🌿 Mikroklimat gorący — wskaźnik WBGT

Środowisko PN-EN ISO 7243

Przegląd

Wskaźnik WBGT (wet bulb globe temperature) jest wskaźnikiem obciążenia cieplnego, a jego nazwa pochodzi od czujników używanych do pomiaru: naturalnego wilgotnego termometru i poczernionej kuli. Norma podaje metodę przesiewową do oceny stresu cieplnego, na jaki narażona jest osoba, i do stwierdzenia, czy stres cieplny występuje. Ma zastosowanie do całkowitej ekspozycji w ciągu dnia pracy (do 8 h), w pomieszczeniach i na zewnątrz, dla dorosłych zdolnych do pracy; nie dotyczy bardzo krótkich ekspozycji.

Stopień obciążenia cieplnego zależy od trzech czynników: parametrów środowiska decydujących o wymianie ciepła między otoczeniem a ciałem, ciepła wytwarzanego w organizmie w wyniku aktywności fizycznej oraz odzieży, która zmienia wymianę ciepła z otoczeniem. Pełna analiza wymaga znajomości temperatury powietrza, średniej temperatury promieniowania, prędkości powietrza i wilgotności bezwzględnej (ISO 7726); WBGT daje pierwsze przybliżenie na podstawie parametrów pochodnych, mierzonych bezpośrednio.

W Polsce wskaźnik WBGT był do 2017 r. opisany w PN-EN 27243:2005; w 2017 r. normę zastąpiono EN ISO 7243:2017, a w styczniu 2018 r. zatwierdzono polskie tłumaczenie PN-EN ISO 7243:2018-01. Wydanie z 2017 r. wprowadziło uwzględnienie odzieży (wartość korekty CAV i wskaźnik WBGTeff), opis błędów czujników kuli o niestandardowej średnicy oraz metodę przewidywania temperatury naturalnej wilgotnej. Wartości odniesienia WBGT dla poszczególnych klas tempa metabolizmu są zapisane w rozporządzeniu w sprawie NDS i NDN.

Zasada metody

Mierzy się temperaturę naturalną wilgotną (tnw), temperaturę poczernionej kuli (tg) i — przy nasłonecznieniu — temperaturę powietrza (ta). Bez obciążenia słonecznego WBGT = 0,7·tnw + 0,3·tg; przy obciążeniu słonecznym WBGT = 0,7·tnw + 0,2·tg + 0,1·ta, bo drugi wzór koryguje przeszacowanie promieniowania bezpośredniego od słońca. Temperatura kuli ujmuje całkowite obciążenie promieniowaniem cieplnym od słońca i innych źródeł. Wartości odniesienia opracowano dla bawełnianej odzieży roboczej (0,6 clo, im = 0,38); dla innej odzieży do zmierzonego WBGT dodaje się wartość korekty CAV, otrzymując WBGTeff = WBGT + CAV. Tempo metabolizmu szacuje się według załącznika E normy lub ISO 8996 i klasyfikuje w jednej z pięciu klas; wynik porównuje się z wartością odniesienia właściwą dla klasy i stanu aklimatyzacji.

Zastosowania

• Pomiary mikroklimatu gorącego na stanowiskach pracy wymagane przepisami BHP — porównanie z NDN ujętym w rozporządzeniu w sprawie NDS i NDN
• Odlewnie, huty, walcownie, kotłownie, piekarnie, suszarnie, hale z procesami termicznymi
• Praca na zewnątrz latem (budownictwo, drogownictwo, rolnictwo) — wariant wzoru z nasłonecznieniem
• Przesiew przed szczegółową analizą obciążenia cieplnego wg ISO 7933, gdy WBGT przekracza wartość odniesienia
• Planowanie reżimu pracy i odpoczynku oraz doboru odzieży w środowisku gorącym

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 7243:2018-01

Tytuł (PL)

Ergonomia środowiska termicznego — Ocena obciążenia cieplnego za pomocą wskaźnika WBGT (temperatura wilgotnego termometru i poczernionej kuli)

Title (EN)

Ergonomics of the thermal environment — Assessment of heat stress using the WBGT (wet bulb globe temperature) index

Procedura krok po kroku

1. Wybór pory i miejsca

   Pomiary wykonuj w porze roku i dnia, gdy obciążenie cieplne jest najbardziej prawdopodobne (lato, środek dnia). Czujniki ustaw na wysokości brzucha osoby narażonej; w środowisku niejednorodnym — tam, gdzie obciążenie cieplne jest największe. Jeśli nie da się ustawić czujników w normalnym miejscu pracy, ustaw je tam, gdzie będą pod takim samym wpływem środowiska.

2. Podział pracy

   Jeżeli dzień pracy dzieli się na wyraźnie różne rodzaje pracy (np. lekka rano, ciężka po południu) albo WBGT różni się istotnie w okresach dłuższych niż godzina, wykonaj osobne pomiary i oceny dla każdego rodzaju.

3. Pomiar w stanie ustalonym

   Zanim zapiszesz odczyt, poczekaj na ustalenie wskazań wszystkich czujników — szczególnie temperatury kuli, której czas odpowiedzi bywa znaczny. Rejestruj parametry z dużą częstością przez reprezentatywny okres około 1 h; łączny czas pomiaru może przekroczyć godzinę.

4. Obliczenie WBGT

   Bez nasłonecznienia: WBGT = 0,7·tnw + 0,3·tg. Przy nasłonecznieniu: WBGT = 0,7·tnw + 0,2·tg + 0,1·ta. Przy zmienności w czasie oblicz średnią ważoną czasem trwania poszczególnych poziomów, z podstawą czasu 1 h.

5. Tempo metabolizmu

   Oszacuj ciepło wytwarzane przez organizm według załącznika E normy lub ISO 8996 i przypisz pracę do klasy: 0 — spoczynek (ok. 115 W), 1 — praca lekka (ok. 180 W), 2 — średnio ciężka (ok. 300 W), 3 — ciężka (ok. 415 W), 4 — bardzo ciężka (ok. 520 W). Przy pracy przerywanej użyj średniej ważonej czasem; w razie wątpliwości przyjmij wyższą klasę.

6. Korekta na odzież

   Dla odzieży innej niż bawełniana odzież robocza dodaj wartość korekty CAV z załącznika F normy: WBGTeff = WBGT + CAV. Jeśli CAV dla danego zestawu nie da się ustalić, nie stosuj tej metody — przeprowadź analizę szczegółową wg ISO 7933.

7. Ocena

   Porównaj WBGT (lub WBGTeff) z wartością odniesienia dla klasy tempa metabolizmu i stanu aklimatyzacji. Za zaaklimatyzowaną uznaje się osobę eksponowaną na podobne lub bardziej ekstremalne warunki gorące co najmniej przez tydzień pracy bezpośrednio przed oceną. Przekroczenie oznacza wzrost ryzyka dolegliwości cieplnych: ogranicz obciążenie lub wykonaj analizę szczegółową wg ISO 7933.

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Osoba wykonująca pomiary w środowisku gorącym sama podlega obciążeniu cieplnemu — zaplanuj przerwy i uzupełnianie płynów
• W pobliżu pieców, kadzi i urządzeń grzewczych zachowaj strefy bezpieczeństwa; czujniki ustawiaj bez wchodzenia w strefy niebezpieczne
• Rozgrzane elementy statywu i osłony kuli mogą parzyć — po pomiarze odczekaj przed demontażem

Najczęstsze pytania