تنش حرارتی در محیط کار

تنش حرارتی در محیط کار

تنش حرارتی در محیط کار

تنش حرارتی در محیط کار

Thermal stress in the workplace

مقدمه :

از آنجايي كه توجه به مسائل محيط كار كارگران و ايجاد يك محيط كار ايمن و مناسب و راحت براي ايشان ، هميشه از جمله بزرگترين اهداف علم بهداشت حرفه اي بوده است . توجه به مسأله شرايط جوي محيط كار نيز به عنوان يكي از عوامل فيزيكي محيط كار در اولويت برنامه هاي مسئولين و متخصصين بهداشت حرفه اي قرار مي گيرد . بنا به بسياري از مطالعات درجه حرارت در كارايي و بازدهي و دقت كار كارگران تأثير فراواني دارد . (1)

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

ورنون ، بدفورد و وارنر به اين نتيجه رسيده اند كه در هواي كمتر از 70 درجه فارنهايت ، فقط 3 درصد اوقات تلف شده به موارد بيماري مربوط ميشود . در هواي 70 تا 9/79 درجه فارنهايت نهايت 5/4 درصد اوقات تلف شده به بيماري مربوط بوده و در هواي بالاتر از 80 درجه فارنهايت 9/4 درصد وقت كارگران به علت بيماري تلف مي شود . (2)

در تحقيق ديگري نشان داده شده كه با افزايش ميزان استرس گرمايي ، ميزان نبض و فشار خون بالا رفته و دماي بدن نيز افزايش يافته است . (3)

در سال 1993 دكتر N . Kiladza  در مقاله اي تحت عنوان استفاده از شاخص WBGT براي ارزيابي گرما در محيط هاي صنعتي ، وجود همبستگي قوي و معناداري را بين شاخص گرمايي و متوسط دماي پوست و احساس گرما و وجود همبستگي متوسطي را بين شاخص گرمايي و تغييرات محتواي بدن و آب از دست رفته و ضربان قلب اعلام نمود . (4)

در سال 1990 دكتر Ann . Enander  ,  Steffon Hygge  در مقاله اي با عنوان استرس حرارتي و عملكرد انسان به بررسي موضوع فوق پرداخته و اعلام كردند كه شواهد نشان مي دهد مواجهه با استرس گرمايي در بسياري از محيطهاي كاري اثر منفي بر جنبه هاي مختلف عملكرد و رفتار انسان داشته است . (1)

در عمليات مربوط به بررسيهاي بهداشت حرفه اي ، پارامترهاي مختلف شرايط جوي اندازه گيري مي شود تا مخاطرات ناشي از شرايط جوي نامساعد مشخص گردد و اقدامات كنترلي جهت جلوگيري از عواقب وخيم شرايط موجود انجام گيرد و اين موضوع تحت عنوان پايش محيطي در زمرة فعاليتهاي بهداشت حرفه اي ثبت مي گردد .

شرايط جوی محيط كار و شاخصهای آن :

تأثير پارامترهاي مختلف شرايط جوي بر روي عملكرد انساني ، بازده كاري و … به صورت مستقيم نيست ، بلكه اين پارامترها موجب بوجودآمدن تأثيرات و تغييرات فيزيولوژيكي ميشوند و اين تغييرات است كه موجب تغيير عملكرد انساني ، بازده كاري و … مي شود به همين دليل است كه از اين پارامترها به عنوان عوامل « استرس زا » نام مي بريم .

تأثير عوامل استرس زاي جوي ، روي تعادل فيزيولوژيكي بدن را بوسيله معيارهايي تحت عنوان شاخص هاي استرس زايي ، بررسي مي كنيم . با توجه به اينكه يكي از كميتهاي مهم و اساسي شرايط جوي دما است . براساس تغييرات دما در محيط ها دو نوع شاخص خواهيم داشت ، يكي « شاخص استرس گرمايي » است و ديگري « شاخص استرس سرمايي » .

جهت تعيين ميزان استرسهاي گرمايي شاخص هاي مختلفي وجود دارد كه از مهمترين اين شاخصها مي توان به شاخص هاي PPD , PMV , P4SR , B4SR , HSI , CET , ET , WBGT  اشاره كرد كه در ادامه توضيحي مختصر در مورد اين شاخصها ارائه شده و سپس برخي از آنها با توجه به پارامترهاي تعيين شده و اندازه گيري شده در برخي از مكانهاي كارخانه سيمان تـهران محاسبه و با هم مقايسه شده اند .

کمیتهای اندازه گیری شرایط جوی محیط کار :

الف . دماي هـوا : Dry  Bulb  Temperature

دما كميتي است كه ميزان سردي يا گرمي را بيان مي دارد . دماي هوا تحت عنوان دماي خشك نيز ناميده مي شود و معمولاً با واحدهاي درجه سانتي گراد (C0)  يا درجه فارنهايت (F0) بيان ميشود . دماي خشك بوسيله دماسنج معمولي اندازه گيري مي شود .

ب . دماي تـر : Wet Bulb Temperature

دماي تر ، پائين ترين درجه حرارتي است كه بتوان هوا را « درفشارثابت » با تبخير آب خشك نمود . دماي تر با واحدهاي درجه سانتي گراد (C0)  يا درجه فارنهايت (F0)  بيان مي شود و بوسيله دماسنج خشكي كه دور مخزن آن فتيلة تر پيچيده شده است ، اندازه گيري مي شود .

پ . دماي تابشي : Globe Bulb  Temperature  

دماي تابشي از بعضي سطوح داغ اجسام منتشر مي شود و بيشتر در ناحيه مادون قرمز است معمولاً با واحدهاي (C0)  ويا (F0)  بيان مي شود و بوسيله دماسنج گوي سان اندازه گيري    ميشود .

ت . رطوبت نسبي : Relative Humidity  

رطوبت نسبي عبارت است از فشار بخار آب موجود در هوا به فشار بخار آب اشباع شده در همان درجه حرارت ، بر حسب درصد بيان مي شود و بوسيله رطوبت سنج چرخان و يا رطوبت سنج آسمن اندازه گيري مي شود و قرائت غيرمستقيم نيز از طريق جداول يا نمودارهاي سايكرومتري دارد .

ث . فشار هـوا : Air  Pressure

فشار جوي يا بارومتري عبارتست از فشاري كه جو زمين به علت نيروي وزنش بر روي سطح زمين و ساير سطوحي كه در آن غوطه ور است ، وارد مي كند . معمولاً با دستگاههاي قرائت مستقيم اندازه گيري مي شود و واحدهاي مختلفي دارد ولي معمولاً با واحد اتمسفر و يا ميلي متر جيوه بيان مي شود .

ج . سرعت جريان هـوا : Air Velocity

به طور كلي ، جريان هوا در نتيجه اختلاف دماي نقاط مختلف ، كه به اختلاف چگالي آن نقاط منجر مي شود ، ايجاد مي گردد . براي اندازه گيري سرعت جريان هوا از دماسنج كاتا استفاده مي شود . دما سنج كاتا نيز براساس محل استفاده مي تواند از نوع دماسنج كاتاي خشك ، تر و يا نقره اندود باشد . براي تعيين سرعت جريان هوا از نمودارها و روابط مخصوص محاسبه سرعت استفاده مي شود .

 

V = سرعت جريان هوا بر حسب متر بر ثانيه .

H = توان سردشوندگي محيط بر حسب ميلي كالري در ثانيه .

F = فاكتور دماسنج كاتا بر حسب ميلي كالري بر سانتي متر مربع .

TC  = ميانگين زمانهاي سردشوندگي دماسنج بر حسب ثانيه .

T = دامنه سردشوندگي دما سنج بر حسب ثانيه .

t  = دماي محيط بر حسب درجه سانتي گراد .

a  = ضريب ثابت براساس نوع كاتا و دامنه سردشوندگي .

b = ضريب ثابت براساس نوع كاتا و دامنه سردشوندگي .

 

راههای تبادل حرارت بدن با محیط :

راههاي تبادل حرارت بين بدن و محيط متفاوت بوده و به شرح زير مي باشد :

1ـ جابجايي (همرفت) : Convection

جابجايي يكي از فرآيندهاي انتقال گرماست . ميزان گرماي مبادله شده از طريق جابجايي بين بدن انسان و هواي مجاور برابر است با :      C = 7 V0.6 ( ta – ts )

C = مقدار گرماي جابجا شده ( Kcal/h ) .

V = سرعت جريان هوا ( m/s ) .

ta = دماي هوا بر حسب ( C0 ) .

ts = ميانگين دماي پوست كه معمولاً 35 0C  در نظر گرفته مي شود .

2ـ تابش ( تشعشع ) :    Radiation

ميزان انرژي كه در اثر تابش از اجسام ساطع مي شود و با توان چهارم دماي مطلق جسم ، متناسب است .

R = ميزان تبادل گرما از طريق تابش (kcal/h) R = 6.6  ( MRT – tS )

ts = دماي پوست ( 0c )

MRT = ميانگين دماي تابشي سطوح جامد اطراف بر حسب ( 0c )

(MRT = Tg +  1.8    V0.5 * ( Tg – Ta

V = سرعت جريان هوا ( m/s )

Tg= دماي گويسان ( 0c )

Ta= دماي خشك هوا ( 0c )

3ـ تبخير :  Evaporation

تبخير يكي از راههاي كنترل گرماي بدن است كه از نظر فيزيولوژيك داراي اهميت بسيار است . كلاً تبخير عرق به دليل وجود اختلاف فشار در سطح پوست و هواي پيرامون صورت   مي پذيرد . مقدار گرمايي كه از راه تبخير از دست مي رود ، از رابطه زير محاسبه مي شود .

(E = 14   V0.6  ( VPS – VPa

E = افت گرما از طريق تبخير  (kcal/h)

V = سرعت جريان هوا ( m/s ) .

VPS = فشار بخار آب در سطح پوست ( mmHg )  كه معادل 42 ميلي متر جيوه در دماي 35 درجة سانتي گراد است .

VPa = فشار بخار آب در هواي محيط ( mmHg ) .

4ـ متابوليسم :Metabolism

مقدار انرژي آزاد شده در واحد زمان را متابوليسم يا سرعت متابوليسم گويند . در مورد كارگراني كه در طول شيفت كار خود به انجام فعاليتهاي متفاوت ، در مدت زمان هاي متفاوت مي پردازند . لازم است كه متوسط ميزان متابوليسم با استفاده از رابطه زير محاسبه گردد .

Ti = مدت زمان فعاليت در هر مقطع و با متابوليسم مشخص .

5ـ تأثير لباس  :Effect ot  Clothing

براي بدن انسان ، لباس مانند عايق عمل مي كند . براي ارزشيابي لباس عاملي بنام مقاومت لباس يا ضريب كلو ( Clo ) تعريف مي شود و با كميت بدون ديمانسيون سنجيده مي شود .

كلو مقاومت لباس در مقابل انتقال گرما از پوست بدن تا سطح خارجي لباس است . مقدار

 

گرماي انتقال يافته از طريق لباس از رابطه زير بدست مي آيد :

فرمول ها را در فایل پیوستی موجود می باشد.


A = سطح بدن ( m
2 ) .K = ميزان گرماي تبادل شده ( Kcal/h ) .

ts = دماي پوست ( 0C ) .

ta = دماي سطح خارجي لباس ( 0C ) .

A = 0.202 * W 0.425 * M 0.725

W = وزن بدن ( kg )

M = طول قد ( m )

با توجه به تأثير مشخص و قابل توجه مقاومت لباس برروي شاخص دماي ترگويسان ( WBGT ) بنا به استاندارد ACGIH ( مصوب سال 2001 ) براساس نوع لباس طبق جدول زير مقاديري به شاخص WBGT اضافه مي شود .

جدول 2ـ اصلاح WBGT با توجه به نوع لباس

مقدار اضافه شده به WBGTنوع لباس
0لباس فرم تابستاني « نخي »
3 . 5لباس بافته شده سراسري
5لباس دو لايه سراسري

* لازم به ذكر است كه اين مقادير نبايستي به لباسهاي ضدآب و مقاوم در برابر اسيد و نفوذ بخار و جريان هوا اعمال گردد .

مشكلات ناشی از شرايط جوی نامساعد :

مشكلات ناشي از شرايط جوي نامساعد در محيطهاي كاري از ديد بهداشت حرفه اي از دو جنبه قابل بحث و بررسي است :

الف . جنبه ايمني :

در واقع هدف اول و اساسي ما در مطالعه شرايط جوي محيط كار ، پي بردن به تأثير استرسهاي جوي در افزايش ضريب خطا و حادثه آفريني است . اين استرسهاي جوي ، ابتدا مقدمات تغييرات و تأثيرات فيزيولوژيكي را فراهم مي كنند و اين تغييرات به صورت تدريجي افزايش مي يابد ، بنابراين تغييرات ايجاد شده بلافاصله موجب بوجود آمدن بيماريها و گرمازدگي و … نمي شوند ، بلكه تغييرات ايجاد شده باعث خطاي انساني مي شوند يعني حتي كوچكترين تغييرات در ساختار فيزيولوژيكي مي تواند روي عملكرد انساني تأثير مستقيم داشته باشد . آقاي دكتر W. D . Rowe در كتاب آناتومي ريسك ، در مبحث تأثير عوامل محيطي روي عملكرد انساني و ايجاد حادثه ، شرايط جوي محيط كار را به عنوان يك عامل اصلي در جداول مربوطه آورده است .

همچنين در يك مقاله كه از سوي National  Safety Council  در سال 1983 با عنوان « اثرات ناشي از تغييرات دما در محيط كار برروي رفتار شغلي ايمن » به چاپ رسيده است . حاكي از اين است كه ميزان حرارتهاي محيط كار يك اثر ثابت دائمي روي شاخص رفتار غيرايمن يا « UBI » (1) دارد و اين تأثيرات به صورت يك منحني U شكل است .

لازم به ذكر است كه در اين بررسي از شاخص استرس گرمايي دماي ترگويسان ( WBGT ) استفاده شده است . همچنين مقاديرUBI  در طي صبح بطور چشمگيري پائين تر از مشاهدات بعدازظهر است .

ب . جنبه بهداشتي :

براساس تغييرات بسيار زياد دما و يا افزايش بيش از حد زمان مواجهه با شرايط جوي نامساعد ، مي توانيم يك سري مشكلات بهداشتي ناشي از شرايط نامساعد جوي را مشاهده كنيم .

* عوارض ناشي از گرما : برخي از عوارض ناشي از افزايش درجه حرارت براساس وخامت به صورت زير بيان مي شوند  :

1ـ سوختگي پوست .                 2ـ جوشهاي گرمايي .

3ـ ضعف گرمايي .                    4ـ كرامپ گرمايي .

5ـ گرمازدگي .

* عوارض ناشي از سرما : برخي از عوارض ناشي از كاهش درجه حرارت براساس وخامت ، به صورت زير بيان مي شوند :

1ـ كهير .            2ـ سرخي .                   3ـ سرمازدگي .

شاخص های استرس گرمای (Heat  Stress  Indices)

همانطوري كه قبلاً گفته شد هدف از شاخص هاي استرس گرمايي ، تركيب متغيرهاي جوي در يك كميت است . يا بطور كلي ميزان تنش گرمايي محيط را بر روي افراد توصيف    مي نمايد . شاخصهاي استرس گرمايي را بطور كلي مي توان به دو گروه شاخصهاي تجربي و تحليلي تقسيم كرد :

الف . شاخصهاي تجربي :

اين شاخصها معمولاً براساس ارتباط بين دو يا چند عامل گرمايي و پاسخ انسان به اين عوامل پايه ريزي شده و اين ارتباط از روي تجربياتي كه روي انسان صورت گرفته ، بدست آمده است و عمده ترين اين شاخصها عبارتند از شاخصهاي WBGT,WGT , P4SR , B4SR  , CET , ET

 ب . شاخصهاي تحليلي :

اين شاخصها معمولاً براساس تحليل تبادل و تعامل گرما بين بدن انسان و محيط پايه ريزي مي شود . از رايج ترين اين شاخصها ، شاخص استرس حرارتي هچ ـ بلدينگ « HSI» مي باشد و شاخصهاي جديد و آسايش PPD , PMV را به نوعي مي توان در اين رده تقسيم بندي كرد .

 

شاخصهای دمای مؤثر  (ET )(1)

در ميان شاخصهاي استرس حرارتي ، اين شاخص پرسابقه ترين شاخص بوده و استفاده گسترده اي دارد . شاخص دماي مؤثر از جنبه احساس راحتي و رواني در محيط كار قابل استفاده مي باشد . اين شاخص احساس گرمايي را بيان مي كند كه با احساس حاصله در محيطي اشباع از رطوبت و آرام با دمايي برابر دماي موثر ، يكسان است . براي محاسبه اين شاخص به دماي تر ، دماي خشك و سرعت جريان هوا نياز است . و با داشتن اين داده ها و با استفاده از نمودارهاي موجود ميزان ET محاسبه مي شود .

شاخصهای دمای مؤثر تصحيح شده  (CET)(2)

در محاسبه شاخص دماي موثر ، ثابشهاي حاصل از سطوح داغ درون محيط كار دخالت داده نشده بود . Bed Ford  با دخالت دادن عامل موفق دماي موثر را اصلاح نمود و شاخص جديدي را كه بدست آورد دماي موثر تصحيح شده ناميد .

براي محاسبه اين شاخص به دماي تر ، دماي گوي سان « تشعشعي » و سرعت جريان هوا احتياج مي باشد . براي محاسبه اين شاخص از نمودار دماي موثر استفاده مي شود ولي به جاي دماي خشك ، دماي دماسنج گوي سان لحاظ مي شود .

+ در شاخصهاي دماي موثر و دماي موثر تصحيح شده ، گرماي توليد شده از متابوليسم نقشي ندارد و اين شاخصها تنها براساس احساس راحتي يا ناراحتي فرد مي باشد تا ارزيابي استرس حرارتي .

جدول 3ـ مقادير مجاز مواجهه براساس شاخصهاي CET , ET بصورت جدول زير توصيه ميشود :

( NIOSH  –  1978  )

مقادير CET   يا   ET بر حسب 0C
كار متناوبكار پيوستهريتم كار نوع كار
2 ساعت4 ساعت6 ساعت
3533 . 532 . 530 . 5سبك
32 . 5313029متوسط
312927 . 526سنگين

شاخص ميزان عرق پيش بيني شده چـهار ساعته ( P4SR )(1)

اين شاخص كه از جمله شاخصهاي فيزيولوژيكي است . بر اين اساس مطرح گرديد كه برآورد ميزان عرق جهت تعيين ميزان استرس كافي است . از نظر ظاهري مقدار آن مساوي مقدار تعريق فرد جوان سازش يافته سالمي است كه مدت چهار ساعت در محيط قرار بگيرد . اين شاخص آثار دماي هوا ، ميانگين دماي تابشي ، سرعت جريان هوا ، رطوبت ، ميزان متابوليسم و پوشش لباس را با هم تركيب مي كند .

اين شاخص تجربي بوده و فاقد رابطه و فرمول خاص است . در محاسبه ( P4SR ) پارامترهاي دماي محيط ، دماي تابشي ، رطوبت ، سرعت جريان هوا و ميزان متابوليسم وارد شده و محاسبه نهايي به كمك نمودار صورت مي گيرد .

قبل از استفاده از نمودار اصلاحات زير بايد انجام گيرد :

1ـ اگر tg # ta ، بايستي به دماي تر مقدار (tg – ta  )4/0 اضافه كرد .

2ـ اگر ميزان انرژي مصرفي ( متابوليسم ) بيش از 63 وات بر متر مربع باشد لازم است كه مقدار اصلاحي بدست آمده از منحني كوچك بالاي نمودار اصلي را به دماي تر اضافه كرد .

3ـ در مورد افرادي كه لباس به تن دارند ، لازم است كه به دماي تر مقدار 0C ( 1.4 / clo ) اضافه شود . بعضي مراجع اين مقدار را 0C (1) براي افراد با لباس معمولي توصيه مي كنند .

اكنون خطي را كه دماي گويسان و دماي تر تصيح شده را بهم وصل مي كند را رسم و در حاليكه از مقياس دماي تر مربوط به سرعت جريان هوا استفاده مي كنيم از روي مقياس سرعت جريان هواي مربوط ، مقدار عرق چهار ساعته پايه ( B4SR )(1) را قرائت مي كنيم . با استفاده از B4SR و با افزودن مقادير مربوط به ميزان فعاليت و پوشش لباس فرد به آن ،  ميتوان مقدار (P4SR  ) ازرابطه زير بدست آورد :

* لازم به ذكر است حداكثر مقدار عرق 4 ساعته براي يك فرد جوان سازش يافته نيمه ملبس 5/4 ليتر و براي فرد با لباس متعارف 7/2 ليتر مي باشد .

شاخص بوتسفورد يا دمای تر گويسان ( WGT )(2)

احتمالاً ساده ترين شاخص است و براي برآورد آن فقط نياز به يك دما مي باشد و اين يك دما همان دماي خوانده شده از دماسنج گويسان است . اين شاخص مي تواند تبادل گرمايشي را از طريق تشعشعي ، جابجايي و تبخير معين كند .

WGT = 0.905  WBGT – 0.909

WGT = 0.0212 B2  +  0.192 B + 9.5

B : دماي دماسنج گويسان

 

شاخص دمای تر گويسان (WBGT )(1)

اين شاخص براي ارزشيابي استرس حرارتي محيط كاركاربرد دارد و توسط NIOSH , ACGIH

به عنوان شاخص اصلي جهت تعيين مقادير حدود مجاز (TLV ) انتخاب گرديده است . محاسبه شاخص دماي تر گويسان بسيار ساده بوده و با اندازه گيري حداقل پارامترهاي جوي صورت ميگيرد . پس از اندازه گيري هاي لازم شاخص دماي تر گويسان براي خارج و داخل كارگاه بصورت زير محاسبه مي شود .

داخل كارگاه    WBGT = 0.7 Tnwb + 0.3 Tg

خارج كارگاه   WBGT = 0.7 Tnwb + 0.2 Tg + 0.1 Ta

Tnwb = درجه حرارت دماسنج تر طبيعي ( 0C ) .

Tg = د ماي گويسان ( 0C ) .

Ta = دماي دماسنج خشك ( 0C )

با توجه به اينكه در برخي از ايستگاههاي كاري دما در ارتفاعات مختلف بدن متفاوت است ، به همين دليل ما مقادير WBGT را در سه ارتفاع پا ، تنه و سر اندازه گيري كرده و با استفاده از رابطه زير از آن ميانگين مي گيريم:

همچنين با توجه به اينكه WBGT يك شاخص ارزيابي استرس گرمايي فردي است و در حين كار روزانه ممكن است محل استقرار كارگر و نيز گرماي محيط او تغيير نمايد ، بنابراين ما مقادير WBGT را در هر ايستگاه كاري اندازه گيري كرده و براساس فرمول زير از مقادير WBGT ميانگين سبك و سنگين شده براساس زمان مي گيريم :

جداول و نمودارهاي ارزيابي WBGT براساس شرايط فيزيولوژيكي يعني ميزان متابوليسم مصرفي مي باشد ، بنابراين ما به دو پايش نياز داريم ، يكي پايش محيطي است كه در بالا مراحل و نحوه آن ذكر گرديد و ديگري پايش فردي است كه در آن ميزان متابوليسم مصرفي فرد را محاسبه مي كنيم ، سپس از ادغام اين دو پايش مي توانيم به يك ارزيابي منطقي دست يابيم . پس از محاسبه مقادير WBGT براي هر فرد در هر ايستگاه كاري و براي هر موقعيت تصحيحات لازم براساس مقاومت لباس ( clo ) ، رطوبت نسبي (RH ) ، سرعت جريان هوا (A.V) روي مقادير اعمال مي شود .Ti = مدت زمان كار در هر ايستگاه كاري .

* در هنگام محاسبه WBGT بايد به نكات زير در ارتباط با تأثير رطوبت نسبي توجه داشت :

الف . اگر رطوبت نسبي در محيط كار 25% باشد يك درجه به دماي تر اضافه مي شود .

ب . اگر رطوبت نسبي در محيط كار 50% باشد نيم درجه به دماي تر اضافه مي شود .

ج . اگر رطوبت نسبي در محيط بالاي 50% باشد هيچگونه تصحيحي صورت نمي گيرد .

*** لازم به ذكر است كه استفاده از شاخص WBGT براي تعيين ميزان استرس گرمايي در محيطهاي كاري از سوي محققان و سازمانهاي مختلف به عنوان بهترين شاخص ارزيابي شناخته شده است .

جدول 4 ـ مقادير حد آستانه مجاز مواجهه با گرما براساس نمايانگر ترگويسان (WBGT)

بر حسب سانتي گراد . ( ACGIH , 1986 )

حجم كارنسبت كار ـ استراحت
سنگينمتوسطسبك
2526.730كار مداوم
25.92830.675% كار ـ 25% استراحت ( در هر ساعت )
27.929.431.450% كار ـ 50% استراحت ( در هر ساعت )
3031.132.225% كار ـ 75% استراحت ( در هر ساعت )

شاخص استرس گرما (HSI )(1)

اين شاخص در سال 1955 توسط هچ و بلدينگ تدوين شد . شاخص HSI بصورت زير تعريف مي شود:
حد بالاي Emaxمعادل 390 w/m2 در نظر گرفته شده است و اين معادل ميزان حداكثر يك ليتر عرق در ساعت براي يك فرد معمولي است . اگر Ereq > Emax شود بدن قادر نيست تعادل گرمايي خود را حفظ نمايد و دماي بدن شروع به افزايش مي كند و اين در شرايطي رخ مي دهد كه بدن به جاي اينكه به محيط گرما بدهد از محيط گرما دريافت مي كند و اين مسئله اغلب در صنايع گرم رخ مي دهد . در اينگونه موارد اگر چه ادامه كار براي مدت كوتاهي امكان پذير است اما كار مداوم ممكن نيست و بايستي قبل از اينكه گرما در بدن جمع شده و منجر به افزايش دماي داخلي بدن در حد خطرناك شود كنترل گرما صورت گيرد .HSI مساوي است با نسبت مقدار عرقي كه براي تنظيم دماي بدن بايد بخار شود.(E  req) به حداكثر مقدار عرقي كه در شرايط محيط كار مي تواند از بدن دفع گردد ( Emax )يعني :

هچ وبلدينگ حداكثر افزايش مجاز دماي داخلي بدن را 1.8 0C در نظر مي گيرند كه براي يك فرد متوسط معادل تجمع 264 كيلوژول انرژي است و بعد مي توان با استفاده از رابطه هاي موجود در جدول صفحه بعد مقدار زمان تماس مجاز را محاسبه كرد . براي بدست آوردن مقدار   HSI علاوه بر روابط ذكر شده ، نمودارهاي مختلفي نيز وجود دارد .

زمان تماس مجاز ( AET )(1) 

يكي ديگر از كاربردهاي شاخص HSI علاوه بر تعيين ميزان استرس گرما محاسبه زمان تماس مجاز با گرماست . براي تعيين زمان تماس مجاز از رابطه زير استفاده مي شود .

در اين رابطه AET زمان تماس بر حسب دقيقه مي باشد .

شاخص ميانگين رأی پيش بينی كننده ( PMV )(2) و درصد افراد ناراضی (PPD )(3)

به منظور اندازه گيري آسايش حرارتي در محيط كار ، اين نمايانگر مورد استفاده قرار ميگيرد . براي محاسبه اين نمايانگر از گروه بزرگي از افراد خواسته مي شود تا شرايط جوي محيط كار را با استفاده از مقياس زير ارزيابي كنند . ميانگين نتايج بدست آمده ، تعيين كننده ميانگين رأي پيش كننده (PMV ) خواهد بود . مقياس هفت درجه اي كه براي محاسبه نمايانگر ميانگين رأي پيش بيني كننده مورد استفاده قرار مي گيرد به شرح زير است :

جدول 7ـ+ مقياس محاسبه نمايانگر رأي پيش بيني كننده ( Pmv )

– 3– 2– 10+ 1+ 2+ 3
سردخنككمي خنكمتعادلكمي گرمگرمداغ

از نمايانگر رأي پيش بيني كننده مي توان براي پيش بيني درصدي از افراد كه از شرايط جوي محيط كار خود ناراضي هستند ( PPD ) استفاده كرد .

نتايج پژوهشهايي كه با استفاده از اين نمايانگر انجام گرفته است اين باور را بوجود  آورده كه نمي توان شرايط جوي محيط كار را به گونه اي تنظيم كرد كه براي همگان دلپذير باشد .

گذشته از تنظيم درجه حرارت در محيط كار ، همواره دست كم پنج درصد از افراد از شرايط جوي محيط كار خود ناخشنود هستند . سازمان بين المللي استاندارد پيشنهاد مي كند كه درجه حرارت محيط كار به گونه اي تنظيم شود كه مقدار ( PPD ) كمتر از 10 درصد باشد به اين ترتيب 90 درصد از افراد ، شرايط جوي را مطلوب خواهند يافت . در سراسر فصل زمستان اين مقدار براي هواي درون ساختمان 24ـ20 درجه و در فصل تابستان 26ـ23 درجه     سانتي گراد مي باشد . در تعيين اين دو گستره ، فرض بر اين است كه فعاليتها بصورت نشسته انجام مي گيرد . ( مانند آنچه در دفاتر اداري رايج است ) .

ميانگين رأي پيش بيني كننده

درصد پيش بيني شده اي از افراد كه از شرايط جوي محيط كار خود راضي نيستند ، به عنوان تابعي از ميانگين راي پيش كننده (Pmv ) ( ISO , 1984 )

شاخصهای استرس سرمایی :   Cold Stress Indices

منظور از پيشنهاد حدود مجاز مواجهه با سرما جلوگيري از كاهش دماي عمقي بدن به كمتر از 26 درجه سانتي گراد مي باشد تا از آسيب سرما به قسمتهاي انتهايي بدن (دستها و پاها) پيشگيري گردد . در واقع مقادير حدآستانه مواجهه ، تماس با شرايط سردي را اجازه مي دهد كه در درجه حرارت بيشتر از آن حد تقريباً اين اطمينان وجود دارد كه تمام كارگران مي توانند به طور مكرر با سرما مواجهه شوند ، بدون آنكه بر سلامتي آنها آسيبي وارد گردد .

تنها جنبه مهم و حياتي در مواجهه با سرما كاهش دماي عمقي بدن ( هيپوترمي ) است . علائم باليني افرادي كه به درجات مختلف هيپوترمي مبتلا شده اند از سوي موسسات مختلف توصيف گرديده است . براي تعيين مقادير استرس سرمايي شاخصهاي مختلفي وجود دارد كه مهمترين و متداولترين اين شاخصها تحت عنوان شاخص درجه حرارت سرمايي معادل در زير توضيح داده مي شود .

شاخص درجه حرارت سرمایی معادل :  (ECTI )(1)    

به منظور ارزشيابي سرما ، با توجه به دو عامل سرعت جريان هوا و درجه حرارت ، نمايانگري به نام درجه حرارت سرمايي معادل ارائه شده است . اين شاخص نه تنها براي ارزيابي سردكنندگي توأم با دو درجه حرارت هوا بر روي پوست بكار مي رود ، بلكه در تعيين حد مورد نياز عايق بودن لباس جهت حفظ درجه حرارت عمقي بدن (يكي از راههاي حفاظت كارگر ) نيز استفاده مي شود . در جدول صفحه بعد درجه حرارت سرمايي معادل براي درجه حرارتهاي

گوناگون و سرعت جريانهاي متفاوت هوا ارائه و بر اساس ميزان خطر حاصل از مواجهه با سرما به سه درجه طبقه بندي شده است .

 

جدول شماره 8 ـ درجه حرارت سرمايي معادل (F0 )

دماي قرائت شده واقعي هوا  (F0 )-60      -50       -40        -30        -20       -10      0       10       20        30         40          50دماي سرمايي معادل (F0 )سرعت برآورد شده باد (مايل در ساعت)
-60       -50       -40      -30      -20        -10        0      10        20       30         40           50-68       -57       -47     -36      -26        -15        -0       6         16        27         37         48-95       -83      -70      -58       -46        -33       -24       -9       4         16         28         40

-112      -99     -85      -72       -58        -45       -32       -18      -5        9          22         36

-121     -110     -96      -82     -67        -53       -39       -25       -10       4          18        32

-133      -118    -104     -88    -74       -59        -44        -29       -15       0         16        30

-140     -125     -109    -94     -79       -63       -48        -33        -18      -2         13       28

-145     -129     -113     -98    -82       -67       -51        -35        -20        -4        11      27

-148    -132     -116     -100   -85      -69      -53        -37         -21        -6        10     26

آرام010

15

20

25

30

35

40

ميزان خطر كم است                          ميزان خطر رو به افزايش است         ميزان خطر زياد استدر صورتي كه پوست خشك و مدت        اين خطر وجود دارد كه               قسمتهايي از بدن كه درمعرض سرماستمواجهه با سرماكمتر ازيك ساعت            قسمتهايي از بدن كه در معرض       ممكن است در عرض30 ثانيه منجمد

باشد ميزان خطركم است خطراحساس     سرماست يك دقيقه منجمد                  شوند .

امنيت كاذب در اين مرحله چشمگير          شود .

است .

در هر موقعيتي از اين جدول ممكن است در پاي افراد حالات مرضي خاصي ايجاد شود كه مربوط به تماس طولاني پا با آب و سرماست .

سرعت جريانهاي بيش از 40 مايل در ساعات اثرات اضافي مختصري به همراه دارند .

 

اندازه گيري و ارزيابي شاخصهاي استرس گرمايي در سيمان تـهران :

اندازه گيري هاي مربوط به پارامترها و شاخصهاي شرايط جوي در تاريخ هاي 1/8/80 روز سه شنبه و 3/8/80 روز پنج شنبه انجام شد .

+ لازم به ذكر است كه اندازه گيريهاي ميزان استرس گرمايي در ايستگاههاي كاري بهتر است درگرمترين روز گرمترين فصل سال « تابستان » انجام گيرد .

وسایل و روش های اندازه گیری :

ـ براي اندازه گيري دماي خشك ، دماي تر و دماي تابشي از دستگاه WBGT استفاده شد . مقادير اين سه دما براي محاسبه شاخص WBGT در سه ارتفاع سر ، تنه ، پا اندازه گيري و از اين مقادير ميانگين گرفته شد ولي براي محاسبه شاخصهاي ديگر استرس گرمايي از مقاديري استفاده شد كه در ارتفاع تنه اندازه گيري شده بودند .

ـ براي اندازه گيري سرعت جريان هوا در اين بررسي به علت وجود كوره از دماسنج كاتاي نقره اندود با شماره فاكتور 379 و ميانگين دامنه سردشوندگي 64 0C  استفاده شد .به علت يكنواخت بودن جريان هوا در ارتفاعات مختلف ايستگاهها ، سرعت جريان هوا (زمان سرد شوندگي) فقط در ارتفاع تنه اندازه گيري شد . در هر ايستگاه زمان سردشوندگي سه بار اندازه گيري و از اين مقادير ميانگين گرفته شد .

ـ براي اندازه گيري رطوبت نسبي در اين بررسي از رطوبت سنج نوع آسمن استفاده شد و پس از ثبت نتايج يعني مقادير دماي خشك و دماي تر اجباري از جداول سايكرومتري جهت تعيين رطوبت نسبي استفاده گرديد .

ـ لازم به ذكر است كه لباسهاي مورد استفاده در كارخانه از نوع فرم تابستاني مي باشد ، بنابراين نيازي به تصحيح مقادير WBGT براساس مقاومت لباس ( clo ) نيست . ولي بايستي مقادير را براساس رطوبت نسبي و ساير عوامل موجود تصحيح كرد ، كه در اين بررسي تصحيحات لازم صورت گرفته است .

ـ مقادير استاندارد مربوط به هر يك از شاخصها به گزارش ضميمه شده است و ارزيابي ها براساس همين استانداردها صورت گرفته است .

ـ وضعيت كار معمول در اين شركت در حالت كلي بصورت 75% كار و 25% استراحت مي باشد و در مقايسه با استاندارد همين ريتم كاري را در نظر مي گيريم .

ـ توضيح اينكه ميزان متابوليسم فعاليتهاي سبك ـ متوسط و سنگين بصورت زير مشخص    مي شوند :

راه های کنترل شرایط جوی در محیط کار :

1ـ ميتوان كوره مولد گرما را توسط صفحات عايق كاملاً احاطه نمود و سپس فضاي محصور شده را تهويه كرد . ( قسمت آهنگري )

2ـ يكي ديگر از روشهاي كنترل گرما ، نصب هودهاي كانوپي ( خيمه اي ) در بالاي كوره ها و تجهيزات داغ است . عمل مكش در هودهاي كانوپي به صورت طبيعي يا مكانيكي انجام مي گيرد . نظر به اينكه گرما بطور طبيعي مايل است كه به سمت بالا صعود نمايد ، مزيت استفاده از اين تهويه فراوان است . ( قسمت آهنگري )

3ـ استفاده از تهويه عمومي در باشگاه غذا خوري : متداولترين روش جهت برداشت گرما رقيق نمودن هواي محيط كار با هوائي است كه دماي كمتر دارد . اين فرآيند تهويه عمومي ناميده مي شود كه شامل سه مرحله است :

الف . وارد كردن هواي تازه ( در صورت لزوم توأم با خنك كردن هواي وارده ) .

ب . توزيع هواي تازه در داخل محيط كار .

ج . خارج نمودن هواي گرم شده .

4ـ در برنامه هاي كاري چندين دوره استراحت كوتاه مدت را پيش بيني كنيم و از سيستم گردش كردن شغل بهره گيريم .

5ـ نسبت كار ـ استراحت : بديهي است كه دفعات استراحت و مدت آن به شدت استرس گرما و دوام و استمرار آن بستگي دارد . دوره استراحت بايد قبل از آنكه خستگي شديد حاصل شود شروع گردد و مدت آن به حدي باشد كه ضربان نبض به ميزان كمتر از صد ضربه در دقيقه برسد . دوره هاي استراحت بايد در اطاقهاي استراحت كه بدين منظور طراحي شده اند صورت گيرد . اين اطاقها بايد مجهز به سيستم تهويه مناسب و كافي بوده و رطوبت نسبي آن كم باشد.

6ـ استفاده از لباسهايي كه از مواد غيرقابل نفوذ ساخته شده اند و در آنها هواي ورود پس از خنك كردن كارگر از قسمتهاي مچ ، زانو يا دريچه هائيكه بر روي لباس تعبيه شده است خارج مي گردد .

7ـ امكان سازش تدريجي با محيط گرم را براي كارگراني كه تازه مي خواهند وارد اين محيط شوند فراهم آوريم . (دوهفته )

8ـ معاينات پزشكي :

الف . در معاينات قبل از استخدام داوطلبين كار در محيطهاي گرم بايد شرايط جسماني و رواني افراد كاملاً مد نظر قرار گيرد تا از بين داوطلبين ، افرادي انتخاب شوند كه قادرند كار خود را با بازدهي معقولي انجام دهند ، بدون آنكه به سلامتي و ايمني خود و يا ديگران لطمه اي وارد سازند .

ب . افرادي كه مبتلا به بيماريهاي قلبي و عروقي و قلبي تنفسي هستند و نيز مبتلايان به بيماريهاي متابوليكي ، پوستي و كليوي و نيز افراد آسيب پذير بايد از اشتغال در محيطهاي خيلي گرم منع گردند .

ج . علاوه بر معاينات قبل از استخدام ، افراد شاغل در محيطهاي گرم بايد بطور دوره اي تحت معاينات پزشكي قرار گيرند و بيماريها و يا صدمات حاصله در فاصله دو نوبت معاينه دوره اي با توجه به شرايط تماس با گرما ارزيابي گردد . تكرر وقوع حادثه و همچنين غيبت از كار از علائم هشدار دهنده در مورد عدم تحمل احتمالي نسبت به گرما مي باشد .

اين موضوع بايد توسط پزشك و متخصصين بهداشت حرفه اي بطور دقيق در نظر گرفته شده ارزشيابي گردد .

9ـ تهيه و تامين آب ( تعادل آب و الكتروليتهاي بدن ) : در نتيجه كار در محيطهاي گرم روزانه بين يك تا سه گالن عرق توليد مي شود ، لذا لازم است كه اتلاف آب و الكتروليت جايگزين و جبران گردد . چون در غير اينصورت دهيدراسيون رخ مي دهد . در محيطهاي گرم بايد آب سرد فراوان تهيه شده و به شكل صحيح توزيع گردد تا به سهولت در دسترس كارگران قرار گيرد .

ـ موسسه ملي ايمني و بهداشت حرفه اي ( NIOSH ) توصيه مي نمايد كه كارفرما براي هر كارگر در طي شيفت كار هشت كوارت ( پيمانه اي حدود يك ليتر ) آب آشاميدني سرد حاوي يك دهم درصد كلريد سديم يا هشت كوارت آب آشاميدني سرد به همراه قرصهاي نمك تهيه نمايد . همچنين با توجه به اينكه در نتيجه تعريق مقداري نمك از دست مي رود توصيه  ميگردد كه به غذاي كارگراني كه با گرما مواجهه هستند بويژه افراد سازش نيافته مقدار زيادي نمك افزوده گردد تا بدين ترتيب از ابتلاي كارگران به بيماريهاي ناشي از نقص نمك (كرامپهاي عضلاني )پيشگيري شود .

مصرف آشاميدنيهاي شيرين و گرم و سوپ براي تامين كالري و حجم معايعات در گردش توصيه شده است . همچنين پيشنهاد شده است كه مصرف قهوه محدود گردد .

منابع:

1) پورقاسمي . علي ـ شرايط جوي محيط كار ـ چاپ اول ـ انتشارات بشري ، 1375 .

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

3) اشراقي .عليرضا ـ پايان نامه كارشناسي ارشد دانشگاه تـهران ـ مطالعه رابطه بين سلامت كارگران و عوامل محيطي كارگاه .1374.

4 – 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  16:44

1- Unsafe  Behavior Index

1-Effective  Temperature .

2 – Corrected  Effective  Temperature .

1 – Predicted Four – hour Sweet  Rate .

1 – Basic  4  hour  Sweet  Rate .

2 – Wet Globe  Temperature .

1 – Wet  Bulb  Globe  Temperature .

1 – Heat Stress  Index .

1 – Allowable  Exposure  Time .

2 – Predictive  Mean  Vote  .

3 – Predicted percetage  of  Dissatisfied  .

1- Equivallent  Chill Temperature  Index .

لطفا ابتدا در سایت ثبت نام کنید
ابتدا باید وارد حساب کاربری خود شوید

 

  • هرگونه سوالی در رابطه با تنش حرارتی در محیط کار داشتید در نظرات ثبت کنید تا بررسی شود.

    هر مطلبی لازم داشتید, کافیه سفارش دهید تا در سایت قرار گیرد.

 

تنش حرارتی در محیط کار
رتبه 4 از بین 2 رای

متولد آذر 1369. کارشناس بهداشت حرفه اي ناپیوسته از دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه می باشم. باتوجه به پراکندگی موضوعات تصمیم به راه اندازی این سایت گرفته ام و در این راستا به یاری همه مهندسین نیازمندم. انشا... بتوانیم به کمک همه، سایت پر محتوایی برای همکاران داشته باشیم.
با عضویت در خبرنامه ایمیلی جدیدترین مطالب را در ایمیل تان دریافت کنید. اعضاء خبرنامه و صفحات اجتماعی ACGIH از امکانات ویژه ای برخوردار خواهند شد !!! تعداد افراد فیدبرنر
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید