BEZPIECZEC
STWO PRACY 6/2007
Komfort termiczny w
Zapewnienie pracownikom poczucia komfor-
mgr inż. ANNA CHOJNACKA
tu cieplnego poprzez regulację odpowiednich
dr hab. n. med. IWONA SUDOŁ-SZOPIŃSKA
parametrów środowiska pracy przekłada się,
Centralny Instytut Ochrony Pracy
m.in. na zmniejszenie liczby popełnianych
 Państwowy Instytut Badawczy
błędów, ograniczenie liczby wypadków
oraz chorób zawodowych, a także poprawę
wydajności pracy oraz jakości produktów
i usług. Dokument przygotowany przez
Centrum Tematyczne Research on Work and
i Zdrowia w Pracy [7], wymienia dyskom-
Wstęp
Health Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa
fort termiczny jako jeden z podstawowych
Temperatura otoczenia jest jednym z pod-
i Zdrowia w Pracy wykazał, że dyskomfort
fizycznych czynników ryzyka w środowisku
termiczny jest identyfikowany jako jeden stawowych czynników środowiska wpły-
pracy. Dowodzi to, iż problem ten wyma-
z głównych fizycznych czynników ryzyka
wających na odczucie komfortu. W sytuacji
ga zarówno podjęcia go w planowanych
w środowisku pracy. W 2005 roku w warun-
balansu cieplnego, a więc zrównoważenia
badaniach naukowych, jak i działaniach
kach mikroklimatu gorącego zatrudnionych
ilości ciepła powstającego w organizmie
było 17,4 tys., a zimnego  18,3 tys. pracow- służby bhp.
(w czasie przemian metabolicznych) z ilo-
ników w Polsce.
W niniejszym artykule przedstawiono
ścią oddawaną do środowiska na drodze
W artykule przedstawiono możliwości
zakres tych dokumentów, zwracając uwagę
promieniowania, konwekcji i przewodzenia,
analizy środowiska pracy pod względem
przede wszystkim na aspekt praktyczny, tj.
człowiek znajduje się w stanie równowagi
komfortu termicznego, na podstawie norm:
możliwość projektowania i oceny pomiesz-
termicznej  odczuwa komfort termiczny
PN-78/B-03421, PN-ISO 7730:2006(U), prEN
czeń pod względem zapewnienia komfortu
[1, 2].
15251. Zwrócono przede wszystkim uwagę
cieplnego.
na ich aspekt praktyczny, tzn. możliwość Zapewnienie pracownikom poczucia
projektowania budynków i pomieszczeń
komfortu cieplnego przez regulację od-
spełniających wymagania komfortu ciepl-
Norma PN-78/B-03421
powiednich parametrów środowiska pracy
nego oraz ocenę komfortu termicznego
przekłada się m.in. na poprawę koncen-
Pierwszą normą, w której uwzględniono
pomieszczeń.
tracji, zmniejszenie liczby popełnianych
parametry środowiska wewnętrznego, jakie
błędów, ograniczenie liczby wypadków
Thermal comfort in office areas in the powinny być zachowane w pomieszczeniach
oraz chorób zawodowych (np. układu
aspect of standards
przeznaczonych do stałego przebywania
oddechowego), tym samym zmniejszenie
Ensuring employees thermal comfort by means
ludzi była norma PN-78/B-03421 [4].
of regulating and controlling relevant environment
absencji zawodowej, a także poprawę wy-
W dokumencie tym zdefiniowano wyma-
parameters means, inter alia, a decrease in the
dajności pracy, jakości produktów i usług
gane, do zapewnienia komfortu cieplnego,
number of mistakes, accidents, and an increase
[3]. Kwestia komfortu termicznego w po-
in productivity and quality of products and se-
wartości temperatury powietrza, wilgotności
mieszczeniach biurowych jest od wielu
rvices. A document prepared by the Research on
względnej oraz prędkości powietrza, w za-
Work and Health Topic Centre of the European lat przedmiotem norm: PN-78/B-03421:
leżności od intensywności pracy oraz od pory
Occupational Safety and Health Administration
Wentylacja i klimatyzacja. Parametry
has shown that thermal discomfort is a principal roku (lato/zima).
obliczeniowe powietrza wewnętrznego
physical risk factors in the work environment. In
W odniesieniu do poszczególnych stopni
w pomieszczeniach przeznaczonych
2005, 17 400 workers were employed in the hot
aktywności fizycznej, za optymalne uznano
do stałego przebywania ludzi [4] oraz
environment, and 18 300 in the cold environment
warunki mikroklimatu pomieszczeń, okre-
in Poland. Estimation of the thermal load of em-
PN-EN ISO 7730:2006(U): Ergonomia
ployees exposed to a hot or a cold environment ślone przez następujące zakresy czynników
środowiska termicznego. Analityczne
has been discussed in previous papers published
środowiskowych [4]:
wyznaczanie i interpretacja komfortu
in  Bezpieczeństwo Pracy .
" przy małym tempie metabolizmu
termicznego z zastosowaniem obliczania
This paper presents the possibilities of analysing
(np. szycie, pisanie na maszynie): tempe-
thermal comfort in the work environment ac- wskaz
ników PMV i PPD oraz kryteriów
cording to standards PN-78/B-03421, PN-ISO ratura powietrza zimą 20-22 oC, latem 23-
lokalnego komfortu termicznego [5]. Za-
7730:2006(U) and prEN 15251. Practical aspects,
-26 oC, wilgotność względna latem 40-55%,
gadnienie szeroko rozumianego komfortu
i.e., the possibility of designing buildings accor-
maksymalna prędkość ruchu powietrza zimą
użytkowników zostało także ujęte w pro-
ding to the requirements of thermal comfort
0,2 m/s, latem 0,3 m/s
and estimation of thermal comfort in rooms are jekcie normy prPN-prEN 15251: Kryteria
discussed, too.
" przy średnim tempie metabolizmu
środowiska wewnętrznego, obejmujące
warunki cieplne, jakość powietrza we- (np. wbijanie gwoz
dzi, tynkowanie) tem-
peratura powietrza zimą 18-20 oC, latem 20-
wnętrznego, oświetlenie i hałas [6].
Dokument przygotowany przez Cen- -23 oC, wilgotność względna latem 40-60%,
trum Tematyczne Research on Work and maksymalna prędkość ruchu powietrza zimą
Health Europejskiej Agencji Bezpieczeństwa 0,2 m/s, latem 0,4 m/s
16
BEZPIECZEC
STWO PRACY 6/2007
w pomieszczeniach biurowych
w aspekcie norm
" przy dużym tempie metabolizmu (np. Wskaz
nik PMV określa jedynie przewi- po spełnieniu których zapewniony zostanie
praca siekierą, przenoszenie ciężkich przed- dywane wrażenia termiczne osób przeby- użytkownikom komfort, także lokalny.
miotów) temperatura powietrza zimą 15- wających w pomieszczeniu. Uzupełniającym Na przykład, podczas lekkiej pracy biurowej
powinny zostać spełnione warunki, które
-18 oC, latem 18-21 oC, wilgotność względna wskaz
nikiem, określającym negatywne
przedstawiono w tabeli 1.
latem 40-60%, prędkość ruchu powietrza opinie, odnośnie do warunków środowiska
zimą maksymalnie 0,3 m/s, latem 0,6 m/s. cieplnego, jest PPD (Predicted Percentage
We wszystkich wymienionych wariantach of Dissatisfied), tj. przewidywany odsetek Projekt normy prPN-prEN 15251
wilgotność względna powietrza zimą powin- niezadowolonych osób z grupy znajdującej
W ostatnich latach zwrócono uwagę
na mieścić się w zakresie 40-60%. się w danym pomieszczeniu. Określa on
na potrzebę ograniczenia ilości energii zu-
Przez długi czas norma ta stanowiła dla procentowy udział osób zdecydowanie nie-
żywanej w czasie eksploatacji budynków,
projektantów podstawę selekcji urządzeń usatysfakcjonowanych warunkami termicz-
m.in. w celu przygotowania powietrza
oraz rozwiązań w zakresie wentylacji nymi panującymi w pomieszczeniu pracy.
wprowadzanego do pomieszczeń. Dlatego
i klimatyzacji, mimo że cechowały ją pewne W przypadku, gdy PPD ma wartość niższą niż
podjęto prace nad nowym dokumentem,
ograniczenia. Po pierwsze, nie uwzględniała
10%, środowisko uznaje się za komfortowe,
który wskazywałby inwestorom i projektan-
indywidualnych różnic w odczuwaniu
dla którego z kolei wskaz
nik PMV zawiera się
tom sposoby redukcji ilości wykorzystywanej
i reagowaniu na warunki środowiska ter- w granicach  0,5d"PMVd"+0,5.
energii. Ocena budynku pod kątem zużycia
micznego w danym pomieszczeniu, przez
Metoda prowadzenia badań oraz oceny
energii musi być jednak przeprowadzona
przebywające w nim osoby. Po drugie,
pomieszczeń pod względem komfortu
w odniesieniu do warunków środowiska
uniemożliwiała określenie odsetka osób
termicznego była przedstawiona we wcze- panującego wewnątrz budynku. Z tego
oceniających zaproponowane warunki jako
śniejszych publikacjach autorów [8-10].
powodu jednym z wymagań do uzyskania
pozytywne lub negatywne. Dopiero badania
W normie PN-EN ISO 7730:2006(U) certyfikatu energetycznego budynku, wy-
prowadzone przez P.O. Fangera [1] w Labora- [5] zostały przedstawione zalecenia odno- dawanego na podstawie tzw. dyrektywy
torium Środowiska Wewnętrznego i Energii
śnie do wielkości parametrów powietrza, energetycznej [11], jest określenie  klasy
w Duńskim Uniwersytecie Technicznym, dały
Tabela 1
podstawę do uwzględnienia subiektywnych
ZALECANE PARAMETRY POWIETRZA W POMIESZCZENIU BIUROWYM [5]
ocen użytkowników pomieszczeń, zarówno
w odniesieniu do środowiska termicznego,
Recommended air parameters in an office room [5]
jak i jakości powietrza w pomieszczeniach.
Wartość minimalna Parametr Wartość maksymalna
Norma PN-EN ISO 7730:2006(U)
20 oC temperatura operatywna 24 oC
Na podstawie wspomnianych prac Fan-
gradient temperatury na poziomie głowy
0 K 3 K
gera [1], określony został wskaz
nik PMV
i kostek u nóg
(Predicted Mean Vote), opisujący średnią
przewidywaną ocenę dużej liczby osób
19 oC temperatura powierzchni podłogi 26 oC
przebywających w danym pomieszczeniu
dotyczącą panujących w nim warunków
termicznych. Wskaz
nik ten wyraża różnicę 0 m/s prędkość powietrza 0,15 m/s
pomiędzy rzeczywistą ilością ciepła oddawa-
ną przez człowieka do otoczenia i odbieraną
asymetria temperatury promieniowania
0 K 10 K
z powierzchni pionowych
przez środowisko otaczające a optymalną
ilością ciepła, która zostałaby oddana z orga-
asymetria temperatury promieniowania
0 K 5 K
nizmu do otoczenia w warunkach komfortu
z powierzchni poziomych
przy danej aktywności.
17
BEZPIECZEC
STWO PRACY 6/2007
Tabela 2
są zarówno w postaci określonych wielkości
ZALECANE WARTOŚCI WSKAy
NIKÓW KOMFORTU TERMICZNEGO DLA POSZCZEGÓLNYCH KLAS POMIESZCZEŃ [6]
fizycznych, jak i wielkości wskaz
ników PMV
Recommended values of indexes of thermal comfort for particular classes of rooms [6] i PPD (tab. 2.).
Przyjmując ten podział oraz dodatkowe
Odczucie termiczne
informacje nt. izolacyjności termicznej odzie-
Lokalne odczucia termiczne
całego ciała
ży użytkowników pomieszczeń i rodzaju
Kategoria
wykonywanej przez nich pracy (wielkości
wywołane
pomie-
pionowa różnica asymetria
wydatku energetycznego), określono zakre-
wskaz
nik przez cieplejszą
szczeń
PPD temperatury temperatury
PMV przeciągu lub chłodniejszą
sy temperatury powietrza wewnętrznego dla
% powietrza promieniowania
% podłogę
% %
poszczególnych klas pomieszczeń. Przykła-
%
dowe wartości przestawiono w tabeli 3.
Osobny punkt w normie prPN-prEN
A  0,2 < PMV <+0,2 < 6 < 15 < 3 < 10 < 5
15251 poświęcono wilgotności względnej
w pomieszczeniach. Jak wykazały prowa-
B  0,5 < PMV < +0,5 < 10 <20 < 5 < 10 < 5
dzone badania [2], zużycie energii przez
systemy klimatyzacji, w których wilgot-
C  0,7 < PMV < +0,7 < 15 <25 < 10 < 15 < 10
ność jest parametrem kontrolowanym,
jest znacznie większe, niż w przypadku
Tabela 3
braku regulowania tej wielkości. Istnie-
PRZYKŁADY ZALECANYCH WARTOŚCI PROJEKTOWYCH TEMPERATUR W POMIESZCZENIACH [11]
ją oczywiście budynki o szczególnych
Examples of recommended values of air temperature in rooms [11]
wymaganiach odnośnie do wilgotności
Temperatura operatywna, oC
powietrza (np. muzea, obiekty histo-
Rodzaj budynku/ Kategoria
ryczne, kościoły), w których jej regulacja
okres zimowy okres letni
pomieszczenia pomieszczeń
(izolacyjność odzieży ok. 1 clo) (izolacyjność odzieży ok. 0,5 clo)
jest traktowana priorytetowo. Abstrahując
od tych nielicznych przykładów, rezygna-
A 21,0 25,5
cja z regulacji tego parametru stanowi
Budynki
istotny element ograniczania zużycia
B20,0 26,0
mieszkalne
energii w budynkach.
C18,0 27,0
W odróżnieniu od wilgotności, zalece-
nia odnośnie do maksymalnej prędkości
A 21,0 25,5
powietrza w pomieszczeniach zostały
Pomieszczenie
B20,0 26,0
przedstawione w normie w sposób restryk-
konferencyjne
cyjny, w porównaniu do obowiązujących
C19,0 27,0
dotychczas zaleceń. Przykładowe wartości
zamieszczono w tabeli 4.
komfortu budynku, co stanowi przedmiot tych obliczeń może wynikać z analizy dobo- Przeprowadzenie oceny komfortu ter-
normy prPN-prEN 15251 [6]. Dokument ten wej i godzinowej micznego pomieszczeń skutkuje zdefinio-
umożliwia projektantom i inwestorom przy- " sposób obliczeń tzw. długoterminowych waniem klasy całego budynku. Jej określenie
jęcie szczegółowych założeń technicznych wskaz
ników oceny kategorii obiektu w za- w zakresie komfortu (stanowiącej załącznik
dla różnego rodzaju budynków w zależności kresie klimatu wewnętrznego. do certyfikatu energetycznego budynku)
od przyjętego poziomu wymagań. Pozwala W odniesieniu do komfortu termicznego dokonywane jest za pomocą kryteriów oce-
także na określenie, do jakiej klasy wymagań pomieszczeń, w dokumencie określono trzy ny poszczególnych elementów składowych
może zostać zaliczony planowany lub istnie- kategorie środowiska (klasy pomieszczeń): komfortu, tzn.:
jący już obiekt budowlany. kategoria A  pomieszczenia o wyma-  komfortu termicznego dla okresu
Norma składa się z 3 części opisujących: ganiach wysokich zimowego
" zalecane wartości projektowe: kategoria B  pomieszczenia o wyma-  komfortu termicznego dla okresu
 temperatury (oddzielnie dla okresu ganiach średnich letniego
letniego i zimowego), wilgotności względnej kategoria C  pomieszczenia o wyma-  jakości powietrza wewnętrznego i sku-
oraz prędkości powietrza ganiach umiarkowanych. teczności wentylacji
 jakości powietrza wewnętrznego Przy określaniu komfortu termicznego,  jakości oświetlenia
 oświetlenia i hałasu w pomieszcze- prPN-prEN 15251 odwołuje się do omó-  poziomu hałasu
niach wionych wskaz
ników komfortu zawartych  prędkości powietrza oraz wskaz
nika
" wartości parametrów obliczeniowych, w normie PN-EN ISO 7730:2006(U) [5]. przeciągu w pomieszczeniach.
które należy przyjmować do obliczeń sezo- Kryteria cieplne, będące podstawą klasy- Na podstawie oceny tych czynników
nowego zużycia energii w obiekcie; sposób fikowania pomieszczeń, przedstawiane określana jest kategoria całego budynku,
18
BEZPIECZEC
STWO PRACY 6/2007
która dla środowiska termicznego, jest przy- poszczególnych kategorii przyznanych w ra- wające. Umożliwiają także projektantom
znawana wg poniższych zasad: mach 6 wymienionych kryteriów: i inwestorom przyjęcie szczegółowych
Kategoria A  środowisko termiczne Klasa A  wszystkie kryteria zostają założeń technicznych odnoszących się
do różnego rodzaju budynków i klas po-
w budynku spełnia wymagania kat. A, zawarte w ramach kat. A
w przypadku gdy w co najmniej 95% uży- Klasa B  4 lub więcej kryteriów zawar- mieszczeń, m.in. pod względem komfortu
termicznego, z uwzględnieniem informacji
tych w kat. A oraz 2 lub mniej kryteriów
wanych pomieszczeń temperatura spełnia
o izolacyjności termicznej odzieży użytkow-
zawartych w kat. B
wymagania klasy A przez więcej niż 97%
ników pomieszczeń i rodzaju wykonywanej
Klasa C  2 lub więcej kryteriów zawar-
czasu użytkowania w ciągu roku; prędkość
przez nich pracy.
tych w kat. A oraz 4 lub mniej kryteriów
powietrza oraz hałas w co najmniej 95%
zawartych w kat. B
używanych pomieszczeń nie przekracza
Klasa D  wszystkie kryteria zostają
wartości dopuszczalnych dla klasy A
zawarte w ramach kat. B
Kategoria B i C  w sposób analo-
PIŚMIENNICTWO
Klasa E  4 lub więcej kryteriów zawar-
giczny
tych w kat. B oraz 2 lub mniej kryteriów
Kategoria D  otrzymuje budynek, który
[1] P. O. Fanger Komfort cieplny. Wyd. Arkady, Warszawa
zawartych w kat. C
nie spełnia warunków kategorii A, B i C.
1974
Klasa F  2 lub więcej kryteriów zawar-
Przyznanie kategorii A, B, C lub D może
[2] ASHRAE HVAC Systems & Equipment Handbook
tych w kat. B oraz 4 lub mniej kryteriów
2000, SI Edition
nastąpić na podstawie danych projekto-
zawartych w kat. C [3] W. M. Kroner, J. A. Stark-Martin Environmentally re-
wych, pomiarów mikroklimatu, obliczeń
sponsive workstations and office-worker productivity,
Klasa G  wszystkie kryteria zostają
bądz
symulacji komputerowych. W każdym
ASHRAE Trans., 100(2)1994
zawarte w ramach kat. C
przypadku analizowane są reprezentatywne
[4] PN-78/B-03421 Wentylacja i klimatyzacja.
Klasa H  4 lub więcej kryteriów zawar-
Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego
pomieszczenia w ocenianym budynku, dla
w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego prze-
tych w kat. C oraz 2 lub mniej kryteriów
których określane są kategorie komfortu
bywania ludzi
zawartych poza kat. D
i odniesienie wyników do wartości przed-
[5] PN-EN ISO 7730:2006(U): Ergonomia środowiska
Klasa I  2 lub więcej kryteriów zawartych
stawionych w projekcie normy [6]. termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja
w kat. C oraz 4 lub mniej kryteriów zawar- komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania
Jeżeli ocena kategorii budynku w zakresie
wskaz
ników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego
tych poza kat. D
przedstawionych 6 elementów komfortu
komfortu termicznego
Klasa G  wszystkie kryteria zawarte
jest dokonywana przez symulacje kompute- [6] prPN-prEN 15251: Kryteria środowiska wewnętrz-
poza kat. C.
nego, obejmujące warunki cieplne, jakość powietrza
rowe i obliczenia modelowe, należy w nich
wewnętrznego, oświetlenie i hałas
uwzględnić zmienność poszczególnych
[7] Prognoza ekspertów nt. fizycznych czynników
Podsumowanie
parametrów w czasie, w interwale godzino-
ryzyka dot. BHP (Expert forecast on emerging risks
related to OSH), Europejska Agencja Bezpieczeństwa
wym. Norma podaje w tym względzie kilka
Normy dotyczące mikroklimatu bardzo
i Zdrowia w Pracy w Bilbao, Luxemburg 2005
metod w celu określenia  średniosezonowej
dokładnie określają zarówno parametry
[8] I. Sudoł-Szopińska, A. Sobolewski, A. Chojnacka
wartości obliczonego elementu komfortu,
powietrza w pomieszczeniach, jakie powinny
Ocena obciążenia termicznego pracowników
za pomocą wskaz
nika WBGT  aspekty praktyczne.
na podstawie którego jest określana kate- być spełnione w celu zapewnienia poczu-
 Bezpieczeństwo Pracy 10(421) 2006, 16-20
goria obiektu. cia komfortu, jak i metody wyznaczania
[9] I. Sudoł-Szopińska, A. Chojnacka Praktyczne
Na zakończenie przeprowadza się okre- wskaz
ników mikroklimatu umiarkowanego,
aspekty oceny narażenia pracowników zatrudnionych
w warunkach mikroklimatu zimnego za pomocą
ślenie klasy całego obiektu w odniesieniu pozwalające na określenie wrażeń cieplnych
wskaz
ników WCI i IREQ.  Bezpieczeństwo Pracy
do klimatu wewnętrznego na podstawie odczuwanych przez osoby w nich przeby-
2(425)2007, 16-19
Tabela 4
[10] I. Sudoł-Szopińska, A. Chojnacka Określanie wa-
PRZYKŁADY ZALECANYCH WARTOŚCI PRĘDKOŚCI POWIETRZA W POMIESZCZENIACH [6] runków komfortu termicznego w pomieszczeniach
za pomocą wskaz
ników PMV i PPD.  Bezpieczeństwo
Examples of recommended values of air velocity in rooms [6]
Pracy 5(428)2007, 19-23
[11] Directive 2002/91/EC of European Parliament
and the Council of 16 December 2002 on the Energy
Maksymalna prędkość powietrza, m/s
Performance of the Buildings
Rodzaj budynku/pomieszczenia Kategoria pomieszczeń
okres zimowy okres letni
Publikacja opracowana na podstawie wyników
A0,15 0,18
uzyskanych w ramach programu wieloletniego
Biuro B0,18 0,22
pn.  Dostosowywanie warunków pracy w Pol-
sce do standardów Unii Europejskiej dofinan-
C 0,21 0,25
sowywanego w latach 2005-2007 w zakresie
A 0,13 0,16
zadań służb państwowych przez Ministerstwo
Pracy i Polityki Społecznej. Główny koordynator:
Sklep B0,15 0,20
Centralny Instytut Ochrony Pracy  Państwowy
C 0,18 0,23
Instytut Badawczy
19