 |
Теоретическая часть
|
|
|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Цель работы
Целью работы является изучение санитарно-гигиенических требований к показателям микроклимата рабочей зоны производственных и служебных помещений и возможных опасных и вредных факторов, действующих при нарушении этих требований.
Теоретическая часть
Тепловой обмен и терморегуляция организма. Воздух рабочей зоны – это воздушная среда в пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.
Под терморегуляцией понимается способность организма поддерживать температуру его внутренней среды постоянной при изменении показателей микроклимата и при изменении физических нагрузок.
В условиях, когда терморегуляция человека идет нормально количество тепла, вырабатываемого организмом, равно количеству тепла, отдаваемого в окружающую среду.
Математически это описывается следующим выражением (уравнение теплового баланса):
Q=Qт+Qк+Qиз+Qис+Qв,
где Q – количество тепла, вырабатываемое организмом в результате протекания биохимических процессов при выполнении работы или в состоянии покоя, Дж/с (ккал/час);
Qт - отдача или прием теплоты организмом в результате теплопроводности через одежду или предметы;
Qк - отдача или прием теплоты через конвекцию;
Qис - отдача теплоты в окружающую среду за счет испарения влаги с поверхности кожи;
Qиз - отдача или прием теплоты за счет тепловых излучений;
Qв - отдача или прием теплоты за счет нагрева или охлаждения вдыхаемого воздух.
Конвекцией называется перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.
|
|
|
Теплопроводность – это перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул или электронов), непосредственно соприкасающихся друг с другом.
Тепловое излучение – это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела.
Количество отдаваемой или принимаемой организмом теплоты зависит от величины каждого из показателей микроклимата: температуры воздуха (t, °C), относительной влажности воздуха (j, %), скорости движения воздуха (V, м/с), интенсивности теплового излучения окружающих предметов (Е, Вт/м2).
Атмосферное давление (р, гПа) существенного влияния на теплообмен не оказывает, однако оно влияет на процесс дыхания и самочувствие человека, так как определяет парциальное давление кислорода и азота в воздухе. Быстрое изменение давления даже на несколько гектопаскалей вызывает болезненное ощущение.
Организм может существовать в узких пределах изменения внутренней температуры. При нормальном функционировании организма в допустимых условиях внутренняя температура тела поддерживается постоянной и составляет 36,6°С.
Санитарно-гигиеническое нормирование показателей микроклимата рабочих мест. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны установлены в ГОСТ 12.1.005-88, входящем в ССБТ. а требования к отоплению, вентиляции и кондиционированию - в СНиП 2.04.05-88. (Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).
Нормируемыми показателями, характеризующими микроклимат, являются:
1) температура воздуха;
2) относительная влажность воздуха;
3) скорость движения воздуха;
4) интенсивность теплового излучения.
Оптимальные микроклиматические условия - это сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции и создают условия для высокого уровня работоспособности.
|
|
|
Под допустимыми микроклиматическими условиями понимается сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать переходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящем за пределы физиологически приспособленных возможностей. При этом не возникает повреждений и нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения.
Оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата не имеют однозначных величин для всех случаев и устанавливаются с учетом тяжести работы и периода года. Наличие теплового облучения и расположение производственных помещений в отдельных строительно-климатических районах также учитываются при определении приемлемых значений температуры на рабочих местах
Все работы по тяжести подразделяются на 3 категории в зависимости от энергозатрат организма в ккал/час или в Вт, первая и вторая категории, в свою очередь, имеют еще дополнительное деление. В табл.1(приложение 4) представлены категории работ по тяжести и признаки их разграничения.
К холодному времени года относятся период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10оС и ниже. Период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше + 10оС относится к теплому времени года. Оптимальные и допустимые показатели микроклимата в рабочей зоне производственных помещений должны соответствовать значениям, указанным в табл. 2 (приложение 5)
Интенсивность теплового облучения работающих от нагревательных поверхностей технологического оборудования и других источников не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50% поверхности тела, 70 Вт/м2 при облучении 25-50% и 100 Вт/м2 при облучении менее 25% поверхности тела. При работе с открытыми источниками (нагретый металл, пламя и др.) интенсивность облучения не должна превышать 140 Вт/м2 при условии облучения не более 25% поверхности тела и использовании индивидуальных средств защиты.
|
|
|
Требования к методам и приборам для контроля показателей микроклимата. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 на постоянных и непостоянных рабочих местах должен осуществляться контроль за влажностью, температурой, скоростью движения воздуха, а также за интенсивностью теплового излучения и температурой поверхности технологического оборудования и строительных конструкций.
Измерение показателей микроклимата должны проводиться в начале, середине и в конце каждого периода года не менее 3-х раз в смену (в начале, середине и конце смены).
Точки замера выбираются из следующих требований: температура, относительная влажность и скорость движения воздуха измеряется на высоте 1 м от пола при работе сидя и на высоте 1,5 м от пола - при работе, выполняемой стоя.
Для определения разности температур и скоростей движения воздуха по высоте рабочей зоны следует проводить выборочные измерения на высоте 0.1; 1.0 и 1.7м от пола или рабочей площадки.
При наличии источников лучистого тепла (инфракрасной радиации и части видимого спектра) определяется интенсивность теплового излучения. Приемник измерительного прибора располагается на высоте 0.5; 1.0; 1.5м от пола в направлении, перпендикулярном источнику.
Измерение температуры и относительной влажности воздуха. Для измерения температуры, относительной влажности воздуха используются аспирационные психрометры. При отсутствии источников тепловых излучений допускается использовать психрометры типа ПВУ- 1М, а также суточные и недельные термографы и гигрографы при условии сравнения их показаний с показаниями аспирационного психрометра.
Аспирационный психрометр Ассмана М-34 является наиболее совершенным прибором, чем другие психрометры, например, стационарный психрометр Августа.
Психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в термодержатели, состоящие из трубок защиты, воздухоприемной трубки, в верхней части прибора укреплена аспирационная чаша, имеющая электромотор и вентилятор; чтобы исключить влияние скорости движения окружающего воздуха, через эти трубки пропускают исследуемый воздух со скоростью 2,5 – 3,0 м/с.
|
|
|
При подключении прибора к сети вентилятор всасывает воздух, который обтекает резервуары термометров и, проходя по воздушной трубке, выбрасывается наружу. После просасывания воздуха в течение 5 минут снимают показания по сухому и влажному термометру. Сухой термометр показывает истинную температуру воздуха. Относительная влажность воздуха определяется по специальной таблице или по психрометрическому графику на основании разницы температур сухого и влажного термометров по сухому термометру (приложение 1). По вертикальным линиям отмечают показания сухого термометра, а по наклонным - показания влажного. На пересечении этих линий определяют наклонную линию, выражающую относительную влажность в процентах.
Применяются также приборы (гигрометры) для определения влажности без таблиц и графиков. Волосяной гигрометр представляет собой рамку, на которой вертикально натянут специально обезжиренный волос, укрепленный одним концом на металлической рамке, другим на оси стрелки. При изменении длины волоса с изменением влажности стрелка гигрометра перемещается вдоль шкалы и указывает влажность в процентах.
Специальные приборы гигрографы используются для изменения относительной влажности во времени. Перо пишет на ленте, натянутой на специальный барабан, приводимый в движение часовым механизмом. В гигрографе М-21С один оборот барабана совершается за 26 часов, а в гигрографе М-21М за 176 часов.
Для измерения температуры, воздуха кроме аспирационного психрометра могут использоваться специальные метеорологические ртутные термометры и термографы.
Скорость движения воздуха на рабочих местах измеряют анемометрами ротационного действия (крыльчатыми анемометрами). Эти приборы позволяют замерять скорость движения воздуха в пределах от 0,3 до 5,0 м/с.
Малые скорости (менее 0.3 м/с) измеряют электроанемометрами или цилиндрическими и шаровыми кататермометрами. Для измерения больших скоростей движения воздуха (1-20 м/с) используются чашечные анемометры.
У крыльчатого анемометра АСО-3 приемной частью является легкая крыльчатка, посаженная на получервячную ось, внутри которой натянута стальная струна, служащая осью. На концах оси у опор струны насажены подшипники. При вращении крыльчатки вращение посредством зубчатой передачи передается на стрелку прибора. Включение и выключение механизма производится арретиром.
Интенсивность теплового излучения измеряется актинометрами, действие которых основано на поглощении лучистой энергии и превращении ее в тепловую энергию, количество которой регистрируется различными способами. Наибольшее распространение получил актинометр ЭТМ, принцип действия которого основан на термоэлектрическом эффекте - возникновения электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из различных металлов, при наличии разности температур на конце спаев.
|
|
|
В качестве приемника в приборе используется термоэлектрическая батарея в виде ряда термопар, соединенных между собой последовательно. Положительные спаи термопар присоединяются к пластинам со степенью черноты, близкой к абсолютно черному телу, а отрицательные - к пластинам с высокой отражающей способностью. При действии теплового излучения черные пластины интенсивно нагреваются, и в цепи возникает электрический ток, измеряемый гальванометром, шкала которого отградуирована в единицах тепловой разности.
Измерение атмосферного давления. Атмосферное давление является одним из параметров микроклимата (который не нормируется). Скорость изменения и абсолютное значение атмосферного давления является важным природным фактором, оказывающим влияние на жизнедеятельность организма. Атмосферное давление влияет на парциальное давление кислорода и азота, а следовательно, и на процесс дыхания.
Измерение атмосферного давления осуществляется различными приборами: ртутным барометром (наиболее точный прибор), барометрами-анероидами и барографами, записывающими изменение с течением времени. Барографы выпускаются двух типов: М-22Н (наземные), М-22С (суточные).
Из барометров-анероидов наибольшее распространение получил барометр-анероид бытовой метеорологический (БАМ-1).
Он предназначен для измерения атмосферного давления в пределах от 80000 до 160000 Па при температуре от 0 до 40°С и относительной влажности до 80%.
Действие барометра-анероида основано на свойстве мембранной анероидной коробки деформироваться при изменении атмосферного давления. Линейные перемещения мембран преобразуются передаточным рычажным механизмом в условиях перемещения стрелки барометра-анероида. Шкала отградуирована в паскалях.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для исследования параметров микроклимата на рабочих местах в лаборатории произвести замеры температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, интенсивность тепловых излучений и величину атмосферного давления.
Измерение температуры и относительной влажности воздуха. С помощью пипетки смочить батист на одном резервуаре термометра, входящего в психрометр Ассмана.
Включить прибор в сеть и расположив его на высоте 1 м от пола проаспирировать воздух в течении 5 минут.
Снять показания по влажному и сухому термометру, по психрометрическому графику определить относительную влажность. Принять температуру воздуха рабочей зоны по сухому термометру. Выключить прибор, данные свести в таблицу 4 (приложения 6).
Измерение скорости движения воздуха в рабочей зоне. При включенном вентиляторе по методике, изложенной выше данных методических указаний, произвести замеры скорости движения воздуха.
При определении скорости движения воздуха сначала надо записать показания стрелок прибора до измерения так, чтобы крыльчатка была обращена навстречу потоку воздуха. После установления вращения крыльчатки одновременно включить прибор и секундомер. Через 1 мин. прибор и секундомер выключаются и фиксируются показания анемометра. Высчитывается число оборотов за Т секунду путем вычитания из конечного числа начального и делится на 60. По числу делений за 1 секунду по специальному графику для конкретного анемометра определяется скорость движения воздуха. Аналогично определяется скорость движения воздуха с помощью чашечного анемометра. Данные свести в таблицу 5 (приложение 6).
Измерение интенсивности теплового излучения от источников, указанных преподавателем. При наличии источников лучистого тепла (инфракрасной радиации и части видимого спектра) определяется интенсивность теплового излучения. Приемник измерительного прибора располагается на высоте 0.5; 1.0; 1.5м от пола в направлении, перпендикулярном источнику. Измерить интенсивность теплового излучения, записать результаты в обобщенную таблицу (приложение 7), предварительно осуществив перевод значений показаний прибора в СИ.
Измерение атмосферного давления. Считать показания прибора (БАМ-1) и ввести поправки к ним. Данные свести в обобщенную таблицу.
К показаниям барометра-анероида вводятся следующие поправки:
1) Поправки шкалы по табл.3 (приложение 4);
2) Поправки на температуру Р=р×Т,
где р - поправка на 1°С (температурная), равная 10 Па; Т - температура;
3) Добавочная поправка, равная +100.
Пример: По барометру-анероиду отсчитаны деления 96500 Па, температура 20°С.
Введя поправки, получаем исправленный отсчет: 96500+125-200+100=96525Па
Анализ полученных результатов. В обобщенную таблицу (приложение 7) с результатами экспериментов выписать нормативные параметры из таблиц № 2 (прил.5), 4, 5 (прилож.6) (по указанию преподавателя).
Сделать выводы о соответствии параметров микроклимата рабочей зоны нормативным и записать в отчет.
Ответить на вопросы преподавателя (Список вопросов приведен после приложения).
|
|
|
