HABILITÁCIÓS TÉZISFÜZET
HŐÉRZETI MÉRÉSEK A DON KANYARBAN VISELT KATONARUHÁBA ÖLTÖZTETETT MŰEMBEREN
DR. RÉVAI TAMÁS FŐORVOS PH.D.
CÍMZETES EGYETEMI TANÁR
1.AKUTATÁSELŐZMÉNYEI ... 2
1.1.BEVEZETÉS ... 2
1.2.PH.D. TÉZISEK ÉS ÚJ EREDMÉNYEK ... 2
1.3.PHD VÉDÉS UTÁNI VIZSGÁLAT ÉS EREDMÉNYEK-AKUTATÁSELŐZMÉNYEI ... 3
1.3.1. A Föld éghajlat típusai ... 3
1.3.2. Voronyezs területe és éghajlata ... 7
1.3.3. A ruházat fiziológiai hiányossága ... 7
1.3.4. Történelmi visszatekintés... 9
1.3.5. A téli ruházata cikkek ismertetése és használata (Téli Hadműveletek 2. füzet alapján) ... 11
1.3.6. Gyakorlati szabályok a hideg elleni védekezésre ... 12
1.3.7. Hőegyenérték, hőszigetelő képesség ... 13
1.3.8. A hideg hatása a szervezet hőmérséklet eloszlására, a hőcsere tényezői ... 14
1.3.9. A szél meghatározása, erőssége ... 16
1.3.10. Melegártalom ... 16
1.4.KUTATÁSI CÉLKITŰZÉSEK ... 16
1.5.TÉZISEK ... 17
1.6.KUTATÁSI MÓDSZEREK ... 17
1.7. PTEÉPÜLETGÉPÉSZETI TANSZÉKÉNEK MÉRŐLABORATÓRIUMÁNAK ÉS A DONI RUHÁZAT BEMUTATÁSA... 18
1.8.MÉRÉS A DON KANYARBAN VISELT KATONARUHÁBA ÖLTÖZTETETT MŰEMBEREN ... 19
2. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK ... 23
2.1.APTEÉPÜLETGÉPÉSZETI TANSZÉKÉNEK MÉRŐLABORATÓRIUMÁNAK BEMUTATÁSA ... 23
2.2. MŰEMBERREL TÖRTÉNŐ MÉRÉS MENETE ... 24
3. AKUTATÁSÉSABEMUTATOTTEREDMÉNYEKHATÁSA,VISSZHANGJA ... 36
KÖVETKEZTETÉSEK ... 36
3.1.AJÁNLÁS ... 37
3.2.ÖSSZEGZÉS ... 38
4. IRODALMI HIVATKOZÁSOK LISTÁJA ... 39
5. A TÉZISPONTOKHOZ KAPCSOLÓDÓ TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK ... 42
6.TOVÁBBI TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK ... 44
o. melléklet
1.AKUTATÁSELŐZMÉNYEI 1.1.BEVEZETÉS
Téziseimben röviden összegzem a doktori értekezésem megállapításait, majd a későbbi kutatómunkámra alapozott legfontosabb kutatási eredményeimet.1 Úgy ítélem meg, hogy a tudományos eredményeim megalapozottak. A témával kapcsolatos bővebb ismereteket publikációkban közzé tettem, és jegyzetek formájában az egyetemen az oktatásban is hasznosulnak.
1.2.PH.D. TÉZISEK ÉS ÚJ EREDMÉNYEK
PhD- értekezésemet az „Ellátási hiányosságok hatásai a funkcionális vesebetegségek kialakulására a Magyar Királyi Honvédségben 1941-45.” címmel védtem meg.
A választott téma vizsgálatánál a következő hipotéziseket állítottam fel:
1. A Magyar Királyi Honvédség orvos-egészségügyi szolgálat struktúrája és intézményrendszere békeidőben megfelelt a vele szemben támasztott követelményeknek.
2. A Magyar Királyi Honvédség tábori egészségügyi ellátását-részben az általános anyagi ellátás hiányosságai következtében- a Szovjetunió elleni hadműveletek során az orvos-egészségügyi szolgálat csak részben képes megoldani.
3. A 2. magyar hadsereg ellátási hiányosságai és a Szovjetunióbeli szélsőséges időjárás tömeges megbetegedéseket, járványokat idéztek elő, amelyeket a hadműveleti területen csak részben sikerült lokalizálni.
4. 1942 őszétől a 2. magyar hadseregnél az ellátási hiányosságok és ezek következményeként az éhezés, az általános testi gyengeség, a folyadékhiány, és a szélsőséges időjárási körülmények, valamint a funkcionális vesebetegségek (nephrosis, nephritis okozta veseelégtelenség) között összefüggés kellett legyen.
1A tudományos munkámat folytattam a PhD- fokozat megszerzése („Ellátási hiányosságok hatásai a funkcionális vesebetegségek
Új kutatási eredmények:
1. Kutatásaim alapján bizonyítottam a harctéri tömegbetegségek és járványok és a funkcionális vese megbetegedések közötti korrelációkat ezen belül a HFRS-el összefüggésben összehasonlítva definiáltam a balkán nephritist és a nephropathia epidemica fogalmát.
2. Vizsgálataim alapján meghatároztam az I. világháború időszakára vonatkozó és a napjaink vesebetegeinek terápiáját, ezzel összefüggésben feldolgoztam a vesék élettanára vonatkozó kutatások kronológiáját.
3. Meghatároztam a Magyar Királyi Honvédség 1941-1945 közötti időszakában a funkcionális vesebetegségek előfordulási gyakoriságát, a morbiditási típusokat, és a mortalitások számát.
4. Kutatásaim alapján meghatároztam a Magyar Királyi Honvédség 1941-1945 közötti időszakában a funkcionális vesebetegségek hajlamosító összetevőit.
1.3.PHD VÉDÉS UTÁNI VIZSGÁLAT ÉS EREDMÉNYEK-AKUTATÁSELŐZMÉNYEI PhD- értekezésem védésétől kezdődően tudományos kutatásaim fókuszában a 2. magyar hadsereg ruházatának termikus műemberrel történő vizsgálata szerepelt, és az 1942-43 közötti doni viszonyok rekonstruálása céljából kutatócsoportot hoztam létre. A vizsgálat során a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műemberen végeztünk hőérzeti méréseket és mértük a szél hatását a hő leadás vonatkozásában.
A magyar történelem egyik tragikus fejezete a Voronyezsi területhez kapcsolódik: 1942 őszén és telén a Don-kanyarnál szenvedett súlyos vérveszteséggel járó vereséget 2. magyar
hadsereg.
1.3.1. A Föld éghajlat típusai
Az éghajlatot a domborzati viszonyok és a földfelszín anyagának különbözőségei, valamint a lég- és tengeráramlások hő- és vízgőzszállítása befolyásolják. Nagyon lényeges a hőmérsékleti és csapadékviszonyok alakulása is a különböző éghajlati zónákon.
A Trewartha és Flohn-féle termikus övezetesség alapján megkülönböztetünk:
I. trópusi II. szubtrópusi III. mérséklet IV. szubpoláris
V. poláris övezeteket [27].
A fő termikus klímaövek a Táblázat I-ben láthatók:
Táblázat I.
A fő termikus klímaövek
Évi középhőmérséklet
1.trópusi 22 °C 2. szubtrópusi 14-22 °C 3. mérséklet övi meleg 8-14 °C 4. szubpoláris -10-0 °C 5. poláris -10 °C
Leghidegebb hónap középhőmérséklete Legmelegebb hónap középhőmérséklete 1. meleg, fagymentes telű 18 °C 1. forró nyarú 8°C
2. mérsékelten meleg telű 14- 22°C 2. meleg nyarú 22-28°C 3. enyhe telű 6-12 ° C 3. mérsékelten meleg nyarú 16-22°C 4. hideg telű -10-3 °C 4. hűvös nyarú 10-16°C 5. zord telű -25-10°C 5. hideg nyarú 0-10°C 6. szélsőségesen zord telű 25 °C 6. állandóan fagyos 0°C
Ágostháziné Dr. Eördögh Éva nyomán [27].
1.3.1.1. Forró, száraz klíma
A levegő hőmérséklete nappal magas 40°C feletti, míg éjjel a nyitott, felhőtlen égbolt következtében pedig igen hűvös. Ezen a klímán megfelelő hőtárolást biztosító építőanyagok közé a föld, a vályog és a tégla sorolható. Ezek a napsugárzás és a meleg levegő által átadott hőenergiát tárolják és éjjel kisugározzák. E szélsőséges klíma elleni védekezésben fontos szerepet tölt be az előre gyártott elemekből, nemezekből álló sátor. A sátrak belsejében szőnyegeket helyeznek el, és a szél felőli oldalukat pedig gyékénykerítés védi a viharokkal szemben [26-27].
Az éghajlati tényezők elleni védelem során a következő faktorok fontosak:
- léghőmérséklet
- a légmozgás intenzitása - a levegő nedvesség tartalma
- a napsugárzás intenzitása [27, 29-30].
„ A szélsőséges időjárás és a szélsőséges klimatikus viszonyok a katonai műveletekre is hatással vannak. Az iraki háborúban több műveletet is el kellett halasztani vagy törölni a homokviharok miatt, a technikai eszközök élettartama csökkent, a javítási költségek
jelentősen nőttek. Szélsőséges éghajlatú területeken, nehéz klimatikus viszonyok között, és eltérő kultúrájú környezetben kell a mentési, segélyezési műveleteket végrehajtani. Emiatt felértékelődnek olyan képességek, mint a vízellátás, a légi szállítási kapacitás, a civil-katonai együttműködés, a speciális felkészültség és a különleges technikai eszközök, valamint a gyors reagálás képessége” [29].
A hőnek kitett emberi test (napsugárzás, tűz, túl sok ruha) hőmérséklete emelkedik. A magasabb hőmérsékleten egyre romlik a hőszabályozás hatásfoka [30].
1.3.1.2. Meleg, párás klíma
Az emberi szervezetet különösen megterhelő klíma: nagy esőzések, magas nedvesség tartalom (relatív páratartalom: 90-100% közötti) jellemzi. A levegő relatív páratartalmának mérése száraz-higanyos vagy nedves-higanyos termométerrel történhet. Megállapítható, hogy minél nagyobb a két termométer által mért hőmérséklet különbsége annál alacsonyabb lesz a relatív páratartalom. A könnyű, a légmozgást nem akadályozó, a párás levegőt továbbmozgató épületi szerkezetek javasoltak, melyek a hő leadást teszik lehetővé. Jellemző e klímán a függőágyak használata [26-27].
Három hőmérsékleti zónát különítünk el annak alapján, hogy mekkora a hőmérsékleti stressz, és mekkora az ennek megfelelő mértékű viselkedésváltozás (1. ábra) [30].
„Az 1. zónában csak rutin elővigyázatosság szükséges. A 2. zóna már a közepes szintű
környezeti ártalom sávja, ahol már a viselkedésbeli változások közül a több folyadék bevitele, rövidebb, és kisebb igénybevételt jelentő feladatok végzése, valamint hosszabb szünetek,
pihenések beiktatása kiemelendő. A 3. zóna a magas környezeti kockázat sávja, melyben, ha lehetséges, gyakorlatozást csak a nap hűvösebb szakában végezzenek a katonák, és ezek intenzitását a lehetőséghez mérten csökkenteni kell. A katonák könnyű egyenruhát és minimális felszerelést viseljenek, sok folyadékot fogyasszanak, valamint a hő ártalom első tüneteire fokozott figyelemmel legyenek” [30].
.
1. ábra: Hőmérsékleti stressz veszélyzónák [30, 38].
Az emberi test fiziológiás válasza a magas hőmérsékletre terhelés során és az adaptáció fõ komponensei a következők:
1. a bõr vazodilatációja, mely arányos a külsõ és belsõ hõtermeléssel[3];
2. a terhelés által kiváltott vazodilatáció az izmokban, mely a terhelés intenzitásától és a külsõ hõmérséklettõl függ;
3. a splanchnikus vaszkulatúra konstrikciója (mely a veséket, a gyomrot és egyéb hasi szerveket lát el).Ezek együttesen növelik a perctérfogatot és több vért juttatnak az aktív szövetekhez[30].
Hosszú távú intenzív terheléskor a perctérfogat nem tudja ellátni a vázizomrendszer igényeit a fenti mechanizmusokkal. Ezért a végső cél a vérnyomás stabilizálódása, még a terhelt szövetek kárára is. Szervezetünk ezt a célt az összperifériás rezisztencia növelésével éri el, ami végül hyperthermiához és a metabolikus hatékonyság csökkenéséhez vezet. A száraz
melegben történő terhelés hatására kialakuló izzadás miatt fokozott folyadék- és elektrolit vesztéssel kell számolniszervezetünk [30].
.
1.3.1.3. Hideg klíma
E klímán a legfontosabb feladat a meleg megtartása és a hő vesztés csökkentése, mely minél tömörebb építészeti alaprajzzal, a lehűlésnek kitett külső felület csökkentésével, nehéz, jó hőszigetelő képességű anyagok felhasználásával érhető el.
1.3.2. Voronyezs területe és éghajlata
„ A Voronyezsi terület (oroszul: Воронежская область) az Orosz Föderációt alkotó jogalanyok egyike (szubjektum), önálló közigazgatási egység, a Központi Körzethez tartozik.
Az európai országrész középső sávjában fekszik. Északon a Lipecki és a Tambovi, keleten a Szaratovi és a Volgográdi, délen a Rosztovi, délnyugaton Ukrajna Luhanszki területe határolja. Közigazgatási központja Voronyezs, az egész régió legnépesebb és legkiterjedtebb vonzáskörzettel rendelkező városa. „
Éghajlata száraz, kontinentális. Az éves középhőmérséklet az északi részeken 5, 0 °C, a déli részeken 6,5 °C. Éves átlagban a legmagasabb hőmérséklet 34-36 °C, a legalacsonyabb –27- 31 °C. Nyáron gyakoriak a délről érkező forró, száraz szélviharok. Leghidegebb hónap a január, középhőmérséklete –9 °C, a júliusé 20 °C. A fagymentes napok száma északon 220- 227 (keleten néha csak 185), délen 233-237 körül mozog, a tenyészidő északon kb. 185, délen 200 nap. Az első fagyok október első hetében köszöntenek be, éves átlagban a hótakaró északon 120, délen 100 napig marad meg. A csapadék mennyisége átlagosan 500 mm.” [4]
1.3.3. A ruházat fiziológiai hiányossága
A ruházat kiválasztásánál fontos szempont, hogy megfeleljen a szélsőséges időjárási körülményeknek, többek között a hőmérséklet, a csapadék és a szél behatásainak, valamint a fizikai igénybevétel szintjének és időtartamának. Ezen a tényezőket mind figyelembe kell venni annak érdekében, hogy a katonai tevékenység során termelődő hőmennyiség és verejtékezés mértéke szabályozható legyen. Amennyiben a ruházat nem megfelelően kiválasztott, akkor túlzott mértékű verejtékezés léphet fel, illetve ellenkező esetben a kihűlés
A mindenkori ruházat jelentős szerepet játszik az ember termikus komfortérzetének kialakításában. A katonák hőérzeténél a meghatározó tényezők közé sorolhatók a személyi faktorok, a levegő hőmérséklete és mozgása, a relatív páratartalom, valamint a fizikai aktivitás szintje és a megfelelő hőszigetelő egyenruházat.
A megfelelő ruházat hiányára a 2. magyar hadsereg világháborúbeli tragédiája adja az egyik jellemző példát [1, 15].
Az igen nagyszámú fagyásos sérülés arra enged következtetni, hogy a hadsereg téli ruházata nem felelt meg az időjárás követelményeinek. Kutatócsoportunk 2010 szeptemberében a Pécsi Tudományegyetem Épületgépészeti Tanszékének hőérzeti laboratóriumában a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műember („thermal manikin”) hőérzeti vizsgálata alapján elemezte öltözet jellemzőit és modellezte az emberi szervezet belső hőtermelését. E kérdéssel sokan foglalkoztak és számos publikáció is született, de részletes tudományos vizsgálatra – elsősorban a megfelelő mérési, illetve műszerezettségi adottságok hiánya miatt – nem került sor. Bebizonyítottuk, hogy az ismertetett un. műemberes vizsgálatok alkalmasak mindenfajta ruházat – a Don kanyarban viselt, a jelenlegi vagy akár a tervezett honvédségi ruházat - hőszigetelő képességének ellenőrzésére [33-35,37].
A hideg, illetve forró környezetben végzett szolgálat általában nehezebben viselhető el, mint a semleges környezetben végzett feladat. A fizikai megterhelés, mely a hideg és forró éghajlati körülmények között lép fel, a biztonságot és egészségi állapotot is nagymértékben befolyásolhatja. A ruházat viselésének élettani hatásai bonyolult fizikai folyamatokra vezethetők vissza, ezekkel foglalkozik a ruházatfiziológia [13]. A ruházatnak az emberi szervezetre gyakorolt hatását már az ókorban is megfigyelték. Az i.e. 5. században Hippokratész „A levegőről, a vizekről és a helyekről” c. munkájában a mai ruházat fiziológiájának nevezett problémakörrel, ezen belül az izzadás jelenségével foglalkozott.
A ruházat fiziológiai hiányossága említhető azonban a 2. magyar hadsereg doni tevékenysége során. „ A nyári hónapokra a legénységet egy rend „zsávoly” (len-pamutvászonruhával) is ellátták. Egy rend ruházathoz a felszerelési cikkeken kívül 2 db alsó-felső fehérnemű, 4 pár kapca, egy-egy kimenő és gyakorló ruházat, posztósapka, zubbony, nadrág, köpeny, egy pár lábbeli és egy rend zsávolyruházat tartozott. Télire gyapjúkapca, meleg alsó felső fehérneműt és téli kesztyűt adtak ki. A nyakig gombolt zsávolyruházat nyáron meleg, a posztóruha pedig télen hideg volt”. Ez ruházat tehát nem biztosította megfelelően a katonák komfortérzetét.
A ruházat egészének legfontosabb élettani funkciója az, hogy segítsen az emberi test
nagyon fontos (kb. 37 °C), a napi ingadozások nem léphetik túl a 0, 7– 1, 5 °C-ot. Ehhez szükséges, hogy a hőtermelés és a hőleadás egyensúlyban legyen. Az ember a ruhájában akkor érzi magát kényelmesen, ha a bőrfelületnél 30–35 °C levegőhőmérséklet és 80% alatti relatív légnedvesség uralkodik [13-14].
1.3.4. Történelmi visszatekintés
A megfelelő egyenruházat (védőruházat) hiányára a magyar 2. hadsereg második világháborúbeli tragédiája adja az egyik kirívó példát. A 2. hadsereg a Magyar Királyi Honvédség 1941/1942-es hadrendjében még nem szerepelt. A hadsereget 1942-ben állították fel, és a Szovjetunió területére, a keleti hadszíntérre küldték. „1943. január 12-én a Voronyezs térségében megindított szovjet ellentámadás előkészületeként, a jelentős páncélos erőkkel támogatott szovjet hadosztályok a 2. hadsereg által védett, 200 km hosszú Don menti terepszakaszon is támadásba lendültek. A szovjet csoportosítás már az első napokban több helyen áttörte a hiányosan felszerelt magyar csapatok védvonalát. A 2. hadsereg már az előző hónapok hídfőcsatáiban is jelentős (25–30 ezer fős) veszteségeket szenvedett, az újabb szovjet támadás során pedig a hatékony légierő és légvédelem, valamint megfelelő számú páncélos harcjármű és páncéltörő fegyver hiányában fokozatosan teret vesztett, gyakorlatilag megsemmisült. A hadsereg egyéb hadieszközök és hadianyagok esetén is ellátási problémákkal küszködött. A kemény hidegben a nem megfelelő és hiányos téli ruházatban harcoló, majd visszavonuló, menekülő katonákat az ellenségen kívül a fagy is tizedelte, több tízezren maradtak holtan a hófödte csatatereken [1].”
1942 áprilisában a 2. Hadsereg erőinek frontra indulásakor még kifogástalan volt a katonák ruházata. A nehéz posztóruházatot azonban a nyári időszakban nem tudták lecserélni könnyű nyári vászonruházatra. A felső posztóruházat a nyár folyamán közel 30%-ban, a fehérnemű (alsóruházat) pedig csaknem teljes egészében elhasználódott. A frontra történt kiérkezés utáni gyors harcbavetés, továbbá a nyári időszak elvonta a figyelmet a hadsereg ruházati helyzetéről, és így az utánpótlás terén nem történtek meg a szükséges intézkedések. 1942 szeptemberében a hadsereg legyengülve, élőerőben alaposan megfogyatkozva rendezkedett be védelemre a Don partján [6]. Lajtos Árpád vezérkari százados, a hadsereg egykori törzstisztje az alábbiak szerint értékelte a hadsereg helyzetét:
„1942. szeptember végével leharcolt, létszám és anyag tekintetében erősen megfogyatkozott,
minden vonatkozásban fölényes ellenfél. Mind ez ideig elmaradtak azok a kiegészítések, amelyeket induláskor kilátásba helyeztek, és az eddigi események során nélkülözhetetlennek is bizonyultak. A doni magyar hadsereg mindinkább úgy érezte, hogy otthon már »leírták«. A tél küszöbén áll, de az ehhez szükséges segítségből eddig semmit nem látott. Mindenki a váltást várja [2].”
Az 1943. januári visszavonulás során bekövetkezett igen nagyszámú fagyásos sérülés is arra enged következtetni, hogy a 2. hadsereg állományának téli ruházata nem felelt meg az időjárás követelményeinek. Mozgó háborúban a –19°C és –22°C közötti hidegben a hadsereg katonái nem rendelkeztek a lábak és az alsótest védelméhez szükséges megfelelő ruházattal.
Egy doni túlélő visszaemlékezése is a változékony, szélsőséges időjárásnak megfelelő ruházat szükségességére hívja fel a figyelmet: „Ami a ruházatot illeti, posztóruhát, bőrbakancsot, és hosszú gatyát viseltünk és alsóruhát, ún. haskötőt, és egy vékony, nyakig érő »garbót«, ami nem védett a fagyos hideg ellen. A támadó oroszok, főleg a Szibériából érkezettek csizmája, a
„váenki” nemezből készült szőr és vatta anyagú volt, varrás nélküli egy darabban! A köpeny és a tábori sapka is posztó volt” [3, 10, 12].
A hideggel és a széllel kapcsolatos panaszok és ezek következményei a katonai szolgálat során fokozottan jelentkeznek. Szilágyi százados a 20. lovasszázad parancsnoka így értékelte az 1943. februári eseményeket: „43. II. 4.-én reggel 5h-kor gyülekeztettem a még megmaradt embereimet. Sokan elvesztek azonban a napokban, ők már nem bírtak mozogni a
legyengüléstől és a hidegtől. Ezután megindultunk, mert már nem hittünk a németeknek.
Ismét visszaparancsoltak azonban azzal, hogy szállásoljunk be. Visszatérve a községbe találkoztunk Kern vezérkari őrnagy Úrral. Ővele elhatároztuk, hogy önállóan elindulunk, lesz ami lesz. Ismét kimentem oszlopommal az útra, de a németek erőszakosan visszaparancsoltak bennünket. Visszatérve ismét a községbe, Martsa ezredes Úr ismét átvéve a parancsnokságot úgy határozott, hogy függetlenítjük magunkat a németektől és délnyugati irányba
megpróbálunk kijutni. Itt beosztatott hozzám a 9. könnyű hadosztály lovasszázada is. Így el is indultunk délnyugat felé, de egy abból az irányból is visszajövő oszlop közölte, hogy arra sem lehet menni, mert orosz van már ott is. Újra gyűrűben voltunk. Jelentve ezt visszahúzódtunk a timi útra, mert már amúgy is elég erős aknavetőtűz kísérte utunkat. Így a német oszloppal párhuzamosan haladtunk az út mellett térdig érő hóban. Borzalmasan kimerült emberem és ló egyaránt. Így érkeztünk meg Kraszníj Hutorba, ahol éjjelezni kellett. Tele volt némettel.
Embereim újabb fagyásnak kitéve. Kegyetlen hideg volt és szél. Borzalmas éjszaka [7].”
1.3.5. A téli ruházata cikkek ismertetése és használata (Téli Hadműveletek 2. füzet alapján)
Ruházati cikkek [25]:
„kötszövött alsónadrág: az alsótest és a lábszár melegítésére szolgál, és fölé lehet a gatyát felhúzni,
haskötő: a vese, a has, a gyomor melegen tartására szolgál,
kötszövött ujjas: a felsőtest, és a kar melegen tartására szolgál, és az ingre kell felhúzni, úgy, hogy a begombolható rész a mellre kerüljön,
lábszármelegítő: a lábszárat melegíti, oly hosszú legyen, hogy térd, illetőleg a térdhajlás alattig érjen. A gyalogsági nadrágnál a nadrág fölé vesszük.
bokamelegítő: a pantalló viselésénél, főleg a gatyaszár vége és a kapca közötti lábszárrész –boka melegítésére szolgál, és csizmánál való viselése felesleges.
térdmelegítő: a térd melegítésére szolgál, elsősorban olyan egyéneknél, akiknek a térdét a hideg közvetlenül érinti, így a lovasoknál, kerékpárosoknál, motorosoknál. A térdmelegítőt mindig a nadrág alatt kell viselni.
gyapjúkapca: a lábfej és részben a boka melegen tartására szolgál. A gyapjúkapcát a lábfejre simán kell rácsavarni.
bakancs: ha azt akarjuk, hogy a láb az időjárás viszontagságaitól meg legyen kímélve, a bakancs karbantartására nagy gondot kell fordítani. Száraz időben a rendszeres tisztítást nem szabad sohasem elmulasztani.
nemezcszizma:.csak száraz időben szabad viselni, mert a nedves időben való viselés alkalmával a nemez átnedvesedik, a nadrághoz tapad és a lehúzás nehézzé válik, és a nemez könnyen szétszakad,
érmelegítő: a kézcsukló, részben a tenyér melegen tartására szolgál. Az érmelegítőt a kézcsuklóra úgy kell felhúzni, hogy az oldalon levő nyíláson a hüvelykujjat kibújtatjuk és a csukló feletti szárat a kötszövött ujjasra ráhúzzuk,
hósapka: az arc kivételével a fej és a nyak melegen tartására szolgál.
szőrmés mellény: a felsőtest melegen tartására szolgál, és szőrméjével befelé fordítva, a zubbony felett, de a köpeny alatt viselendő,
szőrmés kesztyű: az egész kéz melegen tartására szolgál. Az egyujjas vászonhuzatú szőrméskesztyűnél annak jobbkezes kesztyűje a jobb kéz mutatóujjának kidughatósága céljából nyílással van ellátva, mely nyíláson keresztül a mutatóujjat csak akkor kell
kesztyű ugyanolyan, mint a vászonhuzatos szőrmés kesztyű, azzal az eltéréssel, hogy itt a mutatóujj részére a kesztyű kivágása egy pótujjal van ellátva.
paplanruha: az arc, kéz és lábfej kivételével az egész test melegen tartására szolgál.
szőrmés sapka: az arc kivételével a fej melegen tartására szolgál. Nagy hidegben a fül- és nyakvédő rész lehajtottan kell viselni, mely esetben a fülvédő részen lévő kötőszalag az áll alatt összeköthető, míg a homlokvédő rész felhajtva félig vagy teljesen lehúzva viselendő.
hóruha(nadrág és kabát) és hóköpeny: havas időben a környezethez való alkalmazkodás célját szolgálja[25].”
1.3.6. Gyakorlati szabályok a hideg elleni védekezésre
„ A ruházati cikkeket csakis úgy szabad viselni, hogy azok sehol se legyenek szűkek, sehol se szorítsák a testet és a mozgást ne gátolják,
rohamsisak bélelése ócska filckalap felsőrészével, kalaptomppal,
a lábfejek fagyására különösen érzékenyek a kapcaharisnyát gyakran cseréljék, bevált eszközök a lábfagyás megakadályozására. Talpbetétek szalmából, szövetből, papírból, papír felhelyezése 2 pár harisnya vagy kapca közé. [25]
a lábbeli bőrének megfagyását és ezzel a hidegnek lábra átterjedését szövet, szőrme, vagy hasonló anyagból készült, a lábbelire felhúzható papuccsal akadályozhatjuk meg.
(a parancsnok minden esetben köteles ellenőrizni a fehérnemű váltását)
több vékony fehérnemű egymás fölé húzva jobban melegít, mint egy vastagabb ruha.
a fehérneműt ne egyszerre, hanem külön-külön vegyük magunkra.
haskötő és újságpapírok több rétegben egymásra helyezve ruha, illetve nadrág alá véve, jól védi különösen a mellett, gyomrot, vesét
sátorban való alvásnál, fülvédőt, nyaksálat, érmelegítőt, és kesztyűt is vegyük fel a köpeny ne legyen túl hosszú, mert akadályozza a lépést és felesleges erőt emészt fel
a fegyverek ne érjenek hozzá a szabad testrészhez, mert fagyást okoznak
harisnyában a lábujjak feltétlenül mozgathatók legyenek.
csizmáját, lábbelijét mindenki úgy válassza ki, hogy alája két pár harisnyát, vagy kapcát húzhasson fel
a nem megfelelő ruházatot cserélni kell
a jó ruházat a hideg ellen való védekezésnek egyik alapfeltétele
nagy hidegben és erős szélben különösen fontos a nemi szervek védelme szükségképen
újságpapírt tegyünk a nadrág és az alsónadrág (kötött-szövött alsónadrág) közé.
lovasítottak a kengyelt szövethulladékkal, szalmával, vagy spárgával vonják be
célszerű a lábfej védelmére készült szalmapapucsnak a kengyelre szerelése
nemezbotos hiányában az őrök és hajtó honvédek szalmapapucsot viseljenek
a motorkerékpárosok mellét a széltől igen jól védik az ing és kötött ujjas közé helyezett sima újságpapírívek
a térdek védelmére puhára dörgölt újságpapírt helyezünk a nadrág és a térdig felhúzott lábszárvédő harisnya közé
kötést készíthetünk zsebkendőből, egyéb vászonanyagból, amelyen a szemek részére megfelelő nyílásokat vágunk (ez egyúttal az arc védelmére és rejtésére is szolgál”)[25]”.
1.3.7. Hőegyenérték, hőszigetelő képesség
Az emberi testben végbemenő égési folyamat során az átalakuló energia hőként szabadul fel, illetve fizikai izommunkára kerül. A különböző tevékenységek számszerű egyenértékének meghatározására a nemzetközi gyakorlatban a „met” (metabolikus energia) hő teljesítmény egységet használják [26-27].
Az emberi test a benne fejlődő hőt négy módon tudja leadni: konvekcióval, sugárzással, vezetéssel, valamint párolgással. A gyakorlatban a vezetéses és a konvekciós hő leadás értékét együtt kezelik. Az első 3 hő leadási módot száraz, az utóbbit pedig nedvesnek is nevezik. Míg a sugárzás és a konvekció lehet pozitív és negatív irányú is, azaz hő felvétel és hő leadás is lehet, addig a párolgás csak negatív, azaz csak hő leadás lehet. A levegő hőmérséklet csökkenése a légáramlás sebességének növekedése következtében a konvekciós hő leadás mértéke nő. 30- 40°C felett viszont a szervezet konvekcióval hőt vesz fel. A verejtékezés 28- 29°C környezeti hőmérséklet felett kezdődik és 34°C értéke felett a párolgás, illetve verejtékezés a szervezet egyetlen hő leadási lehetősége. A szervezet saját hőmérsékletét (maghőmérséklet: 36-38°C) viszonylag állandó értéken igyekszik tartani. Ettől eltérő érték a bőrhőmérséklet, amely az egyes testrészeken más érték. A ruházat hőszigetelő képességének kifejezésére a „clo” egységet használják. Az ún. nyári ruházat 0, 5- 0, 6 clo értékű, míg a téli
„normál” öltözet esetén 1, 0 clo érték [26-33].
1.3.8. A hideg hatása a szervezet hőmérséklet eloszlására, a hőcsere tényezői
Az emberi testben a hőmérséklet eloszlása a testmagban általában +37 °C. Az egészséges szervezet belső, un. maghőmérsékletének alacsony hőmérséklet miatt hirtelen nagymérvű csökkenésére vérellátásának csökkentésével, végtagjai periférikus ereinek lezárásával reagál.
Az alacsony külső hőmérséklet negatív hatása felerősödhet a magas légnedvesség, valamint a nagy szélsebesség (Wind-Chill-Faktor) következtében [8].
A környezet és az emberi test közötti hőcsere fontosabb tényezői a 1. táblázatban láthatók [9, 22].
1. táblázat. A környezet és az emberi test közötti hőcsere fontosabb tényezői
Emberi test Ruházat Környezet
anyagcsere
bőrhőmérséklet relatív légsebesség bőrnedvesség munkafeladat
effektív sugárzási terület
melegtartó-képesség légellenállás
páraáteresztő-képesség szín
nedvesség vízfelvétel
légsebesség vízgőznyomás
átlagos sugárzási hőmérséklet csapadék-kicsapódás
sugárzási hőáramlás levegő hőmérséklete napsugárzás
légnyomás
Holmer (2006) nyomán [9].
A 20. században a katonai egyenruházat jelentős változásokon ment keresztül, és ebben kiemelt jelentősége van a katonai műveletek során nyert tapasztalatoknak. Ez a fejlődési folyamat jelenleg is tart, ezért a katonai egyenruházat megtervezése és kialakítása a gyakran szélsőséges, változékony időjárási viszonyoknak megfelelően történik. A fejlesztők nagyon fontos tényezőnek tekintik a katonák komfort-fokozatának növelését. A gyakorlóruházat fejlesztése során fontos előrelépés a légáteresztő képességgel rendelkező alapanyagok megjelenése, amelyek megfelelő melegtartó és szélzáró jellemzőkkel is bírnak. A komfortfokozat növelése érdekében legújabb ruházati elemként az amerikai csapatok a védőmellény alatt viselhető „pólózubbonyt” tesztelték. Az új ruházati darab a szélsőséges időjárási körülmények között is optimálisan biztosítja a testpára elvezetését [11].
A katonák tevékenységét tehát a hőkomfort jelentősen befolyásolja. A fej és a végtagok között 3°C-nál nagyobb hőmérséklet-eltérés már diszkomfort érzetet kelthet, ami csökkentheti a katonák alkalmazhatóságát. A katonák hőérzete nincs mindig közvetlen kapcsolatban a levegő hőmérsékletével. A meghatározó tényezők közé sorolhatók a személyi faktorok (többek között egészség, valamint a pszichológiai és a szociológiai tényezők), ezenfelül a levegő mozgása, a relatív páratartalom (izzadás), de a fizikai aktivitás szintje is oda sorolható.
A hőérzetet a megfelelő hőszigetelő egyenruházat befolyásolhatja, és az időjárási tényezők hatásait is csökkentheti [43]. A többrétegű egyenruházat lehetővé teszi, hogy a katonák alkalmazkodhassanak a változó hőmérséklethez és időjárási viszonyokhoz. Fontos szempont, hogy az egymást fedő külső rétegek vastagabbak legyenek a belső rétegnél, mert különben a legkülső réteg „nyomni fogja” a belső rétegeket, és így a ruházat hőszigetelő képessége csökkenni fog [11].
Az egyenruházat mellett az emberi szervezet is szabályozza a hőérzetet. A szervezet a saját hőegyensúlyát úgy biztosítja, hogy a tápanyagok elégetésével az energiát egyrészt izommunka végzésére, mechanikai munka végzésére fordítja, másrészt hőt termelve leadja azt környezetének. A légmozgás szintén befolyásolja a hőérzetet, mivel fokozza a test lehűlését, ily módon kedvezőtlenül befolyásolhatja azt. A nagyobb páratartalom gátolhatja a testfelület
„kipárolgását”, így a párás levegő a kisebb hőmérsékletet elviselhetőbbé, a nagyobbat kellemetlenné teszi [5].
A hideg időjárás során a megfelelő hőszigetelő képességű egyenruházat alkalmazása nagyon fontos a hőkomfort megőrzésében. Ugyanakkor a katonai szolgálat során, a nagyobb fizikai aktivitást igénylő esetekben a vastagabb ruházat megakadályozhatja a hőveszteséget, de túlmelegedéshez is vezethet.
A fizikai aktivitás szintjét általában a nyugodt pihenés állapotához viszonyítják. Az emberi szervezet képes a meleg és a hideg érzékelésére, de nem eléggé hatékony a relatív páratartalom detektálásában. A relatív páratartalom általában egy nagyon száraz, vagy egy nagyon nedves környezet érzetét kelti. Ez szerepet játszhat az érzékelt hőmérsékletben és a hőkomfortban is [16].
Ha a hideg idő erős széllel és nedvességgel párosul, a hőleadás fokozódik, és a test maghőmérséklete +37 °C alá süllyed. Ekkor megkezdődik a lehűlés és megjelennek a fagyásos sérülések. A szervezet a lehűlés ellen „melegképzéssel” védekezik (izomremegés,
vérnyomás növekedés és anyagcsere növekedés), és egyben csökkenti a melegleadást a véredények összehúzódásával és összeszűkülésével [17, 39].
1.3.9. A szél meghatározása, erőssége
A szél a levegő vízszintes áramlása, melyet az eltérő légnyomások kiegyenlítődése hoz létre, és ily módon a magas légnyomású területek felől az alacsony légnyomásúak felé fúj.
A légnyomáskülönbségek kialakulásában általában a hőmérsékletkülönbségek játszanak szerepet. A szél sebességét m/s-ban vagy km/órában adják meg, irányát minden esetben az alapján határozzák meg, hogy merről érkezik. A nyugati szél tehát nyugatról kelet felé fúj [18].
1.3.10. Melegártalom
Az állandó belső hőmérséklet fenntartásához a hőtermelés és a hőleadás egyensúlya szükséges, amit a hypothalamus szabályoz az értónus, az izomtónus, és a verejtékmirigyek működésének változtatásával. A hőleadás legfontosabb módjai a sugárzás, a vezetés és a párolgás. Normális hőmérsékleten a hőleadás 65%-áért a hősugárzás, 20%-áért a párolgás felelős [19].
1.4.KUTATÁSI CÉLKITŰZÉSEK
Az értekezés célja a 2. magyar hadsereg ruházatának, és a katonák hőérzetének vizsgálata termikus műember segítségével, különös tekintettel a szél hatásának meghatározása és az eredmény értékelése a hő leadás vonatkozásában [33-35, 37].
1.5.TÉZISEK
A téziseim, mint a tudományos kutatómunkám eredményének esszenciája, a következők:
1. A 2. magyar hadsereg ruházati ellátási hiányosságai és a Szovjetunióbeli szélsőséges szeles időjárás megnövelte a katonák hő leadását, és csökkentette komfort érzetüket, valamint szerepet játszott a fagyásos sérülések kialakulásában.
2. A hőérzeti laboratóriumban a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műember („thermal manikin”) hőérzeti vizsgálata alapján jól elemezhető az öltözet jellemzői és modellezhető az emberi szervezet belső hőtermelése.
3. Az ismertetett un. műemberes vizsgálatok alkalmasak a Don kanyarban viselt ruházat hőszigetelő képességének mind téli, mind nyári állapotokra vonatkozó ellenőrzésére.
1.6.KUTATÁSI MÓDSZEREK
A kutatási célok megvalósítása érdekében a következő kutatási módszereket alkalmaztam:
1. Tanulmányoztam a témával kapcsolatos levéltári anyagokat, tanulmányokat, monográfiákat, és a szakirodalom idevonatkozó részeit. Ezek feldolgozása, rendszerezése, továbbá az alkalmazott kutatások esetében alapvető módszerként az adaptációt használtam.
2. Rendszereztem a praxisom során megszerzett ismereteimet, tapasztalataimat.
3. Szakmai konzultációkat folytattam a témában jártas hazai Prof. Dr. Bánhidi László (Budapesti Műszaki Egyetem), és külföldi kutatókkal is Prof. Dr.
George Havenith, (Environmental Physiology and Ergonomics Director Environmental Ergonomics Research Centre.
Loughborough Design School) Helena Mäkinen (Finnish Institute of Occupational Health. Protection and Product Safety, Helsinki), valamint Professor Ingvar Holmér (Thermal Environment Laboratory, Lund), és
4. Az adatgyűjtés során felvettem a kapcsolatot Jeffrey Roble (National Climatic Data Center), Alexander V. Besprozvannykh ( Hydrometeorologiai
Intézet Oroszország), valamint Scott Ritz tudományos koordinátorral ( NASA Goddard Space Flight Center Global Change Master Directory ).
1.7. PTEÉPÜLETGÉPÉSZETI TANSZÉKÉNEK MÉRŐLABORATÓRIUMÁNAK ÉS A DONI RUHÁZAT BEMUTATÁSA
A Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Karának Épületgépész Tanszékén kialakított mérőlabor alkalmas komfort mérések végzésére. A mérőlabor 3x4 méter alapterületű, belmagassága 3 méter. A mérőlabor minden oldalának, padlójának és mennyezetének felületi hőmérséklete mérhető és tetszőlegesen beállítható. A vizsgálat során a fal, a mennyezet és a padló felületi hőmérsékleteit beállítva, valamint ventilátorral légmozgást (szélhatása) modelleztük az ülő ember hőtermelését.
„ A posztó ruházat mellett gyakorló és munkaruházati célra zsávolyból készült öld nyári ruházatot is rendszeresítettek. A fehérnemű készlet 1 ingből, 1 gatyából és 2 pár kapából állt. A hosszú nehéz posztó köpeny a mozgóháború követelményeinek nem felelt meg, akadályozta a mozgást, nagy hidegben pedig nem biztosított kellő hőszigetelést.
A téli óvócikke közé az 1936 M ötujjas vászonkesztyű, az 1939 M kötszövött pamut alsónadrág tartozott, majd 1943-tól sorolták hivatalosan is ebbe a csoportba az 1942M szőrmés sapkát, szőrmés mellényt, 1943M kötszövött ujjast és alsónadrágot, 1942M nemezcsizmát és az addig „félhivatalosan viselt érmelegítőt, térdmelegítőt, hósapkát, fülvédőt és nyaksálat. A keleti front embertelen körülményei között természetesen mindenki azzal javította fel ruházatát, amivel csak tudta [23].
A műember „Béla” a gyorsfegyvernem gépkocsizó lövész szakaszvezető menetöltözékét viselte. A gépkocsizó lövészek gyalogsági egyenruháján jól látható a búzavirágkék hajtóka.
Az utolsó háborús évek tipikus egyenruhája 1939M: szemernyős tábori sapka, tábori barna pantalló, vastag gyapjú zokni, régi bokaszíjas bakancs, posztó zubbony és legénységi köpeny [24].
1.8.MÉRÉS A DON KANYARBAN VISELT KATONARUHÁBA ÖLTÖZTETETT MŰEMBEREN
A műember működési elve a következő: a testét 18 részre osztották fel, minden testrészben fűtőszálak találhatók, ezeknek a hőtermelését mérjük, úgy, hogy közben a bőr felületi hőmérséklete állandó marad. A műemberrel modellezhető az emberi szervezet belső hőtermelése, amely különböző külső körülmények között változik. Az érzékelők jele a műember 18 testrészéből a központi adatgyűjtőbe, majd a számítógépbe jut. A számítógép szoftverén keresztül lehetőség van minden testrész felületi hőmérsékletének egymástól független beállítására [33-35, 37].
Az adott testrész hőleadását öt másodpercenként mértük. Egy mérés időtartama kb. 4 óra hosszú volt, ebből a falfelületek hőmérsékletének beállítása 3 órára, míg a „műemberen"
végzett mérések ideje kb. 1 órára tehető. Az 1 órás mérés során kapott adatsorból átlagot képeztünk és ezt használtuk fel a további vizsgálatokhoz. A helyi hőkomfort vizsgálatához a testrészek hőleadásán kívül a „műember" közelében mértük a fekete gömb hőmérsékletet, valamint 0,1 méter és 1,1 méter magasságban (ülő munkavégzés esetén boka és tarkó magasság) a léghőmérsékletet.
„A mérés során a mérőlaborban elhelyeztünk a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műembert, mely egy széken ült. A vizsgálatot segítő termikus műember a 80-as években az Építéstudományi Intézetben svéd szakemberek állították össze. E műember később a BME Épületgépészeti Tanszékére került, majd ez év elején kutatási célokra a Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Épületgépészeti Tanszékére „látogatott”, ahol új, korszerű adatgyűjtőt és feldolgozó szoftvert kapott. Az ÉTI termikus műembere, az ún. ÉTI-MAN, tulajdonképpen egy nagy bonyolultságú mérőrendszer, amely a termikus mérőtestből, kétprocesszoros vezérlő-és gyorsadat-gyűjtőből és az adatfeldolgozást, valamint megjelenítést végző számítógépből épült fel. A mérőtestet egy átlagos felnőtt ember testméreteivel egyező műanyag bábuból alakították ki” [33-35, 37].
A bábu minden egyes részének felületébe fűtőhuzal-hálózatot süllyesztettek, külön villamos csatlakoztatási lehetőséggel. Az elektromos szigetelést adó műanyag rétegre fémszórási technológiával egy átlagosan 0, 4 mm vastag alumíniumréteget hordtak fel annak érdekében, hogy a teljes felületen megvalósítsa az egyenletes hőmérséklet eloszlást. Egy újabb műanyag
rétegre ragasztással erősítették fel a mérést végző ellenállás-hőmérő szálakat, amelyek az egyes felületrészek független hőmérsékletének szabályozásához szükségesek.
A bábu dán gyártmányú, üvegszál erősítésű, poliészter héjszerkezet. A test üregeibe szerelték a mechanikai tartást végző elemeket, valamint az egyes testrészeihez futó szalagkábelek rejtett vezetéséhez szükséges csöveket. Hűtőtechnikai és mechanikai megfontolásokból az összes testüreget poliuretán habbal töltötték fel. A test felszínét az ülő ember esetében 18 részre osztották, míg az állónál 16 részre (2. táblázat) [18- 21, 33-35, 37].
Az egész testet végül egy esztétikai és védelmi feladatot ellátó műanyag réteg borítja. Minden önállóan szabályozott hőmérsékletű felületrészhez a futóáramot egy-egy szalagkábel vezeti a szabályozóegységből. Ugyanezek a kábelek végzik a jelek továbbítását is. A mérés elve az, hogy nagy pontossággal mérik az előírt felületi hőmérsékletre fűtött testrésznek hőmérsékleten tartásához szükséges villamos energiát, illetve hőmennyiséget.
Fontos megemlíteni, hogy a clo nevű oszlop az egyes testszekciók és a környező levegő közötti termikus ellenállás értékeinek a ruházati minősítéseknél használatos „clo” számítási módszerrel meghatározott számaiból áll. Lényeges, hogy a meztelen test körül kialakuló határrétegnek van termikus ellenállása, amely természetesen nullától eltérő értékeket ad ebben az oszlopban, s amelyet figyelembe kell venni a ruházat clo értékeinek meghatározásánál [33- 35, 37].
2. táblázat. A műember testrész-felületeink arányai
Bánhidi László (1988) nyomán [18-21, 33- 35, 37].
A mérés elve az, hogy nagy pontossággal mérik az előírt felületi hőmérsékletre fűtött testrésznek (lásd a 2. ábrát) e hőmérsékleten tartásához szükséges villamos energiát, illetve hőmennyiséget [18-21, 33- 35, 37].
2. ábra. A termikus műember felületi hőmérsékletei Bánhidi László (1988) nyomán
3. ábra Thermal manikin g e ne r a l in fo r ma t io n [44].
2. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK
2.1.APTEÉPÜLETGÉPÉSZETI TANSZÉKÉNEK MÉRŐLABORATÓRIUMÁNAK BEMUTATÁSA
A Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Karának Épületgépész Tanszékén kialakított mérőlabor alkalmas komfort mérések végzésére. A mérőlabor 3 x 4 méter alapterületű, belmagassága 3 méter. A mérőlabor minden oldalának, padlójának és mennyezetének felületi hőmérséklete mérhető és tetszőlegesen beállítható. A fal, a mennyezet és a padló felületi hőmérsékleteit beállítva, valamint ventilátorral légmozgást előidézve (szél hatása) modelleztük az ülő ember hőtermelését.
4.ábra
A mérőlabor kapcsolási rajza [33- 35, 37].
2.2. MŰEMBERREL TÖRTÉNŐ MÉRÉS MENETE
A mérés során a mérőlaborban elhelyeztük a „műembert”, mely egy széken ül. A műember testét 18 részre osztották fel, minden testrészben fűtőszálak találhatók, ezeknek a hőtermelését mérjük, úgy, hogy közben a bőr felületi hőmérséklete állandó marad. A műemberrel modellezhető az emberi szervezet belső hőtermelése, amely különböző külső körülmények között változik [33- 35, 37].
Műember teste
Az érzékelők jele a műember 18 testrészéből a központi adatgyűjtőbe, majd a számítógépbe jut. A számítógép szoftverén keresztül lehetőség van minden testrész felületi hőmérsékletének egymástól független beállítására.
Az adott testrész hőleadását öt másodpercenként mértük. Egy mérés időtartama kb. 4 óra hosszú volt, ebből a falfelületek hőmérsékletének beállítása 3 órára, míg a „műemberen”
végzett mérések ideje kb. 1 órára tehető. Az 1 órás mérés során kapott adatsorból átlagot képeztünk és ezt használtuk fel a további vizsgálatokhoz [33- 35, 37].
Érzékelők a műember testén
A helyi hőkomfort vizsgálatához a testrészek hőleadásán kívül a „műember” közelében mértük a fekete gömb hőmérsékletet, valamint 0,1 méter és 1,1 méter magasságban (ülő munkavégzés esetén boka és tarkó magasság) a léghőmérsékletet[33- 35, 37].
A mérés adatgyűjtője Az adatfeldolgozó szoftver
A mérés során a mérőlaborban elhelyeztünk a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műembert, mely egy széken ült. Öt másodpercenként mértük az adott testrész hőleadását. Egy mérés időtartama kb. 4 óra hosszú volt, ebből a falfelületek hőmérsékletének beállítása 3 órára, míg a „műemberen” végzett mérések ideje kb. 1 órára tehető. Az 1 órás mérés során kapott adatsorból átlagot képeztünk és ezt használtuk fel a további vizsgálatokhoz [33- 35, 37].
A Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műember
A mérés során megvizsgáltuk a tejes test hőleadását 14 °C, 20 °C és 29 °C belső hőmérséklet mellett a ruhátlan test esetén, amely a referenciát jelenti a különböző változatok esetén. A vizsgálat kiterjedt a Don kanyarban viselt katonaruházatra teljes felszerelésben, valamint zubbony nélkül, szélcsendes és szeles esetet feltételezve [33-35, 37].
5. ábra
6. ábra
A műember felületi hőmérséklet különböző vizsgált esetekben [33-35,37].
A műember hőleadása /hőfelvétele jelentősen változott a helyiséghőmérséklet függvényében, ugyanakkor az átlagos felületi hőmérséklete a ruházattól teljesen függetlenül állandó maradt.
Ettől eltérnek a szélben végzett mérések, ugyanis akkor a hőmérsékletnek jelentős befolyása van.
Megvizsgáltuk az egyes testrészek hőleadását is külön-külön az adott helyiséghőmérsékletek mellett. A mérést elvégeztük, amikor a műember Don kanyarban viselt katonaruházata a teljes felszerelésben, valamint zubbony nélkül volt” [33-35, 37].
7. ábra
8. ábra
A műember különböző testrészeinek hőleadása zubbony nélkül [33-35, 37].
A 8. ábra és az 9. ábra összehasonlításából látható, hogy a zubbony hatására hogyan változott az egyes testrészek hőleadása. A zubbonnyal fedett testrészek hőleadása megnőtt, a többi rész hőleadásának változása nem szignifikáns.
9. ábra
A műember különböző testrészeinek hőleadása zubbony nélkül szélben [33-35, 37].
Megvizsgáltuk a szél hatását is a különböző testrészekre a zubbony nélküli esetre. Az ábra alapján látható, hogy a vizsgált szél nagymértékben növelte a műember hőleadását, különösen a fedetlen testrészeknél.
A vizsgálat során fő kérdés az volt, hogy -19 °C hidegben, szélben a honvédség adott ruházata megfelelő volt-e. A mérési sorozat bebizonyította, hogy a műember ennek vizsgálatára alapvetően alkalmas. A vizsgálatot a komfort zónában (20 – 24 ºC) indítottuk és a hőmérséklet csökkentésére - 4 ºC-ig volt lehetőségünk, de így is sikerült választ kapni a tisztázandó kérdésekre.
Termovíziós felvételek igazolják, hogy, a termikus műember alkalmazható az élő alanyok helyett a hőkomfort vizsgálatokhoz [32]. Az alkalmazás nem csak az egész emberre, hanem az ember egyes testrészeinek a termikus leképezésére is érvényes. A 10. ábra középen mutatja a termikus műembert az élő alanyok között. A termoviziós felvétel nem a felületi hőmérsékletek abszolút értékeinek meghatározására, hanem a felületi hőmérsékletek különbségére ad információt. A termikus műemberrel végzett mérések eredményei így érvényesek az emberre, a Don kanyarban az adott ruházatot viselő katonákra is.
10. ábra
A műember és az élő alanyok fényképe és termoviziós felvétele [37]
A felöltözött test hőháztartásában a ruházat hőszigetelő képessége, nedvességáteresztő képessége és a ruházattal borított testfelület nagysága játszik szerepet [13-14].
A teljes hőszigetelő képesség, a ruházat és a ruházatot körülvevő levegőréteg hőszigetelő képessége (termikus ellenállása) között az alábbi összefüggés áll fenn [40], [41], [42]:
ahol:
IT – a ruházat és a határoló levegőréteg együttes hőszigetelő képessége, m2K/W Icl – a ruházat hőszigetelő képessége, m2K/W
Ia – a határoló levegőréteg hőszigetelő képessége, m2K/W
fcl – a ruházat területi tényezője, ami a ruhába öltöztetett műember testfelületének és a meztelen testfelületnek az aránya [33-35, 37].
11.ábra
A ruházat és a határoló levegőréteg hőszigetelő képességének sémája [35, 37]
A ruházat és a határoló levegőréteg együttes hőszigetelő képessége (IT):
A teljes hőszigetelő képesség az emberi test és a környezet közötti hőszigetelő képesség, amely tartalmazza a ruházat és az azt körülvevő levegőréteg hatását [41]:
ahol:
tsk – a bőr közepes felületi hőmérséklete, °C
H – a test egységnyi bőrfelületének száraz hővesztesége, W/m2. A ruházat hőszigetelő képessége (Icl):
A ruházat hőszigetelő képessége a hőszigetelő képesség az emberi test és a ruházat külső felülete között [6]:
ahol:
tcl – a ruházat közepes felületi hőmérséklete, °C
A legtöbb ruházat olyan kialakítású, hogy bizonyos légcsere mindig létrejön a külső környezettel. A légcsere növekedése azonban megváltoztatja a ruházat hőszigetelő képességét. A szél képes csökkenteni a ruházat vastagságát, a levegő a ruha alá jutva növeli a légcserét az emberi mikroklíma és a külső környezet között. A szél hatása a ruházat külső rétegének légáteresztő képességétől, valamint a nyitott ruhadarabok számától és típusától függ [35, 37].
A levegő és a test mozgásának hatását a teljes hőszigetelő képesség értékének korrekciójával tudjuk figyelembe venni [37, 41]. A ruházat hőszigetelő képességét a nemzetközileg használt clo értékben (1 clo = 0, 155 m2K/W) határoztuk meg.
Normál hőszigetelő képességű ruházat esetén (0, 6 clo < Icl < 1,4 clo; vagy 1,2 clo < IT < 2,0 clo):
ahol
IT,r – a teljes hőszigetelő képesség az aktuális állapotban, clo IT – a teljes hőszigetelő képesség a statikus állapotban, clo
var – a relatív levegő sebesség, m/s (min. 0, 15 m/s, max. 3, 5 m/s) w – a mozgás sebessége, m/s (max. 1, 2 m/s)
Alacsony hőszigetelő képességű ruházat esetén az ISO/FDIS 9920: 2007 szabvány [41]
alapján (0 clo < Icl < 0,6 clo):
Speciális, hőszigetelő, hideg időben használt ruházat esetén az ISO/FDIS 9920: 2007 szabvány [41] alapján (IT > 2,0 clo):
ahol:
var – a relatív levegő sebesség, m/s (0,4 - 18 m/s) w – a mozgás sebessége, m/s (max. 1,2 m/s)
p – a külső ruházat légáteresztő képessége, liter/m2s; 1-1000 liter/m2s
Téli ruházat esetén alacsony légsebességekre pontosabb eredményt ad az alábbi összefüggés (ISO/FDIS 9920: 2007) [41]:
ahol:
w = 0 - 1,2 m/s
0,4 m/s < szélsebesség < 1 m/s p = 1-1000 liter/m2s
A levegő hőszigetelő képessége (Icl):
A levegőréteg hőszigetelő képessége ruházat nélkül a meztelen testet körülvevő levegőrétegre, ruházattal borított test esetén pedig a ruházatot körülvevő levegőrétegre vonatkozik (ISO/FDIS 9920: 2007) [41]:
A levegő hőszigetelő képességének fenti összefüggése a statikus, szélmentes állapotra vonatkozik. A levegő hőszigetelő képessége megváltozik, ha a levegő sebessége megnő, vagy ha az ember mozog. A következő összefüggés kifejezi az összefüggést a statikus, szélmentes (var = 0,15 m/s) állapothoz képest (ISO/FDIS 9920:2007) [41]:
ahol:
Ia,r – a levegő hőszigetelő képessége az aktuális állapotban, clo Ia – a levegő hőszigetelő képessége a statikus állapotban, clo var – a relatív levegő sebesség, m/s (min. 0, 15 m/s, max. 3, 5 m/s) w – a mozgás sebessége, m/s (max. 1, 2 m/s) [37, 41].
A ruházat területi tényezője (fcl):
A ruházat területi tényezője a ruhába öltöztetett műember külső felületének és a meztelen testfelületnek az aránya. A ruhába öltöztetett műember külső felülete (Acl) mindig nagyobb, mint a meztelen test felülete (ADu), ezért a hányadosuk mindig nagyobb, mint 1 [40-41].
A levegőréteg és a ruházat hőszigetelő képességének egyszerű összegzése nem adja meg a teljes hőszigetelő képességet. Ez a meztelen test és a ruhával borított test felületének különbségéből adódik. A testet körülvevő levegőréteg hőszigetelő képességét (Ia) ezért a ruházat területi tényezőjével (fcl) osztva csökkenteni kell:
A vizsgálat kiterjedt a Don kanyarban viselt katonaruházatra teljes felszerelésben, valamint zubbony nélkül. A viszonyítási alap a ruha nélküli ember, ahol clo érték 0.
A számítás alapján a zubbonyban lévő katonaruházat hőszigetelő képessége 1,5 clo, míg a zubbony nélküli katona ruházatának hőszigetelő képessége 1, 3 clo-ra adódott [37].
A vizsgálat során meghatároztuk a termikus műember hőledását különböző öltözetben. A 4.
ábra mutatja a mezítelen (0 clo), a zubbony nélküli katonaruházatban (1, 3 clo) és a zubbonyban lévő (1,5 clo) műember hőleadását különböző operatív hőmérsékletek mellett. A diagram alapján látható, hogy már -3 ºC – nál is 200 W volt a műember hőleadása zubbonyban, ami termikus diszkomfort érzetet okozott [34, 37].
12. ábra
Hőleadás a külső hőmérséklet függvényében különböző öltözékben [37]
Megvizsgáltuk az egyes testrészek hőleadását is. Példaként bemutatjuk a hát, a bal és a jobb kar hőleadását a viszonyításként használt mezítelen testnél (13. ábra), valamint a katonaruhába öltöztetett műember esetén (14. ábra).
13. ábra
Különböző testrészek fajlagos hőleadása mezítelen testnél a hőmérséklet függvényében [37]
14. ábra
Eredeti katonaruházatban (zubbonyban) lévő katona egyes testrészeinek fajlagos hőleadása a hőmérséklet függvényében [37]
A ruházat hőszigetelő képességét, ezáltal az ember hőérzetét nagymértékben befolyásolja a szél sebessége. A mérés során 15 km/h szélsebességnél is határoztuk meg a műember
15. ábra
A hőszigetelő képesség változása a légsebesség függvényében [42]
3. AKUTATÁSÉSABEMUTATOTTEREDMÉNYEKHATÁSA,VISSZHANGJA
KÖVETKEZTETÉSEK
A ruházat fiziológiai funkciója és szerepe a viselési komfort kialakításában alapvető fontosságú. A viselt ruha befolyásolja az emberek komfortérzetét, biztonságukat, munkavégzésüket, egészségüket. A ruházat fiziológiai kutatásainak célja tehát az, hogy olyan ruházat tervezését tegye lehetővé, amely biztosítani tudja az emberek mindennapi tevékenységének legmegfelelőbb mikroklímát, viselési komfortot és ezzel az adott tevékenységek során optimális körülményeket teremtsen.
A Don kanyari magyar katasztrófa okának feltárására a modern tudomány - mint láthattuk - lehetőséget nyújt.
Az elvégzett mérés alapján meghatároztuk a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műember hőleadását. Meghatároztuk az egyes testrészek, valamint az egész ember hőleadását különböző operatív hőmérséklet esetén változó légsebesség mellett. A mért értékeket összehasonlítottuk a referencia értékkel, a meztelen emberi test hőleadásával.
Kutatócsoportunk vizsgálata alapján téziseim igazolást nyertek:
1. A 2. magyar hadsereg ruházati ellátási hiányosságai és a Szovjetunióbeli szélsőséges szeles időjárás megnövelte a katonák hő leadását, csökkentette komfortérzetüket, és szerepet játszott a fagyásos sérülések kialakulásában. A viselt ruházat nem felelt meg az elvárásoknak.
2. A hőérzeti laboratoriumban a Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műember („thermal manikin”) hőérzeti vizsgálata alapján jól elemezhető az öltözet jellemzői és modellezhető az emberi szervezet belső hőtermelése.
3. Az ismertetett un. műemberes vizsgálatokkal a Don kanyarban viselt ruházat hőszigetelő képessége mérhető és jól alkalmazható mind téli, mind nyári állapotok ellenőrzésére.
3.1.AJÁNLÁS
A hideg, szeles környezetben végzett katonai feladatteljesítés során a következő hasznos tanácsok betartása javasolt:
legalább három réteg ruha viselése javasolt: egy belső réteg gyapjúból, selyemből, a középső réteg gyapjúból vagy szintetikus anyagból, és egy külső szél és az eső elleni védelmi réteg, amely lehetővé teszi a szellőzést a túlmelegedés elkerülése céljából;
sapka, csizma, száraz és laza ruházat viselése, egyéni védőruházat, valamint védőeszközök alkalmazása;
megfelelő folyadékbevitel, meleg, a megfelelő kalóriatartalmú élelmiszerek fogyasztása, koffein- és alkoholtartalmú italok kerülése; a hideg stressz jeleinek felismerése, megfelelő pihenőidő.
A forró környezetben végzett katonai feladatteljesítés során a következő hasznos tanácsok betartása javasolt:
Akklimatizálódás
Fizikai terhelés csökkentése
Hűvös területen előírt pihenési időszakok beiktatása
Személyi védőruházat, száraz, könnyű, világos színű, pamut alapanyagú ruha viselése
Megfelelő folyadékbevitel só-pótlás.
Testhőmérséklet csökkentése mechanikai úton (fürdetés, borogatás, jegelés) langyos vagy hideg vízzel történő zuhanyozás,
Kiegészítő terápia: gyógyszeres lázcsillapítás, keringéstámogatás.
A szövetségi elvárások megkövetelik, hogy a katonák az őket körülvevő környezettől függetlenül megfeleljenek a velük szemben támasztott szakmai követelményeknek. A Don kanyarban viselt katonaruhába öltöztetett műemberen végzett hőérzeti mérések adatai mintául szolgálhatnak, jól felhasználhatók a változékony és gyakran szélsőséges időjárási viszonyok közötti jelenlegi és jövőbeni missziós tevékenységek során. Az ismertetett un. műemberes vizsgálatok alkalmasak mindenfajta ruházat - pld. a jelenlegi vagy tervezett honvédségi ruházat - hőszigetelő képességének mind téli, mind nyári viszonyokra vonatkozó ellenőrzésére illetve a további fejlesztésekkor e lehetőség figyelembe vételére.
3.2.ÖSSZEGZÉS
Kutatói munkám több vonatkozásban is forrásértékűnek tekinthető, főleg ha figyelembe veszem, hogy kutatócsoportommal először vizsgáltunk hazánkban doni katonai ruházatot hőérzeti laboratóriumban termikus műember segítségével.
Köszönetnyilvánítás:
Ezúton szeretném megköszönni Dr. Magyar Zoltánnak (Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Épületgépészeti Tanszék), Prof. Dr. Bánhidi Lászlónak (Budapesti Műszaki Egyetem) Lenkovics Lászlónak (Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Épületgépészeti Tanszék), Laborc Györgynek (Militária-gyűjtő, Baj) a vizsgálat, kutatás elvégzésében nyújtott segítségét, és feleségemnek, fiamnak türelmét, támogatását.
4. IRODALMI HIVATKOZÁSOK LISTÁJA
1) Révai T: A katonai ruházat szerepe a hőkomfortérzet kialakításában. Felderítő Szemle 109-116, VIII. évf.3. szám, 2009.
2) Lajtos Árpád: Emlékezés a 2. magyar hadseregre – 1942-1943.
Budapest, 1989, Zrínyi Katonai Könyvkiadó. ISBN 963 326 928 8
3) Pfannl Tamás doni túlélő, nyá. százados a 2. magyar hadsereg III. hadtest közvetlen 5/6. üteg bemérő tisztje visszaemlékezései.
4) Voronyezsi terület.http://hu.wikipedia.org/wiki/Voronyezsi_ter%C3%BClet.
(letöltve: 2011. 06. 13.)
5) Révai T.: Védőruházat szerepe a hőkomfort kialakításában. Seregszemle. VIII.
évfolyam, 1. szám 2010. 132-133
6) Nagy – Pisztrai – Tóth – Zimonyi: A magyar katonai ellátó (hadtáp) szolgálat története (az őshazától 1949-ig). Bp., Zrínyi Katonai Kiadó és MN Hadtápfőnökség, 1984. 523.
7) Szilágyi szds. 20. lovasszázad parancsnoka Don-Kanyar G-
portál.http://donkanyar.gportal.hu/gindex.php?pg=8533076. (letöltve: 2011. 01. 09).
8) Lits Gábor:
http://www.hm.gov.hu/files/9/9714/13_a_hideg_altal_okozott_eu_karosodasok- dr.lits.pdf (letöltve: 2011. 01. 09)
9) Holmér I.: Protective clothing in Hot Environments. Industrial Health, 2006.
10) Revai T.: Lack of Food Supply and Health Provision and Kidney Diseases among the Soldiers of the Royal Hungarian Army in 1942-43.
Pak J. Nutr. 2007.
11) Baczoni Tamás: A hadiruházat fejlesztésének új irányai:„Védőmellény alatt viselhető komfortos„pulóver-zubbony”.Honvéd Altiszti Folyóirat. XXI. évfolyam. 2009/3.
12) Révai T.: A védőruházat jelentősége a hideg környezetben végzett katonai szolgálat során. Hadtudományi Szemle. 3. évf. 1. szám. 124-127, 2010.
13) Révai Tamás: Ruházatfiziológia és viselési komfort. Védelem online. Tanulmányok 2010. V. 10. 1-3. http://www. vedelem. hu /letoltes/tanulmany/tan261. pdf
14) Révai, T – Halász, M – Magyar, Z: A doni katonaruházat minősége és viselési komfortja, Magyar Textiltechnika, 2011/1. pp. 31-33.
