Эргономика термальных сред

Нормативное регулирование
СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
ГОСТ Р ИСО 7243-2007 Термальная среда. Расчет тепловой нагрузки на работающего человека, основанный на показателе WBGT (температура влажного шарика психрометра).
ГОСТ Р ИСО 7730-2009 Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием расчета показателей PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта.

Нормативное регулирование
4. ГОСТ Р ИСО 8996-2008 Эргономика термальной среды. Определение скорости обмена веществ.
5. ГОСТ Р ИСО 9886-2008 Эргономика термальной среды. Оценка температурной нагрузки на основе физиологических измерений.
6. ГОСТ Р ИСО 10551-2007 Эргономика тепловой окружающей среды. Определение влияния тепловой окружающей среды с использованием шкал субъективной оценки.

Нормативное регулирование
7. ГОСТ Р ИСО/ТУ 13732-2-2008 Эргономика термальной среды. Методы оценки реакции человека при контакте с поверхностями. Часть 2. Контакт с поверхностью умеренной температуры.
8. ГОСТ Р 53453-2009/ISO/TS 14415:2005 Эргономика термальной среды. Применение требований стандартов к людям с особыми требованиями.

Основные параметры
ТНС-индекс (Icl) – индекс тепловой нагрузки среды
МЕТ – выделение метаболического тепла
PMV – предсказанная средняя положительная оценка
PPD – предсказанный процент отрицательных оценок
ИПУО – интегральный показатель уровня охлаждения

ТНС-индекс (WBGT)
1. Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения).
2. ТНС-индекс определяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (tвл.) и температуры внутри зачерненного шара (tш).
3. ТНС-индекс рассчитывается по уравнению:
ТНС = 0,7 x tвл. + 0,3 x tш.

ТНС-индекс (WBGT)

Тепловое сопротивление одежды Icl
Тепловое сопротивление (теплоизоляцией комплекта) - это полное сопротивление переносу тепла от поверхности тела человека во внешнюю среду, включая материалы одежды, воздушные прослойки между ними и пограничный слой воздуха, прилегающий к наружной поверхности одежды.
Единица теплового сопротивления одежды:
Коэффициент изоляции одежды может быть подсчитан непосредственно по данным, представленным в таблице С.1 ГОСТ 7730 для типичных сочетаний предметов одежды (значения для статичной термоизоляции), или опосредовано, с помощью сложения значений коэффициентов частичной изоляции каждого предмета одежды , в соответствии с таблицей С.2. ГОСТ 7730.

Метаболическое тепло
Обмен веществ (метаболизм) - это преобразование химических веществ в механическую и тепловую энергию. Скорость обмена веществ определяет энергетические затраты при мышечной нагрузке человека и характеризуется числовым индексом активности.
Скорость обмена веществ [Мет]
1Мет=58 Вт/м^2

Метаболическое тепло
Методики определения количества выделяемого метаболического тепла:
по стандартизированным таблица (профессии, операции)
по ЧСС
по потреблению кислорода
по расцеплению воды в организме и образованию карбонатов (меченая вода «тяжёлая дейтериевая вода»)
прямая калориметрия (прямое измерение выделяющего тепла с помощью калориметрической камеры)

Метаболическое тепло по ЧСС

Метаболическое тепло по ЧСС

Связь между ЧСС и скоростью обмена веществ:
М0=55 Вт/м^2
Метаболическое тепло по ЧСС

Метаболическое тепло по ЧСС
Максимальная трудоспособность MWC:
для мужчин:
для женщин:

Метаболическое тепло по ЧД
Уровень энерготрат определяется методом непрямой калориметрии. Ориентировочно энерготраты могут быть определены по величине объема легочной вентиляции с учетом калориметрического коэффициента воздуха, [Вт/м^2], :
,
где:V20– объем легочной вентиляции, приведенный к стандартным условиям при температуре воздуха 20 С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст., л/ч;
S – площадь поверхности тела человека, м^2 (может быть принята стандартной по Д’Буа равной 1,8 м^2 ).
Объем легочной вентиляции (V) может быть определен в зависимости от категории тяжести работ согласно СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»:
для работ категории Iа –Iб объем легочной вентиляции за смену 4 м^3;
для работ категории IIа –IIб – 7 м^3;
для работ категории III – 10 м^3.
Приведение объема легочной вентиляции к стандартным условиям осуществляется по следующей формуле, [м^3]:
где: Vf – объем легочной вентиляции, м^3;
t – температура окружающей среды на рабочем месте (зоне), С;
В – барометрическое давление, мм рт. ст.
В общем случае можно использовать усредненное значение уровня энерготрат в зависимости от категории тяжести работ:
для работ категории Iа уровень энерготрат 69 Вт/м^2;
для работ категории Iб уровень энерготрат 87 Вт/м^2;
для работ категории IIа уровень энерготрат 113 Вт/м^2;
для работ категории IIб уровень энерготрат 145 Вт/м^2;
для работ категории III уровень энерготрат 177 Вт/м^2.