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).