Ergonomia - wykład 8 - mikroklimat, Technologia Żywnośći UR, II rok, ERGONOMIA
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
MIKROKLIMAT
Materiały wykładowe z ergonomii
(prof. dr hab. Tadeusz Juliszewski)
II rok, Wydział Technologii Żywności i Żywienia Człowieka
Opracowanie: Alicja Krzeczek, Katarzyna Magdalena Kwiecień
I.
Oddziaływanie środowiska cieplnego na organizm człowieka
Ciepło przenoszone przez krew krąży w organizmie z cieplejszych obszarów do chłodniejszych, ale
może być wymienione ze środowiskiem tylko na powierzchni ciała. Jednym z zadań krwi jest
dostarczanie substancji pokarmowych do tkanek metabolicznie aktywnych. Poza tym, krążenie krwi
zapewnia przenoszenie ciepła z wnętrza ciała do skóry.
ILOŚĆ ENERGII METABOLICZNEJ M = C + R + E
C – konwekcja
R – radiacje
E – parowanie potu
Nasz organizm wytwarza tyle energii co 100-watowa żarówka
Powierzchni skóry człowieka wynosi 1,8 m
2
Wydatek energetyczny w pozycji siedzącej – 58W/m
2
= 1 met
Tabela C.1 — Klasyfikacja poziomu metabolizmu dla różnych czynności
(ISO 8996)
Klasa
m
W -
nr
2
Przykłady
Odpoczywanie
65
Odpoczywanie, siedzenie
Bardzo niski poziom
metabolizmu
80
Lekka praca manualna (pisanie, rysowanie);
100
Prace ręczne (prowadzenie pojazdów, zapalenie swiatla);
Niski poziom
metabolizmu
średni poziom
metabolizmu
165
Praca rąk I ramion (wbijanie gwoździ); praca z lekkim sprzetem)
Wysoki poziom
metabolizmu
230
Intensywna praca rąk , przenoszenie ciężkich materiałów, wycinka drzew,
kopanie dołów, chodzenie z prędkością 5-6 km/h, pchanie lub ciągniecie
ciężko naładowanych taczek
Bardzo intensywna I szybka praca, (rabanie drewna, wchodzenie po
schodach , po drabinie, bieganie, chodzenie z prędkością większa niż 6
km/h, chodzenie po śniegu)
Bardzo wysoki poziom
metabolizmu
290
Najwyzszy
poziom
metabolizmu
400
Równowaga cieplna w zimnie zależy zarówno od zdolności organizmu do produkcji ciepła, jak i jego
zatrzymywania. Produkcja ciepła zachodzi w tkankach metabolicznie aktywnych; największa jest w
mięśniach. Zachowanie ciepła jest możliwe dzięki ograniczeniu ilości ciepła przenoszonego z
wnętrza ciała do kończyn oraz wzrostowi izolacji tkanek powierzchniowych przez zwężenie głębszych
naczyń krwionośnych w kończynach, jak też naczyń powierzchniowych.
W środowisku gorącym równowaga cieplna
zależy zarówno od zdolności do rozproszenia ciepła
wynikającego z przemian metabolicznych, jak też pobranego ze środowiska. Rozpraszanie ciepła
metabolicznego wymaga przepływu krwi z wnętrza ciała do skóry, która jest chłodniejsza niż wnętrze.
Rozproszenie ciepła oraz utrzymanie średniej temperatury skóry niższej niż temperatura wnętrza ciała
wymaga zarówno produkcji, jak i parowania odpowiedniej ilości potu.
II.
Komfort cieplny
Komfort cieplny
jest definiowany jako najkorzystniejsze warunki mikroklimatu pomieszczenia, w
których człowiek czuje się dobrze, a gospodarka cieplna jego ustroju przebiega najekonomiczniej.
Komfortem cieplnym określa się stan, w którym człowiek nie czuje ani chłodu, ani ciepła.
Odzież jest jednym z podstawowych elementów, który powinien zapewnić człowiekowi komfort
cieplny w różnych warunkach środowiska termicznego i przy różnym poziomie aktywności fizycznej.
W obszarze komfortu cieplnego bilans cieplny organizmu jest zrównoważony, a oddawanie ciepła
odbywa się przez promieniowanie i konwekcję oraz pocenie niewyczuwalne i przez układ oddechowy.
Wymiana ciepła może zachodzić przez:
konwekcję
promieniowanie
przewodnictwo
Ściśle teoretyczne określenie komfortu cieplnego jest bardziej złożone. Komfort cieplny ustala się
na podstawie wskaźników uwzględniających parametry fizjologiczne, w tym głównie średnią ważoną
temperaturę powierzchni skóry, temperaturę wnętrza ciała i pocenie. Zmienna aktywność fizyczna
człowieka, odzież, stan zdrowia i stopień aklimatyzacji powodują przesunięcie granic komfortu
cieplnego
Komfort cieplny zależy od:
1.
Temperatury powietrza
2.
Prędkości ruchu powietrza
3.
Wilgotności
4.
Temperatury promieniowania cieplnego
5.
Izolacyjności termicznej odzieży
6.
Wydatku energetycznego organizmu
1,2,3 – przeczuwamy instynktownie
Nieudowodniony wpływ czynników takich jak płeć, barwa skóry, wiek
Izolacyjność termiczna odzieży
clo (cloth) =0,16 (m
2
· K )/ W
Tabela C.2 — Podstawowe wartości izolacji z wybranej części garderoby (ISO 9920)
TERMOIZOLACYJNOŚĆ ODZIEŻY
M
2
·
K
·
W
-1
CLO
0,01
Strój bikini
Spodenki, koszulka z krótkim rękawem, dopasowane spodnie, skarpetki buty
0,08
0,5
Bielizna, koszula, spodnie, bluzka, skarpety, buty
0,13
0,8
Bielizna, podkoszulek, koszula, spodnie, marynarka, kamizelka, skarpety, buty
0,16
1,0
Podkoszulek, bielizna, zaizolowane spodnie, zaizolowana marynarka, skarpety, buty
0,19
1,3
Bielizna, podkoszulek, koszula, spodnie, marynarka, kapelusz, rękawiczki, skarpety,
buty
0,23
1,5
Bielizna, podkoszulek, koszula, spodnie, marynarka, skarpety, buty, kapelusz,
rękawiczki
0,29
1,9
Podkoszulek, bielizna, zaizolowane spodnie, zaizolowana marynarka, skarpety, buty,
kapelusz, rękawiczki
0,34
2,2
Arktyczne systemy odzieżowe
0,46 do 0,70
3 do 4,5
Śpiwory
0,46 do 1,4
3 do 9
III.
Jak oceniać środowisko? - metody ISO
Środowisko umiarkowane
PMV – przewidywalna średnia ocena
PPD – przewidywalny odsetek niezadowolonych
PMV = (t
o
, RH, r, t
s
, clo,met)
t
o
– temperatura
RH - wilgotność
r – prędkość powietrza
t
s-
temperature śrdenia
clo – izolacja cieplna
met-wydatek energetyczny
Środowisko gorące
Występuje w miejscach, gdzie się pasteryzuje produkty spożywcze, mleko, butelki
wskaźnik oceny WBGT (wet bulb globe temperature)
Wskaźnik służący do oceny obciążenia organizmu to
WBGT (wet bulb globe temperaturę)
- jest
on opisany w normie ISO 7243 i odpowiadającej jej polskiej normie PN-N-08011: 1985.
Stosowanie wymagań zawartych w powyższej normie chroni wnętrze ciała człowieka przed
osiągnięciem temperatury przewyższającej 38°C, natomiast nie gwarantuje, zachowania innych
kryteriów fizjologicznych, np. częstości tętna lub ilości wydzielonego potu.
WBGT = 0,7 tw + 0,3 tg
tw – temp. Mierzona termometrem wilgotnym np.: 30
o
C
tg - temp. Mierzona przy pomocy termometru Vermona np.: 40
o
C
WBGT = 0,7· 30
o
C + 0,3· 40
o
C= 33
o
C ( otrzymany wynik odnosimy do normy, jeżeli jest
wyższy to może wystąpić stres cieplny)
Powyżej strefy komfortu cieplnego
(PMV>
+2) w zakresie pola wysokich temperatur powietrza
i promieniowania, rozciąga się obszar warunków klimatycznych, dla których równanie bilansu
cieplnego, obliczone wyłącznie na podstawie wymiany konwekcyjnej i przez promieniowanie, ma
wartość dodatnią.
Środowisko zimne
w przechowalniach owoców, mięsa
wskaźniki oceny:
1.temperatura siły chłodzącej wiatru
[ Pobierz całość w formacie PDF ]