濕黑球溫度

濕黑球溫度

濕黑球溫度WBGT適用於室外炎熱環境,考慮了室外炎熱條件下太陽輻射的影響,當今在評價戶外作業熱環境時套用廣泛。黑球溫度與空氣溫度、太陽輻射、平均輻射溫度及空氣運動有關,而自然濕球溫度則與空氣濕度、空氣運動、輻射溫度和空氣溫度有關。

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:

濕黑球溫度 濕黑球溫度

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 ;

濕黑球溫度 濕黑球溫度

—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 不能
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。

圖1 ASHRAE手冊推薦的不同WBGT條件下的安全工作時間極限 圖1 ASHRAE手冊推薦的不同WBGT條件下的安全工作時間極限

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。

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