Nghiên cứu thiết kế mũ an toàn công nghiệp chống nóng phù hợp với điều kiện lao động ngoài trời ở Việt Nam

K t qu nghiên c u KHCN

Nghiên cứu thiết kế mũ
an tồn cơng nghiệp chống nóng
phù hợp với điều kiện lao động ngồi trời

ở Việt Nam

Đ

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
ể giám sát chất lượng
mũ an tồn cơng
nghiệp, Việt Nam đã
có các tiêu chuẩn như TCVN
2603-1987 và TCVN 64071998 từ khá lâu. Năm 2012, để
tăng cường quản lý chất lượng
mũ an tồn cơng nghiệp, Bộ
Lao động - Thương binh và Xã
hội ban hành qui chuẩn QCVN
06:2012/BLĐTBXH, bắt buộc
áp dụng cho các nhà sản xuất,
xuất nhập khẩu mũ an tồn
cơng nghiệp.
Năm 1985, ở Việt Nam đã
nghiên cứu thiết kế, chế tạo mũ
đạt tiêu chuẩn (dựa theo tiêu
chuẩn nước ngồi). Đến năm
2005, Viện Nghiên cứu Khoa
học kỹ thuật Bảo hộ lao động
đã xây dựng được một hệ

thống đánh giá chất lượng mũ
an tồn cơng nghiệp. Đây là
một cơng trình có ý nghĩa lớn
trong việc giám sát chất lượng
mũ, đảm bảo an tồn cho
người lao động.
Do đặc thù về khí hậu Việt
Nam là nhiệt đới gió mùa, việc
sử dụng mũ an tồn cơng

ThS. Nguy n Th Thu Th y và CS
Trung tâm An tồn lao đ ng

nghiệp (ATCN) có một số bất
tiện như: nóng bức, ẩm do đổ
mồ hơi... Do độ ẩm khơng khí
cao, những hơi ẩm này khơng
thốt ra được, gây cảm giác
khó chịu dẫn đến làm giảm
năng suất làm việc. Mặt khác,
do cấu tạo mũ hiện nay của
Việt Nam (chỉ xem xét những
mũ sản xuất đạt tiêu chuẩn
chất lượng) thì khơng có lớp
cách nhiệt, khơng có khe thơng
gió… Vì vậy, nhiệt độ trên đầu
phía dưới mũ bao giờ cũng cao
hơn so với nhiệt độ mơi trường,
gây tăng nhiệt cục bộ. Nếu làm
việc thời gian dài ngồi trời sẽ

dẫn đến stress nhiệt, ảnh
hưởng lớn đến sức khỏe và
hiệu quả cơng việc. Khơng
thoải mái về nhiệt là một trong
những ngun nhân chủ yếu
mà cơng nhân khơng thích đội
mũ, dẫn đến nhiều tai nạn đáng
tiếc xẩy ra khi làm việc. Tuy
nhiên, hiện nay ở Việt Nam
chưa có một nghiên cứu thiết
kế nào cải thiện tính chất nhiệt
của mũ cũng như nâng cao khả
năng chống nóng của mũ
ATCN.

Năm 2013, Viện nghiên cứu
KHKT Bảo hộ lao động đã giao
cho Trung tâm An tồn lao động
thực hiện đề tài “Nghiên cứu
thiết kế mũ an tồn cơng nghiệp
chống nóng phù hợp với điều
kiện lao động ngồi trời ở Việt
Nam”, với mục tiêu: “Đưa ra
được bản thiết kế mẫu mũ
ATCN chống nóng phù hợp với
lao động ngồi trời ở Việt Nam”.
II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Tổng quan tài liệu nghiên

cứu trong và ngồi nước liên
quan đến khả năng chống nóng
của mũ ATCN.
Tổng quan về kết cấu mũ,
vật liệu sử dụng và hiệu quả
chống nóng của mũ ATCN hiện
nay:
- Tổng quan về kết cấu và
vật liệu sử dụng của mũ ATCN.
- Khảo sát nhiệt độ xung
quanh ở phía dưới thân mũ và
phía trên thân mũ khi cơng
nhân đang sử dụng mũ ATCN
(một vài cơng trình đang thi
cơng xây dựng tại Hà Nội).

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

17


K t qu nghiên c u KHCN

- Đánh giá kết cấu mũ phổ
biến hiện nay.
Đề xuất u cầu về khả
năng chống nóng của mũ.
Tính tốn thiết kế lại kết
cấu cũng như cấu trúc các lớp
vật liệu nhằm đáp ứng u cầu

chống nóng cho người sử dụng
(sử dụng phần mềm solidworks, catia, cad/cam/cnc).
B ng 1. Các lo i mũ đã s

d ng trong đ tài

TT

Loại mũ

Vật liệu sản
xuất thân mũ

1
2
3
4
5

Mũ a (vn)
Mũ b (hq)
Mũ c (hq)
Mũ d (m)
Mũ e (hq)
(đt)

HDPE
ABS
ABS
HDPE

ABS

Đề xuất thiết kế mẫu mũ
ATCN chống nóng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Hồi cứu tiêu chuẩn, tài liệu
về mũ an tồn cơng nghiệp
chống nóng trong và ngồi
nước.
Thực nghiệm.
Phương pháp tính tốn
Kết cấu của mũ
Lớp xốp
Thông gió
Không có
Không có
Có lớp xốp Không có
Không có
Có lỗ thông gió
Không có
Có khe thông gió
Có lớp xốp Có lỗ thông gió

B ng 2. K t qu đo đ b n va đ p gi m ch n
TT

1
2
3
4

5

Loại mũ

Mũ A (VN)
Mũ B (HQ)
Mũ C (HQ)
Mũ D (M)
Mũ E (HQ)
(E,ĐT)

Độ bền va đập giảm
chấn ở điều kiện
nhiệt độ chuẩn
2716N
1620N
1675N
1890N
1655N

nhi t đ chu n

Tiêu chuẩn TCVN
6407-98
(Fd 5000N)
Đạt tiêu chuẩn
Đạt tiêu chuẩn
Đạt tiêu chuẩn
Đạt tiêu chuẩn
Đạt tiêu chuẩn

bài tốn truyền nhiệt, thiết kế
và phân tích số liệu.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Khảo sát tình hình sử
dụng mũ ATCN cho lao động
ngồi trời (Xem bảng 1,2,3).
Nh n xét k t qu kh o sát:
Đối với tất cả 5 loại mũ dùng
khảo sát thì nhiệt độ đo trong
mũ trên đầu cơng nhân cao
hơn hẳn nhiệt độ bên ngồi.
Tuy nhiên đối với 2 loại mũ A và
C, là loại mũ khơng có xốp
chống nóng và cũng khơng có
thơng gió thì nhiệt độ chênh
lệch giữa phía trong mũ và
nhiệt độ ngồi trời cao hơn hẳn
2 loại mũ B và D, là loại mũ đã
có chống nóng và khe thơng
gió và cao hơn nhiệt độ ngồi
trời là >2 ÷ 30C. Mũ B có xốp
chống nóng, nhiệt độ phía
trong giảm hơn hẳn, gần bằng
với mũ có khe thơng gió là mũ
D và cao hơn ngồi trời là >1 ÷
20C. Mũ C và mũ E có 18 lỗ
thơng gió và có tổng diện tích lỗ
thơng gió là 127,17mm2 nhỏ

hơn tổng diện tích 10 khe thơng
gió của mũ D (180mm2). Do
cấu tạo của lỗ thơng gió (mũ
C,E) q nhỏ nên hiệu quả
thơng gió hầu như khơng tác
dụng. Mặt khác mũ E là mũ mà

B ng 3. K t qu kh o sát nhi t đ chênh l ch gi a bên trong và bên ngồi mũ ATCN
Thời gian Nhiệt độ ngoài
đo
trời (T0C)
Sáng
37,3±0,5
10h3012h30
Chiều
39,4±0,5
13h3015h30
Nhiệt độ chênh lệch so với
nhiệt độ ngoài trời

18

Nhiệt độ bên trong mũ (0C)
Mũ A
Mũ C
Mũ B
Mũ E
39,36r0,8 39,55r0,8
38,92r0,6 39,04r0,6

Mũ D
38,60r0,6

Mức ý
nghóa
P<0,05

41,35r0,7 41,25r0,1

40,82r0,6

40,78r0,6

40,52r0,3

P<0,05

2 y 3 0C

1 y 2 0C

1 y 2 0C

1 y 2 0C

2 y 3 0C

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

K t qu nghiên c u KHCN

tự lắp ghép (xốp của mũ B),
xốp này khơng có gì đặc biệt,
khơng có khe, lỗ thơng gió,
chính vì vậy mà hiệu quả của lỗ
thơng gió ở mũ E hầu như
khơng đáng kể, chỉ có tác dụng
của xốp cách nhiệt. Do đó,
nhiệt độ phía trong của mũ B và
mũ E là gần như nhau. Cấu tạo
thơng gió của mũ C, D, E có thể
nước mưa rơi vào đầu người
đội.
Mũ D là mũ có kiểu dáng và
kích thước khác hẳn (mũ của
Mỹ) so với mũ của Hàn Quốc
và mũ của Việt Nam. Khi đội
mũ D lên cảm thấy rộng và
khơng chắc chắn với khn
đầu người Việt. Do vậy đề tài
lựa chọn mũ của Hàn Quốc (có
kích thước vừa với đầu người
Việt Nam hơn) và có kiểu dáng
đẹp để cải tiến thiết kế mũ phù
hợp với người lao động ngồi
trời ở Việt Nam.
Tuy nhiên ở đây là nhiệt độ
ngồi trời khơng q cao (37390C) nhưng có ngày nhiệt độ
ngồi trời lên đến 450C thì nhiệt

độ ở trên đầu phía trong mũ lên
tới gần 500C, điều này thật sự
khơng thể chịu đựng được.
Chẳng hạn như ngày 16/5,
nhiệt độ ngồi trời là 450C,
cơng nhân khơng thể làm việc
được, đi ra ngồi trời khoảng 5
phút phải vào bóng mát ngay.
3.2. Một số cải tiến đối với
thiết kế của mũ ATCN nhằm
nâng cao hiệu quả chống
nóng và tính năng bảo vệ
khác cho lao động ngồi trời
3.2.1. Thi t k các khe thơng
gió thân mũ
a) Cơ sở lý thuyết:
Vì mũ đảm bảo độ bền đạt

tiêu chuẩn chất lượng đã có
nhiều nghiên cứu đề cập trước
đó, ở đây, chúng tơi khơng thiết
kế tồn bộ mũ mà chúng tơi
chọn phương án cải tiến thiết
kế mũ. Với mũ đã thiết kế đạt
tiêu chuẩn, chúng tơi cải thiện
tính chất nhiệt của mũ. Theo
khảo sát và phân tích nhận
thấy rằng mũ hiện tại của Việt
Nam vừa khơng thơng thống,
vừa cách nhiệt kém.

Phân tích các đặc tính truyền
nhiệt giữa cơ thể con người và
mơi trường xung quanh cho
thấy, sự bay hơi của mồ hơi từ
cơ thể là một yếu tố rất quan
trọng để làm mát cơ thể con
người và là cơ chế truyền nhiệt
quan trọng nhất khi nhiệt độ
ngồi trời trên 38°C. Nhiều
nghiên cứu cho thấy sự trao đổi
nhiệt trên bề mặt của đầu bị
cản trở nhiều khi người lao
động đội mũ và khả năng bay
hơi giảm đáng kể do thân mũ
khơng thấm mồ hơi. Vì vậy, để
giảm thiểu nguy cơ stress nhiệt
khi đội mũ làm việc ngồi trời
nắng nóng, nhóm nghiên cứu
đề xuất cải tiến như sau: bổ
sung các khe thơng gió ở hai
bên cạnh mũ, thêm lớp cách
nhiệt bằng vật liệu xốp polystyren và thêm lớp lót thấm mồ
hơi từ đầu.
Mục đích đề cập tới các hốc,
khe hoặc lỗ thơng gió trong việc
thiết kế mũ là để cải thiện dòng
của khơng khí phía trong của
mũ, tạo điều kiện tiện nghi khi
sử dụng mũ (tốc độ gió, nhiệt
độ và độ ẩm....). Với mũ, lượng

khơng khí có thể được trao đổi
giữa bề mặt đầu và mơi trường
bên ngồi, lượng khơng khí

này bị hạn chế do độ dẫn nhiệt
thấp của vật liệu sản xuất mũ.
Hơn nữa, thân mũ làm từ nhựa
nhiệt dẻo do đó khơng thể cho
chất lỏng (mồ hơi) hoặc chất
rắn truyền qua ra bên ngồi
được. Nhiều nghiên cứu trên
thế giới kết luận rằng các lỗ
thơng gió có tác dụng tốt trong
nhiều trường hợp thốt mồ hơi
tránh ẩm cho người sử dụng và
khẳng định trên thân mũ nên
thiết kế nhiều lỗ thơng gió vì
chúng cho phép thốt dòng hơi
tối đa ra bên ngồi và do đó
gradient áp lực nước lớn nhất
tại bề mặt da giảm. Do vậy việc
sử dụng các lỗ thơng gió mũ sẽ
làm giảm nguy cơ stress nhiệt.
Nhưng một hạn chế của các lỗ
thơng gió là diện tích lỗ gió nhỏ
nhưng nếu tăng diện tích thì
chính những vị trí này cho phép
ánh nắng xun qua và có thể
xun thẳng vào đầu người sử
dụng. Bên cạnh đó nước mưa

có thể rơi vào đầu qua các lỗ
thơng gió khi trời mưa. Một thiết
kế phải đáp ứng cả sự tiện nghi
và an tồn, đó là mục tiêu tiến
tới một sản phẩm hồn thiện,
kích thích người sử dụng, tránh
những hậu quả đáng tiếc xẩy ra
trong lao động: các lỗ thơng gió
của mũ phải giảm stress nhiệt
bằng cách cải thiện các đặc tính
truyền nhiệt từ đầu đến mơi
trường xung quanh và khơng
làm tăng nguy cơ tổn thương
tới đầu hoặc độ bền va đập của
mũ.
Một nghiên cứu khác của
Hsu và cộng sự (1998) đã
nghiên cứu thử nghiệm rất
nhiều kích cỡ, hình dạng và vị
trí của các lỗ thơng gió trong
mũ an tồn cơng nghiệp, và

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

19


K t qu nghiên c u KHCN

phát hiện ra rằng các lỗ thơng

gió chỉ có tác dụng rất nhỏ
trong việc tăng cường đối lưu
trên bề mặt đầu. Ngồi ra, việc
thiết kế các lỗ thơng gió mũ
cũng phải xem xét đến nhiệt
năng từ mặt trời. Vì vậy lỗ
thơng gió nhiều khi khơng thích
hợp, tốt nhất nên thiết kế hốc
thơng gió hoặc khe thơng gió,
đảm bảo đối lưu trên đầu được
tốt hơn.
Bởi mũ phải đảm bảo độ bền
va đập, vì vậy khơng thể thiết
kế khe, hốc thơng gió tùy tiện
được mà phải tn theo tiêu
chuẩn cho phép, ví dụ như tiêu
chuẩn EN 397:1995, cho phép
diện tích là: 150mm2 ≤ Diện tích
lỗ, khe thơng gió ≤ 450mm2, để

đảm bảo u cầu kỹ thuật của
mũ.
b) Cơ sở thực tiễn:
Sau khi nghiên cứu các tài
liệu và qua khảo sát thực tế,
nhóm tác giả muốn thiết kế
thân mũ có cấu tạo ngồi u
cầu trong tiêu chuẩn còn có hệ
thống kênh thơng gió, cấu tạo
của kênh thơng gió sao cho vẫn

đảm bảo độ bền về kết cấu của
mũ và khe thơng gió khơng cho
hoặc hạn chế tối đa nước mưa
rơi vào đầu người đội. Kênh
thơng gió có ưu điểm như dẫn
hướng gió, tạo một luồng gió từ
mơi trường bên ngồi vào trong
mũ, kênh thơng gió có cả hai
bên, tăng khả năng đối lưu
khơng khí. Nhóm nghiên cứu

B ng 4. Đ xu t thi t k mũ an tồn cơng nghi p ch ng nóng
Đề xuất
thiết kế
Thân mũ có
khe thông
gió

Lớp xốp

Lớp lót

20

đã giải bài tốn nhiệt trong kết
cấu mũ, tuy nhiên, bài tốn
nhiệt là phức tạp, giải bài tốn
này với giả thiết ban đầu là bỏ
qua sự bức xạ nhiệt của mơi
trường xung quanh. Đây chỉ là

một cơ sở ban đầu để nhóm
nghiên cứu có những tính tốn
cho cải tiến thiết kế mũ. Để cải
thiện độ thơng thống cho mũ,
nhóm nghiên cứu có các đề
xuất như trong bảng 4.
Khảo sát loại mũ trên thị
trường cho thấy, mũ Hàn Quốc
vừa có khn đầu phù hợp với
người Việt Nam vừa có kiểu
dáng đẹp, nên nhóm nghiên
cứu lựa chọn kiểu dáng của mũ
Hàn Quốc để cải thiện tính chất
nhiệt cho mũ.

Nguyên tắc

Tiêu chuẩn

- Thân mũ có các kênh thông gió, trong mỗi kênh có
một khe thông gió. Khe thông gió trên thân mũ không
làm ảnh hưởng tới độ bền của mũ
- Giảm stress nhiệt bằng cách cải thiện sự truyền nhiệt
từ đầu người đến môi trường xung quanh
- Vật liệu làm phải có hệ số cách nhiệt cao.
- Không làm giảm khả năng bảo vệ của mũ ATCN
- Khe thông gió không hoặc hạn chế nước mưa rơi vào
đầu khi trời mưa.
- Màu của mũ nên thiết kế màu sáng như màu trắng
(phản xạ ánh sáng mặt trời tốt hơn các màu khác)

- Ngăn cản sự truyền nhiệt tối đa từ thân mũ vào đầu
người
- Hấp thụ va đập, giảm một phần xung lực truyền
xuống đầu

- Các khe thông gió của mũ
không được giảm độ bền va
đập của thân mũ, tuân theo
tiêu chuẩn EN 397:1995

Giảm stress nhiệt bằng cách:
- Tăng sự truyền mồ hôi qua các lớp
- Có tính dẫn nhiệt cao hơn vật liệu làm các lớp khác

- Đảm bảo cho kết cấu của
mũ.
- Làm từ vật liệu xốp styren,
không làm tăng nhiều khối
lượng của mũ
- Vật liệu phải bền
- Thấm mồ hôi tốt
- Có tính kinh tế
- Không bắt cháy

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014


K t qu nghiên c u KHCN

Hình 1: Thi t k hình d ng bên ngồi và bên trong c a

thân mũ m i

c) Kết quả thiết kế thân mũ
Trên thân mũ có các kênh
thơng gió, việc bố trí các kênh
thơng gió này khá phức tạp vì
khơng phải ở vị trí nào cũng
phát huy tối đa tác dụng của
nó. Theo khảo sát thực tế thì
kênh gió được lựa chọn ở vị trí
cách đỉnh mũ 15-30 mm là tốt
nhất. Vì vậy, nhóm tác giả thiết
kế trên thân mũ có hệ thống
kênh thơng gió. Hệ thống này
cách đỉnh mũ là 22 mm và bố trí
có 10 kênh thơng gió, mỗi bên
5 kênh, mỗi kênh lại có một khe
thơng gió. Kích thước của mỗi
khe là 3mm x 7mm (tổng diện
tích khe thơng gió là 210mm2,
thể tích tổng 10 lỗ là 0,63 cm3,
bằng 0,29% tổng thể tích của
mũ). Các khe này có cấu tạo
đặc biệt để hạn chế nước mưa
rơi vào đầu, như khe cách bề
mặt kênh là 3mm, nước mưa
rơi xuống kênh khơng thể hoặc
hạn chế tối đa bắn vào khe.
Thiết kế kênh thơng gió
khơng làm ảnh hưởng tới độ

bền của thân mũ vì chính kênh
thơng gió này lại tạo ra các gân
chịu lực ở phía trong mũ, càng
làm tăng độ cứng vững cho
mũ. Thân mũ có cấu tạo họa
tiết nhẹ nhưng khơng giữ các
vật thể bắn vào thân mũ vì họa
tiết này được vê tròn, vừa tạo
cảm giác thời trang mà khơng

ảnh hưởng tới kết cấu độ bền
của mũ.
Ở phía dưới vành mũ có cấu
tạo các khe, hốc để lắp cầu mũ,
ở đây cũng có thể thiết kế các
mấu lắp cầu mũ, tạo sự đa
dạng khi lắp cầu mũ. Bên cạnh
đó, hệ thống này còn có các
khe để lắp các phụ kiện khác
như bịt tai chống ồn, kính chắn
gió bụi, tấm che gáy phía sau...
3.2.2. Thi t k c u mũ
Một bộ phận khơng thể thiếu
được của mũ ATCN đó là cầu
mũ (bộ giảm chấn). Bộ giảm
chấn ngồi tác dụng định vị mũ
trên đầu còn có tác dụng quan
trọng trong việc phân bố đều
năng lượng va đập truyền qua
thân mũ ra khắp bề mặt đầu.

Điều đó có nghĩa là chia nhỏ
năng lượng va đập và bảo vệ
đầu khỏi bị va đập cục bộ q
mạnh. Ngồi ra cùng với tác
dụng đàn hồi của thân mũ, tính
chất đàn hồi của vật liệu làm
cầu mũ cũng có tác dụng làm
giảm năng lượng va đập. Theo
tiêu chuẩn, độ giảm chấn của
mũ phải khơng nhỏ hơn 75%.
Để tạo được mũ có độ giảm
chấn như u cầu ngồi việc
chọn vật liệu, cần phải chú ý tới
kết cấu cầu mũ sao cho bền
chắc, có tính giảm chấn cao và
phân tán đều khắp đầu năng
lượng va đập. Thơng thường

cầu mũ làm bằng vải xe sợi
bơng, sợi tổng hợp polyethylene… và có dạng 4 cánh hoặc
5 cánh.
Với mục đích của hệ thống
cầu mũ là đảm bảo hấp thụ
phần lớn lực va chạm mà
khơng bị tung ra khỏi đầu người
đội cũng như để duy trì sự ổn
định khi đội mũ trong điều kiện
làm việc bình thường, các chi
tiết chủ yếu của cầu mũ bao
gồm: chi tiết liên kết dải băng

cầu, dây giảm chấn, tấm liên
kết... Để nối các giải băng cầu
này cần các chi tiết như hình
hoặc các mấu cài vào các khe
trên vành thân mũ (hình 2,3).
Băng cầu:
Bộ phận này có thể điều
chỉnh bộ phận bên trong, tiếp
xúc với đầu, điều chỉnh cỡ đầu
như hình 4.
Trên băng cầu, phần tiếp xúc
với trán có thêm một lớp lót để
thấm mồ hơi và tránh khơng
cho băng cầu tỳ trực tiếp vào
trán làm đau trán, chính tấm lót
này có tác dụng tạo cảm giác
thoải mái cho đầu. Vật liệu làm
lớp này là vải coolmax.
3.2.3. Thi t k l p x p và l p
lót
a) Lớp xốp cách nhiệt
Trong phần khảo sát khẳng
định khi mũ có thêm lớp xốp,
nhiệt độ phía trong mũ thấp
hơn hẳn nhiệt độ của mũ khơng
có lớp xốp. Nhưng chiều dày
lớp xốp này bao nhiêu thì trong
phạm vi của đề tài khơng cho
phép kiểm tra được. Nếu chiều
dày mỏng q thì khơng tác

dụng nhiều còn nếu dày q thì
khơng thể lắp vào mũ.
Do vậy, để thiết kế lớp xốp

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

21


K t qu nghiên c u KHCN

Hình 5. Thi t k l p x p cách
nhi t

Hình 2. Hình d ng m u gài và dây gi m ch n

Hình 3. Dây gi m ch n và chi ti t n i dây gi m ch n vào thân mũ

Hình 4. Mơ t băng c u

nhóm tác giả căn cứ vào khn của thân mũ và khoảng cách khe
hở thẳng đứng trong tiêu chuẩn cho phép, đó là 25mm ≤ H1≤
50mm, khe hở xung quanh là: 5mm ≤ H2≤ 20mm, chiều sâu bên
trong là: H3=85mm. Từ đó nghiên cứu thiết kế được chiều dày của
xốp lớn nhất là 15mm. Do kết cấu của mũ mà chiều dày của xốp
cũng sẽ khơng đồng đều và chiều dày nhỏ nhất là 6mm (tham
khảo thiết kế của Hàn Quốc)(hình 5).

22

Trên xốp cũng thiết kế các
kênh và các khe dẫn gió, tăng
sự đối lưu cho phía trong mũ.
b) Lớp lót tiện nghi
Một lớp lót vải thường được
đặt giữa các vật liệu hấp thụ
tác động và đầu người. Lớp lót
này thường bao gồm bơng
hoặc vật liệu khác. Như đã đề
cập trước đó, các đặc tính
cách nhiệt của vật liệu chủ yếu
là dựa trên lượng khơng khí bị
mắc kẹt bên trong sợi và bề
mặt của nó. Như vậy, từ góc độ
nhiệt động lực học, việc sử
dụng lớp lót bơng chỉ làm tăng
nguy cơ stress nhiệt. Do vậy
nếu khơng sử dụng lớp này thì
lại còn tốt hơn. Nhưng vấn đề
đặt ra là muốn giảm stress
nhiệt có thể đạt được bằng
việc lựa chọn một loại vật liệu
lót khác kết hợp với việc gia
tăng đối lưu khơng khí phía
trong mũ. Do vậy cần tối đa
hóa tính thấm của các lớp lót
để khơng khí ẩm và mồ hơi có
thể thốt ra ngồi được dễ
dàng. Các tiêu chí như độ bền,
khả năng thấm nước (trên bề

mặt ngồi), kinh tế và chống
cháy cũng được lựa chọn để
đảm bảo rằng lớp lót phát huy

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014


K t qu nghiên c u KHCN

tác dụng của mình. Do vậy đề
tài đặt ra có thêm lớp này, chọn
vật liệu có khả năng thấm mồ
hơi và thơng thống nhưng
quan trọng là mềm mại, tạo
cảm giác dễ chịu cho người
đội. Dưới đây là một số mẫu
vải có thể lựa chọn, đề tài đã
lựa chọn mẫu thứ 4 để làm lớp
lót tiện nghi (ảnh 6).
Đó là vải Coolmax, là loại
vải được nghiên cứu, chế tạo
nhằm mục đích giữ cho cơ thể
con người tránh khỏi sự ẩm
ướt trong khi làm việc, hoạt
động mạnh tốt mồ hơi. Đây là
loại vải sử dụng đặc biệt cho
các vận động viên điền kinh
nhằm giữ cho cơ thể của họ
khơ ráo trong q trình hoạt
động thể thao. Coolmax có

khả năng thấm mồ hơi từ cơ
thể con người, làm cho hệ

1

2

3

4

thống tuần hồn được hoạt
động tốt hơn, đồng thời cũng
là loại vải có khả năng làm cho
hơi nước bay hơi nhanh hơn
so với các loại vải thơng
thường khác. Ngồi ra
Coolmax có bề mặt rất mịn,
mượt làm cho cơ thể con
người khi tiếp xúc với loại vải
này có cảm giác mềm mại, mát
hơn gấp nhiều lần so với các
loại vải khác. Coolmax là loại
vải có thể giặt bằng máy giặt
và sấy bằng máy sấy (ảnh 7).
3.2.4. Thi t k t m che gáy
ch ng nóng
Khi cơng nhân làm việc
ngồi trời, nhất là cơng nhân
xây dựng, cấp thốt nước, vệ

sinh đơ thị thì khi cúi xuống ánh
nắng sẽ xun vào gáy, điều
này cũng gây cảm giác khó
chịu, mệt mỏi và nếu làm việc

5

6

nh 6. nh các lo i m u v i l a ch n làm l p lót

nh 7. nh c a v i Coolmax

7

trong nắng lâu sẽ dẫn đến say
nắng, say nóng, stress nhiệt…
Chính vì vậy đề tài cũng đề
xuất một bộ phận phụ đó là
tấm che gáy.
Vật liệu được chọn là loại
vải, giả da, loại này có tính
mềm mại và giá rẻ, dễ kiếm và
tương đối bền. Như trên đã
nói, trên thân mũ có cấu tạo
các mấu gài, có thể dễ dàng
lắp bộ phận che gáy vào.
3.2.5. Thi t k kính ch n gió,
b i
Để thiết kế một thân mũ

hồn chỉnh, đề tài đặt ra thiết
kế cả bộ phận lắp ráp kính
chắn gió, bụi, trên thân mũ đã
có các bộ phận để lắp thêm bộ
phận giữ kính. Kính chắn gió
bụi, khi cần thiết thì kéo từ từ
xuống, còn bình thường kính
được giữ ở phía bên trong của
mũ.
IV. KẾT LUẬN
Qua 1 năm làm việc và
nghiên cứu, đề tài đưa ra một
số kết luận sau:
Đã tìm hiểu và nghiên cứu
cơ chế truyền nhiệt trong cơ
thể con người và ảnh hưởng
của nhiệt độ lên người đội mũ.
Khi đội mũ trong mơi trường
khí hậu nhiệt đới gió mùa,
nóng ẩm quanh năm, những
hơi ẩm này khơng dễ thốt qua
mũ ra ngồi được (vì kết cấu
mũ hiện nay) do vậy mà tích tụ
trong đầu phía dưới thân mũ
làm tăng nhiệt cục bộ, chính vì
vậy mà người cơng nhân cảm
thấy nóng bức, nếu đội mũ
trong thời gian dài có thể bị say

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014

23


K t qu nghiên c u KHCN

nóng, say nắng và ảnh hưởng
đến sức khỏe người lao động
dẫn đến giảm năng suất lao
động. Do đó đội mũ làm cản
trở q trình truyền nhiệt tự
nhiên của đầu ra mơi trường
xung quanh.

Khảo sát nhiệt độ chênh
lệch giữa phía dưới mũ trên
đầu và nhiệt độ ngồi trời của
5 loại mũ, trong đó có 4 loại
mũ là kết cấu ngun từ nhà
sản xuất, một mũ là đề tài thử
nghiệm với ý tưởng của mình.
Từ những khảo sát ban đầu,
đề tài lựa chọn kiểu dáng mũ
của Hàn Quốc và cải tiến các
khe thơng gió ở trên thân mũ.
Do vậy, đề tài đã khảo sát vị trí
thiết kế khe thơng gió (tuy mới
chỉ dừng lại ở những sửa
chữa thủ cơng thơ sơ). Kết
quả cho thấy rằng, khe thơng

gió ở vị trí cách đỉnh mũ trong
khoảng 20-25mm cho khả
năng lưu thơng khơng khí là tốt
nhất.

Đề tài đã đề xuất cải tiến
thiết kế cho mũ ATCN, đưa ra
được bản thiết kế chi tiết về
cải tiến thân mũ: Trên thân mũ
có các kênh thơng gió. Trên
thân mũ có hệ thống kênh
thơng gió và hệ thống này
cách đỉnh mũ là 22 mm và bố
trí có 10 kênh thơng gió, mỗi
bên 5 kênh và mỗi kênh lại có
một khe thơng gió. Kích thước
của mỗi khe là 3mm x7mm
(tổng diện tích khe thơng gió là
210mm2). Các khe này có cấu
tạo đặc biệt để hạn chế nước
mưa rơi vào đầu, như khe
cách bề mặt kênh là 3mm,

24

nước mưa rơi xuống kênh
khơng thể hoặc hạn chế tối đa
bắn vào khe.

Ngồi ra, đề tài cũng thiết kế

xốp cách nhiệt, trong lớp này
có cấu tạo sao cho khơng cản
trở dòng đối lưu khơng khí qua
các khe thơng gió vào trong
mũ và qua lớp xốp vào đầu
người đội. Thêm một lớp lót
thấm mồ hơi bằng vật liệu đặc
biệt (coolmax) khơng gây cản
trở cho dòng khơng khí lưu
thơng trên đầu phía dưới mũ.

Đề tài cũng thiết kế trên
thân mũ có các khe để có thể
lắp ráp các phụ kiện khác
trong các trường hợp đặc biệt
u cầu như: kính chắn bụi, bộ
phận che gáy chống nắng, khe
lắp bịt tai chống ồn…
Đề tài kiến nghị tiếp tục
hướng nghiên cứu:
+ Chế tạo thử sản phẩm để
đưa vào sử dụng.

+ Nghiên cứu tính chất nhiệt
của mũ bằng phương pháp mơ
phỏng số.

+ Nhóm nghiên xây dựng hệ
thống thiết bị thử nghiệm xác
định tính chất nhiệt của mũ

ATCN.

Đề tài kiến nghị nhà sản
xuất xem xét, áp dụng thiết kế
này, chế tạo thử nghiệm để có
một sản phẩm mũ hồn chỉnh,
cải thiện được tính chất nhiệt
của mũ, đưa vào sử dụng
nhằm tránh stress nhiệt, tăng
tính tiện nghi cho người lao
động.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. KS. Lưu Văn Chúc, KS.
Kiều Ngọc Hanh, BS. Phạm
Ngọc Lưu, Báo cáo tổng kết
đề tài: "Bước đầu nghiên cứu
mũ chống chấn thương sọ não
cho cơng nhân mỏ và cơng
nhân xây dựng", Viện nghiên
cứu KHKT BHLĐ năm 1976.

[2]. KS. Lưu Văn Chúc, Mũ
bảo hộ lao động, Viện nghiên
cứu KHKT BHLĐ năm 1978.

[3]. KS. Dương Cơng Bắc, KS.
Nguyễn Quốc Chính, Báo cáo
tổng kết đề tài: “Nghiên cứu

đưa vào sản xuất mũ chống
chấn thương sọ não”, Viện
nghiên cứu KHKT BHLĐ năm
1981-1985

[4].
Abeysekera,
J.D.A.,
Shahnavaz, H. Ergonomics
evaluation of modified industrial helmets for use in tropical
environments. Ergonomics,
31, 1317- 1329 (1988)

[5]. P. A. Bruhwiler, Heated
perspiring manikin headform
for the measurement of headgear ventilation characteristics, Measurement Science
and Technology 14 (2003),
217-227.

[6]. Christopher Despins,
Alyssa
Lindsay,
Katie
McQuoid, Leslie Mumford,
Design of appropriate demining
personal
protection
equipment for head and face,
Thursday March 31, 2005.

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2014