標準定義式
標準定義式為:WBGT=0.7t+0.2t+0.1t
當處在陰影下時,上述方程可簡化為:WBGT=0.7t+0.3t
事實上WBGT是一個與影響人體環境熱應力的所有因素都有關的函式。
我國有研究者通過回歸統計,提出一種可由室外環境參數直接計算WBGT的關聯式,此時濕黑球溫度被表示為WBGT*,其表達式如下:
WBGT*=0.8288t+0.0613t+0.007377Q+13.8297-8.7284v
以上公式中,有:
t—自然濕球溫度,指非通風的濕球溫度計測量出來的濕球溫度,℃;
t—黑球溫度,℃;
t—空氣幹球溫度,℃;
t—環境平均輻射溫度,℃;
v—環境風速,m/s;
Q—太陽總輻射照度,W/m ;
—相對濕度,%。
上式與WBGT的計算公式的總相關係數為0.9858,平均相對誤差為4%;如果出於使用簡便的目的,用空氣溫度代替平均輻射溫度,用太陽直射照度代替總輻射照度,造成的平均相對誤差為4.5%左右。
WBGT閾值
WBGT指數被廣泛套用於估算工業環境的熱應力潛能(Davis 1976)。在美國,國家職業安全和健康協會(NIOSH)提出了熱應力極限的標準(NIOSH 1986);ISO標準7243也採用了WBGT作為熱應力指標,表1為ISO標準7243推薦的WBGT閾值。
表1 ISO7243推薦的WBGT閾值
新陳代謝水平 | 新陳代謝率M(W/㎡) | WBGT閾值(℃) | |||
熱適應好的人 | 熱適應差的人 | ||||
0 | M<117 | 33 | 32 | ||
1 | 117<M<234 | 30 | 29 | ||
2 | 234<M<360 | 28 | 26 | ||
能否感覺空氣流動 | 能否感覺空氣流動 | ||||
不能 | 能 | 不能 | 能 | ||
3 | 360<M<468 | 25 | 26 | 22 | 23 |
4 | M>468 | 23 | 25 | 18 | 20 |
不同WBGT條件下的安全工作時間極限
圖1是NIOSH(1986)提出的WBGT與安全工作時間極限的關係。該線圖的參考對象是體重70kg且皮膚表面積為1.8㎡的工作人員。
對比表1和圖1,人們在不同的新陳代謝率下有不同的WBGT安全極限值。如果考慮夏季人們身著夏裝(0.5clo),在休閒狀態下(代謝率M<117W/㎡),則相應的人體安全WBGT限值為32~33℃.當環境的WBGT值較長時間地超過該值,則應當採取安全保護措施避免人體受到熱損傷。