Прохоров В.Т. Особенности защиты человека от воздействия низких температур

Подождите немного. Документ загружается.

Для защиты от пониженных температур применяются мате-

риалы с низкой теплопроводностью:

• подошва - пористая резина;

• стельки - жесткая кожа;

• подкладки - натуральный или искусственный мех;

• межподкладки - тинсулейт, синтепон, шерстяное сукно.

На комфортность стопы при защите ее от низких температур

во многом влияет и низ обуви. Наиболее высокие теплозащитные

свойства низу и всей конструкции обуви придают подошвы из порис-

той резины. Кроме того, от метода крепления подошв зависит плот-

ность всей конструкции низа обуви: степень сжатия деталей, наличие

или отсутствие воздушных прослоек. Все это изменяет показатели те-

плозащитных свойств низа и влияет на показатель полного суммарно-

го теплового сопротивления обуви. Наиболее распространенные ме-

тоды крепления низа (клеевой, горячей вулканизации) в равной степе-

ни не обеспечивают высоких показателей теплозащитных свойств.

Поэтому для повышения теплозащитных свойств обуви при химиче-

ских методах крепления низа необходимо применять для низа мате-

риалы с наиболее низкой теплопроводностью и с повышенной толщи-

ной подошв. Кроме того, данные исследований подтверждают, что

при наличии металлических крепителей снижаются теплозащитные

свойства низа. Поэтому гвоздевой метод крепления монолитных рези-

новых подошв рекомендуется для зимней утепленной обуви лишь то-

гда, когда необходимо добиться повышенной износостойкости низа.

Для повышения теплозащитных свойств низа обуви в этом случае не-

обходимо применять дополнительные меры.

При эксплуатации обуви в зимний период часто в качестве до-

полнительных утеплителей используются вкладные легко вынимаю-

щиеся стельки.

Институт катализа СО РАН и ЗАО "Катализаторная компания"

предлагают влагопоглощающие стельки многоразового использования

для военнослужащих, буровиков, шахтеров, строителей, спортсменов

и др. категорий населения, вынужденных находиться в течение дли-

тельного времени в условиях низких температур без смены обуви [8].

Стельки, изготовленные из нового влагопоглощающего компо-

зитного материала, эффективно адсорбируют выделяемый стопами

ног пот с одновременным выделением тепла, устраняют запах в обуви

и обеспечивают высокий уровень комфортности ног при низких тем-

пературах и интенсивной физической нагрузке.

Рис. 1.8. Влияние стелек на стопу

Достоинства новых стелек:

• снижают степень риска простудных заболеваний;

• препятствуют развитию грибковых образований в обуви,

микробных заболеваний кожи ступней;

• легко восстанавливают свои свойства после сушки (40-80

°С);

• прочны, (длительность эксплуатации стельки не менее 1 го-

да).

Полпред президента РФ в Сибирском федеральном округе ре-

комендовал начальнику тыла Вооруженных сил РФ использовать в

армии разработку сибирских ученых - самонагревающиеся стельки

[8].

Стельки разработаны в Институте катализа Сибирского отде-

ления РАН. Как пояснил заместитель директора института Александр

Носков, стельки изготовлены из специального сорбента, который по-

глощает влагу и выделяет при этом небольшое количество тепла.

Кроме того, стельки устраняют неприятный запах. Если их сушить на

батарее, то они легко восстанавливают свои свойства и могут прослу-

жить более года. Стельки способны поддерживать температуру 18-20

градусов в течение пяти-шести часов. Стельки прошли испытание в

Чечне, где их использовали бойцы Новосибирского СОБРа. Стельки

изготовлены из нового влагопоглощающего композиционного мате-

риала и эффективно адсорбируют выделяемый стопами ног пот с од-

новременным выделением тепла. Стельки устраняют запах в обуви и

обеспечивают высокий уровень комфортности ног при низких темпе-

ратурах и интенсивной физической нагрузке. Суровый климат России

требует дополнительных затрат на обеспечение приемлемых условий

жизнедеятельности человеческого организма. Особое значение для

поддержания высокой трудоспособности и здоровья имеет предот-

вращение переохлаждения ног в холодное время года. Решение про-

блемы осложняется тем, что поверхность человеческого тела постоян-

но выделяет влагу в виде пота и паров воды. Испаряющаяся с поверх-

ности стопы влага не только дополнительно охлаждает ногу, но и уве-

личивает влажность воздуха внутри обуви до 100%. При низких тем-

пературах эта влага конденсируется и впитывается внутренними по-

верхностями обуви, увеличивая ее теплопроводность в несколько раз

и усиливая охлаждение ног. Использование меховой зимней обуви в

теплых помещениях приводит к перегреву и переувлажнению стоп,

поэтому многим людям на месте работы или учебы приходится ис-

пользовать сменную обувь. Американские, европейские и японские

фирмы производят много стелек, основной осушающий эффект кото-

рых достигается за счет сложной системы вентиляции обуви возду-

хом. Но это недопустимо в холодную или сырую погоду. Существуют

зарубежные стельки, способные одновременно выделять небольшое

количества тепла и поглощать избыточную влагу, но они очень дороги

- около 25 долларов за пару, что практически составляет стоимость

недорогих зимних ботинок в России. Сибирскими разработчиками

был создан материал, влагопоглощающие и тепловыделяющие спо-

собности которого в 3-5 раз выше, чем у ранее известных влагопогло-

тите-лей. Этот композитный материал состоит из прочной керамиче-

ской гранулы, в порах которой размещен кристаллогидрат-

влагопоглотитель. При температуре ниже +35 С новый материал ак-

тивно забирает из окружающей среды влагу (столько же, сколько ве-

сит сам) и выделяет тепло. Стельки оптимально подходят для военно-

служащих, буровиков, шахтеров, строителей, спортсменов и других

категорий населения, вынужденных находиться в течение длительно-

го времени в условиях низких температур без смены обуви.

Также в Институте катализа Сибирского отделения РАН были

изготовлены лечебно-профилактические влагопоглощающие стельки

из нового влаго-поглощающего композитного материала. Они эффек-

тивно адсорбируют выделяемый стопами ног пот с одновременным

выделением тепла, устраняют запах в обуви и обеспечивают высокий

уровень комфортности ног при низких температурах и интенсивной

физической нагрузке [9].

Достоинства стелек: снижают степень риска простудных забо-

леваний; препятствуют развитию грибковых образований в обуви,

микробных заболеваний кожи ступней; легко восстанавливают свои

свойства при просушивании (40-80°С); прочны.

Hotronic (Хотроник) - стельки с подогревом, основной осу-

шающий эффект которых достигается за счет сложной системы вен-

тиляции обуви воздухом. Они состоят из приформованной выгнутой

пяточной части, передней части, рассчитанной для пальцев ног. Они

тонкие, округлые, на клеевой пленке. Устройство обеспечивает шесть

с половиной часов обогрева.

Grabber Mycoal (Граббер Майкоул) изготовляет обогреватель-

ные устройства для рук, пальцев ног, стельки с подогревом. Они обес-

печиваю адсорбцию пота на внутренней и внешней поверхности мате-

риала. Устройства обогрева пальцев ног крепятся поверх носков под

пальцами. Устройство обеспечивает шесть с половиной часов обогре-

ва.

В зимний период обувь используют с внутренней обувью: нос-

ками, чулками, портянками или тем и другим одновременно.

Как доказали ученые, мало что может сравниться по целебно-

сти с овечьей шерстью. После ряда исследований они пришли к сле-

дующему выводу: свойство овечьей шерсти - снимать боль - основано

на пяти дополняющих и усиливающих друг друга принципах воздей-

ствия: химическом, электростатическом, массажном, согревающем и

влаговыводящем.

Химическое воздействие: шерсть содержит особое вещество -

ланолин, входящее во все антиаллергические, противовоспалительные

препараты, способствующие заживлению ран и переломов. Овечья

шерсть содержит ланолин в большем количестве, чем шерсть других

животных. Именно, благодаря этому веществу, шерстяные волокна

непосредственно воздействуют на рецепторы кожи и ускоряют реге-

нерационные процессы в клетке в целом в поясничной области, сни-

мая при этом болевые ощущения.

Электростатическое воздействие: в процессе эксплуатации

шерстяные волокна трутся друг об друга и создают электростатиче-

ское поле, которое благотворно влияет на человека, оказывает силь-

ный оздоровительный эффект.

Массажное воздействие: волокна шерсти, непосредственно

прилегая к коже, осуществляют микромассаж, что приводит к усиле-

нию микроциркуляции крови.

Согревающее свойство: шерсть имеет очень сложную структу-

ру, состоящую из пористых клеток, с большим количеством воздуш-

ных полостей. Это придает шерсти уникальные теплоизоляционные

свойства, а также мягкость и легкость, что обеспечивает огромное

преимущество перед другими материалами. Прогревание не только

улучшает микроциркуляцию крови в области поясницы, но и благо-

творно влияет на внутренние органы, в частности прогревание реко-

мендовано при заболеваниях почек.

Влаговыводящее свойство: овечий мех поглощает 33% влаги

(для сравнения, хлопок поглощает 8%, синтетика 0%) и прекрасно ис-

паряет ее, оставаясь при этом сухой. Такое прогревание сухим теплом

прекрасно лечит лимфаденит, успокаивает ревматические боли в сус-

тавах.

Носки «Артемида» согревающие с массажной стопой.[10]

Ангора + овечья шерсть. Носки имеют специальное "точечное" по-

крытие на ступне. Воздействуя на активные точки, оно улучшает кро-

вообращение, что способствует профилактике многих заболеваний.

Носки шерстяные изготовлены из овечьей шерсти и ангоры, обладают

массажирующими и согревающими свойствами. Состав 30% поли-

амид, овечья шерсть 30 %, ангора 40%. Цвета: натуральный светлый.

Размеры: 39-42, 43-45. Производятся в Италии, по заказу компании

ООО "АРТЕМИДА-М".

За технологией ComforTemp (КомфорТемп) обувь работает как

персональный термостат: накапливает и контролирует тепло вашего

тела дня поддержания наибольшего уровня комфорта внутри обуви.

Технология разработана для NASA и спецподразделений ВМФ США

«Морские котики». ComforTemp - высококачественная, дышащая по-

лиуретановая пена, насыщенная миллионами капсул микронного раз-

мера, каждая из которых наполнена, так называемым, «фазоизменчи-

вым» веществом. Они собирают и сохраняют тепло и отдают его по

мере необходимости. «Пограничная» температура, при которой про-

исходит изменение в структуре вещества, заполняющего капсулы +28

°С [7].

Когда температура внутри обуви становится ниже этой отмет-

ки, капсулы начинают выделять накопленную ими энергию, сохраняя

ногу в тепле дольше всех известных промышленных теплоизолирую-

щих материалов. В состоянии неподвижности выделяется энергия, на-

копленная в капсулах. Оригинальность ComforTemp в том, что капсу-

лы легко могут быть «заряжены» снова, для этого надо лишь подви-

гаться или ненадолго зайти в обогреваемое помещение.

Анализ новых технических решений показал, что основными

целями отечественных и зарубежных разработок является: улучшение

комфортности обуви - её гигиенических и эргономических свойств, а

также теплозащитных свойств за счёт совершенствования конструк-

ций и способов изготовления деталей верха и низа обуви, применяе-

мых материалов. Большое количество изобретений посвящено раз-

личным конструкциям стелек. В патенте РФ № 2217026 предложена

конструкция вкладных стелек, которые используются для повышения

комфортности обуви. Она включает в себя верхний и нижний слои из

высокоэластичного и термопластичного материалов, скреплённые по

периферии в виде герметичной оболочки, которая содержит одну или

несколько камер, расположенных в зонах контакта плантарной части

стопы и соединённых между собой каналами. При использовании

данной вкладной стельки улучшаются эргономические свойства

стельки, повышаются надёжность при эксплуатации и комфортность

обуви. [13]

В патенте США № 5958546 предложен способ получения

стельки с вкладышем, предусматривающей особенности строения

стопы человека.

Оригинальный вид обуви с противоскользящими свойствами

предложен в патенте РФ № 2217025. Для повышения удобства при

ходьбе на подошве размещены вакуумные присосы, сообщающиеся с

выполненным в каблуке вертикальным каналом, в котором помещён

подпружиненный клапан. Для закрывания клапана может быть ис-

пользован сенсорный датчик. [12]

В патенте РФ № 2217024 также предложена подошва с проти-

воскользящими свойствами, которая состоит из двух слоев. Наружный

слой выполнен из эластичного упругого материала и состоит из плот-

но прилегающих друг к другу частей, разделённых линиями сгиба по-

дошвы. Такая конструкция подошвы облегчает отрыв ноги от опорной

поверхности при ходьбе. [11]

Многие авторы совершенствуют конструкции деталей низа,

решая проблему комфортности обуви. Например, в патенте США №

6199304 предложена конструкция стельки из ламинированного вспе-

ненного материала, выполненной с волнистой поверхностью для луч-

шей амортизации и с несколькими вертикальными сквозными канала-

ми, которые создают эффект вентиляции при ходьбе. [5]

В последнее время зарубежные фирмы предлагают большое

количество новых материалов и комплектующих для производства

обуви. Немецкая фирма Forestale CmbH создала новые подкладочные

материалы. [6]

Это Agotex РВ - материал с хорошими абсорбционными свой-

ствами и оптимальными возможностями для поддержания температу-

ры, который может применяться для производственной, специальной

(в том числе армейской) обуви. Agotex LD - для заготовок из очень

мягкой кожи и текстильных материалов с водоотталкивающими свой-

ствами, высокой прочностью на разрыв и способностью приклеивать-

ся всеми видами клеев. Agotex VR - материал с антискользящими

свойствами, рекомендуется для обуви, в которой требуется фиксация

положения стопы. [7]

Комфортность обуви зависит от многих факторов, важнейши-

ми из которых являются её термоизоляционные свойства, необходи-

мые в холодных условиях.

Методы определения тепловых характеристик обувных мате-

риалов основаны на стационарном и нестационарном тепловых режи-

мах. Методы, основанные на стационарном тепловом режиме, харак-

теризуются простотой и вследствие этого получили наибольшее рас-

пространение. При использовании их для определения коэффициента

теплопроводности создаётся и измеряется тепловой поток, проходя-

щий через образец, и фиксируется перепад температур между двумя

изотермическими поверхностями. Недостатками этих методов явля-

ются необходимость поддержания во время опыта условий стацио-

нарного теплообмена, что при изменении температуры с заданной по-

стоянной скоростью довольно трудно и приводит к появлению оши-

бок, а также значительная продолжительность испытаний.

К методам, основанным на стационарном тепловом потоке,

относятся калометрический и сравнительный, предусматривающие

определение коэффициента теплопроводности и коэффициента внут-

ренней теплопередачи при постоянном градиенте температур. Эти ме-

тоды предусматривают определение коэффициентов теплопроводно-

сти, температуропроводности и теплового сопротивления. Наиболее

часто из них используют метод регулярного теплового режима, мгно-

венного источника тепла и метод определения температуропроводно-

сти при изменении температуры с постоянной скоростью. Теплоза-

щитные свойства обувных материалов определяются с помощью ме-

тода, основанного на нестационарном тепловом обмене, заключающе-

гося в определении коэффициента теплопередачи и расчёте их тепло-

вого сопротивления.

Комфортность можно оценивать с помощью целого ряда мето-

дов, которые, обеспечивая контроль готовых изделий, должны осуще-

ствлять дифференцированный термодинамический баланс в опытных

образцах, быть достаточно простыми в реализации и давать воспроиз-

водимые результаты, и, наконец, ориентироваться на реальные усло-

вия эксплуатации. Всем этим требованиям отвечает недавно созданная