TAMPEREEN AMMATIKORKEAKOULU, Tutkintotyö VAATETUSSUOSITUKSET KYLMÄTYÖHÖN YLEISVAATETUS Työn ohjaaja Työn teettäjä Työn valvoja Tampere 2007 Juha Heinola ja Marja Vanhatalo Kylmä- ja terveyskonsultointi Hassi Oy Juhani Hassi
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Harju, Susanna Vaatetussuositukset kylmätyöhön, Yleisvaatetus Tutkintotyö 44 sivua + 77 liitesivua Työn ohjaaja DI Juha Heinola, DI Marja Vanhatalo Työn teettäjä Kylmä- ja terveyskonsultointi Hassi Oy, valvoja Juhani Hassi Toukokuu 2007 Hakusanat kylmätyö, suojavaatetus, kerrospukeutuminen TIIVISTELMÄ Työssään kylmälle altistuvia on Suomessa noin 30 % työssä käyvästä väestöstä. Päivittäinen altistuminen kylmälle lisää toimintaan ja terveyteen liittyviä haittoja. Kylmä työympäristö luo haasteita vaatetukselle, koska lämpötila ei ole ainoa vaatetuksen valintaan vaikuttava tekijä. Oikea suojautuminen kylmältä sekä oikeat ja hyvin suunnitellut työtavat vähentävät kylmän haittavaikutuksia ja vaikuttavat positiivisesti työturvallisuuteen ja tuottavuuteen. Työn tavoitteena oli luoda toimivat ja selkeät vaatetussuositukset. Työn lähtökohtana oli selkeyttää nykyisiä vaatetussuosituksia ja luoda uudet SFSstandardeja käyttäen. Työ toteutettiin kahtena tutkintotyönä Kylmä- ja terveyskonsultointi Hassi Oy:lle. Työ on osa yrityksen tuotekehityshanketta ja tulokset ovat salaiset. Tämä työ käsittelee teoreettisesti kylmää ja sen vaikutuksia terveyteen sekä toimintaan. Tässä työssä käsitellään suojautumista kylmältä yleisvaatetuksen avulla. Toinen tutkintotyö käsittelee suojautumista kylmältä ääreisvaatetuksen osalta, Heli Lappalainen: Vaatetussuositukset kylmätyöhön, Ääreisvaatetus. Näiden tutkintotöiden teoriaosuudet ovat lähes yhtenevät, koska varsinaiset vaatetussuositukset on tehty yhdessä.
TAMPERE POLYTECHNIC Textile and Clothing Engineering Industrial Engineering and Management Harju, Susanna Recommendations of clothing for working in cold environment Engineering thesis 44 pages + 77 appendices Thesis Supervisor DI Juha Heinola, DI Marja Vanhatalo Commissioning company Kylmä- ja terveyskonsultointi Hassi Oy, supervisor Juhani Hassi May 2007 Keywords cold work, protective clothing, multilayer clothing ABSTRACT The main purpose of this study is to upgrade the old recommendations of clothing for working in cold environment. This study is a part of a company s product development and therefore the recommendations are classified. This study is carried out by two engineering thesis which have almost the same theoretical parts. The recommendations have made in co-operation with Heli Lappalainen, engineering thesis: Vaatetussuositukset kylmätyöhön, Ääreisvaatetus. The recommendations have built up by using SFS-standards.
ALKUSANAT Tämä tutkintotyö on tehty Kylmä- ja terveyskonsultointi Hassi Oy:lle. Tutkintotyön liite, jossa on varsinaiset vaatetussuositukset ja toimintaohjeet on salainen, joten liite ei ole yleisesti esillä. Tutustuminen ennestään tuntemattomaan kylmätyöalaan on ollut mielenkiintoista ja opettavaa. Aihe on kiinnostava ja melkein jokaista ihmistä koskettava. Ihmisten hyvinvoinnin parantaminen työpaikoilla on tärkeää, jotta ihmiset pysyvät työkykyisinä. Haluan kiittää työn teettäjä Juhani Hassia kiinnostavasta mahdollisuudesta tutustua kylmätyöhön, ja motivoivasta ohjaamisesta työn etenemisen aikana. Kiitokset myös mukana olleille työn ohjaaville opettajille Juha Heinolalle ja Marja Vanhatalolle. Tampereella 10. toukokuuta 2007
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 5(44) SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT ALKUSANAT SISÄLLYSLUETTELO...5 LYHENTEET JA MERKINNÄT...7 1 JOHDANTO...8 2 KYLMÄTYÖ...8 2.1 Suomen ilmasto...8 2.2 Altistuminen kylmälle ja sen vaikutukset...9 3 IHMISEN LÄMPÖFYSIOLOGIA...10 3.1 Ihminen...10 3.2 Lämpötasapaino...11 3.2.1 Lämmöntuotanto...12 3.2.2 Lämmönluovutus...13 3.3 Kylmän terveydelliset vaikutukset...14 3.3.1 Toimintakyky kylmässä...14 3.3.2 Kylmävauriot ja sairaudet...15 4 VAATETUKSEN VALINTAAN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT...17 4.1 Lämpötila ja altistumisaika...17 4.1.1 Lämmöneristävyys...18 4.1.2 IREQ-indeksi...19 4.2 Työteho...21 4.3 Tuuli...21 4.3.1 Tuulen viilentävä vaikutus...21 4.3.2 Windchill-indeksi...22 4.4 Lumi-, vesi- tai räntäsade...23 5 VAATETUS KYLMÄTYÖHÖN...24 5.1 Yleistä työvaatetuksesta...24 5.1 Kerrospukeutuminen...24 5.1.1 Alusvaatetus...25 5.1.2 Välivaatetus...26
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 6(44) 5.1.3 Päällysvaatetus...26 5.2 Ääreisosien suojaaminen...27 6 YLEISVAATETUKSEN MATERIAALIT JA MALLIT...29 6.1 Tekstiilimateriaalit...29 6.1.1 Neulokset...29 6.1.2 Kankaat...30 6.2 Alusvaatetuksen mallit ja materiaalit...30 6.3 Välivaatetuksen mallit ja materiaalit...31 6.4 Päällysvaatetuksen mallit ja materiaalit...33 6.4.1 Päällysvaatetuksen materiaaleja...35 6.4.2 Eristemateriaalit...35 6.5 Tuuli ja kosteus...36 6.5.1 Tuulelta suojautuminen...37 6.5.2 Sateelta suojautuminen...39 6.5.3 Kauppanimiä pinnoitteille ja laminaateille...41 6.5.4 Työvaatevalmistajia ja myyjiä...42 7 PÄÄTELMÄT...42 LÄHTEET...43 LIITTEET...44 1. Vaatetussuositukset kylmätyöhön
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 7(44) LYHENTEET JA MERKINNÄT clo Clo on vaatetuksen lämmöneristävyyden yksikkö. 1 clo:n (0,155 Km 2 /W) vaatetuksessa kevyttä työtä tekevä ihminen tuntee olonsa miellyttäväksi ympäristössä, jonka ilman lämpötila on +21 ºC, suhteellinen kosteus 50 % ja ilmanliike noin 0,1 m/s. 1 clo:n vaatetus vastaa tyypillistä sisävaatetusta. /2, s.142/ IREQ (Required insulation) Indeksi, jolla voidaan arvioida vaatetukselta tarvittava lämmöneristävyys tietyssä ympäristön lämpötilassa ja tietyllä toiminnan tasolla, kun ilman liike on alhainen. Lämpötilan ja työtehon perusteella voidaan määrittää vaatetukselta vaadittava lämmöneristävyys (clo). /7 s. 212/ DLE-arvo (Duration Limited Exposure) Ilmoittaa suositeltavan maksimaalisen altistusajan kyseisille olosuhteille, kun käytetään annettua vaatetusta. Tässä ajassa keho ei ehdi jäähtyä liikaa. /7, s.42/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 8(44) 1 JOHDANTO Työskentelyoloihin on alettu nykyään kiinnittämään enemmän huomiota etenkin työtehtäviin, jotka suoritetaan kylmässä. Kylmältä suojautumista on tutkittu ja on havaittu, että kylmässä työskenteleville ihmisille voi aiheutua kylmästä johtuvia paleltumia tai sairauksia. Useimpien ihmisten käyttämä vaatetus ei ole sopiva lämpötilaan nähden. Onkin todettu, että kylmältä suojautumisella voidaan ehkäistä joidenkin sairauksien syntymistä tai etenemistä. Tämän takia on lähdetty kehittämään vaatetus- ja toimintaohjeita kylmätyöhön. Tämän työn tarkoituksena on selkeyttää nykyisiä vaatetus- ja toimintaohjeita. Ohjeet tulee tehdä helppolukuisiksi, jotta niitä voi käyttää ilman suurempaa tekstiili-, vaatetus- ja kylmätuntemusta. 2 KYLMÄTYÖ Työ määritellään kylmätyöksi alkaen +15 C:sta standardin SFS-EN 14058 mukaan. Suomessa noin 30 % ihmisistä altistuu kylmälle työssään. Eniten kylmälle altistutaan ulkotöissä, mutta myös sisätöissä saatetaan altistua kylmälle. Kylmätyöstä puhutaan silloin, kun ympäristöolot aiheuttavat kylmätuntemuksia. Ilman lämpötilan lisäksi tuuli, kosteus, kylmät nesteet sekä pinnat ja alustat aiheuttavat kylmätuntemuksia. /2, s. 13/ 2.1 Suomen ilmasto Suomessa keskilämpötila on alle +10 C eri alueiden mukaan 120 270 päivää vuodessa. Talvena pidetään vuodenaikaa, jolloin lämpötila on alle 0 C. Kuvassa 1 Suomi on jaettu kolmeen osaan ilmaston mukaan. Maan eteläosassa talven pituus on 4 5 kuukautta, siellä elää noin puolet suomalaisista. Maan keskiosassa talvenpituus on 5 6 kuukautta, jossa asuu noin 2 miljoonaa suomalaista. Maan Pohjoisosassa talvi kestää 6 7 kuukautta, ja asukkaita on noin 800 000. Voidaan
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 9(44) sanoa, että 75 % suomalaisista altistuu kylmälle päivittäin ainakin talvella. /2, s. 14/ Kuva 1 Suomen jakautuminen ilmaston mukaan etelä-, keski- ja pohjoisosaan /9/ 2.2 Altistuminen kylmälle ja sen vaikutukset Kylmätyöksi katsotaan työskentely +15 C:sta alkaen, mutta kylmätuntemukset ja kylmän aiheuttamat riskit ovat yleisiä vasta lämpötilan mennessä alle 0 C. Monilla eri toimialoilla työskentelevät ihmiset altistuvat kylmälle. Esimerkiksi talonrakennusteollisuus, prosessiteollisuus, liikenne, palveluala sekä maanviljely ja metsänhoito ovat toimialoja, joissa työntekijät altistuvat kylmälle. /2, s. 13/ Ulkotöissä kylmälle altistumiseen vaikuttavat lämpötila, tuuli, vesi-, lumi- tai räntäsade sekä maata peittävä lumi tai jääkerros. Ulkotyöhön saattaa liittyä hikoiluttavia työjaksoja, joiden jälkeen kylmälle altistutaan entistä herkemmin. Sisätiloissa kylmälle altistutaan elintarviketeollisuudessa sekä kaupan kylmävarastoissa. Tuoreita elintarvikkeita käsitellään 0 10 C lämpötiloissa ja pakastettuja elintarvikkeita -25 C lämpötilassa. Sisätiloissa pitää ottaa myös huomioon ilmavirtaus, joka tulee katosta alaspäin ja jäähdyttää kehon yläosia, esimerkiksi hartioita ja niskaa (kuva 2). Myös kylmät pinnat, joihin nojataan tai joita käsitellään, ovat yleisiä sisätiloissa. Kuten kuvasta 2 nähdään, kädet ja sormet
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 10(44) jäähtyvät eniten elintarviketeollisuudessa. /2, s.15/ Kuva 2 Elintarviketeollisuudessa haitallisesti jäähtyvät kehonosat kylmissä (alle 10 C) työtiloissa /10/ Lämpötiloiltaan muuttuva työskentely-ympäristö voi aiheuttaa erityistä kylmästressiä. Esimerkiksi postinjakelussa liikutaan sisätiloista ulos ja fyysinen työ vaihtelee portaiden kiipeämisestä kävelyyn. Kylmiin esineisiin koskeminen aiheuttaa paikallista jäähtymistä. Käsiteltäessä kylmiä esineitä kädet ja sormet jäähtyvät tai seisottaessa kylmillä alustoilla jalkapohjat jäähtyvät sekä nojattaessa kylmiin pintoihin takamus tai polvet saattavat jäähtyä. Kylmien nesteiden käsittely tai koko kehon upotus kylmään nesteeseen esimerkiksi kalastaminen ja sukeltaminen altistavat kylmälle. /2, s.16/ 3 IHMISEN LÄMPÖFYSIOLOGIA 3.1 Ihminen Ihminen on tasalämpöinen, jolloin kehon sisäosien lämpötila pysyy suhteellisen
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 11(44) vakiona riippumatta ympäristön lämpötilasta. Ihmisen syvälämpötila eli ruumiinlämpö on noin 37 C. Se vaihtelee 0,5 1 C vuorokaudessa. Yli ±2 C:n vaihtelut ovat haitallisia ihmisen toiminnoille, joten työsuojeluohjeissa sallittu vaihteluväli on ±1 C. Viileässä ihminen alkaa jäähtyä ihon pinnasta, ja jäähtyminen jatkuu vaiheittain syvemmälle kudoksiin (kuva 3). Jäähtyminen alkaa kehon ääreisosista varpaista ja sormista. /1, s.20 21/ Kuva 3 Ihmisen kehonosien jäähtyminen /1, s. 21/ 3.2 Lämpötasapaino Ihminen saavuttaa lämpötasapainon, kun keho luovuttaa ja tuottaa yhtä paljon lämpöä (kuva 4). Lämpötasapainon saavuttamiseen ja pysymiseen vaikuttavat ympäristö, vaatetus ja työnkuormittavuus. Ympäristössä vaikuttavia tekijöitä ovat ilman lämpötila, tuuli ja kosteus. Keho pyrkii säilyttämään lämmön kylmässä. Alussa ääreisosien verisuonet alkavat supistua, jolloin verenvirtaus ja ihmisen ympäristöön luovuttama lämpö vähenevät. Tämän jälkeen kehon syvälämpötila laskee ja lihasjännitys lisääntyy ja purkautuu lopulta lihasvärinänä. Tämä hidastaa jäähtymistä, mutta muuttuu ajan mittaan epämiellyttäväksi. /2, s. 20 21/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 12(44) Kuva 4 Lämpötasapaino saavutetaan, kun lämmönluovutus ja lämmöntuotanto ovat tasapainossa. /1, s. 22/ 3.2.1 Lämmöntuotanto Ihmisen keho tuottaa lämpöä rasvaa ja hiilihydraatteja polttamalla. Energia tuotetaan pääasiassa lihaksissa. Energiantuotanto lisääntyy lihasten ja työn rasittavuuden kasvaessa. Tämä lämmöntuotannon määrä kertoo hyvin kehon kokonaislämmöntuotannon. Keskikokoisen ihmisen perusaineenvaihdunta on 90 100 wattia, joten lämmöntuotanto levossa on saman verran. Raskaassa työssä lämmöntuotanto voi nousta yli viisinkertaiseksi. Lämmöntuotanto ilmoitetaan joko watteina (W) tai watteina kehonpinta-alaa kohden (W/m²). Lämmöntuotannosta noin 90 % muuttuu lämmöksi ja 10 % mekaaniseksi työksi. /2, s. 24 26; 20/ Raskaita ja keskiraskaita töitä voidaan tehdä kylmemmissä oloissa kuin kevyitä töitä ilman, että altistutaan jäähtymiselle. Kevyissä töissä on tärkeää kiinnittää huomiota riittävään pukeutumiseen, kun taas raskaissa ja keskiraskaissa töissä huomio tulee kiinnittää vaatetuksen kosteudensiirtoon ja hengittävyyteen, mutta samalla myös materiaalin tuulenpitävyyteen. Jos työn raskaus vaihtelee, on säädeltävä vaatetus hyvä vaihtoehto, jotta hikoilua voidaan vähentää. /2, s. 24 26/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 13(44) 3.2.2 Lämmönluovutus Kylmälle altistumisen riskit aiheutuvat kudosten jäähtymisestä. Tällöin puhutaan lämmönluovutuksesta. Kudosten tuottama lämpö poistuu kehosta kuljettumalla, säteilemällä, johtumalla sekä haihtumalla. /2, s. 21 23/ Kuljettuminen Voimakkaimmin lämpö poistuu kuljettumalla, eli kehon pinnalla oleva ilma lämpenee ja poistuu. Tällöin on merkitystä kehon pintalämpötilalla, ilman lämpötilalla sekä ilman liikkeellä eli useimmiten tuulella. Lämpöä kuljettuu ihmisestä ympäristöön paljaalta iholta, vaatetuksen aukoista sekä vaatekerrosten läpi. Tuuli lisää lämmön kuljettumista. /2, s. 21 23; 12/ Säteily Säteilemällä lämpö siirtyy kehon pinnasta sitä kylmempään ympäristöön. Riittävää kylmänsuojausta käytettäessä vaatetuksen pinnan ja ympäristön välinen lämpötilaero on pieni. Lämpö säteilee iholta ja vaatteista ympäristöön. /2, s. 21 23; 12; 20/ Johtuminen Johtumalla lämpöä luovutetaan, kun kosketetaan jotain kylmää pintaa kädellä tai maataan tai seistään kylmällä pinnalla. Koskettaessa kädellä kylmää pintaa lämpöä johtuu kädestä kylmään pintaan. Kun seistään, jaloista johtuu lämpöä kylmään maahan. /2, s. 21 23; 12/ Haihtuminen Haihtumalla kosteutta poistuu hikoilemalla sekä ihon läpi. Kosteus siirtää mukanaan lämpöä. Käytettäessä monikerrosvaatetusta hikoilua on helpompi hallita. Kylmässä on tärkeää säädellä vaatetusta ja työn rasittavuutta hikoilun välttämiseksi. /2, s. 21 23/ Hengityksen kautta 10 15 % lämmönluovutuksesta tapahtuu hengityksen kautta. Tämä
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 14(44) lämmönluovutuksen muoto tehostuu raskaassa työssä ja on tärkeä vaatetuksen lämmöneristävyyden ollessa korkea. /2, s. 21 23; 12/ 3.3 Kylmän terveydelliset vaikutukset Altistuminen kylmälle aiheuttaa sairausoireita terveille ihmisille ja lisää monien kroonisesti sairaiden oireita. Kylmästä voi aiheutua erilaisia vaurioita kuten esimerkiksi paleltumia tai siitä voi aiheutua uusia sairauksia. Myös tapaturmariski kasvaa. /2, s. 30 34/ 3.3.1 Toimintakyky kylmässä Työtä tehdään usein käsin, ja siksi käsien toimintakyky on tärkeää. Kylmä voi vaikuttaa alentaen lihaksiston kestävyyttä, voimaa, tehoa, nopeutta ja koordinaatiota. Lihasvärinä voi heikentää toimintakykyä tarkkuutta vaativissa töissä. Hengityselimistön kanssa ongelmia voi tulla alle -15 C:n lämpötiloissa, jos hengitys on voimakasta esimerkiksi raskaissa töissä. Taulukossa 1 on tiedot kädentoiminnasta eri lämpötiloissa. Käden toimintakykyyn vaikuttavat tuntoherkkyys, reaktioaika, hermojen johtumisnopeus, puristusvoima, väsymisaika ja liikkuvuus. Jo lievä käden jäähtyminen heikentää käden toimintakykyä. Käden lämpötilan ollessa vain 6 7 C hermot lakkaavat johtamasta tietoa, joten käsistä tulee tunnottomat. Käden optimaalinen iholämpötila on 32 36 C. /2, s. 30 34/ Taulukko 1 Käden lämpötilan vaikutus sen toimintaan /1, s. 82/ Käden lämpötila C Käden toiminta 36-32 Optimaalinen toimina alle 32 Karheuden tunnistaminen heikkenee alle 27 Lihasvoimat heikkenevät 27-30 Tarkkuus ja kestävyys heikkenevät 20-15 Tuntoherkkyyn alenee 18-13 Toimintakyky heikkenee huomattavsti 18-14 Kipu 10 Lyhyitä lämpenemisaaltoja alle 8 Vaurioita pitkäkestoisessa kylmäaltistuksessa 7 Ei lämpötuntemuksia, sormien tunnottomuus 0-2 Kudokset jäätyvät
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 15(44) Kylmän vaikutuksia älylliseen toimintaan on myös tutkittu, mutta tutkimuksissa ei ole päästy yksimielisiin tuloksiin. Altistuminen kylmälle nostaa vireystilaa ja saattaa siksi parantaa suorituskykyä. Pitkäaikainen altistuminen kuitenkin heikentää vireystilaa ja suorituskykyä, jolloin virheet lisääntyvät ja reaktioaika kasvaa. /2, s. 30 34/ Kylmänsuojavaatetuksella pyritään estämään kylmän aiheuttamia negatiivisia vaikutuksia toimintakykyyn. Vaatetusta valittaessa on tärkeää ottaa huomioon, että se ei rajoita liikeratoja työskenneltäessä. /2, s. 30 34/ Kun keho jäähtyy, lihakset jännittyvät huomaamatta. Tämä lihasjännitys tuottaa lämpöä, mutta se muuttuu lihasvärinäksi (paleluksi), jos kylmältä ei suojauduta. Kylmässä ihon pintaverisuonet supistuvat, jolloin kasvojen ihon lämpötila laskee. Pään hiuspohjan verisuonet eivät supistu kylmässä, jolloin pää ei tunnu kylmältä. Suojaamattoman pään kautta lämpöä voi poistua jopa 80 % kokonaislämmönluovutuksesta, kun muu osa ruumiista on paksun vaatetuksen peitossa. /3, s. 33/ 3.3.2 Kylmävauriot ja sairaudet Paleltumat ja hypotermia ovat seurausta kehon jäähtymisestä. Kylmä saattaa aiheuttaa myös revähdyksiä. Liukastumisia ja kaatumisia tapahtuu lämpötiloissa, jotka ovat lähellä 0 C:ta. Riskikäyttäytyminen työssä on vähäisintä lämpötilan ollessa 20 C, lämpötilan laskiessa tai noustessa riskikäyttäytyminen kasvaa. /2, s. 34 36/ Paleltumat Paleltumien määrä kasvaa lämpötilan laskiessa alle -10 C. Märät vaatteet ja kylmiin esineisiin koskettaminen paljain käsin lisäävät paleltumariskiä. Herkimmin paleltumia tulee käsiin ja jalkoihin sekä korviin. Myös nenä ja posket altistuvat helposti kylmälle. Paleltumat ovat palovammojen kaltaisia vaurioita. Jälkioireita ovat kylmäherkkyys ja kylmäkipu paleltuneella alueella. Paleltumariskiä lisäävät valkosormisuus, kylmäherkkyys, sokeritauti, aikaisemmat paleltumat ja korkea ikä,
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 16(44) rasvaisten kylmänsuojavoiteiden käyttö sekä vääränlainen pukeutuminen. /2, s. 37 38/ Sairaudet Kylmälle altistuminen saattaa aiheuttaa sydän-, verisuoni-, ääreisverenkierron sekä hengityselinsairauksia. Tuki- ja liikuntaelinsairauksia voi myös aiheutua sekä ihosairauksia. Kuvassa 5 on esitetty yleisimmät kylmästä johtuvat sairaudet Suomen Merenkulkulaitoksen kylmätyöntekijöillä. /2, s. 39/ Kuva 5 Kylmäoireiden esiintyvyys Suomen Merenkulkulaitoksen kylmätyöntekijöillä /2, s. 48/ Sydän- ja verenkiertoelinsairauksia, joiden kulkua tai oireita kylmä pahentaa, ovat verenpainetauti ja sepelvaltimotauti. Merkittävää haittaa kylmästä aiheutuu myös valkosormisuudesta eli Raynaud'n ilmiöstä kärsiville. Sokeritautiin liittyvät ääreisverenkierron häiriöt saattavat voimistua kylmässä. Kylmä vaikeuttaa astmaa sairastavien hengitystieoireita, ja vesinuha on yleistä kylmässä työskentelevillä ihmisillä. Pitkäaikainen oleskelu kylmässä voi aiheuttaa yleisesti tuki- ja liikuntaelinoireita. Kuiva pakkasilma voi pahentaa atooppista ihottumaa. Kylmän laukaisema nokkosrokko on yliherkkyysreaktio, joka syntyy nopean iholämpötilan muutoksen seurauksena. Yleensä kylmän aiheuttamat nokkosrokkokohtaukset lievittyvät muutamassa vuodessa. Taulukossa 2 on lueteltu joitain kylmästä aiheutuvia sairauksia ja niiden oireita. /2, s. 39 48/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 17(44) Taulukko 2 Kylmästä johtuvia sairauksia ja niiden oireita /2, s. 39 48/ Sairaus Raynaud'n ilmiö (valkosormisuus) Kylmänokkosrokko Tuki- ja liikuntaelinsairaudet Hengitysteiden sairaudet Vaikutus sormien tai varpaiden veren virtaus hidastuu merkittävästi ihon punoitus, näppylät ja rakkulat jännetupentulehdus, kipu alaselässä, polvissa, olkapäissä vesinuha ja astmatyppiset oireet 4 VAATETUKSEN VALINTAAN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT 4.1 Lämpötila ja altistumisaika Lämpötilalla ja altistumisajalla on suuri merkitys vaatetuksen valinnassa. Kuten taulukosta 3 voidaan havaita, yksi tunti voidaan olla huomattavasti kylmemmässä lämpötilassa kuin kahdeksan tuntia samalla vaatetuksella. Taulukko 3 Vaatetuksen lämmöneristävyys eri työtehoilla ja eri lämpötiloissa 1 ja 8 tunnin altistumisajalla SFS 14058 standardin mukaan. /5/ Lämmöneristävyys m 2 K/W clo Lepo C Kevyt työ C Keskiraskas C 8h 1h 8h 1h 8h 1h 0,170 1,0 19 11 11 2 0-9 0,230 1,5 15 5 5-5 -8-19 0,310 2,0 11-2 -1-15 -19-32 0,390 2,5 7-10 -8-25 -28-45 0,470 3,0 3-17 -15-35 -38-58 0,540 3,5-3 -25-22 -44-49 -70 0,620 4,0-7 -32-29 -54-60 -83 Kuvan 6 mukaan tunnin altistumisajan voi olla vähemmällä vaatetuksella kuin kahdeksan tuntia. Jos altistumisaika on yli tunnin, tulisi pukeutua melkein 8 tunnin suositusten mukaan.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 18(44) Kuva 6 DLE-aika /2, s. 57/ 4.1.1 Lämmöneristävyys Lämmöneristävyys tarkoittaa vaatetuksen kykyä vähentää lämmön siirtymistä ihmisestä ympäristöön tietyn lämpötilaeron vallitessa vaatteen sisäisen ja ulkoisen ilman välillä. Lämmöneristävyys voidaan määrittää kankaalle ja kangasyhdistelmälle tai koko vaatetukselle. SI-järjestelmän mukainen yksikkö on m² K/W, mutta yleisesti käytetty yksikkö on clo. 1 clo on 0,155 m² K/W. Vaatetuksen lämmöneristävyys on 1 clo, kun henkilö tekee kevyttä istumatyötä ja tuntee lämpöviihtyvyyttä huoneen lämpötilan ollessa 21 C. /1, s. 37 38/ Paras lämmöneriste on liikkumaton kuiva ilma. Tekstiilikuidut eivät yksinään suojaa kylmältä. Vaatteissa ilma kiinnittyy kuitujen, langan ja kankaan rakenteisiin, vaatekerrosten väliin sekä vaatteen ja ihon väliin. Lämmöneristävyys paranee, kun käytetään useita ohuita vaatekerroksia yhden paksun vaatteen sijaan. Villa sitoo paljon ilmaa kuidun suomumaisen rakenteen takia. Tekokuiduista tehdään ilmavia ja lämpöä eristäviä erilaisilla kehruutekniikoilla ja viimeistyksillä. Esimerkiksi neulokset, nukkapintaiset materiaalit, tekoturkikset ja vanut ovat ilmavia materiaaleja. Tekokuitujen teksturoinnilla saadaan kiharia kuituja, joista saadaan ilmavampia tekstiilimateriaaleja kuin suorista kuiduista. /3, s. 91/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 19(44) Malli, koko ja istuvuus vaikuttavat vaatteen lämmöneristävyyteen. Vaatteen tulee olla riittävän väljä, jotta siihen jää tarpeeksi eristäviä ilmakerroksia. Mutta liiallinen väljyys taas heikentää vaatteen lämmöneristävyyttä, koska silloin ilma pääsee liikkumaan vaatteen sisällä. Kerrosvaatetuksessa ulomman vaatekerroksen tulee olla aina sisempää suurempi, jotta alempi kerros ei puristu kasaan. /3, s. 92/ Vaatteen lämmöneristävyys pienenee vaatteen kastuessa tai ollessa likainen. Joten märkien vaatteiden kuivattaminen tai vaihtaminen kuiviin vaatteisiin on tärkeää. Vaatteiden säännöllinen peseminen parantaa lämmöneristävyyttä, koska silloin lika ei pääse tukkimaan huokosia. /7, s.43/ Taulukko 4 Esimerkkejä yksittäisten vaatteiden lämmöneristävyyksistä /1, s. 39/ Vaate m 2 K/W clo Alushousut (lyhyet) 0,005 0,03 T-paita 0,012 0,08 Flanellipaita 0,034 0,22 Villapaita 0,084 0,54 Vuoriton takki 0,040 0,26 Toppatakki 0,070 0,45 Vuorittomat housut 0,037 0,24 Toppahousut 0,074 0,48 4.1.2 IREQ-indeksi IREQ-indeksi kertoo vaatetukselta tarvittavan lämmöneristävyyden määrän, jolloin kehossa säilyy optimaalinen lämpötasapaino. Lämmöneristävyys määräytyy ympäristön lämpötilan sekä työn rasittavuuden perusteella. Jos lämmöneristävyys on vaadittua alhaisempi, keho alkaa jäähtyä. IREQ-minimi kertoo, mikä vaatetuksen lämmöneristävyyden tulee olla, jotta ihminen selviää tunnin ajan ilman, että keho jäähtyy suorituskykyä haittaavalle tasolle (-1 C). /1, s.45/ (Kuva 8)
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 20(44) Lämmöneristävyys (keskiraskas työ) 4,5 4 3,5 3 clo 2,5 2 1,5 8h 1h 1 0,5 0-50 -45-40 -35-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 Lämpötila [ C] Kuva 8 IREQ-indeksi ja IREQ-minimi arvot keskiraskaalle työlle /5/ Kuvasta 9 nähdään työnrasittavuuden vaikutus vaatetuksen lämmöneristävyyteen. Työn rasittavuuden kasvaessa vaatteiden määrän tarve vähenee. Käytäntö on osoittanut, että kovilla pakkasilla (-15 C) vaatetusta tarvitaan enemmän kuin mitä IREQ-indeksi osoittaa. Tehollinen lämmöneristävyys 4,5 4 clo 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0-50 -40-30 -20-10 0 10 20 30 Lämpötila [ C] keski kevyt lepo raskas Kuva 9 IREQ-kuvaajat /5/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 21(44) 4.2 Työteho Liikunta on tehokkain tapa lisätä lämmöntuottoa, kuten taulukosta 6 nähdään. Liikunnan ja työn rasittavuuden lisääntyessä myös elimistön lämmöntuotto kasvaa. Tämä vaikuttaa olennaisesti pukeutumiseen, työnrasittavuuden kasvaessa myös vaatetusta voidaan vähentää tiettyyn rajaan asti. Raskaaseen työhön liittyy aina myös hikoilu. Taulukko 6 Esimerkkejä erilaisista työtehoista /1, s. 26/ Työteho W Esimerkiksi Lepo 100 Makaaminen, istuminen Erittäin kevyt työ 130 Kevyt istumatyö Kevyt työ 175 Rauhallinen kävely Keskiraskas työ 280 Reipas kävely Raskas työ 400 Hiekan lapiointi Erittäin raskas työ 510 Portaiden juoksu 4.3 Tuuli Tuulen vaikutus vaatetuksen lämmöneristävyyteen on merkittävä. Tuulen vaikutus lämmöneristävyyden laskuun nopeuksilla 0,4 m/s 8 m/s on jopa 75 %. Lämmöneristävyys alenee, koska tuuli vähentää ilmakerrosta, joka ympäröi vaatetusta ja lisää kuljettumalla tapahtuvaa lämmönluovutusta. /7, s.44; 8, s.45/ 4.3.1 Tuulen viilentävä vaikutus Kuvasta 9 nähdään, että -20 C lämpötilassa sään on oltava tyyni, jotta voidaan suojautua kylmältä tehtäessä kevyttä työtä. Lämpötilan tulee olla +5 C kovalla tuulella (15 m/s), jotta voidaan käyttää riittävää kylmänsuojavaatetusta. Molemmissa tapauksissa vaatetuksen lämmöneristävyyden tulisi olla 4 clo:ta, jos käytetään tuulenpitävyydeltään samanlaista vaatetusta. 4 clo:n vaatetus on arktinen kylmäsuojavaatetus, jolloin vaatetus on niin paksu, että se hankaloittaa työskentelyä. Vaatetuksen pintakerroksen tuulenpitävyyden parantaminen (ilmanläpäisevyyden
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 22(44) alentaminen) parantaa vaatetuksen kylmän suojaavuutta paremmin kuin lämmöneristävyyden lisääminen. /20/ Kuva 9 Tuulen vaikutus tarvittavaan lämmöneristävyyteen /2, s. 59/ 4.3.2 Windchill-indeksi Windchill-indeksi kuvaa tuulen jäähdyttävää vaikutusta paljaalle iholle esimerkiksi kasvoille. Esimerkiksi -10 C pakkanen ja 10 m/s tuuli yhdessä saavat ilman tuntumaan -30 C. Kuva 8 Windchill-indeksi /2, s. 59/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 23(44) 4.4 Lumi-, vesi- tai räntäsade Kosteus tuo lisää haastetta vaatetuksen valintaan. Vaate ei saisi päästää kosteutta läpi ulkoapäin, mutta hikoilukosteuden pitäisi päästä poistumaan sisältä ulospäin. Tähän tarkoitukseen on kehitetty erilaisia pinnoitteita ja kalvoja. Mikrohuokoisten materiaalien toiminta perustuu polymeerikalvossa oleviin mikroskooppisen pieniin reikiin (kuva 10). Vesipisara ei mahdu rei istä, mutta molekyylimuodossa oleva hikoilukosteus pääsee niistä haihtumaan. /3, s. 72/ Kuva 10 Mikrohuokoisten pinnoitteiden ja laminaattien toimintaperiaate. /3, s. 72/ Hydrofiilisten kalvojen ja pinnoitteiden vesihöyryn läpäisykyky perustuu kalvoon tai pinnoitteen kemialliseen rakenteeseen (kuva 11). Vesimolekyyli kulkeutuu hydrofobisessa materiaalissa hydrofiilisten molekyylien kuljettamana ulospäin ja poistuu lopuksi höyrynä materiaalin ulkopinnalta. Hydrofiilisilla materiaaleilla on alhaisempi kosteudensiirtokyky kuivissa oloissa kuin mikrohuokoisilla materiaaleilla. /3, s. 72/ Kuva 11 Hydrofiilisten pinnoitteiden ja laminaattien toimintaperiaate. /3, s. 72/ Mikrohuokoisten sekä hydrofiilisten kalvojen ja pinnoitteiden vesihöyryn siirtokyky estyy pakkasella vaatepinnan jäätymisen vuoksi, jos ne ovat vaatetuksen pinnassa. /20/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 24(44) 5 VAATETUS KYLMÄTYÖHÖN 5.1 Yleistä työvaatetuksesta Suojainten ja vaatteiden tulee täyttää valtioneuvoston niille antamat rakenteelliset vaatimukset ja olla CE-merkittyjä (kuva 12). Jos kyseessä on vakavilta vaaroilta tai hengenvaaralta suojaava suojain, liitetään CE-merkinnän perään laatua valvovan tarkastuslaitoksen numero. Kuva 12 CE-merkinän symboli. /13/ 5.1 Kerrospukeutuminen Oikeanlaisen vaatetuksen avulla vähennetään ihmisen elimistön tuottaman lämmön siirtymistä ympäristöön. Kylmänsuojavaatetuksen on tarkoitus ensisijaisesti suojata pakkaselta, tuulelta ja kosteudelta. Vaatetus ei saa olla liian paksu, koska silloin se saattaa haitata työliikkeitä. Tällöin kerrosvaatetus on hyvä ratkaisu. Kerrospukeutuminen koostuu kolmesta osasta, jotka ovat alusvaatetus, välivaatetus ja päällysvaatetus. Alusvaatetuksen tehtävänä on siirtää hikoilukosteutta iholta pois, välivaatekerroksilla säädetään lämmöneristävyyttä ja päällysvaatetuksella suojaudutaan tuulelta ja kosteudelta (taulukko7). /1, s. 31 32; 2, s. 69/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 25(44) Taulukko 7 Yhteenveto kerrospukeutumisesta Kerrospukeutuminen Vaatekerros Malli/Rakenne Tehtävä Alusvaatetus varatalonmyötäinen siirtää hikoilukosteutta iholta pois Välivaatetus ilmava muodostaa lämmönerisätvyyden lämpötuntemusten mukaan Päällysvaatetus tiivis suojaa tuulelta, ulkoiselta kosteudelta ja mekaanisilta vaaroilta Vesihöyryn haihtumisen avulla tapahtuva lämmönluovutus sitoo lämpöenergiaa ja jäähdyttää ihoa hikoiltaessa. Tästä syystä hiki tulisi siirtää ihon pinnalta käyttämällä kerrospukeutumista. Taulukossa 8 on kerrospukeutumisvaihtoehtoja eri lämmöneristävyyksille eli clo-arvoille. /1, s. 52/ Taulukko 8 Esimerkkejä vaatetuksen kokonaislämmöneristävyyksistä. /1, s. 40/ Vaatetuskokonaisuus m 2 K/W clo Lyhyet alusvaatteet, paita, työhousut, työtakki, sukat, kengät 0,155 1,0 Lyhyet alusvaatteet, neulepaita, työhousut, työtakki, käsineet, sukat, kengät 0,230 1,5 Pitkät alusvaatteet, neulepaita, työhousut, talvitakki, pipo, käsineet, sukat, talvikengät 0,300 2 Pitkät alusvaatteet, välivaatteet, toppahousut ja toppatakki, kauluri, talvilakki, kintaat, ohuet ja paksut sukat, talvikengät 0,39-0,470 2,5-3,0 Arktinen kylmänsuojavaatetus: Pitkät alusvaatteet, paksut välivaatteet, untuvatakki ja -housut, kommandopipo, talvihattu, kahdet käsineet, kahdet sukat, pohjalliset, 0,540-0,60 3,5-4,0 paksut talvikengät Makuupussit 0,470-1,20 3,0-8,0 5.1.1 Alusvaatetus Kerrospukeutumisessa alusvaatteen tehtävä on siirtää hikoilukosteutta iholta pois. Se on alusvaatetuksen tärkein tehtävä, koska lepotilassa ihmisestä voi haihtua 30g vettä tunnissa ja hikoiltaessa jopa 4kg. Synteettiset materiaalit kuten polypropeeni, polyesteri ja polyamidi eivät ime itseensä juuri ollenkaan kosteutta. Tällöin hikoilukosteus siirtyy nesteenä kuidun pintaa pitkin tai vesihöyrynä tekstiilimateriaalin rakenteessa olevien aukkojen läpi ulospäin. Synteettistä materiaalia olevat alusvaatteet sopivat raskaaseen työhön, jossa hikoillaan runsaasti. Näihin alusvaatemateriaaleihin kuitenkin tarttuu hien haju helposti, joten ne tulisi pestä mahdollisimman pian käytön jälkeen. Pesun jälkeen alusvaatteet kuivuvat nopeasti, joten niitä on helppo pestä usein. /1, s. 57; 8, s.42/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 26(44) Luonnonkuiduista villa on ainoa, joka pystyy sitomaan itseensä paljon kosteutta tuntumatta märältä ja säilyttäen lämmöneristävyytensä. Hikoiltaessa villa tuntuu lämpimältä, koska se vapauttaa lämpöä hien tiivistyessä siihen. Kosteuden haihtuminen villasta sitoo lämpöä ja voi aiheuttaa jäähtymistä pitkäkestoisessa työskentelyssä tai tauoilla. Villainen alusvaate sopii hyvin kevyisiin ja keskiraskaisiin töihin, joissa hikoilu on vähäisempää. Kostuneen villavaatteen vaihtaminen työpäivän jälkeen on tärkeää lämmönluovutuksen takia. Puuvillaa ei kannata käyttää alusvaatemateriaalina talvella, koska se imee itseensä paljon kosteutta ja eikä siirrä sitä ulospäin. Tällöin puuvillainen alusvaate tuntuu ihoa vasten märältä ja menettää lämmöneristävyytensä. /1, s.57; 7, s. 35; 20/ Hyviä alusvaatemateriaaleja ovat polyesteri (PES), polyamidi (PA), polypropeeni (PP), villa (WO) sekä villa-silkki (WO-SE) ja muut edellisten sekoitteet. /1, s. 57/ 5.1.2 Välivaatetus Välivaatetuksen paksuudella ja kerroksien määrällä voidaan säädellä lämmöneristävyyttä omien lämpötuntemusten ja työkuorman vaihtelun mukaan työpäivänkin aikana. Välivaatetuksen muuntelu lämpötuntemusten mukaan on tärkeää, ja siksi välivaatetuksen pitää olla helposti riisuttavissa ja puettavissa. Hyviä välivaatemateriaaleja ovat villa, fleece ja tekoturkis. /7, s.36/ 5.1.3 Päällysvaatetus Päällysvaatetuksen tehtävänä on suojata tuulelta ja ulkoiselta kosteudelta, kuten sateelta, lumelta ja rännältä. Kastuneen vaatteen lämmöneristävyys laskee, koska vaatetuksen kuivuminen lisää lämmönluovutusta ja jäähdyttää ihmistä sekä kastunut vaate sisältää vähemmän ilmaa. Märkä vaatetus on painava ja epämiellyttävä päällä. Tuulelta suojaaminen on tärkeää, koska tuuli laskee vaatetuksen lämmöneristävyyttä lisäämällä lämmönhukkaa kuljettumalla. Tuulenpitävyyden parantaminen on ensisijaista tuulisessa ympäristössä kokonaislämmöneristävyyden lisäämisen asemasta. Kuvassa 13 on kylmältä
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 27(44) suojaavan vaatetuksen piktogrammi, jota tulisi käyttää SFS-standardin 342 mukaan. /7, s. 37; 3; 20/ Kuva 13 Kylmältä suojaavan vaatetuksen piktogrammi /4/ 5.2 Ääreisosien suojaaminen Ääreisosia ovat pää, kädet ja jalat. Niiden suojaaminen on myös tärkeää kokonaisvaltaisen lämpöviihtyvyyden saavuttamiseksi. Pään suojaaminen on tärkeää, koska suojaamattoman pään kautta karkaa paljon lämpöä. Kädet on myös tärkeä suojata riittävästi, koska moni ihminen tekee työnsä juuri käsillä. Oikealla suojaamisella voidaan välttyä käsien kylmävaurioilta. Oikea kenkävalinta on tärkeää, koska jalkojen kautta johtuu kylmään maahan lämpöä ja tämä jäähdyttää jalkoja. Päähine Päätä, niskaa ja kaulaa tulee suojata sisätiloissa vedolta ja ulkona tuulelta Pään suojaamisella on kaksi tehtävää lämmönhukan vähentämisen estäminen hiuspohjan kautta sekä paleltumien ja epämiellyttävien lämpötuntemusten estäminen kasvoissa.. Päähineen tulisi suojata otsa, korvat sekä myös osittain poskia ja leukaa. Kypärälakki suojaa hyvin päätä, niskaa, kaulaa sekä kasvojen reunaosia. Päähinemateriaalin tulisi suojata tuulelta ja läpäistä hikoilukosteutta. Kylmällä ilmalla huppu antaa lisäsuojaa, mutta se ei saa estää näkyvyyttä sivuille. Päähine ratkaisuja ovat esimerkiksi pipo, windstopper tai windblock kalvolla varustetut fleecelakit, erilaiset talvihatut, joilla myös korvat ja osittain posket suojataan. /2, s. 75; 1, s. 76 81; 20/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 28(44) Käsineet Kintaiden lämmöneristävyys on suurempi kuin sormikkaiden, koska kintaisiin mahtuu enemmän liikkumatonta ilmaa ja koko käsi on yhdessä tilassa. Paljain käsin työskentelyä tulisi välttää, on suositeltavaa käyttää edes ohuita sisäkäsineitä. Etenkin kylmän metallin käsittelyä paljain käsin tulisi välttää. Kastuneiden käsineiden lämmöneristävyys laskee, siksi käsineet pitäisi aina vaihtaa kuiviin. /2, s. 75/ Käsineitä valmistetaan nahasta, kankaasta, neuloksesta, kumista ja muovista. Nahkakäsine suojaa tuulelta ja lisää otepitävyyttä. Kankaiden tuulenpitävyyttä voidaan parantaa pinnoitteella tai laminoimalla niihin kalvo. Kerrospukeutuminen käsissä on hyvä vaihtoehto, esimerkiksi ohuet aluskäsineet ja niiden päälle paksummat tuulenpitävät käsineet. /1, s. 81 85/ Jalkineet Jalat jäähtyvät todennäköisimmin paikallaan seistessä. Talvijalkineissa tulisi olla paksut pohjat, ja jalkineiden lämmöneristävyyttä voi lisätä irtopohjallisilla. Kastuneet sukat tulisi vaihtaa kuiviin, ja kenkiä pitäisi kuivattaa taukojen aikana ja työvuorojen välissä. Talvijalkineiden tulisi olla kesäjalkineita suuremmat, jotta niihin mahtuu tarpeeksi sukkia ja silti jää riittävästi ilmatilaa. Talvisukiksi suositellaan villa- tai froteepohjaisia sukkia. Puuvillasukat ovat huono vaihtoehto. Kylmillä ilmoilla alussukkina toimivat hyvin kosteutta siirtävät polyesteri-, polyamidi- ja villasekoitesukat. Päälle laitettava villainen sukka tai villapohjainen sukka imee alussukan siirtämän kosteuden itseensä. /2, s. 76; 1, s. 91/ Lämpö tulee jalkoihin keskikeholta verenkierron mukana, joten riittävä yleisvaatetus on tärkeää, jotta jalat pysyvät lämpiminä. Kun varpaiden lämpötila on 27 37 C, ihminen tuntee lämpöviihtyvyyttä jaloissa. Kylmissä olosuhteissa jalat jäähtyvät yleensä ensimmäisinä käsien ohella. Jalan suorituskyky laskee ja kylmävaurioiden riski kasvaa, kun varpaiden lämpötila laskee alle +15 C:n. Kengänpohjan koskettaessa kylmää maata jalasta johtuu maahan lämpöä ja jalat viilenevät. /1, s. 88 89/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 29(44) 6 YLEISVAATETUKSEN MATERIAALIT JA MALLIT 6.1 Tekstiilimateriaalit Yleisimmät vaatetuksessa käytettävät tekstiilimateriaalit jaetaan neuloksiin ja kankaisiin. Neulosten rakenne muodostuu silmukoista ja kankaiden rakenne loimilangoista sekä kudelangoista. 6.1.1 Neulokset Neulokset ovat ilmavia rakenteita. Tämän takia niitä suositellaankin käytettäväksi alus- ja välivaatetuksessa. Taulukossa 9 on esimerkkejä erilaisten neulosrakenteiden käytöstä alus- ja välivaatetuksessa. Taulukko 9 Erilaisia neuloksia /3, s. 69/ Neulokset Neulos Rakenne Ominaisuudet Käyttö sileä neulos oikeita silmukoita oikealla puolella ja nurjia nurjalla ohut, kevyt alusvaatteet, sukat puolella verkkoneulos sileä neulos, jonka rakenne on ilmava, hengittävä alusvaatteet, vuorit reiällinen interlock molemmat puolet sileän neuloksen joustava alusvaatteet oikean puolen kaltasia frotee toinen puoli on sileä, toisella puolella tiheässä pehmeä, lämmin lämpimät alusvaatteet silmukkalenkkejä kertoneulos oikeita ja nurjia silmukoita tiivis villapaidat, välivaatetus turkisneulos toinen puoli sileä, toinen puoli nukattu kevyt, ilmaa sitova välivaatetus fleece kaksikerrosneulos sileä neulos, pinta karstataan nukkaiseksi toiselta tai molemmilta puolilta jokainen silmukka muodostuu kahdesta eri langasta, joista toinen näkyy oikealla ja toinen nurjalla pehmeä, ilmaa sitova, kevyt kaksitoiminen välivaatetus, alusvaatetus alusvaatteet
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 30(44) 6.1.2 Kankaat Kankaat ovat tiiviimpiä rakenteeltaan kuin neulokset ja näin ollen niitä käytetäänkin useimmiten päällysvaatteiden materiaaleina. Taulukossa 10 on esimerkkejä päällysvaatekankaista. Taulukko 10 Erilaisia kankaita /3, s. 65 66, 71/ Kankaat Kangas Rakenne Ominaisuudet Käyttö ohuista mikrokuiduista mikrokuitukangas valmistettu ulkoilu- ja työvaatteet, ilmaa sitova, tiivis kangas, jossa on paljon alusvaatteet kuitupinta-alaa popliini loimilangat ovat ohuempia ja tiheämmässä kuin tiivis ulkoilu- ja työvaatteet kudelangat denimi loimilanka näkyy kankaan oikealla puolella selvemmin kuin farkkukankaat kudelanka flanelli nukattu kangas ilmava, lämmin paidat 3 kerrosta: päällikangas, tikkikangas lämmöneriste ja välivaatetus, kevyt, lämmin vuorikangas, jotka päällysvaatetus on yhdistetty tikkaamalla 6.2 Alusvaatetuksen mallit ja materiaalit Käytetyimpiä materiaaleja alusvaatteissa ovat yksi- ja kaksikerrosneulokset sekä verkkoneulos. Verkkoneulos on erittäin ilmava, mikä helpottaa kosteuden haihtumista. Ja ilmavuutensa ansiosta verkkoneulos sitoo paljon ilmaa. Tutkimusten mukaan myös interlock-neulokset omaavat samanlaisen kosteudensiirto-ominaisuuden. Synteettisistä kuiduista, villasta tai näiden sekoitteista valmistetut neulokset ovat hyviä alusvaatemateriaaleja. Kaksikerrosmateriaaleissa sisäpinta on polyesteria, polyamidia tai polypropeenia ja ulkopinta on villaa, puuvillaa tai viskoosia. Tällöin hikoilukosteus siirtyy alusvaatteen sisäpinnasta ulkopintaan. /7, s. 35 36/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 31(44) Alusasun tulee olla vartalonmyötäinen, jotta hikoilukosteus pääsee siirtymään pois. Alusasu on lämmin, jos siinä on korkea kaulus ja riittävän pitkät hihat sekä lahkeet ja pidennetty takahelma. Aluspaitojen mallit ovat hihaton, lyhythihainen sekä pitkähihainen. Mallin valinta tehdään työnrasittavuuden ja lämpötilan mukaan. Alushousuja on lyhytlahkeisia ja pitkälahkeisia. /7, s. 35 36/ Kuvassa 14 on mallit vartalonmyötäisistä alusvaatteista. Seuraavassa kuvassa 15 on malli välihousuista, jotka ovat väljemmät kuin alusvaatteet. Kuva 14 Vartalonmyötäiset alushousut ja -paita /16/ 6.3 Välivaatetuksen mallit ja materiaalit Välivaatetuksella voidaan säädellä vaatetuksen lämmöneristävyyttä ihmisen lämpötuntemuksien mukaan. Välivaatetusta on helppo lisätä ja poistaa työpäivän aikana, jos esimerkiksi työn raskaus vaihtelee. Sopivia, ilmaa sitovia materiaaleja ovat villaneulos, tekoturkis, fleece. Paksu villaneulepaita tai tekoturkispaita sopivat koville pakkasille välivaatteeksi. Fleece-väliasuja on markkinoilla hyvin ohuita sekä paksumpia. Pitkä paita suojaa alaselkää esimerkiksi kumarruttaessa. Korotettu kaulus suojaa kaulaa ja niskaa kylmältä. Liivillä voidaan säädellä lämmöneristävyyttä lämpötuntemusten mukaan (kuva 15).
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 32(44) Kuva 15 Välihousut ja liivi /18/ Flanelli Flanelli on puuvillainen pöyheä materiaali, joka sopii välivaatteeksi viileällä ilmalla. Kylmillä ilmoilla villa, fleece ja tekoturkis ovat parempia materiaaleja. /7, s.36/ Villaneulos Villakuidun rakenne on suomuinen ja kihara. Rakenteensa ansiosta villaneulos sitoo ilmaa. Villan lämmöneristävyys säilyy kuidun kostuessakin. Villa tuntuu kosteana lämpimältä, koska sitoessaan kosteutta villa vapauttaa lämpöä. Villa soveltuu vaatetusmateriaaliksi kevyeen tai keskiraskaaseen työhön, jossa vaatetus ei kastu täysin hiestä. /1, s. 34/ Synteettiset materiaalit (fleece ja tekoturkis) Synteettisistä kuiduista saadaan ilmavampia esimerkiksi kihartamalla kuitua, tekemällä katkokuituja, nukkaamalla tuotteen pinta tai muuttamalla kuitujen poikkileikkauksia. Kuituja voidaan profiloida muuttamalla kuidun poikkileikkausta ympyrästä kolmioksi tai sakaramalliseksi tai tekemällä kuidusta ontto. Mikrokuidut sitovat paljon liikkumatonta ilmaa, koska mikrokuitukankaissa on paljon kuitupinta-alaa, johon liikkumaton ilma pystyy sitoutumaan. Fleece valmistetaan usein polyesteristä ja tekoturkis akryylistä. Näiden materiaalien etuja ovat keveys, tehokas kosteudensiirto ja nopea kuivuminen. Pelkkä fleece ei pidä tuulta eikä vettä, mutta siihen voidaan laminoida tuulenpitävä kalvo esim. Windstopper tai Windbloc. /1, s. 35/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 33(44) 6.4 Päällysvaatetuksen mallit ja materiaalit Takki Pusakkamallista takkia (kuva 17) käytetään olkainhousujen, avohaalarin tai takaa korotetulla vyötäröllä varustettujen housujen kanssa. Takissa oleva tuulilista suojaa tuulelta ja kosteudelta vetoketjun kohdalla. Säädettävät hihansuut ja peukalolenkki auttavat kylmältä suojautumisessa (kuva 16). Pidempi takki (kuva 18), jossa on vyötäröllä säätömahdollisuus, suojaa hyvin alaselkää. Kuva 16 Erilaisia hihansuita ja säätömenetelmiä. /3, s. 126/ Kuva 17 Pusakkamallinen takki /18/ Kuva 18 Pidempihelmainen takki /18/ Housut Takaa korotettu vyötärö suojaa alaselkää kylmältä esimerkiksi kumarruttaessa. Lahkeensuiden säätömahdollisuus lisää vaatetuksen lämmöneristävyyden säädeltävyyttä esimerkiksi hormiefektin avulla. Olkainhousut, joissa on joustavat olkaimet, suojaavat alaselkää (kuva 19).
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 34(44) Kuva 19 Olkainhousut, joissa vyötärö on takaa korotettu /18/ Haalarit Kokohaalarit ovat hyvin lämmöneristävät, koska niissä ei ole vyötäröllä aukkoa, josta tuuli pääsisi viilentämään kehoa (kuva 20). Kuva 20 Talvikokohaalari /18/ Kuva 21 Vasemmalta oikealle kuvassa on: avohaalari, kokohaalari/umpihaalari, haalarit /19/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 35(44) 6.4.1 Päällysvaatetuksen materiaaleja Työvaatekankaina päällysvaatetuksessa käytetään useimmiten puuvilla-polyesteri tai puuvilla-polyamidi sekoitteita, koska ne ovat hyvin kulutusta kestäviä materiaaleja. Kankaat voidaan pinnoittaa tai niihin voidaan laminoida kalvo vedenja tuulenpitävyyden saavuttamiseksi. Useimmin käytetään hengittäviä eli vesihöyryä läpäiseviä kalvoja, jotka ovat vedenpitäviä. Mikrokuitukankaat ovat tuulen- ja vedenpitäviä tiettyyn rajaan asti sekä hengittäviä. Mikrokuitukankaat sopivat hyvin käytettäväksi lumi- ja räntäsateella, jolloin lumi ja räntä jäävät kankaan pintaan ja ne voi pudistaa siitä pois. Mikrokuitukankaisiin on usein tehty vedenhylkivyysviimeistys, joka heikkenee pesussa, mutta se voidaan uusia pesulassa. /7, s.37/ 6.4.2 Eristemateriaalit Untuva Untuvavaatteissa käytetään vesilintujen untuvaa. Untuvalla on erittäin hyvä lämmöneristävyys suhteessa sen painoon. Untuvan hahtuvien ympärille pääsee sitoutumaan paljon lämmittävää liikkumatonta ilmaa. Tämän takia untuvavaatteessa on hyvä olla vettähylkivä päällyskangas. Untuvavaatteet on tarkoitettu koville pakkasille. Markkinoilla on myös allergikoille sopivia untuvamateriaaleja, jotka on puhdistettu erityisellä menetelmällä. Untuvaseossuhteet ilmoitetaan prosentuaalisina paino-osuuksina esim.60/40 ja 90/10. Ensimmäinen luku ilmoittaa untuvien paino-osuuden ja jälkimmäinen untuvaisten höyhenten vastaavan arvon. Eli 1000 g 90/10 untuvaa sisältää 900 g untuvia ja 100 g untuvaista höyhentä. Käytetyt sekoitussuhteet ovat 60/40, 90/10 ja 100 % puhdas untuva. Suomessa tunnettu untuvatuotteiden valmistaja on Joutsen. /1, s. 33; 11/ Vanut Vanun lämmöneristävyys kasvaa samassa suhteessa kuin vanun paksuus, jos vanun tiheys pysyy samana. Tästä syystä vanun tyyppi ilmoitetaan usein grammoina.
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 36(44) Vanuja käytetään vaatetuksen ja makuupussien lämmöneristeinä. Mikrokuituvanut sisältävät moninkertaisen määrän hyvin ohuita kuituja perinteiseen polyesterivanuun verrattuna. Tästä syystä ne pystyvät sitomaan enemmän itseensä liikkumatonta ilmaa ja ovat kevyempiä kuin perinteiset vanut. Yksi mikrokuitujen tuotemerkki on 3M:n valmistama Thinsulate. /1, s. 36/ 6.5 Tuuli ja kosteus Kosteus siirtyy tekstiilimateriaalissa kosteammasta kuivempaan suuntaan. Hikoilukosteus voi siirtyä iholta ympäristöön neljällä eri tavalla. Vesihöyry kuljettuu tekstiilimateriaalin ilmaa läpäisevän kankaan läpi ja vaatteiden aukoista ulos. Tai vesihöyry tiivistyy ja imeytyy kuidun sisään, siirtyy ulospäin ja haihtuu kuidun pinnasta ilmaan. Vesihöyry voi myös tiivistyä kuidun pinnalle ja kuljettua nestemäisenä ulospäin ja haihtua kuivempaan ilmaan. Kapillaarikuljetus kuidun pintaa pitkin on yksi veden ulospäin siirtymismuoto synteettisillä kuiduilla. /1, s.52 53/ Vaatteen sisällä tapahtuu ilmanvaihtoa, joka kuljettaa iholta lämpöä pois. Lämmin ilma kohoaa ylöspäin ja se korvautuu alhaalta tulevalla kylmällä ilmalla, tätä kutsutaan hormi-ilmiöksi (kuva 22). Kun ihminen liikkuu, vaatteiden sisällä oleva ilma liikkuu myös, tätä kutsutaan pumppausefektiksi. Tuuletusaukoilla voidaan tehostaa hormi- ja pumppausilmiöitä ja näin auttaa ylimääräisen lämmön ja kosteuden poistumista iholta. Tällaista tarvitaan silloin kun pintakerroksen tuulenpitävyys on korkea tai vesihöyrynläpäisevyys matala. /1, s. 46; 20/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 37(44) Kuva 22 Hormi-ilmiö /1, s. 46/ Vedenpitävät ja hengittävät kankaat läpäisevät hikoilukosteutta, mutta eivät riittävästi hikiliikuntaa ajatellen. Vaatteiden, joissa on pinnoite tai laminoitu vedenpitävä kalvo, hengittävyys heikkenee. Tuuli ja kosteus vähentävät vaatetuksen lämmöneristävyyttä. Ihmisen liikkuessa tai tuulen vaikutuksesta ihon pinnalla oleva liikkumaton ilmakerros lähtee liikkeelle ja vie mukanaan lämpöä pois. Lisäksi tuuli ja kosteus painavat kasaan vaatetusta ja pienentävät vaatetukseen jäävän ilmakerroksen määrää. /1, s. 46, 56/ 6.5.1 Tuulelta suojautuminen Tekstiilimateriaalien ilmanläpäisykyky jaotellaan standardin EN-ISO 9237 mukaan kolmeen luokkaan. Ensimmäiseen luokkaan sijoittuvat neulokset esimerkiksi villa ja fleece. Toiseen luokkaan kuuluvat yleisimmät työvaatekankaat. Kolmanteen luokkaan sijoittuvat useimmat mikrokuitukankaat sekä kalvolla laminoidut tai pinnoitetut kankaat, jotka ovat täysin tuulenpitäviä. Villa ja fleecevaatteisiin lisätään usein tuulisuoja materiaalien suuren ilmanläpäisyn takia (kuva 23). /1, s. 48/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 38(44) Kuva 23 Ilmavien materiaalien lämmönluovutus /3, s. 95/ Tuuli alentaa vaatetuksen lämmöneristävyyttä, koska se painaa vaatetusta kasaan ja pienentää eristävää ilmakerrosta. Tuuli lisää lämpimän ilman kuljettumista ulos vaatetuksen aukoista ja korvautumista lämpimällä ilmalla. Jos vaatteet ovat väljät, kova tuuli saa ne lepattamaan, ja näin lämpimän ilman poistuminen tehostuu. Jos vaatetuskangas on tuulta läpäisevä, tuuli lisää vaatteen läpi tapahtuvaa ilmanvaihtoa. Kankaan ilmanläpäisevyyteen vaikuttavat kankaan sidos tai neuloksen rakenne, tekstiilimateriaalin paksuus ja viimeistykset. Harvarakenteiset materiaalit läpäisevät eniten ilmaa eli ne eivät suojaa tuulelta. Tällöin esimerkiksi fleecetakkeihin voidaan laminoida tuulenpitävä kalvo (kuva 24). Tunnetuin kauppanimi kalvolle on W.L Goren valmistama Windstopper. /1, s. 71 72/ Kuva 24 Tuulenpitävän ja hengittävän kalvon toiminta. /14/
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 39(44) Tuuletusaukot Kainaloissa sijaitsevat vetoketjuilla toimivat tuuletusaukot ovat yleisimmin käytössä. Ylävartalon tuuletusta voidaan lisätä seuraavilla tavoilla: säädettävät hihansuut ja helma, edessä olevat pystysuuntaisilla vetoketjuilla toimivat tuuletusaukot, edessä rinnan kohdalla ja takana hartioiden kohdalla olevat vaakasuuntaiset tuuletusaukot, kauluksen ja hupun säätömahdollisuudet. Alavartalon tuuletusta voidaan tehostaa säädettävällä vyötäröllä ja säädettävillä lahkeensuilla. Reidessä tuuletusaukkoja voi olla edessä, sivuissa tai takana, jotka toimivat vetoketjuilla. Ristiselän kohdalla oleva neulosverkko lisää ilmanvaihtoa. Liikkuessa tuuletusaukkojen vetoketjut voi avata ja tauoilla paikallaan ollessa tuuletusaukot tulee sulkea. Kuvassa 25 on esitetty erilaisia tuuletusaukkovaihtoehtoja. /1, s. 74 75/ Kuva 25 Erilaisia tuuletusaukkoratkaisuja 1, s. 74 75/ 6.5.2 Sateelta suojautuminen Standardin EN 343 mukaan sateelta suojaavan vaatetuksen kankaan vedenpaineenkesto tulee olla vähintään 8000 Pa ja toisessa luokassa vähintään
TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU TUTKINTOTYÖ 40(44) 13 000 Pa. Kuvassa 26 on sateelta suojaavan vaatetuksen piktogrammi, jota tulisi käyttää SFS-standardin 343 mukaan. /6/ Kuva 26 Sateelta suojaavan vaatetuksen piktogrammi /6/ Vedenpitävyys Tavallinen, polyuretaani (PU)- tai PVC-pinnoitettu sadeasukangas ei hengitä, joten se sopii ainoastaan kevyeen työhön. Vetoketjuilla toimivat tuuletusaukot lisäävät jonkin verran ilmankulkua. Suojaviimeistelty mikrokuitukangas suojaa tiettyyn rajaan asti kosteudelta. Se on siis huomattavasti hengittävämpi kuin tavallinen sadepukukangas. Mikrokuitukangas suojaa lumelta ja läpäisee hikoilukosteutta. Pinnoitetut sekä kalvolaminoidut materiaalit ovat vedenpitäviä ja hengittäviä. Kalvolaminoidut ja pinnoitetut kankaat ovat vedenpitäviä ja hengittäviä. Yleensä tällaisten vaatteiden saumat teipataan, koska ommeltaessa neula tekee reiän saumaan. /1, s. 58 59/ Vedenpitävyyttä mitataan monella eri testillä, jotka eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Vesipatsastestissä mitataan, kuinka korkean (mm) vesipatsaan kangas kestää. Taulukossa 11 on jaettu materiaalit neljään eri luokkaan, jossa alin on vettä pitävin.