MIKROKLIMAT - ŚRODOWISKO TERMICZNE

 

 
Pojęcie mikroklimatu zdefiniowanego jako środowisko cieplne, w którym przebywa człowiek 
obejmuje zespół czynników fizycznych, a mianowicie:  

o       temperaturę,  

o       wilgotność względną,  

o       prędkość ruchu powietrza i promieniowanie cieplne. 

 
Stan środowiska cieplnego, w jakim przebywa człowiek, charakteryzuje:  

   średnia temperatura promieniowania,  

   średnia temperatura powietrza, 

   względna prędkość ruchu powietrza, 

   bezwzględna wilgotność powietrza.  

Optymalne parametry środowiska powietrznego 

         temperatura powietrza 23°C do 25°C latem oraz 20 do 22°C zimą, 

         wilgotność względna powietrza od 35% do 70%. Wahania wilgotności względnej w 

granicach ± 10% nie są odczuwalne w sposób przykry, 

         prędkość powietrza w lecie od 0,2 do 0,3 m/s, a w zimie 0,15 m/s. W razie 

przekroczenia dopuszczalnej prędkości ruchu powietrza może powstać uczucie 
przeciągu, które jest szczególnie przykre, gdy strumień powietrza jest skierowany na 
nogi, bark lub szyję pracownika. 

Klasyfikacja środowisk termicznych i ocena obciążenia cieplnego człowieka.  

Podstawową kwalifikacją środowisk termicznych jest skala ocen odczuć cieplnych człowieka 
PMV (Required Clothing Insulation). 

Według tej skali odczucia są następujące: 

•         zimno: -3 

•         chłodno: -2 

•         dość chłodno: -1 

•         obojętnie: 0 

•         dość ciepło: +1 

•         ciepło: +2 

•         gorąco: +3 

Równanie bilansu cieplnego człowieka obejmuje: 

S = M - W - R - C - E - Res

 

gdzie:  

S - ilość ciepła otrzymanego lub odprowadzonego przez ustrój   do otoczenia, 

M - wewnątrzustrojowa produkcja ciepła,  

W - praca zewnętrzna, 

R - ciepło promieniowania, 

C - ciepło unoszenia (oddawane przez przewodzenie i konwekcję), 

E - ciepło parowania wydzielonego potu,  

Res - straty ciepła związane z oddychaniem. 

Najważniejsze czynniki, wpływające na wymianę ciepła, to: 

1. Mikroklimat            

- temperatura powietrza,  
- średnia temperatura promieniowania,  
- prędkość przepływu powietrza,  
- wilgotność powietrza. 

2. Odzież 

- izolacja cieplna,  
- oporność parowania. 

3. Aktywność 

- metaboliczna produkcja ciepła. 

Wskaźnikiem, używanym do oceny obciążenia cieplnego (termicznego) ustroju człowieka w 
"środowisku gorącym" jest tzw. WBGT (Wet Bulb Globe Temperature)  

 

WBGT = 0,7 x t

nw

 +0,3 x t

g

 

gdzie: 

t

nw

 - temperatura termometru wilgotnego naturalnego, °C,  

t

g

 - temperatura termometru poczernionej kuli, °C. 

Ocena warunków pracy w środowisku termicznym.  

Aby ocenić, czy pracownik ma zapewnione warunki komfortu cieplnego, określamy wartość 
wskaźnika PMV.  
W tym celu należy: 

•      oszacować wartość izolacyjności używanej odzieży (wartości te podane są w normach i 
wyrażone w tzw. jednostkach CLO (1 CLO = 0,155 m

2

 x °C/W),  

•      oszacować wartość metabolicznej produkcji ciepła  
w organizmie (wydatku energetycznego).  
Wartości te są również podawane w normach. 

•      zmierzyć za pomocą odpowiedniej aparatury wartości:  

    - temperatury powietrza t

a

, °C, 

    - prędkości ruchu powietrza v, m/s, 

     - wilgotności względnej powietrza j ,% 

    - średnią temperaturę promieniowania t

r

, °C. 

Średnią temperaturę promieniowania można zmierzyć bezpośrednio bądź obliczyć z 
zależności uwzględniającej: 

    - temperaturę termometru kulistego t

g

, °C,  

    - prędkość ruchu powietrza v, m/s, 

    - temperaturę powietrza t

a

, °C. 

Sposoby ograniczania obciążenia cieplnego pracowników. 

•      stosowanie procesów produkcyjnych nie emitujących dużych ilości ciepła (np. obróbki 
"na zimno", a nie obróbki "na gorąco"), 

•      stosowanie podwieszonych, wentylowanych stropów, 

•      stosowanie maszyn i urządzeń, które nie pogarszają parametrów środowiska 
powietrznego, nie stanowią źródeł emisji ciepła (np. palniki można zastąpić grzaniem 
indukcyjnym), 

•      automatyzacja procesów technologicznych lub poszczególnych urządzeń (np. spawania), 

•      izolowanie lub chłodzenie urządzeń będących źródłami ciepła, 

•      umieszczanie urządzeń będących źródłami ciepła w oddzielnych pomieszczeniach (gdzie 
stały pobyt ludzi byłby zbyteczny) lub na zewnątrz pomieszczeń, 

•      ekranowanie źródeł promieniowania cieplnego (ekrany wodne, osłony z materiałów 
izolacyjnych lub chłodzących, z płyt aluminiowych lub metalowych z folią aluminiową, szkła 
absorpcyjnego), 

•      zmniejszanie lub likwidowanie powierzchni o wysokiej temperaturze, 

•      stosowanie obudów maszyn i urządzeń odprowadzających gorące powietrze na zewnątrz 
(możliwość odzysku energii), 

•      stosowanie ekranowania urządzeń, emitujących promieniowanie cieplne, w postaci: 

-         ekranów odblaskowych, 

-         ekranów z wymiennikiem ciepła (chłodzenie wewnętrzne ekranu powietrzem lub 

wodą),  

-         ekranów filtrujących  (szkło pochłaniające podczerwień),  

-         ekranów zraszanych  (siatki lub łańcuchy zroszone wodą), 

•      stosowanie hermetyzacji lub wentylacji miejscowej wywiewnej, odprowadzającej parę 
wodną i gorące powietrze. 

W celu ograniczenia obciążenia cieplnego, gdy nie ma możliwości zastosowania 
wymienionych powyżej środków technicznych i organizacyjnych, stosuje się: 

•      zmniejszenie czasu ekspozycji pracowników na działanie ciepła (zmianowość, tworzenie 
brygad), 

•      zapewnienie zatrudnionym w warunkach niewłaściwego mikroklimatu odpoczynku w 
klimatyzowanych kabinach, 

•      odzież ochronną (z powierzchniami aluminiowymi),  

•      odzież wentylowaną lub schładzaną, 

•      miejscową wentylację nawiewną lub klimatyzację (rozwiązanie to nie jest skuteczne w 
przypadku dużych źródeł promieniowania cieplnego).