---

Приложение Д

(рекомендуемое)

РАСЧЕТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ КОМПЛЕКТА

Д.1. Теплоизоляцию комплекта СИЗ I , кв. м x °C/Вт, рассчитывают по

к

формуле:

I = (T - T ) / q , (Д.1)

к к в п

где:

T - средневзвешенная температура кожи;

к

T - температура окружающей среды;

в

q - средневзвешенное значение теплового потока.

п

Д.2. Расчет величины теплового потока, необходимого для определения

теплоизоляции комплекта СИЗ

Д.2.1. Тепловой поток q рассчитывают в соответствии с формулой

п

теплового баланса:

q = q + q = q - W - q - q - q +/- ДЕЛЬТА q , (Д.2)

п конв рад м к.дых исп.дых исп.к т.с

где:

W - эффективная мощность механической работы, Вт/кв. м;

q - энерготраты, Вт/кв. м;

м

q - теплопотери конвекцией при дыхании, Вт/кв. м;

к.дых

q - теплопотери испарением влаги при дыхании, Вт/кв. м;

исп.дых

q - потери тепла испарением влаги с поверхности тела, Вт/кв. м;

исп.к

ДЕЛЬТА q - изменение теплосодержания в организме, Вт/кв. м.

т.с

Изменение теплосодержания в организме представляет собой разность между

значением q и суммой теплопотерь организма.

м

Д.2.2. Теплопотерю q рассчитывают по формуле:

к.дых

q = 0,0014 x q (T - T ), (Д.3)

к.дых м выд в

где T - температура выдыхаемого воздуха, °C, вычисляемая по формуле:

выд

T = 29 + 0,2 x T . (Д.4)

выд в

Д.2.3. Теплопотери испарением влаги при дыхании q , Вт/кв. м,

исп.дых

рассчитывают по формуле:

q = 0,0173 x q (P - P ), (Д.5)

исп.дых м выд в

где:

P - давление насыщенного водяного пара при температуре выдыхаемого

выд

воздуха (Т ), кПа;

выд

P - давление водяного пара в атмосфере, кПа.

в

Д.2.4. Теплопотери испарением влаги с поверхности тела, q

исп.к,

Вт/кв. м, рассчитывают по формуле:

q = W x (P - P ) / R , (Д.6)

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 q .

м

Давление насыщенного водяного пара при температуре кожи, P , кПа, может

нас.к

быть определено либо по психрометрическим таблицам, либо по формуле:

18,6686 - 4030,183 / (Tк + 235)

P = 0,1333 x e . (Д.7)

нас.к

Суммарное сопротивление одежды испарению влаги, R , кв. м x кПа/Вт,

сум

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.

P с некоторым приближением может быть рассчитана по формуле:

сум

R = 0,18 x (I - I ). (Д.8)

сум к в

Д.2.5. Если для изготовления одежды используются паропроницаемые

материалы, то расчет потерь тепла испарением с поверхности тела человека

рассчитывают по формуле:

q = (8,816 + 0,390 x q ) / S - q , (Д.9)

исп.к м исп.дых

где S - площадь поверхности тела обнаженного человека, кв. м (по

Д'Буа).

Примечание - Средняя поверхность тела человека составляет 1,8 кв. м.

Д.3. Пример расчета комфортной величины q для определения

п

теплоизоляции комплекта СИЗ применительно к человеку, выполняющему

физическую работу с энерготратами 130 Вт/кв. м при температуре воздуха

минус 10 °C

Д.3.1. Температуру выдыхаемого воздуха рассчитывают, используя

формулу (Д.4)

T = 29 + 0,2 x (-10) = 27 °C.

выд

Д.3.2. Потери тепла дыханием за счет конвекции рассчитывают, используя

формулу (Д.3)

q = 0,0014 x 130 (27 - (-10)) = 6,73 Вт/кв. м.

к.дых

Д.3.3. Потери тепла за счет испарения влаги с верхних дыхательных путей

рассчитывают, используя формулу (Д.5)

q = 0,0173 x 130 x (3,56 - 0,285) = 7,37 Вт/кв. м.

исп.дых

Д.3.4. Потери тепла испарением с поверхности тела человека q

исп.к

рассчитывают по формуле (Д.9)

q = (8,816 + 0,390 x 130) / 1,8 - 7,37 = 25,7 Вт/кв. м.

исп.к

Д.3.5. Тепловой поток q рассчитывают в соответствии с формулой

п

теплового баланса (Д.2) при условии, что эффективная мощность механической

работы (W) равна 0:

q = 130 - 0 - 6,75 - 7,37 - 25,7 = 90,2 Вт/кв. м.

п

Примечание - Если для изготовления одежды предполагается использовать

паропроницаемые материалы (индекс паропроницаемости пакета материалов

составляет 0,30 и более), то q (в диапазоне температур воздуха до минус

п

10 °C) может быть ориентировочно определена также из следующей формулы:

q = 46,1 + 21,9 [(q - 64,4) / 32,2] = 46,1 + 21,9 [(130 - 64,4) / 32,2] = 90,7 Вт/кв. м. (Д. 10)

п м

Д.3.6. При необходимости регламентации времени пребывания на холоде

величина q , рассчитанная для случая сохранения теплового комфорта (см.

п

выше), может быть увеличена в соответствии с допускаемой степенью

охлаждения человека и продолжительностью его пребывания на холоде. При этом

величина дефицита тепла в организме (Д) не должна превышать 52 Вт x ч/кв.

м. Данная степень охлаждения человеком воспринимается как "прохладно".

Д.3.7. Величина q , используемая для вычисления теплоизоляции, может

п

быть определена с учетом планируемого времени непрерывного пребывания на

холоде (тау, час):

q = q + Д / тау, Вт/кв. м,

п п.к

где q - тепловой поток при условии сохранения теплового комфорта.

п.к

При непрерывном пребывании на холоде, например в течение трех часов,

для расчета теплоизоляции комплекта величину q следует принять равной 108

п

Вт/кв. м (90,7 + 52 / 3).

Д.4. Расчет средневзвешенной температуры кожи T

к

Д.4.1. Значение T рассчитывают по формулам:

к

- при теплоощущении "комфорт"

T = 36,07 - 0,0354 q , (Д.11)

к м

- при теплоощущении "прохладно"

T = 33,34 - 0,0354 q . (Д.12)

к м

Д.5. Расчет теплоизоляции комплекта

Д.5.1. Теплоизоляцию комплекта для обеспечения теплового комфорта в

течение длительного времени при температуре воздуха минус 10 °C и при

уровне энергозатрат человека 130 Вт/кв. м рассчитывают из значений q и

п.к

T , равных соответственно 90,7 Вт/кв. м и 31,5 °C (формула (Д.11)):

к

I = (31,5 - (-10)) / 90,7 = 0,458 °C x кв. м/Вт (2,95 кло <*>).

к

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

<*> 1 кло = 0,155 кв. м x °C/Вт.

Д.5.2. I при допущении некоторого охлаждения ("прохладно" по истечение

к

трех часов) рассчитывают из значений q и T , равных соответственно 108

п к

Вт/кв. м и 28,7 °C:

I = (28,7 - (-10)) / 108 = 0,358 кв. м x °C/Вт (2,13 кло).

к

Д.5.3. Для условий воздействия ветра и выполнения физической работы

вводится поправка в I , рассчитанная для относительно спокойного воздуха,

к

которая определяется по формуле:

С = (0,07 x В + 2) x V + 5, (Д.13)

где:

С - снижение теплоизоляции, %;

В - воздухопроницаемость внешнего слоя спецодежды, измеренная при

перепаде давления 49 Па, куб. дм/кв. м x с;

V - скорость ветра, м/с.

Примечание: Если, например, предполагается эксплуатировать комплект СИЗ

в климатическом поясе, где наиболее вероятная скорость ветра в зимние

месяцы составляет 5, 6 м/с, а в качестве внешнего слоя планируется

использовать материал, имеющий воздухопроницаемость 10 куб. дм/кв. м x с,

то теплоизоляция комплекта снизится на 20,3% (формула (Д.13)).

Теплоизоляцию комплекта СИЗ с учетом поправки на ветер рассчитывают по

формуле:

I = (I x 100) / (100 - (0,07 x В + 2) x V + 5) (Д.14)

к.в к

Д.5.4. Для обеспечения должной защиты всех областей тела человека от

охлаждения теплоизоляции комплекта СИЗ X должна быть распределена в

соответствии с коэффициентами, приведенными в таблице Д.1.

Таблица Д.1

КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ КОМПЛЕКТА

СИЗ X НА РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Примечание: Например, для II климатического пояса следует изготовить комплект СИЗ, имеющий теплоизоляцию 0,474 кв. м x °C/Вт. Исходя из этой величины, теплоизоляцию комплекта следует распределять в соответствии с коэффициентами, приведенными в таблице Д.2.

Таблица Д.2

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ КОМПЛЕКТА НА РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ

ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Применительно к I , равной 0,474 кв. м x °C/Вт, в таблице Д.2 приведены

к

значения теплоизоляции комплекта на различных участках поверхности тела

человека.

БИБЛИОГРАФИЯ

[1] Методические рекомендации МЗ РФ N 11-0/279-09 от 25.11.01