Минимальное количество участков измерения параметров микроклимата

Пояснения к работе

 

Под микроклиматом производственных помещений понимается климат внутри этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой рабочих поверхностей. Эти факторы влияют на теплоощущения человека и определяют его тепловой баланс с окружающей средой.

Теплоощущения человека зависит от теплообмена с окружающей средой и терморегуляцией организма человека. Назначение системы терморегуляции – поддерживать постоянной температуру тела независимо от температуры окружающей среды (для человека – 36,5-36,8°С). Постоянство температуры тела в обычных условиях объясняется равновесием между теплообразованием (теплом, образующимся внутри организма) и теплоотдачей (расходом тепла в окружающую среду).

Образование тепла в организме человека происходит за счет сложных окислительных процессов в клетках, тканях и органах человеческого тела при усвоения продуктов питания, в результате работы мышц.

Приблизительно 5-10 % тепла в организме человека расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха и принимаемой пищи и воды, остальная часть (90-95%) рассеивается в окружавшее пространство через кожу лучеиспусканием, конвекцией и ис­парением пота с поверхности кожи.

Теплотдача с поверхности тела путем конвекции и излучения может происходить только при температуре окружающей среды до 30°С. Если температура выше этого порядка, то большая часть тепла отдается путем испарения пота с поверхности кожи. При этом организм теряет большое коли­чество влаги, а вместе с ней и солей, играющих важную роль в жизнедеятельности организма.

Терморегуляция организма усложняется при повышенной влажности воздуха (свыше 85 %), так как отдача тепла путем испа­рения пота с поверхности тела будет крайне затруднительна. Особенно неблагоприятные условия для терморегуляции организма наступает в том случае, когда в помещении наряду с повышенной влажностью еще высокая температура (свыше 30°С). Физическая работа в таких условиях приводит к на­рушениям водного и солевого баланса сердечно-сосудистой системы, повышению температуры тела, может привести к по­тере сознания, тепловому удару и смертельному исходу.

На предприятиях, которые включают литейные, термические, пропиточные и ряд других цехов и участков, общее количество тепла может быть настолько значительным, что температура воздуха в рабочих зонах становится высокой и отрицательно сказывается на самочувствии и работоспособности людей.

Повышенная температура, кроме этого, ускоряет старе­ние изоляции, что приводит к снижению ее сопротивления, даже к разрушению. При повышенной температуре воздуха снижается сопротивление тела человека, вследствие смачивания кожи выделяющимся потом. По этим причинам повыша­ется опасность поражения людей электрическим током.

При повышенной влажности также снижается сопротив­ление изоляции, и отмечается увеличение емкости гибких кабелей с резиновой изоляцией, что тоже повышает опасность поражения электрическим током.

Нормирование микроклимата в производственных помещениях проводится в соответствий с ГОСТ 12.1.005-95 ССБТ "Воздух рабочей зоны" и СН 245-71(уточнить). При этом нормируются оптимальные и допустимые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха для рабочей зоны помещений, температура рабочей поверхности и интенсивность теплового облучения в зависимости от категории тяжести работы, периода года и даются характеристики помещений по избыткам явного тепла (извлечения из ГОСТа приведены в прил.1).

Категория тяжести работ устанавливается в зависимости от общих энергозатрат. К легким работам с энергозатратам до 172 Дж/с относят работу в лаборатории, КБ и т.п. Работы средней тяжести разбиты на две подгруппы: П а – 172-232 Дж/с и П б – 232-293 Дж/с. К тяжелым физическим работам (более 93 Дж/с) относят работы, связанные с систематическим напряжением и переноской значительных тяжестей более 10 кг (уточнить по последним СанПиН-ам).

Совокупное влияние температуры, влажности и скорости движения воздуха на тепловое ощущение человека оценивают условными величинами, называемых эффективной и эквивалентно-эффективной температурами. Эффективной температурой называется температура насыщенного неподвижного воздуха с относительной влажностью 100 %, обладающего той же охлаждающей способностью, что и неподвижный воздух с измеренными значениями температуры и влажности (ЭТ). Для подвижного воздуха также можно найти эквивалентное значение температуры неподвижного насыщенного воздуха, который обладает той же охлаждающей способностью, что и воздух с измеренными значениями температуры, влажности и скорости движения. Эта температура называется эквивалентно-эффективной (ЭЭТ). Значения ЭТ и ЭЭТ можно определять по номограмме, изображенной на рис.1. Искомые значения ЭЭТ будут находиться в точках пересечения прямой, соединяющей значение сухого и влажного термометров, с кривой, соответствующей данной скорости движения воздуха, ЭТ – с кривой, соответствующей нулевой скорости движения воздуха.

Рис.1 Номограмма ЭЭТ

 

Значение ЭТ и ЭЭТ, при которых теплоотдача с поверхности тела человека равна тепловыделениям организма, называются комфортными, а совокупность их называют зоной комфортности. В комфортных условиях человек не чувствует неприятных теплоощущений, метеоусловия не влияют на производительность труда.

Если значения ЭТ и ЭЭТ находятся вне зоны комфорта, то тепловое ощущение характеризуется либо как перегрев, либо как излишнее охлаждение. Чем больше отклонение ЭТ и ЭЭТ от комфортного значения, тем выше степень дискомфорта, и тем большие дополнительные нагрузки преодолевает сердечно-сосудистая система в процессе терморегуляции. Это может привести к ухудшению самочувствия и снижению работоспособности человека.

 

Микроклимат оказывает значительное влияние на опасность поражения людей электрическим током. В связи с этим по действующим ''Правилам устройства электроустановок'' все помещения делятся по степени опасности поражения людей электрическим током на три класса:

– без повышенной опасности,

– с повышенной опасностью

– особо опасные.

К помещениям с повышенной опасностью относятся:

- сырые, в которых относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %;

- жаркие, в которых температура воздуха постоянно или периодически (более одних суток) превышает 35 °С;

- пыльные, с токопроводящей пылью (например: угольной, металлической и т.п., которая может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов);

- помещение с токопроводящими полями – металлическими, земляными, железобетонными и т.п.;

- помещения, в которых возможно одновременное прикосновение человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмов и т.п. с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

К особо опасным относятся помещения:

- особо сырые, т.е. помещения, в которых относительная влажность близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы покрыты влагой);

- с химически активной или органической средой, действующие разрушающе на изоляцию и на токоведущие части электрооборудования;

- имеющие два или более признаков, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

К помещениям без повышенной опасности относятся сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха, с изолирующими полами (например, деревянными) в которых отсутствуют заземленные предметы или их очень мало, т.е. такие, в которых отсутствуют признаки повышенной и особой опасности. Примером могут служить обычные жилые комнаты, конторы, некоторые лаборатории и т.п.

 

Для оценки распределения параметров микроклимата по горизонтали рабочей зоны необходимо проводить измерения у источников локального тепловыделения или охлаждения (у нагретых агрегатов, около окон и дверей), а также в местах кратковременного отдыха работающих. В цехах со значительной площадью и большой плотностью рабочих мест при отсутствии источников локального тепловыделения или охлаждения участки измерения параметров микроклимата допускается распределять равномерно по всему помещению согласно табл.2.

Таблица 2

Минимальное количество участков измерения параметров микроклимата

Площадь помещения, м2	Количество участков измерения
до 100
101- 400
более 400	Расстояние между отдельными участками не должно превышать 10 метров

Все параметры микроклимата определяются в намеченных участках измерения на высоте 1,5 метра от пола при работе, выполняемой стоя, и 1,0 метр от пола - при работе сидя. Для определения разности температуры и скорости движения воздуха по вертикали измерения следует проводить на высоте 0,15; 1,0 и 1,5 метра от пола или от поверхности, на которой находится рабочее место (уточнить).

Как правило, измерения микроклимата повторяются в холодный и теплый периоды года и в различное время рабочего дня или смены. При постоянном технологическом процессе и относительно стабильных температурных явлениях в цехе измерения параметров микроклимата в оба периода года рекомендуется проводить в начале, середине и в конце рабочего дня или смены. При колебаниях тепловых нагрузок, связанных с периодическим характером процесса (извлечение из термических печей изделий, сушка изоляции электродвигателей и намагничивающих обмоток аппаратов и т.д.) измерения проводятся при наибольших величинах.

При наличии источников инфракрасной радиации на рабочих местах должна определяться интенсивность теплового облучения.

Приборы для исследования микроклимата:

 

1. Измерение температуры воздуха

Температура воздуха измеряется с помощью термометров различной конструкции и термографов. В зависимости от назначения и пределов измерения температур применяются жидкостные термометры, у которых в качестве рабочей жидкости используются спирт, толуол, ртуть. Принцип действия этих приборов основан на изменении объема рабочей жидкости при нагревании или охлаждении воздуха.

Для измерения истинной температуры воздуха при наличии источников теплового излучения применяют парный термометр, состоящий из двух ртутных термометров. Поверхность резервуара со ртутью одного из термометров покрыта слоем серебра, а другого – почернена. Благодаря этому почерненный термометр поглощает падающие на него тепловые лучи, а посеребренный отражает их. При этом истинная температура воздуха ТВ вычисляется по формуле:

 

Т_в = Т_ч – к (Т_ч – Т_с),

 

где Т_ч, Т_с – показания почерненного и посеребренного термометров соответственно;

к – константа парного термометра, которая определяется при изготовлении прибора и указывается в паспорте.

Для измерения самой низкой температуры воздуха за определенный промежуток времени используется минимальный спиртовой термометр, а для наивысшей – максимальный ртутный термометр.

Для непрерывной регистрации температуры окружающего воздуха в течении определенного промежутка времени служат термографы (рис.2).

Рис.2. Термограф М–16

 

2. Измерение влажности воздуха

Для измерения влажности воздуха применяются следующие приборы: психрометры Августа и Ассмана, гигрометры и гигрографы.

Стационарный психрометр Августа (рис.3,а) состоит из двух одинаковых (спиртовых или ртутных) термометров: сухого и влажного. Резервуар с ртутью влажного термометра обвязан тонкой тканью, концы которой находятся в открытой части мензурки с дистиллированной водой. Вода, испарясь с поверхности резервуара влажного термометра, охлаждает его, поэтому его показания меньше, чем у сухого.

По разности показаний сухого и влажного термометров, пользуясь таблицами или номограммами, определяют относительную влажность воздуха (рис.3, б).

Недостатком такого прибора является зависимость его показаний от скорости движения воздуха.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис.3,в) имеет вентилятор, просасывающий с определенной скоростью воздуха через трубки, в которые помещены резервуары сухого и влажного термометров. Трубки защищают термометры от механических повреждений и лучистого тепла.

Аспирационным психрометром пользуются для определения влажности при условии, если температура воздуха не выше +35°С и не ниже –10°С. Перед измерением увлажняют тканевую оболочку влажного термометра, заводят пружину вентилятора и устанавливают прибор вертикально в точке измерения. Через 3-5 минут снимают показания термометров и вычисляют относительную влажность по психрометрическим таблицам или номограмме (рис.3, г).

Рис.3. Приборы для измерения относительной влажности воздуха:

а) психрометр Августа; в) психрометр Ассмана б), г) номограммы для определения относительной влажности воздуха

Прямое измерение относительной влажности воздуха выполняется с помощью гигрометров – волосяного или пленочного. Их показания необходимо периодически проверять по аспирационному психрометру Ассмана.

При необходимости непрерывного определения влажности воздуха используются гигрографы.

В гигрографах типа М-21с (суточный) и М-21н (недельный) чувствительным элементом является пучок специально обработанных (обезжиренных) волос, в гигрографе М-32 - круглая мембрана, изготовленная из гигроскопической органической пленки. Изменение длины пучка во­лос или размеров пленки под влиянием изменения относительной влажности воздуха приводит через систему рычагов к перемещению стрелки с пером, которая вычерчивает на ленте, закрепленной на барабане, линию. Барабан вращается от часового механизма. Начальные показания устанавливаются по психрометру Ассмана.

 

3. Измерение давления

Для измерения давления используются барометры различных типов и барографы. По принципу действия барометры делятся на три группы: чашечные ртутные, пружинные и беспружинные барометры-анероиды. Наиболее распространенными являются приборы последнего типа.

Беспружинный барометр-анероид БАММ-1. Действие барометра-анероида, например БАММ-1, основано на свойстве мембранной анероидной коробки деформироваться при изменении атмосферного давления. Линейные перемещения мембран преобразуются передаточным рычажным механизмом в угловые перемещения указывающей стрелки прибора. Шкала градуирована в Паскалях. Барометр снабжен встроенным термометром для определения температурной поправки к показаниям прибора. В отсчет по барометру-анероиду должна быть введена поправка шкалы, температурная и добавочная поправки. Эти поправки прибора указаны в поверочном свидетельстве.

Температурная поправка вычисляется по формуле:

 

Р =Δ Р· t,

 

где Р – искомая температурная поправка;

Δ Р – температурная поправка на 1⁰С (указана в поверочном свидетельстве);

t – температура, отсчитанная по термометру барометра-анероида.

Для непрерывной регистрации давления используют самопишущие приборы – барографы.

 

4. Измерение скорости движения воздуха

Для измерения скоростей движения воздуха используют крыльчатые и чашечные анемометры, а также кататермометры, термоанемометры.

Крыльчатый анемометр предназначен для измерения скорости движения однонаправленных воздушных потоков в пределах от 0,3 до 5 м/с (рис.4, а) приемная часть крыльчатого анемометра, воспринимающая движение воздуха, выполнена в виде легкой крыльчатки из алюминиевой фольги, которая насажана на ось. Под напором движущегося воздуха крыльчатка вращается, и это вращение по средствам кинематической передачи передается на стрелки счетчика оборотов. Счетчик имеет три шкалы: по двум малым шкалам снимают показания тысяч и сотен единиц, а по большой десятки и единицы. Для включения и выключения счетчика числа оборотов прибор снабжен арретиром. Каждый анемометр снабжен паспортом с тарировочными графиками для перевода числа оборотов, снимаемых с циферблатом шкал, в единицы скорости движения воздуха, измеряемые в метрах в секунду.

Принцип измерения скорости движения воздуха с помощью анемометра состоит в следующем:

- расположить анемометр перпендикулярно движущемуся воздушному потоку так, чтобы ось крыльчатки совпадала с направлением потока; не включая счетчика,

- снять первоначальный отсчет,

- затем, выждав, когда крыльчатка раскрутится, включать одновременно счетчик числа оборотов анемометра и секундомер. Через 100 с выключить одновременно счетчик и секундомер и определить число оборотов за одну секунду.

По прилагаемым к паспорту графикам определяют ско­рость движения воздуха. Для повышения точности результатов необходимо выполнить три-пять замеров.

Чашечный анемометр служит для измерения больших скорос­тей движения воздуха (до 20 м/с) в условиях часто меняющих­ся направлений или турбулентных движений воздуха, т.к. его показания не зависят от направления воздушного потока. Порог чувствительности чашечного анемометра 0,8 м/с.

В чашечном анемометре (рис.4, б) восприятие движения воздуха осуществляется четырьмя полыми полуша­риями, насажанными на крестовину, вращающуюся вокруг вертикальной оси под напором движущегося воздуха. Прибор имеет три циферблата, с которых снимают показания единиц, десятков, сотен и тысяч оборотов оси. Вклю­чение счетчика числа оборотов осуществляет­ся с помощью арретира. Принцип измерения скорости движения воздуха чашечным анемомет­ром аналогичен измерению крыльчатым анемометром. Перевод числа оборотов, снима­емых со шкал циферблата, в метры в секунду, осуществляется с помощью тарировочного гра­фика.

Для измерения малых скоростей движения воздуха (до 0,5 м/с) можно использовать кататермометры, микроанемометры, электротермоанемометры.

 

Рис. 4. Приборы для измерения скорости движения воздуха:

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: