Спецодежда и спецобувь как средства индивидуальной защиты выполняют функцию защиты рабочего от воздействия многообразных факторов внешней среды, создавая наиболее благоприятные для организма соотношения с окружающей внешней средой и обеспечивая оптимальные условия для производственной деятельности.
На практике необходимо разделять понятия: «рабочая одежда и обувь» и «спецодежда и спецобувь». Спецодежда и спецобувь являются одним из элементов рабочей одежды и предназначаются для защиты рабочих от производственных факторов вредности (общих производственных загрязнений, механических повреждений, влаги, нефтепродуктов, красителей, растворителей и других химических веществ), выдают ее рабочим бесплатно согласно утвержденным нормам.
К спецодежде и спецобуви, как и к одежде вообще, предъявляются общие требования: небольшой вес, мягкость и эластичность материалов. Спецодежда и спецобувь не должны затруднять кровообращения, дыхания, пищеварения, свободу движений, легко и быстро надеваться и сниматься.
Гигиенические, защитные и эксплуатационные качества спецодежды и спецобуви определяются как физико-механическими свойствами тканей и материалов, так и конструктивными особенностями.
Особенностью условий труда рабочих-строителей является то, что производственный процесс осуществляется, как правило, на открытом пространстве в различных климатических районах страны на протяжении всего года. Поэтому спецодежда и спецобувь строителей должна соответствовать климатическим условиям и сезонам года, быть ветро- и влагозащитной, а также обладать трансформирующими свойствами.
Трансформация спецодежды обеспечивается утеплителя, использованием других конструктивных элементов: накидок, плащей, застежек.
Характер трудовой деятельности предопределяет требования к защитным свойствам тканей и материалов для спецодежды и спецобуви.
Трансформация спецодежды
Спецодежда и спецобувь должны обладать пыленепроницаемыми свойствами при общестроительных работах; защищать от влаги при работах с применением воды и влажных веществ; невоспламеняемостью при сварочных работах; непроницаемостью и стойкостью от разрушения химических, веществ при работах с красителями, растворителями, нефтепродуктами и др.
Строители часто работают в особых условиях: на временных подмостях и лесах, в обводненных котлованах, на различной высоте от поверхности земли или перекрытий. В этих условиях спецодежда должна быть приспособлена для применения предохранительных поясов, а спецобувь иметь подошвы с глубоким рифлением для предохранения от скольжения.
При разработке конструкций спецодежды и спецобуви для строителей необходимо учитывать многообразие производственных операций, при которых рабочие меняют позы и положение тела. Продолжительность положений рабочих поз в процентах времени рабочей смены у таких профессий, как монтажники конструкций, каменщики, плотники, арматурщики, бетонщики и др., могут быть: стоя прямо до 40-64; стоя с наклоном вперед и в сторону-до 12-23; в положении приседания - до 12-32; ходьба до 10-12; подъем по лестнице и спуск-до 5-8.
Спецодежда и спецобувь должна обеспечивать следующие амплитуды рабочих движений: наклоны туловища вперед-вниз 120°; наклоны туловища в стороны или назад - 20-30°; отведение рук вперед-вверх - 180°; отведение рук в сторону - 60-90°, сгибание рук в локтевом суставе 130° и сгибание ног в коленном суставе при приседании- 120-130°.
Отдельные виды движений повторяются у рабочих многократно. Так, наклоны туловища вперед-вниз могут повторяться до 500-700 раз, а сгибание рук в локтевом суставе и отведение их вперед-вверх -до 2500-3500 раз за рабочую смену. Указанные обстоятельства вызывают необходимость применять более прочные ткани и материалы на соответствующих участках спецодежды.
Отдельные виды движений
Обширность территории и ведение строительных работ на протяжении всех сезонов года предопределяют и особые требования к спецодежде и спецобуви рабочих в зависимости от климатических условий.
Наиболее важными метеорологическими факторами являются температура воздуха и скорость ветра.
Первостепенное значение этим факторам придается в холодный период года, когда при температуре воздуха -20° С и ниже в сочетании со скоростью ветра 3-5 м/сек требуется спецодежда и спецобувь с высокой теплоизоляцией. Опасность переохлаждения организма не исключается и в условиях так называемых субнормальных температур воздуха (от -10 до +10°С), особенно при повышенной влажности воздуха или при увлажненной спецодежде и спецобуви.
В летний период года, особенно в условиях Средней Азии, строители вынуждены работать при высокой температуре воздуха и значительной инсоляции. В этих случаях при несоответствующей спецодежде возможно перегревание организма.
Работа на открытой строительной площадке сопровождается также воздействием неблагоприятных метеорологических явлений (дождь и снегопад, порывистый ветер и метель, гололед и др.).
Воздействие указанных метеорологических явлений при работе на строительной площадке не только обусловливает нарушение функционального состояния рабочих и их самочувствия, но и затрудняет выполнение производственных операций, а также способствует травматизму рабочих.
Теплозащитные свойства спецодежды и спецобуви, предназначаемые для защиты от холода, должны соответствовать тем метеорологическим условиям, в которых работают люди.
Охлаждение организма, которое может наступить вследствие недостаточного утепления спецодежды и спецобуви, способствует возникновению простудных заболеваний, приводит к нарушению координации движений, снижению работоспособности и может служить причиной производственного травматизма.
Обширность территории
Центральным научно-исследовательским институтом швейной промышленности разработана и Министерством легкой промышленности утверждена «Методика проектирования производственной и специальной зимней одежды для различных условий труда и климата». Согласно методике на основании исходных данных представляется возможным рассчитать необходимое суммарное тепловое сопротивление комплекта спецодежды и спецобуви. Тепловое сопротивление выражается в м2 ч град/ккал.
Для расчета теплозащитных свойств спецодежды и спецобуви необходимо иметь следующие исходные данные: среднюю температуру воздуха и скорость ветра в районе, где осуществляется строительство; средние затраты энергии (теплопродукцию в ккал/ч) работающего человека; время непрерывной работы при данных метеорологических условиях.
Так, например, для выполнения работы средней тяжести (теплопродукция 200-250 ккал/ч) в условиях температуры воздуха 14-18° С тепловое сопротивление комплекта одежды и обуви должно быть 0,18-0,2 м2-град/ккал. В комплект одежды и обуви включается как собственно спецодежда и спецобувь, так и домашняя одежда - белье, рабочий костюм, чулки, носки, портянки.
При расчете теплового сопротивления с учетом скорости ветра необходимо температуру воздуха условно снижать на 2° на каждый 1 м/сек скорости ветра.
Например, строители работают при средней температуре воздуха -11° С и скорости ветра 2 м/сек, сопротивление спецодежды должно при этом соответствии температуре воздуха -15° С. 1
Эти примеры указывают на возможность с большим приближением рассчитывать тепловое сопротивление спецодежды для каждого конкретного случая. Однако на практике из-за большого разнообразия климатических условий обычно тепловое сопротивление спецодежды и спецобуви рассчитывают для больших климатических районов страны с учетом температуры воздуха и скорости ветра по средним многолетним наблюдениям; его величину желательно указывать в ГОСТах на спецодежду и спецобувь для этих районов.
Теплозащитные спецодежда и спецобувь
Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений предусмотрена выдача теплозащитной спецодежды и спецобуви по климатическим поясам.
Деление территории на климатические пояса вызвано не только суровостью погоды, но и продолжительностью холодного периода года, что определяет сроки носки спецодежды и спецобуви. Средняя температура воздуха наиболее холодного месяца (января) -33° С (с колебаниями от -20 до -50°С). Лето непродолжительное "(50-90 дней), температура воздуха может снижаться до -10° С.
Спецодежда и спецобувь должны быть с повышенной теплоизоляцией, что можно обеспечить максимальным сохранением воздуха под одеждой.
Рекомендуется меховая спецодежда и спецобувь с повышенным утеплением. В комплект спецодежды должны также входить: шапка-ушанка, капюшон, шерстяной подшлемник, меховые рукавицы. Дополнительно необходимо надевать личную одежду в виде меховых жилетов или шерстяных костюмов, двухслойного нижнего белья из хлопчатобумажной и шерстяной ткани. Спецобувь - валяная или меховая, с использованием шерстяных портянок.
Суммарное тепловое сопротивление комплекта спецодежды и спецобуви для зимнего периода года должно соответствовать 0,7-1,08 м2 ч град/ккал.
Для летнего и переходного периода года рекомендуются костюм с ватным или ватиновым утеплителем, непромокаемые плащи, сапоги утепленные - из кожи или резины. Суммарное тепловое сопротивление комплекта должно соответствовать 0,3-0,5 м2 ч -град/ккал.
Климатические пояса (холодная климатическая зона): РСФСР - административные районы Восточной и Западной Сибири, Хабаровского края, Сахалина, Урала, Северного Казахстана и др.
Климат характеризуется резкой континентальностью. Зима холодная, продолжительная (200-220 дней) с температурой воздуха в самый холодный период (январь) от -15° С на западе до -50° С на северо-востоке Якутии при скорости ветра 3-4 м/сек.
Климатические пояса
Лето продолжительностью 70-90 дней с коротким переходным периодом (60-80 дней) при температур воздуха от -10 до 0°С. Средняя температура воздух; в самый жаркий период (июль) составляет 23-26 ( при скорости ветра 2-3 м/сек.
Спецодежда в зимний период года должна быть с повышенным тепловым сопротивлением и ветрозащитным свойствами (на вате или ватине) при небольшом весе объеме. В этих целях костюмы должны изготовляться с капюшоном, меховым воротником, ветрозащитным клапаном на подбородочной части, с напульсниками на рукавах, брюки - с широким поясом.
Спецобувь рекомендуется валяная с водонепроницаемой подошвой.
Суммарное тепловое сопротивление теплозащитное спецодежды и спецобуви должно соответствовать 0,5-0,8 м2 ч град/ккал. Для теплого периода года рекомендуется спецодежда и спецобувь с повышенными водозащитными свойствами климатические пояса (умеренная климатическая зона): РСФСР - районы западной и центральной части, северные районы Украины, Белорусская ССР, Прибалтика, северные районы Киргизской ССР и др.
Климат характеризуется умеренно холодной зимой продолжительностью 140-160 дней с температурой воздуха в наиболее холодный период (январь) от -7 до -15° С при понижении ее в отдельных западных и восточных районах соответственно до -35° С и -50° С при скорости ветра 2,8-3,4 м/сек.
Переходный период имеет продолжительность 60-90 дней с постепенным повышением температуры воздуха от 0 до 15-17° С.
Летний период продолжается 140-160 дней с повышением температуры воздуха в наиболее теплые месяцы (июль-август) до 23-25° С при средней скорости ветра 2-3 м/сек.
Для зимнего периода применяется теплая ватная спецодежда с теплоизоляционным слоем (утеплителем) из шерсти и хлопка. Необходимо предусматривать возможность использования зимней спецодежды в переходный период года без утеплителя.
Переходный период
Для теплого периода года рекомендуется спецодежда с суммарным тепловым сопротивлением 0,18- 25 м2 ч град/ккал. В летний и особенно в переходный период должно быть предусмотрено предупреждение промокания ног.
Высокогорные районы включают: районы Памира, Тянь-Шаня, Кавказа (на высотах от 1000 м над уровнем моря).
Теплозащитная способность спецодежды обеспечивается малой теплопроводностью рыхлого утеплителя (вата, шерсть и другие материалы).
Тепловое сопротивление спецодежды и спецобуви может изменяться в зависимости от вида нижнего белья рабочего, применения съемных утеплителей с различным тепловым сопротивлением. Однако в суровых климатических условиях Севера и Крайнего Севера необходимое тепловое сопротивление спецодежды при температуре воздуха -30° С и ниже может быть обеспечено при большой толщине одежды, что затрудняет выполнение производственных операций. Поэтому в указанных случаях тепловое сопротивление спецодежды предусматривают на ограниченный срок работы (1-4 ч).
При проектировании теплозащитной спецодежды и спецобуви и расчете их суммарного теплового сопротивления необходимо учитывать допустимую возможность некоторого охлаждения организма рабочих до теплоощущений «прохладно». Такое допущение направлено на активизацию терморегуляционных механизмов и адаптацию человека к холоду. Кроме того, в этих случаях представляется возможным выполнять работу более тяжелую и при более высокой температуре воздуха, чем по расчету, без опасности перегрева и интенсивного потовыделения.
При разработке конструкции теплозащитной спецодежды и спецобуви необходимо учитывать всю многослойную структуру комплекта. Благодаря многослойности «пакета» с различными воздушными прослойками Достигается большая теплоизоляция и возможность вентилирования пространства под одеждой.
Тепловое сопротивление
Применение теплозащитных материалов в спецодежде и спецобуви связано с увеличением ее веса, что вызывает дополнительную нагрузку на организм работающих и затрудняет выполнение производственных операции. Поэтому возникла необходимость ограничения веса комплектов спецодежды и спецобуви в зависимости от климатических зон. Так, для особого климатического пояс вес комплекта не должен превышать 7-8 кг, для -V климатических поясов - 5-7 кг, а для умеренной клима тической зоны (- пояса) -4-5 кг.
С целью облегчения веса спецодежды и спецобуви возможности регулирования их теплозащитных свойство время работы или в перерывах для отдыха в настоящее время разрабатывается спецобувь с электрообогревном. Обогрев стопы способствует не только сохранению нормального состояния ног, но и всего организма.
В качестве электронагревателей применяют вкладные стельки или носки с элементами из токопроводящих полимерных материалов. Токопроводящие элементы должны работать на безопасном напряжении - не выше 10-12 в, обеспечивая нагрев поверхности в пределах 35-40° С.
Необходимо предусматривать возможность отключения источников электропитания от нагревательных элементов автоматически (при температуре нагрева поверхности элементов свыше 40° С или при напряжении тока свыше 12 в), а также по желанию рабочих.
4. Спецодежда и спецобувь для жаркого климата
В условиях жаркого климата спецодежда и спецобувь должны способствовать предотвращению перегрева.
К жаркой климатической зоне относятся административные районы, не вошедшие в климатические пояса: южные районы РСФСР, Украинской ССР, Казахской ССР и Киргизской ССР, а также Молдавская ССР, Армянская ССР, Грузинская ССР, Таджикская ССР, Туркменская ССР, Узбекская ССР.
Климат характеризуется мягкой, относительно теплой и непродолжительной зимой (60-90 дней) со средней температурой наиболее холодного месяца (января) +4; +6° С, при наличии ряда районов с выраженной неустойчивостью климатических условий, где температура воздуха в холодный период года может понижаться до -20° С. Средняя скорость ветра 3-3,5 м/сек.
Применение теплозащитных материалов
Теплый период продолжается 200-250 дней со средним повышением температуры воздуха в июле-августе до 15-20° С, а в отдельных районах до 30-35° С и выше при наличии значительной солнечной радиации (до 145 кал см2 мин). В период максимальной температуры воздуха и интенсивности солнечной радиации температура почвы может достигать 55-65° С и выше.
Уровень температуры, относительной влажности воздуха и скорости ветра подвергается значительным колебаниям, что особенно характерно для метеорологических условий республик Средней Азии.
Для районов Средней Азии (Туркменская ССР) характерно преобладание континентальных сухих ветров, которые, порой достигая больших скоростей (12-18 м/сек), вызывают песчаные бури. Песчаные бури могут отрицательно сказываться на состоянии организма человека, затрудняя работу органов дыхания.
В субтропических районах Кавказа, наряду с высокой температурой воздуха в теплый период года, относительная влажность воздуха повышается до 70-90% и выше в связи с обилием осадков, суммарная величина которых за год составляет 1400-1600 мм.
Высокая температура воздуха при высокой температуре почвы и интенсивной солнечной радиации, а в районах Кавказа еще и высокая относительная влажность воздуха, факторы, создающие значительную нагрузку на систему терморегуляции организма. Это предъявляет особые требования как к подбору тканей и материалов, так и к конструкции спецодежды и спецобуви для рабочих.
Для короткого зимнего периода не требуется специально утепленной спецодежды и спецобуви. Теплоизоляция должна быть в пределах 0,3-0,35 м2-ч-град/ккал, что обеспечивается дополнительным утеплением (теплое белье, шерстяной свитер, шерстяные носки).
При температуре воздуха выше 30-35° С теплоотдача конвекцией и радиацией практически невозможна и единственным путем теплоотдачи остается испарение пота. Для этого комплект спецодежды и спецобуви должен обеспечить наличие воздушных слоев вокруг тела, поглодать водяные пары.
Уровень температуры
В связи с этим в условиях жаркого климата особое значение придают не только спецодежде, но и физико-механическим свойствам бельевых тканей, в частности их влагоемкости и поглощению ими капельножидкой влаги, испарение которой влечет за собой еще большее охлаждение тканей. При высокой влагоемкости белье будет впитывать значительную часть пота.
При достаточной воздухопроницаемости и при рыхлой пористой структуре тканей поверхность высыхания тканей значительно увеличивается, что обусловливает дополнительное охлаждение воздушной прослойки и белья. Следовательно, малая теплопроводность, высокая гигроскопичность и влагоемкость, медленная испаряемость и наибольшая воздухопаропроницаемость как в сухом, так и во влажном состоянии являются одним из основных требований к свойствам бельевых тканей для жаркого климата.
Таким образом, для условий жаркого климата в летний период года наиболее целесообразно рекомендовать двухслойную одежду (собственно спецодежду и личное белье). Вес комплекта спецодежды и спецобуви не должен превышать 2-2,5 кг.
Малая теплопроводность комплекта одежды обеспечивается в двухслойной одежде воздушными прослойками между поверхностью кожи и белья, а также между бельем и верхней одеждой.
Для лучшего отражения солнечных лучей ткань спецодежды должна быть гладкой и светлых тонов. Для увеличения доступа воздуха под спецодежду и спецобувь в местах наибольшего потовыделения должны быть предусмотрены отверстия.
Особые требования к качеству материалов и конструктивным особенностям необходимо предъявлять при изготовлении головных уборов, рукавиц (перчаток) и спецобуви, применяемых в условиях жаркого климата.
Необходимо предусматривать ткани с повышенными теплоизолирующими свойствами для рукавиц (перчаток) и материал для подошв спецобуви.
Малая теплопроводность
При одновременном воздействии высокой температуры воздуха и инсоляции для предупреждения перегрева и солнечных ударов следует особое внимание обращать на защиту головы. В тех случаях, когда по условиям работы требуется применять каску, головной убор следует делать из рыхлого материала, с малой теплопроводностью, небольшим весом и высокой гигроскопичностью.
В теплый период года для влажных субтропических районов рекомендуется спецодежда из тканей с водоотталкивающими, противогнилостными пропитками, а также водонепроницаемая юфтевая обувь.
При разработке, а также при оценке гигиенических и защитных качеств спецодежды и спецобуви строителей необходимо иметь исходные данные, включающие характеристику климатических условий, особенности технологического процесса и характера производственной деятельности, анализ травматизма, общей и профессиональной заболеваемости и выявление их причин, связанных с недостатками существующей спецодежды и обуви.
Комплексную оценку спецодежды и спецобуви проводят по трем основным характеристикам: физико-механические свойства ткани и материала; конструкция с учетом характера трудовой деятельности, защитных и эксплуатационных свойств; гигиеническое качество с точки зрения обеспечения оптимальных условий для теплообмена с внешней средой.
В лабораторных условиях оценивают «пакет» - набор тканей и материалов, входящих в состав комплекта одежды. При этом особое внимание следует уделять свойствам «пакета», которые определяют гигиенические качества одежды, воздухопроницаемость сухого и увлажненного (в разной степени) «пакета», его теплозащитные свойства, паропроницаемость, гигроскопичность, влагоемкость, влагопроницаемость и испарение; проходимость, отражение и задержку потока лучистой энергии (особенно инфракрасной и ультрафиолетовой); устойчивость к механическому, термическому и химическому воздействию.