تنش حرارتی در محیط کار

تنش حرارتی در محیط کار

Thermal stress in the workplace

مقدمه :

از آنجایی که توجه به مسائل محیط کار کارگران و ایجاد یک محیط کار ایمن و مناسب و راحت برای ایشان ، همیشه از جمله بزرگترین اهداف علم بهداشت حرفه ای بوده است . توجه به مسأله شرایط جوی محیط کار نیز به عنوان یکی از عوامل فیزیکی محیط کار در اولویت برنامه های مسئولین و متخصصین بهداشت حرفه ای قرار می گیرد . بنا به بسیاری از مطالعات درجه حرارت در کارایی و بازدهی و دقت کار کارگران تأثیر فراوانی دارد.(1)

این پست بروزرسانی شده است و PDF تنش های حرارتی محیط کار در 132 صفحه در انتها پیوست شده است.

در بروزرسانی دوم تعداد 12 پاورپوینت تنش حرارتی که در مجموع 669 اسلاید دارند پیوست شدند.

ورنون ، بدفورد و وارنر به این نتیجه رسیده اند که در هوای کمتر از 70 درجه فارنهایت ، فقط 3 درصد اوقات تلف شده به موارد بیماری مربوط می شود. در هوای 70 تا 79.9 درجه فارنهایت نهایت 4.5 درصد اوقات تلف شده به بیماری مربوط بوده و در هوای بالاتر از 80 درجه فارنهایت 4.9 درصد وقت کارگران به علت بیماری تلف می شود.(2)

در تحقیق دیگری نشان داده شده که با افزایش میزان استرس گرمایی ، میزان نبض و فشار خون بالا رفته و دمای بدن نیز افزایش یافته است.(3)

در سال 1993 دکتر N.Kiladza در مقاله ای تحت عنوان استفاده از شاخص WBGT برای ارزیابی گرما در محیط های صنعتی ، وجود همبستگی قوی و معناداری را بین شاخص گرمایی و متوسط دمای پوست و احساس گرما و وجود همبستگی متوسطی را بین شاخص گرمایی و تغییرات محتوای بدن و آب از دست رفته و ضربان قلب اعلام نمود.(4)

در سال 1990 دکتر Ann.Enander , Steffon Hygge  در مقاله ای با عنوان استرس حرارتی و عملکرد انسان به بررسی موضوع فوق پرداخته و اعلام کردند که شواهد نشان می دهد مواجهه با استرس گرمایی در بسیاری از محیط های کاری اثر منفی بر جنبه های مختلف عملکرد و رفتار انسان داشته است.(1)

در عملیات مربوط به بررسیهای بهداشت حرفه ای ، پارامترهای مختلف شرایط جوی اندازه گیری می شود تا مخاطرات ناشی از شرایط جوی نامساعد مشخص گردد و اقدامات کنترلی جهت جلوگیری از عواقب وخیم شرایط موجود انجام گیرد و این موضوع تحت عنوان پایش محیطی در زمرة فعالیتهای بهداشت حرفه ای ثبت می گردد .

شرایط جوی محیط کار و شاخص های آن:

تأثیر پارامترهای مختلف شرایط جوی بر روی عملکرد انسانی ، بازده کاری و … به صورت مستقیم نیست ، بلکه این پارامترها موجب بوجودآمدن تأثیرات و تغییرات فیزیولوژیکی میشوند و این تغییرات است که موجب تغییر عملکرد انسانی ، بازده کاری و … می شود به همین دلیل است که از این پارامترها به عنوان عوامل «استرس زا» نام می بریم .

تأثیر عوامل استرس زای جوی ، روی تعادل فیزیولوژیکی بدن را بوسیله معیارهایی تحت عنوان شاخص های استرس زایی ، بررسی می کنیم . با توجه به اینکه یکی از کمیتهای مهم و اساسی شرایط جوی دما است . براساس تغییرات دما در محیط ها دو نوع شاخص خواهیم داشت ، یکی «شاخص استرس گرمایی» است و دیگری «شاخص استرس سرمایی» .

جهت تعیین میزان استرسهای گرمایی شاخص های مختلفی وجود دارد که از مهمترین این شاخصها می توان به شاخص های PPD , PMV , P4SR , B4SR , HSI , CET , ET , WBGT اشاره کرد که در ادامه توضیحی مختصر در مورد این شاخص ها ارائه شده و سپس برخی از آنها با توجه به پارامترهای تعیین شده و اندازه گیری شده در برخی از مکانهای کارخانه سیمان تـهران محاسبه و با هم مقایسه شده اند .

کمیت های اندازه گیری شرایط جوی محیط کار :

الف. دمای هـوا Dry Bulb Temperature: دما کمیتی است که میزان سردی یا گرمی را بیان می دارد . دمای هوا تحت عنوان دمای خشک نیز نامیده می شود و معمولاً با واحدهای درجه سانتی گراد (C^o) یا درجه فارنهایت (F^o) بیان می شود. دمای خشک بوسیله دماسنج معمولی اندازه گیری می شود .

ب. دمای تـر Wet Bulb Temperature: دمای تر ، پائین ترین درجه حرارتی است که بتوان هوا را «در فشار ثابت» با تبخیر آب خشک نمود . دمای تر با واحدهای درجه سانتی گراد (C^o) یا درجه فارنهایت (F^o)  بیان می شود و بوسیله دماسنج خشکی که دور مخزن آن فتیلة تر پیچیده شده است ، اندازه گیری می شود .

پ. دمای تابشی Globe Bulb Temperature: دمای تابشی از بعضی سطوح داغ اجسام منتشر می شود و بیشتر در ناحیه مادون قرمز است معمولاً با واحدهای (C^o)  و یا (F^o)  بیان می شود و بوسیله دماسنج گوی سان اندازه گیری می شود .

ت . رطوبت نسبی Relative Humidity: رطوبت نسبی عبارت است از فشار بخار آب موجود در هوا به فشار بخار آب اشباع شده در همان درجه حرارت، بر حسب درصد بیان می شود و بوسیله رطوبت سنج چرخان و یا رطوبت سنج آسمن اندازه گیری می شود و قرائت غیرمستقیم نیز از طریق جداول یا نمودارهای سایکرومتری دارد .

ث . فشار هـوا Air Pressure: فشار جوی یا بارومتری عبارتست از فشاری که جو زمین به علت نیروی وزنش بر روی سطح زمین و سایر سطوحی که در آن غوطه ور است ، وارد می کند . معمولاً با دستگاه های قرائت مستقیم اندازه گیری می شود و واحدهای مختلفی دارد ولی معمولاً با واحد اتمسفر و یا میلی متر جیوه بیان می شود.

ج . سرعت جریان هـوا Air Velocity: به طور کلی ، جریان هوا در نتیجه اختلاف دمای نقاط مختلف ، که به اختلاف چگالی آن نقاط منجر می شود ، ایجاد می گردد . برای اندازه گیری سرعت جریان هوا از دماسنج کاتا استفاده می شود . دما سنج کاتا نیز براساس محل استفاده می تواند از نوع دماسنج کاتای خشک ، تر و یا نقره اندود باشد . برای تعیین سرعت جریان هوا از نمودارها و روابط مخصوص محاسبه سرعت استفاده می شود .

V = سرعت جریان هوا بر حسب متر بر ثانیه

H = توان سردشوندگی محیط بر حسب میلی کالری در ثانیه

F = فاکتور دماسنج کاتا بر حسب میلی کالری بر سانتی متر مربع

T_C  = میانگین زمانهای سردشوندگی دماسنج بر حسب ثانیه

T = دامنه سردشوندگی دما سنج بر حسب ثانیه

t  = دمای محیط بر حسب درجه سانتی گراد

a  = ضریب ثابت براساس نوع کاتا و دامنه سردشوندگی

b = ضریب ثابت براساس نوع کاتا و دامنه سردشوندگی

راه های تبادل حرارت بدن با محیط :

تنش حرارتی

راههای تبادل حرارت بین بدن و محیط متفاوت بوده و به شرح زیر می باشد :

1ـ جابجایی (همرفت) Convection: جابجایی یکی از فرآیندهای انتقال گرماست . میزان گرمای مبادله شده از طریق جابجایی بین بدن انسان و هوای مجاور برابر است با :

(C = 7 V^0.6 ( t_a – t_s

C = مقدار گرمای جابجا شده (Kcal/h) .

V = سرعت جریان هوا (m/s) .

t_a = دمای هوا بر حسب ( C^o) .

t_s= میانگین دمای پوست که معمولاً  35^oC در نظر گرفته می شود .

2ـ تابش (تشعشع Radiation): میزان انرژی که در اثر تابش از اجسام ساطع می شود و با توان چهارم دمای مطلق جسم ، متناسب است .

R = میزان تبادل گرما از طریق تابش (kcal/h) R = 6.6  ( MRT – t_S )

t_s = دمای پوست (^oC)

MRT = میانگین دمای تابشی سطوح جامد اطراف بر حسب (^oC)

(MRT = T_g + 1.8 V^0.5 ( T_g – T_a

V = سرعت جریان هوا (m/s)

T_g= دمای گویسان (^oC)

T_a= دمای خشک هوا (^oC)

3ـ تبخیر  Evaporation:

تبخیر یکی از راه های کنترل گرمای بدن است که از نظر فیزیولوژیک دارای اهمیت بسیار است. کلاً تبخیر عرق به دلیل وجود اختلاف فشار در سطح پوست و هوای پیرامون صورت می پذیرد . مقدار گرمایی که از راه تبخیر از دست می رود، از رابطه زیر محاسبه می شود .

(E = 14 V^0.6 ( VP_S – VP_a

E = افت گرما از طریق تبخیر  (kcal/h)

V = سرعت جریان هوا (m/s).

VP_S = فشار بخار آب در سطح پوست (mmHg)  که معادل 42 میلی متر جیوه در دمای 35 درجة سانتی گراد است .

VP_a = فشار بخار آب در هوای محیط (mmHg).

4ـ متابولیسم Metabolism:

مقدار انرژی آزاد شده در واحد زمان را متابولیسم یا سرعت متابولیسم گویند. در مورد کارگرانی که در طول شیفت کار خود به انجام فعالیت های متفاوت ، در مدت زمان های متفاوت می پردازند . لازم است که متوسط میزان متابولیسم با استفاده از رابطه زیر محاسبه گردد.

Ti = مدت زمان فعالیت در هر مقطع و با متابولیسم مشخص .

5ـ تأثیر لباس Effect ot  Clothing:

برای بدن انسان، لباس مانند عایق عمل می کند . برای ارزشیابی لباس عاملی بنام مقاومت لباس یا ضریب کلو (Clo) تعریف می شود و با کمیت بدون دیمانسیون سنجیده می شود. کلو مقاومت لباس در مقابل انتقال گرما از پوست بدن تا سطح خارجی لباس است. مقدار گرمای انتقال یافته از طریق لباس از رابطه زیر بدست می آید:

فرمول ها را در فایل پیوستی موجود می باشد.

A = سطح بدن (m²)

K= میزان گرمای تبادل شده ( Kcal/h ) .

t_s = دمای پوست ( ⁰C ) .

t_a = دمای سطح خارجی لباس ( ⁰C ) .

A = 0.202 × W ^0.425 × M ^0.725

W = وزن بدن (kg)

M = طول قد (m)

با توجه به تأثیر مشخص و قابل توجه مقاومت لباس برروی شاخص دمای ترگویسان (WBGT) بنا به استاندارد ACGIH (مصوب سال 2001) براساس نوع لباس طبق جدول زیر مقادیری به شاخص WBGT اضافه می شود .

جدول 2: اصلاح WBGT با توجه به نوع لباس

• لازم به ذکر است که این مقادیر نبایستی به لباس های ضد آب و مقاوم در برابر اسید و نفوذ بخار و جریان هوا اعمال گردد.

مشکلات ناشی از شرایط جوی نامساعد:

شرایط جوی نامناسب محیط کار

مشکلات ناشی از شرایط جوی نامساعد در محیطهای کاری از دید بهداشت حرفه ای از دو جنبه قابل بحث و بررسی است :

الف . جنبه ایمنی :

در واقع هدف اول و اساسی ما در مطالعه شرایط جوی محیط کار ، پی بردن به تأثیر استرس های جوی در افزایش ضریب خطا و حادثه آفرینی است. این استرس های جوی، ابتدا مقدمات تغییرات و تأثیرات فیزیولوژیکی را فراهم می کنند و این تغییرات به صورت تدریجی افزایش می یابد، بنابراین تغییرات ایجاد شده بلافاصله موجب بوجود آمدن بیماریها و گرمازدگی و … نمی شوند ، بلکه تغییرات ایجاد شده باعث خطای انسانی می شوند یعنی حتی کوچکترین تغییرات در ساختار فیزیولوژیکی می تواند روی عملکرد انسانی تأثیر مستقیم داشته باشد. آقای دکتر W. D . Rowe در کتاب آناتومی ریسک، در مبحث تأثیر عوامل محیطی روی عملکرد انسانی و ایجاد حادثه ، شرایط جوی محیط کار را به عنوان یک عامل اصلی در جداول مربوطه آورده است .

همچنین در یک مقاله که از سوی National Safety Council در سال 1983 با عنوان «اثرات ناشی از تغییرات دما در محیط کار برروی رفتار شغلی ایمن» به چاپ رسیده است . حاکی از این است که میزان حرارتهای محیط کار یک اثر ثابت دائمی روی شاخص رفتار غیرایمن یا (UBI) دارد و این تأثیرات به صورت یک منحنی U شکل است.

لازم به ذکر است که در این بررسی از شاخص استرس گرمایی دمای ترگویسان (WBGT) استفاده شده است. همچنین مقادیر UBI در طی صبح بطور چشمگیری پائین تر از مشاهدات بعد از ظهر است .

ب . جنبه بهداشتی :

براساس تغییرات بسیار زیاد دما و یا افزایش بیش از حد زمان مواجهه با شرایط جوی نامساعد ، می توانیم یک سری مشکلات بهداشتی ناشی از شرایط نامساعد جوی را مشاهده کنیم .

عوارض ناشی از گرما : برخی از عوارض ناشی از افزایش درجه حرارت براساس وخامت به صورت زیر بیان می شوند  :

1. سوختگی پوست
2. جوش های گرمایی
3. ضعف گرمایی
4. کرامپ گرمایی
5. گرمازدگی

عوارض ناشی از سرما: برخی از عوارض ناشی از کاهش درجه حرارت براساس وخامت، به صورت زیر بیان می شوند:

1. کهیر
2. سرخی
3. سرمازدگی

شاخص های استرس گرمای (Heat  Stress  Indices)

استرس سرمایی

همانطوری که قبلاً گفته شد هدف از شاخص های استرس گرمایی ، ترکیب متغیرهای جوی در یک کمیت است . یا بطور کلی میزان تنش گرمایی محیط را بر روی افراد توصیف می نماید . شاخصهای استرس گرمایی را بطور کلی می توان به دو گروه شاخصهای تجربی و تحلیلی تقسیم کرد :

الف . شاخص های تجربی:

این شاخصها معمولاً براساس ارتباط بین دو یا چند عامل گرمایی و پاسخ انسان به این عوامل پایه ریزی شده و این ارتباط از روی تجربیاتی که روی انسان صورت گرفته، بدست آمده است و عمده ترین این شاخصها عبارتند از شاخص های WBGT ,WGT , P₄SR , B₄SR  , CET , ET

ب . شاخص های تحلیلی:

این شاخصها معمولاً براساس تحلیل تبادل و تعامل گرما بین بدن انسان و محیط پایه ریزی می شود . از رایج ترین این شاخصها ، شاخص استرس حرارتی هچ ـ بلدینگ « HSI» می باشد و شاخصهای جدید و آسایش PPD , PMV را به نوعی می توان در این رده تقسیم بندی کرد .

شاخص های دمای مؤثر (ET)

در میان شاخص های استرس حرارتی، این شاخص پرسابقه ترین شاخص بوده و استفاده گسترده ای دارد. شاخص دمای مؤثر از جنبه احساس راحتی و روانی در محیط کار قابل استفاده می باشد. این شاخص احساس گرمایی را بیان می کند که با احساس حاصله در محیطی اشباع از رطوبت و آرام با دمایی برابر دمای موثر، یکسان است . برای محاسبه این شاخص به دمای تر ، دمای خشک و سرعت جریان هوا نیاز است. و با داشتن این داده ها و با استفاده از نمودارهای موجود میزان ET محاسبه می شود .

شاخص های دمای مؤثر تصحیح شده (CET)

در محاسبه شاخص دمای موثر، ثابش های حاصل از سطوح داغ درون محیط کار دخالت داده نشده بود . Bed Ford با دخالت دادن عامل موفق دمای موثر را اصلاح نمود و شاخص جدیدی را که بدست آورد دمای موثر تصحیح شده نامید .

برای محاسبه این شاخص به دمای تر ، دمای گوی سان «تشعشعی» و سرعت جریان هوا احتیاج می باشد. برای محاسبه این شاخص از نمودار دمای موثر استفاده می شود ولی به جای دمای خشک، دمای دماسنج گوی سان لحاظ می شود .

در شاخص های دمای موثر و دمای موثر تصحیح شده، گرمای تولید شده از متابولیسم نقشی ندارد و این شاخص ها تنها براساس احساس راحتی یا ناراحتی فرد می باشد تا ارزیابی استرس حرارتی .

جدول 3 مقادیر مجاز مواجهه براساس شاخص های CET , ET توصیه می شود:

(NIOSH – 1978)

شاخص میزان عرق پیش بینی شده چهار ساعته (P₄SR )

این شاخص که از جمله شاخص های فیزیولوژیکی است. بر این اساس مطرح گردید که برآورد میزان عرق جهت تعیین میزان استرس کافی است. از نظر ظاهری مقدار آن مساوی مقدار تعریق فرد جوان سازش یافته سالمی است که مدت چهار ساعت در محیط قرار بگیرد. این شاخص آثار دمای هوا، میانگین دمای تابشی، سرعت جریان هوا، رطوبت، میزان متابولیسم و پوشش لباس را با هم ترکیب می کند .

این شاخص تجربی بوده و فاقد رابطه و فرمول خاص است. در محاسبه (P4SR) پارامترهای دمای محیط، دمای تابشی، رطوبت، سرعت جریان هوا و میزان متابولیسم وارد شده و محاسبه نهایی به کمک نمودار صورت می گیرد .

قبل از استفاده از نمودار اصلاحات زیر باید انجام گیرد :

1. اگر tg # ta ، بایستی به دمای تر مقدار (tg – ta  )4/0 اضافه کرد .
2. اگر میزان انرژی مصرفی (متابولیسم) بیش از 63 وات بر متر مربع باشد لازم است که مقدار اصلاحی بدست آمده از منحنی کوچک بالای نمودار اصلی را به دمای تر اضافه کرد .
3. در مورد افرادی که لباس به تن دارند ، لازم است که به دمای تر مقدار ⁰C) 1.4 / clo) اضافه شود . بعضی مراجع این مقدار را ^oC) 1) برای افراد با لباس معمولی توصیه می کنند .

اکنون خطی را که دمای گویسان و دمای تر تصیح شده را بهم وصل می کند را رسم و در حالیکه از مقیاس دمای تر مربوط به سرعت جریان هوا استفاده می کنیم از روی مقیاس سرعت جریان هوای مربوط ، مقدار عرق چهار ساعته پایه (B₄SR ) را قرائت می کنیم . با استفاده از B₄SR و با افزودن مقادیر مربوط به میزان فعالیت و پوشش لباس فرد به آن، می توان مقدار (P₄SR) از رابطه زیر بدست آورد :

• لازم به ذکر است حداکثر مقدار عرق 4 ساعته برای یک فرد جوان سازش یافته نیمه ملبس 4.5 لیتر و برای فرد با لباس متعارف 2.7 لیتر می باشد.

شاخص بوتسفورد یا دمای تر گویسان (WGT)

احتمالاً ساده ترین شاخص است و برای برآورد آن فقط نیاز به یک دما می باشد و این یک دما همان دمای خوانده شده از دماسنج گویسان است . این شاخص می تواند تبادل گرمایشی را از طریق تشعشعی ، جابجایی و تبخیر معین کند .

WGT = 0.905  WBGT – 0.909

WGT = 0.0212 B²  +  0.192 B + 9.5

B : دمای دماسنج گویسان

شاخص دمای تر گویسان (WBGT )

این شاخص برای ارزشیابی استرس حرارتی محیط کار کاربرد دارد و توسط NIOSH , ACGIH به عنوان شاخص اصلی جهت تعیین مقادیر حدود مجاز (TLV) انتخاب گردیده است . محاسبه شاخص دمای تر گویسان بسیار ساده بوده و با اندازه گیری حداقل پارامترهای جوی صورت میگیرد . پس از اندازه گیری های لازم شاخص دمای تر گویسان برای خارج و داخل کارگاه بصورت زیر محاسبه می شود .

داخل کارگاه:  WBGT = 0.7 Tnwb + 0.3 Tg

خارج کارگاه:  WBGT = 0.7 Tnwb + 0.2 Tg + 0.1 Ta

Tnwb = درجه حرارت دماسنج تر طبیعی (^oC) .

Tg = د مای گویسان (^oC) .

Ta = دمای دماسنج خشک (^oC)

با توجه به اینکه در برخی از ایستگاه های کاری دما در ارتفاعات مختلف بدن متفاوت است، به همین دلیل ما مقادیر WBGT را در سه ارتفاع پا، تنه و سر اندازه گیری کرده و با استفاده از رابطه زیر از آن میانگین می گیریم:

همچنین با توجه به اینکه WBGT یک شاخص ارزیابی استرس گرمایی فردی است و در حین کار روزانه ممکن است محل استقرار کارگر و نیز گرمای محیط او تغییر نماید ، بنابراین ما مقادیر WBGT را در هر ایستگاه کاری اندازه گیری کرده و براساس فرمول زیر از مقادیر WBGT میانگین سبک و سنگین شده بر اساس زمان می گیریم :

جداول و نمودارهای ارزیابی WBGT براساس شرایط فیزیولوژیکی یعنی میزان متابولیسم مصرفی می باشد ، بنابراین ما به دو پایش نیاز داریم ، یکی پایش محیطی است که در بالا مراحل و نحوه آن ذکر گردید و دیگری پایش فردی است که در آن میزان متابولیسم مصرفی فرد را محاسبه می کنیم ، سپس از ادغام این دو پایش می توانیم به یک ارزیابی منطقی دست یابیم . پس از محاسبه مقادیر WBGT برای هر فرد در هر ایستگاه کاری و برای هر موقعیت تصحیحات لازم براساس مقاومت لباس (clo) ، رطوبت نسبی (RH) ، سرعت جریان هوا (A.V) روی مقادیر اعمال می شود.

Ti = مدت زمان کار در هر ایستگاه کاری .

در هنگام محاسبه WBGT باید به نکات زیر در ارتباط با تأثیر رطوبت نسبی توجه داشت :

الف . اگر رطوبت نسبی در محیط کار 25% باشد یک درجه به دمای تر اضافه می شود .

ب . اگر رطوبت نسبی در محیط کار 50% باشد نیم درجه به دمای تر اضافه می شود .

ج . اگر رطوبت نسبی در محیط بالای 50% باشد هیچ گونه تصحیحی صورت نمی گیرد .

لازم به ذکر است که استفاده از شاخص WBGT برای تعیین میزان استرس گرمایی در محیط های کاری از سوی محققان و سازمان های مختلف به عنوان بهترین شاخص ارزیابی شناخته شده است .

جدول 4 ـ مقادیر حد آستانه مجاز مواجهه با گرما براساس نمایانگر ترگویسان (WBGT) بر حسب سانتی گراد. (ACGIH 1986)

شاخص استرس گرما (HSI )

این شاخص در سال 1955 توسط هچ و بلدینگ تدوین شد . شاخص HSI بصورت زیر تعریف می شود:

حد بالای E_max معادل 390 w/m² در نظر گرفته شده است و این معادل میزان حداکثر یک لیتر عرق در ساعت برای یک فرد معمولی است .

اگر E_req > E_max شود بدن قادر نیست تعادل گرمایی خود را حفظ نماید و دمای بدن شروع به افزایش می کند و این در شرایطی رخ می دهد که بدن به جای اینکه به محیط گرما بدهد از محیط گرما دریافت می کند و این مسئله اغلب در صنایع گرم رخ می دهد. در اینگونه موارد اگر چه ادامه کار برای مدت کوتاهی امکان پذیر است اما کار مداوم ممکن نیست و بایستی قبل از اینکه گرما در بدن جمع شده و منجر به افزایش دمای داخلی بدن در حد خطرناک شود کنترل گرما صورت گیرد. HSI مساوی است با نسبت مقدار عرقی که برای تنظیم دمای بدن باید بخار شود. (E_req) به حداکثر مقدار عرقی که در شرایط محیط کار می تواند از بدن دفع گردد ( E_max ) یعنی :

هچ وبلدینگ حداکثر افزایش مجاز دمای داخلی بدن را 1.8 ^0C در نظر می گیرند که برای یک فرد متوسط معادل تجمع 264 کیلوژول انرژی است و بعد می توان با استفاده از رابطه های موجود در جدول صفحه بعد مقدار زمان تماس مجاز را محاسبه کرد . برای بدست آوردن مقدار HSI علاوه بر روابط ذکر شده، نمودارهای مختلفی نیز وجود دارد .

زمان تماس مجاز (AET)

یکی دیگر از کاربردهای شاخص HSI علاوه بر تعیین میزان استرس گرما محاسبه زمان تماس مجاز با گرماست . برای تعیین زمان تماس مجاز از رابطه زیر استفاده می شود. در این رابطه AET زمان تماس بر حسب دقیقه می باشد .

شاخص میانگین رأی پیش بینی کننده (PMV) و درصد افراد ناراضی (PPD)

به منظور اندازه گیری آسایش حرارتی در محیط کار ، این نمایانگر مورد استفاده قرار می گیرد. برای محاسبه این نمایانگر از گروه بزرگی از افراد خواسته می شود تا شرایط جوی محیط کار را با استفاده از مقیاس زیر ارزیابی کنند . میانگین نتایج بدست آمده ، تعیین کننده میانگین رأی پیش کننده (PMV) خواهد بود . مقیاس هفت درجه ای که برای محاسبه نمایانگر میانگین رأی پیش بینی کننده مورد استفاده قرار می گیرد به شرح زیر است :

جدول 7: مقیاس محاسبه نمایانگر رأی پیش بینی کننده (Pmv)

از نمایانگر رأی پیش بینی کننده می توان برای پیش بینی درصدی از افراد که از شرایط جوی محیط کار خود ناراضی هستند (PPD) استفاده کرد .

نتایج پژوهش هایی که با استفاده از این نمایانگر انجام گرفته است این باور را بوجود  آورده که نمی توان شرایط جوی محیط کار را به گونه ای تنظیم کرد که برای همگان دلپذیر باشد .

گذشته از تنظیم درجه حرارت در محیط کار ، همواره دست کم پنج درصد از افراد از شرایط جوی محیط کار خود ناخشنود هستند . سازمان بین المللی استاندارد پیشنهاد می کند که درجه حرارت محیط کار به گونه ای تنظیم شود که مقدار (PPD) کمتر از 10 درصد باشد به این ترتیب 90 درصد از افراد ، شرایط جوی را مطلوب خواهند یافت . در سراسر فصل زمستان این مقدار برای هوای درون ساختمان 24-20 درجه و در فصل تابستان 26 ـ 23 درجه     سانتی گراد می باشد. در تعیین این دو گستره، فرض بر این است که فعالیتها بصورت نشسته انجام می گیرد. (مانند آنچه در دفاتر اداری رایج است) .

میانگین رأی پیش بینی کننده: درصد پیش بینی شده ای از افراد که از شرایط جوی محیط کار خود راضی نیستند ، به عنوان تابعی از میانگین رای پیش کننده (Pmv) (ISO 1984)

شاخص های استرس سرمایی Cold Stress Indices:

منظور از پیشنهاد حدود مجاز مواجهه با سرما جلوگیری از کاهش دمای عمقی بدن به کمتر از 26 درجه سانتی گراد می باشد تا از آسیب سرما به قسمتهای انتهایی بدن (دست ها و پاها) پیشگیری گردد. در واقع مقادیر حد آستانه مواجهه، تماس با شرایط سردی را اجازه می دهد که در درجه حرارت بیشتر از آن حد تقریباً این اطمینان وجود دارد که تمام کارگران می توانند به طور مکرر با سرما مواجهه شوند ، بدون آنکه بر سلامتی آنها آسیبی وارد گردد.

تنها جنبه مهم و حیاتی در مواجهه با سرما کاهش دمای عمقی بدن (هیپوترمی) است. علائم بالینی افرادی که به درجات مختلف هیپوترمی مبتلا شده اند از سوی موسسات مختلف توصیف گردیده است. برای تعیین مقادیر استرس سرمایی شاخص های مختلفی وجود دارد که مهمترین و متداولترین این شاخصها تحت عنوان شاخص درجه حرارت سرمایی معادل در زیر توضیح داده می شود .

شاخص درجه حرارت سرمایی معادل (ECTI):

به منظور ارزشیابی سرما ، با توجه به دو عامل سرعت جریان هوا و درجه حرارت، نمایانگری به نام درجه حرارت سرمایی معادل ارائه شده است. این شاخص نه تنها برای ارزیابی سردکنندگی توأم با دو درجه حرارت هوا بر روی پوست بکار می رود، بلکه در تعیین حد مورد نیاز عایق بودن لباس جهت حفظ درجه حرارت عمقی بدن (یکی از راههای حفاظت کارگر) نیز استفاده می شود. در جدول صفحه بعد درجه حرارت سرمایی معادل برای درجه حرارت های

گوناگون و سرعت جریانهای متفاوت هوا ارائه و بر اساس میزان خطر حاصل از مواجهه با سرما به سه درجه طبقه بندی شده است .

جدول شماره 8 ـ درجه حرارت سرمایی معادل (F^o)

اندازه گیری و ارزیابی شاخصهای استرس گرمایی در سیمان تـهران :

اندازه گیری های مربوط به پارامترها و شاخصهای شرایط جوی در تاریخ های 1/8/80 روز سه شنبه و 3/8/80 روز پنج شنبه انجام شد .

+ لازم به ذکر است که اندازه گیریهای میزان استرس گرمایی در ایستگاه های کاری بهتر است درگرمترین روز گرمترین فصل سال « تابستان » انجام گیرد.

وسایل و روش های اندازه گیری :

ـ برای اندازه گیری دمای خشک ، دمای تر و دمای تابشی از دستگاه WBGT استفاده شد . مقادیر این سه دما برای محاسبه شاخص WBGT در سه ارتفاع سر ، تنه ، پا اندازه گیری و از این مقادیر میانگین گرفته شد ولی برای محاسبه شاخصهای دیگر استرس گرمایی از مقادیری استفاده شد که در ارتفاع تنه اندازه گیری شده بودند .

• برای اندازه گیری سرعت جریان هوا در این بررسی به علت وجود کوره از دماسنج کاتای نقره اندود با شماره فاکتور 379 و میانگین دامنه سردشوندگی 64 ^0C  استفاده شد .به علت یکنواخت بودن جریان هوا در ارتفاعات مختلف ایستگاهها ، سرعت جریان هوا (زمان سرد شوندگی) فقط در ارتفاع تنه اندازه گیری شد . در هر ایستگاه زمان سردشوندگی سه بار اندازه گیری و از این مقادیر میانگین گرفته شد .
• برای اندازه گیری رطوبت نسبی در این بررسی از رطوبت سنج نوع آسمن استفاده شد و پس از ثبت نتایج یعنی مقادیر دمای خشک و دمای تر اجباری از جداول سایکرومتری جهت تعیین رطوبت نسبی استفاده گردید .
• لازم به ذکر است که لباسهای مورد استفاده در کارخانه از نوع فرم تابستانی می باشد ، بنابراین نیازی به تصحیح مقادیر WBGT براساس مقاومت لباس ( clo ) نیست . ولی بایستی مقادیر را براساس رطوبت نسبی و سایر عوامل موجود تصحیح کرد ، که در این بررسی تصحیحات لازم صورت گرفته است .
• مقادیر استاندارد مربوط به هر یک از شاخصها به گزارش ضمیمه شده است و ارزیابی ها براساس همین استانداردها صورت گرفته است .
• وضعیت کار معمول در این شرکت در حالت کلی بصورت 75% کار و 25% استراحت می باشد و در مقایسه با استاندارد همین ریتم کاری را در نظر می گیریم .
• توضیح اینکه میزان متابولیسم فعالیتهای سبک ـ متوسط و سنگین بصورت زیر مشخص می شوند :

راه های کنترل شرایط جوی در محیط کار :

1. می توان کوره مولد گرما را توسط صفحات عایق کاملاً احاطه نمود و سپس فضای محصور شده را تهویه کرد. (قسمت آهنگری)
2. یکی دیگر از روش های کنترل گرما، نصب هودهای کانوپی (خیمه ای) در بالای کوره ها و تجهیزات داغ است. عمل مکش در هودهای کانوپی به صورت طبیعی یا مکانیکی انجام می گیرد. نظر به اینکه گرما بطور طبیعی مایل است که به سمت بالا صعود نماید ، مزیت استفاده از این تهویه فراوان است . ( قسمت آهنگری )
3. استفاده از تهویه عمومی در باشگاه غذا خوری : متداولترین روش جهت برداشت گرما رقیق نمودن هوای محیط کار با هوائی است که دمای کمتر دارد. این فرآیند تهویه عمومی نامیده می شود که شامل سه مرحله است :

الف) وارد کردن هوای تازه (در صورت لزوم توأم با خنک کردن هوای وارده) .

ب) توزیع هوای تازه در داخل محیط کار .

ج) خارج نمودن هوای گرم شده .

4 ـ در برنامه های کاری چندین دوره استراحت کوتاه مدت را پیش بینی کنیم و از سیستم گردش کردن شغل بهره گیریم .

5 – نسبت کار ـ استراحت : بدیهی است که دفعات استراحت و مدت آن به شدت استرس گرما و دوام و استمرار آن بستگی دارد . دوره استراحت باید قبل از آنکه خستگی شدید حاصل شود شروع گردد و مدت آن به حدی باشد که ضربان نبض به میزان کمتر از صد ضربه در دقیقه برسد . دوره های استراحت باید در اتاق های استراحت که بدین منظور طراحی شده اند صورت گیرد. این اتاقها باید مجهز به سیستم تهویه مناسب و کافی بوده و رطوبت نسبی آن کم باشد.

6- استفاده از لباس هایی که از مواد غیرقابل نفوذ ساخته شده اند و در آنها هوای ورود پس از خنک کردن کارگر از قسمتهای مچ ، زانو یا دریچه هائیکه بر روی لباس تعبیه شده است خارج می گردد .

7ـ امکان سازش تدریجی با محیط گرم را برای کارگرانی که تازه می خواهند وارد این محیط شوند فراهم آوریم . (دو هفته)

8ـ معاینات پزشکی :

الف . در معاینات قبل از استخدام داوطلبین کار در محیطهای گرم باید شرایط جسمانی و روانی افراد کاملاً مد نظر قرار گیرد تا از بین داوطلبین ، افرادی انتخاب شوند که قادرند کار خود را با بازدهی معقولی انجام دهند ، بدون آنکه به سلامتی و ایمنی خود و یا دیگران لطمه ای وارد سازند .

ب . افرادی که مبتلا به بیماریهای قلبی و عروقی و قلبی تنفسی هستند و نیز مبتلایان به بیماریهای متابولیکی، پوستی و کلیوی و نیز افراد آسیب پذیر باید از اشتغال در محیط های خیلی گرم منع گردند .

ج . علاوه بر معاینات قبل از استخدام ، افراد شاغل در محیط های گرم باید بطور دوره ای تحت معاینات پزشکی قرار گیرند و بیماریها و یا صدمات حاصله در فاصله دو نوبت معاینه دوره ای با توجه به شرایط تماس با گرما ارزیابی گردد. تکرر وقوع حادثه و همچنین غیبت از کار از علائم هشدار دهنده در مورد عدم تحمل احتمالی نسبت به گرما می باشد .

این موضوع باید توسط پزشک و متخصصین بهداشت حرفه ای بطور دقیق در نظر گرفته شده ارزشیابی گردد .

9ـ تهیه و تامین آب (تعادل آب و الکترولیت های بدن) : در نتیجه کار در محیطهای گرم روزانه بین یک تا سه گالن عرق تولید می شود ، لذا لازم است که اتلاف آب و الکترولیت جایگزین و جبران گردد . چون در غیر اینصورت دهیدراسیون رخ می دهد. در محیط های گرم باید آب سرد فراوان تهیه شده و به شکل صحیح توزیع گردد تا به سهولت در دسترس کارگران قرار گیرد .

ـ موسسه ملی ایمنی و بهداشت حرفه ای (NIOSH) توصیه می نماید که کارفرما برای هر کارگر در طی شیفت کار هشت کوارت ( پیمانه ای حدود یک لیتر ) آب آشامیدنی سرد حاوی یک دهم درصد کلرید سدیم یا هشت کوارت آب آشامیدنی سرد به همراه قرصهای نمک تهیه نماید . همچنین با توجه به اینکه در نتیجه تعریق مقداری نمک از دست می رود توصیه  میگردد که به غذای کارگرانی که با گرما مواجهه هستند بویژه افراد سازش نیافته مقدار زیادی نمک افزوده گردد تا بدین ترتیب از ابتلای کارگران به بیماریهای ناشی از نقص نمک (کرامپهای عضلانی )پیشگیری شود .

مصرف آشامیدنیهای شیرین و گرم و سوپ برای تامین کالری و حجم معایعات در گردش توصیه شده است . همچنین پیشنهاد شده است که مصرف قهوه محدود گردد .

منابع:

1) پورقاسمی . علی ـ شرایط جوی محیط کار ـ چاپ اول ـ انتشارات بشری ، 1375 .

2) مجله صنعت و ایمنی ـ شماره 29 ـ 1371 .

3) اشراقی .علیرضا ـ پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تـهران ـ مطالعه رابطه بین سلامت کارگران و عوامل محیطی کارگاه .1374.

• Niledze , 1993 – WBGT Index  for  Evaluation  of   the  Heating   Microclimate  in   Industrial Condition .
• Enander , Ann – Hygge Steffon , 1990 – Thermal Stress and Human Performance ,Work – Environment – Health
• Unsafe  Behavior Index
• 1-Effective  Temperature
•  Corrected  Effective  Temperature
•  Predicted Four – hour Sweet  Rate
• Basic  4  hour  Sweet  Rate
• Wet Globe  Temperature
• Wet  Bulb  Globe  Temperature
• Heat Stress  Index
• Allowable  Exposure  Time
• Predictive  Mean  Vote
• Predicted percetage  of  Dissatisfied
• Equivallent  Chill Temperature  Index