5.1 Краткий обзор
В данном разделе приведено общее уравнение теплового баланса тела. Определяющие факторы в этом уравнении - тепловые свойства одежды, генерация тепла телом человека и физические характеристики окружающей среды. Приведено уравнение для определения требуемой термоизоляции одежды (IREQ), обеспечивающей поддержание теплового баланса на основе конкретных критериев физиологического напряжения. Далее IREQ сопоставляют с защитой (термоизоляцией), обеспечиваемой рабочей одеждой. Если термоизоляция применяемого комплекта одежды меньше, чем требуется, вычисляют безопасную продолжительность пребывания в холодной среде () на основе допустимых уровней охлаждения тела. Формулы, коэффициенты и критерии приведены в приложениях A и B.
Метод состоит из следующих этапов, схематично представленных на рисунке 1:
- измерение тепловых параметров окружающей среды;
- определение уровня активности (скорость метаболизма) человека;
- вычисление значения IREQ;
- сравнение значения IREQ с текущей термоизоляцией, обеспечиваемой используемой одеждой;
- анализ условий для обеспечения теплового баланса и вычисление рекомендуемой максимальной продолжительности пребывания в холодной среде ().
5.2 Определение требуемой термоизоляции одежды IREQ
Коэффициент требуемой термоизоляции одежды IREQ - результирующий коэффициент термоизоляции одежды, требуемой в фактических условиях окружающей среды для поддержания теплового равновесия тела с приемлемым уровнем температуры тела и кожи.
IREQ является:
a) мерой холодового стресса, вызванного воздействием температуры воздуха, средней радиационной температуры, относительной влажности и скорости воздуха для определенных уровней скорости обмена веществ (метаболизма);
b) методом анализа воздействия тепловой среды и скорости обмена веществ человеческого тела;
c) методом определения требований к термоизоляции одежды и последующего выбора одежды для использования в реальных условиях;
d) методом анализа изменений параметров теплового баланса для улучшения планирования рабочего времени и режимов работы в холодных условиях.
5.3 Обоснование формулы для IREQ
5.3.1 Общее уравнение теплового баланса
Вычисление IREQ основано на рациональном анализе теплообмена человека с окружающей средой. Следующие пункты охватывают общие принципы вычисления различных показателей, влияющих на IREQ.
Общее уравнение теплового баланса [уравнение (1)] имеет вид:
, (1)
где левая сторона уравнения отражает генерацию внутреннего тепла, а правая сторона - сумму теплопотерь от теплообмена через дыхательные пути, теплообмена на поверхности кожи и тепла, накапливающегося в теле человека. Переменные уравнения (1) определены ниже. Значения символов приведены в 3.2.
Холодная тепловая (термальная) среда