JP2010266318A - 湿球温度とwbgtの予測方法、wbgt計、および熱中症危険度判定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】乾湿計公式を用い、相対湿度および気温を変数として湿球温度を数値計算し、最小二乗法を使った多項式近似により関数フィッティングさせて湿球温度の近似予測式を作成しておき、当該近似予測式に相対湿度および気温の実測値を代入することで湿球温度を近似予測し、さらに、湿球温度予測値と、気温との関係から、2次近似させてWBGTの近似予測式を作成しておき、当該近似予測式に湿球温度予測値と気温の実測値を代入することでWBGTを近似予測する。
この方法を用いた熱中症危険度判定装置1によれば、湿球温度や黒球温度を直接測定していないので、小型化・軽量化でき、安価で、取り扱いが簡便であり、ディスプレイ5上の表示やランプ7の点灯やスピーカ13の鳴動により危険度が速やかに把握できるので、普及型として適している。
【選択図】 図3
Description
従って、高齢者施設では、熱中症事故を未然に防止することが求められているが、室内温度を唯闇雲に下げればよいわけではない。過剰冷房による弊害も考慮しつつ、快適な室内環境を維持することが大前提となるからである。また、熱中症の発生率も気温のみと単純に相関するわけではないからである。
高齢者施設においても、介護者が上記したような熱中症予防指針を上手く活用できれば、快適な室内環境を維持しつつ、熱中症の発生を有意的に防止でき、都合が良いものと考えられる。
したがって、計測器が大型化し、高額で、取り扱いに手間がかかり、計測に時間を要する等の問題点があり、高齢者施設に上記した計測器を設置するのは現実的ではなかった。
また、特許文献1では、WBGTの計測では、黒球温度の実測値が依然として要求されており、測定に時間がかかる。
先ず、近似予測式の作成方法について説明する。
A.湿球温度の近似予測式の作成
[湿球温度(tw)を数値計算で算出する。]
・気温T(K)
・飽和水蒸気圧ew
上記の式(1)、(2)、(3)を用い、気温を0.5℃刻みの変数とし、相対湿度を5%刻みの変数とし、湿球温度(tw)を数値計算で算出する。
得られた結果を三次元空間上にプロットすると、図1に示すような曲面となる。
最小二乗法を使った多項式近似により、上記の曲面に関数フィッティングさせて湿球温度の近似予測式を作成する。
近似予測式として、以下の式(4)に示すように、(相対湿度の4次関数および気温の2次関数を含む関数で表したものを作成する。
WBGTの実測値と、上記の近似予測方法で算出された湿球温度予測値と実測した気温とにより算出されたWBGTの算出値との関係から、以下に示すWBGTの近似予測式を作成する。
なお、実測範囲外を補償するため、気温が35℃以上の場合、または、気温が31℃以上且つ日射を受けている場合のいずれか一方に該当するときには、適用外としている。
作成された近似予測式は、R2=0.9366で精度の高いものである。
図3に示す熱中症危険度判定装置1は、電源ボタン3が押下されると作動して、熱中症危険度の判定結果がディスプレイ5上にグラフとして表示されたり、ランプ7がランクに応じて点灯したりすると共に、印刷ボタン9が押下されるとプリンター10から紙データとして出力されたり、危険度が高い場合には制御信号を生成して送信部11から空調機器(図示省略)へ送信したり、警報信号を生成してナースコールを鳴動させたり、介護者の携帯電話機宛に報知したり、音声信号を生成してスピーカ13から警報アラームを鳴動させるようになっている。
上記したように、空調機器の制御手段や警報手段は処理部15での制御信号や警報信号の生成機能と、ディスプレイ5、ランプ7と、送信部11と、スピーカ13とによって構成されている。
先ず、電源ボタン3が押下されると、装置が作動モードに入り、計算をスタートする。
処理部15は、判定手段として機能し、湿度センサー17、気温センサー19、照度センサー21から、それぞれ湿度、気温、照度の情報を定期的に受け取る。そして、「35℃未満か、または、31℃未満で且つ日射有り」に該当するか否かを判定し、該当しない場合には、それ以上の処理を進めることなく、即危険状態と見なして、制御信号や警報信号の出力回路の接点に出力してONとして、制御信号や警報信号を生成させる。すなわち、制御手段と警報手段を発動させる。この結果として、空調機器の温度が自動的に調整される。また、スピーカ13からアラームが鳴動したり、ナースコールが鳴動したり、介護者の携帯電話機宛に報知される。
また、ディスプレイ5の画面は、WBGTが算出され、すなわち計算されてWBGT値収録部で履歴が更新される度に切り替えられ、現在値が表示される。
例えば、上記の実施の形態に係る熱中症危険度判定装置は、高齢者施設の室内での設置を想定したものであるが、健康な高齢者が、健康維持のための室内環境モニターとして自宅に設置することも考えられる。
さらには、高齢者用に限定されず、熱中症が発生し易い環境、例えば、学校の体育館で設置して利用することも考えられる。
3…電源ボタン 5…ディスプレイ
7…ランプ 9…印刷ボタン
11…送信部 13…スピーカ
15…処理部 17…湿度センサー
19…気温センサー 21…照度センサー
23…メモリ
Claims (9)
- 乾湿計公式を用い、相対湿度および気温を変数として湿球温度を数値計算し、最小二乗法を使った多項式近似により関数フィッティングさせて湿球温度の近似予測式を作成しておき、当該近似予測式に相対湿度および気温の実測値を代入することで湿球温度を近似予測することを特徴とする湿球温度の近似予測方法。
- 請求項1に記載した湿球温度の近似予測方法において、
近似予測式として、相対湿度の4次関数および気温の2次関数を含む関数で表したものを利用することを特徴とする湿球温度の近似予測方法。 - 請求項1または2に記載した湿球温度の近似予測方法で算出された湿球温度予測値と、気温との関係から、2次近似させてWBGTの近似予測式を作成しておき、当該近似予測式に湿球温度予測値と気温の実測値を代入することでWBGTを近似予測することを特徴とするWBGTの近似予測方法。
- 相対湿度測定手段と、気温測定手段とを備え、請求項3に記載したWBGTの近似予測方法を用いたことを特徴とするWBGT計。
- 熱中症危険度をランク付けし、請求項4のWBGT計を用いて得られたWBGTを判定材料としていずれのランクに該当するかを判定する判定手段を備えたことを特徴とする熱中症危険度判定装置。
- 請求項5に記載した熱中症危険度判定装置において、
判定手段は、日射の有無も判定材料とすることを特徴とする熱中症危険度判定装置。 - 請求項5または6に記載した熱中症危険度判定装置において、
警報手段を備えており、予め設定したランク以上になった場合に警報手段を発動させることを特徴とする熱中症危険度判定装置。 - 請求項5から7のいずれかに記載した熱中症危険度判定装置において、
空調機器等の電気・電子機器の制御手段を備えており、予め設定したランク以上になった場合に前記制御手段を発動させることを特徴とする熱中症危険度判定装置。 - 請求項5から8のいずれかに記載した熱中症危険度判定装置において、
WBGT計により得られたWBGTの履歴を読み出し可能に記録する履歴記録手段を備えていることを特徴とする熱中症危険度判定装置。
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