Odzież chroniąca przed zimnem (ciepłochronna)

Odzież chroniąca przed zimnem

Odzież chroniąca przed zimnem (ciepłochronna) przeznaczona jest do prac w otwartej przestrzeni w temperaturze otoczenia niższej od normalnej, do prac w przestrzeniach zamkniętych i nieogrzewanych  oraz w chłodniach.

O przeznaczeniu odzieży do pracy w niskiej temperaturze decyduje jej izolacyjność cieplna. Do prac w temperaturze do (-5˚C) może być stosowana odzież spełniająca wymagania normy PN-EN 14058 [1]. Określono w niej wymagania i metody badania dotyczące pojedynczych wyrobów odzieży chroniącej ciało przed wychłodzeniem w środowisku o obniżonej temperaturze. Ten rodzaj odzieży, ze względu na niski poziom zagrożenia zaliczany jest do I kategorii środków ochrony indywidualnej, nie podlega więc ocenie typu WE przez jednostkę notyfikowaną i nie jest dla niej wymagany certyfikat oceny typu WE.

Podstawowym parametrem ochronnym odzieży ciepłochronnej przeznaczonej do prac w temperaturze do (-5˚C) jest opór cieplny układu zastosowanych materiałów wyznaczony na przyrządzie pn „model skóry” [2]. Wymagania dla oporu cieplnego podano w trzech klasach. Minimalne wymagania normy spełnia odzież o oporze cieplnym Rct równym 0,06 (m2 K)/W. Odzież przeznaczona do stosowania w przestrzeni otwartej, gdzie pracownik narażony jest na działanie czynników atmosferycznych powinna charakteryzować się również niską przepuszczalnością powietrza, przynajmniej na poziomie AP≤100mm/s, co stanowi klasę 1 oraz odpornością na przenikanie wody przynajmniej na poziomie WP≤8000 Pa, co również stanowi również 1 klasę. W normie PN-EN 14058 [1]  określono również wymagania, które decydują o komforcie cieplnym. Odzież ciepłochronna posiadająca warstwę wodoszczelną, a więc chroniąca przez opadami atmosferycznymi powinna być wykonana z materiałów paroprzepuszczalnych i charakteryzować się oporem pary wodnym (Ret) wyznaczanym na „modelu skóry” [2] na poziomie przynajmniej  55 m2 Pa/W dla wszystkich układu materiałów występującego w odzieży, co powinno zapewnić minimalny komfort podczas wykonywania pracy. Odzież ciepłochronna przeznaczona do prac temperaturze (-5˚C) powinna być oznakowana znakiem graficznym przedstawionym na rys. 1.

Do prac w temperaturze poniżej (-5˚C) może być stosowana odzież ciepłochronna spełniająca wymagania normy PN-EN 342 [3].  Dla tej odzieży wymagane jest wykonanie badań izolacyjności cieplnej na pełno wymiarowym manekinie termicznym [4]. Badania odzieży  mogą być wykonane bądź na manekinie nieruchomym i wtedy wyznaczana jest efektywna izolacyjność cieplna (Icle) lub  na manekinie poruszającym się , gdzie wyznacza się  wynikową efektywna izolacyjność cieplną (Icler).

Wartość izolacyjności cieplnej Icler, powinna wynosić przynajmniej  0,310 (m2K)/W.
Podobnie jak w przypadku odzieży przeznaczonej do prac w temperaturze do (-5˚C) odzież ciepłochronna do stosowania poniżej tej temperatury w przestrzeni otwartej powinna chronić pracownika również przed opadami atmosferycznymi i wiatrem, a zatem powinna charakteryzować się zdefiniowaną przepuszczalnością powietrza, wodoszczelnością i być wykonana z materiałów paroprzepuszczalnych. Klasyfikację układu materiałów odzieży ze względu na przepuszczalność pary wodnej przedstawiono w tabeli 1, a ze względu na wodoszczelność w tabeli 2. Wodoszczelność odzieży jest parametrem opcjonalnym.
Warstwa zapewniają wodoszczelność powinna charakteryzować się paroprzepuszczalnością,  opór pary wodnej Ret powinien być mniejszy od 55 m2•Pa/W.

Klasyfikacja odzieży pozwala na jej właściwy dobór tak, aby zapewnić adekwatny poziom ochrony w różnych warunkach użytkowania. Izolacyjność cieplna wyrobu odzieżowego oraz przepuszczalność powietrza są podstawowymi właściwościami przewidzianymi do badania i znakowania na etykiecie wyrobu.

Tablica 1 ― Klasyfikacja przepuszczalności powietrza AP

AP [mm/s]Klasa
100 ≥ AP 1
5 < AP ≤ 100 2
AP ≤ 5 3

Tablica 2 ― Klasyfikacja wodoszczelności WP

WP [Pa]Klasa
8 000 ≤ WP ≤ 13 000 1
WP > 13 000 2

Odzież przeznaczona do ochrony człowieka w środowiskiem o temperaturze poniżej (-5˚C) zaliczana jest do II kategorii środków ochrony indywidualnej, podlega więc ocenie typu WE przez jednostkę notyfikowaną. Powinna być oznaczona znakiem graficznym przedstawionym na rys. 1, z nr normy: PN EN 342 i uzyskanymi w wyniku badań klasami ochrony: izolacyjności cieplnej ( Icler  w m2 K/W, z podanym w nawiasie typem badanej odzieży spodniej - B, C, R); przepuszczalności powietrza (AP w mm/s) i wodoszczelności (WP w Pa).

Rys.   Znak graficzny – ochrona przed zimnem



Odzież ciepłochronna najczęściej stanowi zestaw elementów, które mogą być komponowane ze sobą w zależności od potrzeb. Najczęściej produkowane są dwuczęściowe ubrania, które mogą być uzupełniane kamizelką lub ocieplaczem i czapką (rysunek 2). Warstwy zapewniające izolacyjność cieplną mogą być wykonane w formie oddzielnego ocieplacza lub stałego ocieplenia zamocowanego do warstwy wierzchniej odzieży.

 

Rysunek 2 Ubranie ciepłochronne


Izolacyjność cieplna warstw odzieży zależy przede wszystkim od ich grubości. Na warstwy ocieplające stosowane są często odpowiednio przygotowane włókniny. Przy bardzo niskich temperaturach otoczenia trzeba stosować grube warstwy izolacyjne co powoduje wzrost masy odzieży. Problem ten ujawnia się szczególnie w przypadku doboru odzieży do prac w chłodni. W takich warunkach sprawdziła się tzw. odzież aktywna, w której wymagany efekt uzyskuje się dzięki zainstalowaniu w odzieży źródeł ciepła. W odzieży takiej stosowane są grzejniki wykonane z włókien metalowych. Odpowiednio zaprogramowany układ sterujący w zależności od zmian temperatury środowiska zewnętrznego i temperatury skóry użytkownika powoduje załączanie bądź wyłączanie grzejników. Odzież aktywna zabezpiecza użytkownika przed niekorzystnym wpływem niskiej temperatury, do –30 ˚C i umożliwia wykonywanie

Niezmiernie ważna jest prawidłowa konstrukcja i dobór odzieży ochronnej do warunków środowiska i rodzaju pracy odzieży tak, aby móc uniknąć pocenia się podczas długotrwałej ekspozycji na zimno gdyż absorpcja wilgoci zmniejsza znacznie  izolacyjność odzieży. Ważny jest wybór odzieży o optymalnej, a nie maksymalnej izolacyjności cieplnej oraz wyrobów odzieżowych elastycznych i dających się dobrze dopasować. Bardziej skuteczne jest usuwanie nadmiaru ciepła i wilgoci poprzez wentylację odzieży przez regulowane otwory i rozpinanie guzików niż przez bierną dyfuzję poprzez warstwy odzieży.

Podstawowym kryterium pozwalającym na dobór odzieży ciepłochronnej do warunków klimatycznych na stanowisku pracy jest temperatura otoczenia. Dodatkowo należy uwzględnić również rodzaj wykonywanej pracy. Podczas pracy organizm człowieka wydziela ciepło, jego ilość uzależniona jest od wydatku energetycznego związanego z wykonywaną pracą. Przy doborze odzieży ciepłochronnej należy wziąć pod uwagę również ciężkość pracy, którą można  wyrazić wydatkiem energetycznym.

W tabeli 3 przedstawiono przykładowe poziomy izolacyjności cieplnej  dla stojącego użytkownika, a w tabeli 4 dla użytkownika poruszającego się i wykazującego słabą lub umiarkowaną aktywność. Dla każdego poziomu izolacyjności podana została najniższa temperatura, w której człowiek w tej odzieży może przebywać  (8 h) w warunkach neutralnych termicznie, oraz najniższa temperatura, w której może wytrzymać jedną godzinę  przy dającym się zaakceptować wychłodzeniu ciała. Wartości oparte są na warunkach gdy  temperatura powietrza jest równa średniej temperaturze radiacyjnej, wilgotność względna wynosi około 50 %, prędkość ruchu powietrza leży między 0,3 a 0,5 m/s i prędkość poruszania się wynosi około 1,0 m/s.

Tabela 3 Izolacyjność cieplna odzieży Icle ( badana dla manekina nieruchomego) i warunki temperatury otoczenia dla zachowania bilansu cieplnego przy różnych czasach ekspozycji    

Izolacyjność

         Icle   [m2K/W]

     
 

Aktywność  stojącego użytkownika 75 W/m2

   

8 h

1 h

0,310

11

-2

0,390

7

-10

0,470

3

-    17

0,540

-    3

-    25

0,620

-    7

-    32



Tabela 4 Izolacyjność cieplna odzieży Icler (badana dla manekina poruszającego się) i warunki temperatury otoczenia dla zachowania bilansu cieplnego przy różnych poziomach aktywności i czasach ekspozycji           

Izolacyjność

         Icler  [m2K/W]

   
Aktywność ruchowa użytkownika

lekka 115 W/m2

średnia 170 W/m2

8    h

1    h

8    h

1    h

0,310

-1

-15

-19

-32

0,390

-8

-25

-28

-45

0,470

-15

-35

-38

-58

0,540

-22

-44

-40

-70

0,620

-29

-54

-60

-83

Literatura
1. PN-EN 14058:2007 Odzież ochronna -- Wyroby odzieżowe chroniące przed chłodem
2. PN-EN 31092:1998/A1:2013-03E  Tekstylia -- Wyznaczanie właściwości fizjologicznych -- Pomiar oporu cieplnego i oporu pary wodnej w warunkach stanu ustalonego (metoda pocącej się zaizolowanej cieplnie płyty)
3. PN-EN 342:2006 Odzież ochronna -- Zestawy odzieży i wyroby odzieżowe chroniące przed zimnem
4. PN-EN ISO 15831:2006  Odzież -- Właściwości fizjologiczne -- Pomiar izolacyjności cieplnej z zastosowaniem manekina termicznego

 
01 Portal wiedzy o BHP - Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy