Инновационный центр текстильной и лёгкой промышленности
+7 (495) 777-43-08 Единый номер – Москва
+7 (495) 777-43-08 Единый номер – Москва
14.12.2020

ЭКСПЕДИЦИОННАЯ ОДЕЖДА КАК СРЕДСТВО ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ


ГЛАГОЛЕВ.jpgГлаголев Дмитрий Анатольевич - Генеральный директор ООО «НПЦ СПАСОПГА» 
  Будницкий.jpgБудницкий Алексей Викторович - Заместитель генерального директора ООО «НПЦ СПАСОПГА»

  Гребцов 1.jpgГребцов Алексей Николаевич - Председатель правления РОГ (Российской Оутдор Группы - Russian Outdoor Group)  

            В настоящей статье рассмотрен современный подход к формированию комплекта экспедиционной одежды, как одного из видов средств индивидуальной защиты (СИЗ или спецодежды)

            Согласно определению, СИЗ применяются в тех случаях, когда защиту человека от воздействия различных негативных факторов невозможно обеспечить другими способами (организацией производственного процесса, конструкцией оборудования или архитектурно-планировочными решениями). Средства индивидуальной защиты  считаются одним из самых надежных методов защиты человека от воздействия негативных факторов техногенного, природного или иного характера. Они используются на тех вредных производствах, которые нельзя полностью автоматизировать, и являются тем средством защиты, которое может предотвратить получение работником механической, термической и прочих травм, отравления или причинения другого вреда здоровью.

            Вместе с тем полярная экспедиционная деятельность – это деятельность человека в самых экстремальных и труднодоступных уголках планеты, где организм, как нигде нуждается в защите от негативных факторов природного, а зачастую и техногенного характера. В связи с вышеизложенным, становится очевидно, что самым правильным подходом к формированию комплекта экспедиционной одежды будут методы, работающие в индустрии СИЗ. По сути, комплект экспедиционной одежды, одно из специфических СИЗ, защищающие человека от воздействия негативных факторов, прежде всего, природного характера, однако, в силу специфики экспедиционной деятельности, такая одежда должна быть также устойчива и к механическим, отчасти химическим и иным воздействиям. Дополнительным требованием к экспедиционной одежде, в отличие от СИЗ так же является заметно большая продолжительность воздействия негативных факторов на человека, отсутствие быстрой возможности найти укрытие и переодеться.

            Всё вышесказанное приводит нас к тому, что подход, к формированию комплектов экспедиционной одежды должен быть научным, а использование данного комплекта – комплексным решением, так же, как и в случаях с СИЗ.

 

 Основные принципы использования экипировки, защищающей от неблагоприятных факторов природного характера в условиях арктического дрейфа.

 

            Основным принципом комплектования и использования экипировки в условиях низких температур, повышенной влажности и прочих неблагоприятных факторов является многослойность.

            Такой комплект экспедиционной экипировки обеспечивает гармоничное сочетание эксплуатационных и технических характеристик по защите экспедиционного персонала при производстве работ и выполнении задач на любой местности и в любое время года. Такая экипировка может успешно эксплуатироваться в самых неблагоприятных погодных условиях в широком температурном диапазоне (от –40 до +40 °С), обеспечивая не только надежную защиту участников экспедиции, но и оптимальный климат в пододежном пространстве, как в статическом положении, так и при активных физических нагрузках.

            Послойный принцип экипировки – это проверенный и надежный способ обеспечения комфорта участников экспедиции во время активной работы, а также отдыха и иной деятельности. Удобство такого простого решения заключается в возможности легко и оперативно менять количество слоев одежды, в соответствие с уровнем активности и изменениями погоды.

 

Научно-практическое обоснования применения принципа многослойности при использовании экспедиционной одежды и экипировки.

           

            Человек чувствует себя комфортно, когда на нем сухая одежда, но во время любой физической нагрузки наше тело потеет, даже во время отдыха наше тело выделяет примерно 0,03 л влаги в час!

 

Ниже приведены ориентировочные показатели выделения влаги человеком нормального телосложения и массы, в зависимости от различных видов активности:

 

                                                                                                                                  Таблица № 1

 

Вид активности

Количество воды, выделяемое в единицу времени, (л)

1 час

3 часа

Отдых

0,03

0,09

Ходьба

0,39

1,17

Бег

1,15

3,45

Лёгкая работа

0,61

1,83

Работа средней тяжести

0,89

2,67

Тяжёлая, интенсивная работа

1,55

4,65

 

            Функция потоотделения (при нормальном функционировании организма) – охлаждать тело. В холодное время года охлаждать тело не нужно, но механизм потоотделения работать не перестаёт, человек потеет и, как следствие, замерзает.

            К тому же, в холодное время года, теплая прослойка воздуха, образующаяся вокруг человека, сдувается ветром. Поэтому, зависимости от силы ветра, холод ощущается сильнее, чем есть на самом деле.

            Как ощущается температура окружающей среды в зависимости от силы ветра, показывает показатель, рассчитанный по специальной формуле, и называемый
Ветро-холодовой Индекс (RC) - Значения этого индекса приведены в Таблице № 1, являющейся приложением к настоящей главе. В данной таблице также приведена зависимость значения индекса и скорости наступления обморожения открытых участков тела у человека.

            В условиях высоких широт в Арктике на эксплуатационные и технические характеристики одежды и экипировки накладывает значительный отпечаток высокая влажность, постоянно присутствующая в районах дрейфующих льдов. В сочетании с ней, негативные факторы, оказывающие влияние на человека, в виде низкой температуры и высокой скорости ветра в значительной мере усиливают своё воздействие.

            Многослойная экипировка позволяет эффективно отводить излишнюю влагу от тела, передавать её в верхние слои и наружу, при этом нижние слои остаются сухими. Определённый состав слоёв всегда позволяет добиться оптимального сочетания функций влагоотведения, ветрозащиты и теплоизоляции. Данный фак является основным, говорящим о без альтернативности многослойной схемы, при выборе одежды и экипировки для обеспечения высокоширотных арктических экспедиций.

 

Основные типы слоёв, используемые при формировании многослойной экспедиционной одежды и экипировки.

           

            Каждый слой в многослойном комплекте одежды имеет свою функцию. Базовый слой (который непосредственно контактирует с телом человека) отвечает за регуляцию влажности; слой утеплителя – изолирующий слой – защищает от холода; внешний слой укрывает от ветра и дождя. Все, что нужно – просто добавлять или убирать слои по мере необходимости.

 

а) Базовый слой: регуляция влажности.

 

            Это та одежда, которая непосредственно контактирует с телом человека. Обычно такую одежду называют термобельем, так как она играет основную роль в регуляции температуры тела, путем отведения от него выделяющейся влаги (пота). Если влага не будет отводиться с поверхности кожи, то внутри под одеждой, тело все равно будет мокнуть и замерзать, независимо от того, насколько хорошо внешний слой защищает от внешних негативных факторов.

            Сохранение сухости кожи крайне важно для предотвращения перегрева тела в жаркую погоду и для сохранения тепла в зимний период. Например, при активных движениях человека в хлопчатобумажной футболке, надетой под непромокаемой курткой, возникает неприятное ощущение мокрого и липкого тела, и даже если куртка надежно защищала от дождя снаружи, тело внутри мокрое. Дело в том, что хлопок является отличным примером материала, который впитывает в себя влагу и удерживает ее в непосредственной близости к коже человека.

            Для комплектования многослойной экспедиционной одежды, предназначенной для высокоширотных арктических экспедиций термобелье должно быть изготовлено из таких материалов, как шерсть, синтетических или композитных материалов (Многокомпонентные составы, сочетающие натуральные и синтетические волокна. Примеры: Tencel (волокна эвкалипта), Modal (волокна бука), обработанный шелк и другие. Вместо того, чтобы впитывать в себя влагу, эти ткани отводят ее от кожи и транспортируют во внешние слои, где она может испариться. Результат: тело человека остается сухим, даже когда он активно потеет, а термобелье, в свою очередь очень быстро сохнет.

            В таблице № 2 приведены основные отличия типов материалов, из которых может быть изготовлено термобельё.

            В качестве базового слоя в экспедиционной одежде выступает полных комплект термобелья (длинные кальсоны и футболка с длинным рукавом). Для холодных погодных условий экспедиционное термобелье бывает лёгкое и тёплое. Зачастую комплект одежды содержит оба типа такого белья. При этом:

·       Лёгкое термобельё предназначается исключительно для функций влагоотведения, и изготавливается из специальных полиамидных или полиэстеровых материалов.

·       Тёплое бельё, помимо функции влагоотведения обладает ещё и функцией теплоизоляции. Оно более толстое, чем лёгкое, и изготавливается из синтетических тканей типа Polartec Power Dry, Polartec Power Stretch, Polartec Power Stretch Pro и других

            Часто, в особенности для формирования комплекта одежды для высокоширотных, арктических экспедиций, термобелье предназначено для плотного облегания тела – словно «вторая кожа». Это позволяет наилучшим образом отводить влагу со всей поверхности кожи, кроме того, такая конструкция не стесняет движений и облегчает процесс надевания сверху следующих слоев одежды. Одежда базового слоя может быть раздельной (куртка, кальсоны) или в виде комбинезона.

 

б) Средний слой: термоизоляция.

 

            Изолирующий слой позволяет сохранить тепло человеческого тела. Флисовые жилеты, куртки и брюки – вот классические примеры утеплителей, используемых в среднем слое. Они являются не только отличными термоизоляторами, но также продолжают работу базового слоя, продолжая транспортировку испарений человеческого тела наружу, благодаря особым синтетическим волокнам.

            Для изготовления одежды среднего слоя, возможно использование различных материалов натуральных и синтетических. Натуральные материалы, такие как шерсть мериноса и пух, - отличные изоляторы. Синтетические материалы более предпочтительны, так как обладают практически такими же свойствами, что и натуральные, но легче, не гигроскопичны, гипоаллергенны и практичны:

            Классический флис, такой как Polartec 100, 200 или Thermal Pro, и другие синтетические материалы, обеспечивают хорошую теплоизоляцию в самых различных условиях. Эти утеплители очень популярны за счет того, что они легкие, дышащие и греют даже во влажном состоянии. Кроме того, эти материалы быстрее сохнут и по соотношению тепло-вес превосходят даже шерсть. Основными недостатками одежды из флиса является то, что она легко продувается ветром и достаточно объемна – компрессионные свойства флиса значительно меньше, чем у других материалов.

            Экспедиционная одежда среднего слоя доступна в трёх видах для различного применения:

  • Легкая - для аэробной активности в условиях холодного климата.
  • Средняя - для умеренной активности в холодном климате.
  • Тёплая – для малоподвижной деятельности в холодном климате.

            Участникам высокоширотной экспедиции для энергичных активностей следует выбирать более легкую флисовую одежду для предотвращения перегрева. Брюки и куртки из Polartec 100 или Polartec Powerdry превосходно подойдут для этого. Для очень холодной погоды лучше выбрать одежду из более толстого флиса – такого как Polartec 200 или 300. Ветронепродуваемый флис, такой как Polartec WindBlock, Polartec WindPro или Gore Windstopper, сочетает в себе все плюсы этого утеплителя с добавлением значительной ветрозащиты. Это становится возможным, благодаря мембране, которая, в тоже время не уменьшает паропроницаемость флиса и практически не сказывается на весе изделия.

            Таким образом, правильно подобранная одежда среднего слоя позволяет выполнять сразу три функции: влагоотведения, термоизоляции и ветрозащиты. Одежда среднего слоя как правило выполняется в раздельном варианте (куртка, кальсоны).

 

в) Верхний слой: защита от погодных условий

 

            Верхний слой одежды защищает от неблагоприятных погодных условий, таких как холод, ветер, дождь и снег. Это может быть и дорогая парка, экспедиционная или альпинистская куртка, или простая ветрозащитная куртка, но принцип действия у них один – эта одежда разработана для обеспечения защиты от проникновения влаги снаружи и для выведения изнутри испарений тела. Большинство таких изделий дополнительно обработано специальной водоотталкивающей пропиткой (durable water repellent - DWR), благодаря которой капельки воды просто скатываются с поверхности одежды.

            Внешний слой одежды очень важен, когда человек активно двигается, т.к. если ветер и вода проникнут во внутренние слои одежды, тело очень быстро начнет остывать и замерзать. Кроме того, без надлежащей вентиляции, пот не сможет испаряться, и будет конденсироваться на внутренней стороне верхней одежды.

            Покрой также немаловажен для этой одежды. Куртка и брюки должны быть достаточно просторными, чтобы человек мог комфортно одеть их поверх всех предыдущих слоев, но, в то же время, не должны ограничивать движения.


            Верхнюю одежду можно условно разделить на следующие категории:

·       Водонепроницаемая / дышащая: Это, как правило, наиболее функциональная (и, соответственно, более дорогая) одежда. Она обеспечит комфорт в любых погодных условиях, особенно в случае влажного, холодного климата. Одежда этой категории изготавливается из водонепроницаемых материалов – обычно это синтетические материалы с добавлением мембраны (Gore-Tex, eVent или другие фирменные решения).

·       Водостойкая / дышащая: Эта одежда лучше всего подойдет для мягкого климата, небольших осадков и умеренной двигательной активности. Обычно одежда этой категории изготавливается из плотных материалов (например, mini RipStop nylon), которые «держат» ветер и небольшой дождь.

·       Softshell (cофтшелл): В то время, как одежда других категорий в основном призвана защитить от ветра и дождя, одежда softshell сосредоточена в основном на «дышимости». Она объединяет в себе сразу два слоя – средний утеплитель и верхний слой. Для одежды softshell обычно используется ткань стрейч или вставки из такой ткани для обеспечения комфорта и свободы движений во время аэробных активностей. В связи с заметным ростом популярности softshell, производители стали разрабатывать различные модели для каждого сезона, так что теперь вы можете подобрать себе одежду, которая бы идеально подходила под конкретные погодные условия.

·       Водонепроницаемая / не дышащая: Это наиболее экономичный вариант одежды для дождливой погоды и малой двигательной активности. Обычно такая одежда изготавливается из прочного нейлона с полиуретановым покрытием, который надежно защищает от ветра и дождя.

·       Утепленный верхний слой: Наиболее распространённый вид одежды, применяемый в холодных условиях. Модели такой верхней одежды имеют дополнительный слой утеплителя, поэтому они прекрасно подходят для холодных условий. Однако, такая конструкция не позволяет оперативно регулировать количество слоев одежды, а значит утепленная верхняя одежда является решением исключительно для холодных погодных условий.

 

            Для формирования комплекта многослойной одежды, предназначенного для обеспечения высокоширотной арктической экспедиции, в качестве верхней одежды используется именно верхняя одежда с утеплителем. Такая одежда защищает от холода и ветра. Существует два основных типа утеплителя для такой одежды:

·       Натуральные

·       Синтетические.

           

            Натуральными утеплителями являются шерсть и пух. Для очень холодных и сухих условий пух является незаменимым утеплителем. Пух — природный материал, обладающий уникальными свойствами: легкостью, чрезвычайно высокими теплоизоляционными характеристиками, а также способностью сжиматься и восстанавливать свой объем. Специально для оценки того, насколько хорошо восстанавливается пух после сжатия, был введен индекс Fill Power — чем выше этот параметр, тем выше качество пуха. У хорошего пуха индекс должен быть не менее 600. Не так много синтетических наполнителей смогло приблизиться по своим параметрам к пуху, но таковые есть. Однако, как показывает опыт, использование натуральных утеплителей в комплекте многослойной одежды, предназначенном для обеспечения высокоширотной арктической экспедиции крайне нежелательно. Натуральные утеплители очень гигроскопичны, и в условиях повышенной влажности арктического региона практически не отдают влагу, которую впитали в себя в процессе их носки.

            Для использования в арктическом регионе, с наилучшей стороны зарекомендовали себя синтетические утеплители. Современные утеплители, полученные из синтетических волокон, практически не уступают, а в некоторых случаях существенно превосходят по своим качествам натуральные. Ниже приведены утеплители, используемые в экспедиционной одежде чаще всего:

·       PrimaLoft — утеплитель очень близкий к пуху по своим характеристикам и при этом лишенный его главного недостатка — боязни воды. PrimaLoft объединяет в своей структуре ультратонкие волокна, которые повторяют структуру волокон гусиного пуха, а также обладают водоотталкивающими свойствами, и волокна с переменным диаметром для формирования материала. Благодаря длинноволокнистой структуре наполнитель великолепно восстанавливает объем. Сейчас имеется несколько видов утеплителя PrimaLoft и его аналогов.

·       ТhermoBall™ — инновационный утеплитель, созданный компанией The North Face совместно с PrimaLoft. ThermoBall™ на 15% теплее PrimaLoft. Ультракомпактный и лёгкий, греющий даже в намокшем состоянии синтетический эквивалент 600-го гусиного пуха. Этот утеплитель буквально «дышит в спину» пуху.

·       3М Thinsulate – синтетический утеплитель, разработанный компанией ЗМ в конце 60-х годов прошлого столетия. Однако, утеплитель до сих пор крайне востребован на рынке из-за ряда непревзойдённых, уникальных свойств. Он представляет собой полотно, в котором плотно размещены олефиновые и полиэфирные волокна толщиной 5 микрон. Благодаря такой структуре и связанному воздуху 3М Thinsulate имеет отличные теплоизолирующие свойства – сохраняет тепло человеческого тела и не пропускает холод снаружи.

           

            Все эти утеплители очень популярны за счет того, что они легкие, дышащие и греют даже во влажном состоянии. Кроме того, эти материалы быстрее сохнут и по соотношению тепло-вес превосходят даже шерсть

            Таким образом, правильно подобранная верхняя одежда среднего слоя позволяет выполнять такие функции: термоизоляция, ветрозащита, влагозащита. Одежда верхнего слоя выполняется как в раздельном варианте (куртка, кальсоны), так и в виде комбинезона.

 

Принципы формирования комплектов

 

            Комплектация многослойной экспедиционной одежды и экипировки для обеспечения полярных экспедиций должен защищать человека от всех неблагоприятных факторов природного характера, обеспечить удобство в носке и практичность при выполнении различных работ и задач в экспедиции.

            Основным принципом, примененным при разработке комплектации многослойной экспедиционной одежды и экипировки с высокими качественными, является внедрение прогрессивной, комплексной методики выбора современных материалов и использовании их свойств. При составлении комплекта одежды и экипировки был применен расчетно-экспериментальный метод подбора инновационных материалов, обеспечивающих заданные функциональные характеристики всего комплекта. Подбор материалов, а также принципы их комплектования в пакет основывались на заранее рассчитанных показателях, при которых обеспечивается комфортное состояние человека при любой погоде и его физической активности.

            Изделия комплекта создаются из новых, высокотехнологичных материалов. Материалы для изготовления элементов комплекта подбираются с учетом специфики и функциональных характеристик каждого изделия. Прочная одежда, имеющая большое количество зон усиления от механических воздействий, должна обладать удобством в носке, а также хорошими теплоизоляционными, и одновременно влагоотводящими свойствами в условиях низких температур и физической активности. Особое внимание должно уделяться материалам, используемым для утепления одежды верхнего слоя. Наряду с применением хорошо зарекомендовавших себя утеплителей, созданных на основе сочетания крученых микро и макро-волокон, обеспечивающих не только высокие теплоизоляционные характеристики, но и хорошие компрессионные свойства изделий, в данной одежде должен применяться рад совершенно новых утеплителей, обеспечивающих сохранение теплоизолирующих свойств одежды при полном её намокании.

            Влаговетрозащитные изделия должны изготавливаться из высокотехнологичных мембранных тканей, имеющих не только высокие показатели водоупорности (≥ 15000 мм вод. ст.), но и низкие показатели сопротивления проникновения пара (Ret ≤ 7м2 Па/Вт).

            Материалы, предназначенные для изготовления термобелья, должны эффективно отводить влагу от тела при положительных температурах и активности человека, и сохранять тепло при отрицательных температурах. Это должно достигаться путём применения для изготовления белья специальной эластичной ткани, имеющей сложную структуру, состоящую из нескольких слоев, интегрированных друг с другом. Наибольший эффект дает применение инкапсулированного трикотажного полотна. Этот материал позволяет аккумулировать тепло, исходящее от человека при высоких физических нагрузках и возвращать его обратно при охлаждении. Термобелье должно наиболее удачно сочетаться с верхними слоями одежды, изготовленными из мембранных тканей, беря на себя часть нагрузки по пароотведению. 

            Применение высокотехнологичных материалов, специальных конструктивных и технологических решений позволит создать комплект многослойной одежды, обладающий набором функциональных характеристик, позволяющих использовать ее в самых суровых климатических условиях в Арктике и при любой погоде. Многослойная одежда дополняется обувью, головными уборами, защитными масками и перчатками.

 

Сравнительная таблица термобелья из разных материаловСнимок экрана 2020-12-14 в 15.41.50.jpg


Некоторые дополнительные подробности о материалах и волокнах

Снимок экрана 2020-12-14 в 15.42.06.jpg


Контакты

ПОКАЗАТЬ КАРТУ

Открытое акционерное общество
«Инновационный
научно-производственный центр
текстильнои и легкой промышленности»
(ОАО «ИНПЦ ТЛП»)

Адрес: 119071, Москва,
ул. Орджоникидзе, дом 12

Телефон: +7 (495) 777-43-08

Факс: +7 (495) 777-43-08

E-mail: info@inpctlp.ru