Платья, блузки и сорочки для лета должны способствовать охлаждению поверхности тела и воздуха в пододежном пространстве, изоляции тела человека от воздействия внешнего тепла. Платьево-сорочечные материалы должны иметь высокую гигроскопичность, влагопроводность, воздухо – и паропроницаемость. Создание летних тканей для платьев, блузок и сорочек в соответствии с реальными условиями эксплуатации представляют сложную задачу. Это объясняется тем, что при небольшой толщине пакета материалов летней одежды с изменением условий окружающей среды даже в небольших пределах такая одежда может существенно влиять на тепловые ощущения человека.
В производстве платьев, блузок и сорочек широко используется натуральные и химические материалы. Поэтому с гигиенической точки зрения большое значение имеет оптимизация их структуры и волокнистого состава. В природно-климатических зонах, где преобладают ветры, при проектировании платьево-сорочечных материалов наибольшее внимание следует уделять оптимизации их структуры. Это объясняется тем, что в условиях ветра снижается роль волокнистого состава и возрастает значение показателей строения материалов (толщины, плотности, переплетения и др.) связанные со строением тканей показатели свойств материалов (влагопроводность, воздухопроницаемость и др.). оказывают влияние на обеспечение комфортных тепловых ощущений человека. В этом случае в выведении влаги с поверхности тела человека и из – под одежды преобладают диффузионные процессы.
В относительно безветренных климатических зонах преобладающее значение в обеспечении комфортных тепловых ощущений имеет волокнистый состав.
В табл. 6 приведены показатели физико-гигиенических свойств тканей, используемых для производства платьев и сорочек. Как видно из данных таблицы не все ткани соответствуют предъявляемым к ним гигиеническим требованиям.
Таблица 6
Физико-гигиенические свойства тканей, используемых в производстве платьев и сорочек
| Ткань | Воздухопроницаемость, дм3/(м2*с) | Гигроскопичность, % | влагопроводность, г/(м2*ч) | Паропроницаемость, г/(м2*ч) | Водопоглащение, % |
| Хлопчатобумажная | 300 – 1500 | 9 – 14 | 98 – 110 | 56±3 | 58 – 120 |
| Из натурального шелка | 180 – 550 | 10 – 12 | 90 – 100 | 56±3 | 65 – 75 |
| Вискозная | 90 – 380 | 14 – 25 | 100 – 120 | 56±6 | 68 – 82 |
| Ацетатная | 150 – 400 | 5 – 7 | 80 – 85 | 56±1 | 42 – 54 |
| Триацетатная | 150 – 400 | 4 – 5 | 70 – 76 | 56±1 | 40 – 52 |
| Льняная | 120 – 280 | 11 – 15 | 105 – 110 | 56±4 | 68 – 106 |
| Льнолавсановая | 140 – 470 | 4 – 7 | 68 – 90 | 56±3 | 42 – 56 |
| Хлопколавсановая | 85 – 270 | 6 – 10 | 70 – 92 | 56±2 | 45 – 52 |
| Полиамидная | 110 – 350 | 3 – 4 | 56 | 56 | 15 – 22 |
| Полиэфирная | 80 – 240 | 1 | 56 | 56 | 11 – 17 |
| Шерстяная | 100 – 180 | 11 – 13 | 90 – 100 | 56±4 | 70 – 94 |
| Полушерстяная | 120 – 260 | 5 – 11 | 66 – 88 | 56±2 | 62 – 75 |
| Примечание: гигроскопичность материалов определяется при относительной влажности воздуха 98 %, влагопроводность и паропроницаемость устанавливались по методике ЦНИИШПа. | |||||
Для изготовления платьев широко используются трикотажные полотна различного волокнистого состава. Их воздухопроницаемость значительно выше предъявляемой к ним требованиями и составляет от 470 до 2300 дм3/(м2*с). Сорбционные свойства трикотажных полотен, содержащих гидрофобные волокна, неудовлетворительные. Использовать одежду из таких полотен в условиях неподвижного воздуха не рекомендуется.
Ассортимент платьево-сорочечных материалов развивается в направлении снижения их материалоемкости, что положительно сказывается на физико-гигиенических свойствах этих материалов (например, повышается воздухопроницаемость).
Важным является введение в нормативно – техническую документацию для платьево–сорочечных и бельевых материалов в качестве обязательных наряду с воздухопроницаемостью показателей электризуемости и содержания гидрофобных волокон. В соответствии с гигиеническими рекомендациями по использованию синтетических материалов для изготовления одежды в материалах для блузок, мужских сорочек и платьев содержание синтетических и ацетатных волокон не должно превышать 50 %.
По данным исследований, в платьево–сорочечные материалы, содержащие хлопок и лен, можно включать поливинилхлоридные и полиакрилонитрильные волокна до 30 – 35 %, полиамидные – до 45 %. Изменение строения тканей позволяет при одних и тех же затратах сырья в широких пределах варьировать их воздухопроницаемость, водопоглощение и капиллярность.
7. Расчет теплопродукции человека
Задача 1
Рассчитать теплопродукцию мужчин в возрасте 30 лет занятных гимнастикой. Значение энерготрат Qэ.т. = 233 Вт/м2 и термического коэффициента полезного действия η = 0,1, Qо = 42,3 Вт/м2 , S = 1,41 м2.
Qm.n. = S[Qэ.т. – η(Qэ.т. – Qо)] = 1,41м2[233 – 0,1(233 – 42,3 )] = 301,6 Вт/м2
Задача 2
Проанализировать теплообмен излучения, конвекции и теплопередачи между человеком и окружающей средой.
Для расчета потерь тепла излучением Qизл.,αизл. = 5,5 Вт/м20 С, Sизм. = 1,06 м2, t1 = 30оС, t2 = 20о С
Для расчета потерь тепла конвекцией Qкон.,αкон. = 7 Вт/м20 С, S = 1,41 м2, t1 = 30оС, t3 = 22о С
Для расчета потерь тепла теплопередачей Qтепл., Sn = 0,042 м2, t4 = 19оС, t5 = 20о С, λ = 0,23 Вт/моС, δ = 0,015 м
1.Рассчитать потери тепла излучением по уравнению Стефана – Больцмана для небольшой разности температур тел:
Qизл = αизл * Sизм. (t1 – t2 ) = 5,5 Вт/м20 С* 1,06 м2( 30оС – 20о С) = 58,3 Вт
2. Рассчитать потери тепла конвекцией по уравнению охлаждения тел Ньютона:
Qкон =αкон. * S ( t1 – t3 ) = 7 Вт/м20 С* 1,41 м2( 30оС – 22о С) = 79 Вт
3. Рассчитать потери тепла теплопередачей (считая, что теплопередача происходит только через поверхность подошв)
Qтепл = λ( t4 – t5 )/ δ* Sn = 0,23 Вт/моС( 19оС – 20о С) /0,015 м * 0,042 м2 = – 0,64Вт
4. Проанализировав полученный результат. Пришла к выводу что при моем варианте тело человека нагревается.
Задача 3
Рассчитать комфортный уровень теплоотдачи испарением. Qm.п. = 301,6 Вт/м2 (из задачи 1)
Qисп. = 0,36S* (Qm.n./S – 58) = 0,36 * 1,41м2 *(301,6 Вт/м2 /1,41 м2 – 58) = 79,1 Вт
Основные показатели теплового обмена человека
| Вид деятельности человека : занятия гимнастикой | ||||
| Пол и возраст: мужчина, 30 лет | ||||
| Теплопродукция Qm.n.,Вт | Потери тепла излучением Qизл., Вт | Потери тепла конвекцией Qкон., Вт | Потери тепла теплопередачей Qтеп., Вт | Потери тепла испарением Qисп., Вт |
| 301,6 | 58,3 | 79 | – 0,64 | 79,1 |
Qm.n.= Qизл + Qкон. + Qтеп. + Qисп
301,6 = 58,3 + 79 + (–0,64) + 79,1
Если считать, что других источников отведения тепла нет, то тело человека нагревается, т.к. теплопродукция больше чем суммарные потери тепла.