يحدث الإجهاد الحراري عندما تتفاعل بيئة الشخص (درجة حرارة الهواء ودرجة الحرارة المشعة والرطوبة وسرعة الهواء) والملابس والنشاط لإنتاج ميل لارتفاع درجة حرارة الجسم. ثم يستجيب نظام تنظيم الحرارة في الجسم من أجل زيادة فقدان الحرارة. يمكن أن تكون هذه الاستجابة قوية وفعالة ، ولكنها قد تؤدي أيضًا إلى إجهاد الجسم مما يؤدي إلى الشعور بعدم الراحة وفي النهاية تسخين المرض وحتى الموت. لذلك من المهم تقييم البيئات الحارة لضمان صحة العمال وسلامتهم.
توفر مؤشرات الإجهاد الحراري أدوات لتقييم البيئات الحارة والتنبؤ بالضغط الحراري المحتمل على الجسم. ستشير القيم المحددة المستندة إلى مؤشرات الإجهاد الحراري إلى متى من المحتمل أن تصبح هذه السلالة غير مقبولة.
إن آليات الإجهاد الحراري مفهومة بشكل عام ، وممارسات العمل للبيئات الحارة راسخة جيدًا. وتشمل هذه معرفة العلامات التحذيرية للإجهاد الحراري وبرامج التأقلم واستبدال المياه. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من الضحايا ، ويبدو أنه يجب إعادة تعلم هذه الدروس.
في عام 1964 ، وصف ليثيد وليند دراسة استقصائية واسعة النطاق وخلصا إلى أن اضطرابات الحرارة تحدث لواحد أو أكثر من الأسباب الثلاثة التالية:
- وجود عوامل مثل الجفاف أو عدم التأقلم
- عدم التقدير المناسب لمخاطر الحرارة ، سواء من جانب السلطة المشرفة أو من جانب الأفراد المعرضين للخطر
- ظروف عرضية أو غير متوقعة تؤدي إلى التعرض لضغط حراري مرتفع للغاية.
وخلصوا إلى أن العديد من الوفيات يمكن أن تُعزى إلى الإهمال وقلة الاهتمام وأنه حتى في حالة حدوث اضطرابات ، يمكن عمل الكثير إذا توفرت جميع متطلبات العلاج العلاجي الصحيح والفوري.
مؤشرات الإجهاد الحراري
مؤشر الإجهاد الحراري هو رقم واحد يدمج تأثيرات العوامل الأساسية الستة في أي بيئة حرارية بشرية بحيث تختلف قيمتها باختلاف الإجهاد الحراري الذي يتعرض له الشخص المعرض لبيئة حارة. يمكن استخدام قيمة المؤشر (المقاسة أو المحسوبة) في التصميم أو في ممارسة العمل لوضع حدود آمنة. تم إجراء الكثير من الأبحاث لتحديد مؤشر الإجهاد الحراري النهائي ، وهناك نقاش حول أيهما أفضل. على سبيل المثال ، يقدم Goldman (1988) 32 مؤشر إجهاد حراري ، وربما يوجد على الأقل ضعف هذا الرقم المستخدم في جميع أنحاء العالم. لا تأخذ العديد من المؤشرات في الاعتبار جميع المعايير الأساسية الستة ، على الرغم من أنه يتعين على الجميع أخذها في الحصة النسبية عند التطبيق. يعتمد استخدام المؤشرات على السياقات الفردية ، وبالتالي إنتاج الكثير. بعض المؤشرات غير كافية من الناحية النظرية ولكن يمكن تبريرها لتطبيقات محددة بناءً على الخبرة في صناعة معينة.
يشير Kerslake (1972) إلى أنه "ربما يكون من الواضح بذاته أن الطريقة التي ينبغي بها الجمع بين العوامل البيئية يجب أن تعتمد على خصائص الموضوع الذي يتعرض لها ، ولكن لا يوجد أي من مؤشرات الإجهاد الحراري في الاستخدام الحالي يسمح بذلك رسميًا. ". أدت الزيادة الأخيرة في التقييس (على سبيل المثال ، ISO 7933 (1989b) و ISO 7243 (1989a)) إلى ضغوط لاعتماد مؤشرات مماثلة في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، سيكون من الضروري اكتساب الخبرة في استخدام أي فهرس جديد.
تعتبر معظم مؤشرات الإجهاد الحراري ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، أن الضغط الرئيسي على الجسم ناتج عن التعرق. على سبيل المثال ، كلما زاد التعرق المطلوب للحفاظ على توازن الحرارة ودرجة حرارة الجسم الداخلية ، زاد الضغط على الجسم. لكي يمثل مؤشر الإجهاد الحراري البيئة الحرارية للإنسان ويتنبأ بالإجهاد الحراري ، يلزم وجود آلية لتقدير قدرة الشخص المتعرق على فقد الحرارة في البيئة الحارة.
يعتبر المؤشر المتعلق بتبخر العرق في البيئة مفيدًا حيث يحافظ الأشخاص على درجة حرارة الجسم الداخلية بشكل أساسي عن طريق التعرق. يقال عمومًا أن هذه الشروط موجودة في منطقة إلزامية (منظمة الصحة العالمية 1969). ومن ثم تظل درجة حرارة الجسم العميقة ثابتة نسبيًا بينما يرتفع معدل ضربات القلب ومعدل العرق مع الإجهاد الحراري. في الحد الأعلى للمنطقة الوصفية (ULPZ) ، التنظيم الحراري غير كافٍ للحفاظ على توازن الحرارة ، وترتفع درجة حرارة الجسم. هذا ما يسمى منطقة مدفوعة بيئيًا (منظمة الصحة العالمية 1969). يرتبط تخزين الحرارة في هذه المنطقة بارتفاع درجة حرارة الجسم الداخلية ويمكن استخدامه كمؤشر لتحديد أوقات التعرض المسموح بها (على سبيل المثال ، استنادًا إلى حد الأمان المتوقع لدرجة الحرارة "الأساسية" البالغة 38 درجة مئوية ؛ انظر الشكل 1).
الشكل 1. التوزيعات المحسوبة للماء في المقصورة خارج الخلية (ECW) والمقصورة داخل الخلايا (ICW) قبل وبعد ساعتين من تجفيف التمرين عند درجة حرارة الغرفة 2 درجة مئوية.
يمكن تصنيف مؤشرات الإجهاد الحراري بسهولة على أنها عقلاني وتجريبي or مباشرة. تستند المؤشرات العقلانية إلى حسابات تتضمن معادلة توازن الحرارة ؛ تستند المؤشرات التجريبية على إنشاء معادلات من الاستجابات الفسيولوجية للأفراد (على سبيل المثال ، فقدان العرق) ؛ والمؤشرات المباشرة تستند إلى قياس (عادة درجة الحرارة) للأدوات المستخدمة لمحاكاة استجابة جسم الإنسان. يتم وصف مؤشرات الإجهاد الحراري الأكثر تأثيرًا والأكثر استخدامًا أدناه.
مؤشرات عقلانية
مؤشر الإجهاد الحراري (HSI)
مؤشر الإجهاد الحراري هو نسبة التبخر المطلوبة للحفاظ على توازن الحرارة (Eمسا) إلى أقصى قدر من التبخر يمكن تحقيقه في البيئة (Eماكس) ، معبرًا عنها بالنسبة المئوية (Belding and Hatch 1955). ترد المعادلات في الجدول 1.
الجدول 1. المعادلات المستخدمة في حساب مؤشر الإجهاد الحراري (HSI) وأوقات التعرض المسموح بها (AET)
|
|
|
|
مكسو |
غير مكسو |
|
(1) خسارة الإشعاع (R)
|
|
لـ |
4.4 |
7.3 |
|
(2) خسارة الحمل الحراري (C)
|
|
لـ |
4.6 |
7.6
|
|
(3) خسارة التبخر القصوى (
|
|
لـ |
7.0 |
11.7
|
|
(4) فقدان التبخر المطلوب (
|
|
|
|
|
|
(5) مؤشر الإجهاد الحراري (HSI) |
|
|
|
|
|
(6) وقت التعرض المسموح به (AET) |
|
|
|
|
)
(الحد الأعلى 390 
)
)
حيث: M = القوة الأيضية 
= درجة حرارة الهواء 
= درجة حرارة مشعة 
= ضغط البخار الجزئي v = سرعة الهواء
تشير مؤشر هانغ سنغ كمؤشر لذلك يرتبط بالإجهاد ، أساسًا من حيث تعرق الجسم ، للقيم بين 0 و 100. At مؤشر هانغ سنغ = 100 ، التبخر المطلوب هو الحد الأقصى الذي يمكن تحقيقه ، وبالتالي يمثل الحد الأعلى للمنطقة الإلزامية. إلى عن على مؤشر هانغ سنغ> 100 ، هناك تخزين حرارة الجسم ، ويتم حساب أوقات التعرض المسموح بها على أساس ارتفاع 1.8 درجة مئوية في درجة الحرارة الأساسية (تخزين الحرارة 264 كيلو جول). إلى عن على مؤشر هانغ سنغ0 يوجد إجهاد بارد معتدل - على سبيل المثال ، عندما يتعافى العمال من إجهاد الحرارة (انظر الجدول 2).
الجدول 2. تفسير قيم مؤشر الإجهاد الحراري (HSI)
|
مؤشر هانغ سنغ |
تأثير التعرض لمدة ثماني ساعات |
|
-20 |
إجهاد بارد معتدل (على سبيل المثال الشفاء من التعرض للحرارة). |
|
0 |
لا يوجد إجهاد حراري |
|
10-30 |
خفيف إلى معتدل إجهاد الحرارة. تأثير ضئيل على العمل البدني ولكن التأثير المحتمل على العمل الماهر |
|
40-60 |
إجهاد حراري شديد ، ينطوي على تهديد للصحة ما لم يكن لائقًا بدنيًا. التأقلم مطلوب |
|
70-90 |
إجهاد حراري شديد للغاية. يجب اختيار الموظفين عن طريق الفحص الطبي. تأكد من تناول كمية كافية من الماء والملح |
|
100 |
الحد الأقصى من الإجهاد الذي يتحمله يوميًا من قبل الشباب المناسبين |
|
أكثر من 100 |
وقت التعرض محدود بسبب الارتفاع في درجة حرارة الجسم العميقة |
حد أقصى 390 وات / م2 معين Eماكس (معدل العرق 1 لتر / ساعة ، يعتبر الحد الأقصى لمعدل العرق الذي يتم الحفاظ عليه أكثر من 8 ساعات). يتم عمل افتراضات بسيطة حول تأثيرات الملابس (قميص وسراويل بأكمام طويلة) ، ويُفترض أن تكون درجة حرارة الجلد ثابتة عند 35 درجة مئوية.
مؤشر الإجهاد الحراري (ITS)
قدم Givoni (1963 ، 1976) مؤشر الإجهاد الحراري ، والذي كان نسخة محسنة من مؤشر الإجهاد الحراري. أحد التحسينات المهمة هو إدراك أن العرق لا يتبخر بالكامل. (انظر "I. مؤشر الإجهاد الحراري" في دراسة حالة: مؤشرات الحرارة.)
معدل العرق المطلوب
كان التطور النظري والعملي الإضافي لـ HSI و ITS هو معدل العرق المطلوب (SWمسا) الفهرس (Vogt وآخرون 1981). قام هذا المؤشر بحساب التعرق المطلوب لتوازن الحرارة من معادلة توازن حرارة محسّنة ، ولكن الأهم من ذلك أنه قدم أيضًا طريقة عملية لتفسير الحسابات من خلال مقارنة ما هو مطلوب مع ما هو ممكن ومقبول من الناحية الفسيولوجية لدى البشر.
أدت المناقشات المكثفة والتقييمات المختبرية والصناعية (CEC 1988) لهذا المؤشر إلى قبوله كمعيار دولي ISO 7933 (1989b). أدت الاختلافات بين الاستجابات المرصودة والمتوقعة للعمال إلى إدراج ملاحظات تحذيرية بشأن طرق تقييم الجفاف ونقل الحرارة التبخيري من خلال الملابس في اعتمادها كمعيار أوروبي مقترح (prEN-12515). (انظر "II. معدل العرق المطلوب" بصيغة دراسة حالة: مؤشرات الحرارة.)
تفسير SWمسا
تُستخدم القيم المرجعية - من حيث ما هو مقبول ، أو ما يمكن للأشخاص تحقيقه - لتقديم تفسير عملي للقيم المحسوبة (انظر الجدول 3).
الجدول 3. القيم المرجعية لمعايير الإجهاد والانفعال الحراري (ISO 7933، 1989b)
|
المعايير |
مواضيع غير متأقلمة |
موضوعات متأقلمة |
|||
|
تحذير |
خطر |
تحذير |
خطر |
||
|
أقصى ترطيب للجلد |
|||||
|
wماكس |
0.85 |
0.85 |
1.0 |
1.0 |
|
|
أقصى معدل للعرق |
|||||
|
الراحة (M 65 Wm-2 ) |
SWماكس Wm-2 gh-1 |
100 |
150 |
200 |
300 |
|
260 |
390 |
520 |
780 |
||
|
العمل (م 65 وم-2 ) |
SWماكس Wm-2 gh-1 |
200 |
250 |
300 |
400 |
|
520 |
650 |
780 |
1,040 |
||
|
الحد الأقصى لتخزين الحرارة |
|||||
|
Qماكس |
هم-2 |
50 |
60 |
50 |
60 |
|
أقصى قدر من فقدان الماء |
|||||
|
Dماكس |
هم-2 g |
1,000 |
1,250 |
1,500 |
2,000 |
|
2,600 |
3,250 |
3,900 |
5,200 |
||
أولاً ، توقع ترطيب الجلد (Wp)، معدل التبخر (Ep) ومعدل العرق (SWp) مصنوعة. بشكل أساسي ، إذا كان يمكن تحقيق ما تم حسابه على النحو المطلوب ، فهذه هي القيم المتوقعة (على سبيل المثال ، SWp = جنوب غربمسا). إذا تعذر تحقيقها ، فيمكن أخذ القيم القصوى (على سبيل المثال ، SWp= جنوب غربماكس). يتم تقديم مزيد من التفاصيل في مخطط تدفق القرار (انظر الشكل 2).
الشكل 2. مخطط تدفق القرار لـ 
(معدل العرق المطلوب).
إذا كان يمكن تحقيق معدل العرق المطلوب من قبل الأشخاص ولن يتسبب ذلك في فقدان الماء بشكل غير مقبول ، فلا يوجد حد بسبب التعرض للحرارة على مدى 8 ساعات. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن التعرضات محدودة المدة (دلي) تحسب من الآتي:
متى Ep = هـمسا SWp = دماكس/8, then دي إل إي = 480 دقيقة و SWمسا يمكن استخدامه كمؤشر الإجهاد الحراري. إذا لم يتم استيفاء ما سبق:
DLE1 = 60Qماكس/( Eمسا -Ep)
DLE2 = 60Dماكس/SWp
DLE هو الجزء السفلي من DLEو1 DLE2. ترد التفاصيل الكاملة في ISO 7933 (1989b).
مؤشرات عقلانية أخرى
تشير SWمسا يوفر الفهرس و ISO 7933 (1989) الطريقة العقلانية الأكثر تعقيدًا استنادًا إلى معادلة توازن الحرارة ، وكانا تقدمًا كبيرًا. يمكن إجراء المزيد من التطورات مع هذا النهج ؛ ومع ذلك ، فإن النهج البديل هو استخدام نموذج حراري. بشكل أساسي ، توفر درجة الحرارة الفعالة الجديدة (ET *) ودرجة الحرارة القياسية الفعالة (SET) مؤشرات تستند إلى نموذج العقدة للتنظيم الحراري البشري (Nishi and Gagge 1977). يوفر Givoni and Goldman (1972 ، 1973) أيضًا نماذج تنبؤ تجريبية لتقييم الإجهاد الحراري.
مؤشرات تجريبية
درجة حرارة فعالة ودرجة حرارة فعالة مصححة
تم إنشاء مؤشر درجة الحرارة الفعالة (Houghton and Yaglou 1923) في الأصل لتوفير طريقة لتحديد التأثيرات النسبية لدرجة حرارة الهواء والرطوبة على الراحة. قام ثلاثة أشخاص بالحكم على أي من الغرفتين المناخيتين كان أكثر دفئًا من خلال المشي بين الغرفتين. باستخدام مجموعات مختلفة من درجة حرارة الهواء والرطوبة (ومعايير أخرى لاحقًا) ، تم تحديد خطوط الراحة المتساوية. تم عمل انطباعات فورية لذلك تم تسجيل الاستجابة العابرة. كان لهذا تأثير التأكيد المفرط على تأثير الرطوبة في درجات الحرارة المنخفضة والتقليل من شأنها في درجات الحرارة العالية (عند مقارنتها باستجابات الحالة المستقرة). على الرغم من أنه في الأصل مؤشر راحة ، فإن استخدام درجة حرارة الكرة الأرضية السوداء لتحل محل درجة حرارة المصباح الجاف في الرسوم التوضيحية ET قد وفر درجة الحرارة الفعالة المصححة (CET) (بيدفورد 1940). أشارت الأبحاث التي أبلغ عنها Macpherson (1960) إلى أن CET تنبأت بالتأثيرات الفسيولوجية لزيادة متوسط درجة الحرارة المشعة. نادرًا ما يتم استخدام ET و CET كمؤشرات راحة ولكن تم استخدامهما كمؤشرات الإجهاد الحراري. اقترح بيدفورد (1940) CET كمؤشر للدفء ، بحد أقصى 34 درجة مئوية لـ "كفاءة معقولة" و 38.6 درجة مئوية للتسامح. ومع ذلك ، أظهر مزيد من التحقيق أن ET لها عيوب خطيرة لاستخدامها كمؤشر إجهاد حراري ، مما أدى إلى مؤشر معدل العرق لمدة أربع ساعات (P4SR).
معدل العرق المتوقع أربع ساعات
تم إنشاء مؤشر معدل العرق المتوقع لمدة أربع ساعات (P4SR) في لندن بواسطة McArdle et al. (1947) وتم تقييمها في سنغافورة في 7 سنوات من العمل لخصها ماكفيرسون (1960). هو كمية العرق التي يفرزها الشباب المناسبون والمتأقلمون المعرضون للبيئة لمدة 4 ساعات أثناء تحميل البنادق بالذخيرة أثناء الاشتباك البحري. الرقم الفردي (قيمة المؤشر) الذي يلخص تأثيرات المعايير الأساسية الستة هو كمية العرق من السكان المعينين ، ولكن يجب استخدامه كقيمة مؤشر وليس كمؤشر على كمية العرق في مجموعة فردية من الاهتمام.
تم الاعتراف بأنه خارج المنطقة الإلزامية (على سبيل المثال ، P4SR>5 لتر) لم يكن معدل العرق مؤشرا جيدا على الإجهاد. تم تعديل الرسوم البيانية لبرنامج P4SR (الشكل 3) لمحاولة حساب ذلك. يبدو أن P4SR كان مفيدًا في ظل الظروف التي تم اشتقاقه من أجلها ؛ ومع ذلك ، فإن تأثيرات الملابس مفرطة في التبسيط وهي مفيدة للغاية كمؤشر لتخزين الحرارة. مكاردل وآخرون. (1947) اقترح P4SR 4.5 لتر للحد الذي لا يحدث فيه أي عجز لأي شاب مناسب ومتأقلم.
الشكل 3. رسم بياني للتنبؤ بـ "معدل العرق المتوقع لمدة 4 ساعات" (P4SR).
توقع معدل ضربات القلب كمؤشر
اقترح فولر وبروها (1966) مؤشرًا بسيطًا يعتمد على التنبؤ بمعدل ضربات القلب (HR) في نبضة في الدقيقة. العلاقة كما تمت صياغتها في الأصل مع معدل الأيض بوحدة حرارية بريطانية / ساعة وضغط البخار الجزئي بالمليمتر زئبقي توفر تنبؤًا بسيطًا لمعدل ضربات القلب من (T + p)، ومن هنا T + p مؤشر.
يوفر Givoni و Goldman (1973) أيضًا معادلات لتغيير معدل ضربات القلب مع الوقت وكذلك تصحيحات لدرجة تأقلم الموضوعات ، والتي يتم تقديمها في دراسة حالة "مؤشرات الحرارة تحت عنوان "IV. معدل ضربات القلب ".
تم وصف طريقة العمل واستعادة معدل ضربات القلب من قبل NIOSH (1986) (من Brouha 1960 و Fuller and Smith 1980 ، 1981). يتم قياس درجة حرارة الجسم ومعدلات النبض أثناء التعافي بعد دورة العمل أو في أوقات محددة خلال يوم العمل. في نهاية دورة العمل ، يجلس العامل على كرسي ، ويتم قياس درجة حرارة الفم ويتم تسجيل معدلات النبض الثلاثة التالية:
P1- معدل النبض يحسب من 30 ثانية إلى دقيقة واحدة
P2- معدل النبض يحسب من 1.5 إلى 2 دقيقة
P3- معدل النبض يحسب من 2.5 إلى 3 دقيقة
المعيار النهائي من حيث الإجهاد الحراري هو درجة حرارة الفم 37.5 درجة مئوية.
If P3≤90 نبضة في الدقيقة و P3-P1 = 10 نبضة في الدقيقة ، هذا يشير إلى أن مستوى العمل مرتفع ولكن هناك زيادة طفيفة في درجة حرارة الجسم. إذا P3> 90 نبضة في الدقيقة و P3-P110 نبضة في الدقيقة ، يكون الضغط (الحرارة + العمل) مرتفعًا للغاية ويلزم اتخاذ إجراء لإعادة تصميم العمل.
فوجت وآخرون. (1981) و ISO 9886 (1992) نموذجًا (الجدول 4) يستخدم معدل ضربات القلب لتقييم البيئات الحرارية:
الجدول 4. نموذج باستخدام معدل ضربات القلب لتقييم الإجهاد الحراري
|
إجمالي معدل ضربات القلب |
مستوى النشاط |
|
HR0 |
الراحة (الحياد الحراري) |
|
HR0 + الموارد البشريةM |
للعمل |
|
HR0 + الموارد البشريةS |
مجهود ثابت |
|
HR0 + الموارد البشريةt |
السلالة الحرارية |
|
HR0 + الموارد البشريةN |
العاطفة (نفسية) |
|
HR0 + الموارد البشريةe |
المتبقي |
بناءً على Vogt et al. (1981) و ISO 9886 (1992).
يمكن حساب مكون الإجهاد الحراري (مؤشر الإجهاد الحراري المحتمل) من:
HRt = HRr-HR0
أين HRr هو معدل ضربات القلب بعد الشفاء و HR0 هو معدل ضربات القلب أثناء الراحة في بيئة محايدة حرارياً.
مؤشرات الإجهاد الحراري المباشر
مؤشر درجة حرارة الكرة الأرضية الرطبة
يعد مؤشر درجة حرارة الكرة الأرضية الرطبة (WBGT) هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. تم تطويره في تحقيق للبحرية الأمريكية في خسائر الحرارة أثناء التدريب (Yaglou and Minard 1957) كتقريب لدرجة الحرارة الفعالة المصححة (CET) ، والتي تم تعديلها لحساب امتصاص الطاقة الشمسية للملابس العسكرية الخضراء.
تم استخدام قيم حد WBGT للإشارة إلى متى يمكن للمجندين العسكريين التدريب. وجد أن الإصابات الحرارية والوقت الضائع بسبب توقف التدريب في الحرارة تم تقليلهما باستخدام مؤشر WBGT بدلاً من درجة حرارة الهواء وحدها. تم اعتماد مؤشر WBGT من قبل NIOSH (1972) و ACGIH (1990) و ISO 7243 (1989a) ولا يزال مقترحًا حتى اليوم. يوفر ISO 7243 (1989a) ، استنادًا إلى مؤشر WBGT ، طريقة سهلة الاستخدام في بيئة حارة لتوفير تشخيص "سريع". يتم توفير مواصفات أدوات القياس في المعيار ، وكذلك القيم الحدية لـ WBGT للأشخاص المتأقلمين أو غير المتأقلمين (انظر الجدول 5). على سبيل المثال ، بالنسبة لشخص متأقلم يستريح في 0.6 clo ، فإن القيمة الحدية هي 33ºC WBGT. الحدود المنصوص عليها في ISO 7243 (1989a) و NIOSH 1972 متطابقة تقريبًا. يرد حساب مؤشر WBGT في القسم الخامس من المصاحب دراسة حالة: مؤشرات الحرارة.
الجدول 5. القيم المرجعية لـ WBGT من ISO 7243 (1989a)
|
معدل الأيض M (Wm-2 ) |
القيمة المرجعية لـ WBGT |
|||
|
تأقلم الشخص مع |
شخص لم يتأقلم معه |
|||
|
0. يستريح M≤65 |
33 |
32 |
||
|
1. 65 مليون -130 |
30 |
29 |
||
|
2. 130 مليون -200 |
28 |
26 |
||
|
لا توجد حركة هواء معقولة |
حركة هواء معقولة |
لا توجد حركة هواء معقولة |
حركة هواء معقولة |
|
|
3. 200M260 |
25 |
26 |
22 |
23 |
|
4. م> 260 |
23 |
25 |
18 |
20 |
ملحوظة: تم تحديد القيم المعطاة للسماح لدرجة حرارة المستقيم القصوى بـ 38 درجة مئوية للأشخاص المعنيين.
أدت بساطة المؤشر واستخدامه من قبل الجهات المؤثرة إلى قبوله على نطاق واسع. مثل جميع المؤشرات المباشرة ، فإن لها حدودًا عند استخدامها لمحاكاة الاستجابة البشرية ، ويجب استخدامها بحذر في التطبيقات العملية. من الممكن شراء أدوات محمولة تحدد مؤشر WBGT (على سبيل المثال ، Olesen 1985).
حد التعرض الفسيولوجي للحرارة (PHEL)
يوفر Dasler (1974 ، 1977) قيم حد WBGT بناءً على توقع تجاوز أي حدين فسيولوجيين (من البيانات التجريبية) للسلالة غير المسموح بها. يتم تحديد الحدود من خلال:
PHEL =(17.25 × 108-12.97M× 10618.61+M2 × 103) ×WBGT-5.36
لذلك يستخدم هذا المؤشر مؤشر WBGT المباشر في المنطقة المدفوعة بيئيًا (انظر الشكل 4) ، حيث يمكن أن يحدث تخزين الحرارة.
مؤشر درجة حرارة الكرة الأرضية الرطبة (WGT)
يمكن استخدام درجة حرارة الكرة الأرضية السوداء الرطبة ذات الحجم المناسب كمؤشر للإجهاد الحراري. المبدأ هو أنها تتأثر بنقل الحرارة الجافة والتبخيرية ، كما هو الحال مع الرجل المتعرق ، ويمكن بعد ذلك استخدام درجة الحرارة ، مع الخبرة ، كمؤشر الإجهاد الحراري. يصف Olesen (1985) WGT بأنه درجة حرارة كرة أرضية سوداء قطرها 2.5 بوصة (63.5 مم) مغطاة بقطعة قماش سوداء رطبة. تُقرأ درجة الحرارة عند الوصول إلى التوازن بعد حوالي 10 إلى 15 دقيقة من التعرض. NIOSH (1986) يصف Botsball (Botsford 1971) كأبسط أداة قراءة وأكثرها سهولة. وهي عبارة عن كرة نحاسية مقاس 3 بوصات (76.2 مم) مغطاة بقطعة قماش سوداء يتم الاحتفاظ بها عند ترطيب 100٪ من خزان مياه ذاتي التغذية. يقع عنصر الاستشعار في مقياس الحرارة في وسط الكرة ، ويتم قراءة درجة الحرارة على قرص (مرمز لونيًا).
معادلة بسيطة تربط WGT بـ WBGT هي:
WBGT = WGT + 2 درجة مئوية
لظروف الحرارة والرطوبة المشعة المعتدلة (NIOSH 1986) ، ولكن بالطبع هذه العلاقة لا يمكن أن تصمد على نطاق واسع من الظروف.
مؤشر أكسفورد
اقترح Lind (1957) مؤشرًا بسيطًا ومباشرًا يستخدم للتخزين - التعرض المحدود للحرارة وعلى أساس مجموع مرجح لدرجة حرارة المصباح الرطب المستنشق (Twb) ودرجة حرارة البصيلة الجافة (Tdb):
WD = 0.85 Twb + 0.15 Tdb
استندت أوقات التعرض المسموح بها لفرق الإنقاذ من الألغام على هذا المؤشر. إنه قابل للتطبيق على نطاق واسع ولكنه غير مناسب في حالة وجود إشعاع حراري كبير.
ممارسات العمل للبيئات الحارة
يوفر NIOSH (1986) وصفًا شاملاً لممارسات العمل في البيئات الحارة ، بما في ذلك الممارسات الطبية الوقائية. تم تقديم اقتراح للإشراف الطبي على الأفراد المعرضين للبيئات الساخنة أو الباردة في ISO CD 12894 (1993). يجب أن نتذكر دائمًا أنه حق أساسي من حقوق الإنسان ، وهو ما أكده عام 1985 إعلان هلسنكي ، أنه ، عند الإمكان ، يمكن للأشخاص الانسحاب من أي بيئة قاسية دون الحاجة إلى تفسير. حيثما يحدث التعرض ، فإن ممارسات العمل المحددة ستحسن السلامة بشكل كبير.
إنه مبدأ معقول في بيئة العمل البيئية وفي الصحة الصناعية أنه ، حيثما أمكن ، يجب تقليل الإجهاد البيئي عند المصدر. يقسم NIOSH (1986) طرق التحكم إلى خمسة أنواع. هذه معروضة في الجدول 6.
الجدول 6. ممارسات العمل للبيئات الحارة
|
أ. الضوابط الهندسية |
مثال |
|
1. تقليل مصدر الحرارة |
الابتعاد عن العمال أو خفض درجة الحرارة. ليس دائما عملي. |
|
2. التحكم في الحرارة بالحمل الحراري |
تعديل درجة حرارة الهواء وحركات الهواء. قد تكون المبردات الموضعية مفيدة. |
|
3. إشعاع التحكم في الحرارة |
تقليل درجات حرارة السطح أو وضع درع عاكس بين المصدر المشع والعاملين. تغيير انبعاثية السطح. استخدم الأبواب التي تفتح فقط عند الحاجة إلى الوصول. |
|
4. التحكم في الحرارة التبخرية |
زيادة حركة الهواء وتقليل ضغط بخار الماء. استخدم المراوح أو مكيف الهواء. بلل الملابس وانفخ الهواء على الشخص. |
|
ب. ممارسات العمل والنظافة |
مثال |
|
1. تحديد وقت التعرض و / أو |
أداء الوظائف في أوقات أكثر برودة من اليوم والسنة. توفير مناطق باردة للراحة والتعافي. موظفين إضافيين ، حرية العمال في مقاطعة العمل ، زيادة كمية المياه. |
|
2. تقليل الحمل الحراري الأيضي |
مكننة. وظيفة إعادة التصميم. تقليل وقت العمل. زيادة القوى العاملة. |
|
3. تعزيز وقت التسامح |
برنامج التأقلم الحراري. حافظ على لياقة العاملين بدنياً. تأكد من استبدال فقد الماء والحفاظ على توازن الإلكتروليت إذا لزم الأمر. |
|
4. تدريب الصحة والسلامة |
تم تدريب المشرفين على التعرف على علامات المرض الحراري والإسعافات الأولية. التعليمات الأساسية لجميع الموظفين حول الاحتياطات الشخصية ، واستخدام معدات الحماية وآثار العوامل غير المهنية (مثل الكحول). استخدام نظام "الأصدقاء". يجب أن تكون خطط الطوارئ للعلاج جاهزة. |
|
5. فحص عدم تحمل الحرارة |
تاريخ مرض حراري سابق. غير لائق بدنيا. |
|
برنامج تنبيه الحرارة |
مثال |
|
1. في الربيع إنشاء تنبيه الحرارة |
ترتيب دورة تدريبية. مذكرات للمشرفين للتحقق من نوافير الشرب ، إلخ. تحقق من المرافق والممارسات والجاهزية ، إلخ. |
|
2. تعلن حالة تأهب الحرارة المتوقعة |
تأجيل المهام غير العاجلة. زيادة العمال وزيادة الراحة. ذكر العمال بالشرب. تحسين ممارسات العمل. |
|
د- تبريد الجسم الإضافي والملابس الواقية |
|
|
استخدم إذا لم يكن من الممكن تعديل العامل أو العمل أو البيئة ولا يزال الإجهاد الحراري خارج الحدود. يجب أن يتأقلم الأفراد بشكل كامل مع الحرارة وأن يكونوا مدربين تدريباً جيداً على استخدام وممارسة ارتداء الملابس الواقية. ومن الأمثلة على ذلك الملابس المبردة بالماء والملابس المبردة بالهواء والسترات الواقية من الرصاص والملابس الداخلية المبللة. |
|
|
E. تدهور الأداء |
|
|
يجب أن نتذكر أن ارتداء الملابس الواقية التي توفر الحماية من العوامل السامة سيزيد من الإجهاد الحراري. ستتداخل جميع الملابس مع الأنشطة وقد تقلل الأداء (على سبيل المثال ، تقليل القدرة على تلقي المعلومات الحسية وبالتالي إضعاف السمع والرؤية على سبيل المثال). |
|
المصدر: NIOSH 1986.
كان هناك قدر كبير من الأبحاث العسكرية حول ما يسمى بملابس الحماية النووية والبيولوجية والكيميائية) NBC. في البيئات الحارة ، لا يمكن خلع الملابس ، وممارسات العمل مهمة للغاية. تحدث مشكلة مماثلة للعاملين في محطات الطاقة النووية. تتضمن طرق تبريد العمال بسرعة حتى يتمكنوا من الأداء مرة أخرى إسفنج السطح الخارجي للملابس بالماء ونفخ الهواء الجاف فوقه. تشمل التقنيات الأخرى أجهزة التبريد النشطة وطرق تبريد المناطق المحلية من الجسم. يعد نقل تقنية الملابس العسكرية إلى المواقف الصناعية ابتكارًا جديدًا ، ولكن الكثير معروف ، ويمكن لممارسات العمل المناسبة أن تقلل المخاطر بشكل كبير.
الجدول 7 - المعادلات المستخدمة في حساب المؤشر وطريقة التقييم للمعيار ISO 7933 (1989b)
للحمل الطبيعي
or 
، للتقريب أو عندما تكون القيم خارج الحدود التي اشتقت المعادلة من أجلها.
____________________________________________________________________________________
الجدول 8. وصف المصطلحات المستخدمة في ISO 7933 (1989b)
|
رمز |
مصطلح |
الوحدات |
|
|
جزء من سطح الجلد يشارك في التبادل الحراري بالإشعاع |
ND |
|
C |
التبادل الحراري على الجلد عن طريق الحمل الحراري |
Wm-2 |
|
|
فقدان حرارة الجهاز التنفسي بالحمل الحراري |
Wm-2 |
|
E |
تدفق الحرارة عن طريق التبخر على سطح الجلد |
Wm-2 |
|
|
أقصى معدل تبخر يمكن تحقيقه عندما يكون الجلد رطبًا تمامًا |
Wm-2 |
|
|
التبخر المطلوب للتوازن الحراري |
Wm-2 |
|
|
فقدان حرارة الجهاز التنفسي عن طريق التبخر |
Wm-2 |
|
|
انبعاث الجلد (0.97) |
ND |
|
|
عامل التخفيض للتبادل الحراري المعقول بسبب الملابس |
ND |
|
|
عامل الاختزال للتبادل الحراري الكامن |
ND |
|
|
نسبة الموضوع الملبس إلى مساحة السطح غير المكسوة |
ND |
|
|
معامل انتقال الحرارة الحراري |
|
|
|
معامل انتقال الحرارة التبخيري |
|
|
|
معامل انتقال الحرارة الإشعاعي |
|
|
|
العزل الحراري الجاف الأساسي للملابس |
|
|
K |
التبادل الحراري على الجلد بالتوصيل |
Wm-2 |
|
M |
قوة التمثيل الغذائي |
Wm-2 |
|
|
ضغط البخار الجزئي |
باسكال |
|
|
ضغط البخار المشبع عند درجة حرارة الجلد |
باسكال |
|
R |
التبادل الحراري على الجلد عن طريق الإشعاع |
Wm-2 |
|
|
مقاومة التبخر الكلية للطبقة المحدودة من الهواء والملابس |
|
|
|
كفاءة التبخر بمعدل العرق المطلوب |
ND |
|
|
معدل العرق المطلوب للتوازن الحراري |
Wm-2 |
|
|
ثابت ستيفان بولتزمان ، |
|
|
|
درجة حرارة الهواء |
|
|
|
يعني درجة حرارة مشعة |
|
|
|
يعني درجة حرارة الجلد |
|
|
|
سرعة الهواء لموضوع ثابت |
|
|
|
سرعة الهواء النسبية |
|
|
W |
الطاقة الميكانيكية |
Wm-2 |
|
|
ترطيب الجلد |
ND |
|
|
ترطيب الجلد المطلوب |
ND |
ND = غير الأبعاد.
ممارسات العمل للبيئات الحارة
يوفر NIOSH (1986) وصفًا شاملاً لممارسات العمل في البيئات الحارة ، بما في ذلك الممارسات الطبية الوقائية. تم تقديم اقتراح للإشراف الطبي على الأفراد المعرضين للبيئات الساخنة أو الباردة في ISO CD 12894 (1993). يجب أن نتذكر دائمًا أنه حق أساسي من حقوق الإنسان ، وهو ما أكده عام 1985إعلان هلسنكي ، أنه ، عند الإمكان ، يمكن للأشخاص الانسحاب من أي بيئة قاسية دون الحاجة إلى تفسير. حيثما يحدث التعرض ، فإن ممارسات العمل المحددة ستحسن السلامة بشكل كبير.
إنه مبدأ معقول في بيئة العمل البيئية وفي الصحة الصناعية أنه ، حيثما أمكن ، يجب تقليل الإجهاد البيئي عند المصدر. يقسم NIOSH (1986) طرق التحكم إلى خمسة أنواع. يتم عرض هذه في الجدول 7. كان هناك قدر كبير من البحوث العسكرية في ما يسمى الملابس الواقية NBC (النووية والبيولوجية والكيميائية). في البيئات الحارة ، لا يمكن خلع الملابس ، وممارسات العمل مهمة للغاية. تحدث مشكلة مماثلة للعاملين في محطات الطاقة النووية. تتضمن طرق تبريد العمال بسرعة حتى يتمكنوا من الأداء مرة أخرى إسفنج السطح الخارجي للملابس بالماء ونفخ الهواء الجاف فوقه. تشمل التقنيات الأخرى أجهزة التبريد النشطة وطرق تبريد المناطق المحلية من الجسم. يعد نقل تقنية الملابس العسكرية إلى المواقف الصناعية ابتكارًا جديدًا ، ولكن الكثير معروف ، ويمكن لممارسات العمل المناسبة أن تقلل المخاطر بشكل كبير.
تقييم البيئة الحارة باستخدام معايير ISO
يوضح المثال الافتراضي التالي كيف يمكن استخدام معايير ISO في تقييم البيئات الحارة (Parsons 1993):
ينفذ العاملون في مصنع للصلب العمل على أربع مراحل. يرتدون الملابس ويؤدون أعمالاً خفيفة لمدة ساعة في بيئة مشعة حارة. يستريحون لمدة ساعة ، ثم يؤدون نفس العمل الخفيف لمدة ساعة محمية من الحرارة المشعة. ثم يقومون بعمل يتضمن مستوى معتدل من النشاط البدني في بيئة مشعة حارة لمدة 1 دقيقة.
يوفر ISO 7243 طريقة بسيطة لمراقبة البيئة باستخدام مؤشر WBGT. إذا كانت مستويات WBGT المحسوبة أقل من القيم المرجعية لـ WBGT الواردة في المعيار ، فلا داعي لاتخاذ أي إجراء آخر. إذا تجاوزت المستويات القيم المرجعية (الجدول 6) ، فيجب تقليل الضغط على العمال. يمكن تحقيق ذلك من خلال الضوابط الهندسية وممارسات العمل. الإجراء التكميلي أو البديل هو إجراء تقييم تحليلي وفقًا لمعيار ISO 7933.
يتم عرض قيم WBGT للعمل في الجدول 9 وتم قياسها وفقًا للمواصفات الواردة في ISO 7243 و ISO 7726. وترد العوامل البيئية والشخصية المتعلقة بمراحل العمل الأربع في الجدول 10.
الجدول 9. قيم WBGT (° C) لأربع مراحل عمل
|
مرحلة العمل (بالدقائق) |
WBGT = WBGTكرانك + 2 دبليو بي جي تيabd + وبجتhd |
مرجع WBGT |
|
0-60 |
25 |
30 |
|
60-90 |
23 |
33 |
|
90-150 |
23 |
30 |
|
150-180 |
30 |
28 |
الجدول 10. البيانات الأساسية للتقييم التحليلي باستخدام ISO 7933
|
مرحلة العمل (بالدقائق) |
ta (° C) |
tr (° C) |
Pa (كبا) |
v (تصلب متعدد-1 ) |
اومه (CLO) |
عمل (وم-2 ) |
|
0-60 |
30 |
50 |
3 |
0.15 |
0.6 |
100 |
|
60-90 |
30 |
30 |
3 |
0.05 |
0.6 |
58 |
|
90-150 |
30 |
30 |
3 |
0.20 |
0.6 |
100 |
|
150-180 |
30 |
60 |
3 |
0.30 |
1.0 |
150 |
يمكن ملاحظة أنه بالنسبة لجزء من العمل ، تتجاوز قيم WBGT قيم القيم المرجعية. وخلص إلى أن هناك حاجة إلى تحليل أكثر تفصيلا.
تم إجراء طريقة التقييم التحليلي المقدمة في ISO 7933 باستخدام البيانات المقدمة في الجدول 10 وبرنامج الكمبيوتر المدرج في ملحق المعيار. يتم عرض نتائج العمال المتأقلمين من حيث مستوى الإنذار في الجدول 11.
الجدول 11. التقييم التحليلي باستخدام ISO 7933
|
مرحلة العمل |
القيم المتوقعة |
المدة |
سبب ل |
||
|
tsk (° C) |
دبليو (ND) |
سو (غ-1 ) |
|||
|
0-60 |
35.5 |
0.93 |
553 |
423 |
خسارة الماء |
|
60-90 |
34.6 |
0.30 |
83 |
480 |
لا حدود |
|
90-150 |
34.6 |
0.57 |
213 |
480 |
لا حدود |
|
150-180 |
35.7 |
1.00 |
566 |
45 |
درجة حرارة الجسم |
|
أوفرول |
- |
0.82 |
382 |
480 |
لا حدود |
لذلك يتنبأ تقييم شامل بأن العمال غير المتأقلمين المناسبين للعمل يمكن أن ينفذوا وردية مدتها 8 ساعات دون أن يخضعوا لإجهاد فسيولوجي (حراري) غير مقبول. إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من الدقة ، أو سيتم تقييم العمال الفرديين ، فإن ISO 8996 و ISO 9920 سيوفران معلومات مفصلة بشأن إنتاج الحرارة الأيضية وعزل الملابس. يصف ISO 9886 طرق قياس الضغط الفسيولوجي على العمال ويمكن استخدامه لتصميم وتقييم البيئات لقوى عاملة محددة. سيكون متوسط درجة حرارة الجلد ودرجة حرارة الجسم الداخلية ومعدل ضربات القلب وفقدان الكتلة موضع اهتمام في هذا المثال. يوفر ISO CD 12894 إرشادات حول الإشراف الطبي على التحقيق.