Środowisko zimne Źródło: opracowanie dr hab.inż. Anny Bogdan, prof. nadzw. CIOP-PIB

Wartości dopuszczalne (NDS/NDN)

Środowisko zimne występuje w przypadku, gdy wartość wskaźnika PMV (liczonego zgodnie z normą PN-EN ISO 7730:2006) wynosi poniżej -2,0.

Środowisko zimne oddziałujące na człowieka może prowadzić zarówno do miejscowego wychłodzenia, jak i do oziębienia całego ciała. Z tego powodu obciążenie termiczne organizmu określa się na podstawie dwóch wskaźników: :

• wskaźnika IREQ (required clothing insulation - wymagana ciepłochronność odzieży), pozwalającego na ocenę ogólnego oddziaływania środowiska zimnego na organizm człowieka przez określanie wartości izolacyjności termicznej odzieży zalecanej do pracy w danym środowisku

• wskaźnika t_WC (wind chill temperature – temperatura chłodzenia powietrzem), służącego do oceny miejscowego oddziaływania zimna na organizm człowieka (określany tylko w przypadku pracy wykonywanej na zewnątrz budynku).

Za nadrzędny uznaje się wskaźnik IREQ, który określa ciągłe obciążenie organizmu zimnem, podczas gdy wskaźnik t_WC określa tylko obciążenie chwilowe. Oddziaływanie ogólne środowiska zimnego na organizm człowieka jest określane na podstawie wartości wskaźnika IREQ. Wskaźnik ten bazuje na równaniu równowagi termicznej układu człowiek-otoczenie (równaniu bilansu cieplnego). IREQ określa wymaganą izolacyjność termiczną odzieży (wyrażaną w jednostkach clo; 1 clo = 0,155 m²K/W) w celu zapewnienia stanu komfortu cieplnego i równowagi termicznej w środowisku zimnym. Miejscowe oddziaływanie zimna na organizm człowieka, czyli stres miejscowy (występujący przy temperaturze powietrza poniżej 10 °C) jest określane za pomocą wskaźnika t_WC, opisującego wpływ siły chłodzącej powietrza na człowieka. Wskaźnik ten jest stosowany do szybkiej oceny oddziaływania środowiska zimnego na organizm człowieka głównie w przypadku pracy wykonywanej na zewnątrz budynku.

Równowaga cieplna może być utrzymywana na różnych poziomach obciążenia cieplnego organizmu, określanego w funkcji średniej temperatury skóry, pocenia i zmiany temperatury ciała. Z tego powodu wprowadzono w normie PN-EN ISO 11079:2008 dwie wartości wskaźnika IREQ:

• IREQ_min - minimalna wartość wymaganej izolacji termicznej odzieży w celu utrzymania równowagi termicznej organizmu na stałym poziomie, przy założeniu niższej od prawidłowej, ale dopuszczalnej wartości średniej temperatury ciała. Przy zastosowaniu odzieży o izolacyjności równej IREQ_min wystąpi niewielkie wychłodzenie organizmu, w szczególności obwodowych części ciała (dłonie, stopy) - z tego powodu przy długotrwałej pracy w środowisku zimnym należy wprowadzić ograniczenia czasu trwania ekspozycji, obliczane jako D_lim (dopuszczalny czas ekspozycji).

• IREQ_neutral - izolacyjność termiczna odzieży wymagana w celu zapewnienia pracującemu warunków termoneutralnych, tj. równowagi cieplnej utrzymywanej na prawidłowym poziomie średniej temperatury ciała. Przy zastosowaniu odzieży o wartości izolacyjności równej IREQ_neutral nie występuje wychłodzenie ciała człowieka, jednakże zalecane jest również określenie dopuszczalnego czasu ekspozycji D_lim.

Przedział między IREQ_min i IREQ_neutral jest określany jako strefa bezpieczna odzieży, w której mieszczą sie wartości izolacyjności odzieży zapewniające właściwą ochronę przed środowiskiem zimnym. Przy zastosowaniu odzieży o izolacji niższej niż IREQ_min istnieje ryzyko postępującego wychładzania organizmu. Z kolei wartości wyższe od IREQ_neutral będą powodowały przegrzanie ciała. Zastosowanie wskaźnika IREQ zalecane jest do oceny obciążenia w chłodnym i zimnym środowisku, gdzie temperatura powietrza wynosi poniżej 10°C, prędkość powietrza zawarta jest pomiędzy 0,4 - 18 m/s, a izolacyjność cieplna stosowanej odzieży przekracza 0,078 m²K/W (0,5 clo).

W obliczeniach wprowadzono również pojęcie wynikowej i podstawowej izolacyjności cieplnej odzieży. Na rzeczywistym stanowisku pracy człowiek zazwyczaj porusza się, zatem zastosowana przez niego odzież również zmienia położenie, dopasowuje się do danej pozycji ciała, a pod jej warstwy napływa powietrze. Wynikowa izolacyjność cieplna odzieży (I_clr) jest to więc wartość izolacyjności, w której uwzględniono efekt zmiany dopasowania i pompowania powietrza pod odzież. W warunkach laboratoryjnych wynikowa izolacyjność cieplna odzieży, na podstawie PN-EN ISO 11079:2008 i PN-EN 342:2006 Odzież ochronna. Zestawy odzieży i wyroby odzieżowe chroniące przed zimnem, jest mierzona na manekinie umieszczonym na specjalnym stanowisku umożliwiającym symulację jego chodu. W odróżnieniu od izolacyjności wynikowej, izolacyjność cieplna podstawowa (I_cl) określa izolacyjność odzieży znajdującej się na nieruchomym manekinie w pozycji stojącej.

Poprzez porównanie obliczonej wartości wskaźnika IREQ z izolacyjnością odzieży stosowanej na danym stanowisku pracy (I_clr) można określić stan badanej odzieży poprzez:

• ryzyko duże, gdy I_clr ≤ IREQ_min - izolacyjność stosowanej odzieży jest niewystarczająca, należy skrócić czas ekspozycji

• ryzyko średnie, gdy IREQ_min < I_clr < IREQ_neutral - izolacyjność stosowanej odzieży stanowi wystarczającą ochronę przed wychłodzeniem; warunki termiczne określane są przez pracownika jako akceptowalne, a środowiska jako "chłodne" lub "neutralne"

• ryzyko małe, gdy I_clr ≥ IREQ_neutral - prawidłowa izolacyjność stosowanej odzieży; przy większej aktywności istnieje ryzyko przegrzania

W przypadku pracy poza pomieszczeniami zamkniętymi redukcję ryzyka wystąpienia obciążenia cieplnego spowodowanego działalnością wiatru reguluje się dopuszczalnym czasem ekspozycji. W zależności od wartości wskaźnika tWC dopuszczalny czas ekspozycji zmienia się zgodnie z poniższymi zależnościami:

Temperatura chłodzenia powietrzem t_WC (^oC) Dozwolony czas narażenia

t_WC > -24                Ekspozycja ciągła

-24 ≥  t_WC > -34 Ekspozycja skrócona

-34 ≥  t_WC > -59 Ekspozycja skrócona

t_WC ≤ -59 Ekspozycja zabroniona