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WBGT指數(濕球黑球溫度)對作業(yè)人員熱負荷的評價

2015-10-21 13:29:15 來源：上海毅暢實業(yè)有限公司

WBGT指數(濕球黑球溫度)對作業(yè)人員熱負荷的評價

前　言　
　　本標準等效采用ISO 7243：1989《熱環(huán)境根據WBGT指數（濕球黑球溫度）對作業(yè)人員熱負荷的評價》。
　　本標準是ISO/TC 159/SC5人類工效學標準化技術委員會環(huán)境分委會制定的評價熱環(huán)境的系列標準之一。本標準采用WBGT指數評價熱作業(yè)環(huán)境和熱作業(yè)人員的熱負荷。
　　本標準中能量代謝率的單位，按衛(wèi)生學要求將ISO 7243中的“瓦（W）”換算為“千卡（kcal)或千焦（KJ）”同時列出，并以代謝率表示，以排除性別、年齡、體重大小等因素產生的差別。平均能量代謝率計算方法，ISO 7243中沒有明確規(guī)定，我們予以補充，ISO 7243中WBGT指數只根據體力作業(yè)強度不同規(guī)定了指數溫度限值，而本標準在其基礎上，將熱環(huán)境評價標準分為四級，即好、中、差、很差。以ISO 7243中規(guī)定的指數溫度限值為“好”級，指數溫度每增加1℃，降低一級。
　　另外，在文字和編排上作了一些改動。
　　本標準的附錄A、附錄B、附錄C都是提示的附錄。
　　本標準由國家技術監(jiān)督局提出。
　　本標準由全國人類工效學標準化技術委員會歸口。
　　本標準由中國標準化與信息分類編碼研究所、中國預防醫(yī)學科學院勞動衛(wèi)生與職業(yè)病研究所、北京勞動衛(wèi)生與職業(yè)病研究所共同起草。
　　本標準主要起草人：于永中、滑東紅、李天麟、肖惠、金書香。

ISO 前言
　　本國際標準是用于研究熱環(huán)境的系列標準之一。
　　本國際標準的目的是：
　　——審定熱環(huán)境標準中的測量方法、檢驗及注解所提及術語的定義；
　　——草擬有關熱環(huán)境物理參數測量方法的說明；
　　——選擇一種或數種這些參數的解釋方法；
　　——確定舒適環(huán)境區(qū)域和酷熱或嚴寒環(huán)境區(qū)域熱接觸的推薦值或*高值；
　　——草擬有關個人或集體熱或冷防護措施效率的測量方法的說明。
　　鑒于對人體熱接觸問題興趣的增長，而在此領域內，事實又缺乏文件和國家標準，因此，在沒有一套完整的標準之前，有必要先公布本國際標準。
　　濕球黑球溫度（WBGT）指數是一種經驗指數，它代表個人接觸的熱負荷。該指數在工業(yè)環(huán)境中易于測量，熱負荷指數的測量方法是介于精確測量和便于工廠測量兩者之間的折衷方法。
　　根據分析人和環(huán)境之間熱交換來評定熱負荷，則使對于熱負荷的評定和防護措施的分析更為精確。但是根據現有的技術條件，這種方法復雜且難以推行。因此，只有當需要對勞動條件進行直接的精確的分析時，或者除了根據WBGT指數的方法外，當新測量的數值超過所列參數值時才用熱交換的分析手段。
　　制定WBGT指數熱負荷測量方法，只是為確定兼顧兩種方法優(yōu)越性的指數的一個步驟。由于目前尚無這種指數，故應爭取盡快建立一個能用于工業(yè)環(huán)境的國際標準。
　
中華人民共和國國家標準
熱環(huán)境根據WBGT指數（濕球黑球溫度）對作業(yè)人員熱負荷的評價
Hot environments-Estimation of the heat stress on working man based
on the WBGT-index(wet bulb globe temperature)
GB/T 17244-1998 eqv ISO 7243:1989

國家技術監(jiān)督局1998-03-10批準

1998-10-01實施

1  范圍
　　本標準規(guī)定了熱作業(yè)環(huán)境和熱作業(yè)人員熱負荷的評價方法。
　　本標準適用于評價8h工作日的平均熱負荷，不適用于評價小于1h工作的熱負荷。
2  定義
　　本標準采用下列定義。
2.1  WBGT指數  wet bulb globe temperature index
　　WBGT指濕球黑球溫度，是綜合評價人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負荷的一個基本參量，單位為度。用以評價人體的平均熱負荷。它采用自然濕球溫度（tnw)和黑球溫度（tg)，露天情況下加測空氣干球溫度(tn) 。WBGT指數按式（1）和式（2）計算：
　　——室內外無太陽輻射：
　　　　　WBGT=0.7tnw+0.3tg　　　　　……………………………（1）
　　——室外有太陽輻射：
　　　　　WBGT=0.7tnw+0.2tg+0.1ta　　……………………………（2）
2.2  熱負荷  heat stress
　　指人體在熱環(huán)境中作業(yè)時的受熱程度，以WBGT指數表示，取決于體力勞動的產熱量和環(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
　　指一個或多個作業(yè)人員8h工作日內總能量消耗值的平均，單位以千卡/分·平方米（ kcal/min·m2)或千焦/分·平方米（KJ/min·m2)表示。
3  評價標準
　　評價標準以WBGT指數表示。根據WBGT指數變化情況，將熱環(huán)境的評價標準分為四級（見表1）。
表1  WBGT指數評價標準

平均能量代謝率等級	WBGT指數，℃
平均能量代謝率等級	好	中	差	很差
0	≤33	≤34	≤35	＞35
1	≤30	≤31	≤32	＞32
2	≤28	≤29	≤30	＞30
3	≤26	≤27	≤28	＞28
4	≤25	≤26	≤27	＞27

　　注：表1中“好”級的WBGT指數值是以*高肛溫不超過38℃為限。
4  環(huán)境氣象條件的測量
4.1 氣象參數的測量
　　用溫度計測得的數據，常取決于溫度計的物理特性，測試條件應符合4.1.1和 4.1.2的有關規(guī)定。
4.1.1 自然濕球溫度
　　自然濕球溫度，是用濕球溫度計測量，將溫度計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干濕球溫度計的濕球溫度。
　　溫度計應有如下特性：
　　a)溫度計感溫部分的形狀：圓柱體；
　　b)溫度計感溫部分的外徑：6mm±1mm ；
　　c)溫度計感溫部分長度：30mm±5mm；
　　d)測量范圍：5℃～40℃；
　　e)測量精確度：±0.5℃；
　　f)溫度計感溫部分應全部覆蓋白色易吸水分的材料（如棉布）；
　　g)溫度計保護套的直徑應為6mm，保護套的20mm必須包裹濕紗布，以減少從保護套到溫度計的熱傳遞；
　　h)濕紗布需織成套筒狀，并服貼地固定于感溫部分。過緊或過松都會影響測量的準確性；
　　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，紗布尾端露于空氣部分的長度為20mm～30mm；
　　k)水槽應設計成使其中的水溫不會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置于黑球中部所指示的溫度。
　　黑球應有如下特性：
　　a)直徑：150mm ;
　　b)平均輻射系數：0.95(無光澤黑球）；
　　c)厚度：應盡可能地��；
　　d)測量范圍：20℃ ～120℃；
　　e)測量精確度：
　　　　——20℃～50℃：±0.5℃；
　　　　——50℃～120℃：±1℃。
4.2   空氣溫度的測量
　　空氣溫度的測量，必須注意空氣溫度計的感溫部分應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。測量的范圍應在10℃～60℃，精確度為±1℃。
5  能量代謝的測量或估算
　　體內產生的熱量是熱負荷的一個組成部分，因此有必要對其進行測量，以便評價熱負荷。
　　能量代謝是估算作業(yè)人員熱負荷的基本方法。
　　代謝率可用如下方法測量
　　——測量作業(yè)人員的氧消耗；
　　——或從參考表進行估算。
　　從參考表估算的代謝率，完全適用于WBGT指數。應由具一定實踐經驗的作業(yè)人員進行代謝率的估算。
　　如果沒有能量代謝參考表，則可將勞動分為五級：休息、低代謝率、中代謝率、高代謝率和極高代謝率，見表2。舉例中的各活動項目，均為單項操作，不是一個人或多個人8h工作日各項活動平均的能量代謝率。
表2  能量代謝率分級

級別	平均能量代謝率M			示例
級別	W/m2體表面積	kcal/min·m2	KJ/min·m2	示例
0休息	M≤65	M≤0.930	M≤3.892	休息
1低代謝率	65＜M≤130	0.930＜M≤1.859	3.892＜M≤7.778	坐姿：輕手工作業(yè)（書寫、打字、繪畫、縫紉、薄記、記帳）手和臂的勞動（小修理工具、材料的檢驗、組裝或分類），臂和腿的勞動（正常情況下，駕駛車輛腳踏開關或踏腳）立姿：鉆孔（小型），碾磨機（小件），繞線圈，小功率工具加工，閑步（速度為3.5km/h以下）
2中代謝率	130＜M≤200	1.859＜M≤2.862	7.778＜M≤11.974	手和臂持續(xù)動作（敲釘子或填充）；臂和腿的工作（卡車、拖拉機或建筑設備等非運輸操作）；臂和軀干的工作（風動工具操作，拖拉機裝配、粉刷、間斷搬運中等重物、除草，鋤田，摘水果和蔬菜）；推或拉輕型獨輪或雙輪小車，以3.5 km/h～5.5km/h速度行走；鍛造
3高代謝率	200＜M≤260	2.862＜M≤3.721	11.974＜M≤15.565	臂和軀干負荷工作，搬重物、鏟、錘鍛、鋸刨或鑿硬木；割草、挖掘、以5.5 km/h～7km/h速度行走；推或拉重型獨輪或雙輪車，清砂、安裝混凝土板塊
4極高代謝率	M＞260	M＞3.721	M＞15.565	快到極限節(jié)律的極強活動；劈砍工作，大強度的挖掘；爬梯、小步急行、奔跑、行走速度超過7km/h

　　如難于估計，則*正確的方法是對作業(yè)人員進行直接測量。
6  測量
6 .1 不穩(wěn)定環(huán)境的測量
　　如果作業(yè)人員周圍空間的某些參數的值不穩(wěn)定，WBGT參數就應測三個部位：頭部、腹部和踝部。（如作業(yè)人員處于立位，需測離地面0.1m、1.1m和1.7m處，如為坐位則應測離地面0.1m、0.6m和1.1m處。各項參數的測量，*好同時進行）。
　　WBGT指數的平均值由式（3）計算：
　　　　　……………………………（3）
　　如測點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量。任何情況，如對測點有爭議，則需按正常手續(xù)（三點測量）進行。
　　為進行WBGT快速測量，在*大值處進行一次測量已能滿足要求。但應用這種方法會降低安全性，使熱負荷估計過高，如用此方法，應在報告上注明。
　　如工作場所不能將溫度計放于正常位置，則可將其放在接近于相同影響的環(huán)境中。
6.2  參數隨時間變化的測量
　　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，則應測量WBGT時間的加權平均值。
　　計算平均值的時間基準T是1小時的勞動/休息時間，計算時從工作開始的時候算起。
　　一個參數的均值（例如：代謝率、黑球溫度或WBGT這三個參數同時測量）在時間上分成n段，應按式（4）計算：
　　　　　………………………………………（4）
式中:
　　　　　——WBGT時間加權均值；
　　　　　t1+t2+……+tn——時間；
　　　　　p1、p2……——時間t1、t2……tn時的測量值。
　　測量的數目按參數變異的速度、溫度計的反應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測或參考表估計，各種單項活動的代謝率值列于表2，單人8h工作日能量消耗值，采用單項活動（包括休息）時間加權平均值，再以kcal/min·m2或（KJ/min·m2)表示。
7   測量時期和時間
7.1  測量時期
　　WBGT指數的測量，只用于評價作業(yè)人員操作時的熱負荷，測量應在相當于*大熱負荷時進行。
7.2  測量時間
　　測量時間取決于測溫器的反應時間，一般情況下，黑球溫度需30min達到穩(wěn)定溫度，應在穩(wěn)定溫度后記錄WBGT的測量值。
8  參考值
　　附錄A中WBGT指數值是參考值。這些值以肛溫不超過38℃為限，如超過這些值則須：
　　——用適當的方法直接降低作業(yè)人員的熱負荷，降低勞動負荷，縮短作業(yè)時間以及使用個體防護方法；
　　——或用深入仔細的方法進一步分析熱負荷。
　　一定條件下如普通著裝（隔熱系數Icl=0.6Clo1))體力適應性和健康狀態(tài)良好，則其參考值見附錄A中的表A。
　　這些參考值代表個體長時間勞動的熱負荷的平均值。其數值不考慮個體短時間（幾分鐘）接觸極強高溫或極強體力活動的熱負荷值。事實上在這種情況下的熱負荷已超過允許值。
　　如果對所取的代謝率有懷疑，應選用高一級的值作為其參考值；用測量或估算都不可能時，采用表A中的4級。
　　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Icl=0.6Clo1))，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，由于難作相互關系的估計，在衣服特性明顯不同于特定的服裝時，*好向專家咨詢。
　　2  附錄B是WBGT的指導性參考值。此值假定休息地點的WBGT值等于或接近于工作地帶的WBGT值所制定的各種勞動/休息時間參考值。
　　3  先前未接觸過熱環(huán)境的人，要有7天的適應過程，在這7天內逐步增加熱負荷量，可獲得部分適應性。附錄B是一個逐步增加工作時間并減少休息的適應方法的一個例子。
1）服裝隔熱單位：1Clo=0.155m2·K/W。
9  測量報告
　　個體在特定熱環(huán)境條件下的熱負荷測量報告需有下列數據：
　　a) 測量地點（例如工廠、車間、作業(yè)場所）。
　　b) 測量時間（年、月、日、時）。
　　c)測量單位或測量人。
　　d)參數的測量或估算的詳細結果。
　　e)WBGT的平均值及其位于有關參考值中的等級。
　　附錄C 評價報告格式舉例。
　
附  錄  A
（提示的附錄）
WBGT指數的參考值表與給定條件相應的參考值
表A1 WBGT指數的參考值表與給定條件相應的參考值

代謝率等級	代謝率M		WBGT參考值
	瓦/平方米體表面積 W/m2	整體（平均體表面積1.8m2),W	對高溫已適應性者 ℃		對高溫未適應性者 ℃
0	M≤65	M≤117	33		32
1	65＜M≤130	117＜M≤234	30		39
2	130＜M≤200	234＜M≤360	28		26
3	200＜M≤260	360＜M≤468	感覺無風 25	感覺有風 26	感覺無風 22	感覺有風 23
4	M＞260	M＞468	23	25	18	20
注：WBGT指數值是以肛溫不超過38℃為限。

附  錄  B
（提示的附錄）
WBGT參數值的曲線及熱適應的方法
　
B1 各種勞動/休息時間的WBGT參考值的曲線
　　不同WBGT指數值、不同勞動負荷下的勞動與休息時間率的分配，見圖B1。

圖B1 各種勞動/休息時間的WBGT參考值的曲線
B2  熱適應方法
B2.1 熱適應是從生理適應過程所得的一種狀態(tài)。當人體在接觸高溫的一段時間內，這個適應過程增加機體耐熱力。如熱負荷條件相同，熱適應者比未適應者的生理負荷強度相對小些。
B2.2 適應性可由人工獲得，即在適應室作反復的控制性的接觸；或自然獲得，即在其工作條件下先短時間接觸，然后時間逐漸延長。
　　適應者和未適應者的勞動/休息時間，按本標準和附錄A的WBGT參考值決定。未適應者在適應過程中的工作時間需逐步延長，其適應期至少7天。
　
附  錄  C
（提示的附錄）
評價報告示例
　
表C1 評價報告示例

測量單位：	熱環(huán)境 WBGT（濕球黑球溫度）熱負荷指數的測量		日期：
			編號：
測量地點（必要時在背面畫圖標明測點）：
測量日期：　　　　　年　　　　月　　　　日時		室外氣象條件：
作業(yè)人員的適應程度		衣著：
計算WBGT時間加權均值：