Pojęcie klimatu i warunki jego określania w warunkach górniczych
1. Wstęp
Mikroklimat środowiska jest określany poprzez zespół parametrów fizycznych powietrza i otoczenia mających wpływ na samopoczucie przebywającego w nim człowieka. Do podstawowych parametrów fizycznych powietrza należą:
- temperatura,
- wilgotność,
- prędkość przepływu.
Parametrem otoczenia, a więc powierzchni skał otaczających dane wyrobisko, jest średnia temperatura promieniowania otoczenia.
Każdy z wymienionych powyżej parametrów powietrza i otoczenia posiada istotny wpływ na klimat w środowisku pracy, dlatego dla prawidłowego jego oznaczenia należy analizować sumaryczny wpływ kilku lub wszystkich jego parametrów. Do tego celu służą wskaźniki mikroklimatu, których wyznaczono dotychczas bardzo wiele, a do najważniejszych należą: - temperatura efektywna amerykańska i belgijska,
- temperatura zastępcza francuska,
- wskaźnik WBGT,
- temperatura zastępcza komfortu wg „Cuprum”,
- wartość katastopni.
Szerszym pojęciem od mikroklimatu są tzw. klimatyczne warunki pracy panujące w danym środowisku. Mówimy o dobrych, złych, trudnych lub niebezpiecznych warunkach klimatycznych. W celu scharakteryzowania warunków klimatycznych w danym miejscu pracy należy oprócz mikroklimatu uwzględnić wydatek energetyczny organizmu ludzkiego. Wydatek energetyczny pracownika zależy przede wszystkim od rodzaju i intensywności pracy i jest przedstawiany w formie liczbowej w [kcal/h] lub w [W/m2] powierzchni ciała ludzkiego. Do określenia klimatycznych warunków pracy ludzi służą wskaźniki obejmujące mikroklimat i wydatek energetyczny pracownika. Do najważniejszych z nich należą:
- wskaźnik obciążenia termicznego Beldinga i Hatcha (HSI),
- wskaźnik obciążenia termicznego organizmu wg Mc Ardlego (P4SR),
- wartość odniesienia wskaźnika WBGT.
Ważną grupę wskaźników stanowią parametry samego organizmu zwane wskaźnikami fizjologicznymi. Wskaźniki te określają stopień wydolności fizycznej oraz stan bezpieczeństwa cieplnego organizmu. Do wskaźników tych należą:
- temperatura wewnętrzna organizmu mierzona w odbytnicy,
- częstotliwość uderzeń serca,
- ilość wydzielanego potu w jednostce czasu,
- temperatura powierzchni skóry.
Warunki klimatyczne w środowisku o danym mikroklimacie będą odczuwane przez różnych ludzi w różny sposób, głównie ze względu na rodzaj czynności, jakie wykonują. Człowiek wykonujący ciężką pracę określi warunki klimatyczne danego środowiska jako trudne, człowiek odpoczywający przebywający w tym samym miejscu - jako przyjemne. Warunki klimatyczne panujące w tym samym środowisku, w którym istnieje stały, niezmienny mikroklimat, w odczuciu tych dwóch pracowników będą różne.
(…)
…:
[W] gdzie: Qdf - straty ciepła wskutek dyfuzji pary wodnej przez skórę [W],
r - ciepło parowania wody [J/kg],
β - współczynnik przenikania masy pary wodnej przez skórę [kg/(m2sN/m2)],
psk - ciśnienie nasyconej pary wodnej przy temp. skóry [Pa],
po - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w otaczającym powietrzu [Pa].
Jawne i utajone ciepło oddychania związane jest z konwekcją i odparowaniem wody w warstwie śluzowej…
… wielkość jawnego i utajonego ciepła oddychania w warunkach komfortu cieplnego mają wartości:
[W]
[W]
gdzie: Qwj - jawne ciepło oddychania,
Qut - utajone ciepło oddychania,
Qm - ciepło metaboliczne organizmu,
ts - temp. powietrza,
po - prężność pary wodnej w powietrzu.
2.4. Komfort cieplny - równanie komfortu cieplnego Fangera
Komfort cieplny to stan zadowolenia człowieka z warunków cieplnych otoczenia…
… ciężkich materiałów
- struganie, piłowanie, kopanie, szuflowanie
- chodzenie z pr. 5.5 do 7.0 km/h
Praca
bardzo ciężka
M > 260
290
Bardzo intensywna praca wykonywana w tempie bliskim maksymalnemu
2.2. Bilans cieplny organizmu ludzkiego
Człowiek należy do istot stałocieplnych, tj. utrzymujących stałą temp. ustroju, co powoduje, że każdy nadmiar wytworzonego w organizmie ciepła jest z niego wydalany dzięki mechanizmowi termoregulacji. Wytwarzane na skutek procesów metabolicznych ciepło wew. organizmu musi być z niego wydalone, aby utrzymać stałą temp. rektalną (wewnętrzną). Na sposób i wielkość wydzielania ciepła z organizmu do otoczenia poważny wpływ ma klimat środowiska, co wiąże się również z samopoczuciem człowieka, a więc komfortem i dyskomfortem pracy.
Bilans cieplny organizmu ludzkiego można napisać…
… odzieżą lub nie okrytego,
dla ciała ludzkiego i odzieży jest stosunkowo duża. Przyjmuje wartości 0.95÷1.00, δo -emisja ciała doskonale czarnego (stała Stefana-Boltzmana) równa 5.67⋅10-7 [W/m2K4],
Tpr = tpr+273 - średnia temp. promieniowania otoczenia,
Tcl = tcl+273 - temp. powierzchni odzieży lub ciała ludzkiego nie okrytego odzieżą,
Aef - efektywne pole powierzchni ciała ludzkiego okrytego…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)