WBGT指數(shù)(濕球黑球溫度)對作業(yè)人員熱負(fù)荷的評價(jià)

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）對作業(yè)人員熱負(fù)荷的評價(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)委員會環(huán)境分委會制定的評價(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)境評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為四級，即好、中、差、很差。以ISO 7243中規(guī)定的指數(shù)溫度限值為“好”級，指數(shù)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(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(biāo)準(zhǔn)主要起草人：于永中、滑東紅、李天麟、肖惠、金書香。

    標(biāo)準(zhǔn)推廣協(xié)助單位：上海毅暢實(shí)業(yè)有限公司。

ISO 前言

　　本標(biāo)準(zhǔn)是用于研究熱環(huán)境的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　本標(biāo)準(zhǔn)的目的是：

　　——審定熱環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的測量方法、檢驗(yàn)及注解所提及術(shù)語的定義；

　　——草擬有關(guān)熱環(huán)境物理參數(shù)測量方法的說明；

　　——選擇一種或數(shù)種這些參數(shù)的解釋方法；

　　——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zui高值；

　　——草擬有關(guān)個人或集體熱或冷防護(hù)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(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)，它代表個人接觸的熱負(fù)荷。該指數(shù)在工業(yè)環(huán)境中易于測量，熱負(fù)荷指數(shù)的測量方法是介于測量和便于工廠測量兩者之間的折衷方法。

　　根據(jù)分析人和環(huán)境之間熱交換來評定熱負(fù)荷，則使對于熱負(fù)荷的評定和防護(hù)措施的分析更為。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)需要對勞動條件進(jìn)行直接的的分析時(shí)，或者除了根據(jù)WBGT指數(shù)的方法外，當(dāng)新測量的數(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)荷測量方法，只是為確定兼顧兩種方法*性的指數(shù)的一個步驟。由于目前尚無這種指數(shù)，故應(yīng)爭取盡快建立一個能用于工業(yè)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

熱環(huán)境  根據(jù)WBGT指數(shù)（濕球黑球溫度）對作業(yè)人員熱負(fù)荷的評價(jià)

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

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)荷的評價(jià)方法。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于評價(jià)8h工作日的平均熱負(fù)荷，不適用于評價(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，是綜合評價(jià)人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負(fù)荷的一個基本參量，單位為度。用以評價(jià)人體的平均熱負(fù)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(shù)按式（1）和式（2）計(jì)算：

　　——室內(nèi)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(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

　　指一個或多個作業(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·m2)或千焦/分·平方米（KJ/min·m2)表示。

3  評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

　　評價(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)境的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為四級（見表1）。

表1  WBGT指數(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

　　注：表1中“好”級的WBGT指數(shù)值是以zui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(shù)的測量

　　用溫度計(jì)測得的數(shù)據(jù)，常取決于溫度計(jì)的物理特性，測試條件應(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)測量范圍：5℃～40℃；

　　e)測量度：±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。過緊或過松都會影響測量的準(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?。?/span>

　　d)測量范圍：20℃ ～120℃；

　　e)測量度：

　　　　——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(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。測量的范圍應(yīng)在10℃～60℃，度為±1℃。

5  能量代謝的測量或估算

　　體內(nèi)產(chǎn)生的熱量是熱負(fù)荷的一個組成部分，因此有必要對其進(jìn)行測量，以便評價(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量

　　——測量作業(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，*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，則可將勞動分為五級：休息、低代謝率、中代謝率、高代謝率和*代謝率，見表2。舉例中的各活動項(xiàng)目，均為單項(xiàng)操作，不是一個人或多個人8h工作日各項(xiàng)活動平均的能量代謝率。

表2  能量代謝率分級

　　如難于估計(jì)，則zui正確的方法是對作業(yè)人員進(jìn)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(shù)的值不穩(wěn)定，WBGT參數(shù)就應(yīng)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(yīng)測離地面0.1m、0.6m和1.1m處。各項(xiàng)參數(shù)的測量，同時(shí)進(jìn)行）。

　　WBGT指數(shù)的平均值由式（3）計(jì)算：

　　　　（3）

　　如測點(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量。任何情況，如對測點(diǎn)有爭議，則需按正常手續(xù)（三點(diǎn)測量）進(jìn)行。

　　為進(jìn)行WBGT快速測量，在zui大值處進(jìn)行一次測量已能滿足要求。但應(yīng)用這種方法會降低安全性，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)T是1小時(shí)的勞動/休息時(shí)間，計(jì)算時(shí)從工作開始的時(shí)候算起。

　　一個參數(shù)的均值（例如：代謝率、黑球溫度或WBGT這三個參數(shù)同時(shí)測量）在時(shí)間上分成n段，應(yīng)按式（4）計(jì)算：

　　　　　………………………………………（4）

式中:

　　　　　——WBGT時(shí)間加權(quán)均值；

　　　　　t1+t2+……+tn——時(shí)間；

　　　　　p1、p2……——時(shí)間t1、t2……tn時(shí)的測量值。

　　測量的數(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)測或參考表估計(jì)，各種單項(xiàng)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(xiàng)活動（包括休息）時(shí)間加權(quán)平均值，再以kcal/min·m2或（KJ/min·m2)表示。

7   測量時(shí)期和時(shí)間

7.1  測量時(shí)期

　　WBGT指數(shù)的測量，只用于評價(jià)作業(yè)人員操作時(shí)的熱負(fù)荷，測量應(yīng)在相當(dāng)于zui大熱負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。

7.2  測量時(shí)間

　　測量時(shí)間取決于測溫器的反應(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，降低勞動負(fù)荷，縮短作業(yè)時(shí)間以及使用個體防護(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)Icl=0.6Clo1))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。

　　這些參考值代表個體長時(shí)間勞動的熱負(fù)荷的平均值。其數(shù)值不考慮個體短時(shí)間（幾分鐘）接觸*高溫或*體力活動的熱負(fù)荷值。事實(shí)上在這種情況下的熱負(fù)荷已超過允許值。

　　如果對所取的代謝率有懷疑，應(yīng)選用高一級的值作為其參考值；用測量或估算都不可能時(shí)，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(shù)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(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)，向?qū)＜易稍儭?/span>

　　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/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是一個逐步增加工作時(shí)間并減少休息的適應(yīng)方法的一個例子。

1）服裝隔熱單位：1Clo=0.155m2·K/W。

9  測量報(bào)告

　　個體在特定熱環(huán)境條件下的熱負(fù)荷測量報(bào)告需有下列數(shù)據(jù)：

　　a) 測量地點(diǎn)（例如工廠、車間、作業(yè)場所）。

　　b) 測量時(shí)間（年、月、日、時(shí)）。

　　c)測量單位或測量人。

　　d)參數(shù)的測量或估算的詳細(xì)結(jié)果。

　　e)WBGT的平均值及其位于有關(guān)參考值中的等級。

　　附錄C 評價(jià)報(bào)告格式舉例。

附  錄  A

（提示的附錄）

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/休息時(shí)間的WBGT參考值的曲線

　　不同WBGT指數(shù)值、不同勞動負(fù)荷下的勞動與休息時(shí)間率的分配，見圖B1。

圖B1 各種勞動/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/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

（提示的附錄）

評價(jià)報(bào)告示例

表C1 評價(jià)報(bào)告示例