Kontekst badania
Środowisko czystych pomieszczeń (cleanroom) jest ściśle regulowane pod względem klasy czystości, co często prowadzi do warunków termicznych niesprzyjających komfortowi użytkowników. Brak możliwości regulacji temperatury oraz obowiązkowe noszenie określonych ubrań, bez uwzględnienia ich właściwości termoizolacyjnych, mogą powodować dyskomfort termiczny i wpływać na efektywność pracy oraz jakość produkcji. Badania nad izolacją cieplną odzieży stosowanej w cleanroomach są ograniczone, co utrudnia ocenę komfortu cieplnego oraz prognozowanie odpowiednich temperatur w takich środowiskach.
Cele i hipotezy
Celem badania było określenie izolacji cieplnej 15 zestawów odzieży stosowanych w cleanroomach o klasach czystości od ISO 8 do ISO 5 za pomocą manekina termicznego. Postawiono hipotezę, że izolacja cieplna odzieży różni się w zależności od klasy czystości, co wpływa na percepcję termiczną użytkowników i ich temperaturę komfortu. Uzyskane wyniki miały na celu poprawę warunków pracy w cleanroomach poprzez optymalizację odzieży lub temperatury otoczenia.
Metody badawcze
Badanie przeprowadzono przy użyciu manekina termicznego Newton, który posiada 36 stref pomiarowych, umożliwiających dokładne określenie izolacyjności cieplnej różnych części ciała. Eksperymenty wykonano w kontrolowanych warunkach klimatycznych (temperatura 20,68°C, wilgotność względna 46%, prędkość powietrza 0,05 m/s). Do pomiarów wykorzystano normy ISO 15831 oraz ISO 7730. Oceniono całkowitą oraz podstawową izolację cieplną odzieży, a także przewidywane temperatury komfortu dla poszczególnych zestawów odzieży.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Wartości izolacji cieplnej badanych zestawów odzieżowych wynosiły od 0,71 clo do 1,16 clo, a przewidywane temperatury komfortu wahały się między 17,6°C a 21,1°C. Wyniki wykazały, że wraz ze wzrostem klasy czystości odzieży zwiększa się jej izolacja cieplna, co wpływa na obniżenie temperatury komfortu użytkowników. Analiza statystyczna potwierdziła istotne różnice w izolacji cieplnej pomiędzy klasami czystości, szczególnie między odzieżą ISO 8 a ISO 5. Oprócz klasy czystości na izolację cieplną wpływały również krój, materiał oraz dodatkowe akcesoria (np. rękawiczki, maski, ochraniacze na buty). Wyniki wskazują, że odpowiedni dobór odzieży może poprawić komfort użytkowników, nawet gdy regulacja temperatury nie jest możliwa.
Wnioski
Badanie potwierdziło, że izolacja cieplna odzieży cleanroomowej jest zróżnicowana i istotnie wpływa na komfort cieplny użytkowników. W związku z tym kluczowe jest świadome dobieranie odzieży do określonych warunków środowiskowych w cleanroomach. Wyniki mogą być wykorzystane do optymalizacji temperatur w pomieszczeniach czystych lub opracowania nowych rodzajów odzieży o lepszej przepuszczalności cieplnej. Rekomenduje się dalsze badania nad alternatywnymi materiałami oraz dynamicznym wpływem aktywności użytkowników na izolację cieplną.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badanie opierało się na pomiarach w warunkach statycznych, co nie uwzględniało wpływu aktywności fizycznej użytkowników na izolację cieplną. Ponadto manekin nie symulował pocenia się, które może wpływać na rzeczywisty komfort cieplny. Badanie obejmowało ograniczoną liczbę zestawów odzieżowych, co nie pozwala na pełne uogólnienie wyników na wszystkie środowiska cleanroomowe. Konieczne są dalsze badania nad dynamiczną izolacją cieplną, wpływem potu oraz opracowaniem nowych materiałów o lepszych właściwościach termoizolacyjnych.
Artykuł opublikowany w Journal of Industrial Textiles.