《热环境的人类工效学+物理量测量仪器gbt+40233-2021》详细解读

《热环境的人类工效学物理量测量仪器gb/t40233-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3一般原则3.1舒适与应激环境3.2表征环境的物理量4测量仪器4.1测量的物理量contents目录4.2测量仪器5测量方法要求5.1一般原则5.2与物体周围空间物理量变化有关的要求5.3与物理量随时间变化有关的要求附录A(资料性附录)空气温度的测量附录B(资料性附录)平均辐射温度的测量附录C(资料性附录)平面辐射温度测量contents目录附录D(资料性附录)空气绝对湿度的测量附录E(资料性附录)空气速度测量附录F(资料性附录)表面温度测量附录G(资料性附录)操作温度测量附录H(资料性附录)参考文献011范围应能准确测量环境温度、黑球温度、湿度等参数，以满足热环境评估的需要。温度测量仪器应能准确测量人体与环境的热交换，包括辐射热流、对流热流等。热流测量仪器应能准确测量人体在热环境中的出汗量，以评估热应激对人体的影响。出汗量测量仪器本标准规定了热环境中人体工效学物理量的测量仪器的技术要求010203实验室研究在实验室条件下，模拟不同热环境，使用规定的测量仪器进行人体工效学实验。现场研究本标准适用于热环境中人体工效学的研究和实验在实际工作场所或特定环境中，使用规定的测量仪器进行人体工效学现场研究。0102职业卫生要求热环境对人体健康的影响及预防措施等方面的要求，不在本标准规定范围内。安全要求实验过程中应遵守的安全规范、应急处理措施等，需参考相关安全标准或规定。本标准不涉及职业卫生、安全等方面的要求022规范性引用文件GB/T18398该标准主要规定了热环境中人体对温度、湿度等物理因素的反应评估方法，为《热环境的人类工效学物理量测量仪器》提供了人体反应评估的依据。GB/T3956此标准详细说明了测量仪器的分类、技术要求等，对于本规范中涉及的测量仪器选择和校准提供了重要参考。引用标准相关技术文件ASHRAE55美国采暖、制冷与空调工程师学会的标准，提供了热舒适环境的详细设计参数，对于本规范中关于热环境舒适度的评估提供了重要参考。ISO7726国际标准化组织的这份文件提供了热环境工效学评估的框架和方法，对于理解和实施本规范具有指导意义。033一般原则测量仪器的示值应尽可能接近被测量的真值，以减少测量误差。准确性测量仪器应在规定的条件下，保持其性能稳定，以确保测量结果的可靠性。可靠性3.1准确性与可靠性VS测量仪器应设计合理，保证在使用过程中不会对人员造成伤害，同时防止因误操作导致的设备损坏。易用性测量仪器的操作界面应简洁明了，便于用户快速掌握使用方法，提高测量效率。安全性3.2安全性与易用性日常维护定期对测量仪器进行检查、清洁和调整，确保其处于良好的工作状态。保养周期根据仪器的使用频率和重要性，制定合理的保养周期计划，以延长仪器的使用寿命。3.3维护与保养测量仪器应符合国家及行业标准，确保测量结果的统一性和可比性。标准化测量仪器应具备良好的兼容性，能够与其他相关设备或系统协同工作，提高整体工作效率。兼容性3.4标准化与兼容性043.1舒适与应激环境指人体在所处环境中感到舒适和满意的状态，涉及温度、湿度、气流速度、光照、噪声等多个物理因素。舒适环境的概念舒适环境对于提高工作效率、保护人体健康、减少疲劳和不适感具有重要意义。舒适环境的重要性舒适环境的定义应激环境的定义应激环境的危害长期处于应激环境可能导致人体机能下降、健康状况恶化，甚至引发疾病和事故。应激环境的概念指对人体产生不良影响，导致生理、心理或行为上应激反应的环境。这种环境可能由高温、低温、高湿、噪声、振动等单一或多种因素组合而成。主观评估法通过问卷调查、访谈等方式收集受试者对所处环境的舒适度和应激感受，以评估环境的舒适性和应激程度。客观评估法利用仪器测量环境中的物理参数，如温度、湿度、气流速度等，结合人体生理指标（如皮肤温度、心率等）来评估环境的舒适性和应激程度。舒适与应激环境的评估方法改善环境条件通过调整温度、湿度、气流速度等物理参数，使之达到人体舒适的范围。增强人体适应能力通过锻炼、合理膳食等方式提高人体对环境变化的适应能力，减轻应激反应。使用个人防护装备在恶劣环境下工作时，佩戴适当的个人防护装备以降低环境对人体的不良影响。舒适与应激环境的改善措施053.2表征环境的物理量01定义指某一特定空间内空气的平均温度，是描述热环境的重要参数。空气温度02测量方法通常使用热电偶、热电阻等温度传感器进行测量，需确保传感器具有足够的精度和稳定性。03影响空气温度直接影响人体的热平衡和舒适感，过高或过低的温度都会对人体健康和工作效率产生不良影响。指空气中水蒸气分压力与该温度下的饱和水蒸气分压力之比，用以表征空气的潮湿程度。定义常用的测量仪器包括干湿球温度计、毛发湿度计以及电子湿度传感器等。测量方法相对湿度对人体蒸发散热和排汗过程有重要影响，过高或过低的湿度都会使人感到不适，并可能影响工作效率。影响相对湿度定义指空气在特定空间内的流动速度，用以描述空气的流动状况。测量方法通常使用风速仪进行测量，包括热线风速仪、叶轮风速仪等。影响适当的气流速度有助于人体散热和保持舒适感，但过大的气流速度可能会造成不适和干扰工作。020301气流速度指人体在特定环境中所受到的所有辐射热交换的平均温度。定义测量方法影响可通过黑球温度计进行测量，黑球温度计应放置在与人体感受部位相同的高度和角度。平均辐射温度对人体辐射散热过程有重要影响，过高或过低的平均辐射温度都会导致人体热平衡失调。平均辐射温度064测量仪器测量环境辐射温度，反映人体感受到的辐射热。黑球温度计测量环境湿度，评估热环境对人体舒适度的影响。湿度计01020304用于测量环境空气温度，确保热环境评估的准确性。空气温度测量仪测量环境风速，了解空气流动情况对热环境的影响。风速仪4.1仪器类型仪器应便于携带和操作，以适应不同环境的测量需求。便捷性仪器应具有良好的耐用性，能在恶劣环境下长时间稳定工作。耐用性测量仪器应具备高精度和稳定性，确保测量结果的可靠性。准确性4.2仪器选择原则4.3仪器校准与维护定期对仪器进行清洁、保养，以延长使用寿命和确保性能稳定。维护保养为确保测量准确性，应定期对测量仪器进行校准。定期校准使用前检查在使用前应检查仪器是否完好无损，确保测量准确性。安全防护在使用过程中应注意安全防护措施，避免对人员和设备造成损害。正确操作按照仪器说明书正确操作，避免误操作导致测量误差。4.4仪器使用注意事项074.1测量的物理量测量仪器干湿球温度计、热电阻温度计、热电偶温度计等。测量意义空气温度是影响人体热舒适和工效的重要因素之一，过高或过低的温度都会对人体产生不良影响。定义指距离地面1.5m高度处的空气温度，单位为摄氏度（℃）。4.1.1空气温度定义指空气中水蒸气分压力与同温度下水的饱和蒸汽压之比，用百分数（%）表示。测量仪器毛发湿度计、干湿球温度计、电阻式湿度计等。测量意义相对湿度是影响人体蒸发散热的重要因素，对人体热平衡和工效有重要影响。4.1.2相对湿度4.1.3气流速度定义指空气流动的速度，单位为米/秒（m/s）。01测量仪器热线风速仪、叶轮风速仪等。02测量意义气流速度是影响人体对流散热和蒸发散热的重要因素，适当的气流速度可以提高人体的热舒适感。03定义指人体所处环境四周表面温度的平均值，单位为摄氏度（℃）。4.1.4平均辐射温度测量方法黑球温度计测量后计算得出。测量意义平均辐射温度是影响人体辐射散热的重要因素，对人体热平衡和工效有重要影响。在评估热环境时，需要综合考虑以上四个物理量的影响。084.2测量仪器干湿球温度计用于测量空气温度和湿度，以确定热环境的热舒适度。风速计用于测量空气流速，以了解热环境中风的冷却效果。热流计用于测量物体表面的热流量，以评估热环境的辐射热交换。4.2.1仪器类型测量仪器的精度和稳定性应满足测试要求，确保测量结果的可靠性。准确性根据测试环境和目的选择合适的测量仪器，确保测量结果的代表性。适用性测量仪器应便于携带和操作，以适应不同测试场所的需求。便携性4.2.2仪器选择原则4.2.3仪器使用注意事项使用前应仔细阅读仪器说明书，了解仪器的性能和使用方法。01定期对仪器进行校准和维护，确保测量结果的准确性。02在使用过程中应注意保护仪器，避免损坏或影响测量结果。03测量范围根据测试需求选择合适的测量范围，确保测量结果的有效性。精度要求根据测试标准和实际需求确定测量仪器的精度要求，以保证测量结果的准确性。4.2.4仪器测量范围与精度095测量方法要求选用的测量仪器应具备高精度和稳定性，以确保测量结果的可靠性。准确性针对不同热环境参数，应选用适当的测量仪器，如温湿度计、风速仪等。适用性为了便于现场测量，仪器应具备便携、易操作的特点。便携性5.1测量仪器的选择测量点应能代表所测环境的典型状况，避免特殊位置或异常情况。代表性在多个测量点进行测量时，应确保各点之间具有相对均匀性，以反映整体环境状况。均匀性为确保测量结果的可靠性，应在相同条件下进行多次测量。可重复性5.2测量点的确定校准与调试在进行测量前，应对仪器进行校准和调试，确保其处于正常工作状态。避免干扰测量过程中应避免外界因素对测量结果产生干扰，如人员走动、门窗开关等。数据记录与处理应详细记录测量数据，并进行必要的处理和分析，以得出准确的结论。0302015.3测量过程的要求仪器安全使用测量仪器时，应遵守相关安全规定，防止损坏或发生意外事故。015.4安全与防护措施人员防护在恶劣的热环境中进行测量时，应采取必要的防护措施，确保人员安全与健康。02105.1一般原则量测仪器应符合相关标准和规范为确保测量结果的准确性，所选用的量测仪器必须符合国家或行业相关标准和规范的要求。定期校准与检定量测仪器应定期进行校准和检定，以确保其测量结果的准确性和可靠性。必要时，可采取在线校准等先进技术手段。5.1.1准确性原则根据实际需求选择量测仪器在选择量测仪器时，应充分考虑实际测试需求，包括测试环境、测试对象、测试精度等因素，以确保所选仪器能够满足测试要求。仪器的可操作性和易用性量测仪器的设计应考虑到操作人员的实际使用情况，具备良好的可操作性和易用性，以降低操作难度和提高工作效率。5.1.2适用性原则5.1.3安全性原则仪器的安全防护措施量测仪器应具备必要的安全防护措施，如过载保护、漏电保护等，以确保操作人员在使用过程中的安全。仪器的使用环境安全在选择和使用量测仪器时，应充分考虑其使用环境的安全性，避免因环境因素导致仪器损坏或人员伤亡。5.1.4经济性原则量测仪器的维护成本也是需要考虑的因素之一，包括维修费用、更换零部件的费用等。在选择仪器时，应尽量选择维护成本较低的仪器。仪器的维护成本在选择量测仪器时，应综合考虑其价格、性能、使用寿命等因素，选购具有较高性价比的仪器。仪器的性价比115.2与物体周围空间物理量变化有关的要求030201温度测量范围应能覆盖从-20℃至50℃的范围，以适应不同环境下的温度测量需求。温度测量精度在标准条件下，测量精度应达到±0.5℃，以确保测量结果的准确性。温度响应速度仪器应能快速响应温度变化，以便及时捕捉环境中的温度波动。5.2.1温度变化要求湿度测量范围相对湿度测量范围应覆盖0%至100%，以满足各种湿度环境下的测量需求。5.2.2湿度变化要求湿度测量精度在标准条件下，相对湿度测量精度应达到±3%RH，以保证测量结果的可靠性。湿度响应速度湿度传感器应能快速响应湿度变化，以准确反映环境中的湿度状况。应能覆盖从0至5m/s的范围，以适应不同风速下的测量需求。气流速度测量范围5.2.3气流速度变化要求在标准条件下，测量精度应达到±0.1m/s，以确保测量结果的准确性。气流速度测量精度仪器应能快速响应气流速度变化，以便及时捕捉环境中的风速波动。气流速度响应时间光照强度测量仪器应具备光照强度测量功能，以适应不同光照条件下的测量需求。噪声水平监测5.2.4其他物理量变化要求在需要监测噪声水平的场合，仪器应具备噪声测量功能，以评估环境噪声对人类工效的影响。0102125.3与物理量随时间变化有关的要求VS仪器应具备实时测量和记录功能，确保能够捕捉到环境参数随时间的变化。数据更新频率数据更新频率应足够高，以便准确反映环境参数的动态变化。实时测量5.3.1实时性要求仪器在长时间连续工作时，应保持良好的稳定性，确保测量数据的准确性和可靠性。长时间稳定性仪器应具备一定的抗干扰能力，以减少外部环境因素对测量结果的影响。抗干扰能力5.3.2稳定性要求仪器应具备自动记录测量数据的功能，便于后续分析和处理。数据记录仪器应具备一定的数据处理能力，如数据平滑、滤波等，以提高测量数据的准确性和可读性。数据处理5.3.3数据记录与处理要求5.3.4报警与预警功能要求（如适用）预警机制仪器可具备预警功能，当测量值接近报警阈值时提前发出预警，以便操作人员及时采取措施。报警设定对于关键环境参数，仪器应支持设定报警阈值，当测量值超出设定范围时触发报警。13附录A(资料性附录)空气温度的测量玻璃液体温度计法使用玻璃液体温度计，利用其内装的测温液体随温度改变而发生体积变化的原理，进行温度测量。热电偶测温法利用热电偶的温差电效应，将温度差转换成电势差，从而测量温度。热电阻测温法利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度。测量方法玻璃液体温度计常用的测温仪器，由装有测温液体的玻璃温包、毛细管和刻度标尺组成。热电偶温度计由两种不同的导体或半导体材料焊接而成，当两端温度不同时，会产生热电势。热电阻温度计利用导体或半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温仪器。测量仪器测量注意事项温度计应放置在测量环境的中心位置，避免受到外界热源或冷源的影响。01在读取温度时，应等待温度计稳定后再进行读数，以确保准确性。02定期对温度计进行校准，以保证其准确性和可靠性。03误差分析环境误差由于测量环境的不稳定或存在干扰因素造成的误差，可通过改善测量环境和采取屏蔽措施来减小。仪器误差由于仪器制造和安装不当等原因造成的误差，可通过校准和调整来减小。人为误差由于观测者的视觉误差或操作不当等原因造成的误差，可通过提高观测者的技能水平和规范操作流程来减小。14附录B(资料性附录)平均辐射温度的测量黑球温度计法通过黑球温度计测量环境四周对黑球表面的平均辐射热，再换算成平均辐射温度。辐射热流计法利用辐射热流计直接测量环境辐射热流，然后通过计算得到平均辐射温度。测量原理黑球温度计用于测量黑球温度，应选用响应速度快、稳定性好的仪器。辐射热流计用于直接测量环境辐射热流，应具备高灵敏度和宽测量范围。测量仪器测量步骤01选择合适的测量地点，避免阳光直射和其他热源的干扰，确保仪器处于正常工作状态。将黑球温度计或辐射热流计置于测量环境中，等待仪器稳定后记录测量值。根据需要，可进行多次测量以提高准确性。根据测量原理和仪器特性，将测量值换算成平均辐射温度。对于黑球温度计法，还需考虑空气温度对黑球温度的影响。0203准备工作测量过程数据处理注意事项定期对测量仪器进行校准，确保其准确性和可靠性。仪器校准注意测量环境的气流、湿度等因素对测量结果的影响，必要时进行修正。环境条件在测量过程中，应注意仪器的安全防护，避免损坏或发生安全事故。安全防护01020315附录C(资料性附录)平面辐射温度测量辐射测温原理利用物体发射的辐射能量来测量其表面温度，依据的是普朗克辐射定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。平面辐射温度定义指一个假设的等温黑体平面的温度，该黑体平面与所讨论的真实辐射面的辐射出射度相同。测量原理红外辐射温度计用于测量物体表面发出的红外辐射，并将其转换为温度值。01测量仪器辐射测量仪能够测量物体发射的辐射能量，进而推算出其表面温度。02测量方法通过移动测量仪器，对待测物体表面进行逐点扫描，获取整个表面的温度分布。扫描测量将测量仪器对准待测物体表面某一点，进行温度测量。定点测量测量距离测量角度环境因素确保测量仪器与待测物体之间的距离适当，避免距离过远导致测量误差增大。尽量保持测量仪器与待测物体表面垂直，以减小测量误差。注意消除或减小环境因素（如风速、湿度、太阳辐射等）对测量结果的影响。注意事项01020316附录D(资料性附录)空气绝对湿度的测量绝对湿度指单位体积空气中所含水蒸气的质量，通常表示为g/m³。测量意义绝对湿度是热环境中影响人体舒适度和工效的重要因素之一。绝对湿度定义饱和水汽压在一定温度下，空气中水蒸气达到饱和状态时的压力。干湿球温度差利用干湿球温度计测量空气温度与湿球温度的差值，进而计算绝对湿度。测量原理测量仪器干湿球温度计由干球温度计和湿球温度计组成，用于测量空气温度和湿球温度。露点仪通过测量露点温度来计算绝对湿度，适用于高精度测量。仪器准备测量操作环境条件记录数据处理检查干湿球温度计或露点仪的完好性，确保其处于正常工作状态。将干湿球温度计或露点仪置于待测环境中，等待稳定后进行读数记录。记录测量时的环境温度、气压等参数。根据测量原理和公式计算绝对湿度值，并进行必要的数据修正和误差分析。测量步骤17附录E(资料性附录)空气速度测量测量原理基于多普勒效应，通过测量散射光的多普勒频移来确定流体速度。激光多普勒测速仪利用热线在流体中的散热量与流速之间的关系来测量流速。热线风速仪热线风速仪由感应元件（热线）、测量电路和信号处理电路组成，用于测量空气流速。激光多普勒测速仪测量设备包括激光器、光学系统、光电检测器和信号处理器，用于高精度测量流体速度。0102确定测量点和测量方向，安装测量设备。根据设备说明书进行设备校准和调试。开始测量，记录数据，并根据需要进行多次测量以获取平均值。对测量数据进行处理和分析，得出空气速度值。测量步骤在使用热线风速仪时，应注意热线的材料和直径对测量结果的影响。测量过程中应避免外界干扰，如震动、电磁干扰等，以确保测量精度。激光多普勒测速仪在使用时，应确保激光束与流体流动方向垂直，以获得准确的测量结果。定期对测量设备进行维护和校准，以保证设备的准确性和可靠性。注意事项18附录F(资料性附录)表面温度测量测量原理热电偶测温原理利用两种不同金属导体组成的闭合回路中，当两接触点温度不同时产生热电势的原理进行温度测量。热电阻测温原理利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度。红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量，红外测温仪通过测量物体发射的红外辐射强度，并将其转换成温度值来显示。热电偶温度计由热电偶、连接导线及显示仪表组成，常用于高温测量。热电阻温度计由热电阻、连接导线和显示仪表组成，常用于中低温测量。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及显示输出等部分组成，可实现非接触式快速测温。测量仪器VS将温度传感器直接与被测物体表面接触，通过传感器感受被测物体的温度并转换成可用输出信号，常用于稳态或缓慢变化的温度场测量。非接触式测量通过接收被测物体发出的红外辐射能量来确定其温度，无需与被测物体直接接触，常用于动态或瞬态温度场测量。接触式测量测量方法在进行表面温度测量时，应确保测量仪器与被测物体表面之间的热接触良好，以减小测量误差。