Marek Grzybicki

Energetyka pracy

Wydatek energetyczny

2

2

METODY OKREŚLANIA WYDATKU

METODY OKREŚLANIA WYDATKU

ENERGETYCZNEGO

ENERGETYCZNEGO



Kalorymetria bezpośrednia –

Kalorymetria bezpośrednia – ocena wysiłku na
podstawie pomiaru ilości ciepła wytwarzanego
w tym czasie w organizmie (specjalne komory
kalorymetryczne).



Kalorymetria pośrednia -

Kalorymetria pośrednia - polega na określeniu
objętości tlenu pobieranego przez organizm w
jednostce czasu. (Szczególnie przydatna
podczas wysiłków, w których przeważają
procesy tlenowe).



Metoda oparta na podstawie pomiarów

częstości skurczów serca



Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

3

3

Kalorymetria pośrednia

Kalorymetria pośrednia

Ilość energii uzyskana w procesach metabolicznych, przy
użyciu 1 litra tlenu jest różna, w zależności od rodzaju
spalanej substancji, np. Podczas spalania glukozy – 21,1 kJ,
tłuszczów – 19,6 kJ. Wielkość

równoważnika energetycznego

1

litra tlenu (niezbędna do przeliczenia ilości tlenu pobieranego
podczas pracy na wielkość wydatku energetycznego) waha
się od 19,6 do 21,1 kJ.

Do wyboru odpowiedniego równoważnika konieczne jest
określenie wielkości ilorazu oddechowego, czyli stosunku
ilości wydalanego CO

2

do ilości pobranego w tym samym

czasie tlenu.

Wydatek energetyczny = objętość pobranego tlenu x
odpowiedni równoważnik energetyczny (podane w tabelach)

/ISO 8996. Ergonomics – Determination of methabolic heat
production/

Dokonując pomiaru zużycia tlenu i na tej podstawie

wyliczając wydatek energetyczny, otrzymujemy

wartość brutto. Aby uzyskać liczbę kalorii

efektywnych, określających wysiłek związany z

pracą należy od całkowitego wydatku odjąć ilość

kalorii zużytych na podstawową przemianę materii.

Klasyfikacje ciężkości pracy uwzględniają tylko

wartości netto.

Kalorymetria pośrednia

Kalorymetria pośrednia

5

5

Metoda oparta na podstawie pomiarów

Metoda oparta na podstawie pomiarów

częstości

częstości

skurczów serca

skurczów serca

Metoda oceny wydatku energetycznego podczas pracy na
podstawie pomiaru częstości skurczów serca ma zastosowanie
jedynie w przypadku pracy dynamicznej, z zaangażowaniem
dużych grup mięśniowych, przy małym statycznym obciążeniu
mięśni i przy braku wpływu stresu cieplnego i obciążenia
psychicznego pracownika podczas pracy.

Zależność między częstością skurczów serca i kosztem
energetycznym może być opisana następującym wzorem:

M = 4,0 × HR – 255 (*)

gdzie:

M – koszt energetyczny pracy, w W/m

2

HR – częstość skurczów serca zmierzona podczas pracy (np.
metodą telemetryczną)

(*) wg normy ISO 8996, 1990,

metoda mało dokładana

6

6

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda

ta

polega

na

szacowaniu

wydatku

energetycznego

pracownika

zatrudnionego

na

określonym stanowisku pracy na podstawie dwóch grup
danych:

• czas wykonania poszczególnych rodzajów czynności w
ciągu

zmiany;

uzyskanie

tych

danych

wymaga

przeprowadzenia chronometrażu pracy, tzn. obserwacji
i dokonania pomiaru czasu trwania poszczególnych
rodzajów czynności,

• tabel zawierających jednostkowy wydatek energii na
wykonanie różnych czynności.

7

7

Na podstawie techniki kalorymetrii pośredniej
opracowano

tabele

zawierające

jednostkowy

wydatek energetyczny,

związany z wykonywaniem

czynności (kJ/min ).

Czas trwania poszczególnych czynności mnożymy
przez

jednostkowy

wydatek

energetyczny

i

otrzymujemy łączny wydatek energetyczny dla
danej czynności.

Następnie

sumujemy

wydatki

energii

poszczególnych

czynności

i

uzyskujemy

sumaryczny wydatek przypadający na zmianę
roboczą.

/np. Metoda Lehmana/

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

8

8

9

9

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

W sytuacji, gdy pomiary zużycia tlenu i wydalania dwutlenku

węgla

w

powietrzu

wydychanym

są

niemożliwe

do

przeprowadzenia, bądź nie ma potrzeby tak dokładnych

wyliczeń, możemy określić wielkość wydatku energetycznego

metodą pośrednią

.

Metoda polega na oznaczaniu wentylacji płuc podczas

poszczególnych cykli pracy. Istnieje zależność liniowa i wysoki

współczynnik korelacji pomiędzy wielkością zużycia tlenu,

wydatkiem energetycznym i wielkością wentylacji płuc.

Dla szacowania wielkości wydatku może być stosowany

wyłącznie pomiar wentylacji płuc. / miernik wydatku

energetycznego/

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

12

12

Pomiar wydatku energetycznego przy użyciu

Pomiar wydatku energetycznego przy użyciu

miernika MWE

miernika MWE

Pomiar oparty jest na zależności liniowej i wysokim
współczynniku korelacji pomiędzy wielkością wentylacji płuc,
pobieraniem tlenu i wydatkiem energetycznym / pomiar
wydatkowanej energii podczas wysiłku/.

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

Ocena wydatku energetycznego na podstawie

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

Marek Grzybicki

13

13

Czynnikiem,

który

należy

również

uwzględnić

przy

ocenie

kosztu

energetycznego pracy, jest

środowisko

termiczne

,

w

jakim

praca

jest

wykonywana. W środowisku termicznym
gorącym

następuje

niewielki

wzrost

wydatku energetycznego spowodowany
wzrostem temperatury ciała. Bardziej
wzrasta

wydatek

energetyczny

w

środowisku

termicznym

zimnym,

co

spowodowane

jest

pojawieniem

się

dreszczy, a także noszeniem ciężkiej
odzieży.