Program AMICRO do symulacji wpływu mikroklimatu na człowieka pracuj cego w warunkach umiarkowanych.

Jerzy Grobelny

Politechnika Wrocławska

Podstawowy ekran programu przedstawia nast puj cy rysunek (kolory w negatywie):

Podstawowe 3 okienka górnej cz ci ekranu zawieraj kolejno: dane wej ciowe, opis dost pnych opcji oraz wyniki symulacji.

DANE WEJ CIOWE

Okno z danymi wej ciowymi pozwala ustali warunki przeprowadzanego badania – to znaczy zdecydowa przede wszystkim jakie s warto ci poszczególnych parametrów mikroklimatu oraz jaka jest ci ko wykonywanej w tych warunkach pracy.

Kolejno okre li trzeba parametry:

Czas eksperymentu w minutach – jest to czas przez jaki symuluje si sytuacj wej cia człowieka z warunków neutralno ci termofizjologicznej (stanu w którym nie działaj adne mechanizmy reguluj ce temperatur ) do danych warunków mikroklimatycznych.

1

Temperatura w stopniach Celsjusza – jest to rednia temperatura jaka panuje w badanym rodowisku przez wyznaczony czas symulacji.

Wilgotno wzgl dna w procentach – jest to procentowo wyra ona ilo pary wodnej w powietrzu w stosunku do ilo ci maksymalnej w danej temperaturze (czyli sytuacji tzw. pary nasyconej).

Wydatek energii w Watach – okre la ilo energii jak musi wyzwoli pracuj cy organizm dla danego zadania. 120 W stanowi tzw. podstawow przemian materii i jest to energia niezb dna do podtrzymania procesów yciowych bez adnej dodatkowej aktywno ci organizmu.

Sprawno ciepło-praca – okre la w procentach jaka cz energii organizmu wyzwalanej w danej sytuacji ( pracy) jest zamieniana bezpo rednio na prac (reszta zamienia si na ciepło).

Ta wielko zale y od typu aktywno ci fizycznej. Generalnie im bardziej dynamiczne s wykonywane czynno ci tym wy szy współczynnik sprawno ci ale najwy szy wynosi ok 20

procent co oznacza e 80 procent energii zamienia si na ciepło w najsprawniej wykonywanych pracach fizycznych.

Izolacyjno odzie y w umownych jednostkach clo oznacza generalnie stopie zatrzymywania ciepła przez odzie . Konkretne wielko ci uzyskane ze szczegółowych bada zestawione s w specjalnych tabelach i normach (przykłady poni ej).

Ruch powietrza w metrach na sekund - okre la szybko przepływu cz stek powietrza w sytuacji gdy istnieje taki ruch (na przykład wentylacja) w badanym rodowisku. Mierzy si te warto ci za pomoc anemometrów.

Wprowadzanie danych odbywa si za pomoc klawiatury co zaznaczono w dolnej linii okna danych. Strzałki pozwalaj przemieszcza si mi dzy polami danych, klawisz Backspace wymazuje dane istniej ce, a Enter zatwierdza dane wpisane.

OKNO MENU

Okno menu wy wietla dost pne w danym momencie opcje programu. Opcje dost pne s za pomoc odpowiednich przycisków funkcyjnych z klawiatury komputera. Podstawowe z nich to:

F1 – Zmiana danych - pozwala wł czy okno wprowadzania danych i wprowadza nowe warto ci do odpowiednich pól,

F2 – Wykresy - generuje wykresy podstawowych parametrów termofizjologicznych (temperatur i wilgotno ci) ciała człowieka w badanych warunkach w czasie symulowanego okresu,

F3 – Ponowny start - przywraca domy lne warto ci optymalnych parametrów dla pracy biurowej,

F4 – Model graficzny - zmienia okno wykresów na okno graficznego modelu, pokazuj cego zale no ci termofizjologiczne na analogii przepływu cieczy w poł czonych zbiornikach, 2

F5 – Inne wykresy - pozwala w oknie WYKRESY wybra 2 parametry z czterech dost pnych,

End – oznacza zako czenie wprowadzania danych,

Esc – całkowite wyj cie z programu.

OKNO MENU PO WPROWADZENIU DANYCH

Po wprowadzeniu danych i wci ni ciu End ( i F2 – wykresy, je li były ju przeprowadzone symulacje) w oknie menu dost pne s opcje:

DOWOLNY – oznacza e wci ni cie dowolnego przycisku spowoduje obliczenie jednego kroku symulacji,

F5 – obliczenie całego cyklu,

F6 – przej cie do wprowadzania danych.

PRAKTYCZNY SPOSÓB PRZEPROWADZENIA OBLICZE

Przeprowadzanie oblicze dla ró nych zestawów parametrów najlepiej wykonywa w nast puj cym cyklu:

1. Wprowadzi dane w oknie danych

2. Wcisn End

3. Wcisn F5

4. Zanotowa wyniki

5. F1 – pozwoli wprowadza nowe dane

6. End zako czy wprowadzanie

7. F2 – przeł czy menu na wykresy

8. F5 – wł czy symulacj

9. Przej do punktu 5

OKNO OCENY NORMATYWNE

Po wykonaniu oblicze symulacyjnych w tym oknie wy wietlane s oceny zgodne z normami w tym zakresie (takie same ISO i PN). PMV – predicted mean vote (przewidywana rednia ocena) i PPD predicted percentage of dissatisfied – przewidywany odsetek niezadowolonych (z warunków mikroklimatu). Je li obliczone parametry odbiegaj od normy wyniki wy wietlane s na czerwono. W normie mieszcz si warunki dla których PPD jest mniejsze ni 10 – oznacza to e mniej ni 10 procent osób w populacji b dzie niezadowolonych (z powodu odczuwania zbytniego ciepła lub zimna)

MODEL GRAFICZNY

Poni ej pokazane jest okno (negatyw) modelu graficznego uzyskiwanego z podstawowego menu za pomoc przycisku F4:

3

Model ten wyja nia przepływy ciepła w organizmie człowieka przez analogi do przepływu cieczy w zbiornikach. Ciało człowieka jest odwzorowane przez dwa zbiorniki – WN TRZE i SKÓR . Pojemno ci tych zbiorników odpowiadaj pojemno ci cieplnej przeci tnego człowieka (o przeci tnym wzro cie i przeci tnych własno ciach wszystkich istotnych parametrów fizycznych). Przyj te oznaczenia s nast puj ce:

MET – Całkowity metabolizm czyli ł czna ilo (strumie ) ciepła produkowana w danej sytuacji roboczej.

R+C – ł czny strumie ciepła traconego lub zyskiwanego na drodze radiacji i konwekcji (promieniowanie i ogrzewanie cz stek powietrza).

EVAP – strumie ciepła traconego poprzez parowanie cz stek wody (potu) z powierzchni ciała.

R1 - R5 - zawory symbolizuj ce akcje termoregulacyjne organizmu sterowane przez mechanizm termoregulacji znajduj cy si w mózgu (w podwzgórzu).

4

TABLICE WARTO CI PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW MODELU

TAB 1. Orientacyjne dane z laboratoryjnych pomiarów metabolizmu w ró nych rodzajach obci enia prac

Poziom ci ko ci Metabolizm w Watach

pracy

Spoczynek

120

praca lekka

120 – 235

praca umiarkowana

235 - 360

praca ci ka

360 - 470

praca bardzo ci ka

powy ej 470

TAB 2. Orientacyjne dane dotycz ce zbadanych w laboratorium wielko ci izolacyjno ci ró nych zestawów odzie y

rodzaj odzie y

izolacyjno cieplna

odzie y [clo]

szorty i t-shirt

0.1

krótkie spodnie,

koszula z krótkim

r kawem cienka

bielizna

0.2

długie spodnie i

reszta jak wy ej

0.5

lekki garnitur m ski

lub kostium damski

0.8

typowy m ski

garnitur

1

garnitur z kamizelk

i ciepła bielizna

1.5

(zimowa)

kombinezon roboczy

do prac zimowych

2.2

ubranie polarne

3 - 4

5