Opisy zagrożeń zawodowych
OBCIĄŻENIA TERMICZNE W ŚRODOWISKU PRACY
 


Środowisko zimne

Źródło: opracowanie dr hab.inż. Anny Bogdan, prof. nadzw. CIOP-PIB

Wartości dopuszczalne (NDS/NDN)

Środowisko zimne występuje w przypadku, gdy wartość wskaźnika PMV (liczonego zgodnie z normą PN-EN ISO 7730:2006) wynosi poniżej -2,0.

Środowisko zimne oddziałujące na człowieka może prowadzić zarówno do miejscowego wychłodzenia, jak i do oziębienia całego ciała. Z tego powodu obciążenie termiczne organizmu określa się na podstawie dwóch wskaźników: :

• wskaźnika IREQ (required clothing insulation - wymagana ciepłochronność odzieży), pozwalającego na ocenę ogólnego oddziaływania środowiska zimnego na organizm człowieka przez określanie wartości izolacyjności termicznej odzieży zalecanej do pracy w danym środowisku

• wskaźnika tWC (wind chill temperature – temperatura chłodzenia powietrzem), służącego do oceny miejscowego oddziaływania zimna na organizm człowieka (określany tylko w przypadku pracy wykonywanej na zewnątrz budynku).

Za nadrzędny uznaje się wskaźnik IREQ, który określa ciągłe obciążenie organizmu zimnem, podczas gdy wskaźnik tWC określa tylko obciążenie chwilowe. Oddziaływanie ogólne środowiska zimnego na organizm człowieka jest określane na podstawie wartości wskaźnika IREQ. Wskaźnik ten bazuje na równaniu równowagi termicznej układu człowiek-otoczenie (równaniu bilansu cieplnego). IREQ określa wymaganą izolacyjność termiczną odzieży (wyrażaną w jednostkach clo; 1 clo = 0,155 m2K/W) w celu zapewnienia stanu komfortu cieplnego i równowagi termicznej w środowisku zimnym. Miejscowe oddziaływanie zimna na organizm człowieka, czyli stres miejscowy (występujący przy temperaturze powietrza poniżej 10 °C) jest określane za pomocą wskaźnika tWC, opisującego wpływ siły chłodzącej powietrza na człowieka. Wskaźnik ten jest stosowany do szybkiej oceny oddziaływania środowiska zimnego na organizm człowieka głównie w przypadku pracy wykonywanej na zewnątrz budynku.

Równowaga cieplna może być utrzymywana na różnych poziomach obciążenia cieplnego organizmu, określanego w funkcji średniej temperatury skóry, pocenia i zmiany temperatury ciała. Z tego powodu wprowadzono w normie PN-EN ISO 11079:2008 dwie wartości wskaźnika IREQ:

• IREQmin - minimalna wartość wymaganej izolacji termicznej odzieży w celu utrzymania równowagi termicznej organizmu na stałym poziomie, przy założeniu niższej od prawidłowej, ale dopuszczalnej wartości średniej temperatury ciała. Przy zastosowaniu odzieży o izolacyjności równej IREQmin wystąpi niewielkie wychłodzenie organizmu, w szczególności obwodowych części ciała (dłonie, stopy) - z tego powodu przy długotrwałej pracy w środowisku zimnym należy wprowadzić ograniczenia czasu trwania ekspozycji, obliczane jako Dlim (dopuszczalny czas ekspozycji).

• IREQneutral - izolacyjność termiczna odzieży wymagana w celu zapewnienia pracującemu warunków termoneutralnych, tj. równowagi cieplnej utrzymywanej na prawidłowym poziomie średniej temperatury ciała. Przy zastosowaniu odzieży o wartości izolacyjności równej IREQneutral nie występuje wychłodzenie ciała człowieka, jednakże zalecane jest również określenie dopuszczalnego czasu ekspozycji Dlim.

Przedział między IREQmin i IREQneutral jest określany jako strefa bezpieczna odzieży, w której mieszczą sie wartości izolacyjności odzieży zapewniające właściwą ochronę przed środowiskiem zimnym. Przy zastosowaniu odzieży o izolacji niższej niż IREQmin istnieje ryzyko postępującego wychładzania organizmu. Z kolei wartości wyższe od IREQneutral będą powodowały przegrzanie ciała. Zastosowanie wskaźnika IREQ zalecane jest do oceny obciążenia w chłodnym i zimnym środowisku, gdzie temperatura powietrza wynosi poniżej 10°C, prędkość powietrza zawarta jest pomiędzy 0,4 - 18 m/s, a izolacyjność cieplna stosowanej odzieży przekracza 0,078 m2K/W (0,5 clo).

W obliczeniach wprowadzono również pojęcie wynikowej i podstawowej izolacyjności cieplnej odzieży. Na rzeczywistym stanowisku pracy człowiek zazwyczaj porusza się, zatem zastosowana przez niego odzież również zmienia położenie, dopasowuje się do danej pozycji ciała, a pod jej warstwy napływa powietrze. Wynikowa izolacyjność cieplna odzieży (Iclr) jest to więc wartość izolacyjności, w której uwzględniono efekt zmiany dopasowania i pompowania powietrza pod odzież. W warunkach laboratoryjnych wynikowa izolacyjność cieplna odzieży, na podstawie PN-EN ISO 11079:2008 i PN-EN 342:2006 Odzież ochronna. Zestawy odzieży i wyroby odzieżowe chroniące przed zimnem, jest mierzona na manekinie umieszczonym na specjalnym stanowisku umożliwiającym symulację jego chodu. W odróżnieniu od izolacyjności wynikowej, izolacyjność cieplna podstawowa (Icl) określa izolacyjność odzieży znajdującej się na nieruchomym manekinie w pozycji stojącej.

Poprzez porównanie obliczonej wartości wskaźnika IREQ z izolacyjnością odzieży stosowanej na danym stanowisku pracy (Iclr) można określić stan badanej odzieży poprzez:

• ryzyko duże, gdy Iclr ≤ IREQmin - izolacyjność stosowanej odzieży jest niewystarczająca, należy skrócić czas ekspozycji

• ryzyko średnie, gdy IREQmin < Iclr < IREQneutral - izolacyjność stosowanej odzieży stanowi wystarczającą ochronę przed wychłodzeniem; warunki termiczne określane są przez pracownika jako akceptowalne, a środowiska jako "chłodne" lub "neutralne"

• ryzyko małe, gdy Iclr ≥ IREQneutral - prawidłowa izolacyjność stosowanej odzieży; przy większej aktywności istnieje ryzyko przegrzania

W przypadku pracy poza pomieszczeniami zamkniętymi redukcję ryzyka wystąpienia obciążenia cieplnego spowodowanego działalnością wiatru reguluje się dopuszczalnym czasem ekspozycji. W zależności od wartości wskaźnika tWC dopuszczalny czas ekspozycji zmienia się zgodnie z poniższymi zależnościami:

Temperatura chłodzenia powietrzem tWC (°C) Dozwolony czas narażenia

tWC > -24            Ekspozycja ciągła

-24 ≥  tWC > -34 Ekspozycja skrócona

-34 ≥  tWC > -59 Ekspozycja skrócona

tWC ≤ -59            Ekspozycja zabroniona