Одежда для Севера: традиции и современные технологии

Деятельность человека на севере связана с длительным пребыванием на холоде при температуре воздуха до минус 67 ºС и сильных ветрах, вплоть до ураганных. Для комфортного пребывания работника в особо суровых климатических условиях при выполнении работ на открытой территории и в неотапливаемых помещениях необходимо поддержание теплового баланса организма, которое осуществляется, в первую очередь, посредством одежды. Таким образом, к одежде предъявляются повышенные требования.

Проблема становится более острой в связи с усилением военных частей в Арктике, дальнейшим развитием добывающей промышленности и связанной с ними инфраструктуры. Если сегодня в северных регионах проживает 38 млн. человек, то можно ожидать удвоения населения.

Стандартная спецодежда с улучшенными теплозащитными свойствами рассчитана на комфортное пребывание человека на холоде в течение двух часов при выполнении работы средней тяжести. Это связано с частыми перерывами для обогрева человека и ведёт, в конечном итоге, к снижению производительности труда. Кроме того, не всегда работающие имеют возможность обогрева. А длительное воздействие холода на организм человека, при его недостаточной защите, обусловливает возникновение различных простудных заболеваний и вызывает рецидивы хронических болезней.

В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом приняты базовые принципы проектирования теплозащитной одежды:

- необходимо выводить влагу из пододёжного пространства во избежание накопления, с помощью гидрофобных материалов одежды;

- теплозащитные свойства одежды можно повысить через повышение содержания инертного воздуха за счёт увеличения толщины пакета материалов.

Однако при этом не учитывается, что удаляемая «внутренняя влага» - это пот человека, содержащий вырабатываемое организмом тепло, которое безвозвратно теряется при выведении влаги из-под одежды. При этом человеку на холоде проблематично своевременно восполнить потерянное тепло, не имея дополнительных источников тепла. К тому же, при выведении пота наружу пакет материалов одежды увлажняется и повышает свою теплопроводность, т.е. ухудшается теплоизоляция одежды.

***

Применяемый нами подход к разработке теплозащитной одежды является результатом многолетней системной научно-практической деятельности и базируется на традициях коренных народов Арктики и Субарктики.

Национальная одежда народов Севера сегодня, как и многие века назад, остаётся незаменимой в районах их проживания, а олений мех остаётся основным материалом для её изготовления. По своим теплофизическим свойствам он не имеет себе равных.

Нами была исследована одежда народов, проживающих на территории Якутии: якутов, эвенков, эвенов, долган, юкагиров и чукчей. При этом выбрана одежда, бытовавшая в конце XIX – нач. XX в. В более поздний период национальные особенности в одежде стали постепенно исчезать, уступая место единому европейскому типу одежды. Исключение составляет одежда народностей, занимающихся оленеводством. Но и она в последнее время претерпела значительные изменения.

Базовым материалом для исследований послужили подлинники костюмов XVII – начала XX века коренных народов Якутии и архивные материалы, хранящиеся в музеях г. Санкт-Петербурга и Якутии, в Государственном Архиве Якутии, Музее естественной истории г. Нью-Йорк (США, Сибирская Коллекция Йохельсона В.И. и Тан-Богораза В.Г., собранная в Якутии  в 1895-1903 гг.), а также полевые материалы автора, собранные в улусах Якутии.

Согласно климатическому районированию страны, топография расселения этих народов следующая:

якуты, юкагиры (частично) – пояс, характеризующийся безветрием и очень низкой температурой;

эвенки, юкагиры (частично), эвены, долганы и чукчи – пояс, характеризующийся менее низкой температурой, но сильными ветрами и повышенной атмосферной влажностью.

Ниже приводится анализ наиболее отличающихся видов одежды народов Якутии – одежды якутов и чукчей.

Одежда якутов

Основу хозяйственно-культурной деятельности якутов составляли скотоводство и ручное земледелие с тягловым скотом. Зимняя трудовая деятельность якутов в основном была связана с длительной ездой на средствах передвижения и не требовала большой физической активности. Поэтому в качестве объекта исследования нами выбран зимний дорожный костюм зажиточного якута, состоящий из большого количества утеплённых предметов.

Головной убор в этом костюме состоял из двойной меховой шапки или платка и шапки. Поверх мехового пальто носили шубу или доху из волчьего, лисьего, рысьего или оленьего меха. Нательную плечевую одежду (рубаху) изготовляли из ткани или ровдуги (замша из оленьей шкуры). Одежда ниже пояса представляла собой штаны или заменяющие их меховые натазники и ноговицы (наколенники) волосяным покровом наружу. Низки брюк и наколенников заправляли в торбаса (верхняя обувь) высотой до колен. Иногда роль верхних наколенников выполняли высокие голенища охотничьих торбасов. Ноги утепляли чулками на подкладке из заячьего, телячьего или собачьего меха с носками из того же материала. В торбаса вкладывали стельку из сухой травы. Дорожные рукавицы изготовляли больших размеров из медвежьего, оленьего или любого другого длинноворсного меха с наладонником из ровдуги. Рабочие рукавицы шились меньших размеров на заячьем или беличьем меху, покрытые ровдугой, кожей или тканью и с разрезами у запястья для вынимания кистей рук. В комплект якутской одежды также входили налобник с цельнокроеными и выкроенными отдельно наушниками, наносник и утеплитель подбородка. Эти предметы были на подкладке из заячьего меха, покрытые тканью, и имели на концах тесьму для фиксации их на затылке или темени. Из беличьих хвостов шили меховой шарф, которым 2-3 раза обматывали шею. Обязательной деталью якутской одежды являлся пояс, надеваемый под пальто.

Для якутской одежды были характерны определённые принципы и способы защиты от холода. Исследователь северо-восточной части Азии А.Ф. Миддендорф пишет: “Мягкость (вопреки сильнейшей стуже) и сухость меховой одежды составляют необходимые условия для того, чтобы человек мог перенести сильнейшую степень мороза”.

Исследователь Вилюйского округа Якутской области дореволюционного периода Р. Маак отмечал следующее: 

“Одеваясь в дорогу, якут прежде всего переменит в обуви подстилку из сухой травы, затем наденет на голую ногу чулки из заячьей или телячьей кожи шерстью вниз, на них мелкие туфельки из того же меха шерстью наружу и поверх натянет сапоги сары или торбаса. Наколенники штанов засовываются всегда в голяшки; а на них натягивают дорожные меховые наколенники сутуруо, шерстью наружу. Последние стягиваются крепко под коленом, а вверху подвязываются к медным кольцам штанов. Они достигают паха и свободно обхватывают бедро и не допускают ни снега, ни дождя, ни ветра до нижнего платья, о котором якут старается, чтобы оно было сухое. Приехавши на место, прежде всего снимает сутуруо”.

Имеются данные о конструктивных особенностях якутской одежды, способствующих повышению её теплозащитных свойств: 

“На практике формы сона (мехового пальто) оказались целесообразны: буфы на плечах прекрасно защищают от холода и сырости плечевые суставы, подвергающиеся больше всего во время верховой езды влиянию непогоды; крыловидные вставки защищают бедра, желудок и седалище ездока, не позволяя сильно расходиться полам”.

Значение ошейника (шарфа) в сильные морозы в литературе описывается следующим образом: 

“В ошейник прячут они в дороге подбородок, рот, щёки, часть носа. Они дышат сквозь мех ошейника и таким образом в жёсткие стужи немного умеряют холод глотаемого воздуха. Когда дыхание увлажнит ошейник настолько, что прикосновение к нему становится неприятным, его поворачивают другой стороной; в то время влажная часть быстро обсыхает в морозном воздухе и при обтряхивании совершенно очищается от инея”.

Эти сведения указывают на то, что якуты, проживающие в основном в центральных районах Якутии, характеризующихся сильными морозами, достигающими -60 ºС и ниже, придавали большое значение защите головы, включая лицо и органы дыхания, от холода.

Практика использования одежды способствовала появлению особых конструктивных элементов костюма. Для верховой езды пальто имело высокий разрез на средней линии спинки. Рукавицы делались с разрезами у запястья, позволяющими при необходимости вынимать кисти рук, не снимая рукавиц. При этом тыльная сторона кисти рук оставалась покрытой рукавицей. Во время вынимания кистей рукавицы оставались закрытыми, что препятствовало поступлению в них холодного воздуха.

Охотники также носили меховые съёмные манжеты, защищающие от холода запястья.

Итак:

1. Национальная одежда якутов представляет собой многопредметный, многослойный комплект одежды сложной конструкции, обеспечивающий комплексную защиту человека от самых суровых климатических условий, в состоянии длительного относительного покоя.

2. Основными материалами являются мех пушного зверя, мех и кожа домашнего скота.

3. Основным условием поддерживания теплоизоляции одежды и эластичности её материалов в процессе носки является сохранение нормальной влажности материалов одежды, особенно средств защиты нижних конечностей.

4. Наиболее утепляемыми участками тела являются голова, плечи, поясница, бёдра и конечности.

5. Удобство в эксплуатации одежды достигается благодаря её конструктивным элементам.

Одежда чукчей 

Комплект национальной одежды чукчей состоит из: мехового капора и верхней шапки с накидкой, защищающей от снега и ветра; пелерины из длинноворсного меха; меховой двойной кухлянки; меховых двойных брюк; камлеи с капюшоном из ровдуги для защиты кухлянки и брюк от ветра, мокрого снега и атмосферной влаги; верхней обуви высотой до колен или чуть выше лодыжек (плеки); меховых чулок; дорожных галош из меха зимнего оленя, волосяным покровом внутрь.

Конструкция чукотской одежды отличалась большим объёмом, широкой проймой, глубоким вырезом горловины как со стороны спины, так и спереди. Горловина нижней кухлянки опушивалась длинноворсным мехом росомахи или собаки. Вырез кухлянки прикрывали нагрудником размером 25 х 25 см из меха со лба оленя или лапок собаки, иногда на подкладке из меха неблюя (молодого оленя). Нагрудник носили поверх воротника.

Длина изделий доходила до колен, но укорачивалась с помощью пояса. Носили одежду с большим напуском на пояснице, что создавало дополнительную теплоизоляцию. Низ изделия с внутренней стороны имел опушку из длинноворсного собачьего или медвежьего меха.

Наиболее высокая теплоизоляция создавалась на бёдрах благодаря наложению плечевых изделий на пояснице.

Отправляясь в дорогу, дополнительно утепляли  плечевой пояс с помощью пелерины из собачьего или волчьего меха.

Головные уборы плотно облегали голову. Одеваемый каждый день капор имел широкий борт по лицевому вырезу, защищающий лицо от мокрого снега и сильных ветров.

Конструкция цельновыкроенных с рукавами рукавиц наиболее важное значение приобретает в районах проживания чукчей, где в условиях сильных арктических ветров утеря рукавиц может стоить не только пальцев, но и жизни.

Обувь изготовляли из камасов (кожи с оленьих ног), чулки – из собачьего или оленьего меха с подстриженной шерстью.

В чукотской одежде также имелись предметы, входящие в комплект одежды других народов Якутии: шарф из беличьих хвостов для защиты органов дыхания и лица; очки, предохраняющие от ветра, мокрого снега и его яркости весной; стелька из сухой травы для поглощения влаги и повышения теплоизоляции обуви.

Вследствие этногенетических, хозяйственно-культурных и природно-климатических особенностей у чукчей сформировалась национальная одежда своеобразной конструкции, более близкая к одежде арктических народов, в частности, эскимосов. Регулированию теплоизоляции, независимо от степени физической активности человека, способствуют большой объём кухлянки и глубокий вырез горловины, а также воротник и опушка по низу изделия из длинноворсного меха. Эти элементы одежды препятствуют поступлению холодного воздуха в пододёжное пространство в состоянии покоя и не препятствуют  удалению нагретого влажного воздуха из одежды при достаточно интенсивном движении человека. Теплоизоляция создаётся и с помощью пояса, наличие которого способствует уменьшению конвекции в пододёжном пространстве, а его отсутствие оказывает обратное влияние. Тому же способствуют укороченные в верхней части до бёдер нижние брюки, слабое их закрепление вверху и на низках, слабо завязываемые края верхней обуви. Таким образом, комфортное состояние организма поддерживается постоянно, независимо от изменений параметров окружающей среды и энергозатрат человека.

В чукотской одежде основным материалом служит олений мех. Для зимней дороги нижние брюки изготавливались из меха зимнего взрослого оленя с подстриженным волосяным покровом. Повседневные зимние нижние брюки шили из меха неблюя (оленёнка, не достигшего года), а для межсезонья – из камасов.

Терморегуляция в одежде, создаваемая с помощью материала, достигается, на наш взгляд, в результате рационального использования двух слоёв оленьего меха: волосяной покров нижнего слоя меха расположен к телу человека, а верхнего слоя – наружу. Благодаря высоким сорбционным свойствам оленьей шерсти, под нижним слоем устанавливается термостабильный микроклимат. А между слоями, расположенными друг к другу внутренней стороной, возникает слой “инертного воздуха”, повышающий общую термоизоляцию одежды. И, наконец, длинные концы волос на верхнем слое меха, расположенные наружу, создают дополнительную теплоизоляцию за счёт приграничного слоя воздуха.

Таким образом, в одежде чукчей терморегуляция, создаваемая с помощью материалов, достигается благодаря трём, существующим автономно, микроклиматам: внутреннему – около тела и внутри нижнего слоя одежды, среднему – между верхним и нижним слоями одежды, и наружному, создаваемому верхним слоем одежды и граничащим с ней слоем наружного воздуха. При изменении микроклимата в одном слое (например, в нижнем) остаётся неизменным микроклимат в других слоях, поддерживая общую теплоизоляцию одежды на оптимальном уровне. Основное скапливание тепла и влаги, выделяемых организмом, и их своевременное удаление из пододёжного пространства осуществляются благодаря материалам и конструкции внутренней одежды.

По мнению чукчей, время непрерывного пребывания человека в их национальной одежде на холоде практически не ограничено при условии достаточной физической активности человека и своевременного приёма пищи.

В настоящее время основной рабочей одеждой оленеводов, рыбаков и охотников остаётся национальный костюм. Но экономические и социальные условия жизни народа вносят изменения в их одежду. Так, её часто дополняют современной комнатной одеждой из ткани или трикотажа. По мнению чукчей, это приводит к ухудшению теплоизоляционных свойств меховой одежды, так как дополнительная одежда, одеваемая под нижний меховой костюм, препятствует своевременному удалению влаги из пододёжного пространства. Несмотря на это, чукчи считают целесообразным в гигиенических целях дополнять комплект меховой одежды нательным бельём. При выделке шкур летним свежим калом оленей или корой ольхи олений мех приобретает эластичность, которая сохраняется даже при сильных морозах и ветрах. А при современной технологии выделки, используемой в мастерских оленеводческих совхозов, получают мех с повышенным содержанием влаги, отчего на морозе он быстро теряет эластичность, в результате одежда сковывает движения человека, ухудшаются её теплоизоляционные свойства. Это указывает на необходимость учёта традиционных способов изготовления и использования национальной одежды.

Из вышеизложенного следует, что чукотская одежда поддерживает оптимальное тепловое состояние организма, независимо от изменений параметров окружающей среды и энергозатрат организма благодаря следующим своим особенностям:

- наличию в пакете одежды трёх автономных зон микроклимата, постоянно обеспечивающих оптимальную теплоизоляцию одежды;

- локальной теплоизоляции, когда наиболее утеплёнными участками тела являются голова, плечевой пояс (в дорожном костюме), поясница, бёдра и конечности;

- сохранению нормальной влажности материалов одежды в процессе носки;

- конструктивным особенностям: относительно глубокому вырезу горловины плечевых изделий, съёмному воротнику и пелерине из длинноворсного меха, меховому нагруднику кухлянки, поясу, укороченным до бёдер нижним брюкам, боа, очкам, широкому бортику по лицевому вырезу головных уборов, стельке из сухой травы, пришитым к рукавам рукавицам с разрезами на запястьях;

- способам использования: защите меховой одежды от мокрого снега, атмосферной влаги и сильных ветров с помощью верхней тканевой или ровдужной одежды; регулированию конвекции в пододёжном пространстве с помощью большого объёма плечевых изделий, опушки из длинноворсного меха, расположенного преимущественно с внутренней стороны одежды, пояса (благодаря которым плечевую одежду носят с большим напуском на пояснице), изменением ширины верхнего края и низков брюк, а также голенищ верхней обуви.

    ***

Таким образом, в основу разработки спецодежды и средств индивидуальной защиты от пониженных температур нами были положены особенности, характерные для национальной одежды:

1. Многопредметность спецодежды, обеспечивающей комплексную защиту человека от холода, включая защиту туловища, органов дыхания, лица и конечностей.

2. Рациональный пакет материалов спецодежды с учётом принципа создания автономных зон микроклимата, сохранение нормальной влажности материалов верхней утеплённой одежды в процессе носки благодаря использованию высоких сорбционных свойств оленьей шерсти.

3. Улучшенные теплоизоляционные свойства спецодежды для людей, работающих продолжительное время (более чем два часа) в особо суровых климатических условиях, с утеплителем на основе  оленьей шерсти.

4. Рациональная конструкция спецодежды с учётом способа регулирования конвекции в пододёжном пространстве путём применения пояса и конструкции  цельновыкроенных с рукавами рукавиц с разрезами на запястье, что повышает удобство в эксплуатации.

5.  Дополняющие спецодежду аксессуары, позволяющие защищать лицо и органы дыхания от холода и повышать теплоизоляцию обуви путём защиты её внутренних материалов от пота.

Основу разработанной нами спецодежды составляла шерсть северного оленя как наиболее оптимальный изоляционный материал для утеплённой одежды. Наша задача заключалась в создании условий продолжительного комфортного теплообмена в системе «человек-одежда-среда», не требующего как дополнительных источников теплоэнергии, так и особой физической нагрузки для человека.

Разработанный нами комплект состоит из верхнего и промежуточного (утеплённое бельё) костюмов и дополняется жилетом и поясом.

Особенностью такой одежды являются высокие теплозащитные свойства, наряду с относительно небольшой массой и толщиной. Так, существующий стандарт предусматривает максимальный уровень теплоизоляции утеплённой спецодежды 0,83 м2ºC/Вт (5,35 кло). Теплоизоляция комплекта нашей одежды намного выше, с учётом экстремальных природных условий жизни и деятельности человека на Севере, и составляет =1,383 м2ºC/Вт (8,92 кло). При этом масса и толщина комплекта одежды на 30 % ниже этих показателей стандартной спецодежды. В новой одежде снижаются теплопотери организма, в слоях одежды устанавливаются термостабильность и тепловой комфорт. Человек в ней может пребывать в покое неограниченное время, независимо от погодных условий. А в связи с небольшой массой и толщиной, при повышенной физической нагрузке человек в ней потеет значительно меньше, чем в стандартной спецодежде.

Вопреки общепринятому мнению о вреде гидрофильности материалов для зимней одежды, в пододёжном пространстве наших костюмов не наблюдается повышение влажности, а впитанную утеплителем влагу человек не ощущает и не испытывает физиологического или психологического дискомфорта.

Спецодежда дополняется  полумаской для защиты органов дыхания и лица, рукавицами с разрезом у запястья, утеплёнными носками и сорбционной стелькой для обуви собственной разработки, что обеспечивает надёжную комплексную защиту от любой степени холода в суровых условиях северной зимы.

Используемое в стельке волокно разработано с помощью нанотехнологий и имеет специальную бактерицидную группу в составе молекулы, что даёт гарантию полного сохранения свойств до конца срока носки изделий. Данное волокно является синтетическим аналогом оленьей шерсти: ему свойственна высокая гигроскопичность, характерная для натуральных волокон. Кроме того, согласно результатам испытаний Института дезинфектологии Роспотребнадзора (г. Москва), волокно ликвидирует кишечную палочку и золотистый стафилококк в течение 4-х часов, патогенные грибки – в течение суток, что соответствует стандартным требованиям к бактерицидным материалам.

Полотно из данного волокна мы также используем в теплорекуперирующей полумаске с целью повышения санитарно-гигиенических свойств и своевременного удаления конденсата из подполумасочного пространства.

Как показывают результаты многолетних исследований, в реальных условиях носки теплоизоляция одежды на основе оленьей шерсти устойчива. Она  многократно превосходит теплоизоляцию известных современных видов одежды с другими утеплителями: шерстяной (овечий) ватин, шерстипон (50 % шерсть/50 % пэ), а также синтетические утеплители разной модификации, широко применяемые в утеплённой одежде: тинсулейт (3D, США),  холлофайбер (Термопол, Россия), изософт, синтепон и др. Практически, одежда с этими утеплителями может быть пригодна для эксплуатации в условиях холода до минус 40 ºC.

Наша разработка, прежде чем получить право на промышленное производство, в 1980-е гг. проходила долгий путь производственных испытаний на базе предприятий полуострова Ямал среди строителей железных дорог, в Тюменской области — на строителях ЛЭП, в Якутии — среди домостроителей,  алмазодобытчиков и др. работников горнодобывающей промышленности.  В 1992-2008 гг. спецодежда с оленьей шерстью выпускалась для работников различных отраслей Якутии.

С 2015 г. наши разработки получили в Москве новое дыхание. Теперь одежда с утеплителем на основе оленьей шерсти выпускается для населения и различных организаций России и Казахстана под торговой маркой «Хотугу Танас» (пер. с якутского – Одежда Севера). Значительно расширился ассортимент продукции: бытовые костюмы, куртки, брюки, спальные мешки и др. не только для мужчин, но и для женщин и детей.

В 2017 г. альпинисты Русского географического общества поднимались на высоту 5642 м горы Эльбрус в одном промежуточном комбинезоне (утеплённое белье) "Хотугу Танас" с оленьей шерстью толщиной 1 см и массой 1 кг. А это было при температуре воздуха минус 40 ºC и шквалистых ветрах до 40 м/с. Во время зимнего велопробега с юга на север Якутии в феврале 2014 г.  эти ребята ночевали в наших комплектах на открытом воздухе при температуре минус 55 ºC.

В феврале 2018 г. работники Службы спасения Якутии во время испытаний также работали лишь в промежуточном костюме – утеплённом белье, отказавшись от верхнего костюма ввиду перегрева.

Сейчас нами разработан промышленный способ изготовления утеплителя с оленьей шерстью, что привело к более рациональному использованию этого уникального природного сырья и значительно увеличивает объём выпускаемой продукции, улучшает качество утеплителя.

Автор: Расторгуева Людмила Николаевна, д.т.н., автор-разработчик одежды "Хотугу Танас", директор ООО "МилаМакс Плюс"