A- TERMAL KONFOR NEDİR ve Termal Konfor Ölçümleri?
Termal Konfor; genel olarak bir işyerinde çalışanların büyük çoğunluğunun sıcaklık, nem, hava akımı gibi iklim koşulları açısından gerek bedensel gerekse zihinsel faaliyetlerini sürdürürken belli bir rahatlık içinde bulunmalarını ifade eder. Kapalı bir ortam içerisinde termal konfor rahatlığının hemen farkına varılmaz, ancak bir süregeçtikten sonra termal konfor hissedilmeye başlanır. Eğer termal konfor koşulları mevcut değilse; önce sıkıntı hissedilir ve daha sonra rahatsızlık duyulur.
Çalışma ortamlarındaki ısı etkilenmeleri ve konforsuz ortam şartları, iş kazalarının artmasına ve üretimin azalmasına bir başka deyişle verimin düşmesine sebep olmaktadır.
B- TERMAL KONFOR ŞARTLARI
İnsanın ortamla ısı alış verişine etki eden 4 ana faktör vardır:
- Hava sıcaklığı
- Havanın nem yoğunluğu
- Hava akım hızı
- Radyant ısı
1-HAVA SICAKLIĞI
Sıcaklık, bir cismin sıcaklığının ya da soğukluğunun ölçüsüdür. Isı enerjisinin şiddetidir. Bir sistemin ortalama moleküler kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür.
İşyeri ortamının sıcaklığı kuru termometreler ile ölçülür.
Birimi; santigrat(C), fahrenheit (F),reaumur(R) veya kelvin(K)’dir.
İnsan vücudunun sıcaklığı 36,5-37 0C arasında değişmezlik gösterir. Bu durum; vücut ile çevre arasındaki ısı alış-verişi ile sağlanır.
Çevre sıcaklığı vücut sıcaklığından düşük ise kişi ısı kaybetmekte, çevre sıcaklığı vücut sıcaklığından fazla ise kişi ısı kazanmaktadır. Hem ısı kaybı hem de ısı kazancı çalışanı olumsuz etkiler.
İnsan vücudunun sıcaklığı çok küçük limitler içerisinde kendi kendine kontrol edilebilir.
Vücut sıcaklığındaki artış, çalışma yüküne veya çalışma sırasında harcanan kaloriye bağlı olarak değişir.
Termal Konfor Çalışma yükü aşağıdaki kategorilerde incelenebilir:
Uyku ve oturma halinde … 63/100 Kcal/Saat,
Hafif işlerde(oturma,ayakta makine kontrolü,hafif el ve ayak çalışması)…200 Kcal/Saat
Orta ağır işlerde (oturarak ağır el ve ayak hareketi, …200/350 Kcal/Saat ayakta makine kullanmak orta derecede bir ağırlık taşımak)
Ağır işlerde (ağır bir malzemeyi taşımak veya itmek) … 350/500 Kcal/Saat
Kapalı işyerlerindeki sıcaklık derecesinin, yapılan işin niteliğine uygun olmakla beraber ılımlı bulunması esastır. Bu itibarla, yazın sıcaklığın dayanılmayacak bir dereceye çıkmaması için işyerlerinde serinletici tedbirler alınacak, kışın da işçilerin ihtiyaç duydukları en az sıcaklığın sağlanması için, işyerleri zararlı gazlar çıkararak havayı bozmayacak şekilde ısıtılacaktır.
İşyerlerinde sıcaklık derecesi 15 santigrad dereceden az ve 30 santigrad dereceden yüksek olmayacaktır.
Parlayıcı, patlayıcı, tehlikeli ve zararlı maddelerin bulunduğu yerlerde bu maddeleri veya bunların buhar ve gazlarını tutuşturabilecek sıcaklık derecesine yükselen veya kıvılcım ya da çıplak alev çıkaran ısıtma sistemi kullanılmayacaktır.
Yüksek sıcaklığın sebep olduğu rahatsızlıklar:
Vücut ısının 41 0C’ye kadar ulaşması sonucu, ısı çarpması olur.
Aşırı terleme nedeni ile kaslarda ani kasılmalar şeklinde ısı krampları olabilir.
Aşırı yükleme sonucu tansiyon düşüklüğüne, baş dönmesine yol açan ısı yorgunlukları olabilir.
Ayrıca yüksek sıcaklık;
Kaşıntılı kırmızı lekeler şeklinde deri bozukluklarına, moral bozukluklarına, konsantrasyon bozukluklarına ve aşırı duyarlılık ile endişeye sebep olabilir.
Endüstride düşük ısıya daha az rastlanır.
Soğuk işyeri ortamları, daha çok soğuk hava depolarında yapılan çalışmalarda ve kışın açıkta yapılan işlerde görülür.
Düşük sıcaklık, yani soğuk, insan üzerinde olumsuz etkiler yapar.
Uyuşukluk, uyku hali, organlarda hissizlik ve donma gibi haller aşırı soğuğun insanlar üzerindeki olumsuz etkileridir.
İşyeri ortamlarında termal konfor için ana faktör sıcaklıktır.
Ancak termal radyasyon, nem ve hava akım hızının da bilinmesi ve dikkate alınması gerekir. Sıcaklık ile birlikte termal radyasyon, nem ve hava akım hızına termal konfor şartları denilmektedir.
2- NEM
Havada belli bir miktarda nem bulunur. Havadaki nem miktarı mutlak ve bağıl nem olarak ifade edilir.
Mutlak nem; 1 m3 havadaki su buharı miktarının gram olarak ağırlığı mutlak nem olarak tanımlanır.
Bağıl nem; Belli bir sıcaklıkta, belli bir hacim havada bulunan su buharı miktarının aynı sıcaklıkta ve aynı hacimdeki doymuş havada bulunan su buharı miktarına oranıdır.
Kata termometreler (psikrometreler) ve higrometreler ile ölçülür. Kata termometreler, birisinin haznesine ıslak bez yerleştirilmiş bir çift termometreden oluşur.
Bir işyerinde bağıl nem %30-80 olmalı ve bu sınırı aşmamalıdır.
Yüksek ortam sıcaklığında yüksek bağıl nem (80-100) bunalma hissine neden olur ve kişinin çalışma gücünü düşürür.
Düşük ortam sıcaklığında yüksek bağıl nem ise üşüme ve ürperme hissi verir.
3- HAVA AKIM HIZI
Hava akımı; değişik sebeplerden dolayı havanın atmosferde veya ortamda yer değiştirmesi anlamına gelir.
İşyerinde termal konforu sağlamak ve sağlığa zararlı olan gaz ve tozları işyeri ortamından uzaklaştırmak için uygun bir hava akım hızı temin edilmesi gerekir.
Çeşitli anemometreler ile ölçülür.
Pervaneli veya ısıya duyarlı elemanlı olan çeşitli tipleri vardır.
«Hava akım hızı saniyede 0,3-0,5 metreyi aşmamalıdır»
Çünkü vücut ile çevresindeki hava arasında hava akımın etkisi ile ısı transferi olur.
Hava vücuttan serinse, vücut ısısı kaybolur.
Hava vücuttan sıcaksa vücut ısısı artar.
Böyle durumlarda ısı stresleri oluşur.
Üşüme, ürperme, boyun tutulması vb..
4- RADYANT ISI
Çevredeki cisimlerden yayılan ısı enerjisidir. İşyerinde işin gereği olarak sıcak yüzeyler bulunabilmekte ve bu yüzeylerden ısı radyasyonu olabilmektedir.
Ocak ve fırınlardan önemli miktarlarda radyant ısı yayılır.Isı kaynaklarından ışıma yolu ile yayılan radyant ısı glop termometre ile ölçülür.
Glop termometre ince ve dış yüzü mat siyah boya ile boyanmış 15 cm çapında bakır bir küre merkezine yerleştirilmiş bir kuru termometreden oluşur.
Isı radyasyondan korunmanın tek yolu, çalışanla kaynak arasına ısı geçirmeyen bir perde koymaktır.
Ancak konulan perde ısıyı yansıtmıyorsa, ısıyı absorblayarak ısı kaynağı haline de gelebilir.
Termal Konfor Bölgesi: termal konfor ölçümleri
Değişik işyerlerinde çalışanların %80’ine yakın büyük çoğunluğunun, ısı hissi bakımından kendilerini en rahat durumda hissettikleri bölgenin tespitine çalışılmış ve termal bölge kavramı ortaya çıkmıştır. termal konfor ölçümleri, iş yapma ve faaliyeti sürdürme açısından en rahat durumda olabilmek için gerekli termal konfor koşullarının üst ve alt sınırları arasındaki bölgedir.
Termal konfor bölgesine etki eden çok sayıda faktör vardır:
- Ortam sıcaklığı
- Ortamın nem durumu
- Ortamdaki hava akımı
- Yapılan işin niteliği (hafif iş, orta iş, ağır iş)
- İşçinin giyim durumu
- İşçinin yaşı ve cinsiyeti
- İşçinin beslenmesi
- İşçinin fiziki durumu
- İşçinin genel sağlık durumu vb.
Bu faktörlerin değişmesine bağlı olarak termal konfor ölçümleri de az ya da çok değişiklik gösterir.
Bunalım Bölgesi:
İnsanların vücutlarından ısı atmalarının güçleşmesi sebebiyle, hava akımı olmayan bir ortamda, bunalma hissettikleri sıcaklık ve bağıl nem kombinasyonları bölgesi olarak tanımlanır.
Dış sıcaklığın yüksek bulunduğu bir yerde oturarak yapılan bir iş için rahatlık bölgeleri:
EFEKTİF SICAKLIK
İnsanların bulundukları ortamlardaki hissettikleri sıcaklık, kuru termometre ile ölçülen sıcaklık değil, fizyolojik olarak hissettikleri sıcaklıktır.
Bu sıcaklık ise; içinde bulunulan ortamdaki kuru termometre ile ölçülen sıcaklık, ortamdaki hava akım hızı ve havanın nemine bağlı olarak oluşan sıcaklıktır.
Bu üç faktörün etkisi altında duyulan sıcaklığa efektif sıcaklık denir.
Aşırı sıcaklığın üretim üzerinde de olumsuz etkisi vardır.
Efektif sıcaklık; 29 °C olursa, performans % 5 düşer.
Efektif sıcaklık; 30 °C olursa, performans % 10 düşer.
Efektif sıcaklık; 31 °C olursa, performans % 17 düşer.
Efektif sıcaklık; 32 °C olursa, performans % 30 düşer.
D- ÇALIŞMA ALANLARINDA TERMAL KONFOR DEĞERLENDİRMESİ
Yüksek ısıl radyasyonu saptayabilmek için, ısıl stres indeksi Yaş Termometre Küre Sıcaklığı (Wet-Bulb-Globe Temperature WBGT) ölçümü ile belirlenebilir.
Çalışma alanlarının termal konfor ve ısıl stres açısından değerlendirilmesi için gerekli termal konfor ölçümleri, doğrudan çalışmaların gerçekleştiği, başka bir deyişle çalışanların ısıl strese maruz kaldığı alanlarda yapılmalıdır.
Bu alanlar genellikle, eritme kazanları, haddeleme fırınları ve benzeri yüksek miktarda ısı yayan üretim ekipmanlarının çevreleri olmaktadır.
Bu gibi üretim ekipmanları içeren tesisler termal konfor ölçümleri;
1. Çelik endüstrisinde
2. Döküm hanelerde
3. Cam endüstrisinde
4. Seramik Endüstrisinde vb. birincil endüstri tesisleri.
WBGT indeksi, kişinin maruz kaldığı termal yükün bir boyutudur ve kişinin çalıştığı mesai saati boyunca (genellikle 8 saatlik bir süre) ölçülmeli, kaydedilmeli ve ortalaması alınmalıdır.WBGT indeksi ısıl yük açısından tüm ortam havası koşullarını içerir ve 3 parametrenin ölçümü ile belirlenir:
Radyan sıcaklık / küre sıcaklığı (Tg) | termal konfor ölçümleri
Isıl radyasyon (yayınım), ısıyı maksimum toplayabilecek boş bir küre ve ortasında konumlandırılmış bir sıcaklık sensöründenoluşan küre (globe) probuile ölçülür. Küre sıcaklığını (Tg), ortam havasının sıcaklığı, hava akış hızı ve ısıl radyasyon belirler. Bu parametre ortam havası sıcaklığı ile ortalama yansıyan sıcaklık arasında yer alır.
Yaş Termometre Sıcaklığı (Tnw) | termal konfor ölçümleri
Islak bir yüzeydeki (burada iplik bir bez parçası) buharlaşma sonucu oluşan hava ile denge sıcaklığıdır. Nem açısından doygunluğa ulaşmamış hava ne kadar sıcaksa, o kadar fazla su yüzeyden buharlaşır ve buharlaşma sonucu soğuma o kadar yükselir.
Kuru Termometre (Hava) Sıcaklığı (Ta) termal konfor ölçümleri Ortam havasının sıcaklık değeridir.
Ölçümler, profesyonel çok fonksiyonlu ölçüm cihazları ve WBGT seti ile gerçekleştirilebilir. WBGT seti, bir adet küre probu, 2 adet yüksek doğruluklu Pt100 prob ve endüstriyel tripoddan oluşur. Ölçüm tamamen mobil yapıda gerçekleştirilmelidir. Ölçümün, ısıl yük etkisinin en yüksek olduğu noktada yapılması tavsiye edilmelidir.
Eğer ki kişinin maruz kaldığı ısıl stres, aşırı dalgalanıyorsa, ölçüm işlemi daha uzun süreler boyunca yapılmalıdır.
Ölçümün bitmesinin hemen ardından ölçüm sistemi toplanmalı ve alandan uzaklaştırılmalıdır.
Ölçüm Prosedürü
Termal Konfor Ölçümü ekipmanı, kişilerin normal çalışma prosedürleri sürecinde bulundukları ilgili alanda konumlandırılmalıdır. Isıya en yüksek oranda maruz kalan çalışma alanı belirlenmeli ve o alan özellikle ölçüm yapılacak yer olarak not edilmelidir.
Küre sıcaklık probunun uzun süren tepki süresi (yaklaşık 30 dakika) göz önünde bulundurularak, WBGT ölçüm ve kayıt periyodu da en az 30 dakika olacak şekilde belirlenmelidir.
Cihaz alanda kurulduktan hemen sonra ölçüm işleminin başlatılması önerilmektedir.
‘Stabil durum’ yani son ölçüm değerlerine ulaşıldığı, doğrudan cihaz ekranından grafik olarak görüntülenebilir ve kaydedilebilir. Son ölçüm değerlerine ulaşıldığ sürenin ardından ölçüm tamamlanmıştır.
Ölçüm alanının gün ışığına maruz kalması durumuna göre WBGT veya WBGTS indeksleri hesaplanmaktadır. Kullanılan ölçüm cihazı modeline bağlı olarak her iki indeksi de otomatik olarak hesaplayabilir.
TS EN 27243 standardına göre ölçüm formülleri:
Solar radyasyon yoksa (bina içi veya dışı): WBGT = 0,7 x Tnw + 0,3 x Tg
Solar radyasyon varsa (bina dışı): WBGTS = 0,7 x Tnw + 0,2 x Tg + 0,1 x Ta
Tg: Küre sıcaklığı, Ta: Ortam sıcaklığı, Tnw: Yaş termometre sıcaklığı
Ölçüm Sonuçlarının Değerlendirilmesi
Ölçüm Sonuçlarında elde edilen WBGT indeksinin değerlendirilmesi TS EN 27243 (veya DIN EN 27243) standartlarında belirtildiği şekilde gerçekleştirilir.
Ölçümün Önemi: Termal Konfor Ölçümü
Çalışan sağlığı ve güvenliği açısından termal stres ölçümleri hayati derecede önemlidir. Radyan sıcaklık aşağıdaki etkileri ile vücut sıcaklığının artmasına ve kısa veya uzun dönemde rahatsızlıklar görülmesine sebep olabilir:
•Çevrenin termal etkisi
•İşin yoğunluğu (yapılan aktivite)
•Giyilen kıyafetlerin ısı transferine etkisi
•Maruz kalma süresi
Ölçüm Gereksinimleri | termal konfor ölçümleri
Ölçüm doğruluğu ve ölçüm sensörlerinin teknik özellikleri standartlarda aşağıdaki gibi belirtilmektedir.
Doğal yaş-hazne sıcaklık sensörü:
Sensörün hassas kısmının şekli : silindirik
Sensörün hassas kısmının dış çapı: 6 mm ±1 mm
Sensörün uzunluğu : 30 mm ±5 mm
Ölçüm aralığı : 5 °C -40 °C arası
Ölçüm doğruluğu : ±0,5 °C
Sensörün hassas kısmının tamamı, yüksek derecede su emici malzemeli beyaz bir fitille kaplanmalıdır (örneğin, pamuk).
Sensörün mesneti 6 mm’ye eşit bir çapa sahip olmalıdır. Mesnetten sensöre ısı iletiminin azaltılması için 20 mm’si fitille kaplanmalıdır.
Küre sıcaklık sensörü: | termal konfor ölçümleri
Çap : 150 mm
Ortalama emisyon katsayısı : 0,95 (mat siyah küre)
Kalınlık : Olabildiğince ince
Ölçüm aralığı : 20 °C -120 °C arası
Ölçüm doğruluğu :− 20 °C -50 °C arası alan : ±0,5°C, − 50 °C -120 °C arası alan : ±1°C
Hava sıcaklığının ölçümü: | termal konfor ölçümleri
Temel bir parametre olan hava sıcaklığı, kullanılan sensörün şekli ne tür olursa olsun , uygun olan herhangi bir metotla ölçülebilir.
Hava sıcaklık sensörü, özellikle, sensör etrafındaki hava dolaşımını engellemeyen bir cihazla radyasyondan korunmalıdır.
Hava sıcaklığı için ölçüm aralığı: 10 °C -60 °C arası
Ölçüm doğruluğu: ±1 °C TS EN 27243
İLKÖĞRETİM DERSLİKLERİNDE TERMAL KONFOR ARAŞTIRMASI
İlköğretim Dersliklerinde Termal Konfor Araştırması,Yalçın YAŞAR, Asiye PEHLEVAN,Esra ALTINTAŞ,VIII. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, Teknolojik Araştırma Bildirisi,syf 199-208,2007,İzmir.
Isıl Konfor İle İlgili Mevcut Standartlar ve Konfor Parametrelerinin Çeşitli Modeller İle İncelenmesi,Yrd. Doc. Dr. İbrahim ATMACA, Prof. Dr. Abdulvahap YİĞİT,Makale,2011.
İşyeri Hekimi Bakışı İle Çalışma Ortamı Ölçümleri,Dr. Ayşe ÖZTÜRK,İşyeri Hekimliği Eğitim Günleri,Mayıs 2013, Bursa.
Tünel Kalıp Sistemiyle Üretilen Bir Toplu Konut Örneğinin Isısal Konfor Koşulları Açısından İncelenmesi,Yasemin ERBİL, Nilüfer AKINCITÜRK,Uludağ Üni. Müh.-Mimarlık Fak. Dergisi,Cilt11,Sayı2,2006.