Приложение Д (рекомендуемое). Расчет теплоизоляции комплекта

Приложение Д
(рекомендуемое)

Расчет
теплоизоляции комплекта

Д.1 Теплоизоляцию комплекта СИЗ , , рассчитывают по формуле.

, (Д.1)

где - средневзвешенная температура кожи;

- температура окружающей среды;

- средневзвешенное значение теплового потока.

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

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

, (Д.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, .

Изменение теплосодержания в организме представляет собой разность между значением и суммой теплопотерь организма.

Д.2.2 Теплопотерю рассчитывают по формуле

, (Д.3)

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

. (Д.4)

Д.2.3 Теплопотери испарением влаги при дыхании q_исп.дых, Вт/м2, рассчитывают по формуле

, (Д.5)

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

- давление водяного пара в атмосфере, кПа.

Д.2.4 Теплопотери испарением влаги с поверхности тела, , , рассчитывают по формуле.

, (Д.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 равная . Давление насыщенного водяного пара при температуре кожи, , кПа, может быть определено либо по психрометрическим таблицам, либо по формуле

. (Д.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

. (Д.8)

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

, (Д.9)

где S - площадь поверхности тела обнаженного человека, (по Д'Буа).

Примечание - Средняя поверхность тела человека составляет 1,8 .

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

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

.

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

.

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

.

Д.3.4 Потери тепла испарением с поверхности тела человека рассчитывают по формуле (Д.9)

.

Д.3.5 Тепловой поток рассчитывают в соответствии с формулой теплового баланса (Д.2) при условии, что эффективная мощность механической работы (W) равна 0:

.

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

. (Д.10)

Д.3.6 При необходимости регламентации времени пребывания на холоде величина , рассчитанная для случая сохранения теплового комфорта (см. 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 . Данная степень охлаждения человеком воспринимается как "прохладно".

Д.3.7 Величина , используемая для вычисления теплоизоляции, может быть определена с учетом планируемого времени непрерывного пребывания на холоде (, час):

, ,

где - тепловой поток при условии сохранения теплового комфорта.

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

Д.4 Расчет средневзвешенной температуры кожи

Д.4.1 Значение рассчитывают по формулам:

- при теплоощущении "комфорт"

, (Д.11)

- при теплоощущении "прохладно"

. (Д.12)

Д.5 Расчет теплоизоляции комплекта

Д.5.1 Теплоизоляцию комплекта 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 (Д.11)]:

(2,95 кло*).

Д.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).

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

, (Д.13)

где С - снижение теплоизоляции, %.

В - воздухопроницаемость внешнего слоя спецодежды, измеренная при перепаде давления 49 Па, ;

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 , то теплоизоляция комплекта снизится на 20,3% (формула Д.13). Теплоизоляцию комплекта СИЗ с учетом поправки на ветер рассчитывают по формуле

(Д.14)

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

Область тела	Теплоизоляция комплекта СИЗ X (верхняя граница),°С х м2/Вт
	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

Примечание: Например, для II климатического пояса следует изготовить комплект СИЗ, имеющий теплоизоляцию 0,474 . 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

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

Применительно к , равной 0,474 , в таблице Д.2 приведены значения теплоизоляции комплекта на различных участках поверхности тела человека.

______________________________

* 1 кло = 0,155 .