Поражающие факторы ядерного взрыва. Характеристика солнечной радиации - радиационный режим виноградника Расчет увеличения урожая для огурцов при искусственной досветке фитолампами ДНаТ

Необходимые приборы и принадлежности : термоэлектрический актинометр М-3, пиранометр универсальный М-80М, альбедометр походный, балансомер термоэлектрический М-10М, гелиограф универсальный модели ГУ–1, люксметр Ю-16.

Основным источником энергии, поступающей на Землю, является лучистая энергия, поступающая от Солнца. Поток электромагнитных волн, излучаемый Солнцем, принято называть солнечной радиацией. Эта радиация является практически единственным источником энергии для всех процессов, протекающих в атмосфере и на земной поверхности, в том числе и для всех процессов, происходящих в живых организмах.

Солнечная радиация обеспечивает растения энергией, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества, влияет на процессы роста и развития, на расположение и строение листьев, продолжительность вегетации и др. Количественно солнечную радиацию можно характеризовать потоком радиации.

Поток радиации – это количество лучистой энергии, которое поступает в единицу времени на единицу поверхности.

В системе единиц СИ поток радиации измеряется в ваттах на 1м 2 (Вт/м 2) или киловаттах на 1м 2 (кВт/м 2). Ранее она измерялась в калориях на 1 см 2 в минуту (кал/(см 2 ·мин)).

1кал/(см 2 ·мин) = 698 Вт/м 2 или 0.698 кВт/м 2

Плотность потока солнечной радиации на верхней границе атмосферы при среднем расстоянии от Земли до Солнца называют солнечной постоянной S 0 . По международному соглашению 1981 г. S 0 = 1.37 кВт/м 2 (1.96 1кал/(см 2 ·мин)).

Если Солнце не в зените, то количество солнечной энергии, падающей на горизонтальную поверхность, будет меньше, чем на поверхность, расположенную перпендикулярно лучам Солнца. Это количество зависит от угла падения лучей на горизонтальную поверхность. Для определения количества тепла, получаемого горизонтальной поверхностью в минуту, служит формула:

S′ = S sinh ©

где S′ - количество тепла, получаемое в минуту горизонтальной поверхностью; S – количество тепла, получаемое перпендикулярной к лучу поверхностью; h © – угол, образованный солнечным лучом с горизонтальной поверхностью (угол h называется высотой солнца).

Проходя через земную атмосферу, солнечная радиация ослабляется вследствие поглощения и рассеяния атмосферными газами и аэрозолями. Ослабление потока солнечной радиации зависит от длины пути, проходимого лучом в атмосфере, и от прозрачности атмосферы на этом пути. Длина пути луча в атмосфере зависит от высоты солнца. При положении солнца в зените солнечные лучи проходят самый короткий путь. В этом случае масса атмосферы, проходимая солнечными лучами, т.е. масса вертикального столба воздуха с основанием 1 см 2 , принимается за одну условную единицу (m = 1). По мере опускания солнца к горизонту путь лучей в атмосфере увеличивается, а следовательно, увеличивается и число проходимых масс (m> 1). Когда солнце находится у горизонта, лучи проходят в атмосфере наибольший путь. Как показывают расчеты, при этом m в 34,4 раза больше, чем при положении Солнца в зените. Ослабление потока прямой солнечной радиации в атмосфере описывается формулой Буге. Коэффициент прозрачности p показывает, какая доля солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, доходит до земной поверхности при m = 1.

S m = S 0 p m ,

где S m – поток прямой солнечной радиации, дошедший до Земли; S 0 – солнечная постоянная; p – коэффициент прозрачности; m – масса атмосферы.

Коэффициент прозрачности зависит от содержания в атмосферы водяного пара и аэрозолей: чем их больше, тем меньше коэффициент прозрачности при одном и том же числе проходимых масс. Коэффициент прозрачности колеблется в пределах от 0,60 до 0,85.

Виды солнечной радиации

Прямая солнечная радиация (S′) – радиация, поступающая к земной поверхность непосредственно от Солнца в виде пучка параллельных лучей.

Прямая солнечная радиация зависит от высоты солнца над горизонтом, прозрачности воздуха, облачности, высоты места над уровнем моря и расстояния между Землей и Солнцем.

Рассеянная солнечная радиация (D) – часть радиации, рассеянной земной атмосферой и облаками и поступающая на земную поверхность от небесного свода. Интенсивность рассеянной радиации зависит от высоты солнца над горизонтом, облачности, прозрачности воздуха, высоты места над уровнем моря, снежный покров. Очень большое влияние на рассеянную радиацию оказывают облачность и снежный покров, которые за счёт рассеивания и отражения падающей на них прямой и рассеянной радиации и повторного рассеивания их в атмосфере могут в несколько раз увеличить поток рассеянной радиации.

Рассеянная радиация существенно дополняет прямую солнечную радиацию и значительно увеличивает поступление солнечной энергии на земную поверхность.

Суммарная радиация (Q) – сумма потоков прямой и рассеянной радиаций, поступающих на горизонтальную поверхность:

До восхода, днем и после захода Солнца при сплошной облачности суммарная радиация поступает на землю полностью, а при малых высотах Солнца преимущественно состоит из рассеянной радиации. При безоблачном или малооблачном небе с увеличением высоты Солнца доля прямой радиации, в составе суммарной, быстро возрастает и в дневные часы поток многократно превышает поток рассеянной радиации.

Большая часть потока суммарной радиации, поступающего на земную поверхность, поглощается верхним слоем почвы, воды и растительностью. При этом лучистая энергия превращается в тепло, нагревая поглощающие слои. Остальная часть потока суммарной радиации отражается земной поверхностью, образуя отражённую радиацию (R). Почти весь поток отражённой радиации проходит атмосферу насквозь и уходит в мировое пространство, однако некоторая доля его рассеивается в атмосфере и частично возвращается на земную поверхность, усиливая рассеянную радиацию, а, следовательно, и суммарную радиацию.

Отражательная способность различных поверхностей называется альбедо . Оно представляет собой отношение потока отраженной радиации ко всему потоку суммарной радиации, падающему на данную поверхность:

Выражается альбедо в долях единицы или в процентах. Таким образом, земной поверхностью отражается часть потока суммарной радиации, равная QА, а поглощается и превращается в тепло – Q(1-А). Последняя величина называется поглощенной радиацией .

Альбедо различных поверхностей суши зависит главным образом от цвета и шероховатости этих поверхностей. Темные и шероховатые поверхности имеют меньшие альбедо, чем светлые и гладкие. Альбедо почв уменьшается с возрастанием влажности, так как цвет их при этом становится более темным. Значения альбедо для некоторых естественных поверхностей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Альбедо различных естественных поверхностей

Очень велика отражательная способность верхней поверхности облаков, особенно при большой их мощности. В среднем альбедо облаков около 50-60%, в отдельных случаях – более 80-85%.

Фотосинтетически активная радиация (ФАР) – часть потока суммарной радиации, которая может использоваться зелёными растения при фотосинтезе. Поток ФАР можно рассчитать по формуле:

ФАР = 0,43S′ + 0,57D,

где S′ - прямая солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность; D – рассеянная солнечная радиация.

Поток ФАР, падающий на лист, большей частью поглощается им, значительно меньшие доли этого потока отражаются поверхностью и пропускаются листом насквозь. Листья большинства древесных пород поглощают примерно 80%, отражают и пропускают до 10-12% от всего потока ФАР. Из поглощенной листьями части потока ФАР лишь несколько процентов лучистой энергии используется растениями непосредственно на фотосинтез и преобразуется в химическую энергию органических веществ, синтезированных листьями. Остальные, более 95% лучистой энергии, превращается в тепло и расходуется в основном на транспирацию, нагрев самих листьев и теплообмен их с окружающим воздухом.

Длинноволновое излучение Земли и атмосферы.

Радиационный баланс земной поверхности

Большая часть солнечной энергии, поступающей на Землю, поглощается её поверхностью и атмосферой, некоторая её часть излучается. Излучение земной поверхностью происходит круглосуточно.

Часть лучей, излучаемых земной поверхностью, поглощается атмосферой и таким образом способствует нагреванию атмосферы. Атмосфера в свою очередь посылает лучи обратно к поверхности земли, а также в космическое пространство. Это свойство атмосферы сохранять тепло, излучаемое земной поверхностью, называют оранжерейным эффектом . Разность между приходом тепла в виде встречного излучения атмосферы и расходом его в виде излучения деятельного слоя называется эффективным излучением деятельного слоя. Особенно большим эффективное излучение бывает ночью, когда потеря тепла земной поверхностью значительно превышает приток тепла, излучаемого атмосферой. Днём же, когда к излучению атмосферы добавляется суммарная солнечная радиация, получается избыток тепла, который идёт на нагревание почвы и воздуха, испарение воды и т.п.

Разность между поглощенной суммарной радиацией и эффективным излучением деятельного слоя называют радиационным балансом деятельного слоя.

Приходную часть радиационного баланса составляют прямая и рассеянная солнечная радиация, а также встречное излучение атмосферы. Расходную часть составляют отраженная солнечная радиация и длинноволновое излучение земной поверхности.

Радиационный баланс представляет собой фактический приход лучистой энергии на поверхность Земли, от которого зависит, будет происходить её нагревание или охлаждение.

Если приход лучистой энергии больше её расхода, то радиационный баланс положителен и поверхность нагревается. Если же приход меньше расхода, то баланс отрицателен и поверхность охлаждается. Радиационный баланс земной поверхности является одним из основных климатообразующих факторов. Он зависит от высоты Солнца, продолжительности солнечного сияния, характера и состояния земной поверхности, замутнённости атмосферы, содержания в ней водяного пара, наличия облаков и др.

Приборы для измерения солнечной радиации

Термоэлектрический актинометр М-3 (Рис.3) предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучам солнца поверхность.

Приемником актинометра является термобатарея из чередующихся пластинок манганина и константана, выполненная в виде звездочки. Внутренние спаи термобатареи через изоляционную прокладку подклеены к диску из серебряной фольги, обращённая к солнцу сторона диска зачернена. Внешние спаи через изоляционную прокладку подклеены к массивному медному кольцу. От нагрева радиацией оно защищено хромированным колпачком. Термобатарея расположена на дне металлической трубки, которая при измерениях направляется на солнце. Внутренняя поверхность трубки зачернена, и в трубке устроены 7 диафрагм (кольцеобразных сужений), чтобы предотвратить попадание рассеянной радиации на приемник актинометра.

Для наблюдений стрелку на основании прибора 11 (рис. 2) ориентируют на север и для облегчения слежения за солнцем устанавливают актинометр по широте места наблюдений (по сектору 9 и риске в верхней части стойки прибора 10 ). Наводка на солнце производится с помощью винта 3 и рукоятки 6 , расположенных в верхней части прибора. Винт позволяет поворачивать трубку в вертикальной плоскости, при вращении рукоятки обеспечивается ведение трубки за солнцем. Для точной наводки на Солнце в наружной диафрагме сделано небольшое отверстие. Против этого отверстия в нижней части прибора имеется белый экран 5 . При правильной установке прибора солнечный луч, проникающий через это отверстие должен дать светлое пятно (зайчик) в центре экрана.

Рис. 3 Актинометр термоэлектрический М-3: 1 – крышка; 2, 3 – винты; 4 – ось; 5 – экран; 6 – рукоятка; 7 – трубка; 8 – ось; 9 – сектор широт; 10 – стойка; 11 – основание.

Пиранометр универсальный М-80М (Рис. 4) предназначен для измерения суммарной (Q) и рассеянной (D) радиации. Зная их, можно вычислить интенсивность прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность S′. Пиранометр М-80М имеет устройство, для опрокидывания стойки прибора приемником вниз, что позволяет измерить интенсивность отражённой радиации и определить альбедо подстилающей поверхности.

Приёмником пиранометра 1 является термоэлектрическая батарея, устроенная в форме квадрата. Приёмная поверхность ее окрашена в чёрный и белый цвета в виде шахматной доски. Половина спаев термобатареи находится под белыми, другая половина – под черными клеточками. Сверху приёмник закрыт полусферическим стеклом для защиты от ветра и осадков. Для измерения интенсивности рассеянной радиации приемник затеняется специальным экраном 3 . Во время измерений приёмник прибора устанавливается строго горизонтально, для этого пиранометр снабжён круглым уровнем 7 и установочными винтами 4. В нижней части приёмника размещена стеклянная сушилка, заполненная водопоглощающим веществом, которая предотвращает конденсацию влаги на приёмнике и стекле. В нерабочем состоянии приёмник пиранометра закрывается металлическим колпаком.

Рис. 4 Пиранометр универсальный М–80М: 1 – головка пиранометра; 2 – стопорная пружина; 3 – шарнир затенителя; 4 – установочный винт; 5 – основание; 6 – шарнир откидного штатива; 7 – уровень; 8 – винт; 9 – стойка с осушителем внутри; 10 – приёмная поверхность термобатареи.

Альбедометр походный (рис. 5) предназначен для измерения интенсивностей суммарной, рассеянной и отражательной радиаций в полевых условиях. Приемником является головка пиранометра 1 , установленная на самоуравновешивающийся карданный подвес 3 . Этот подвес позволяет установить прибор в двух положениях – приемником вверх и вниз, причем горизонтальность приемников обеспечивается автоматически. При положении приемной поверхности прибора вверх определяется суммарная радиация Q. Затем для измерения отраженной радиации R рукоятку альбедометра поворачивают на 180 0 . Зная эти величины можно определить альбедо.

Балансомер термоэлектрический М-10М (рис. 6) предназначен для измерения полного радиационного баланса подстилающей поверхности. Приемником балансомера является термобатарея квадратной формы состоящая, из множества медных брусков 5 , обмотанных константановой лентой 10 . Половина каждого винта ленты гальваническим путем посеребрена, начало и конец серебряного слоя 9 являются термоспаями. Половина спаев подклеивается к верхней, другая половина – к нижней приемным поверхностям, в качестве которых используются медные пластинки 2 , окрашенные в черный цвет. Приемник балансомера помещен в круглую металлическую оправу 1 . При измерениях он располагается строго горизонтально с помощью специального накладного уровня. Для этого приемник балансомера крепится на шаровом шарнире 15 . Для повышения точности измерений приемник балансомера может защищаться от прямой солнечной радиации круглым экраном 12 . Интенсивность прямой солнечной радиации измеряется в этом случае актинометром или пиранометром.

Рис. 5 Альбедометр походный: 1 – головка пиранометра; 2 – трубка; 3 – карданный подвес; 4 – рукоятка

Рис. 6 Балансомер термоэлектрический М-10М: а) – схематическое поперечное сечение: б) – отдельная термобатарея; в) – внешний вид; 1 – оправа приемника; 2 – приемная пластинка; 3, 4 – спаи; 5 – медный брусок; 6, 7 – изоляция; 8 – термобатарея; 9 – серебряный слой; 10 – константановая лента; 11 – рукоятка; 12 – теневой экран; 13, 15 – шарниры; 14 – планка; 16 – винт; 17 - чехол

Приборы для измерения продолжительности солнечного

сияния и освещённости

Продолжительность солнечного сияния есть время, в течение которого прямая солнечная радиация равна или больше 0,1 кВт/м 2 . Выражается в часах за сутки.

Метод определения продолжительности солнечного сияния основан на регистрации времени, в течение которого интенсивность прямой солнечной радиации достаточна для получения прожога на специальной ленте, укреплённой в оптическом фокусе шаровой стеклянной линзы, и составляет не менее 0,1 кВт/м 2 .

Продолжительность солнечного сияния измеряется прибором гелиографом (рис. 7).

Гелиограф универсальный модели ГУ–1 (рис. 7). Основанием прибора является плоская металлическая плита с двумя стойками 1 . Между стойками на горизонтальной оси 2 укреплена подвижная часть прибора, состоящая из колонки 3 с лимбом 4 и нижним упором 7 , скобы 6 с чашкой 5 и верхним упором 15 и стеклянного шара 8 , который является сферической линзой. На одном конце горизонтальной оси закреплён сектор 9 со шкалой широт. При перемещении горизонтальной оси 2 прибора с запада на восток и повороте верхней части прибора вокруг неё, ось колонки 3 устанавливается параллельно оси вращения Земли (оси мира). Для закрепления установленного угла наклона оси колонки служит винт 11 .

Верхняя часть прибора может поворачиваться вокруг оси колонки 3 и фиксироваться в четырех определенных положениях. Для этого используется специальный штифт 12 , который вставляется через отверстие лимба 4 в одно из четырёх отверстий диска 13 , закреплённого на оси 2 . Совпадение отверстий лимба 4 и диска 13 определяется по совпадению меток А, Б, В и Г на лимбе 4 с индексом 14 на диске.

Рис. 7 Гелиограф универсальный модели ГУ–1.

1 – стойка; 2 – горизонтальная ось; 3 – колонка; 4 – лимб; 5 – чашка; 6 – скоба; 7 – упор; 8 – стеклянный шар; 9 – сектор; 10 – указатель широты; 11 – винт для закрепления угла наклона оси; 12 – штифт; 13 – диск; 14 – индекс на диске; 15 – верхний упор.

На метеорологической площадке гелиограф устанавливается на бетонном или деревянном столбе высотой 2 м, на верхней части которого закреплена площадка из досок толщиной не менее 50 мм, так, чтобы при любом положении Солнца относительно сторон горизонта отдельные постройки, деревья и случайные предметы не затеняли его. Он устанавливается строго горизонтально и ориентирован по географическому меридиану и широте метеорологической станции; ось гелиографа должна быть строго параллельна оси мира.

Шар гелиографа должен содержаться в чистоте, так как наличие пыли, следов осадков, отложение росы, инея, изморози и гололёда на шаре ослабляет и искажает прожог на ленте гелиографа.

В зависимости от возможной продолжительности солнечного сияния запись за одни сутки должна производиться на одной, двух или трёх лентах. В зависимости от сезона должны применяться прямые или изогнутые ленты, которые следует закладывать в верхний, средний или нижний пазы чашки. Ленты для закладки в течение месяца должны подбираться одного цвета.

Для удобства работы с гелиографом к югу от подставки (столба) с прибором устанавливается лесенка с площадкой. Лесенка не должна касаться столба и должна быть достаточно удобной.

Люксметр Ю-16 (рис. 8) применяется для измерения освещённости, создаваемой светом или искусственными источниками света.

Рис. 8 Люксметр Ю–16. 1 – фотоэлемент; 2 – провод; 3 – измеритель; 4 – поглотитель; 5 – клеммы; 6 – переключатель пределов измерения; 7 – корректор.

Прибор состоит из селенового фотоэлемента 1 , соединённого проводом 2 с измерителем 3 , и поглотителя 4 . Фотоэлемент заключён в пластмассовый корпус с металлической оправой, для увеличения пределов измерения в 100 раз на корпус надевается поглотитель из молочного стекла. Измерителем люксметра является магнитоэлектрический стрелочный прибор, смонтированный в пластмассовом корпусе с окном для шкалы. В нижней части корпуса находится корректор 7 для установки стрелки на нуль, в верхней части – клеммы 5 для присоединения проводов от фотоэлемента и ручки переключения пределов измерения 6 .

Шкала измерителя разбита на 50 делений и имеет 3 ряда цифр соответственно трём пределам измерения - до 25, 100 и 500 люкс (лк). При использовании поглотителя пределы увеличиваются до 2500, 10000 и 50000 лк.

Во время работы с люксметром необходимо тщательно следить за чистотой фотоэлемента и поглотителя, при загрязнении их протирают ваткой, смоченной в спирте.

Фотоэлемент при измерениях располагается горизонтально. Корректором устанавливают стрелку измерителя на нулевое деление. Присоединяют фотоэлемент к измерителю и через 4-5 с проводят измерения. Для уменьшения перегрузок начинают с большего предела измерений, затем переходят на меньшие пределы, пока стрелка не окажется в рабочей части шкалы. Отсчёт снимают в делениях шкалы. При малых отклонениях стрелки для повышения точности измерений рекомендуется переключить измеритель на меньший предел. Для предупреждения усталости селенового фотоэлемента через каждые 5-10 мин работы прибора необходимо затенять фотоэлемент на 3-5 мин.

Освещенность определяется умножением отсчёта на цену деления шкал и на поправочный коэффициент (для естественного света он равен 0.8, для ламп накаливания -1). Цена деления шкалы равна пределу измерения, делённому на 50. При использовании одного или двух поглотителей полученную величину умножают, соответственно, на 100 или 10000.

1 Ознакомиться с устройством термоэлектрических приборов (актинометр, пиранометр, альбедометр, балансомер).

2 Ознакомиться с устройством гелиографа универсального, со способами его установки в различное время года.

3 Ознакомиться с устройством люксметра, измерить в аудитории освещенность естественную и искусственную.

Записи оформить в тетрадь.

Перевод освещенность Ватт/м² в суммарная освещенность в Джоулях/см² за период времени.

Измерение освещенности в Ваттах и Джоулях часто вызывает вопросы. Попробуем разобраться…
Итак, зачем нам нужны Джоули, а зачем Ватты?
Когда Вы спрашиваете кого-либо про дождь за окном и получаете ответ типа «моросит» или «идет дождь» или «льет как из ведра» Вы получаете ответ об интенсивности осадков.
Для освещенности такой характеристикой является Ватт/метр квадратный (Вт/м² или W/m²). Эта цифра в Ваттах/квадратный метр говорит нам об освещенности в ДАННЫЙ момент.
А вот когда Вы слушаете информацию о погоде и Вам рассказывают, что за прошедший день вылилось 10 мм осадков или 25 мм или 100 мм — то это говорит нам о количестве выпавших за день осадков.
Для освещенности такую роль выполняют Джоули /см² (Дж/см² или J/cm²). Эта величина показывает нам количество света, полученное за какой либо ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ.
Связь между Ваттами и Джоулями очень простая: Джоуль=Ватт*секунда.
Но освещенность измеряется в Ваттах/м², а суммарная освещенность в Джоулях/см² Поэтому придется еще переводить сантиметры в метры и наоборот.
Очень часто агрономов интересует вопрос — через сколько времени (минут) при данной освещенности наберется 50 Джоулей/см кв.(или 75 или сколько хотите)

Считаем в минутах:
Минуты=Джоуль/[Ватт*60/(10000*сек)],
или проще говоря:

Минуты=(Требуемые Джоули)*1000/(Освещенность в Ваттах*6)

Рассмотрим пример:
Текущая освещенность равна 250 Вт/м2
Вопрос: через сколько минут наберется суммарная освещенность в 50 Дж/см2
Считаем: Минуты=50*1000/(250*6)= 33,3 минуты.

Те же 50 Дж/см2 при освещенности в 400 Вт/м2 наберутся за: 50*1000/(400*6)=20,8 минуты

Еще пример:
Текущая освещенность равна 537 Вт/м2
Вопрос: через сколько минут наберется суммарная освещенность в 70 Дж/см2
Считаем: Минуты=70*1000/(537*6)= 21,7 минуты.

В приведённых ниже таблицах Вы сможете найти данные по соотношениям между Вт\м 2 , Дж\см 2 и Люксами (Lux).

Интенсивность Ватт\м²	Сумма солнечной радиации за обозначенный период времени в Дж\см²
	1 минута	5 минут	10 минут	20 минут	30 минут	40 минут	50 минут	60 минут
Люксы (Lux)	Интенсивность Ватт/м 2				Сумма радиации Дж/см 2 /час
1,000	24				8.6
2,000	47				16.9
3,000	69				24.8
4,000	90.1				32.4
5,000	110.2				39.6
10,000	196.2				70.6
15,000	258				92.9
20,000	295.8				106.2
25,000	313.1				112.7
30,000	350.7				126.2
40,000	454.6				163.6
50,000	551.9				198.7
60,000	642.8				213.4
70,000	727.1				261.8
80,000	805.5				289.8
90,000	876.3				315.5
100,000	941.1				338.8

С переводом Lux в W не всё так просто. Люксы «меряют» только часть спектра, видимую человеческому глазу, а Ватты — в гораздо более широком диапазоне. Поэтому четкой зависимости нет.
По данным таблицы 1 kLux=12,5 W/m2 в среднем.
Летом в солнечный день эта величина составляет около 10W, а зимой в пасмурный день — аж до 20W.
По поводу люксов, цифры в нижней таблице больше соответствуют условиям искусственного освещения (досветка лампами ДНаТ), а данные приведённые в верхней таблице — естественному освещению (солнце).

Перевод количества фотонов — микромолей на квадратный метр в секунду (1 µml/m2/sec) в ФАР, энергию и Люксы (Lux)

1 µml/m2/sec = 0,22 W/m2 (ФАР) = 0,43 W/m2 (энергия) = 56 Lux
1W/m2 (ФАР) = 4,6 µml/m2/sec = 2 W/m2 (энергия) = 260 Lux
1 W/m2 (энергия) = 2,3 µml/m2/sec = 0,5 W/m2 (ФАР) = 130 Lux

Как видите, суммарная энергия в 2 раза больше ФАР. Данные голландские (Erno Bouma «Weer Gewasbescherming»)

Среднее количество фотонов на Ватт (искусственный свет от специализированных фитоламп ДНаТ) 5,0 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 23,5 W ФАР)
Солнечный свет, в среднем на Ватт ФАР 4,6 мкМоль/м2/сек (1.000 lux = 38,76 W ФАР; также часто используется 4,3 если пасмурная погода).
Пересчёт Ваттов снаружи в мкМоль внутри теплицы:
Светопропускание теплицы(*0,50-*0,75)
45% от общей радиации есть ФАР (*0,45)

Пример: 9 утра в Августе солнечная радиация 344 Ватт/м²
344 Ватт*0,7*0,45*4,6 = 498 мкМоль/(м2*сек)

Чтобы от лампы ДНаТ получить туже освещенность: 498 /5/23,5 = нужно иметь 4238,2 Люкс или 99,6 Ватт/м², что бы «заменить» полностью естественный свет искусственным.

Расчет увеличения урожая для огурцов при искусственной досветке фитолампами ДНаТ.

Высшие растения производят около 0,6-0,65 г. сухого вещества на каждый Моль.
Сумма света в течение года варьирует от 2,5 до 25 moll/m2/день.
Ниже 3,1 moll/m2/день -плохое завязывание, меньше нормальных кистей, абортирование у томатов.

Расчет

Освещенность в 10.000 Люкс даёт 135 мкМоль/m2*сек (400 Volt, 600 Watt лампы; 33%)
3477 часов досветки (Янв20, февр20, март14, апр4, сент 4, октяб13, ноябр20, декаб20) дают суммарно:
3477*3600*135 = 1689 Моль/м2
1689mol/m2 даст 1689*0,65 = 1098 грамм сухого вещества (0,65 грамм сухого вещества на каждый моль)
1098*65% = 713 грамм сухого вещества в плоды (65% от общего количества наработанных ассимилянтов направляется в плоды)
713/0,03 = 23,75 кг продукции (содержание сухого вещества в огурце = 3%; Для томата это, например, даст около 11,9 кг прибавки)
23,75/0,435 = 55 плодов (При среднем весе плода 435 грамм)
15000 Люкс даст (15/10)*55 = 82 штук огурца дополнительно от искусственного света на метр квадратный.

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ

АТМОСФЕРЫ

В зависимости от длины волн энергетический спектр удобно разделить на три части:

0,1-0,4 мкм- ультрафиолетовое излучение и рентгеновские лучи, составляющие около 5 %.

0,4 – 0,76 мкм видимая часть спектра, составляющая 52%;

более 0,76 мкм- инфракрасное излучение, составляющее около 43% всей солнечной энергии;

Приблизительно 99% солнечной радиации имеют длины волн от 0,15 до 4 мк. Максимум интенсивности солнечного света приходится на длину волны 0,5 мк (зелено-голубой свет). Максимум излучения Солнца приходится на 0,5 мкм (сине-голубой участок спектра).

В метеорологии принято выделять коротковолновую и длинноволновую радиацию. К коротковолновой относят радиацию в диапазоне длин волн от 0,1 до 4 мкм, т. е. она включает, кроме видимого участка спектра, еще и ближайшие к нему по длинам волн участки ультрафиолетового и инфракрасного спектра. Длинноволновая - это радиация с длинами волн от 4 до 100-120 мкм. Такой радиацией обладают земная поверхность и атмосфера.

Количество тепла, приносимого солнечной радиацией на 1 см 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, в 1 мин называется интенсивностью солнечной радиации. Она измеряется специальными приборами - актинометрами и пиргелиометрами и выражается в

кал/(см 2 -мин) (1 кал =4,1868 Дж).

Вычисления, основанные на многочисленных измерениях у земной поверхности, и непосредственно измерения, проведенные с помощью искусственных спутников Земли, показали, что при среднем расстоянии Земли от Солнца интенсивность солнечной радиации составляет

кал/(см2-мин) или 1,36 квт/м2.

Эта величина называется солнечной постоянной .

Распределение солнечной радиации на верхней границе атмосферы и ее изменение по времени зависят от следующих причин.

1. От степени активности Солнца. В годы наибольшей активности солнечной деятельности солнечная радиация увеличивается. Солнечная постоянная в эти годы на 2% больше, чем в годы спокойного Солнца. С возрастанием активности солнечной деятельности на Земле увеличивается также интенсивность магнитных и ионосферных возмущений.

2. От расстояния между Землей и Солнцем. Так как орбита Земли представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце, то расстояние от Земли До Солнца в течение года не остается постоянным.

В день зимнего солнцестояния - 22 декабря, когда Земля находится в перигелии, напряженность солнечной радиации примерно на 3,3% больше, а в день летнего солнцестояния - 22 июня на 3,3% меньше, чем весной и осенью.

3.0т угла падения лучей Солнца на поверхность.

Если обозначить через h ☼ высоту Солнца, то непосредственно на единицу горизонтальной поверхности АС приходится радиации во столько раз меньше, во сколько раз АС больше АВ.

Обозначив количество солнечной радиации, падающей на 1 см 2 в 1 мин на площадку АВ, через I 0 , а на площадку AC - через I h , получим

I h = I 0 sin h ☼ . Плотность потока солнечной радиации на горизонтальную поверхность называется инсоляцией

Из астрономии известно, что h ☼ = sin φ sin δ + cos φ co δ cos t .

где φ - широта места; δ - склонение Солнца; t - местный часовой угол Солнца.

Следовательно, приток тепла от солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, зависит от: широты места φ, чем в основном обусловливаются различия климатических поясов земного шара; склонения Солнца δ, изменяющегося в течение года от 23,5°N До 23,5°S, чем обусловливаются времена года; местного часового угла Солнца t, что обусловливает суточный ход интенсивности солнечной радиации.

Стандарт распространяется на термостойкую специальную одежду повседневной носки для защиты электротехнического персонала от термических рисков электрической дуги и устанавливает общие технические требования и методы испытаний.

Обозначение:	ГОСТ Р 12.4.234-2007
Название рус.:	Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от термических рисков электрической дуги. Общие технические требования и методы испытаний
Статус:	заменен
Заменен:	ГОСТ Р 12.4.234-2012 «Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от термических рисков электрической дуги. Общие технические требования и методы испытаний»
Дата актуализации текста:	05.05.2017
Дата добавления в базу:	01.09.2013
Дата введения в действие:	01.12.2013
Утвержден:	26.10.2007 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (279-ст)
Опубликован:	Стандартинформ (2007 г.)
Ссылки для скачивания:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р 12 .4.234-2007 (ИСО 7539-3:1989)

Система стандартов безопасности труда

ОДЕЖДА СПЕЦИАЛЬНАЯ
ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕРМИЧЕСКИХ РИСКОВ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

Общие технические требования и методы испытаний

IEC 61482-1:2002
Live working - Flame-resistant materials for clothing for thermal protection of
workers - Thermal hazards of an electric arc - Part 1: Test methods
(MOD)

Москва Стандартинформ 2007

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ» на основе официального аутентичного перевода ФГУП «Стандартинформ» стандарта, указанного в пункте

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации средств индивидуальной защиты ТК 320 «СИЗ»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 октября 2007 г. № 279-ст

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 12 .4.234-2007
(ИСО 7539-3:1989)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Система стандартов безопасности труда

ОДЕЖДА СПЕЦИАЛЬНАЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ТЕРМИЧЕСКИХ РИСКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

Общие технические требования и методы испытаний

Occupational safety standards system. Protective clothing for thermal hazards of an electric arc.
General technical requirement and test methods

Дата введения - 2008-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на термостойкую специальную одежду повседневной носки (далее - одежда) для защиты электротехнического персонала от термических рисков электрической дуги и устанавливает общие технические требования и методы испытаний.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 12.4.185-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты от пониженных температур. Методы определения теплоизоляции комплекта

ГОСТ Р 12.4.200-99 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная от тепла и огня. Метод испытаний при ограниченном распространении пламени

ГОСТ Р 12.4.218-99 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная. Общие технические требования

ГОСТ Р ИСО 6330-99 Материалы текстильные. Методы бытовой стирки и сушки, применяемые для испытания тканей, трикотажных полотен и готовых изделий

ГОСТ Р ИСО 15025-2007 Система стандартов безопасности труда. Одежда для защиты от тепла и огня - Метод испытания на ограниченное распространение пламени

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.103-83 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация

ГОСТ 12.4.115-82 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты работающих. Общие требования к маркировке

ГОСТ 12.4.124-83 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования

ГОСТ 12.4.221-2002 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от повышенных температур, теплового излучения, конвективной теплоты. Общие технические требования

ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения

ГОСТ 2590-88 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 10581-91 Изделия швейные. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 асимметричный ток дуги (asymmetrical arc current ): Полный ток дуги, создаваемый при замыкании, включающий постоянную и симметричную составляющие, в амперах (А).

3.2 возгорание (ignition): Начало горения.

Методы применяются для измерения и описания свойств материалов (метод А) или одежды (метод В) при воздействии на них конвективной энергии и теплового излучения, создаваемых электрической дугой на открытом воздухе в регулируемых лабораторных условиях.

Материалы, используемые в этих методах, имеют форму плоских образцов для метода А и одежды типа верхних рубашек/курток для метода В. Метод А применяют для измерений реакции ткани на воздействие электрической дуги при испытании образцов или пакетов тканей плоской конфигурации. Метод В применяют для измерений реакции одежды на воздействие электрической дуги, включая все компоненты одежды, швейные нити, застежки, ткани и другие аксессуары, при испытании на манекене.

Испытатель должен сам определить соответствующие меры безопасности и охраны труда по .

6.1.2 Принцип методов испытаний

Оба метода определяют значение падающей энергии, которая позволяет прогнозировать ожоговую травму второй степени, когда образцы подвергаются воздействию теплового излучения от электрической дуги.

При испытаниях количество тепла, передаваемого образцами, измеряют с момента инициирования и до окончания воздействия электрической дуги.

Падающий тепловой поток и тепловой поток, прошедший через испытуемый(ые) образец (образцы), измеряют с помощью медных калориметров. Изменение превышения температуры калориметров непосредственно связано со значением полученного образцом теплового воздействия.

Характеристики материала при этом определяют по количеству тепла, прошедшего сквозь образец (образцы).

Полученные данные по теплопередаче сравнивают с кривой Столл и используют для прогнозирования появления ожоговой травмы второй степени.

При испытаниях значение Е п вычисляют по показаниям контрольных датчиков.

Реакция материала должна быть описана путем регистрации наблюдаемых результатов воздействия электрической дуги на образцы с использованием терминов 3.20.

6.1.3 Использование методов испытаний

Данные методы испытания применяют для измерения ЗЭТВ материалов, предназначенных для конструирования термостойкой одежды работникам, подвергающимся риску электродугового воздействия. Методы предназначены для определения значений тепловых характеристик самого материала или при его сравнении с другими материалами.

Так как режимы электродуговых воздействий различаются, для отдельных датчиков возможно получение отличительных друг от друга значений теплопередачи. Показания каждого датчика следует оценивать в соответствии с .

При проведении испытаний образец поддерживают в неподвижном вертикальном положении и не допускают никакое его смещение, кроме как от электродугового воздействия.

В данных методах испытаний устанавливается стандартный набор условий электродуговых воздействий. Различные условия воздействия могут давать разные результаты. В добавление к стандартному набору условий электродуговых воздействий можно задавать и другие условия, характерные для возможных рисков.

6.1.4 Испытательное оборудование

В состав испытательного оборудования должны входить следующие элементы:

Шина электропитания;

Блок управления режимом электрической дуги;

Регистрирующее устройство;

Дуговые электроды;

Три панели с двумя датчиками на каждой или от одного до трех манекенов с четырьмя датчиками на каждом;

Контрольные датчики для каждой панели или для каждого манекена.

6.1.4.1 Метод А. Размещение панелей с двумя датчиками, укрепленными на каждой панели

Для каждого испытания следует использовать три панели с двумя датчиками на каждой и размещать их под углом 120°, как показано на рисунке . Кроме того, каждая панель с двумя датчиками должна иметь по два контрольных датчика. По одному контрольному датчику помещается с каждой боковой стороны панели, уже имеющей по два датчика, как показано на рисунке .

Каждая панель с двумя датчиками и держателями контрольных датчиков должна быть изготовлена из непроводящего жаростойкого материала. Размеры такой панели должны быть не менее 200×550 мм. Два датчика должны устанавливаться в панели, как показано на рисунке . Каждый датчик должен устанавливаться заподлицо с поверхностью изоляционной платы. Также должна быть предусмотрена возможность перемещения каждой панели с двумя датчиками и контрольных датчиков на расстояние от 200 до 600 мм от центральной линии дуговых электродов, как показано на рисунках и .

6.1.4.3 Метод В. Размещение манекенов

Для каждого испытания следует применять не более трех манекенов, имеющих по четыре датчика, и располагать их под углом не менее 120°, как показано на рисунке .

Каждый манекен должен иметь по два контрольных датчика, по одному с каждой стороны манекена, как показано на рисунке .

Примечание - Число используемых манекенов может определяться пространством вокруг дуговых электродов. Установлено, что два манекена дают самое лучшее рабочее пространство для их одевания. Между манекенами должен соблюдаться угол не менее 120°.

6.1.4.4 Метод В. Конструкция манекена

Следует использовать манекен мужского туловища большого размера с обхватом груди (1067 ± 25) мм, сделанный из непроводящего стекловолокна.

Манекен устанавливают в вертикальной позе; голова может быть съемной; руки должны быть съемные, прямые и укрепленные в вертикальном положении, так чтобы расстояние от испытуемого образца в области грудной клетки было кратчайшим до осевой линии дуги. Для упрощения монтажа манекена руки могут быть укорочены на 100 мм. Манекен должен иметь датчики, описанные в и установленные, как показано на рисунке .

6.1.4.5 Выходные сигналы датчика

Выходной сигнал датчика следует сравнивать с кривой Столл. Выходной сигнал контрольного датчика преобразуется в значение падающей энергии Е п путем умножения приращения превышения температуры (Δ T ) на постоянный коэффициент 5,65 кВт·с/м 2 ·К.

Примечание - За превышение температуры (delta peak temperature) принимают разность между максимальной и начальной температурами датчика во время испытания, выраженную в градусах Цельсия (°С).

6.1.4.6 Конструкция калориметра

Калориметр должен быть изготовлен из электротехнической меди с парой проводов для каждой из четырех термопар, установленных как показано на рисунке а). Провода термопар укрепляют в калориметре как показано на рисунке б).

Испытательное оборудование выделяет большое количество энергии. Кроме того, электрическая дуга сопровождается интенсивным свечением. Необходимо принимать меры для защиты персонала, работающего в зоне испытаний. Работники должны находиться за защитными барьерами или на безопасном расстоянии для предотвращения поражения электрическим током и контакта с брызгами расплавленного металла. Желающие наблюдать за ходом испытания должны надевать светозащитные очки. Если испытание проводят в помещении, должна быть обеспечена вентиляция для удаления продуктов горения, дыма и газов. Вентиляцию не следует включать до окончания испытания, поскольку потоки воздуха могут нарушить дугу, уменьшая тепловой поток у поверхности плат и датчиков. Испытательное оборудование должно быть огорожено невоспламеняемыми материалами, подходящими для данного испытательного участка. Испытательное оборудование должно быть изолировано от контакта с поверхностью земли в зависимости от испытательного напряжения.

При испытаниях на открытом воздухе должны быть обеспечены средства для предотвращения влияния погодных условий (ветра, дождя и др.).

Электроды и узлы калориметров нагреваются во время испытаний. При работе с этими горячими объектами следует пользоваться защитными перчатками.

В случае возгорания образца или выделения горючих газов следует соблюдать осторожность и держать огнетушитель в готовности. Если произошло возгорание необходимо убедиться, что материалы полностью погашены.

Немедленно после каждого испытания следует отключить электропитание от испытательной установки и остального лабораторного оборудования, которое использовалось для образования дуги. После окончания сбора данных помещение испытательного участка следует проветрить до полного удаления дыма и газов и только после этого разрешается входить персоналу.

6.1.6 Отбор проб и подготовка образцов

6.1.6.1 Образцы для испытаний методами А и В

a) Образцы для испытаний методом А: испытание с использованием панели с двумя датчиками.

Образец из материала, подлежащего испытанию, после стирки должен иметь длину не менее 610 мм и ширину не менее 305 мм. Определение числа образцов приведено в .

Раскрой по длине следует делать в направлении основы или утка материала.

b) Образцы для испытаний методом В: испытание с использованием манекена с четырьмя датчиками.

Из материала, подлежащего испытаниям, изготавливают специальные образцы одежды в соответствии со стандартами на мужскую одежду типа рубашки или куртки большого размера с длинными рукавами. Карманы спереди необязательны.

Направление ткани при раскрое должно соответствовать направлению, применяемому при раскрое одежды данного типа.

6.1.6.2 Предварительная стирка испытательных образцов

Требуемое количество материала для изготовления испытательных образцов необходимо выстирать. Перед испытаниями материалы или одежду следует выстирать пять или 50 раз по ГОСТ Р ИСО 6330 , метод 2А, и высушить методом Е (барабанная сушка).

6.1.7 Градуировка

6.1.7.1 Предварительная градуировка системы сбора данных.

Система сбора данных должна быть отградуирована с помощью калибратора - моделирующего устройства термопар. Это позволяет выполнять градуировку в кратных точках и при уровнях свыше 100 °С. Систему сбора данных следует регулярно градуировать в связи с характером испытаний.

6.1.7.2 Проверка градуировки калориметров.

Калориметры следует проверять для подтверждения правильности их работы.

После окончательной установки в испытательной камере всех испытательных панелей/манекенов и контрольных датчиков каждый калориметр подвергают воздействию источника фиксированного теплового излучения в течение 30 с. Для этого помещают точечный источник света мощностью 500 Вт на расстоянии 267 мм от калориметра. Световое пятно должно быть установлено по центру калориметра и перпендикулярно к нему. Измеряют и представляют графически рост температуры каждого калориметра и выходной сигнал системы. За 30 с ни один выходной сигнал калориметра не должен отклоняться более чем на 4 °С от среднего значения, полученного на всех 12 калориметрах. Любой калориметр, не удовлетворяющий этому требованию, должен быть заменен.

6.1.7.3 Градуировка оборудования по заданным параметрам электродугового воздействия.

Перед каждой градуировкой располагают электроды испытательного оборудования таким образом, чтобы между ними был зазор, равный 300 мм. Лицевые стороны контрольных датчиков должны быть параллельны электродам и перпендикулярны к их осевой линии. Средняя точка межэлектродного зазора должна находиться на одной высоте с центральной точкой контрольных датчиков (см. рисунок ). Присоединяют плавкую проволоку сначала к концу одного электрода, делая несколько витков и скруток, затем к концу другого электрода тем же способом. Плавкую проволоку необходимо туго натянуть и излишек отрезать. Испытательное оборудование следует отрегулировать для получения требуемого тока и длительности электрической дуги.

6.1.7.4 Градуировка оборудования для панелей с двумя датчиками, манекенов и контрольных датчиков.

Располагают каждую панель с двумя датчиками или манекен таким образом, чтобы их поверхности были параллельны и перпендикулярны к осевой линии электродов и находились на расстоянии 305 мм от нее. Регулируют симметричный ток электродугового воздействия до установленного уровня с длительностью дуги на 10 циклов.

Производят разряд дуги, определяют максимальное превышение температуры по каждому датчику и умножают показания на постоянную датчика 5,65 кВт·с/м 2 К, чтобы получить падающую энергию Е п (полное количество тепла), измеренную каждым контрольным датчиком.

Сравнивают самое высокое показание контрольного датчика со средним значением, полученным по всем контрольным датчикам, например, с теоретическим результатом 423 кВт с/м 2 при моделирующем воздействии, приведенном в . Сравнивают значение полного количества тепла Е п, определенное датчиками, с показанным значением. Среднее значение полного количества тепла, определенное по датчикам, должно составлять не менее 60 % от расчетного или приведенного (теоретического) значения. Самое высокое измеренное значение общего количества тепла, показанное любым контрольным датчиком, должно быть в пределах 10 % от расчетного значения. Если эти значения не получены, проверяют испытательную установку и делают соответствующие исправления. Моделирующее испытание на электродуговое воздействие следует проводить на требуемом испытательном уровне после каждой регулировки и перед началом и завершением ежедневного испытания или выхода из строя оборудования.

Поскольку путь дуги не проходит на одинаковом расстоянии от каждого датчика, результаты получаются разные. При токе 8000 А максимальное значение полного количества тепла, измеренное любым контрольным датчиком, должно быть в диапазоне от 377 до 461 кВт·с/м 2 , а среднее значение полного количества тепла по всем контрольным датчикам как минимум 251 кВт·с/м 2 . Если эти значения не получены, проверяют градуировку системы контрольных датчиков, состояние электрического оборудования, наладку аппаратуры и повторяют моделирующее воздействие до тех пор, пока не будут получены требуемые результаты.

6.1.7.5 Подтверждение градуировки испытательного оборудования.

Настройку испытательного оборудования подтверждают для каждого испытания. В протоколе испытания должны быть приведены значения максимальной амплитуды тока дуги, среднеквадратичного значения тока дуги, длительности и напряжения дуги. Должен быть построен график тока дуги для гарантии правильной формы волны. Кроме того, должны быть записаны температура окружающей среды и относительная влажность.

Примечание - За максимальную амплитуду тока дуги ( peak arc current) принимают наибольшее значение переменного тока дугового разряда, выраженное в амперах (А).

6.1.8 Уход и техническое обслуживание оборудования

6.1.8.1 Восстановление поверхностей.

Протирают поверхность каждого датчика сразу же после каждого испытания, пока он горячий, чтобы удалить все продукты распада, которые конденсируются и могут в дальнейшем привести к ошибкам. Если отложения скапливаются и оказываются толще тонкого слоя краски либо неровными, значит, поверхность датчика требует повторной обработки. Охлажденный датчик тщательно очищают ацетоном или углеводородным растворителем, соблюдая правила безопасности. Снова покрывают поверхность путем напыления тонкого слоя матовой черной высокотемпературной краски. Для всех датчиков используют одну и ту же краску и проверяют, чтобы она высохла перед проведением следующего испытания.

6.1.8.2 Уход за платами датчиков и манекенами.

Платы датчиков и манекены должны быть сухими. При испытаниях на открытом воздухе их необходимо накрывать при продолжительных перерывах между испытаниями во избежание чрезмерного подъема температуры под действием солнца. В связи с деструктивным характером электрической дуги платы датчиков и манекены следует покрывать той же краской, что и датчики, а также периодически перекрашивать для уменьшения повреждений.

6.1.9 Процедуры испытаний

Следует соблюдать следующие параметры испытаний: ток дуги (8 ± 1) кА, электродуговой промежуток - 300 мм, электроды из нержавеющей стали, расстояние между осевой линией дуги и поверхностью испытательного образца - 300 мм.

Для каждого испытания готовят не менее трех образцов из одного и того же материала: по одному для каждой из трех панелей с двумя датчиками или по одному - для каждого манекена. Для оценки одного вида образца следует провести серию как минимум из семи испытаний в диапазоне падающих энергий так, чтобы среднее повышение температуры как минимум 20 % панелей с двумя датчиками или манекенов с четырьмя датчиками было выше кривой Столл и как минимум 20 % - ниже кривой Столл. Не более 10 % экспериментальных точек должно быть более чем на 10 °С выше или ниже кривой Столл.

Для анализа данных требуется не менее 20 экспериментальных точек, т.е. среднеарифметическое значение показаний двух датчиков каждой из 20 панелей (метод А) или среднеарифметическое значение показаний четырех датчиков для каждого из 20 манекенов (метод В).

Если происходит вскрытие образца (см. ), то следует провести дополнительные испытания, чтобы обеспечить необходимое число экспериментальных точек. Диапазон падающей энергии обеспечивается путем увеличения или уменьшения длительности дуги. Целью этих испытаний является получение среднего значения изменения температуры для каждой панели, которое находится в том же диапазоне, что и кривая Столл.

6.1.9.3 Начальная температура.

Температуру датчиков регулируют в диапазоне от 25 °С до 35 °С.

После воздействия датчики охлаждают струей воздуха или путем контакта с холодной поверхностью. Следует убедиться, что температура датчиков находится в диапазоне от 25 °С до 35 °С.

a) Метод А с применением панелей.

Образцы должны быть прикреплены к панели с датчиками без натяжения материала с учетом возможной усадки во время воздействия дуги. Для этого применяют систему пружинного зажима материала (см. рисунок ). С помощью этой системы, состоящей из четырех зажимов, образец прикрепляют к панели датчика таким образом, чтобы не препятствовать усадке образца во время дугового испытания. Для фиксации материала к панели сила приложения каждого зажима должна быть в диапазоне от 4,4 до 6,7 Н. Можно также применять и другие средства крепления, удовлетворяющие приведенным выше целям. Если испытывают многослойные образцы, их следует прикреплять в том порядке, чтобы они воспроизводили слои носимой одежды.

b) Метод В с применением манекенов.

Образцы крепят таким образом, чтобы они имитировали слои носимой одежды. На манекен надевают испытуемый образец и застегивают все пуговицы. Гирю полукруглой формы массой 1500 г прикрепляют к загнутому нижнему краю образца пятью зажимами, укрепленными на этой гире. Испытуемый образец должен быть натянутым с лицевой стороны манекена, а излишек материала собирается сзади. Руки должны висеть по бокам манекена и не выступать к дуге ближе, чем поверхность груди.

Информация об образце должна включать в себя:

Идентификационный номер;

Порядок слоев, начиная с верхнего, записанного первым;

Тип материала;

Поверхностную плотность;

Тип ткацкого переплетения/вязки;

Цвет;

Число испытуемых образцов.

6.1.9.6 Проведение испытаний.

Крепят плавкую проволоку к электродам.

Обеспечивают выполнение всех мер безопасности, убеждаются, что все участники испытаний находятся вне опасной зоны.

Воздействуют электрической дугой на испытуемые образцы.

Отключают электропитание, по завершению сбора данных проветривают помещение испытательного участка и подсоединяют защитное заземление в соответствии с .

Гасят с помощью огнетушителя любое воспламенение, если не было предусмотрено оставлять образец (образцы) до полного сгорания.

Записывают термические и электрические данные и реакцию материала согласно .

Проверяют и восстанавливают, при необходимости, датчики и регулируют их правильное положение и электродуговой промежуток.

а) Определение начального отсчета времени

Из-за электрических шумов, обычно характерных для этого типа испытаний, бывает трудно получить достоверный момент замыкания при инициировании электродугового разряда.

Однако исходное время действия дуги можно надежно получить для каждого испытания, используя следующий анализ.

Для каждой кривой датчика строят график разности между кривой и линией, проведенной от начала потока данных к некоторой точке в области роста температуры на кривой. Находят максимум на этом разностном графике. Точка на оси времени, которой соответствует этот максимум, является оптимальной оценкой времени инициирования дуги для данного датчика. Эти точки инициирования дуги обычно вполне согласуются в пределах испытания, а среднее значение этих точек для всех датчиков следует использовать как точку инициирования для всех датчиков.

Примечание - Для определения начала отсчета времени существуют и другие способы, которые можно использовать.

b) Построение графика для выходных сигналов датчика.

После определения момента замыкания данные, собранные для момента замыкания, можно усреднить, чтобы получить базовую линию для кривой каждого датчика. Базовую линию каждой отдельной кривой затем вычитают из каждой линии, построенной по экспериментальным точкам, чтобы получить кривую роста температуры от нулевых точек начала отсчета. Определив момент замыкания и зная время выборки, можно построить кривую роста температуры с соответствующей шкалой времени (см. рисунок ). Эти процедуры можно легко автоматизировать с помощью компьютерных программ.

c) Сравнение выходных сигналов датчика с кривой Стол.

Кривая Столл определяется значениями, приведенными в таблице . Накладывают кривую Столл на график выходных сигналов датчика. Создают файл данных, который позволяет путем интерполяции между точками кривой Столл, приведенными в таблице , получать данные кривой Столл для любого временного интервала, в котором регистрируется рост температуры.

Таблица 1 - Стойкость кожных тканей человека к возникновению ожоговой травмы второй степени при повышении температуры

	Удельный тепловой поток, кВт/м 2	Падающая энергия, кВт·с/м 2	Калориметрический эквивалент железно-константановой термопары
			ΔТ °C	ΔmV
				0,46
			10,8	0,57
			12,2	0,63
			13,3	0,69
			14,1	0,72
			15,1	0,78
			15,5	0,80
	11,5		16,2	0,83
	10,6		16,8	0,86
			17,3	0,89
			17,8	0,92
			18,2	0,94
			18,7	0,97
			19,1	0,99
			19,7	1,02
			19,8	1,03
			20,2	1,04
			20,6	1,06
			20,8	1,08
			21,2	1,10
			22,6	1,17
			23,8	1,23

По данным повышения температуры двух датчиков на каждой панели или четырех датчиков на каждом манекене получают среднюю кривую роста температуры (rТ ср). Сравнивают эту кривую rТ ср для каждой панели или манекена с кривой Столл.

Для кривых rТ ср, которые находятся над кривой Столл, записывают максимальную разность в градусах Цельсия между кривой rТ ср и кривой Столл. Эти значения будут иметь положительный знак, указывающий на то, что кривые rТ ср лежат выше кривой Столл. Обозначают это как положительное значение r Столл,ср для максимальной разности между кривой Столл и кривой rТ ср.

Для кривых rТ ср, которые находятся ниже кривой Столл, записывают минимальную разность в градусах Цельсия между кривой rТ ср и кривой Столл. Эти значения будут иметь отрицательный знак, указывающий на то, что кривые rТ ср лежат ниже кривой Столл. Обозначают это как отрицательное значение r Столл,ср для минимальной разности между кривой Столл и кривой rТ ср.

d) Выходные сигналы контрольного датчика падающей энергии (Е п)

Для каждой панели или манекена, находящихся под электродуговым воздействием, вычисляют среднее значение максимального роста температуры rТ ср,макс для двух соседних контрольных датчиков. Преобразовывают это значение rТ ср,макс в единицы кВт·с/м 2 , умножая на постоянную медного калориметра 5,65 кВт·с/м 2 ·К, чтобы определить падающую энергию Е п для каждой панели или манекена, испытывающих воздействие дуги.

e) Определение ЗЭТВ

Для каждой панели или манекена, находящихся под воздействием электрической дуги, строят график с положительным или отрицательным значением r Столл,ср по горизонтальной оси и Е п - по вертикальной оси. Для каждого воздействия дуги три панели дадут три точки данных, манекены дадут от одной до трех точек (в зависимости от числа используемых манекенов) r Столл,ср как функции Е п. Чтобы иметь достаточно данных для анализа, должно быть получено не менее 20 экспериментальных точек, представляющих 20 панелей или 20 манекенов, при этом не менее 20 % данных должны быть положительными и не менее 20 % - отрицательными. Не более 10 % экспериментальных точек могут отклоняться от кривой Столл более чем на 5 °С. Все полученные точки, удовлетворяющие этим критериям, должны использоваться в вычислениях ЗЭТВ. Если ЗЭТВ не может быть вычислено из-за разрушения образца, используют другой метод анализа данных, описанный в .

f) Вычисление доверительных интервалов.

Проводят прямую линию наилучшего соответствия для точек r Столл,ср и определяют доверительный 95 %-ный интервал для среднего значения и оцениваемых точек. Для вычисления доверительных интервалов оценивают расхождение по формуле

(1)

где

Затем расхождение в предварительных расчетах у при некотором частном значении х 0 можно вычислить по формулам:

(2)

(3)

Доверительный интервал (1 - α) для предварительного расчета упри некотором частном значении х 0 тогда определяется выражениями:

(4)

(5)

где t имеет (п - 2) степеней свободы.

Для нахождения области 95 %-ных доверительных интервалов для линии наилучшего соответствия по f ) можно использовать программное обеспечение.

g) Определение ЗЭТВ

ЗЭТВ является значением Е п, при котором r Столл,ср равняется нулю на основе линии наилучшего соответствия по f ) и 95 %-ный доверительный интервал ЗЭТВ является интервалом Е п, образованным 95 %-ной доверительной областью при r Столл,ср, равном нулю.

h) Графическое представление ЗЭТВ

Существующие программы статистического анализа для определения 95 %-ного доверительного интервала ЗЭТВ требуют, чтобы значения Е п откладывались по вертикальной оси, а r Столл,ср - по горизонтальной. Однако такое построение графика в какой-то степени противоречит интуиции. Следовательно, если 95 %-ный доверительный интервал определяется согласно f ), то график зависимости r Столл, ср от Е п можно перестроить, чтобы r Столл,ср было на вертикальной оси, а Е п - на горизонтальной.

i) Определение КСТ

Определяют максимальное значение rТ макс двух датчиков на каждой панели. Вычисляют среднеарифметическое значение rТ макс для двух датчиков каждой панели и записывают его как rТ ср,макс. Для каждой панели и при каждом воздействии делят rТ ср,макс на rТ ср,мин для двух контрольных датчиков в соответствие с d ), расположенных по обе стороны к панели, и идентифицируют это значение как Е пр (доля падающей энергии, которая передается через образец). Экспериментальное значение кет для каждой панели вычисляют по формуле

кст = 100(1 - Е пр). (6)

Значение КСТ затем определяют путем нанесения всех значений кет для каждой панели на вертикальную ось как функцию Е п для каждой панели на горизонтальной оси. Используют не менее 20 точек, представляющих 20 панелей. Линию наилучшего соответствия проводят через эти точки и для нее определяют 95 %-ный доверительный интервал. КСТ является значением, показанным линией наилучшего соответствия при значении Е п, равном ЗЭТВ. 95 %-ный доверительный интервал КСТ определяется значениями 95 %-ного доверительного интервала при Е п, равном ЗЭТВ.

Если необходимые 20 % данных над кривой Столл не могут быть получены из-за вскрытия образца, значит ЗЭТВ определить невозможно.

В многослойных образцах, состоящих из огнестойкого материала, все слои должны вскрыться согласно определению, приведенному в . В многослойных образцах, в состав которых входят горючие слои, считается, что вскрытие происходит, когда воздействию подвергаются эти слои.

При наивысшем значении Е п ниже кривой Столл, при котором образцы не вскрываются, испытания повторяют, чтобы получить еще шесть точек. Если вскрытия снова не происходит, то это значение Е п является пороговой энергией вскрытия Е п.в.

Если происходит вскрытие хотя бы одного слоя, то повторяют указанные выше действия, чтобы получить 10 точек при самом высоком значении Е п ниже значения, при котором происходит вскрытие. Если вскрытия не происходит, это значение Е п является пороговой энергией вскрытия Е п.в, но если вскрытие происходит, значение для пороговой энергии вскрытия не может быть получено.

Наблюдают за результатом электродугового воздействия на образцы и после того как образцы остынут, осторожно удаляют ткань и другие слои с панели, отмечая любые дополнительные результаты воздействия. Они могут быть описаны терминами: вскрытие, плавление, капание, обугливание, охрупчивание, усадка, возгорание.

Указывают, что данное испытание было проведено в соответствии с требованиями данного метода и записывают в протокол используемый метод (метод А или В), а также следующую информацию:

Крепление образцов, как указано в ;

Информацию об образцах, как указано в ;

Условия проведения каждого испытания, включая:

номер испытания,

среднеквадратичное значение тока дуги,

пиковый ток дуги,

электродуговой промежуток,

длительность дуги,

энергию дуги,

график тока дуги;

Данные об испытаниях, включающие:

номер испытания,

образец (образцы),

порядок слоев пакета материалов,

расстояние от осевой линии дуги до поверхности панели или манекена,

результаты визуального контроля, как описано в ,

график выходных сигналов двух контрольных датчиков и двух датчиков панели для каждого испытания с использованием панели или четырех датчиков манекенов для каждого испытания с использованием манекена,

график среднего значения выходных сигналов от двух датчиков панели и от двух контрольных датчиков для каждого испытания с использованием панели (метод А) или среднее значение выходных сигналов четырех датчиков на манекенах и двух контрольных датчиков для каждого испытания с использованием манекена (метод В),

ЗЭТВ и 95 %-ный доверительный интервал для ЗЭТВ,

график зависимости r Столл, ср от Е п,

КСТ и 95 %-ный доверительный интервал для КСТ,

график зависимости КСТ от Е п,

график распределения падающей энергии Е п незащищенной панели в ходе электродуговых испытаний.

Должны фиксироваться все нарушения, относящиеся к испытательному оборудованию.

Если применяются альтернативные электроды, указывают их размер и тип.

Возвращают прошедшие испытания образцы, графики, данные об испытаниях и неиспользованные образцы заказчику согласно предварительным договоренностям. Все образцы должны быть маркированы с указанием номера испытания, даты и др.

Вид сверху

1 - контрольные датчики

Рисунок 1 - Схема расположения трех панелей с вмонтированными в них датчиками и контрольными датчиками (метод А)

Вид спереди

1, 2 - контрольные датчики; 3 - датчики

Рисунок 2 - Схема панели с двумя датчиками и контрольные датчики (метод А)

1 - электрод; 2 - датчики; 3 - контрольные датчики

1 - датчик из меди электротехнического класса; 2 - термопары

b) укрепление провода в термопаре.

а) Установка термопар в калориметре

Изображение отверстия и метод закрепления термопары

Рисунок 7 - Калориметр и детали термопары

1 - грань размером 1,6 × 1,6 мм; 2 - установочное место для калориметра; 3 - изоляционная плата размером 12,5×25,0 мм; 4 - соединительные стержни (3 - 4 штуки) для прикрепления диска

Рисунок 8 - Типичная установка калориметра в датчике и контрольном датчике

1 - панели; 2 - электроды; 3 - датчики на панели; 4 - коаксиальная шина электропитания; 5, 6 - шина; 7 - изоляционная подставка; 8 - изолятор

Рисунок 9 - Шина электропитания и дуговые электроды (для испытания на панелях по методу А)

1 - пружинный зажим (на каждый край панели устанавливается один зажим, усилием 4,4 - 6,7 Н. На панель требуется четыре зажима); 2 - калориметр; 3 - панель

Рисунок 10 - Типичное устройство для зажима образца материала

Рисунок 11 - Типичная кривая роста температуры датчика в зависимости от времени после введения поправки на базовую линию

Приложение А

(обязательное)

Измерение длины обугливания

Настоящее испытание основано на приложении С стандарта ГОСТ Р ИСО 15025 .

Наружный материал испытывают согласно процедуре В (возгорание нижнего края). Каждый слой пакета материалов многослойного образца также испытывают по указанной процедуре В.

Длину обугливания определяют путем измерения длины разрыва, проходящего через центр обугленной зоны.

Образец сгибают продольно и сгибают рукой вдоль линии, проходящей через пик обугленной зоны.

Крючок из стальной проволоки длиной 76 мм, загнутой под 45° в точке на расстоянии 13 мм от одного конца, вставляют в образец (или протыкают дырку диаметром не более 6 мм для этого крючка) с одной стороны обугленной зоны на расстоянии 6 мм от соседнего внешнего края и 60 мм от нижнего конца.

Необходима гиря достаточной массы, чтобы общая масса гири и крючка были равны полной разрывной нагрузке, указанной в таблице . Полная разрывная нагрузка для определения длины обугливания, основанной на массе испытуемого образца, определяется по таблице .

Усилие разрывной нагрузки следует осторожно прикладывать к испытуемому образцу, при этом захватывать угол образца с противоположного от нагрузки обугленного края, и целиком поднимать образец и гирю с опорной поверхности. Конец разрыва отмечают на этом конце и длину обугливания измеряют вдоль неповрежденного края.

Таблица

(справочное)

Статистический анализ

Описание методов и формул для определения значения электродугового термического воздействия и коэффициента снижения тепла

В настоящем приложении приведены статистические методы, используемые для получения ЗЭТВ, КСТ и связанных факторов из набора экспериментальных данных для конкретного типа материала одежды. В описании не оценивается пригодность метода, используемого для получения экспериментальных точек.

8.1 Введение

При электродуговом испытании образца материала на панели с датчиком получаем значения трех величин: падающей энергии Е п, кВт·с/м 2 ; выходного сигнала датчика dS , как разности температур (°С), отрицательных или положительных относительно кривой Столл; переданной через материал энергии Е пр, как доли падающей энергии.

В случае разрушения образца применяется другой анализ, описанный в .

8.2 Определение ЗЭТВ

Для получения полного набора данных по одной модели одежды проводят не менее 20 испытаний, при этом не менее 20 % испытаний имеют положительную разность dS и не менее 20 % испытаний - отрицательную. График испытаний, показывающий dS как функцию Е п, будет, таким образом, представлять набор точек, сгруппированных вокруг линии dS = 0.

ЗЭТВ можно получить из этого графика в два этапа:

a) оценить и построить линию наилучшего соответствия;

b) определить значение Е п в точке пересечения линии наилучшего соответствия с линией dS = 0.

Процесс оценки линии наилучшего соответствия не обязательно бывает простым. В коммерческих программах алгоритмы для линейной регрессии методом наименьших квадратов исходят из того, что все погрешности в наборе точек (x i , y i ) для i от 1 до п находятся на координате y i . Здесь же должны быть значения dS. Однако из характера электродуговых испытаний известно, что ошибки имеются также в значениях Е п. Таким образом, любая регрессия dS по Е п или Е п по dS учитывает погрешности только в одном наборе координат. Более того, эти две регрессии приводят к разным результатам. Однако при поиске ЗЭТВ эти две регрессии дают аналогичные результаты за счет того факта, что ЗЭТВ находится вблизи среднего из значений Е п. Это гарантируется требованием, чтобы точки группировались вокруг значения dS = 0.

Один из способов решения этой проблемы состоит в том, чтобы построить обе регрессии и составить разницу. Более приемлемым способом является оценка наилучшего соответствия наименьших квадратов при допущении, что погрешности имеются по обеим координатам. Это можно сделать с помощью коммерческих программ, использующих модифицированный способ решения линейной регрессии. Этот метод требует некоторых итераций проведения некоторых итерационных операций, так как данная проблема по своему характеру является нелинейной, хотя полученное соответствие представляет четко прямую линию.

В.3 Определение ЗЭТВ с доверительным 95 %-ным интервалом

При интуитивном подходе доверительный 95 %-ный интервал ЗЭТВ - это такое значение падающей энергии, при котором вероятность того, что dS превысит нуль, составляет 5 %, исходя из линии наилучшего соответствия набору полученных данных. Это согласуется с прогнозируемым значением для dS при этой падающей энергии.

Прогнозирование единичной точки, исходя из наилучшего соответствия набору данных, отличается от формулировки доверительных пределов самой линии наилучшего соответствия, как указано в , перечисление f), но не полностью интерпретировано. Коммерческие программы обычно предусматривают доверительные пределы линейного соответствия. Эти доверительные пределы применяются к линии в целом, а не к прогнозированию единичных точек. Также отмечается, что доверительные пределы являются двусторонними, т.е. 95 %-ные доверительные пределы ограничивают линию наилучшего соответствия сверху и снизу.

Если нужно иметь 95 %-ную вероятность при сигнале датчика, не превышающем линию dS = 0, то следует искать такой доверительный предел, чтобы область над верхним пределом составляла вероятность 5 %. Для двустороннего распределения это означает, что область под нижним пределом также составляет 5 % и, следовательно, область между этими пределами - 90 %. Таким образом, для 95 %-ной вероятности, когда сигнал датчика не превышает линию dS = 0, используют верхний предел при уровне вероятности 90 %.

Пункт , перечисление f) включает формулы для предсказания значения единичной точки и пределы ее предсказания:

(В.1)

где t 95 - значение t-распределения для (п - 2) степеней свободы при двусторонней вероятности 0,95;

(В.2)

где п - количество точек выборки;

х 0 - падающая энергия Е п, (т.е. 95 %-ная вероятность для ЗЭТВ) при предсказанном значении;

у 0 - прогнозируемое значение (т.е. dS) ;

Среднее значение падающих энергий;

(В.3)

где - среднее значение выходных сигналов датчика ( dS );

b - наклон линии наилучшего соответствия.

Например, если имеется 20 точек выборки, тогда п равняется 20, имеется 18 степеней свободы и t 95 составляет 2,101. Как указывалось выше, для получения 95 %-ной вероятности не превышения линии dS = 0, здесь следует в действительности использовать t 90 , что составляет 1,743. Стоит также отметить, что t 90 для двустороннего распределения эквивалентно t 95 для одностороннего распределения.

Задача вычисления 95 %-ной вероятности для ЗЭТВ сводится к решению приведенных выше уравнений для х 0 при условии, что точки (х 0 , у 0) лежат на линии наилучшего соответствия, так что верхнее значение y 95 равно нулю. Уравнение для линии наилучшего соответствия при х 0 можно записать как

. (В.4)

Прямым решением для х 0 является корень квадратного уравнения, но, возможно, его проще найти графически путем вычисления y 95 для диапазона :

(В.5)

Выбор знака плюс или минус в формуле можно определить, подставляя это значение в систему уравнений для подтверждения, что y 95 равно нулю.

В.4 Определение КСТ

Коэффициент снижения тепла (КСТ) является мерой количества тепла, не прошедшего сквозь материал. Если этот материал не изменяет своего физического состояния при любой падающей энергии в наборе данных, тогда КСТ должен быть постоянным. Если КСТ является постоянным, тогда график КСТ как функция падающей энергии будет прямой линией с нулевым наклоном. В приведенных ниже рассуждениях предполагается, что значения КСТ являются выборкой с нормальным распределением.

Истинное значение КСТ неизвестно. Наилучшей оценкой КСТ является среднее для всех значений, независимо от ЗЭТВ. Распределение значений КСТ относительно среднего можно охарактеризовать путем вычисления стандартного отклонения набора данных. Тогда 95 %-ный доверительный интервал для КСТ можно определить, используя α равняется 2,093. Если число степеней свободы увеличивается, предельное значение α составляет (1,96), то же самое происходит, когда стандартное отклонение совокупности известно. Однако 95 %-ная вероятность для КСТ является двусторонней, тогда как 95 %-ная вероятность для ЗЭТВ только односторонняя.

Приложение С

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных (региональных) стандартов
национальным стандартам Российской Федерации, использованным
в настоящем стандарте в качестве нормативных ссылок

Таблица С.1

Обозначение ссылочного национального стандарта Российской Федерации	Обозначение и наименование ссылочного международного (регионального) стандарта и условное обозначение степени его соответствия национальному стандарту
ГОСТ Р 12.4.185-99	ЕН 342:1997 «Защитная одежда. Комплекты для защиты от холода» (MOD)
ГОСТ Р 12.4.200-99	ЕН 532:1995 «Защитная одежда. Защита от тепла и огня. Метод испытаний при ограниченном распространении пламени» (MOD)
ГОСТ Р 12.4.218-99	ЕН 340:1993 «Защитная одежда. Общие требования» (IDT)
ГОСТ Р ИСО 6330-99	ИСО 6330:1999 «Материалы текстильные. Методы бытовой стирки и сушки, применяемые для испытания тканей, трикотажных полотен и готовых изделий» (IDT )
ГОСТ Р ИСО 15025-2007	ИСО 15025:2000 «Одежда для защиты от тепла и огня. Метод испытания на ограниченное распространение пламени» (IDT)
ГОСТ 12.4.011-89
ГОСТ 12.4. 103-83
ГОСТ 12.4.115-82
ГОСТ 12.4.124-83
ГОСТ 12.4.221-2002
ГОСТ 15.309-98
ГОСТ 2590-88
ГОСТ 10581-91
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: IDT - идентичные стандарты; MOD - модифицированные стандарты.

Ключевые слова: одежда специальная, электрическая дуга, значение электродугового термического воздействия, реакция материала, постоянство термостойких свойств, уровень защиты

Время, необходимое человеку для принятия мер самозащиты от светового излучения, в среднем составляет около 2 секунд. Поскольку при взрывах мощностью более 100 тыс. т время, и течение которого высвечивается основная доля энергии светового излучения, превышает 2 с, то в результате осуществления мер самозащиты часть импульса будет «отсекаться». В этом случае для поражения открытых и защищенных обмундированием участков кожи потребуются величины световых импульсов, примерно в 1,2-1,5 раза превышающие указанные ранее значения. При взрывах мощностью менее 100 тыс. т время высвечивания основной доли светового излучений соизмеримо со временем, необходимым дли принятия мер самозащиты, вследствие чего такие меры не приводят к существенному увеличению светового импульса, требующегося для получения данной степени поражения. Однако и в этом случае, чем быстрее человек примет меры самозащиты от светового излучения, тем меньше будет вероятность его поражении.

Тяжесть ожогового поражения зависит как от степени ожога, так и от его площади и места. Например, обширные по площади ожоги даже I степени могут привести к потере боеспособности, и то время как при более сильном, но ограниченном по площади ожоге пострадавший после оказания ему медицинской помощи может быть возвращен в строй. С увеличением площади ожога тяжесть поражения возрастает (табл. 3.4). Одинаковые по степени ожоги, например, лица и спины переносятся различно: ожог лица является более тяжелым.

Величины световых импульсов, при которых наблюдаются ожоговые поражения различной степени тяжести людей, одетых в летнее обмундирование, с учетом реакции человека и площади ожога, приведены в табл. 3.5.

Поражение тела человека под зимним обмундированием наблюдается при световых импульсах (16,7 ... 41,9)*10 5 Дж/м 2 .

Радиусы зон возникновения различных по тяжести поражений человека световым излучением приведены в табл. 3.6. Эти данные справедливы для лета и очень слабой дымки, т. е. для состояния атмосферы наиболее часто встречающегося в умеренных широтах северного полушария. При чистом воздухе радиусы зон поражения световым получением могут увеличиться примерно в 1,2 раза, и при тумане и сильном задымлении - уменьшиться в 2-3 раза. Зимой возникновения легких поражений людей (выход из строя) от действия светового излучения уменьшаются в 1.1-1,2 pаза, а более тяжелых поражений - до 2-5 раз.

Таблица 3.4

Площадь ожога, соответствующая различной степени тяжести ожогового поражения, (в % к площади всего тела)

Таблица 3.5

Ориентировочные значения световых импульсов, вызывающих различной тяжести поражения людей, одетых в летнее обмундирование, кал/см 2 (10 4 Дж/м 2)

Таблица 3.6

Ориентировочные радиусы зон поражения открыто расположенного личного состава световым излучением при состоянии атмосферы, соответствующем очень слабой дымке, км

Убежища, блиндажи, перекрытые щели, танки и бронетранспортеры закрытого типа практически полностью исключают поражение людей cветовым излучением. В населенных пунктах непосредственное действие светового излучения снижается в результате экранирования по зданиями и другими местными предметами. Так, напримep, изучение последствий ядерной бомбардировки японских городов Хиросима и Нагасаки показало, что люди, находившееся в момент взрыва в помещениях вдали от окон или защищенные от светового излучения каким-либо непрозрачным предметом (стена, забор и т. п.), ожогов не получили.

Поражение глаз. Кроме ожогов кожи световое излучение может вызвать ожоги век, переднего отдела глаза (роговицы и радужки), глазного дна и временное ослепление. Ожоги век и переднего отдела глаза возникают примерно при тех же величинах световых импульсов, что и ожоги открытых участков тела. Ввиду ряда особенностей строения глаз и вследствие большой роли, которую они играют и жизнедеятельности человека, эти поражения приводят к ограничению или к полной утрате боеспособности личного состава. Ожоги глазного дна возможны только при прямом взгляде на светящуюся область взрыва. Они могут возникать при световых импульсах, которые в несколько раз меньше световых импульсов, вызывающих ожоги кожи.

Временное ослепление - это обратимое нарушение зрения, которое возникает обычно в ночное время и в сумерки; днем оно, как правило, не наблюдается.

Ослепление и ночных условиях может носить массовый характер. Радиусы зон временного ослепления в несколько раз превышают радиусы зон ожогов открытых участков тела. Оказания специальной помощи при ослеплении обычно не требуется: нарушение зрения, как правило, проходит, не оставляя никаких последствий.

Продолжительность временного ослепления может меняться в широких пределах от нескольких секунд до десятков минут. Тик, например, продолжительность нарушения зрительной ориентировки на местности ночью при взрыве мощностью 100 тыс. т на расстоянии 5 км от центра взрыва может наблюдаться около 30 мин, и ни расстоянии 20-25 км - в диапазоне времени 3-5 мин.

3.1.3. Поражающее действие проникающей радиации на личный состав

Сущность поражающего действия проникающей радиации на человека состоит в ионизации атомов и молекул, входящих в состав организма, в результате чего может развиться лучевая болезнь.

По тяжести заболевания лучевую болезнь принято делить на четыре степени: I степень (легкая), II степень (средняя), III степень (тяжелая) и IV степень (крайне тяжелая).

Степень тяжести заболевания определяется величиной дозы радиации, полученной человеком, характером облучения (общее или только некоторых участков тела) и его продолжительностью. Кроме того, тяжесть поражении зависит от состояния организма до облучения, его индивидуальных особенностей и т. п. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей; лучевая болезнь в этих случаях при равна дозе облучения протекает более тяжело.

Одной на существенных особенностей радиационного поражения является то, что в момент воздействия радиации человек не испытывает никаких болевых или иных ощущении.

В течение лучевой болезни различают 4 периода, которые особенно отчетливо проявляются при лучевой болезни II и III степени:

Начальный период, или период первичной реакции;

Скрытый период, или период мнимого благополучия;

Период разгара лучевой болезни;

Период завершения болезни.

Лучевая болезнь I степени развивается при дозах радиации от 100 до 250 Р и характеризуется слабо выраженными признаками. Первичная реакция при такой дозе обычно отсутствует или проявляется слабо. Через две-три недели после облучения пораженные могут жаловаться на повышенную потливость, утомляемость, кратковременные головокружения, легкую тошнотy, сухость во рту. При исследовании крови у пораженных обнаруживается незначительное уменьшение числа лейкоцитов до 2-3 тыс., тромбоцитов - до 120-170 тыс. и 1 мм 3 крови, РОЭ ускоряется до 15-20 мм в час. Выделить периоды в течение лучевой болезни I степени в большинстве случаев не представляется возможным. Исход заболевания лучевой болезнью I степени всегда благоприятный, и при отсутствии других поражений (травм, ожогов) боеспособность после выздоровления сохраняется у большинства пораженных.

Выход из строя людей при дозах радиации 100-250 Р наблюдается в течение третьей и четвертой недель после облучения (см. табл. 3.8). При этом вышедшие из строя нуждаются в стационарном лечении до 1,5-2 месяцев.

Лучевая болезнь II степени развивается, как правило, при дозах радиации от 250 до 400 Р. Она характеризуется в основном теми же признаками, что и лучевая болезнь III степени (см. ниже), но выраженными менее резко. Первичная реакция обычно проявляется в первые 2 ч после облучения и продолжается от одних до трех суток. Затем признаки первичной реакции исчезают и наступает скрытый период заболевания, который длится до 2-3 недель. Пораженные в это время чувствуют себя здоровыми и работоспособными. Однако при обследовании у них обнаруживаются изменения со стороны сердечно-соудистой системы, слабый частый пульс, нестойкое понижение кровяного давления. В крови отмечается медленное уменьшение количества лейкоцитов, стул неустойчивый. Период разгара заболевания при лучевой болезни II степени продолжается обычно 1,5-3 недели. В этот пери­од у больных наблюдаются понижение аппетита, понос, кровоиз­лияния, выпадение волос. Количество лейкоцитов в период разгара лучевой болезни уменьшается до 1000-1500, красных кровяных шариков до 1,5 -3,5 млн. в 1 мм 3 крови, гемоглобин уменьшается до 50 – 60%, РОЭ ускоряется до 20-35 мм/ч. В результате лечения симптомы лучевой болезни постепенно исчезают и наступает период выздоровления с медленным восстановлением всех нарушенных функций организма. Исход при лучевой болезни II степени и большинстве случаев благоприятный. Рост волос возобновляется примерно через 1,5-2 месяца. Период выздоровле­ния при лучевой болезни II степени нередко затягивается до 2-2,5 месяцев. Больные нуждаются в отдыхе.

При оценке боеспособности лиц, подвергшихся облучению в 250 - 400 Р, к первые часы и дни после воздействия проникающей радиации необходима известная осторожность. Пораженные с менее резко выраженной первичной реакцией при отсутствии у них травм н ожогов могут быть временно (на пять-семь дней) оставлены в строю, после чего их необходимо госпитализировать. Однако задержка с госпитализацией может привести к более тяжелому течению лучевой болезни, к появлению различных осложнений, усугубляющих тяжесть заболевания.

Лучевая болезнь III степени развивается в большинстве случаев при дозах радиации от 400 до 600 Р. При этом у пораженныx в течении первого часа после облучения отмечается резко выраженная первичная реакция. В этот период пораженные жалуются на головную боль, тошноту, многократную, часто неукротимую рвоту, общую слабость, жажду, сухость и горечь во pтy, головокружение. Такая первичная реакция делает пораженного, чаще всего вследствие многократной рвоты, совершенно небоеспособным. Чем paньше и резче проявляются признаки первичной реакции, тем тяжелее будет протекать лучевая болезнь. Через два три дня после облучения наступает скрытый период заболевания который в зависимости от дозы радиации продолжается от нескольких часов до одной-трех недель. В этот период самочувствие больных улучшается, тошнота и рвота постепенно ослабевают, а затем полностью прекращаются. Больные жалуются на общую слабость, пониженный аппетит, быструю утомляемость, отдышку при незначительных физических усилиях; иногда отмечаются понсы. В кpoви наблюдается снижение количества белых (лейкоцитов) н других клеток крови. Продолжительность скрытого периода имеет большое значение в предсказании последую­щей тяжести заболевания. Чем он короче, тем тяжелее развивается лучевая болезнь и последующем. К концу скрытого периода общее состояние больного ухудшается, наступает период разгара заболевания. Егo характерными признаками являются: сильная головная боль, повышенная температура тела (до 39-40 0), сонливость, резкое понижение аппетита, жажда, желудочно-кишечные расстройства (тошнота, рвота, понос), кровоточивость, выпадение волос. Серьезные изменения наблюдаются со стороны сердечно сосудистой системы: частый пульс слабого наполнения, низкое кровяное давление. В крови отмечается редкое уменьшение количества лейкоцитов (до 500-400 в 1 мм), что является одной из основных причин понижения сопротивляемости организма к различным инфекциям. Число тромбоцитов снижается до 15-10 тыс в 1 мм 3 крови, развивается малокровие (анемия), ускоряется РОЭ. Пораженные с такими симптомами, безусловно, выбывают из строя и нуждаются в немедленной госпитализации. Своевременно принятые меры и лечение больных могут предотвратить смертельный исход заболевания. Однако и в этом случае период выздоравливания при лучевой болезни III степени затягивается на продолжительное время (до трех шести месяцев). Нередко остаточные явления лучевой болезни могут наблюдаться значительно дольше.

Лучевая болезнь IV степени развивается при облучении дозами радиации свыше 600 Р и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом. Первичная реакция проявляется в первые полчаса после облучения и теми же симптомами, что и при лучевой болезни III степени, но в более выраженной форме. Скрытый период чаще всего отсутствует, и непосредственно за признаками первичной реакции наступает период разгара заболевания. В картине болезни на первый план выступают явления острого отравления, уменьшение количества мочи вплоть до полного прекращения ее выделения (анурия). Количество лейкоцитов снижается до сотен, а тромбоцитов до нескольких тысяч. Резко нарушается дыхание н деятельность сердечно-сосудистой системы. Cмepть обычно наступает в ближайшие 5-12 дней при явлениях нарастающей сердечно сосудистой недостаточности и нарушения дыхания. Однако своевременная госпитализация, интенсивное лечение н соответствующий уход за пораженными могут известный % их спасти от гибели.

Кроме рассмотренных степеней поражения, при дозах радиации свыше 10000 Р возникает молниеносная форма лучевой болезни. Признаки первичной реакции при такой форме луче вой болезни проявляются с первых минут после облучения, скрытый период отсутствует. В клинической картине преобладают симптомы поражения центральной нервной системы – нарушение статики и координации движений, судороги. Изменения в крови не успевают развиться. Пораженные погибают, как правило, в первые дни после облучения.

Радиусы зон поражения незащищенных людей проникающей радиацией приведены в табл. 3.7, а ориентировочные данные о выходе людей из строя - в табл. 3.8. При расположении людей в открытых фортификационных сооружениях радиусы зон поражения сокращаются примерно в 1,2 раза, а в закрытых -от 3 до 20 раз и более; в последнем случае чем меньше мощность взрыва, тем больше уменьшается радиус. В танках радиусы зон поражения экипажей проникающей радиацией сокращаются в 1,2-1,3 раза; в бронетранспортерах радиусы зон поражения людей практически не изменяются.