Anna BOGDAN

Celem projektantów i wykonawców instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnych powinno być dążenie do tworzenia środowiska komfortowego cieplnie dla użytkowników. W rzeczywistości jednak zmiany wprowadzane już na etapie zagospodarowania pomieszczeń i lokalizacji stanowisk pracy mogą powodować, że nie dla każdego pracownika środowisko cieplne będzie komfortowe.

Z tej przyczyny warto jest przeprowadzić badania środowiska cieplnego w pomieszczeniach i na podstawie ich wyników dokonać niezbędnych zmian, które spowodują zmniejszenie dyskomfortu lub też obciążenia cieplnego pracowników.

Metody pomiaru mikroklimatu w pomieszczeniach przedstawione są w następujących normach:

• 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 27243:2005 Środowiska gorące. Wyznaczanie 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.),
• PN-EN ISO 7726:2002 Ergonomia środowiska termicznego. Przyrządy do pomiaru wielkości fi zycznych (oryg.).

Wszystkie te normy mają na celu ocenę wymiany ciepła między człowiekiem i otoczeniem, a w konsekwencji sprawdzenie ryzyka wystąpienia dyskomfortu lub stresu (obciążenia) cieplnego.

W niniejszym artykule przybliżono metody prowadzenia pomiarów, a także szczegółowo opisano wymagania, jakie powinna spełniać aparatura pomiarowa stosowana w tego rodzaju badaniach.

Metody prowadzenia pomiarów

Ogólnie ocena wpływu mikroklimatu na organizm człowieka realizowana jest w ramach 3 etapów:

1. Wizja lokalna, przygotowanie do badań, wyznaczenie punktów pomiarowych, ustalenie chronometrażu ekspozycji pracowników na zmienne warunki środowiska termicznego itp.
2. Pomiar parametrów środowiska termicznego, ocena elementów indywidualnych pracowników, tj. tempa metabolizmu oraz izolacyjności cieplnej odzieży.
3. Określenie wartości wskaźnika odpowiedniego dla danego rodzaju środowiska termicznego oraz porównanie tej wartości z wartościami dopuszczalnymi określonymi w normie.

Ad.1. W zależności od rodzaju środowiska cieplnego występującego w pomieszczeniu należy pamiętać, że w poszczególnych przestrzeniach w pomieszczeniu parametry środowiska cieplnego mogą się różnić, w zależności od usytuowania stanowiska pracy wobec okien i przegród wewnętrznych i zewnętrznych, lokalizacji nawiewników lub też innych elementów mających wpływ na środowisko cieplne (grzejniki, belki chłodzące itp.). Z tej przyczyny bardzo istotne jest poprawne zlokalizowanie punktów pomiarowych.

Jednocześnie środowisko cieplne, szczególnie gorące, może zmieniać się również wraz z wysokością pomieszczenia. Z tej przyczyny, aby w sposób reprezentatywny ocenić jego wpływ na organizm człowieka, należy pomiary prowadzić jednocześnie na 3 wysokościach reprezentujących głowę, klatkę piersiową i stopy siedzącego lub stojącego człowieka, a następnie należy uwzględnić współczynniki wagowe do obliczania wartości średnich (tab. 1.).

W przypadku zmiany miejsca przebywania pracownika w czasie pracy, pomiary wszystkich parametrów powinno się przeprowadzić we wszystkich środowiskach, w których przebywa pracownik. Jeżeli jest taka możliwość, aparatura pomiarowa powinna towarzyszyć pracownikowi i analiza powinna obejmować również okresy przejściowe przemieszczania się pracownika miedzy pomieszczeniami. W przypadku, gdy niemożliwe jest wykonanie pomiarów dokładnie w miejscu pracy, należy umieścić czujniki w takich miejscach, by symulowana wymiana ciepła była taka sama jakiej podlegałby człowiek.

Ad.2. W zależności od rodzaju środowiska cieplnego oddziaływującego na organizm człowieka, należy obliczyć odpowiednie wskaźniki i porównać uzyskaną wartość z wartościami dopuszczalnymi. W przypadku środowiska umiarkowanego zgodnie z normą 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) do oceny komfortu cieplnego całego ciała stosowane są wskaźniki PMV i PPD, natomiast do wystąpienia ryzyka dyskomfortu miejscowego – wskaźniki PD i DR.

Jednocześnie, oprócz badań parametrów mikroklimatu należy przeprowadzić ocenę tempa metabolizmu oraz izolacyj ności cieplnej odzieży. W każdej z norm znajdują się odpowiednie tabele pomagające w oszacowaniu zarówno ilości ciepła produkowanego przez organizm jak i przenikającego przez odzież.

Ad.3. Obliczone wartości odpowiednich wskaźników należy porównać z wartościami dopuszczalnymi przedstawionymi w odpowiednich normach. W przypadku dyskomfortu miejscowego – obliczone wartości chwilowe należy wstawić do odpowiedniego wzoru i przeanalizować czy w ciągu całego dnia (8 godzin) wystąpił dyskomfort miejscowy. Dopuszczalne wartości dyskomfortu ogólnego miejscowego zamieszczono w tabeli 2. Korzystając z tabeli 2. należy pamiętać, że kategoria A są to pomieszczenia o szczególnie wysokich wymaganiach odnośnie środowiska termicznego (np. szpitale, przedszkola), kategoria B – pomieszczenia biurowe, kategoria C – pomieszczenia biurowe o obniżonym standardzie.

W przypadku wystąpienia dyskomfortu ogólnego lub miejscowego, na podstawie wyników badań można określić przyczynę i podać konkretne rozwiązania poprawiające warunki środowiska pracy, np. obniżenie temperatury powietrza w okresie lata lub też obniżenie prędkości powietrza zimą, zastosowania przysłon zaciemniających okna itp.

Aparatura pomiarowa

Wymagania odnośnie aparatury pomiarowej stosowanej do badań przedstawione są w normie PN-EN ISO 7726:2002 Ergonomia środowiska termicznego. Przyrządy do pomiaru wielkości fi zycznych (oryg.). Zakres normy obejmuje następujące parametry mikroklimatu wewnętrznego:

• temperatura powietrza,
• średnia temperatura promieniowania oraz temperatura promieniowania powierzchni,
• bezwzględna wilgotność powietrza,
• temperatura powietrza,
• prędkość powietrza,
• temperatura operacyjna.

W zależności od tego, jakiego rodzaju planowane są badania, tj. czy na stanowisku pracy występuje środowisko zimne lub gorące czy też środowisko umiarkowane, wprowadzono w normie dwie klasy wymagań dotyczących aparatury pomiarowej – klasa C dotycząca środowiska umiarkowanego i badań związanych z komfortem cieplnym oraz klasa S – badania w środowisku gorącym lub zimnym – występowanie stresu cieplnego.

Temperatura powietrza

(...)

Średnia temperatura promieniowania

(...)

Wilgotność bezwzględna i względna

(...)

Prędkość przepływu powietrza

(...)

Temperatura operacyjna

(...)

Podsumowanie

Na odczucie komfortu pracownika wpływa zbiorcza kombinacja wrażeń wizualnych, słuchowych, namacalnych i cieplnych, jakie pojawiają się w danym środowisku, które wynikają ze zmian w zakresie następujących warunków:

• temperatura otaczającego powietrza,
• temperatura promieniowania otaczających powierzchni,
• wilgotność i prędkość powietrza,
• zapachy,
• ilość kurzu,
• walory estetyczne,
• natężenie hałasu,
• oświetlenie.

Z przytoczonych parametrów jedynie pierwsze cztery wpływają na komfort cieplny człowieka, który zależy w dużym stopniu również od metabolizmu człowieka, aktywności oraz indywidualnej zdolności do przystosowania się do zmian. Pomimo, że człowiek ma zdolność adaptacji do bardzo zmiennych i niekorzystnych warunków klimatycznych, efektywność pracowników wykonywujących określone zadania zależy w dużej mierze od warunków środowiska, w którym przebywają. Zapewnienie pracownikom poczucia komfortu cieplnego poprzez dobór i regulację odpowiednich parametrów środowiska pracy przekłada się m. in na:

• zwiększenie stopnia skupienia nad wykonywanym zadaniem,
• zmieszenie ilości popełnianych błędów,
• zwiększenie wydajności i jakości produktów i usług,
• ograniczenie ilości nieobecności w pracy wynikających z chorób,
• ograniczenie ilości wypadków przy pracy i innych zagrożeń zdrowotnych (jak np. chorób układu oddechowego).

Z tej przyczyny warto jest dążyć, aby środowisko zamknięte, w którym przebywa się często nawet 90% czasu było komfortowe i zgodne z preferencjami każdego użytkownika.

Publikacja przygotowana w ramach projektu nr NR04-0018-10
finansowanego w latach 2011÷2014
przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.