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 .

شرايط جوی محيط كار 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 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 (C^o) يا درجه فارنهايت (F^o) بيان مي شود. دماي خشک بوسيله دماسنج معمولي اندازه گيري مي شود .

ب. دماي تـر Wet Bulb Temperature: دماي تر ، پائين ترين درجه حرارتي است كه بتوان هوا را «در فشار ثابت» با تبخير آب خشک نمود . دماي تر با واحدهاي درجه سانتي گراد (C^o) يا درجه فارنهايت (F^o)  بيان مي شود و بوسيله دماسنج خشكي كه دور مخزن آن فتيلة تر پيچيده شده است ، اندازه گيري مي شود .

پ. دماي تابشی Globe Bulb Temperature: دماي تابشي از بعضي سطوح داغ اجسام منتشر مي شود و بيشتر در ناحيه مادون قرمز است معمولاً با واحدهاي (C^o)  و يا (F^o)  بيان مي شود و بوسيله دماسنج گوي سان اندازه گيري مي شود .

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 دستگاه هاي 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 خشک ، 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

T_C  = 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 سردشوندگی

b = ضريب ثابت براساس نوع كاتا و دامنه سردشوندگی

راه های تبادل حرارت بدن با محیط :

تنش حرارتی

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 V^0.6 ( t_a – t_s

C = مقدار گرماي جابجا شده (Kcal/h) .

V = سرعت جريان هوا (m/s) .

t_a = دماي هوا بر حسب ( C^o) .

t_s= ميانگين دماي پوست كه معمولاً  35^oC در نظر گرفته مي شود .

2ـ تابش (تشعشع Radiation): ميزان انرژی 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 – t_S )

t_s = دماي پوست (^oC)

MRT = ميانگين دماي تابشي سطوح جامد اطراف بر حسب (^oC)

(MRT = T_g + 1.8 V^0.5 ( T_g – T_a

V = سرعت جريان هوا (m/s)

T_g= دماي گويسان (^oC)

T_a= دماي خشک هوا (^oC)

3ـ تبخير  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 طريق تبخير  (kcal/h)

V = سرعت جريان هوا (m/s).

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

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

4ـ متابوليسم 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 تأثير 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= ميزان گرماي تبادل شده ( Kcal/h ) .

t_s = دماي پوست ( ⁰C ) .

t_a = 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 می شود .

جدول 2: اصلاح WBGT با توجه به نوع لباس

• لازم به ذكر است كه اين مقادير نبايستي به لباس هاي ضد آب و مقاوم در برابر اسيد و نفوذ بخار و جريان هوا اعمال گردد.

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

1. سوختگي پوست
2. جوش های گرمایی
3. ضعف گرمایی
4. كرامپ گرمایی
5. گرمازدگی

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

1. كهير
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 تصحيح 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 ميزان عرق پيش بيني 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 ، بايستي به دماي تر مقدار (tg – ta  )4/0 اضافه كرد .
2. اگر ميزان انرژي مصرفي (متابوليسم) بيش از 63 وات بر متر مربع باشد لازم است كه مقدار اصلاحي بدست آمده از منحني كوچک بالاي نمودار اصلي را به دماي تر اضافه كرد .
3. 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 ^oC) 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 ) را قرائت مي كنيم . با استفاده از B₄SR و با افزودن مقادير مربوط به ميزان فعاليت و پوشش لباس فرد به آن، مي توان مقدار (P₄SR) از رابطه زير بدست آورد :

• لازم به ذكر است حداكثر مقدار عرق 4 ساعته براي یک فرد جوان سازش يافته نيمه ملبس 4.5 ليتر و براي فرد با لباس متعارف 2.7 ليتر مي باشد.

شاخص بوتسفورد يا دمای تر گويسان (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 : دماي دماسنج گويسان

شاخص دمای تر گويسان (WBGT )

اين شاخص براي ارزشيابي استرس حرارتي محيط كار كاربرد 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 (^oC) .

Tg = د ماي گويسان (^oC) .

Ta = دماي 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 )

اين شاخص در سال 1955 توسط هچ و بلدينگ تدوين شد . شاخص HSI بصورت زير تعريف مي شود:

حد بالاي E_max معادل 390 w/m² در نظر گرفته شده است و اين معادل ميزان حداكثر يك ليتر عرق در ساعت براي يك فرد معمولي است .

اگر E_req > E_max 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 ( E_max ) 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)

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 ميانگين رأی پيش بينی كننده (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 سرمايي معادل (F^o)

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 ايستگاه های 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 .

• 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 .
• 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 .
• 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 .
• مقادير استاندارد مربوط به هر يك از شاخصها به گزارش ضميمه شده است و ارزيابي ها براساس همين استانداردها صورت گرفته است .
• 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 .
• توضيح اينكه ميزان متابوليسم فعاليتهاي سبك ـ متوسط و سنگين بصورت زير مشخص مي شوند :

راه های کنترل شرایط جوی در محیط کار :

1. مي توان كوره مولد گرما را توسط صفحات عايق كاملاً احاطه نمود و سپس فضاي محصور شده را تهويه كرد. (قسمت آهنگری)
2. يكي ديگر از روش هاي كنترل گرما، نصب هودهاي كانوپي (خيمه ای) 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 )
3. 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 .

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

5 – 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 اتاق های استراحت كه بدين منظور طراحي شده اند صورت گيرد. اين اتاقها بايد مجهز به سيستم تهويه مناسب و كافي بوده و رطوبت نسبي آن كم باشد.

6- استفاده از لباس هايي 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 . (دو هفته)

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 محيط هاي خيلي گرم منع گردند .

ج . علاوه بر معاينات قبل از استخدام ، افراد شاغل در محيط هاي 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 پزشک و متخصصين بهداشت حرفه اي بطور دقيق در نظر گرفته شده ارزشيابي گردد .

9ـ تهيه و تامين آب (تعادل آب و الكتروليت هاي 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 محيط هاي 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.

• 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