Приложение А (обязательное). Вычисление показателей температурного баланса

Приложение А
(обязательное)

Вычисление показателей температурного баланса

А.1 Общие положения

Формулы, коэффициенты и значения для вычисления различных форм теплообмена, представленные в данном приложении, рекомендовано применять только в пределах значений основных параметров. Они основаны на недавних результатах экспериментальных исследований (см. библиографию). Применяемые символы и единицы измерения приведены в подразделе 3.2.

А.2 Теплопотери при дыхании

Теплопотери при дыхании связаны с М и их рассчитывают по формулам для теплопотерь за счет конвекции и испарения при дыхании, представленным ниже.

,

(А.1)

,

(А.2)

(А.3)

Предполагают, что выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и имеет температуру (), которая связана с температурой вдыхаемого (окружающего) воздуха () через уравнение (А.3).

А.3 Теплопотери при испарении

Теплопотери при испарении через кожу (E) рассчитывают по формуле

.

(А.4)

Фактор увлажненности кожи может быть учтен как увлажненная часть кожи, участвующей в испарительном теплообмене. Переменная w может изменяться приблизительно от 0,06, когда диффузия (воды) через кожу - единственная форма испарения, до 1,0, когда испарение максимально и кожа полностью влажная. Давление насыщенного водяного пара на поверхности кожи вычисляют в зависимости от средней температуры кожи по формуле

.

(А.5)

Среднюю температуру кожи определяют автоматически, как функцию скорости метаболизма (см. приложение С).

А.4 Сопротивление испарению

Значение вычисляют на основе коэффициента термоизоляции одежды и ее проницаемости для водяного пара. Из-за ограниченного вклада теплопотери от испарения в холодных условиях для определенных уровней физиологического напряжения достаточно следующей приблизительной оценки

.

(А.6)

Выражение в скобах - коэффициент полной термоизоляции. Значение вычисляют, используя (А.13). Некоторый набор значений для и приведен в официальных источниках (см. ИСО 9920). Для обычной (паропроницаемой) одежды принимают за 0,38 и уравнение (А.6) принимает вид

.

(А.7)

А.5 Коэффициент термозащиты тела

Во всех расчетах вычисляют по формуле

.

(А.8)

А.6 Коэффициент теплопередачи за счет конвекции

вычисляют по формуле

.

(А.9)

Для и ; - данный коэффициент определяют с помощью уравнения (А.13).

А.7 Коэффициент радиационной теплопередачи

В окружающей среде с преобладающим низкотемпературным излучением коэффициент радиационной теплопередачи приближенно равен

,

(А.10)

где - постоянная Стефана-Больцмана, равная () Вт/(),

- коэффициент излучения поверхности одежды.

Коэффициент излучения одежды зависит от температуры источника излучения.

При низкотемпературном излучении коэффициент излучения не зависит от цвета одежды и равен 0,97.

При высокотемпературном излучении (например, для солнечного света), цвет одежды важен, и должно быть выбрано соответствующее значение. Полностью темный слой наружной поверхности может поглощать до 100 больше, чем белая поверхность.

А.8 Результирующий коэффициент термоизоляции одежды

Значение базового коэффициента термоизоляции () выбранного комплекта одежды корректируют с учетом эффекта проникновения ветра и уровня физической активности, принимая во внимание воздушную проницаемость верхнего слоя предметов одежды. Воздухопроницаемость должна быть определена в соответствии с ИСО 9237. После корректировки получают результирующий коэффициент термоизоляции (), который лучше отражает реальные условия, чем IREQ.

Значение вычисляют по формуле (А.11), используя скорректированные значения коэффициента полной термоизоляции [формула (А.12)] и коэффициента термоизоляции пограничного слоя [формула (А.13)]. Значение используют для вычисления (см. 5.7).

,

(А.11)

.

(А.12)

Соотношения для вычислений сокращения воздушного слоя получены из уравнения (А.12), подставляя ар = 10000 л/() и заменяя значением = 0,085 . Формула приобретает вид:

.

(А.13)

Выражения (А.12) и (А.13) применяют для и и для условий уравнения (А.14).

Если скорость ходьбы неизвестна или неприменима (стационарная работа), скорость воздуха вокруг тела при выполнении движений, может быть вычислена

.

(А.14)

Эффект от движений тела ограничен значениями меньше 0,7 м/с.

Уравнение (А.15) необходимо использовать, чтобы определить коэффициент требуемой термоизоляции одежды , как функцию предыдущих уравнений. Это обеспечивает дополнительную оценку необходимой термоизоляции. Необходимые исправления производят с помощью программ и полученный результат - это искомое значение , которое можно сравнить непосредственно с данными из таблиц (см. приложение С) или с данными, полученными с помощью неподвижного термоманекена.

Требуемое значение определяют, заменяя в уравнении (А.15) значением IREQ:

.

(А.15)

Примеры значений базового коэффициента термоизоляции приведены в приложении С.