湿球黒球温度(WBGT)の推定と栽培施設内の安全作業時間・空間の評価

タイトル 湿球黒球温度(WBGT)の推定と栽培施設内の安全作業時間・空間の評価
担当機関 作業技術研究室
研究課題名
研究期間 2002~2003
研究担当者 高市益行
細野達夫
黒崎秀仁
渡辺慎一
川嶋浩樹
中野有加
発行年度 2003
要約 高温期の作業環境の評価指標である湿球黒球温度(WBGT)は、気温、湿球温度、日射量から推定可能である。この手法は、作物を栽培したハウス内で、安全に作業ができる空間位置、時刻を検討することに利用できる。
キーワード 暑熱環境、湿球黒球温度、作業快適性
背景・ねらい
高温期の栽培施設内環境は作業者にとって過酷である。作業時の暑熱環境の安全性を評価するのに湿球黒球温度(Wet Bulb Globe Temperature,
WBGT,単位は℃)が利用できる。WBGTは日射のある環境では次式で算出される(JIS Z8504)。
 WBGT=0.7 Twn + 0.2 Tg + 0.1 Ta ・・・(1)
 ここで、Twn:自然湿球温度(℃)、Tg:黒球温度(℃)、Ta:気温(乾球温度、℃)である。しかし、WBGTを算出するには、自然湿球温度(湿球センサを空間に露出して測定)および黒球温度を特殊な金属球で測定する必要があり、自然湿球温度の水補給にも手間がかかる。そこで、WBGTを一般的な気象要素より推定する方法を提案し、特別な測器を必要とせずに作業を安全に行える時間・空間の考察手法を示す。
成果の内容・特徴 1.
WBGTを推定するために、自然湿球温度Twnの推定式として(2)式が、黒球温度Tgの推定式として(3)式が利用できる。
  Twn=Tw+0.14 S0.51  ・・・(2)
Tg =Ta+ 0.090 S/(1+0.0037 S) ・・・(3)
 ここで、Twは通風乾湿計による湿球温度で単位は℃、Sは測定位置の日射量で単位はW/m2の値を用いる。
2.
WBGTを推定する場合に、自然湿球温度のみに推定値を用いると推定誤差RMSE(平均2乗誤差の平方根)は0.26℃で、自然湿球温度と黒球温度の両方に推定値を用いると推定誤差は0.63℃であった(図1)。実用的には自然湿球温度と黒球温度の両方に推定値を用いても十分利用可能である。
3.
本推定式を用いると、作物を栽培したハウス内で、安全に作業ができる空間位置、時刻の検討に利用できる。例えば、トマトを栽培した高軒高ハウスのWBGTの時間・空間分布を推定でき、作業のエネルギー代謝率(R.M.R.)が2.0の作業について安全に作業ができる空間位置、時刻を評価することができる(図2)。
成果の活用面・留意点 1.
上記の推定式(2)や(3)には風速の影響が考慮されてない。ハウスの出入り口や換気窓の付近、および循環扇や換気扇の近くなどでは、これらの推定式では対応できない。
2.
いろいろな強度の作業時の限界WBGTの値については、栽培ハウス内作業を対象として提示されたものはないが、一般的な暑熱環境の指標としてJIS-Z8504や産業衛生学会により提示された値が参考となる。
URL http://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3010023549
カテゴリ トマト

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