Franciszek Rosiek
Instytut Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej

Środowiska

gorące

PN-EN 27243

zastępuje

PN-85/N-08011

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243:2005

E r g o n o m ia

Ś r o d o w i s k a g o r ą c e

Wyznaczanie obciążenia termicznego działającego na

człowieka podczas pracy, oparte na wskaźniku WBGT

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243:2005

ZAKRES NORMY

Norma dotyczy oceny średniego wpływu ciepła na człowieka

w czasie reprezentatywnym dla jego aktywności

, ale nie

dotyczy oceny obciążenia termicznego doznawanego podczas

bardzo krótkich przedziałów czasu, ani do oceny obciążenia

termicznego bliskiego strefom komfortu.

Opisana metoda umożliwia szybkie rozpoznanie obciążenia

termicznego, na które jest eksponowana osoba przebywająca w

środowisku gorącym.

Opisana metoda może być łatwo stosowana w środowisku

przemysłowym.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

C z u j n ik d o m ie r z e n ia t e m p e r a t u r y w ilg o t n e j n a t u r a ln e j

T e m p e r a tu r a w ilg o t n a n a t u r a ln a j e s t w ie lk o ś c ią w s k a z a n ą p r z e z c z u j n ik p o k r y t y

w ilg o t n ą t k a n in ą p r z y n a t u r a ln y m r u c h u p o w ie t r z a , t z n . u m ie s z c z o n y w b a d a n y m

ś r o d o w is k u b e z s to s o w a n ia w e n ty la c j i w y m u s z o n e j .

T e m p e r a tu r a w ilg o t n a n a t u r a ln a r ó ż n i s ię o d t e m p e r a t u r y t e r m o d y n a m ic z n e j , m ie r z o n e j

z a p o m o c ą p s y c h r o m e tr u .

C z u j n ik p o w in ie n m ie ć n a s tę p u j ą c e c e c h y :

a ) k s z ta łt e l e m e n tu p o m ia ro w e g o c z u j n i k a : c y l i n d ry c z n y ,

b ) ś r e d n i c ę z e w n ę tr z n ą c z ę ś c i c z u ł e j c z u j n i k a : 6 ± 1 m m ,

c ) d ł u g o ś ć c z u j n i k a : 3 0 ± 5 m m ,

d ) z a k r e s p o m i a r u : o d 5 d o 4 0 ° C ,

e ) d o k ł a d n o ś ć p o m i a r u : ± 0 , 5 ° C ,

f ) o s ł o n a c z u j n i k a p o w i n n a b y ć p o k r y ta b i a ł y m w ł ó k n e m d o b r z e a b s o r b u j ą c y m w o d ę ( n p .

b a w e ł n i a nym,

g) wspornik czujnika powinien mieć średnicę 6 mm i na długości 20 mm powinien być pokryty

tkaniną, aby zmniejszyć przewodzenie ciepła od wspornika w kierunku czujnika,

h) włókno powinno być ułożone dookoła czujnika na kształt rękawa i dokładnie do niego

dopasowane. Zbyt ścisłe lub zbyt luźne przyleganie tego włókna do czujnika zmniejsza

dokładność pomiaru; włókno powinno być utrzymywane w czystości,

i) dolna część włókna powinna być zanurzona w zbiorniku z wodą destylowaną; długość włókna

zwisającego swobodnie w powietrzu powinna wynosić od 20 do 30 mm,

k) zbiornik powinien być tak skonstruowany i zabezpieczony, aby temperatura wody znajdująca

się wewnątrz nie mogła się podnosić pod wpływem promieniowania pochodzącego z otoczenia.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Czujnik do pomiaru temperatury poczernionej kuli

Temperatura poczernionej kuli jest to temperatura wskazywana przez

czujnik umieszczony w środku kuli o następujących cechach:

a) średnica: 150 mm,

b) współczynnik średniej emisji: 0,95 (kula poczerniona, matowa),

c) grubość (blachy z której wykonano kulę): możliwie jak najmniejsza,

d) zakres pomiaru: 20 do 120°C,

e) dokładność pomiaru:

- w zakresie od 20 do 50°C: ±0,5°C,

- w zakresie od 50 do 120°C: ±1°C.

Można również stosować inne przyrządy do mierzenia temperatury zarówno

za pomocą termometru wilgotnego naturalnego, jak i termometru z

poczernioną kulą, które po wyskalowaniu według wymienionych zakresów

pomiaru dają identyczne wyniki.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Pomiar temperatury powietrza

Temperatura powietrza, będąca parametrem podstawowym, może być

mierzona według dowolnej metody pomiaru, niezależnie od kształtu

zastosowanego czujnika. Należy jednak zastosować wszystkie środki

zabezpieczające, jakie konieczne są przy każdym pomiarze temperatury

powietrza.

W szczególności czujnik powinien być zabezpieczony przed promieniowaniem

cieplnym za pomocą urządzenia, które nie powinno utrudniać ruchu powietrza

wokół czujnika. Zakres pomiarów temperatury powietrza wynosi od 10 do

60°C z dokładnością ±1°C.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Pomiar lub szacowanie energii metabolicznej

Energia metaboliczna, przedstawiająca ilość energii zużywaną wewnątrz ciała

człowieka, jest elementem istotnym dla oceny obciążenia termicznego dla

większości warunków przemysłowych.

Tempo metabolizmu można wyznaczyć:

 wykonując pomiar pochłaniania tlenu przez pracownika,

lub przez oszacowanie na podstawie tablic.

Ze względu na charakter wskaźnika WBGT szacowanie tempa metabolizmu na

podstawie tablic jest wystarczające.

Szacowanie tempa metabolizmu wymaga pewnego doświadczenia.

W przypadku braku możliwości oszacowania na podstawie tablic,

klasyfikacja czynności może być ograniczona do 5 głównych klas, co

umożliwia tab. 1, przy czym podane w niej wartości odnoszą się do

czynności wykonywanych ciągle.

Gdy są trudności w interpretacji danych tempo metabolizmu pracownika

można wyznaczyć przez bezpośredni pomiar.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Zakres przyrostu metabolizmu

M

Klasa

w odniesieniu do

jednostki

powierzchni skóry

W/m

2

dla średniej

powierzchni skóry

1,8 m

2

W

przy obliczeniu średniego
przyrostu metabolizmu

W/m

2

W

Przykłady

1

2

3

4

5

6

0. Wypoczynek

M  65

M  117

65

117

Wypoczynek

1. Mały tempo

metabolizmu

(praca lekka)

wg PN-85/N-08011

6 5 < M  1 3 0

1 1 7 < M  2 3 4

100

180

Swobodna pozycja siedząca: lekka praca ręczna (pisanie ręczne, pisanie na

maszynie, rysowanie, szycie, księgowanie); praca rąk i ramion (małe narzędzia

stolarskie, kontrola, montaż lub sortowanie lekkich materiałów); praca

ramieniem i nogą (prowadzenie pojazdu w warunkach normalnych, obsługa

przełącznika nożnego lub pedału)

Pozycja stojąca: wiercenie (w małych częściach); frezowanie (małych części);

nawijanie cewek; skręcanie drobnej armatury; praca z narzędziami o małej

mocy; okresowe chodzenie (prędkość do 3,5 km/h).

2. Umiarkowane

tempo metabolizmu

(praca umiarkowana)

1 3 0 < M  2 0 0

234 < M  360

165

297

Długotrwała praca dłonią i ramieniem (wbijanie gwoździ, napełnianie); praca

kończyną górną i dolną (jazda ciężarówką, traktorem lub sprzętem

budowlanymi); praca ramieniem i tułowiem (praca narzędziami

pneumatycznymi, łączenie ciągnika, tynkowanie, sporadyczne posługiwanie się

umiarkowanie ciężkimi materiałami, pielenie, gracowanie, zbieranie owoców

lub warzyw); pchanie lub ciągnięcie lekkich wózków lub taczek; chodzenie z

prędkością od 3,5 km/h do 5,5 km/h; kucie mechaniczne.

3 Duże tempo

metabolizmu

(praca ciężka)

200 < M  260

360 < M  468

230

414

Intensywna praca ramieniem i tułowiem: przenoszenie ciężkich materiałów;

szuflowanie; kucie ręczne; piłowanie, struganie lub rzeźbienie twardego drewna;

ręczne koszenie; kopanie, chodzenie z prędkością od 5,5 km/h do 7 km/h.

Pchanie lub ciągnięcie mocno obciążonych wózków ręcznych lub taczek;

wyjmowanie odlewów z formy; układanie bloków betonowych.

4 Bardzo duże tempo

metabolizmu

(praca bardzo ciężka)

M > 2 6 0

M > 4 6 8

290

522

Bardzo intensywna praca wykonywana w tempie szybkim do maksymalnego;

praca siekierą; intensywne szuflowanie lub kopanie; wchodzenie po schodach,

pochylni lub drabinie; szybkie chodzenie małymi krokami, chodzenie z

prędkością większą niż 7 km/h.

Klasyfikacja poziomów metabolizmu

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

WYMAGANIA DOTYCZĄCE POMIARÓW

1. Wymagania dotyczące pomiarów odnoszące się do niejednorodności środowiska

Jeżeli pewne wielkości nie mają wartości stałej w przestrzeni otaczającej pracownika,

należy obliczyć wskaźnik WBGT w trzech miejscach, licząc od poziomu podłogi,

odpowiadających wysokości głowy, brzucha i kostki u nogi.
Jeżeli pracownik znajduje się w pozycji stojącej, należy przeprowadzić te pomiary na

wysokości 0,1; l,1 i 1,7 m, licząc od podłogi

.

Jeżeli jest w pozycji siedzącej, to mierzymy na wysokości 0,1; 0,6 i 1,1 m licząc

również od podłogi.

Pomiary służące do wyznaczania wskaźników powinny być, w miarę możności, wykonywane

jednocześnie.

Wartość średnią wskaźnika WBGT uzyskuje się z trzech wyznaczonych uprzednio wskaźników

wg wzoru





4

2

kostki

brzucha

gowy

WBGT

WBGT

WBGT

WBGT









(1)

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

2. Wymagania dotyczące pomiarów odnoszące się do zmian parametrów w

czasie
Jeżeli analiza stanowiska pracy i wykonywanych przez pracowników czynności

wykazuje, że dany parametr nie ma stałej wartości w czasie, należy wówczas

wyznaczyć jego reprezentatywną wartość średnią.
Najdokładniejsza procedura polega na ciągłym pomiarze tego parametru w

funkcji czasu i na wyznaczeniu z niej wartości średniej przez całkowanie.
Metoda ta w wielu przypadkach może być trudna do zastosowania i dlatego zmiany

każdego obliczanego parametru dzieli się na poszczególne klasy poziomu

wykazujące znaczną stałość.

Wartość średnią parametru uzyskuje się wówczas, równoważąc poziomy różnych

klas przez czas skumulowany, w którym osiągany jest każdy z tych poziomów.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Podstawa czasu T do obliczenia wartości średnich jest okresem cyklu: praca-

wypoczynek trwająca l h, co jest okresem najbardziej reprezentatywnym dla

przebywania w wysokich temperaturach w rozpatrywanych warunkach. Wartość ta

powinna być liczona od rozpoczęcia pracy.

Wartość średnia parametru p (np. metabolizm, temperatura mierzona termometrem z

poczernioną kulą lub WBGT w przypadku jednoczesnego pomiaru trzech wielkości

charakterystycznych środowiska), którego zmiana w funkcji czasu została podzielona

na n poziomów, wyraża się wzorem

w którym p

1

, p

2

, ... p

n

jest poziomem parametru uzyskanym w czasie t

1

, t

2

, ... t

n

t

1

+ t

2

+ ... + t„ = T = l h

L i c z b a p o m i a r ó w d o p r z e p r o w a d z e n i a z a l eży od s z y b k ości zmian parametrów,

właściwości reakcji zastosowanych czujników i od żądanej dokładności po m i a r u .

n

n

n

t

t

t

t

t

p

t

p

t

p

p



























3

2

1

2

2

1

1

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

O K R E S I C Z A S T R W A N I A P O M I A R Ó W

O k r e s p o m ia r ó w

W y z n a c z e n i e w s k aźnika W B G T w g n i n i e j s z e j N o r m y M iędzynarodowej

p o z w a l a t y l k o n a o c e nę obciążenia termicznego, któremu podlega

p r a c o w n i k w c z a s i e p r z e p r o w a d z a n i a p o m i a r ó w . W z w iązku z tym, zaleca

s ię przeprowadzanie pomiar ó w w o k r e s a c h o d p o w i a d a jących maksymalnym

o b c iążeniom termicznym, tzn. zwykle w gorącym okresie lata i w środku

d n i a .

C z a s t r w a n i a p o m i a r ó w

C z a s t r w a n i a p o m i a r u z a l eży od czasu reakcji zastosowanego czujnika,

k t ó r y w p e w n y c h p r z y p a d k a c h m oże być znaczny (zwłaszcza w p r z y p a d k u

te r m o m e t r u z p o c z e r n i o ną kulą, który w y m a g a o k oło 20 min do ustalenia

s ię równowagi term i c z n e j ) .

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

WARTOŚCI ODNIESIENIA

Wartości wskaźnika WBGT w

załączniku A

podane są jako wartości

odniesienia.

Zostały one ustalone przez przyjęcie jako odniesienia dopuszczalnej

maksymalnej temperatury 38°C mierzonej w odbytnicy u osób

narażonych na działanie gorąca.

Jeżeli te wartości zostaną przekroczone, należy:

- albo bezpośrednio zmniejszyć obciążenie termiczne na stanowisku

pracy za pomocą właściwych metod (oddziaływanie na środowisko,

na poziom obciążenia pracą, na okres przebywania w danym

środowisku oraz przez zastosowanie ochrony indywidualnej),

- albo przeprowadzić szczegółową analizę obciążenia termicznego za

pomocą dokładniejszych metod.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Tempo metabolizmu M

Wartości odniesienia WBGT

Klasa

metabolizmu

Odniesione do

jednostki

powierzchni skóry

W/m

2

Całkowite (przy

średniej powierzchni

skóry 1,8 m

2

)

W

Osoba zaaklimatyzowana

w środowisku gorącym

°C

Osoba niezaaklimatyzowana

w środowisku gorącym

°C

0

odpoczynek

M  65

M  117

33

32

1

65 < M.  130 117 < M  234

30

29

2

130 < M  200 234 < M  360

28

26

3

200 < M  260 350 < M  468

Nieodczuwalny

ruch powietrza

25

Odczuwalny ruch

powietrza

26

Nieodczuwalny

ruch powietrza

22

Odczuwalny ruch

powietrza

23

4

M > 260

M > 468

23

25

18

20

TABLICA WARTOŚCI ODNIESIENIA WSKAŹNIKA WBGT OBCIĄŻENIA TERMICZNEGO

Załącznik A

Podane w załączniku A wartości odniesienia odpowiadają sytuacji osoby
normalnie ubranej
(I

cl

= 0,6 Clo), zdolnej fizycznie do wykonywania danej pracy i w dobrym

stanie zdrowia.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

ZAŁĄCZNIK B.

Krzywe wartości odniesienia wskaźnika WBGT i metoda

aklimatyzacji w gorącym środowisku

B.1. Krzywe wartości odniesienia WBGT ustalone dla różnych cykli: praca-

wypoczynek

Krzywe te utworzone są na zasadzie przyjętej hipotezy, że wartość WBGT w

miejscu zarezerwowanym na wypoczynek jest równa lub bardzo bliska wartości

WBGT na stanowisku pracy (podstawa czasu równa l h, odczuwalny ruch

powietrza, osoba zaaklimatyzowana do przebywania w środowisku gorącym).

Krzywe (rys. B.1) podano jedynie dla informacji.

Mogą one ułatwić reorganizację pracy przez zmiany cykli: praca-wypoczynek.

Pożądane jest, aby ścisłe stosowanie powyższej Normy Międzynarodowej

nastąpiło po uśrednieniu różnych zmierzonych wartości WBGT.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Rys. B.1. Krzywe wartości odniesienia WBGT ustalone dla różnych cykli:

praca-wypoczynek

Tempo
metabolizmu

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

B.2. Metoda aklimatyzacji w
środowisku gorącym

Aklimatyzacja jest efektem procesu fizjologicznej adaptacji, która
powoduje zwiększenie tolerancji osoby eksponowanej na dane
środowisko w ciągu dostatecznie długiego czasu.
Efekt aklimatyzacji może być osiągnięty zarówno sztucznie przez
powtarzaną, kontrolowaną ekspozycję w komorze klimatycznej, jak i
w warunkach naturalnych – dana osoba wykonuje swoją pracę na
stanowisku roboczym początkowo przez krótkie okresy, a następnie
coraz dłuższe.
Cykle praca – wypoczynek dla aklimatyzowanych i
nieaklimatyzowanych osób są wyznaczane na podstawie oceny
wskaźnika WBGT, a wartości odniesienia podano w załączniku A.

Zaleca się, aby zwiększenie czasu pracy od stanu
niezaaklimatyzowania do zaaklimatyzowania nastąpiło
stopniowo w ciągu 7 dni.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Zestaw przyrządów do pomiaru i monitorowania mikroklimatu

i obliczania wskaźnika WBGT (wg PN-85/N-08011)

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Mikroklimat - Norma PN-EN 27243

Sprawozdanie z oceny.

Zaleca się, aby w sprawozdaniu z oceny obciążenia
termicznego, na które eksponowany jest człowiek w danej
sytuacji, były uwzględnione następujące dane:
-

miejsce, w którym przeprowadzono ocenę (np. fabryka, warsztat, miejsce

pracy),
- czas, w którym ocena była przeprowadzana (rok, miesiąc, dzień, godzina),
- organ władzy lub osoba, która przeprowadzała ocenę,
- szczegółowe wyniki pomiarów lub oszacowania wielkości (odniesienia),
- średnia wartość wskaźnika WBGT i relacja w stosunku do wartości
odniesienia.

W załączniku C podano przykładowy arkusz sprawozdawczy.