Термоодеяла (виды и правила использования)

Термоодеяла имеют много других названий, их также называют космическими одеялами, спасательными покрывалами, термическими покрывалами, изофолией, термонакидками, накидками для ЧС, фольгированными одеялами, покрывалами спасательными изотермическими. По-английски звучит это проще, emergency blanket или space blanket. Так или иначе, если вы слышите в разговоре одно из вышеперечисленных слов, речь идёт об одном и том же, термоодеялах.

Немного истории: В 60-е и 70-е годы космическая гонка была в самом разгаре. Американское агентство NASA решало сразу несколько задач, связанных с инфракрасным излучением, например в 1973 новая технология была использована для защиты от перегрева космической станции Skylab, когда тепловые щиты там вышли из строя. Также подобные методы применялись в космических программах "Аполло", в том числе в лунном модуле Аполло. Так как данная технология показала высокую эффективность, то со временем она плотно вошла в обиход и в гражданской сфере.

Что из себя представляет? Очень компактное, тонкое и лёгкое, порядка 50-60 грамм, одеяло. Габариты как правило стандартные, чтобы можно было укрыть человека. В основном это 215х130 см или 210х160 см. Помимо одеял бывают также и термомешки (в которые можно залезть) и всевозможные термоковры, термопалатки и проч. Везде используется один и тот же принцип. За счёт своей компактности - хорошо подходит для использования в аптечках, при формировании НАЗ (носимый аварийный запас). Данное одеяло задумано как одноразовое, но всё таки оно достаточно прочное. Даже в местах сгибов, порошковое покрытие не сразу стирается, а значит эффективность сохраняется. Проблема будет только в том, чтобы сложить его так же компактно, как оно упаковано с завода, это редко кому удаётся.

Из чего состоит? Термоодеяло по сути - кусок полиэтилена, который покрыт с одной стороны порошковым металлизированным покрытием (на основе алюминия), с другой стороны как правило золотая или прозрачная плёнка. За счёт полиэтилена в основе - оно достаточно прочное (прочнее фольги).

Как оно работает? Прежде всего стоит отметить, что термоодеяло не согревает! Оно лишь задерживает потерю тепла человеком. Так что, если вы ожидаете, что оно будет вас согревать как шерстяной свитер или грелка для рук, то вы глубоко заблуждаетесь. В процессе жизнедеятельности, человек постоянно участвует в теплообмене между поверхностью своего тела и окружающей средой, данный процесс называется теплоотдачей. Разберём пять видов теплообмена, которые преследуют нас на протяжении всей нашей жизни:

• Радиационный теплообмен. Мы с вами знаем, что Солнце выделяет тепло, точно также как и земля, здания или отопительные приборы. Под теплом имеется ввиду инфракрасное излучение, которое ещё называют "тепловое излучение", что является одним из видов электромагнитного излучения. То есть это именно тот спектр излучения, который нас согревает, мы чувствуем его нашей кожей. Если данное излучение будет воздействовать на организм слишком долго, то случится перегрев, опасность которого особенно велика летом. При отсутствии данного излучения, мы замерзаем. Стоит также отметить, что у человека тепловое излучение составляет наибольшую долю теплопотерь (около 50% при комфортной температуре и до 71% при низкой температуре окружающей среды). Соответственно, наша с вами приоритетная задача - отразить излишнее тепло наружу в случае перегрева либо сохранение тепла внутри в случае переохлаждения (гипотермии), тут то к нам на помощь и приходит термоодеяло. Для отражения тепловой энергии важен вид вещества, шероховатость поверхности и форма. Нанесенный на поверхность пленки металл, превращает пленку в гибкое зеркало, возвращающее тепло к телу или, наоборот, при оборачивании другой стороной, отражает от тела поступающее извне избыточное тепло.

• Теплоотдача испарением. Наш организм в спокойном состоянии отдаёт посредством потоотделения и с поверхности верхних дыхательных путей от 20 до 30% от общего числа тепла, из которых 2/3 приходится именно на потоотделение. Так как одеяло сделано из полиэтилена, оно водонепроницаемо, таким образом оно задерживает влагу, увеличивая влажность воздуха рядом с кожей, что в свою очередь помогает нам сдерживать потоотделение, а значит снижать затраты энергии и снижать стресс на организм в том числе. Именно по этой причине одеяла часто можно увидеть на марафонцах и велосипедистах при финише.

• Конвекционный теплообмен. Передача тепла осуществляется с поверхности тела человека или с поверхности одежды по воздуху. Общий процент теплопотерь по воздуху оценивается в 20-30% от общего числа. Соответственно, если условия окружающей среды становятся более экстремальными (ветер), то и потери возрастают. Чтобы обеспечить защиту от данных теплопотерь, нужно соорудить изоляцию между поверхностью тела и воздухом. Проще всего надеть несколько слоев одежды в качестве утеплителя. Термоодеяло воздухонепроницаемо и служит дополнительной изоляцией от воздуха, однако от сильного ветра оно будет не слишком эффективно.

• Кондукционный теплообмен.
  Теплоотдача посредством соприкосновения с предметами. В обычных условиях происходит только через стопы, поэтому процент потерь крайне незначителен. Чем с большим количеством предметов мы соприкасаемся, тем выше теплообмен. Термоодеяло в данном случае нам не сильно поможет, но и процент потерь в текущем теплообмене не высок.

• Теплоотдача при дыхании. Незначительная потеря тепла при дыхании.

*Подводя итоги: Термоодеяло поможет значительно снизить теплопотери организма. Суммарно с другими необходимыми действиями в случае перегрева или переохлаждении, оно значительно увеличивает ваши шансы на выживание.

Правила использования 1) Термоодеяло не пропускает воздух и влагу, таким образом, если вы укутаетесь термоодеялом, но будете дышать внутрь, то на поверхности образуется конденсат, из-за которого вы будете мёрзнуть, в связи с чем следует использовать термоодеяло поверх какого-то промежуточного слоя (одежды, термобелья), либо стараться не дышать внутрь. 2) При контакте с кожей - увеличивается теплопроводность. Таким образом, если у вас переохлаждение, то следует также использовать теромоодеяло поверх промежуточного слоя (одежды) 3) Термоодеяло достаточно шумное. Поэтому будьте осторожны, если вам необходимо не привлекать к себе внимания. 4) У американских морских котиков есть правило "Two is one and one is none", что означает всегда иметь резерв. Таким образом лучше всего носить с собой два термоодеяла а не одно. Например, если вам придётся спать на голой земле, то можно сделать подложку из листьев, постелить одно термоодеяло в качестве напольного покрытия и укутаться вторым как одеялом.

Цвет не важен! Цвет является лишь индикатором, чтоб мы с вами не искали долго, какой же стороной нам оборачиваться.

Покрывала продаются как правило в трёх цветовых вариантах: Gold (золото), Silver (серебро), Gold/Silver (золото/серебро). В чём же их отличие, есть ли разница? Если вам необходимо защитить тело от переохлаждения, то нужно накрыться к телу стороной silver. Если вы хотите спастись от перегрева, то необходимо накрыться к телу стороной gold. * В одноцветных покрывалах (gold или silver), только одна сторона активная (которую прикладывают к телу), вторая сторона состоит из прозрачной плёнки. В двухцветном Gold/Silver

Методы использования Если смотреть иностранные фильмы или сериалы, то можно достаточно часто заметить сцены, где медики оказывают помощь потерпевшему, завернув его в это самое одеяло, либо если вы смотрите спортивный канал, то наверняка видели марафонцев или велосипедистов, которые после финиша ходят в этих термоодеялах.

Исследования Помимо исследований, проводившихся в 60-е и 70-е годы и связанные в большей степени с космической сферой, исследований эффективности уже современных термоодеял для гражданских нужд не так уж и много. Таким образом, мы рассмотрим их эффективность на примере самого свежего и актуального исследования 2020 года, в нём участвовали: Окружная больница Milserstr. 10, 6060 Hall, Austria Медицинский отряд, Австрийская горно-спасательная служба. Tyrol, Florianistr. 2, 6410 Telfs, Austria *Кафедра анестезиологии и реанимации, Медицинский университет Инсбрука, Anichstr. 35, 6020 Innsbruck, Austria;

Задача - провести три эксперимента: На потерю тепла, исходя из цвета поверхности термоодеяла На сопротивляемость ультрафиолету, HEV-излучению и видимому излучения * На проводимость инфракрасного излучения

1. Введение Исследования проводились в следующих диапазонах: Ультрафиолетовое излучение (200–380 нм), HEV-излучение в фиолетовой / синей полосе (380–450 нм), видимое излучение (380–760 нм) и инфракрасное излучение (7500–13 500 нм). Термоодеяла передают от 1 до 8% видимого света и около 1% ультрафиолетового излучения B (280–315 нм), обеспечивая достаточную пропускную способность и защиту от снежной слепоты. Отражение видимого света заметно увеличивается в поисково-спасательных операциях, выполняемых в условиях хорошей видимости, при отражении инфракрасного излучения увеличивает заметность в условиях плохой видимости и обеспечивает защиту от переохлаждения.

Случайное переохлаждение, определяемое как понижение температуры тела ниже 35 градусов, чаще наблюдается в зимний период, но встречается круглый год, даже в регионах с жарким климатом. Снижение внутренней температуры продолжается при нарушении функции органов, нарушениях свертываемости и повышенной летальности. Профилактика гипотермии важна при догоспитальном лечении. При сравнении различных одеял, например, термоодеял (space blankets), воздушно-пузырчатой плёнки (bubble wrap), снежных одеял (blizzard blankets), одеял скорой помощи (ambulance blankets) и теплых одеял-грелок (ready heat blankets), было замечено, что все протестированные инструменты значительно снизили тепловые потери, но не смогли полностью компенсировать дефицит температуры. С другой стороны, было замечено повышение температуры кожи примерно на 1 градус, при измерении с помощью тепловизора, направленного на предплечье, завернутое в спасательное одеяло. Также было проведено экспериментальное исследование жидкой модели туловища и обнаружено снижение теплопотерь при применении устройств пассивного обогрева, например, термоодеял. Авторы сообщили, что сравнение медицинских устройств, обеспечивающих активное или пассивное согревание, не показало поразительного различия между двумя методами. Благодаря спасательным одеялам, потеря тепла составила всего лишь менее 1 градуса в течение 60 минут и и менее 2 градусов в течение 120 минут. Наблюдалось повышение температуры тела только у дрожащих пациентов с умеренным переохлаждением. На самом деле, выделение тепла при дрожи, имеет решающее значение для терморегуляция при воздействии холода. Было подтверждено, что на догоспитальном этапе спасательные одеяла могут защитить пациентов от чрезмерной потери тепла, но их нельзя согреть. Однако тот факт, что устройства пассивной защиты от переохлаждения работают независимо от электричества означает, что они особенно подходят для отдалённых районов. Спасательные одеяла действуют как пароизоляция и ограничивают потребность в дрожащем термогенезе. Защита от потери тепла оказалась особенно эффективной когда спасательное одеяло располагалось между двумя слоями шерстяных одеял. При догоспитальном лечении, установка пластиковых пакетов, используемых в качестве пароизоляции, были столь же эффективны, как и удаление мокрой одежды. В аварийно-спасательных службах, спасательные одеяла доказали свою эффективность в защите от переохлаждения, в частности при применении в сочетании с шерстяными одеялами.

2. Факторы, влияющие на электромагнитные измерения с помощью спасательных одеял

2.1. Ультрафиолетовое (УФ) излучение

При испытании металлизированных спасательных термоодеял на пропускание УФ-излучения необходимо помнить, что толщина и прозрачность металлизированного покрытия могут различаться в зависимости от производственной серии и от разновидности имеющихся термоодеял. Это может иметь прямое влияние на пропускную способность. Более того, металлизированная поверхность увеличивает способность листа отражать излучение. Сохранение энергии означает, что соотношение между коэффициентом пропускания (T) и отражательной способностью (R) является разностью множеств. T = 1 − R. Значительная часть электромагнитного спектра, содержащегося в солнечном излучении, состоит из УФ-излучения и видимого света. Различные условия окружающей среды влияют на точное измерение интенсивности солнечного излучения, включая географическое положение, высоту и отраженную энергию излучения от земли. Прямое воздействие УФ-излучения на глаза может быть трудно оценить, так как интенсивное солнечное излучение приводит к сужению зрачков и прищуриванию, что снижает воздействие на глаза. Использование спасательных листов для защиты лица от УФ-излучения влечет за собой риск повторного вдыхания CO2 при плотном прилегании спасательного термоодеяла к коже.

2.2. Инфракрасное (ИК) излучение

Все объекты с температурой выше абсолютного нуля (0 К) излучают электромагнитное излучение, возникающее из-за теплового движения частиц. Это приводит к потерям энергии через участки поверхности. Люди с температурой кожи около 33 ◦C (306 K) излучают инфракрасное излучение с максимальной длиной волны 10 мкм. Человеческое тело может контролировать температуру тела с помощью нервной системы, системы обмена веществ, кровообращения и мышечной активности. Кроме того, одежда и поглощение инфракрасного излучение, отраженного окружающей средой, помогает сбалансировать потери тепла. Спектральное распределение интенсивности зависит от температуры. Спектр горячих объектов смещается в сторону более высоких частот и более короткие длины волн. Таким образом, длины волн отраженные от объектов излучения короче, чем длины волн излучения, испускаемые объектами. В идеале чёрное тело поглощает и излучает радиацию независимо от частоты (ν). Полная интенсивность, излучаемая черным телом, пропорциональна T4 в соответствии с законом Стефана – Больцмана. Реальное тело будет иметь как частотно-зависимую излучательную способность (ν), так и поглощающую способность (ν). e(ν) = a(ν). Падающее на поверхность электромагнитное излучение может быть поглощено (а), отражено (r) или передано (t). При заданной мощности излучения Φ (3), падающей на поверхность, aΦ поглощается, rΦ отражается и tΦ передается, причем a, r и t дополняют друг друга. Φ = dQ/dt. a + r + t = 1. Коэффициент излучения (E), определяемый как способность испускать излучение через поверхность, зависит от различных факторов, такие как морфология поверхности, угол обзора, состав материала и температура. Излучательная способность коэффициента «ε» отдаёт тепловое излучение от различных материалов по сравнению с излучением тепла от идеальной черной поверхности как ε = 1. Свойства теплового излучения плёнок (поверхность термоодеяла) зависят от концентрации, размера и происхождения частиц алюминия. Для анодированного алюминия ε = 0,55. При увеличении концентрации алюминия, наблюдается увеличение R, что делает его подходящим материалом для ограничения теплопотерь, в то время как для тонкого полиэтилентерефталата T = 1,5, для фольги с алюминиевым покрытием вероятно, что T будет меньше 1%. E и R взаимосвязаны, поскольку радиометрические измерения в основном зависят от поверхности E и излучения R. R - более релевантен на небольших расстояниях, так как и тепло передаваемое поверхностью и отражённая температура окружающей среды влияют на измерения.

3. Материалы и Методы

Исследованные термоодеяла соответствуют Категории 1 согласно Директиве 93/42 / EEC. Спасательные одеяла представляют собой металлизированные пленки, отражающие электромагнитные волны, они прочные, водонепроницаемые и ветрозащитные. Были исследованы две разные марки спасательных одеял. Обычно они используются наземной службой неотложной медицинской помощи (EMS) и вертолетной службой EMS в Тироле, Австрия. Одеяла были получены от Австрийского Красного Креста. Существует всего несколько научных публикаций, посвященных отражению T и R электромагнитного излучения термоодеялами, используемыми в экстренной медицине.