W artykule przedstawiono przegląd aktualnych norm zawierających informacje nt środowiska cieplnego – jednego z elementów ogólnie rozumianego komfortu człowieka.

Poniższy artykuł jest kontynuacją tematu publikowanego w numerze 9/2011 Ch&K.
Układy wentylacji i klimatyzacji instalowane są nie tylko w pomieszczeniach biurowych, ale w znacznej mierze również w obiektach produkcyjnych, w których warunki środowiska wewnętrznego wynikają z realizowanej technologii, odczucia pracowników są zazwyczaj pomijane. Ponieważ jednak warunki środowiska wewnętrznego wpływają na dokładność i efektywność wykonywanej pracy należy rozważyć tworzenie komfortowych miejsc pracy. Pod względem cieplnym może wydawać się, iż najłatwiej jest odpowiednio dobrać parametry powietrza w środowisku umiarkowanym, np. w pomieszczeniach biurowych. Niestety jest to mylna teoria, gdyż w pomieszczeniach tych użytkownicy wykonują pracę z niską aktywnością i są szczególnie wrażliwi na niewielkie nawet zmiany i wahania poszczególnych parametrów powietrza. Dużo łatwiejszym zadaniem jest dobranie odpowiednich parametrów powietrza w pomieszczeniach produkcyjnych, w których praca wykonywana jest z dużą aktywnością, mimo że problemem może w tym przypadku okazać się pogodzenie warunków produkcji z wymaganiami człowieka.

Dokumenty odniesienia i regulacje prawne dotyczące środowiska cieplnego w pomieszczeniach
Układ termoregulacji w organizmie człowieka dąży do zachowania stałej temperatury wewnętrznej na poziomie 37±0,3°C [1]. Człowiek jest wyposażony w szereg mechanizmów wewnętrznych, które bilansują niewielkie wahania temperatury wewnętrznej (rozszerzanie i zwężanie naczyń krwionośnych, pocenie i drżenie). Zmiana temperatury wewnętrznej jest głównie wynikiem wymiany ciepła, jaka zachodzi między organizmem człowieka a jego otoczeniem. Na ilość ciepła odprowadzanego lub przyjmowanego przez organizm człowieka mają wpływ czynniki środowiskowe i indywidualne [2]. Do czynników środowiskowych należą parametry powietrza w otoczeniu (temperatura, prędkość i wilgotność względna powietrza, temperatura promieniowania itp.), natomiast do czynników indywidualnych: aktywność (metabolizm człowieka), izolacyjność cieplna odzieży, jak również częściowo można zaliczyć tu aklimatyzację, która, choć jest czynnikiem należącym do układu termoregulacji, pośrednio wpływa na ilość ciepła przejmowanego przez organizm.
W zależności od problemów, jakie może generować środowisko cieplne w stosunku do użytkownika, wprowadzono podział środowiska cieplnego:
- jeżeli ilość ciepła produkowana w organizmie człowieka jest zbyt wysoka w stosunku do zdolności odebrania ciepła przez środowisko otaczające człowieka – może dość do wzrostu temperatury wewnętrznej organizmu i środowisko cieplne definiowane jest w tym przypadku jako środowisko gorące (rys. 1). Zagrożenia występujące w środowisku gorącym to hipertermia (wzrost temperatury wewnętrznej) oraz oparzenia (kontakt z gorącą powierzchnią) (tabela 1);
- jeżeli natomiast zdolność odbierania ciepła z organizmu człowieka przez otaczające środowisko jest znacznie wyższa od ilości ciepła generowanego przez człowieka dochodzi do obniżenia temperatury wewnętrznej organizmu (rys. 1). Środowisko w tym przypadku definiowane jest jako zimne, w którym może dojść do hipotermii (obniżenie temperatury wewnętrznej) oraz odmrożenia (kontakt z zimną powierzchnią) (tabela 1);
- jeżeli zaś środowisko cieplne w otoczeniu człowieka oraz jego aktywność i odzież nie powodują ani wychłodzenia ani ogrzania organizmu, środowisko definiowane jest jako umiarkowane.

W polskim prawie warunki środowiska cieplnego w pomieszczeniach pracy przedstawione są w następujących dokumentach:
1. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 16 czerwca 2009 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2009 Nr 105, poz. 873).
2. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 1 grudnia 1998 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach wyposażonych w monitory ekranowe (DzU z dnia 10 grudnia 1998r., DzU 98.148.973).
3. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

W pierwszym rozporządzeniu zapisano informacje nt środowiska gorącego i zimnego, w którym znajduje się człowiek. W środowisku gorącym kryterium klasyfikacji środowiska termicznego do obszaru mikroklimatu gorącego jest wartość wskaźnika PMV (przewidywana ocena średnia) w zakresie powyżej +2,0. W środowisku gorącym należy oceniać obciążenie cieplne człowieka, za pomocą wskaźnika WBGT, którego wartość nie może przekraczać w ciągu 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy wartości dopuszczalnych, przedstawionych w normie [5]. Natomiast w odniesieniu do środowiska zimnego aktualnie przygotowany jest projekt zmiany do rozporządzenia [6], w którym zapisano, iż środowisko zimne odnosi się do warunków środowiska termicznego, dla których wartość wskaźnika PMV (przewidywana ocena średnia) wynosi -2,0 lub poniżej. W środowisku zimnym dopuszczalne wychłodzenie ogólne organizmu określa wartość wskaźnika IREQmin [m2·K/W] zależna od warunków środowiska termicznego, metabolizmu (wydatku energetycznego) oraz parametrów odzieży (izolacyjność i przepuszczalność powietrza). Natomiast dopuszczalne wychłodzenie miejscowe organizmu określa wskaźnik tWC [°C], którego dopuszczalne wartości przedstawiono w tabeli 2.
Z zapisów tych wynika, iż środowisko cieplne w pomieszczeniu powinno być kształtowane w sposób niedopuszczający do wystąpienia nadmiernego obciążenia cieplnego użytkownika. Nie wskazano jednoznacznie paramentów powietrza w pomieszczeniach, odwołano się jednak do norm, w których można znaleźć bardziej szczegółowe informacje.
Kolejne rozporządzenia dotyczą już środowiska umiarkowanego. Zgodnie z tymi dokumentami w pomieszczeniu biurowym temperatura powietrza nie może być niższa niż 18°C, a wilgotność względna powietrza – niż 40%. W pomieszczeniach nie może występować niekontrolowana emisja ciepła oraz napływ zimnego powietrza z zewnątrz. W odniesieniu do wentylacji natomiast zapisano, iż w pomieszczeniach powinna być zapewniona wymiana powietrza wynikająca z potrzeb użytkowych, funkcji pomieszczeń, bilansu ciepła i wilgotności, a także w pomieszczeniach nie klimatyzowanych powinna być zapewniona stała wymiana powietrza nie mniejsza niż 0,5 krotna w ciągu godziny oraz wentylacja nie powinna powodować dyskomfortu cieplnego użytkowników, tj. odczucia przeciągu, wychłodzenia i nadmiernego ogrzania człowieka. Strumień powietrza pochodzący z wentylacji nawiewnej nie powinien być skierowany bezpośrednio na stanowisko pracy, a przy zastosowaniu wentylacji mechanicznej z recyrkulacją powietrza, ilość powietrza świeżego nie powinna być mniejsza niż 10% ogólnej ilości wymienianego powietrza.
Bardziej szczegółowo parametry powietrza w pomieszczeniach przedstawione są w odpowiednich normach. W tabeli 3 przedstawiono wykaz norm traktujących parametry powietrza w pomieszczeniu w zależności od środowiska cieplnego, w którym znajduje się człowiek. W dalszej części przedstawiono główne informacje zawarte w poszczególnych normach.

PN-78/B-03421 Wentylacja i klimatyzacja. Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi (...)

PN-EN ISO 7730:2006 Ergonomia środowiska termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego (oryg.) (...)

PN-EN 15251:2008 Kryteria środowiska wewnętrznego, obejmujące warunki cieplne, jakość powietrza wewnętrznego, oświetlenie i hałas (...)

PN-EN 27243:2005: Środowiska gorące. Wyznaczenie obciążenia termicznego działającego na człowieka podczas pracy, oparte na wskaźniku WBGT (...)

PN-EN ISO 11079:2008 Ergonomia środowiska termicznego. Wyznaczanie i interpretacja stresu termicznego wynikającego z ekspozycji na środowisko zimne z uwzględnieniem wymaganej izolacyjności cieplnej odzieży IREQ oraz wpływu wychłodzenia miejscowego (oryg.) (...)

Podsumowanie
W artykule przedstawiono przegląd głównych informacji zawartych w najważniejszych normach dotyczących środowiska cieplnego. Znając wpływ poszczególnych parametrów powietrza na odczucia cieplne pracowników, możliwe jest kształtowanie środowiska jak najbardziej komfortowego dla pracownika lub też w sposób minimalny wpływającego na tworzenie się obciążenia cieplnego jego organizmu.

Publikacja opracowana na podstawie wyników uzyskanych w ramach II etapu programu wieloletniego pn. „Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy” finansowanego w latach 2011–2013 przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego / Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Główny koordynator: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy.

AUTOR:
Anna BOGDAN
– Pracownia Obciążeń Termicznych, CIOPPIB;
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa, Politechnika Warszawska