Приложение Г (справочное). Расчет теплоизоляции комплекта СИЗ

Приложение Г
(справочное)

 

Расчет
теплоизоляции комплекта СИЗ

 

Г.1 Теплоизоляцию комплекта СИЗ, ( °С/Вт), рассчитывают по формуле:

 

,

(Г.1)

 

где - средневзвешенная температура кожи, °С;

- температура окружающей среды, °С;

- средневзвешенное значение теплового потока.

Г.2 Расчет величины теплового потока, необходимого для определения теплоизоляции комплекта СИЗ

Г.2.1 Тепловой поток рассчитывают в соответствии с формулой теплового баланса:

 

,

(Г.2)

 

где W - эффективная мощность механической работы, ;

- энерготраты, ;

- теплопотери конвекцией при дыхании, ;

- теплопотери испарением влаги при дыхании, ;

- потери тепла испарением влаги с поверхности тела, ;

- изменение теплосодержания в организме (разность между значением и суммой теплопотерь организма), .

Г.2.2 Теплопотери рассчитывают по формуле:

 

,

(Г.3)

 

где - температура выдыхаемого воздуха, °С, вычисляемая по формуле:

 

.

(Г.4)

 

Г.2.3 Теплопотери испарением влаги при дыхании () рассчитывают по формуле:

 

,

(Г.5)

 

где - давление насыщенного водяного пара при температуре выдыхаемого воздуха (), кПа;

- давление водяного пара в атмосфере, кПа.

Г.2.4 Теплопотери испарением влаги с поверхности тела, (), рассчитывают по формуле:

 

,

(Г.6)

 

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 .

Давление насыщенного водяного пара при температуре кожи, (кПа), может быть определено либо по психрометрическим таблицам, либо по формуле:

 

.

(Г.7)

 

Суммарное сопротивление одежды испарению влаги, , , может быть определено из выражения:

 

,

 

где - сопротивление испарению влаги слоя воздуха, прилегающего к поверхности одежды;

- сопротивление испарению влаги пакета материалов одежды и воздушных прослоек между ними.

с некоторым приближением может быть рассчитана по формуле:

 

.

(Г.8)

 

Г.2.5 Если для изготовления одежды используются паропроницаемые материалы, то расчет потерь тепла испарением влаги с поверхности тела человека рассчитывают по формуле:

 

,

(Г.9)

 

где S - площадь поверхности тела обнаженного человека, .

 

Примечание - Средняя поверхность тела человека составляет 1,8 .

Г.3 Пример расчета комфортной величины для определения теплоизоляции комплекта СИЗ применительно к человеку, выполняющему физическую работу с энергозатратами 130 при температуре воздуха минус 10°С

Г.3.1 Температуру выдыхаемого воздуха рассчитывают, используя формулу (Г.4):

 

.

 

Г.3.2 Потери тепла дыханием за счет конвекции рассчитывают, используя формулу (Г.3):

 

.

 

Г.3.3 Потери тепла за счет испарения влаги с верхних дыхательных путей рассчитывают, используя формулу (Г.5):

 

.

 

Г.3.4 Потери тепла испарением влаги с поверхности тела человека рассчитывают по формуле (Г.9):

 

.

 

Г.3.5 Тепловой поток рассчитывают в соответствии с формулой теплового баланса (Г.2) при условии, что эффективная мощность механической работы (W) равна нулю:

 

.

 

Примечание - Если для изготовления одежды предполагается использовать паропроницаемые материалы (4,0  и более), то (в диапазоне температур воздуха до минус 10°С) может быть ориентировочно определен также из следующей формулы:

 

.

(Г.10)

 

Г.3.6 При необходимости регламентации времени пребывания на холоде величина , рассчитанная для случая сохранения теплового комфорта (по таблице В.1), 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 . Данная степень охлаждения человеком воспринимается как "прохладно".

Г3.7 Величина , используемая для вычисления теплоизоляции, может быть определена с учетом планируемого времени непрерывного пребывания на холоде (t, час).

 

Таблица Г.1 - Комфортный уровень теплового потока () при различных температуре воздуха и интенсивности физической работы

 

Температура воздуха, °С

Энерготраты (категория работ),

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

 

,

(Г.11)

 

где - тепловой поток при условии сохранения теплового комфорта (см. таблицу Г.1).

При непрерывном пребывании на холоде, например в течение трех часов, для расчета теплоизоляции комплекта СИЗ величину следует принять равной 108 (90,7 + 52/3).

Г.4 Расчет средневзвешенной температуры кожи

Г.4.1 Значение рассчитывают по формулам:

- при теплоощущении "комфорт":

 

,

(Г.12)

 

- при теплоощущении "прохладно":

 

.

 

(Г.13)

Г.5 Расчет теплоизоляции комплекта СИЗ

Г.5.1 Теплоизоляцию комплекта СИЗ для обеспечения теплового комфорта в течение длительного времени при температуре воздуха минус 10°С и при уровне энергозатрат человека 130 рассчитывают из значений и , равных соответственно 90,7  и 31,5°С (формула Г.12):

 

(2,95 кло*).

 

Г.5.2 при допущении некоторого охлаждения ("прохладно" по истечении трех часов) рассчитывают из значений и , равных соответственно 108 и 28,7°С:

 

(2,13 кло).

 

Г.5.3 Для условий воздействия ветра и выполнения физической работы вводится поправка в , рассчитанная для относительно спокойного воздуха, которая определяется по формуле:

 

,

 

(Г.14)

 

где С - снижение теплоизоляции, %;

В - воздухопроницаемость материала верха спецодежды, измеренная при перепаде давления 49 Па, 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 материала верха планируется использовать материал, имеющий воздухопроницаемость 10 с, то теплоизоляция комплекта, , снизится на 20,3% (формула Г.14). Теплоизоляцию комплекта СИЗ с учетом поправки на ветер рассчитывают по формуле:

 

.

(Г.15)

 

Г.5.4 Для обеспечения должной защиты всех областей тела человека от охлаждения теплоизоляция комплекта СИЗ должна быть распределена в соответствии с коэффициентами, приведенными в таблице Г.2.

 

Примечание - Например, для II климатического пояса следует изготовить комплект СИЗ, имеющий теплоизоляцию 0,474°С . Исходя из этой величины, теплоизоляция комплекта должна соответствовать величинам, приведенными в таблице Г.2 (применительно к верхней границе 0,556°С .

 

Таблица Г.2 - Коэффициенты для определения теплоизоляции комплекта СИЗ на различных участках поверхности тела человека

 

Область тела

Теплоизоляция комплекта СИЗ (верхняя граница), °С

0,556

0,792

0,792

Голова

0,50

0,49

0,39

Туловище

1,26

1,31

1,45

Плечо и предплечье

1,13

1,24

1,23

Кисть

0,74

0,66

0,55

Бедро и ягодицы

1,13

1,08

1,07

Голень

0,90

0,81

0,86

Стопа

0,83

0,77

0,59

 

Применительно к , равной 0,474°С , в таблице Г.3 приведены значения теплоизоляции комплекта СИЗ на различных участках поверхности тела человека.

В таблице Г.4 приведены значения теплоизоляции комплекта СИЗ, определенные для различных климатических поясов, применительно к трехчасовому пребывании в условиях пониженной температуры.

 

Таблица Г.3 - Теплоизоляция комплекта СИЗ на различных участках поверхности тела человека

 

Область тела

Теплоизоляция, °С

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

 

Таблица Г.4 - Теплоизоляция комплекта СИЗ применительно к трехчасовому пребыванию в условиях пониженной температуры в различных климатических поясах (регионах)

 

Класс защиты

Климатический

пояс

(регион)

Температура воздуха зимних месяцев, °С

Скорость

ветра

в зимние

месяцы,

м/с

Значение теплоизоляции комплекта СИЗ, °С

при воздухопроницаемости материала верха,

0

10

20

30

40

4

"Особый" (IA)

-25

6,8

0,630

0,669

0,714

0,764

0,823

3

IV (1Б)

-41

1,3

0,735

0,744

0,752

0,759

0,767

2

Ш (II)

-18

3,6

0,503

0,518

0,534

0,551

0,569

1

ll - l (III)

-9,7

5,6

0,430

0,450

0,474

0,500

0,528

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Получить доступ к системе ГАРАНТ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.