Homeostaza – zdolność organizmu do utrzymywania stanu równowagi fizjologicznej (przepływu substancji i energii) niezależnie od zmiennych warunków wewnętrznych (np. wysiłek fizyczny) i zewnętrznych (np. temperatura otoczenia)
Wrażenia cieplne całego ciała – są to odczucia termiczne odnoszące się do równowagi cieplnej całego ciała, na którą wpływa:
- aktywność fizyczna człowieka
- oporność cieplna odzieży
- temperatura powietrza
- średnia temperatura promieniowania
- prędkość przepływu powietrza,
- wilgotność powietrza.
Ogólnie wydaje się, że wrażenia cieplne człowieka są mniejsze podczas fizycznego wykonywania ciężkich prac. Wrażenia cieplne ocenia się w siedmiostopniowej skali : gorąco, poprzez obojętnie aż do zimno.
Wymiana ciepła- człowiek wymienia ciepło z otoczeniem przez :
- przewodnictwo K (ang. Conductance), czyli przekazywanie ciepła pomiędzy powierzchnią ciała a innymi ciałami stałymi, z którymi ma kontakt;
- konwekcję C (ang. Convection), czyli przekazywanie ciepła przez skórę człowieka do otoczenia; zachodzi na skórze i w drogach oddechowych
- promieniowanie R (ang. Radiation) czyli przekazywanie ciepła za pomocą fal elektromagnetycznych, zwłaszcza podczerwonych;
- parowanie E (ang. Evaporation); pot przenosi ciepło wewnętrzne i prawie zawsze następuje utrata ciepła w organizmie, występuje na skórze i w drogach oddechowych
Na wymianę ciepła wpływa:
- klimat
- odzież
- aktywność fizyczna – metabolizm
Równanie bilansu termicznego – opisuje wymianę ciepła, określa ilość ciepła otrzymywanego z otoczenia lub odprowadzanego do otoczenia przez organizm. Utratę ciepła S wyraża równanie:
S = M – W – K – C – R – Cres – Eres – E [W/m2]
Gdzie: M – metaboliczne wytwarzanie ciepła
W – praca zewnętrzna,
K – utrata ciepła przez przewodnictwo
C – utrata ciepła przez konwekcję
R – utrata ciepła przez promieniowanie
Cres – utrata ciepła przez konwekcję oddechową
Eres – utrata ciepła parowanie oddechowe
E – utrata ciepła odparowanie potu
Jeśli wewnętrzne wytwarzanie ciepła w organizmie jest równe utracie ciepła do otoczenia to mówimy o równowadze termicznej ciała.
DLE – Wskaźnik DLE (ang. Deadline Exposition) określa dopuszczalny czas ekspozycji na określone warunki termiczne
Komfort termiczny – są to najkorzystniejsze warunki mikroklimatu pomieszczenia, w których człowiek dobrze się czuje. Wobec indywidualnych różnic odczuwania niemożliwe jest wskazanie środowiska termicznego, które zadowoli każdego.
PMV – jest to wskaźnik służący do przewidywanie wrażeń cieplnych całego ciała (predicted mean vote - przewidywana ocena średnia)
- oceny wrażeń cieplnych w pomieszczeniu,
- sprawdzania czy określone środowisko termiczne jest zgodne z kryteriami komfortu.
Wskaźnik ten można wyznaczyć:
- Z równania podanego w pkt. 3.1 PN – 85/N – 08013 ( za pomocą komputera)
- Z załącznika E normy PN-85/N-08013
- Przez pomiar bezpośredni zintegrowanym miernikiem mikroklimatu.
Aby wyznaczyć wskaźnik PMV, należy ocenić aktywność fizyczną człowieka(wytwarzanie energii metabolicznej – met) i jego odzież (oporność cieplną - Icl, wyrażaną w jednostkach clo), a także następujące parametry środowiska : temperaturę powietrza i cząstkowe ciśnienie pary wodnej. Zaleca się go stosować do wrażeń cieplnych od +2 do -2
Gdy wskaźnik PMV = 0, otrzymuje się równanie komfortu cieplnego umożliwiające dobranie kombinacji metabolizmu, odzieży , temperatury powietrza, średniej temperatury promieniowania i wilgotności powietrza, które powinny zapewnić neutralne wrażenia cieplne.
PPD – służy do określenia przewidywanego odsetka niezadowolonych z warunków panujących w pomieszczeniu (ang. Predicted percentage of dissatisfied- przewidywany odsetek niezadowolonych). Na jego podstawie prognozuje się liczbę osób odczuwających brak komfortu termicznego (osób oceniających środowisko według siedmiostopniowej skali wrażeń cieplnych). Oblicza się go na podstawie równania podanego w punkcie 4 normy PN-85/N-08013 i odczytuje z rysunku 1 zamieszczonego w tej normie po wyznaczeniu PMV
Met – jest jednostką wskaźnika wytwarzania energii metabolicznej. 1met = 58,15 W/m2 powierzchni ciała. Przyjmuje się, że powierzchnia ciała osoby standardowej wynosi dla mężczyzny 1,8m2 a dla kobiety 1,6m2.
Kryteria oceny mikroklimatu – wyróżnia się dwa kryteria oceny mikroklimatu:
- kryterium komfortu – dotyczy środowisk umiarkowanych, zbliżonych do warunków komfortu (wymagania i metody pomiarów typu C podano w normie PN-87/N-08016)
- kryterium obciążenia – dotyczy środowisk o większym a nawet skrajnym obciążeniu termicznym (wymagania i metody pomiarów typu S podano w normie PN-87/N-08016)
Ryzyko związane z mikroklimatem wynika z obciążenia termicznego, na które składa się:
- obciążenie termiczne wewnętrzne organizmu
- obciążenie termiczne zewnętrzne.
Identyfikuje się je przez określenie:
- warunków termicznych oraz
- sposobu i obszaru ich oddziaływania (całe ciało, lokalnie)
Bezwzględna wilgotność powietrza – jest to ilość pary wodnej zawartej w powietrzu. Jest brana pod uwagę przy określaniu przenoszenia ciepła z ciała człowieka przez parowanie. Duża wilgotność powietrza zmniejsza odparowywanie potu stanowi więc obciążenie dla człowieka.
Wyraża się ją jako:
-cząstkowe ciśnienie pary wodnej
- współczynnik wilgotności.
Określić ją można m.in. na podstawie wykresu psychrometrycznego (załącznik D normy PN-87/N-08016) znając temperaturę powietrza i wilgotność względną. Do jej pomiaru służą m.in. psychrometr Assmana, higrometr z chlorkiem litu.
Temperatura jest miarą równowagi termodynamicznej. Do jej pomiaru służą m.in. termometry oparte na zasadzie rozszerzalności ciał, termoelemencie, zmianie ciśnienia cieczy w funkcji temperatury. Wyróżniamy temperatury : średnią temperaturę promieniowania, temperaturę wilgotną naturalną, temperaturę poczernionej kuli, temperaturę operacyjną.
Całkowite obciążenie termiczne pracownika – na całkowite obciążenie termiczne pracownika składa się:
- Obciążenie termiczne zewnętrzne – czyli właściwości środowiska które warunkują wymianę ciepła między człowiekiem a otoczeniem
- Obciążenie termiczne wewnętrzne – czyli ilość ciepła wytworzona wewnątrz ciała człowieka
Obciążenie termiczne wewnętrzne jest skutkiem energii metabolicznej wytworzonej podczas pracy. Zależy ono od obciążenia pracą fizyczną (od kategorii pracy – rodzaju wykonywanych czynności)
Wyróżnia się pięć kategorii pracy (aktywności fizycznej), którym odpowiada określona wartość przyrostu metabolizmu M wyrażona w jednostce met (4 bardzo ciężka praca [ b. duży przyrost M] poprzez 2 praca umiarkowana [umiarkowany przyrost M] do 0 wypoczynek)
Obciążenie wewnętrzne określamy na podstawie pomiaru zużycia tlenu lub oceny za pomocą tabel [tabele w normie PN – 85 / N – 08011)
Obciążenie termiczne zewnętrzne
Rozróżniamy obciążenie termiczne:
- spowodowane środowiskiem zimnym (tzn. poniżej temper. 10 °C), określamy je wskaźnikiem WCI
- spowodowane środowiskiem gorącym; określamy je na podstawie wskaźnika WBGT
- spowodowane środowiskiem umiarkowanym ; określamy je na podstawie wskaźników PMV i PPD
Obciążenie termiczne zewnętrzne ustalamy na podstawie parametrów :
- temperatury powietrza
- średniej temperatury promieniowania
- prędkości powietrza
- wilgotności bezwzględnej.
Icl [clo] – wskaźnik oporności cieplnej (izolacyjności) odzieży Icl (ang. Clothing Insulation) służy do określenia :
- oporności całkowitej – dla całego zestawu odzieży (icl załącznik C normy PN-85/N-08013)
- oporności indywidualnej – poszczególnych części odzieży (icl, załącznik C normy PN-85/N-08013)
Jednostką tego wskaźnika jest clo (1clo = 0,155 m2 * °C/W)
Jednostka Icl jest definiowana także jako
1clo= 0,18°Ckcal/(h·m2)
Czyli 1 clo jest to oporność cieplna (izolacja) ubrania zapewniającego przeciętnemu człowiekowi w pozycji siedzącej uczucie wygody w temperaturze otoczenia 21°C w normalnie przewietrzanym pomieszczeniu
Wielkości fizyczne charakteryzujące środowisko termiczne dzieli się na podstawowe i pochodne.
Wielkości podstawowe to:
- temperatura powietrza,
-wilgotność bezwzględna powietrza (cząstkowe ciśnienie pary wodnej)
- prędkość przepływu powietrza
Wielkości pochodne to:
-temperatura wilgotna naturalna,
-temperatura poczernionej kuli,
-wskaźnik WBGT
Zintegrowany miernik mikroklimatu – miernik ten jest przeznaczony do pełnej oceny stanu środowiska termicznego we wszystkich miejscach przebywania człowieka – zarówno w pomieszczeniach jak i otwartych przestrzeniach. W cyklu automatycznym mierzy on podstawowe parametry fizyczne powietrza i na ich podstawie wyznacza wskaźniki środowisk termicznych : umiarkowanego, gorącego i zimnego
Termometr – przyrząd służący do wyznaczenia temperatury panującej w pomieszczeniu.
Katatermometr – są to przyrządy służące do pomiaru siły chłodzącej powietrza i prędkości przepływu powietrza. Na słupku są wyznaczone dwie wartości 35 i 38 °C w badanym pnkcie mierzy się czas opadania słupka cieczy od temperatury 38 do 35°C
Psychrometr – przyrząd który służy do dokładnych pomiarów wilgotności powietrza. Jest wykorzystywany w meteorologii oraz w suszarniach, składach, przędzalniach, izbach pomiarów, laboratoriach, itp. Może być także użyty jako przyrząd kontrolny do sprawdzania higrometrów i higrografów. Pomiar wilgotności powietrza psychrometrem jest oparty na zjawisku parowania wody.
Anemometr - przyrząd służący do pomiaru prędkości i kierunku przepływu cieczy i gazów. Rozróżnia się anemometry : wirnikowe, ciśnieniowe, cieplne, laserowe
martuszkaaa