前言
本標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO 7243∶1989《熱環(huán)境 根據(jù)WBGT指數(shù)(濕球黑球溫度)對(duì)作業(yè)人員熱負(fù)荷的評(píng)價(jià)》。
本標(biāo)準(zhǔn)是ISO/TC 159/SC5人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)環(huán)境分委會(huì)制定的評(píng)價(jià)熱環(huán)境的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。本標(biāo)準(zhǔn)采用WBGT指數(shù)評(píng)價(jià)熱作業(yè)環(huán)境和熱作業(yè)人員的熱負(fù)荷。
本標(biāo)準(zhǔn)中能量代謝率的單位,按衛(wèi)生學(xué)要求將ISO 7243中的“瓦(W)”換算為“千卡(kcal)或千焦(KJ)”同時(shí)列出,并以代謝率表示,以排除性別、年齡、體重大小等因素產(chǎn)生的差別。平均能量代謝率計(jì)算方法,ISO 7243中沒有明確規(guī)定,我們予以補(bǔ)充,ISO 7243中WBGT指數(shù)只根據(jù)體力作業(yè)強(qiáng)度不同規(guī)定了指數(shù)溫度限值,而本標(biāo)準(zhǔn)在其基礎(chǔ)上,將熱環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí),即好、中、差、很差。以ISO7243中規(guī)定的指數(shù)溫度限值為“好”級(jí),指數(shù)溫度每增加1℃,降低一級(jí)。
另外,在文字和編排上作了一些改動(dòng)。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C都是提示的附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由國家技術(shù)監(jiān)督局提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國標(biāo)準(zhǔn)化與信息分類編碼研究所、中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與職業(yè)病研究所、北京勞動(dòng)衛(wèi)生與職業(yè)病研究所共同起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:于水中、滑東紅、李天麟、肖惠、金書香。
ISO前言
本國際標(biāo)準(zhǔn)是用于研究熱環(huán)境的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。
本國際標(biāo)準(zhǔn)的目的是:
一一審定熱環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)量方法、檢驗(yàn)及注解所提及術(shù)語的定義;
一一草擬有關(guān)熱環(huán)境物理參數(shù)測(cè)量方法的說明;
一一選擇一種或數(shù)種這些參數(shù)的解釋方法;
一一確定舒適環(huán)境區(qū)域和酷熱或嚴(yán)寒環(huán)境區(qū)域熱接觸的推薦值或最高值;
一一草擬有關(guān)個(gè)人或集體熱或冷防護(hù)措施效率的測(cè)量方法的說明。
鑒于對(duì)人體熱接觸問題興趣的增長,而在此領(lǐng)域內(nèi),事實(shí)又缺乏文件和國家標(biāo)準(zhǔn),因此,在沒有一套完整的標(biāo)準(zhǔn)之前,有必要先公布本國際標(biāo)準(zhǔn)。
濕球黑球溫度(WBGT)指數(shù)是一種經(jīng)驗(yàn)指數(shù),它代表個(gè)人接觸的熱負(fù)荷。該指數(shù)在工業(yè)環(huán)境中易于測(cè)量,熱負(fù)荷指數(shù)的測(cè)量方法是介于精確測(cè)量和便于工廠測(cè)量兩者之間的折衷方法。
根據(jù)分析人和環(huán)境之間熱交換來評(píng)定熱負(fù)荷,則使對(duì)于熱負(fù)荷的評(píng)定和防護(hù)措施的分析更為精確。但是根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)條件,這種方法復(fù)雜且難以推行。因此,只有當(dāng)需要對(duì)勞動(dòng)條件進(jìn)行直接的精確的分析時(shí),或者除了根據(jù)WBGT指數(shù)的方法外,當(dāng)新測(cè)量的數(shù)值超過所列參數(shù)值時(shí)才用熱交換的分析手段。
制定WBGT指數(shù)熱負(fù)荷測(cè)量方法,只是為確定兼顧兩種方法優(yōu)越性的指數(shù)的一個(gè)步驟。由于目前尚無這種指數(shù),故應(yīng)爭取盡快建立一個(gè)能用于工業(yè)環(huán)境的國際標(biāo)準(zhǔn)。
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱作業(yè)環(huán)境和熱作業(yè)人員熱負(fù)荷的評(píng)價(jià)方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于評(píng)價(jià)8h工作日的平均熱負(fù)荷,不適用于評(píng)價(jià)小于1h工作的熱負(fù)荷。
2 定義
本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。
2.1 WBGT指數(shù) wet bulb globe temperature index
WBGT指濕球黑球溫度,是綜合評(píng)價(jià)人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負(fù)荷的一個(gè)基本參量,單位為度。用以評(píng)價(jià)人體的平均熱負(fù)荷。它采用自然濕球溫度(t
nw)和黑球溫度(t
g),露天情況下加測(cè)空氣干球溫度(t
a),WBGT指數(shù)按式(1)和式(2)計(jì)算;
——室內(nèi)外無太陽輻射:
WBGT=0.7t
nw+0.3t
g …………………………(1)
——室外有太陽輻射:
WBGT=0.7t
nw+0.2t
g+0.1t
a ………………(2)
2.2 熱負(fù)荷 heat stress
指人體在熱環(huán)境中作業(yè)時(shí)的受熱程度,以WBGT指數(shù)表示,取決于體力勞動(dòng)的產(chǎn)熱量和環(huán)境與人體間熱交換的特性。
2.3平均能量代謝率mean energy metabolic rate
指一個(gè)或多個(gè)作業(yè)人員8h工作日內(nèi)總能量消耗值的平均,單位以千卡/分·平方米(kcal/min·m
2)或千焦/分·平方米(kJ/min·m
2)表示。
3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以WBGT指數(shù)表示。根據(jù)WBGT指數(shù)變化情況,將熱環(huán)境的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí)(見表1)。
表1 WBGT指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
注:表1中“好”級(jí)的WBGT指數(shù)值是以最高肛溫不超過38℃為限。
4 環(huán)境氣象條件的測(cè)量
4.1 氣象參數(shù)的測(cè)量
用溫度計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù),常取決于溫度計(jì)的物理特性,測(cè)試條件應(yīng)符合4.1.1和4.1.2的有關(guān)規(guī)定。
4.1.1 自然濕球溫度
自然濕球溫度,是用濕球溫度計(jì)測(cè)量,將溫度計(jì)感溫部分裹上一層濕紗布,由其自然蒸發(fā)(不加外力),因此,自然濕球溫度不同于通風(fēng)干濕球溫度計(jì)的濕球溫度。
溫度計(jì)應(yīng)有如下特性:
a)溫度計(jì)感溫部分的形狀:圓柱體;
b)溫度計(jì)感溫部分的外徑:6mm±1mm;
c)溫度計(jì)感溫部分長度:30mm±5mm;
d)測(cè)量范圍:5℃~40℃;
e)測(cè)量精確度:土0.5℃;
f)溫度計(jì)感溫部分應(yīng)全部覆蓋白色易吸水分的材料(如棉布):
g)溫度計(jì)保護(hù)套的直徑應(yīng)為6mm,保護(hù)套的20mm必須包裹濕紗布,以減少從保護(hù)套到溫度計(jì)的熱傳遞;
h)濕紗布需織成套筒狀,并服貼地固定于感溫部分。過緊或過松都會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性;
i)紗布需保持清潔;
j)紗布的下端需浸入盛有蒸餾水的槽內(nèi),紗布尾端露于空氣部分的長度為20mm~30mm;
k)水槽應(yīng)設(shè)計(jì)成使其中的水溫不會(huì)因周圍輻射熱而升高。
4.1.2 黑球溫度
黑球溫度是將溫度計(jì)置于黑球中部所指示的溫度。
黑球應(yīng)有如下特性:
a)直徑:150mm;
b)平均輻射系數(shù):0.95(無光澤黑球),
c)厚度;應(yīng)盡可能地??;
d)測(cè)量范圍;20℃~120℃;
e)測(cè)量精確度:
——20℃~50℃;土0.5℃;
——50℃~120℃;土1℃。
4.2 空氣溫度的測(cè)量
空氣溫度的測(cè)量,必須注意空氣溫度計(jì)的感溫部分應(yīng)有防止輻射熱影響的裝置,且又不妨礙感溫部分空氣的流通。測(cè)量的范圍應(yīng)在10℃~60℃,精確度為土1℃。
5 能量代謝的測(cè)量或估算
體內(nèi)產(chǎn)生的熱量是熱負(fù)荷的一個(gè)組成部分,因此有必要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,以便評(píng)價(jià)熱負(fù)荷。
能量代謝是估算作業(yè)人員熱負(fù)荷的基本方法。
代謝率可用如下方法測(cè)量
——測(cè)量作業(yè)人員的氧消耗;
——或從參考表進(jìn)行估算。
從參考表估算的代謝率,完全適用于WBGT指數(shù)。應(yīng)由具一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員進(jìn)行代謝率的估算。
如果沒有能量代謝參考表,則可將勞動(dòng)分為五級(jí):休息、低代謝率、中代謝率、高代謝率和極高代謝率,見表2。舉例中的各活動(dòng)項(xiàng)目,均為單項(xiàng)操作,不是一個(gè)人或多個(gè)人8h工作日各項(xiàng)活動(dòng)平均的能量代謝率。
表2 能量代謝率分級(jí)
如難于估計(jì),則最正確的方法是對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行直接測(cè)量。
6 測(cè)量
6.1 不穩(wěn)定環(huán)境的測(cè)量
如果作業(yè)人員周圍空間的某些參數(shù)的值不穩(wěn)定,WBGT參數(shù)就應(yīng)測(cè)三個(gè)部位:頭部、腹部和踝部。(如作業(yè)人員處于立位,需測(cè)離地面0.1m、1.1m和1.7m處,如為坐位則應(yīng)測(cè)離地面0.1m、0.6m和1.1m處。各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量,最好同時(shí)進(jìn)行)。
WBGT指數(shù)的平均值由式(3)計(jì)算:
如測(cè)點(diǎn)已有資料或已有分析說明是穩(wěn)定(不穩(wěn)定性小于5%)的,則可簡化為只作腹部的測(cè)量。任何情況,如對(duì)測(cè)點(diǎn)有爭議,則需按正常手續(xù)(三點(diǎn)測(cè)量)進(jìn)行。
為進(jìn)行WBGT快速測(cè)量,在最大值處進(jìn)行一次測(cè)量已能滿足要求。但應(yīng)用這種方法會(huì)降低安全性,使熱負(fù)荷估計(jì)過高,如用此方法,應(yīng)在報(bào)告上注明。
如工作場(chǎng)所不能將溫度計(jì)放于正常位置,則可將其放在接近于相同影響的環(huán)境中。
6.2 參數(shù)隨時(shí)間變化的測(cè)量
如作業(yè)環(huán)境氣象條件差別較大而作業(yè)人員操作位置又不固定時(shí),則應(yīng)測(cè)量WBGT時(shí)間的加權(quán)平均值。
計(jì)算平均值的時(shí)間基準(zhǔn)了是1小時(shí)的勞動(dòng)/休息時(shí)間,計(jì)算時(shí)從工作開始的時(shí)候算起。
一個(gè)參數(shù)的均值戶(例如:代謝率、黑球溫度或WBGT這三個(gè)參數(shù)同時(shí)測(cè)量)在時(shí)間上分成n段,應(yīng)按式(4)計(jì)算:
測(cè)量的數(shù)目按參數(shù)變異的速度、溫度計(jì)的反應(yīng)特性及其精確度的要求而定。
6.3 能量代謝平均值
代謝率平均值是基于實(shí)測(cè)或參考表估計(jì),各種單項(xiàng)活動(dòng)的代謝率值列于表2,單人8h工作日能量消耗值,采用單項(xiàng)活動(dòng)(包括休息)時(shí)間加權(quán)平均值,再以kcal/min·m
2或(kJ/min·m
2)表示。
7 測(cè)量時(shí)期和時(shí)間
7.1 測(cè)量時(shí)期
WBGT指數(shù)的測(cè)量,只用于評(píng)價(jià)作業(yè)人員操作時(shí)的熱負(fù)荷,測(cè)量應(yīng)在相當(dāng)于最大熱負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。
7.2 測(cè)量時(shí)間
測(cè)量時(shí)間取決于測(cè)溫器的反應(yīng)時(shí)間,一般情況下,黑球溫度需30min達(dá)到穩(wěn)定溫度,應(yīng)在穩(wěn)定溫度后記錄WBGT的測(cè)量值。
8 參考值
附錄A中WBGT指數(shù)值是參考值。這些值以肛溫不超過,38℃為限,如超過這些值則須:
——用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苯咏档妥鳂I(yè)人員的熱負(fù)荷,降低勞動(dòng)負(fù)荷,縮短作業(yè)時(shí)間以及使用個(gè)體防護(hù)方法;
——或用深入仔細(xì)的方法進(jìn)一步分析熱負(fù)荷。
一定條件下如普通著裝(隔熱系數(shù)I
cl=0.6Clo
1))體力適應(yīng)性和健康狀態(tài)良好,則其參考值見附錄A中的表A。
這些參考值代表個(gè)體長時(shí)間勞動(dòng)的熱負(fù)荷的平均值。其數(shù)值不考慮個(gè)體短時(shí)間(幾分鐘)接觸極強(qiáng)高溫或極強(qiáng)體力活動(dòng)的熱負(fù)荷值。事實(shí)上在這種情況下的熱負(fù)荷已超過允許值。
如果對(duì)所取的代謝率有懷疑,應(yīng)選用高一級(jí)的值作為其參考值:用測(cè)量或估算都不可能時(shí),采用表A中的4級(jí)。
注
1 如所穿的衣服并非普通服裝(可透過空氣和水蒸汽隔熱系數(shù)I
cl=0.6Clo
1)),參考值需按服裝特性及其環(huán)境作修正。一般說來,如衣服不透水蒸汽,則應(yīng)降低參考值。相反,如穿反射性衣服,則參考值可升高。這些情況,由于難作相互關(guān)系的估計(jì),在衣服特性明顯不同于特定的服裝時(shí),最好向?qū)<易稍儭?BR> 2 附錄B是WBGT的指導(dǎo)性參考值。此值假定休息地點(diǎn)的WBGT值等于或接近于工作地帶的WBGT值所制定的各種勞動(dòng)/休息時(shí)間參考值。
3 先前未接觸過熱環(huán)境的人,要有7天的適應(yīng)過程,在這7天內(nèi)逐步增加熱負(fù)荷量,可獲得部分適應(yīng)性。附錄B是一個(gè)逐步增加工作時(shí)間并減少休息的適應(yīng)方法的一個(gè)例子。
9 測(cè)量報(bào)告
個(gè)體在特定熱環(huán)境條件下的熱負(fù)荷測(cè)量報(bào)告需有下列數(shù)據(jù):
a)測(cè)量地點(diǎn)(例如工廠、車間、作業(yè)場(chǎng)所)。
b)測(cè)量時(shí)間(年、月、日、時(shí))。
c)測(cè)量單位或測(cè)量人。
d)參數(shù)的測(cè)量或估算的詳細(xì)結(jié)果。
e)WBGT的平均值及其位于有關(guān)參考值中的等級(jí)。
附錄C 評(píng)價(jià)報(bào)告格式舉例。
________________
1) 服裝隔熱單位:1Clo=0.155m
2·K/W。
附錄A
?。ㄌ崾镜母戒洠?BR> WBGT指數(shù)的參考值表與給定條件相應(yīng)的參考值
表A1 WBGT指數(shù)的參考值表與給定條件相應(yīng)的參考值
附錄B
(提示的附錄)
WBGT參數(shù)值的曲線及熱適應(yīng)的方法
B1 各種勞動(dòng)/休息時(shí)間的WBGT參考值的曲線
不同WBGT指數(shù)值、不同勞動(dòng)負(fù)荷下的勞動(dòng)與休息時(shí)間率的分配,見圖B1。
圖B1 各種勞動(dòng)/休息時(shí)間的WBGT參考值的曲線
B2熱適應(yīng)方法
B2.1 熱適應(yīng)是從生理適應(yīng)過程所得的一種狀態(tài)。當(dāng)人體在接觸高溫的一段時(shí)間內(nèi),這個(gè)適應(yīng)過程增加機(jī)體耐熱力。如熱負(fù)荷條件相同,熱適應(yīng)者比未適應(yīng)者的生理負(fù)荷強(qiáng)度相對(duì)小些。
B2.2 適應(yīng)性可由人工獲得,即在適應(yīng)室作反復(fù)的控制性的接觸,或自然獲得,即在其工作條件下先短時(shí)間接觸,然后時(shí)間逐漸延長。
適應(yīng)者和未適應(yīng)者的勞動(dòng)/休息時(shí)間,按本標(biāo)準(zhǔn)和附錄A的WBGT參考值決定。未適應(yīng)者在適應(yīng)過程中的工作時(shí)間需逐步延長,其適應(yīng)期至少7天。
附錄C
?。ㄌ崾镜母戒洠?BR> 評(píng)價(jià)報(bào)告示例
表C1 評(píng)價(jià)報(bào)告示例