Marek Grzybicki

Energetyka pracy

Wydatek energetyczny

 

 

2

2

METODY OKREŚLANIA  WYDATKU 

METODY OKREŚLANIA  WYDATKU 

ENERGETYCZNEGO

ENERGETYCZNEGO



Kalorymetria  bezpośrednia – 

Kalorymetria  bezpośrednia – ocena wysiłku na 
podstawie pomiaru ilości ciepła wytwarzanego 
w tym czasie w organizmie (specjalne komory 
kalorymetryczne).



Kalorymetria pośrednia - 

Kalorymetria pośrednia - polega na określeniu 
objętości tlenu pobieranego przez organizm w 
jednostce czasu. (Szczególnie przydatna 
podczas wysiłków, w których przeważają 
procesy tlenowe).



         

Metoda  oparta  na  podstawie  pomiarów 

częstości  skurczów serca



     Metoda chronometrażowo – tabelaryczna 

 

 

3

3

Kalorymetria pośrednia

Kalorymetria pośrednia

Ilość  energii  uzyskana  w  procesach  metabolicznych,  przy 
użyciu  1  litra  tlenu  jest  różna,  w  zależności  od  rodzaju 
spalanej  substancji,  np.  Podczas  spalania  glukozy  –  21,1  kJ, 
tłuszczów – 19,6 kJ. Wielkość 

równoważnika energetycznego

 1 

litra tlenu (niezbędna do przeliczenia ilości tlenu pobieranego 
podczas  pracy  na  wielkość  wydatku  energetycznego)  waha 
się od 19,6 do 21,1 kJ.

Do  wyboru  odpowiedniego  równoważnika  konieczne  jest 
określenie  wielkości  ilorazu  oddechowego,  czyli  stosunku 
ilości  wydalanego  CO

2 

  do  ilości  pobranego  w  tym  samym 

czasie tlenu.

Wydatek  energetyczny  =  objętość  pobranego  tlenu  x 
odpowiedni równoważnik energetyczny (podane w tabelach)

/ISO  8996.  Ergonomics  –  Determination  of  methabolic  heat 
production/

 

 

Dokonując pomiaru zużycia tlenu i na tej podstawie 

wyliczając  wydatek  energetyczny,  otrzymujemy 

wartość  brutto.  Aby  uzyskać  liczbę  kalorii 

efektywnych,  określających  wysiłek  związany  z 

pracą  należy  od  całkowitego  wydatku  odjąć  ilość 

kalorii zużytych na podstawową przemianę materii. 

Klasyfikacje  ciężkości  pracy  uwzględniają  tylko 

wartości netto.

Kalorymetria pośrednia

Kalorymetria pośrednia

 

 

5

5

Metoda oparta na podstawie pomiarów 

Metoda oparta na podstawie pomiarów 

częstości 

częstości 

skurczów serca

skurczów serca

Metoda  oceny  wydatku  energetycznego  podczas  pracy  na 
podstawie  pomiaru  częstości  skurczów  serca  ma  zastosowanie 
jedynie  w  przypadku  pracy  dynamicznej,  z  zaangażowaniem 
dużych  grup  mięśniowych,  przy  małym  statycznym  obciążeniu 
mięśni  i  przy  braku  wpływu  stresu  cieplnego  i  obciążenia 
psychicznego pracownika podczas pracy.

Zależność  między  częstością  skurczów  serca  i  kosztem 
energetycznym może być opisana następującym wzorem:

M = 4,0 × HR – 255 (*)

gdzie:

M – koszt energetyczny pracy, w W/m

2 

HR – częstość skurczów serca zmierzona podczas pracy (np. 
metodą telemetryczną)

(*) wg normy ISO 8996, 1990, 

metoda mało dokładana

 

 

6

6

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda 

ta 

polega 

na 

szacowaniu

 

wydatku 

energetycznego 

pracownika 

zatrudnionego 

na 

określonym stanowisku pracy na podstawie dwóch grup 
danych:

• czas wykonania poszczególnych rodzajów czynności w 
ciągu 

zmiany; 

uzyskanie 

tych 

danych 

wymaga 

przeprowadzenia  chronometrażu  pracy,  tzn.  obserwacji 
i  dokonania  pomiaru  czasu  trwania  poszczególnych 
rodzajów czynności,

•  tabel  zawierających  jednostkowy  wydatek  energii  na 
wykonanie różnych czynności.

 

 

7

7

Na  podstawie  techniki  kalorymetrii  pośredniej 
opracowano 

tabele 

zawierające 

jednostkowy 

wydatek  energetyczny,

  związany  z  wykonywaniem 

czynności (kJ/min ).

Czas  trwania  poszczególnych  czynności  mnożymy 
przez 

jednostkowy 

wydatek 

energetyczny 

i 

otrzymujemy  łączny  wydatek  energetyczny  dla 
danej czynności.

Następnie 

sumujemy 

wydatki 

energii 

poszczególnych 

czynności 

i 

uzyskujemy 

sumaryczny  wydatek  przypadający  na  zmianę 
roboczą.

/np. Metoda Lehmana/

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna

 

 

8

8

 

 

9

9

 

 

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

W  sytuacji,  gdy  pomiary  zużycia  tlenu  i  wydalania  dwutlenku 

węgla 

w 

powietrzu 

wydychanym 

są 

niemożliwe 

do 

przeprowadzenia,  bądź  nie  ma  potrzeby  tak  dokładnych 

wyliczeń,  możemy  określić  wielkość  wydatku  energetycznego 

metodą pośrednią

.

Metoda  polega  na  oznaczaniu  wentylacji  płuc  podczas 

poszczególnych  cykli  pracy.  Istnieje  zależność  liniowa  i  wysoki 

współczynnik  korelacji  pomiędzy  wielkością  zużycia  tlenu, 

wydatkiem energetycznym i wielkością wentylacji płuc.

Dla  szacowania  wielkości  wydatku  może  być  stosowany 

wyłącznie  pomiar  wentylacji  płuc.  /  miernik  wydatku 

energetycznego/

 

 

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

 

 

12

12

Pomiar wydatku energetycznego  przy użyciu 

Pomiar wydatku energetycznego  przy użyciu 

miernika MWE

miernika MWE

Pomiar oparty jest na zależności liniowej i wysokim 
współczynniku korelacji pomiędzy wielkością wentylacji płuc, 
pobieraniem tlenu i wydatkiem energetycznym / pomiar 
wydatkowanej energii podczas wysiłku/.

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

Ocena wydatku energetycznego na podstawie 

pomiaru wentylacji płuc

pomiaru wentylacji płuc

 

Marek Grzybicki

13

13

Czynnikiem, 

który 

należy 

również 

uwzględnić 

przy 

ocenie 

kosztu 

energetycznego  pracy,  jest 

środowisko 

termiczne

, 

w 

jakim 

praca 

jest 

wykonywana.  W  środowisku  termicznym 
gorącym 

następuje 

niewielki 

wzrost 

wydatku  energetycznego  spowodowany 
wzrostem  temperatury  ciała.  Bardziej 
wzrasta 

wydatek 

energetyczny 

w 

środowisku 

termicznym 

zimnym, 

co 

spowodowane 

jest 

pojawieniem 

się 

dreszczy,  a  także  noszeniem  ciężkiej 
odzieży.