Thermal resistance measurement methods for protective Arctic clothing

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The paper describes methods for measuring the thermal resistance of protective clothing intended for use in extreme Arctic conditions. It discusses conventional approaches, such as calorimetry and thermal manikins testing, and contemporary techniques, including infrared thermography, computer modeling, and smart textile sensors. Key issues related to the discrepancy between laboratory data and real-life operating conditions are identified, including the influence of wind load, high humidity, and temperatures below −50 °C. The paper analyzes the limitations of applicable standards (GOST 12.4.303-2016, ISO 15831:2004) proposes ways to improve them, including the introduction of correction factors to consider hybrid climatic factors. The paper focuses on promising areas, such as the integration of artificial intelligence for data analysis, the development of nanostructured insulation, and the harmonization of Russian standards with international requirements. It highlights the need for an interdisciplinary approach combining materials science, climate science, and digital technologies to improve the safety and performance of protective clothing in the context of increasing human impact on Arctic regions.

作者简介

Sergey Yashin

ITMO University

编辑信件的主要联系方式.
Email: yashins27@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-5932-7783
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Talykova LV, Bykov VR. Study of the effects of professional exposure in the Arctic zone. Russ Arct. 2021;14:41–53. doi: 10.24412/2658-4255-2021-3-00-04
  2. Wang F, Gao Ch, Kuklane K. A review of technology of personal heating garments. Int J Occup Saf Ergon. 2010;16(3):387–404. doi: 10.1080/10803548.2010.11076854 EDN: OEATFR
  3. Havenith G, Holmér I, Parsons K. Personal factors in thermal comfort assessment: clothing properties and metabolic heat production. Energy Build. 2002;34(6):581–591. doi: 10.1016/S0378-7788(02)00008-7
  4. Hasan KMF, Bai S, Chen S, et al. Nanotechnology-empowered radiative cooling and warming textiles. Cell Rep Phys Sci. 2024;5(9):102108. doi: 10.1016/j.xcrp.2024.102108 EDN: HFLWFL
  5. Zhang Q, Cheng H, Zhang Sh, et al. Advancements and challenges in thermoregulating textiles: smart clothing for enhanced personal thermal management. Chem Eng J. 2024;488:151040. doi: 10.1016/j.cej.2024.151040 EDN: XDLOWJ
  6. Havenith G, Holmér I, Parsons K. Personal factors in thermal comfort assessment: clothing properties and metabolic heat production. Energy Build. 2002;34(6):581–591. doi: 10.1016/S0378-7788(02)00008-7
  7. BASK Company. Technologies. Accessed May 15, 2025. Available from: https://bask.ru/technologies/
  8. Galkin AF. Equivalent thermal resistance of road surfaces. Arct Antarct. 2022;(3):129–138. doi: 10.7256/2453-8922.2022.3.38777 EDN: HNHLEU
  9. Jussila K, Rissanen S, Aminoff A, et al. Thermal comfort sustained by cold protective clothing in Arctic open-pit mining—a thermal manikin and questionnaire study. Ind Health. 2017;55(6):537–548. doi: 10.2486/indhealth.2017-0154 EDN: XXNPKX
  10. Shamparov EY, Zhagrin IN, Popova VV. Comprehensive study of thermal protection properties of a package of materials for special clothing. Mater Technol. 2020. doi: 10.24412/2617-149X-2020-2-33-37
  11. Sovetnikov DA. Development of a package of materials for special clothing for military personnel in the Arctic [dissertation] Moscow; 2017.
  12. Shen H, An Y, Zhang H, et al. 3D numerical investigation of the heat and flow transfer through cold protective clothing based on CFD. Int J Heat Mass Transf. 2021;175:121305. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121305 EDN: LYKQQQ
  13. Gribova EV. Development of an express method for determining the thermal insulation properties of nonwoven materials [dissertation] Moscow; 2022.
  14. Bogdanov VF. Development of methods for designing and monitoring thermal protection of sleeping bags with down insulation [dissertation] Shakhty; 2023.
  15. Kolesnikov PA. Thermal Protective Properties of Clothing. Moscow: Legkaya promyshlennost; 1965.
  16. Su Y, Fan Y, Liu G, et al. A review on sustainable method to evaluate heat and moisture transfer in clothing material. Sustainability. 2023;15:2747. doi: 10.3390/su15032747 EDN: PRJIMW
  17. Cherunova I, Kornev N, Lukyanova E, Varavka V. Development and study of the structure and properties of a composite textile material with encapsulated heat-preserving components for heat-protective clothing. Appl Sci. 2021;11:5247. doi: 10.3390/app11115247 EDN: SJJFNK
  18. Klimova NA. Forecasting the properties of temperature-regulating materials and designing heat-protective product packages [dissertation] Moscow; 2021.
  19. Atalie D, Tesinova P, Tadesse MG, et al. Thermo-physiological comfort properties of sportswear with different combination of inner and outer layers. Materials. 2021;14:6863. doi: 10.3390/ma14226863 EDN: BPKIJT
  20. Howie N, Rabey S. A meta-analysis on the advancement of the thermodynamic properties of clothing in extreme cold environments. PAM Rev. 2019;6. doi: 10.5130/pamr.v6i0.1548

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Classification of thermal resistance measurement methods for protective arctic clothing.

下载 (408KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependence of thermal resistance on wind speed.

下载 (168KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Relative change in thermal conductivity of materials depending on humidity.

下载 (138KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2024

许可 URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».