепла испарением с поверхности тела человека может быть осуществлен по формуле 12:

 
           g       = (8,816 + 0,390 х g )/S - g        ,             (12)
            исп.к.                     м       исп.дых.
 
где
     S - площадь поверхности тела обнаженного человека, м2 (по Д'Буа).
 

Пример расчета средней величины g_п необходимого для определения должной теплоизоляции комплекта СИЗ (I_к)


Следует определить должную величину g_п, применительно к человеку, выполняющему физическую работу с энерготратами 130 Вт/м2 при температуре воздуха -10°С, при условии сохранения теплового баланса (то есть Дельта g_т.с. = 0).

Для этой цели выполняются следующие этапы расчета:

- по формуле 7 определяется температура выдыхаемого воздуха:

 
                   Т     = 29 + 0,2 х (-10)= 27 °С;
                    выд.
 

- по формуле 6 рассчитываются потери тепла дыханием за счет конвекции:

 
            g       = 0,0014 х 130(27 - (-10)) = 6,73 Вт/м2;
             к.дых.
 

- используя формулы 8 и 7, рассчитываются потери тепла за счет испарения влаги с верхних дыхательных путей:

 
         g         = 0,0173 х 130 х (3,56 - 0,285) = 7,37 Вт/м2;
          исп.дых.
 

- из формулы 12 определяется величина q_исп.к.:

 
         g       = (8,816 + 0,390 х 130)/1,8 - 7,37 = 25,7 Вт/м2;
          исп.к.
 

- по уравнению 5 рассчитывается величина g_п при условии, что эффективная мощность механической работы (W) равна 0:

 
               g  = 130 - 0 - 6,75 - 7,37 - 25,7 = 90,2 Вт/м2.
                п
 

Если для изготовления одежды предполагается использовать паропроницаемые материалы (индекс паропроницаемости пакета материалов составляет 0,30 и более), то должная величина g_п (в диапазоне температур воздуха до -10°С) может быть ориентировочно определена также из формулы 13:

 
   g  = 46,1 + 21,9((g  - 64,4)/32,2) = 46,1 + 21,9((130 - 64,4)/32,2) =
    п                 м
 
                             = 90,7 Вт/м2.
 

В случае необходимости регламентации времени пребывания на холоде величина g_п, рассчитанная для случая сохранения теплового комфорта (см. выше), может быть увеличена в соответствии с допускаемой степенью охлаждения человека и продолжительностью его пребывания на холоде. Согласно (3) величина дефицита тепла в организме (Д) не должна превышать 52 Вт х ч/м2. При данной степени охлаждения человек оценивает свои теплоощущения как "прохладно".

Таким образом, величина g_п, используемая для вычисления теплоизоляции, может быть определена с учетом планируемого времени непрерывного пребывания на холоде (тау, час):

 
                       g  = g     + Д/тау, Bт/м2,
                        п    п.к.
 
где:
     q    - величина  теплового потока при условии сохранения   теплового
      п.к   комфорта.
 

Если время непрерывного пребывания на холоде будет ограничено, например, тремя часами, то для расчета теплоизоляции комплекта и величину q_п следует принять равной 108 Вт/м2 (90,7 + 52/3).


2.2. Пример расчета должной величины теплоизоляции комплекта СИЗ (I_к)


Согласно формуле 1 помимо сведений о величине теплового потока для расчета теплоизоляции комплекта, необходимы данные о средневзвешенной температуре кожи (Т_к). Ее значение выбирается в соответствии с допускаемой степенью охлаждения организма (Табл.1). При этом Т_к не должна быть ниже, чем это вытекает из формулы 3.

Таким образом, величину теплоизоляции комплекта СИЗ, необходимую для обеспечения теплового комфорта в течение длительного времени, следует рассчитывать при уровне энерготрат 130 Вт/м2 из значений g_п.к. и Т_к, равных соответственно 90,7 Вт/м2 и 31,5°С (формула 2):

I_к = (31,5 - (-10))/90,7 = 0,458°С х м2Вт (2,95 кло) (1 кло = 0,155°С х м2/Вт), а величину I_к, необходимую для защиты от охлаждения в течение времени не более трех часов, - исходя из величин g_п и Т_к, равных соответственно 108 Вт/м2 и 28,7°С:

I_к = (28,7 - (-10))/108 = 0,358°С х м2/Вт (2,13 кло).

Однако поскольку в условиях воздействия ветра и в процессе выполнения физической работы теплоизоляция комплекта снижается, то должна быть введена соответствующая поправка в величину I_к, которая определяется в соответствии с формулой 14 (5):

 
                       С =(0,02 х B + 2) х V + 5,                    (14)
 
где:
     В - воздухопроницаемость    внешнего   слоя   одежды, измеренная при
         перепаде давления 49 Па, дм3/м2 х с;
     V - скорость ветра, м/с;
     С - снижение теплоизоляции в %.
 

Если, например, предполагается эксплуатировать СИЗ в климатическом регионе, где наиболее вероятная скорость ветра в зимние месяцы составляет 5,6 м/с, а в качестве внешнего слоя планируется использовать материал, имеющий воздухопроницаемость 10 дм3/м2 х с, то теплоизоляция комплекта должна снизиться на 20,3% (формула 14). Должная величина теплоизоляции комплекта в этом случае с учетом поправки на ветер определяется по формуле 15:

 
         I     = (I  х 100)/(100 - (0,07 х B + 2) х V + 5)           (15)
          к.в.     к
 

Сказанное означает, что, если СИЗ предполагается эксплуатировать в условиях воздействия ветра, то величина их теплоизоляции должна быть увеличена в соответствии с формулой 15. Для данного случая величина теплоизоляции комплекта с учетом поправки на ветер и воздухопроницаемость внешнего слоя, движение человека (l_к.в.), при условии сохранения теплового комфорта должна быть равной 0,572°С х м2/Вт, а при допущении указанного выше охлаждения - 0,447°С х м2/Вт.


2.3. Расчет теплоизоляции комплекта СИЗ для различных климатических регионов и времени допустимого пребывания на холоде


В таблице 2 применительно к метеорологическим условиям различных климатических регионов приведены должные величины теплоизоляции комплекта с учетом его воздухопроницаемости и скорости ветра.

Величины теплоизоляции рассчитаны исходя из следующих данных:

- энерготраты человека 130 Вт/м;

- продолжительность непрерывного пребывания на холоде не более трех часов (до появления теплоощущений "прохладно");

- средневзвешенная температура кожи 28,7°С;

- дефицит тепла в организме 52 Вт х ч/м2.

Поскольку метеорологические условия могут изменяться и в каждом климатическом регионе, то ниже излагается методика расчета времени допустимого пребывания человека при различной температуре воздуха в различных климатических регионах.

Согласно изложенной выше методике рассчитывается величина теплового потока применительно к различному уровню энерготрат человека и температуре воздуха при условии сохранения теплового комфорта (g_п.к) (табл.3) с учетом теплоизоляции комплекта, предназначаемого для эксплуатации в различных климатических регионах (табл.2, гр.4).


Таблица 2


Требования к теплоизоляции комплекта одежды для защиты от холода

 
-------------T--------T--------T---------T------------------------------¬
¦Климатичес- ¦Средняя ¦Наиболее¦ Должная ¦  Теплоизоляция комплекта с   ¦
¦ кий регион ¦темпера-¦вероят- ¦теплоизо-¦  учетом воздействия ветра и  ¦
¦   (пояс)   ¦  тура  ¦  ная   ¦  ляция  ¦движения человека, I_к.в., °С ¦
¦            ¦воздуха,¦скорость¦комплек- ¦          х м2/Вт**           ¦
¦            ¦   °С   ¦ ветра, ¦   та,   +------------------------------+
¦            ¦        ¦  м/с   ¦I_к, °С х¦Воздухопроницаемость  внешнего¦
¦            ¦        ¦        ¦ м2/Вт*  ¦         слоя одежды,         ¦
¦            ¦        ¦        ¦         ¦          дм3/м2 х с          ¦
¦            ¦        ¦        ¦         +-------T-------T-------T------+
¦            ¦        ¦        ¦         ¦10     ¦20     ¦30     ¦40    ¦
+------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+------+
¦     1      ¦   2    ¦   3    ¦    4    ¦   5   ¦   6   ¦   7   ¦  8   ¦
+------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+------+
¦I A( особый)¦-25     ¦6,8     ¦0,513    ¦0,669  ¦0,714  ¦0,764  ¦0,823 ¦
+------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+------+
¦I Б (IV)    ¦-41     ¦1,3     ¦0,681    ¦0,744  ¦0,752  ¦0,759  ¦0,767 ¦
+------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+------+
¦ll (lll)    ¦-18     ¦3,6     ¦0,442    ¦0,518  ¦0,534  ¦0,551  ¦0,569 ¦
+------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+------+
¦III (II)    ¦-9,7    ¦5,6     ¦0,360    ¦0,451  ¦0,474  ¦0,500  ¦0,528 ¦
L------------+--------+--------+---------+-------+-------+-------+-------
 
-----------------------------

* В графе 4 приведены величины теплоизоляции, необходимые для обеспечения должной защиты от охлаждения в реальных условиях эксплуатации комплекта одежды (гр.1 - 3).

** В графах 5 - 8 представлена величина теплоизоляции, которую должен иметь комплект в исходном состоянии (определение на человеке, находящемся в положении стоя в относительно спокойном воздухе), I_к.в.


Таблица 3


Комфортный уровень теплового потока (g_п.к., Вт/м2) при различных температуре воздуха и интенсивности физической работы

 
-----------------------------T------------------------------------------¬
¦  Температура воздуха, °С   ¦   Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)   ¦
¦                            +--------------T-------------T-------------+
¦                            ¦88 (Iб)       ¦113 (IIа)    ¦145 (IIб)    ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-5                          ¦60,1          ¦78,3         ¦102,1        ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-10                         ¦59,6          ¦77,7         ¦101,3        ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-15                         ¦59,1          ¦77,1         ¦100,5        ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-20                         ¦58,6          ¦76,4         ¦99,7         ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-25                         ¦58,2          ¦75,8         ¦98,9         ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-30                         ¦57,7          ¦75,1         ¦98,1         ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-35                         ¦57,2          ¦74,5         ¦97,3         ¦
+----------------------------+--------------+-------------+-------------+
¦-40                         ¦56,7          ¦73,9         ¦96,5         ¦
L----------------------------+--------------+-------------+--------------
 

Реальная величина теплового потока определяется из формулы 1:

g_п = (Т_к - T_в)/l_к; а средневзвешенная температура кожи - по формуле 3 в соответствии с уровнем энерготрат на выполнение физической работы.

Допустимое время пребывания человека на холоде (в часах) рассчитывается из отношения: Д/(g_п - g_п.к.).

Например, комфортная величина теплового потока (g_п.к.) при температуре воздуха - 10°С и выполнении физической работы с энерготратами 130 Вт/м2 равна 89,5 Вт/м2 (табл.3). При теплоизоляции комплекта, равной 0,360°С х м2/Вт, величина g_п в реальных условиях его эксплуатации (при некотором охлаждении организма) составит:

 
           g  = (Т  - Т )/ I = (28,7 - (-10))/0,360 = 107 Вт/м2.
            п     к    в
 

Следовательно, допустимое время непрерывного пребывания на холоде (при допустимом дефиците 52 Вт х ч/м2) будет равным:

 
                t = 52 Вт х ч/м2/(107 - 89,5) Вт/м2 = 3 ч.
 

В целях обеспечения должной защиты всех областей тела человека от охлаждения теплоизоляция комплекта должна быть распределена в соответствии с коэффициентами, приведенными в таблице 4.


Таблица 4


Коэффициенты для распределения теплоизоляции комплекта одежды по поверхности тела человека

 
------------------------T-----------------------------------------------¬
¦ Область тела (номер)  ¦  Теплоизоляция комплекта (верхняя граница),   ¦
¦                       ¦                  °С х м2/Вт                   ¦
¦                       +---------------T-------------------T-----------+
¦                       ¦0,556(12)*     ¦0,792 (24)*        ¦>0,792     ¦
¦                       ¦               ¦                   ¦(>24)*     ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Голова (1)             ¦0,50           ¦0,49               ¦0,39       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Туловище (2)           ¦1,26           ¦1,31               ¦1,45       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Плечо и предплечье (3) ¦1,13           ¦1,24               ¦1,23       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Кисть (4)              ¦0,74           ¦0,66               ¦0,55       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Бедро и ягодицы (5)    ¦1,13           ¦1,08               ¦1,07       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Голень (6)             ¦0,90           ¦0,81               ¦0,86       ¦
+-----------------------+---------------+-------------------+-----------+
¦Стопа (7)              ¦0,83           ¦0,77               ¦0,59       ¦
L-----------------------+---------------+-------------------+------------
 
-----------------------------

* В скобках указана средневзвешенная толщина пакета материалов комплекта дельта, мм.


Например, для III климатического региона следует изготовить комплект, имеющий теплоизоляцию 0,474°С х м2/Вт. Исходя из указанной средней величины теплоизоляции комплекта, ее распределение следует осуществлять в соответствии с коэффициентами (к), приведенными в графе 2 таблицы 4 (I_к х к).

Применительно к I_к, равной 0,474°С х м2/Вт, ниже приведены значения теплоизоляции комплекта на различных участках поверхности тела:

 
--------------------------------------T---------------------------------¬
¦            Область тела             ¦    Теплоизоляция, °С х м2/Вт    ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Голова                               ¦0,224                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Туловище                             ¦0,563                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Плечо и предплечье                   ¦0,505                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Кисть                                ¦0,331                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Бедро и ягодицы                      ¦0,505                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Голень                               ¦0,402                            ¦
+-------------------------------------+---------------------------------+
¦Стопа                                ¦0,371                            ¦
L-------------------------------------+----------------------------------
 

В целях решения практической задачи создания комплекта одежды для защиты от холода в воздушной среде может быть использовано регрессионное уравнение, отражающее взаимосвязь его теплоизоляции (при условии использования комбинезона или куртки и брюк) со средневзвешенной его толщиной. Последняя представляет собой среднюю толщину пакета материалов комплекта, определенную с учетом удельной площади различных областей тела человека.

 
                                                      2
            I  = 0,126 + 0,044 х d - 0,000678 х дельта ,             (16)
             к
 

где дельта - средневзвешенная толщина пакета материалов комплекта, измеренная при давлении 2 г х с/см2 (196 Па). Учитывается также толщина слоев одежды, поддеваемой под верхний комплект.

Определение толщины пакета материалов комплекта на различных его участках осуществляется в соответствии с коэффициентами, приведенными в таблице 4.

Например, следует изготовить комплект СИЗ для третьего климатического региона. При этом в качестве верха использован материал, имеющий воздухопроницаемость 20 дм3/м2 х с. Согласно таблице 2 такой комплект должен иметь теплоизоляцию, измеренную в относительно спокойном воздухе, равную 0,474°С х м2/Вт. В соответствии с уравнением 16 средневзвешенная толщина такого комплекта должна составить 9,3 мм. Используя коэффициенты (табл.4) определяем, что пакет материалов должен иметь толщину в области головы - 4,65 мм; туловища - 11,72 мм; плеча и предплечья - 10,51 мм, кисти - 6,88 мм; бедра и ягодиц - 10,51 мм; голени - 8,37 мм.

В таблицах 5 - 8 приведена допустимая продолжительность пребывания работающих на холоде в различных климатических регионах при условии обеспечения их соответствующей одеждой.


3. Библиография


1. Афанасьева Р.Ф. Некоторые способы поддержания температурного гомеостаза в условиях воздействия на человека холодового фактора. В кн.: Теоретические и практические проблемы терморегуляции. Отв. ред. Ф.Ф.Султанов. Ашхабад, 1982. - С.143 - 152.

2. ГОСТ Р 12.4.185-99 ССБТ "Средства индивидуальной защиты от пониженных температур. Методы определения теплоизоляции комплекта".

3. Методические рекомендации N 5168-90 МЗ СССР "Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания".

4. ISO/CD 11079 Revision 2000-11-17 Ergonomics of the Thermal Environment - Determination and Interpretation of Cold Stress when Using Required Clothing Insulation (IREQ) and Local Cooling Effects.

5. Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода // М. "Легкая индустрия", 1977. - 132 с.


Таблица 5


Допустимое время (час) непрерывного пребывания при различной температуре воздуха при работах на открытой территории в третьем климатическом регионе
(I и II климатические пояса)

 
--------------------------T---------------------------------------------¬
¦ Температура воздуха, °С ¦    Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                         +---------------T--------------T--------------+
¦                         ¦88 (Iб)        ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-5                       ¦1,38           ¦3,04          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-10                      ¦1,00           ¦1,65          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-15                      ¦0,80           ¦1,13          ¦2,66          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-20                      ¦0,64           ¦0,86          ¦1,52          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-25                      ¦0,55           ¦0,69          ¦1,1           ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-30                      ¦0,47           ¦0,58          ¦0,82          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-35                      ¦0,42           ¦0,50          ¦0,66          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-40                      ¦0,38           ¦0,44          ¦0,56          ¦
L-------------------------+---------------+--------------+---------------
 

Таблица 6


Допустимое время (час) непрерывного пребывания при различной температуре воздуха при работах на открытой территории во втором климатическом регионе
(III климатический пояс)

 
--------------------------T---------------------------------------------¬
¦ Температура воздуха, °С ¦    Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                         +---------------T--------------T--------------+
¦                         ¦88 (Iб)        ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-10                      ¦1,66           ¦4,6           ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-15                      ¦1,2            ¦2,24          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-20                      ¦0,95           ¦1,48          ¦5,55          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-25                      ¦0,78           ¦1,10          ¦2,42          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-30                      ¦0,66           ¦0,88          ¦1,55          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-35                      ¦0,58           ¦0,73          ¦1,14          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-40                      ¦0,51           ¦0,63          ¦0,90          ¦
L-------------------------+---------------+--------------+---------------
 

Таблица 7


Допустимое время (час) непрерывного пребывания при различной температуре воздуха при работах на открытой территории в IБ климатическом регионе
(IV климатический пояс)

 
--------------------------T---------------------------------------------¬
¦ Температура воздуха, °С ¦    Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                         +---------------T--------------T--------------+
¦                         ¦88 (Iб)        ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-10                      ¦перегрев       ¦перегрев      ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-15                      ¦7,12           ¦перегрев      ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-20                      ¦3,43           ¦перегрев      ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-25                      ¦2,27           ¦перегрев      ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-30                      ¦1,69           ¦4,32          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-35                      ¦1,35           ¦2,53          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-40                      ¦1,12           ¦1,86          ¦перегрев      ¦
L-------------------------+---------------+--------------+---------------
 

Таблица 8


Допустимое время (час) непрерывного пребывания при различной температуре воздуха при работах на открытой территории в IА климатическом регионе
(I и II климатические пояса)

 
--------------------------T---------------------------------------------¬
¦ Температура воздуха, °С ¦    Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                         +---------------T--------------T--------------+
¦                         ¦88 (Iб)        ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-10                      ¦2,77           ¦перегрев      ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-15                      ¦1,79           ¦5,57          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-20                      ¦1,32           ¦2,63          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-25                      ¦1,05           ¦1,73          ¦перегрев      ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-30                      ¦0,87           ¦1,28          ¦3,38          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-35                      ¦0,74           ¦1,02          ¦2,01          ¦
+-------------------------+---------------+--------------+--------------+
¦-40                      ¦0,65           ¦0,85          ¦1,43          ¦
L-------------------------+---------------+--------------+---------------
 

Заместитель
Главного государственного
санитарного врача
Российской Федерации,
Руководитель департамента
госсанэпиднадзора Минздрава РФ
С.Иванов

 
-----------------------------

* Холод (холодная среда, пониженная температура) - комбинация физических факторов (температура, влажность, скорость ветра), обусловливающих охлаждение человека.


Приложение 1


Конвекционные потери тепла дыханием (g_дых.к, Вт/м2) при различном уровне энерготрат и различной температуре наружного воздуха

 
-------------------------T----------------------------------------------¬
¦Температура воздуха, °С ¦     Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                        +----------------T--------------T--------------+
¦                        ¦88 (Iб)         ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-5                      ¦3,96            ¦5,28          ¦6,60          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-10                     ¦4,44            ¦5,92          ¦7,40          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-15                     ¦4,92            ¦6,56          ¦8,20          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-20                     ¦5,40            ¦7,20          ¦9,00          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-25                     ¦5,88            ¦7,84          ¦9,80          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-30                     ¦6,36            ¦8,48          ¦10,60         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-35                     ¦6,84            ¦9,12          ¦11,40         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-40                     ¦7,32            ¦9,76          ¦12,20         ¦
L------------------------+----------------+--------------+---------------
 

Приложение 2


Потери тепла испарением влаги с верхних дыхательных путей (g_исп.дых., Вт/м2) при различном уровне энерготрат и различной температуре наружного воздуха

 
-------------------------T----------------------------------------------¬
¦Температура воздуха, °С ¦     Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                        +----------------T--------------T--------------+
¦                        ¦88 (Iб)         ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-5                      ¦5,12            ¦6,53          ¦8,41          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-10                     ¦4,97            ¦6,38          ¦8,21          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-15                     ¦4,80            ¦6,16          ¦7,93          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-20                     ¦4,62            ¦5,93          ¦7,63          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-25                     ¦4,61            ¦5,91          ¦7,61          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-30                     ¦4,18            ¦5,36          ¦6,90          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-35                     ¦3,97            ¦5,09          ¦6,55          ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-40                     ¦3,74            ¦4,80          ¦6,17          ¦
L------------------------+----------------+--------------+---------------
 

Приложение 3


Потери тепла испарением влаги с поверхности кожи (gис_п.к., Вт/м2) при различном уровне энерготрат и различной температуре наружного воздуха

 
-------------------------T----------------------------------------------¬
¦Температура воздуха, °С ¦     Энерготраты, Вт/м2 (категория работ)     ¦
¦                        +----------------T--------------T--------------+
¦                        ¦88 (Iб)         ¦113 (IIа)     ¦145 (IIб)     ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-5                      ¦18,84           ¦22,85         ¦27,90         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-10                     ¦19,00           ¦23,00         ¦28,10         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-15                     ¦19,16           ¦23,22         ¦28,37         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-20                     ¦19,34           ¦23,45         ¦28,67         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-25                     ¦19,35           ¦23,47         ¦28,69         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-30                     ¦19,78           ¦24,02         ¦29,40         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-35                     ¦20,00           ¦24,29         ¦29,75         ¦
+------------------------+----------------+--------------+--------------+
¦-40                     ¦20,20           ¦24,58         ¦30,13         ¦
L------------------------+----------------+--------------+---------------
 

Испытания спецодежды


Методика создания спецодежды, защищающей от пониженных температур, включает несколько этапов. Во-первых, проектирование СИЗ с необходимой величиной теплоизоляции, которая должна обеспечивать комфортное состояние в зависимости от метеорологических условий, физической активности человека и времени пребывания на холоде. Затем изготавливают опытный образец и проводят его испытание в микроклиматической камере, чтобы убедиться, что его защитные свойства соответствуют расчетным. Методику по расчету теплоизоляции СИЗ мы привели выше.

Однако спецодежда должна отвечать еще целому ряду требований. Например, теплозащитная способность спецодежды определяется теплофизическими показателями материалов, из которых она изготовлена, конструкцией, видом (куртка, комбинезон, пальто и др.) и так далее. Теплоизоляция комплекта во многом зависит, насколько утеплены голова, кисти и стопы, поэтому комплект одежды следует расценивать как единое целое. Кроме всего прочего, в нем должно быть удобно работать.

Метод оценки теплоизоляции комплекта СИЗ с учетом всех этих требований изложен в ГОСТе Р 12.4.185-99 "Средства индивидуальной защиты от пониженных температур". Этот стандарт гармонизирован с европейским стандартом ЕН-342, в котором представлен метод оценки спецодежды на манекене. Раньше в России испытания СИЗ проходили только с участием человека. В новом ГОСТе теперь приводятся оба метода: с участием человека и с использованием манекена. Совместные исследования российских и шведских ученых показали, что оба метода являются идентичными с точки зрения корректности оценки теплоизоляции. При этом оговорены условия, при которых можно получить сходные данные.

Приводим извлечение из ГОСТа, которое является нововведением в российской практике оценки СИЗ.


Метод определения теплоизоляции комплекта СИЗ на манекене
(извлечение из ГОСТа Р 12.4.185-99 "Средства индивидуальной защиты от пониженных температур")


5.1. Основные требования к манекену


5.1.1. Манекен должен быть изготовлен по форме и размерам взрослого человека, должен иметь постоянную среднюю температуру. Распределение температуры по поверхности тела манекена должно быть таким же, как и у человека.

5.1.2. Манекен должен быть способен выполнять ходьбу частотой 45 (+- 2) шага в минуту. Он должен состоять из головы, груди, спины, живота, ягодиц, рук (плечо и предплечье), кистей (предпочтительно с пальцами, чтобы можно было оценивать перчатки), ног (бедро и голень), стоп. Общая площадь поверхности - 1,8 (+- 0,3) м2, а рост 175 (+- 10) см. Размеры манекена должны соответствовать стандартным размерам одежды.


5.2. Описание


5.2.1. Манекен должен быть сконструирован таким образом, чтобы поддерживать температуру поверхности тела на постоянном уровне. Не допускается наличия горячих или холодных участков. Средняя температура поверхности - от 32 до 35°С. Желательно, чтобы средняя температура кистей и стоп была ниже.

5.2.2. Мощность энергии, которую подают на манекен, следует измерять таким образом, чтобы получить точные средние данные о ее значении за весь период исследования. Предельная точность силового оборудования должна быть +- 2% к средним значениям за период испытания.

5.2.3. Среднюю температуру поверхности манекена следует измерять точечными или распределенными по ней температурными датчиками. Как минимум один датчик должен быть расположен на каждой контролируемой секции. Точечные датчики по своей конструкции могут быть термопарами, датчиками термосопротивления, термисторами и эквивалентными сенсорами. Они должны быть не более 3 мм толщиной, плотно механически и термически прилегать к поверхности манекена. Соединительные провода должны плотно прилегать к поверхности манекена или проходить внутри его, возможны оба варианта.

Точность измерения должна быть +- 0,2°С. Если используют распределенные по поверхности датчики (например, проволочные сопротивления), то они должны быть размещены по поверхности манекена таким образом, чтобы все площади были равновзвешенны. Если некоторые такие датчики используют для измерения температуры различных участков поверхности манекена, то тогда при расчете средней температуры полученные с них показания должны быть взвешены по площади участка. Распределенные по поверхности датчики должны иметь маленький диаметр, менее 1 мм, и плотно прилегать к поверхности манекена на всем своем протяжении.

5.2.4. Манекен должен быть расположен в камере размером как минимум 2 х 2 х 2 м, чтобы обеспечить одинаковые условия в пространстве и времени.

5.2.5. Пространственные изменения величин в камере не должны превышать: для температуры воздуха +- 1%, относительной влажности +- 5%, подвижности воздуха +- 50% средних значений. Средняя радиационная температура должна отличаться от средней температуры воздуха не более чем на 2К.

5.2.6. Временные изменения величин в камере не должны превышать: для температуры воздуха +- 0,5%, относительной влажности +- 5%, средней радиационной температуры +- 0,5%, скорости ветра +- 20% средних значений за пять минут.

5.2.7. Любой прибор для измерения влажности должен иметь точность измерения относительной влажности +- 5%, при повторных измерениях +- 3%. Возможна одна-единственная локализация датчика, чтобы вести мониторинг влажности при условии одинакового временного распределения.

5.2.8. Любой температурный датчик должен иметь точность +- 0,15°С. Датчик должен иметь "постоянную по времени" не более минуты. Датчики температуры воздуха должны быть расположены спереди на расстоянии 0,5 м от манекена. Допускается использовать один датчик, но использовать множество датчиков предпочтительнее. Если используют один датчик, то он должен располагаться на уровне 1 м от пола. Если же применяют множество датчиков, то их располагают через одинаковые интервалы по высоте, а затем значения усредняют.

5.2.9. Допустимая точность анемометра +- 0,05%. Данные измерений должны усредняться за минуту в каждой точке измерения. Если скорость движения воздуха не изменяется во времени более чем на +- 0,05%, то нет необходимости в ее мониторинге в течение всего испытания.


5.3. Выбор комплекта одежды для испытания


5.3.1. Желательно исследовать два идентичных комплекта одежды. При этом различия должны быть отражены в результатах испытаний. Если же используют только один комплект одежды, то необходимо проводить как минимум три испытания.


5.4. Подготовка исследуемого комплекта одежды


5.4.1. Необходимо выбрать размер одежды, соответствующий размерам манекена.

5.4.2. Одежда не должна быть подвергнута стирке или сухой чистке перед испытанием, так как это может повлиять на результаты. Однако если одежда подвергалась этим процедурам, это должно быть отражено в протоколе испытаний.


5.5. Методика


5.5.1. В испытательной камере температура воздуха должна быть по крайней мере на 15°С ниже температуры поверхности манекена или общие теплопотери с поверхности манекена должны быть не менее 40 Вт/м2; скорость ветра должна колебаться от 0,3 до 0,5 м/с; относительная влажность воздуха должна составлять 30 - 70%. Средняя температура поверхности манекена должна быть установлена между 32 и 35°С.

5.5.2. Для измерения результирующей общей теплоизоляции I_tr надевают на манекен исследуемую одежду, устанавливают ритм движения манекена 45 (+- 2) шага в минуту. Вносят одетый манекен в камеру и ожидают, пока вся система не достигнет стабильного уровня (то есть показатели средней температуры поверхности манекена и потребления энергии не установятся на постоянном уровне) в соответствии с указаниями, приведенными в 5.2.1.

5.5.3. После достижения равновесного состояния регистрируют температуру поверхности манекена и температуру окружающего воздуха по крайней мере каждую минуту. Средние значения этих измерений, полученные за весь 30-минутный период, будут достаточны для определения значений теплоизоляции. Кроме того, каждую минуту следует регистрировать показатели мощности потребляемой энергии.

5.5.4. Для исследования одежды должны быть проведены два независимо повторяющихся испытания. Если различие в результатах испытаний превышает 5%, то должно быть проведено по крайней мере еще одно испытание. Если исследуется один комплект одежды, то его необходимо снимать и надевать перед каждым испытанием. В этом случае необходимо учитывать изменения, которые могут иметь место в процессе одевания и обслуживания манекена.

5.5.5. Для измерения результирующей теплоизоляции прилегающего слоя воздуха la_i, проводят исследования на обнаженном манекене в тех же условиях, что описаны выше. Обнаженный манекен должен быть протестирован в начале каждой серии испытания одежды.

5.5.6. Результирующую общую теплоизоляцию и результирующую основную теплоизоляцию исследуемой одежды определяют в комплекте с нижней одеждой А и Б, которая имеет тепловое сопротивление, указанное в приложении Е.


5.6. Расчет результатов испытаний


(не приводится)


5.8. Повторность и воспроизводимость


5.8.1. Для результирующей основной теплоизоляции точность трех повторных измерений на манекене при исследовании одного и того же комплекта одежды должна составлять 3%. В межлабораторных испытаниях четырех комплектов одежды, проведенных в четырех лабораториях, среднее отклонение значений результирующей основной теплоизоляции должно составлять не более 8,5%.


Юридическая библиотека Российской Федерации (архив)



 
Правовые новости

Российский Правовой Портал