Целью данной статьи является определение весомости показателей качества текстильных материалов и пакетов для разработки и проектирования теплозащитной одежды с учетом обеспечения комфортного состояния человека в холодных условиях.
Ключевые слова: теплопроводность, теплозащитная одежда, теплозащитные свойства материалов, теплоотдача, теплоизоляции тела.
В условиях длительного воздействия холода у человека возникает как локальное, так и общее переохлаждение, появляются тормозные процессы в коре головного мозга, нарушается координация движений и, как следствие, ухудшается работоспособность [1–2]. Это повышает риск травматизма и вероятность чрезвычайных ситуаций на производстве. Основные требования к материалам одежды специального назначения являются способность защита от холода, своевременное удаление пота и углекислого газа из пододежного пространства. При разработке ткани для одежды специального назначении должны учитываться климатические особенности региона и условия эксплуатации. В течение рабочей смены работники вынуждены находиться длительное время в замкнутой среде. Для защиты человека от холода используется специальная теплозащитная одежда. Современное научно обоснованное проектирование специальной одежды, как известно, базируется на работах отечественных и зарубежных ученых: Р. Ф. Афанасьевой, П. А. Колесникова, З. С. Чубаровой, Р. А. Делль, И. Ю. Бринка, Л. А. Бекмурзаева, Е. Я. Сурженко, И. В. Черуновой, А. Barton, О. Edholm, К. Umbach, I. Holmer и др. Как правило, на производстве человек двигается с различной интенсивностью с соответствующим уровнем теплопродукции [3]. В теплозащитной одежде человек может перегреться за счет избытка тепла во время физической работы и, в дальнейшем, переохладиться при длительном пребывании на холоде. Одежда играет большую роль в процессах теплообмена организма с окружающей средой. Она обеспечивает такой микроклимат, который в различных условиях окружающей среды позволяет организму оставаться в нормальном тепловом режиме. Микроклимат пододёжного пространства является основным параметром при выборе костюма, так как в конечном итоге пододёжный микроклимат в значительной степени определяет тепловое самочувствие человека.
Под пододежном микроклиматом следует понимать комплексную характеристику физических факторов воздушной прослойки, прилегающей к поверхности кожи и непосредственно влияющей на физиологическое состояние человека [4]. Эта индивидуальная микросреда находится в особенно тесном взаимодействии с организмом, изменяется под влиянием его жизнедеятельности и в свою очередь непрерывно влияет на организм; от её особенностей зависит состояние терморегуляции организма.
Задача по разработке способа поддержания комфортного состояния человека в холодных климатических условиях с учетом его переменной физической активности является весьма актуальной. При разработке специальной теплозащитной одежды необходимо предусмотреть ее безопасность для применения в конкретных условиях производства.
Наибольшее значение в теплоизоляции тела человека принадлежит тепловому сопротивлению пакета материалов одежды. Однако на теплозащитные свойства в значительной мере влияют водозащитная способность поверхностного слоя и степень проницаемости для воды ниточных соединений и конструктивных элементов [5].
В первую очередь следует отметить, что в промышленности выпускается широкий ассортимент тканей для одежды. Поэтому большое внимание уделяется развитию ассортимента, отделки, цвета, а также конструкции изделий, которые подбираются с учетом модной тенденции и функциональности изделий. Такие текстильные материалы должны соответствовать гигиеническим, эксплуатационным и эстетическим требованиям [6].
В связи с этим, одной из особенностей стадии современного развития производства текстильных изделий составляет значительное ужесточение всего комплекса условий к продукции: эксплуатационных, потребительских, эстетических и промышленных аспектов, что, стало быть, обосновано ростом уровня качества жизни в мире, а также повышением конкуренции при реализации продуктов на рынке. Потребители в большинстве случаев выбирают изделия престижные, комфортные, функциональные, эстетичные и качественно изготовленные [7].
Исследование показывает, что при подборе текстильных материалов на этапе проектирования теплозащитных изделий необходимо учесть условия эксплуатации этих изделий и формированию пакета утепляющего слоя.
Подкладка теплозащитной одежды должна быть легкой, прочной, износоустойчивой, иметь гладкую поверхность, соответствовать требованием моды по расцветке и фактуре ткани, а также полностью отвечать функциональным требованиям [8].
Спецодежда разрабатывается на основании тех или иных требований. Предъявляемые требования к данному виду одежды объясняются, прежде всего, условиями ее эксплуатации. Следует отметить, что разработка теплозащитный одежды требует особого методологического подхода, в условиях прохладного климата Узбекистана, поскольку одежда выполняет определенные функции; она должна соответствовать ряду требований и обладать конкретными свойствами.
Особое внимание следует обратить на цветовое решение теплозащитной одежды. В данном случае цвет несет не только эстетическую, но и психологическую, утилитарную. Кроме того, цвет является элементами фирменного стиля, указывают на принадлежность к той или иной специализации, и это тоже необходимо учитывать при разработке ассортимента одежды. Особо необходимо отметить такие сорбционные свойства материалов, как влагоемкость и влагоотдача. Это связано, прежде всего, с необходимостью обеспечения теплосъема с поверхности тела рабочего, так как в условиях пониженных температур окружающей среды наблюдается усиление процесса потоотделительной реакции организма человека. Способность новых материалов обеспечивать ускоренную реакцию сорбции — десорбции при отсутствии верховных нагрузок делает их предпочтительными при выборе для пошива такой одежды.
В настоящей работе последовательно выделены показатели свойств материалов, уровень которых необходимо установить. На стадии предварительного исследования и разработки теплозащитной одежды был проведен отсеивающий эксперимент с целью выделения наиболее важных факторов. В этом случае использовался метод априорного ранжирования. Такой эксперимент позволяет более правильно спроектировать объект исследования, принять или отвергнуть некоторые предварительные гипотезы, дать сравнительную оценку влияния различных факторов на параметры оптимизации.
Особенность метода априорного ранжирования факторов заключается в том, что факторы, которые согласно априорной информации могут иметь существенное влияние, ранжируются в порядке убывания вносимого ими вклада. Вклад каждого фактора оценивается по величине ранга- места, которое отведено исследователем (специалистом при опросе, автором статьи и т. д.) данному фактору при ранжировании всех факторов с учетом их предполагаемого (количественно не известного) влияния на параметры оптимизации. При сборе мнений путем опроса специалистов каждому из них предлагается заполнить анкету, в которой перечислены факторы. Заполняя анкету, определяет место фактора в ранжированном ряду. На основе результатов анкетирования составлена таблица рангов.
Для составления таблицы рангов были выбраны следующие факторы: гигиенические показатели; цвет; стоимость одежды; воздухопроницаемость; сминаемость; слой пакета, тип утеплителя, эргономические показатели; срок эксплуатации; плотность ткани.
Таблица
Ранговая оценка показателей качества формирования пакетов для теплозащитной одежды
|
Эксперт |
Ранг фактора |
Сумма |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
1 |
1 |
10 |
4 |
2 |
5 |
3 |
8 |
9 |
6 |
7 |
55 |
|
2 |
4 |
10 |
8 |
5 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
1 |
55 |
|
3 |
2 |
1 |
5 |
3 |
4 |
10 |
6 |
9 |
7 |
8 |
55 |
|
4 |
1 |
7 |
6 |
5 |
4 |
8 |
5 |
10 |
9 |
3 |
55 |
|
5 |
2 |
7 |
3 |
5 |
6 |
1 |
3 |
9 |
8 |
4 |
55 |
|
6 |
7 |
8 |
6 |
5 |
2 |
3 |
4 |
9 |
4 |
1 |
55 |
|
7 |
1 |
2 |
6 |
4 |
3 |
9 |
6 |
8 |
5 |
10 |
55 |
|
8 |
3 |
1 |
4 |
5 |
9 |
6 |
6 |
10 |
7 |
8 |
55 |
|
9 |
2 |
1 |
3 |
5 |
9 |
6 |
3 |
10 |
8 |
7 |
55 |
|
10 |
2 |
1 |
4 |
5 |
9 |
7 |
5 |
8 |
10 |
6 |
55 |
|
25 |
48 |
49 |
41 |
64 |
71 |
50 |
88 |
71 |
55 |
550 |
|
|
R |
-30 |
-7 |
-6 |
-17 |
-14 |
+9 |
-5 |
+34 |
+16 |
0 |
|
|
R2 |
900 |
49 |
36 |
289 |
196 |
81 |
25 |
1156 |
256 |
0 |
|
|
Место: |
2 |
7 |
8 |
3 |
5 |
6 |
9 |
1 |
4 |
10 |
|
Таким образом, на основании проведенных исследований путем анкетирования, были выявлены основные факторы, влияющие на показатель теплопроводности специальной одежды, которые будут применены при подборе текстильных материалов, формировании пакетов утепляющей прокладки, типа утеплителей и др. при проектировании специальной теплозащитной одежды.
Литература:
- Колесников П. П. Теплозащитные свойства одежды. — М.: Легкая индустрия. − 1964. −338 с.
- Бессонова Н. Г., Жихарев А. П. Теплофизические свойства материалов для изделий легкой промышленности: монография / Бессонова Н. Г., Жихарев АП. — М, ИИЦМГУДТ, 2007/ -118с.
- Черунова И. В., Ташпулатов С. Ш., Рихсиева Б. А., Нутфуллаева Л. Н., Ковалева А. А., Лесникова Т. Ю. Исследование влияния механизмов формирования пакетов на их физико-механические свойства // В книге: Наукоёмкие технологии на службе экологии человека // Монография. Под общей редакцией Черуновой И. В.. Новочеркасск, 2015. С. 36–40.
- Ташпулатов С. Ш., Андреева Е. Г. Теоретические основы технологии изготовления швейных изделий // Учебное пособие для вузов / Ташкент, 2017.
- Сорокина Д. Н. Разработка и исследование специальной теплозащитной одежды с теплоаккумулирующим материалом. — Автореферат дисс. … канд. техн. наук — М.: 2012.
- Павлов М. А. Разработка и исследование комплексных материалов для одежды, эксплуатируемой в экстремальных условиях.– Автореферат дисс. … канд. техн. наук– М.: 2018.
- Cherunova I., Tashpulatov S., Kolesnik S. Automation of deformed fibrous materials thermal characteristics accounting process in garments production // В сборнике: 2018 International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2018 2018. С. 8501795.
- Рихсиева Б. А., Ташпулатов С. Ш., Черунова И. В. Исследование влияния коэффициента наполнения пакета на её теплофизические свойства // Успехи современного естествознания. 2012. № 6. С. 103–104.
