Библиографическое описание:

Булыгина Ю. Г., Тульская С. Г. Влияние характеристик спецодежды на создание теплового комфорта в производственных помещений ресторанных комплексов // Молодой ученый. — 2012. — №11. — С. 102-104.

Введение

На процесс теплообмена обслуживающего персонала ресторанного комплекса с окружающей средой значительное внимание оказывают теплозащитные характеристики спецодежды. Поскольку эта профессия предполагает работу с пищевыми продуктами, спецодежда должна отвечать определённым гигиеническим нормам. Сегодня по одежде персонала такого предприятия можно определить его класс [1,2].

Специальная одежда относится к числу наиболее широко применяемых средств индивидуальной защиты рабочих. Она должна удовлетворять следующим основным требованиям:

  • Обеспечивать сохранение нормального функционального состояния человека и его работоспособности в течении всего периода пользования ею.

  • Предохранять от воздействия вредных производственных факторов.

  • Не оказывать общетоксичного и кожнораздражающего действия.

  • Быть достаточно износостойкой и эстетичной.

Расчет теплоизоляционных характеристик комплекта одежды человека

Теплоизоляция комплекта одежды человека определяется конструкцией его составляющих (например, куртка, брюки, комбинезон и др.), теплофизическими свойствами материалов, скоростью движения воздуха и интенсивностью движения человека, обусловливающих увеличение его теплопотерь. Под теплоизоляцией комплекта одежды понимается полное сопротивление переносу теплоты от поверхности тела человека во внешнюю среду (включая материалы одежды, воздушные прослойки между ними и пограничный слой воздуха, прилегающий к наружной поверхности одежды), представляющее собой отношение разности средневзвешенной температуры кожи и температуры окружающей среды к средневзвешенной величине плотности "сухого" теплового потока с поверхности тела . "Сухой" тепловой поток - это тепловой поток, состоящий из одного или более компонентов: кондуктивного , конвективного , радиационного .

Таким образом, теплоизоляция комплекта одежды, 0С/м2 /Вт:

, (1)

где - средневзвешенная температура кожи, 0С; - температура окружающей среды, 0С; - средневзвешенное значение плотности теплового потока, Вт/м2.

Величины и представляют собой, соответственно, средне взвешенные значения температуры кожи и плотности теплового потока, рассчитанные в соответствии с их локальными значениями на отдельных участках и долей их площади по отношению ко всей поверхности тела.

Все вышесказанное означает, что для расчета величины теплоизоляции комплекта одежды необходимы сведения о допустимых величинах и , а также о температуре окружающей среды , при которой предполагается эксплуатировать одежду.

Средневзвешенная температура кожи зависит от уровня энергозатрат человека (, Вт/м2) и его теплоощущений (таблица 1).

Таблица 1

Регрессионные уравнения для определения , °С, в целях расчета
требуемой теплоизоляции комплекта одежды

Теплоощущение

Формула

комфорт

= 36,07 - 0,0354

прохладно

= 33,34 - 0,0354

холодно

= 30,06 - 0,0310


Теплоизоляция отдельных предметов одежды (головной убор, рукавицы, обувь, костюм и т.д.) определяется из уравнения:

, (2)

где - температура кожи той или иной области тела (локальная), 0С; - температура окружающего воздуха, 0С; - плотность теплового потока с поверхности той или иной области тела (локальная), Вт/м2.

Известно, что одежда имеет теплоизоляционный эффект в отношении передачи теплоты во внешнюю среду. Чтобы иметь возможность это учитывать, был введен специальный показатель, получивший название «Clo» (сокращение от англ. clothing - одежда). Один «Clo» равен значению теплоизоляции, необходимой для поддержания комфортного ощущения человека в состоянии отдыха при температуре окружающего воздуха 21 0С. Стандартной же международной единицей теплоотдачи является не «Clo», а (м2 К)/Вт (один «Clo» равен 0,155 (м2К)/Вт). Один «Clo» соответствует теплоизоляции человека, одетого в стандартный костюм (рубашку, брюки, пиджак и легкое нижнее белье). Широко используется показатель «Clo» Американским инженерно-техническим обществом отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха ASHREA.

В таблице 2 приведены показатели значения «Clo» для ряда комплектов одежды. Эти показатели являются условными и могут видоизменяться в зависимости от типа материала и комплекта носимой одежды.

Таблица 2

Показатели термоизоляции различных видов одежды

Вид одежды

м2К/Вт

Clo

Костюм легкий летний

0,078

0,5

Костюм средней плотности

0,124

0,8

Костюм зимний

0,155

1,0


Суммарное сопротивление испарению влаги с тела человека в одежде, (м2кПа)/Вт, может быть определено из выражения:

, (3)

где - сопротивление испарению влаги воздушной прослойки, расположенного между поверхностного тела человека и внутренней поверхностью одежды; - сопротивление испарению влаги пакета материалов (комплекта) одежды и воздушных прослоек между ними.

В том случае, когда для изготовления одежды используются паропроницаемые материалы, расчет потерь теплоты испарением с поверхности тела человека (с кожи) может быть осуществлен по формуле (4):

, (4)

где - площадь поверхности тела обнаженного человека, м2; - теплопотери испарением влаги при дыхании, Вт/м2.

В условиях воздействия воздушных потоков и в процессе выполнения физической работы теплоизоляция комплекта снижается, поэтому в таких случаях в величину (Вт/м2град) должна быть введена соответствующая поправка, которая определяется в соответствии с формулой (5):

, (5)

где В - воздухопроницаемость внешнего слоя одежды, измеренная при перепаде давления 49 Па, дм32/с; W - скорость ветра, м/с; С – коэффициент снижения теплоизоляционных свойств, %.

Так, например, если предполагается эксплуатировать комплект одежды на открытом воздухе, где наиболее вероятная по климатическим данным скорость ветра в зимние месяцы составляет 5,6 м/с, а в качестве внешнего слоя планируется использовать материал, имеющий воздухопроницаемость 10 дм32/с, то теплоизоляция комплекта должна снизиться на 20,3% (см. формулу 5). Требуемая величина теплоизоляции комплекта в этом случае с учетом поправки на ветер определится по формуле (6):

. (6)

Если комплект одежды предполагается эксплуатировать в условиях его омывания воздушными потоками, то величина теплоизоляции должна быть увеличена в соответствии с формулой (6). Для данного случая значение теплоизоляции комплекта с учетом поправки на движения воздуха, воздухопроницаемость внешнего слоя и характер телодвижений человека , при условии сохранения теплового комфорта, должно быть равным 0,572 °С/м2/Вт, а при допущении возможности указанного выше охлаждения - 0,447 °С/м2/Вт.

Теплоизоляционные свойства одежды в сидячем положении характеризуются более низкой величиной, чем в положении стоя. Однако в зависимости от энергичности телодвижений теплоизоляция одежды уменьшается значительнее, чем в состоянии покоя. Во время ходьбы двигаются как руки, так и ноги, поэтому теплоизоляция одежды сокращается сильнее, чем когда движутся только ноги. В этом случае больших значений достигает сокращение теплоизоляции одежды с плотной набивкой. При дополнительном воздействии воздушных потоков нагрузке больше всего уменьшается теплоизоляция легкой одежды, в меньшей степени этот эффект касается зимней одежды.

Вывод

В настоящее время существует целый ряд стандартов и индексов, позволяющих классифицировать различные типы одежды и ее теплоизоляционные свойства при изменении климатических условий [4,5]. Рассмотрены процессы стационарных состояний, в которых климат и условия работы поддерживаются достаточно долго, чтобы у человека могла выработаться постоянная температура тела.

Моделирование процессов на основе физики тепломассопереноса включает в себя все механизмы теплообмена и их взаимодействия, с учетом широкого набора комплектов специальной профессиональной одежды, абсорбции пара, теплопереноса от источников излучения, конденсации, вентиляции, процессов влагонакопления, и т.д. [3].

В данной статье предложен алгоритм расчета теплоизоляции комплекта человека, используемый при моделировании профессиональной одежды работников его теплообмена с окружающей средой производственных помещений ресторанных комплексов.


Литература:

  1. ГОСТ Р 12.4.236-2011 ССБТ. Одежда специальная для защиты от пониженных температур. Технические требования

  2. МР 11-0 279-09 Методические рекомендации по расчету теплоизоляции комплекта индивидуальных средств защиты работающих от охлаждения и времени допустимого пребывания на холоде

  3. Булыгина С.Г. Учет теплозащитных характеристик спецодежды при моделировании теплообмена человека с окружающей средой / С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова// Научный журнал Инженерные системы и сооружения. - 2012. - № 1 (6).- С.60-70.

  4. Булыгина С.Г. Моделирование конвективного теплообмена человека с воздухом производственных помещений ресторанных комплексов / С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова // Инженерные системы и сооружения.-2011.-№2 (5).- С.55-66.

  5. Булыгина С.Г. Моделирование лучистого теплообмена человека с внутренними поверхностями производственных помещений ресторанных комплексов /С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов// Инженерные системы и сооружения.-2011.-№2 (5).- С.67-73.

Основные термины (генерируются автоматически): теплоизоляции комплекта, производственных помещений, производственных помещений ресторанных, помещений ресторанных комплексов, комплекта одежды, теплоизоляции комплекта одежды, комплекта одежды человека, теплообмена человека, теплоизоляция одежды, теплового потока, теплоизоляции комплекта человека, Булыгина С.Г, теплоизоляцией комплекта одежды, величина теплоизоляции комплекта, комплекта носимой одежды, сокращение теплоизоляции одежды, комплект одежды, окружающей средой, профессиональной одежды, значение теплоизоляции комплекта.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle