Дослідження мікроклімату виробничих приміщень

Розмежування робіт по категоріях - здійснюється на основі інтенсивності загальних енерговитрат організму в ккал / год (Вт). а, I б, II а, II б, III ) представлена в приложении 6.1. Характеристика категорій робіт (I а, I б, II а, II б, III) представлена ​​в додатку 6.1.

Теплове навантаження середовища (ТНС) - сумісне дію на організм людини параметрів мікроклімату (температура, вологість, швидкість

руху повітря, теплове опромінення), виражене одночісловим показником в ^о С - ТНС-індексу.

2.2 Показники мікроклімату, тепловий баланс організму людини

Метеорологічні умови у виробничих приміщеннях - це поєднання п'яти фізичних виробничих чинників:

1. ( ^о С); температури повітря t ^(о С);

2. _п ( ^о С); температури поверхонь t _п ^(о С);

3. відносної вологості повітря φ (%);

4. (м/с); швидкості руху повітря V (м / с);

5. інтенсивності теплового опромінення Q (Вт / м ^2);

Температура повітря - параметр, що характеризує ступінь нагретости повітря.

Температура поверхонь - параметр, що характеризує ступінь нагріву поверхонь огороджувальних конструкцій (стіни, стеля, підлога), пристроїв (екрани тощо), а також технологічного устаткування або огороджувальних його пристроїв. Температура представляє собою міру середньої кінетичної енергії поступального руху молекул, що складають повітря (огороджувальні конструкції, технологічне обладнання тощо).

Вологість повітря - параметр, що відображає вміст у повітрі водяної пари.

Розрізняють абсолютну дійсну, абсолютну максимально можливу і відносну вологість повітря. Абсолютною вологістю називається маса пара, яка міститься в 1 м ^з вологого повітря, чисельно дорівнює щільності пари при парціальному тиску. Максимально можливу вологістю повітря називається максимально можлива щільність водяної пари при даній температурі. Відносною вологістю повітря називається відношення дійсної абсолютної вологості ненасиченого повітря до максимально можливої ​​абсолютної вологості повітря при тій же температурі.

Швидкість руху повітря - параметр, що відображає інтенсив ність руху повітряних мас.

Інтенсивність теплового опромінення - параметр, що характеризує перенесення енергії випромінюванням від нагрітих поверхонь обладнання, опалювальних та освітлювальних приладів, сонця, що проникає через віконні отвори.

Умовою існування людини, як теплокровного біосущества, є дотримання стану теплової рівноваги, при якому кількість утворився в ньому тепла дорівнює кількості тепла, виділеного в зовнішнє середовище в той же проміжок часу.

Тепловий баланс людини з навколишнім середовищем можна виразити рівнянням:

± C ± R – ε = O , M ± C ± R - ε = O,

– метаболическое тепло (полученное за счет процесса обмена веществ в организме, равное 116,6… 125,5 B т в условиях покоя); де: M - метаболічна тепло (отримане за рахунок процесу обміну речовин в організмі, рівне 116,6 ... 125,5 B т на умовах спокою);

– тепло, получаемое организмом из внешней среды или отдающееся во внешнюю среду путем конвекции (теплообмен с окружающим воздухом); C - тепло, одержуване організмом із зовнішнього середовища або віддаються в зовнішнє середовище шляхом конвекції (теплообмін з навколишнім повітрям);

– тепло радиации (теплообмен с окружающими поверхностями); R - тепло радіації (теплообмін з навколишніми поверхнями);

– испарение влаги через кожу и с выдыхаемым воздухом. ε - випаровування вологи через шкіру і з повітрям, що видихається.

Значне накопичення тепла приводить до гіпертермії - стану, при якому температура тіла піднімається до 38 ... 39 ^о С. Симптоми: головний біль, запаморочення, загальна слабкість, спотворення кольорового сприйняття, сухість у роті, нудота, блювота, рясне потовиділення. Пульс і дихання прискорені. При цьому спостерігається блідість, синюшність, зіниці розширені, часом виникають судоми, втрата свідомості.

Гіпотермія - переохолодження організму. У початковий період впливу помірного холоду спостерігається зменшення частоти дихання, збільшення об'єму вдиху. При тривалому впливові холоду дихання стає неритмічним, частота і обсяг вдиху збільшуються.

З метою профілактики несприятливого впливу мікроклімату повинні бути використані захисні заходи (системи місцевого кондиціонування повітря, повітряне душірованіе, компенсація несприятливого впливу одного параметра мікроклімату зміною іншого, спецодяг та інші засоби індивідуального захисту, приміщення для відпочинку та обігрівання, регламентація часу роботи, зокрема, перерви в роботі, скорочення робочого дня, збільшення тривалості відпустки, зменшення стажу роботи та ін.)

2.3 Класифікація умов праці за показниками мікроклімату

(Р 2.2.755-99 Гігієнічні критерії оцінки і класифікації умов праці за показниками шкідливості і небезпеки факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу.)

Поєднання параметрів мікроклімату, при якому має місце порушення теплообміну людини з навколишнім середовищем, характеризується поняттями нагріваючого і охолоджуючого мікроклімату.

Нагріваючий мікроклімат - поєднання параметрів мікроклімату (температура повітря, вологість, швидкість його руху, теплове випромінювання), при якому має місце порушення теплообміну людини з навколишнім середовищем, що виражається в накопиченні тепла в організмі вище верхньої межі оптимальної величини (> 0,87 кДж / кг ) та / або збільшенні частки втрати тепла випаровуванням поту (> 30%) у загальній структурі теплового балансу, появою загальних або локальних дискомфортних тепловідчуття (злегка тепло, тепло, спекотно).

Для оцінки нагріваючого мікроклімату в приміщенні (незалежно від періоду року), а також на відкритій території у теплий період року використовується інтегральний показник - теплове навантаження середовища (ТНС-індекс). Значення ТНС - індексу не повинні виходити за межі величин, рекомендованих до табл. 6.3. додатки.

Охолоджуючий мікроклімат - поєднання параметрів мікроклімату, при якому має місце зміна теплообміну організму, призводить до створення загального або локального дефіциту тепла в організмі (<0,87 кДж / кг) в результаті зниження температури «ядра» і / або «оболонки» тіла (температура «ядра» і «оболонки» тіла - відповідно температура глибоких та поверхневих шарів тканин організму).

У залежності від теплового та функціонального стану людини умови праці за показниками мікроклімату (нагріваючого і охолоджуючого) відносять до того чи іншого класу шкідливості і небезпеки.

Оптимальні умови мікроклімату (1 клас) встановлені за критеріями оптимального теплового і функціонального стану людини. часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонения в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Вони забезпечують загальне і локальне відчуття теплового комфорту протягом 8 - годинний робочої зміни при мінімальному напрузі механізмів терморегуляції, не викликають відхилення у стані здоров'я, створюють передумови для високого рівня працездатності і є бажаними на робочих місцях.

Оптимальні величини показників мікроклімату необхідно дотримуватися на робочих місцях виробничих приміщень, на яких виконуються роботи операторського типу, пов'язані з нервово-емоційною напругою (у кабінетах, на пультах і постах керування технологічними процесами, у залах обчислювальної техніки та ін.) Перелік інших робочих місць і видів робіт, при яких повинні забезпечуватися оптимальні величини мікроклімату визначаються Санітарними правилами по окремих галузях промисловості та іншими документами, узгодженими з органами Державного санітарно-епідеміологічного нагляду в установленому порядку.

Оптимальні параметри мікроклімату на робочих місцях повинні відповідати величинам, наведеним у таблиці 6.1. додатки, стосовно до виконання робіт різних категорій в холодний і теплий періоди року.

часовой рабочей смены. Допустимі умови мікроклімату (2 клас) встановлені за критеріями допустимого теплового і функціонального стану людини на період 8 - годинної робочої зміни. Вони не викликають пошкоджень і порушень стану здоров'я, але можуть призводити до виникнення загальних і локальних відчуттів теплового дискомфорту, напруження механізмів терморегуляції, погіршення самопочуття і зниження працездатності.

Допустимі величини показників мікроклімату встановлюються у випадках, коли за технологічними вимогами, технічним та економічним обгрунтованих причин не можуть бути забезпечені оптимальні величини.

Допустимі величини показників мікроклімату на робочих місцях повинні відповідати значенням, наведеним у таблиці 6.2. додатки, стосовно до виконання робіт різних категорій в холодний і теплий періоди року.

Допустимі умови мікроклімату умовно відносять до безпечним.

Оптимальні і допустимі значення показників мікроклімату встановлені з урахуванням періоду року, інтенсивності енерговитрат працюючих, тривалості виконання роботи.

У виробничих приміщеннях, в яких допустимі нормативні величини показників мікроклімату неможливо встановити через технологічних вимог до виробничого процесу або економічно обгрунтованої недоцільності, умови мікроклімату слід розглядати як шкідливі і небезпечні.

Шкідливі умови мікроклімату (3 клас) характеризуються перевищенням оптимальних та допустимих гігієнічних нормативів; надають несприятливу дію на організм працюючого.

Шкідливі умови мікроклімату за ступенем небезпеки поділяються на 4 ступені.

Небезпечні (екстремальні) умови праці (4 клас) характеризуються значенням показників мікроклімату, вплив яких протягом робочої зміни (або її частини) створюють загрозу для життя, високий ризик важких форм перегріву і переохолодження організму.

3. Прилади й устаткування

Психрометр аспіраційний МВ 4М служить для визначення відносної вологості повітря.

Прилад (рис. 3.1.) Складається з двох однакових ртутних термометрів 3 і 4, закріплених у спеціальній оправі. Резервуари термометрів поміщені в трубки захисту 1. У верхній частині приладу аспіраційна головка 5, всередині якої знаходиться заводний механізм з вентилятором, що протягують повітря близько резервуарів термометрів. Пружина заводного механізму вентилятора заводиться ключем 7. Перед роботою резервуар правого термометра обертається батистом в один шар і змочується чистої дистильованої водою за допомогою піпетки. Обертанням вентилятора в прилад через захисні трубки всмоктується повітря, який обтікаючи резервуари проходить по воздуховодной трубці 2 до вентилятора і викидається назовні.

Вода, випаровуючись із поверхні батисту, поглинає тепло, внаслідок чого свідчення вологого термометра менше, ніж сухого.

Вологість повітря визначається за показаннями сухого і вологого термометрів за спеціальними психрометрический таблиць або психрометрический графіком, а температура повітря - за показаннями сухого термометра.

Рис. 3.1. Психрометр аспіраційний МВ 4М

1 - трубка захисту; 2 - повітропровідної трубка; 3,4 - ртутні термометри; 5 - прорізи; 6 - аспіраційна головка; 7 - ключ.

Анемометр крильчатий АСО 3 служить для визначення швидкості руху повітря від 0,3 до5 м / с. Прилад (рис. 3.2) складається з ветропріемніка і лічильного механізму.

Рис. 3.2. Анемометр крильчатий АСО 3

1 - крильчатка; 2 - трубчаста вісь, 3 - корпус ветропріемніка;

4 - корпус рахункового механізму; 5 - циферблат; 6 - арретир.

Ветропріемніком служить крильчатка 1, насаджена на трубчасту вісь 2. На кінці трубчастої осі в корпусі 4 знаходиться черв'як, який через черв'ячне колесо передає обертання крильчатки на зубчастий редуктор рахункового механізму.

Рахунковий механізм має три стрілки, а на його циферблаті 5 завдано три шкали: одиниць, сотень і тисяч.

Включення і вимикання рахункового механізму проводиться аретиром 6. При повороті аретира проти годинникової стрілки, черв'ячне колесо входить в зачеплення з черв'яком і ветропріемнік анемометра з'єднується з рахунковим механізмом. Для виключення рахункового механізму арретир повертають за годинниковою стрілкою.

При вимірі більш високих швидкостей руху повітря (від 1 до 20 м / с) застосовують чашковий анемометр типу МС 13. Прилад відрізняється від крильчатиє анемометра тільки ветропріемніком, де замість крильчатки - хрестовина з чотирма порожнистими півкулями.

Під час виміру анемометр встановлюють вертикально таким чином, щоб вісь хрестовини розташовувалася перпендикулярно напрямку повітряного потоку.

Термометри служать для визначення температури повітря. В даний час більше поширення отримали ртутні термометри. Це пояснюється їх точністю і можливістю застосування в широкому діапазоні температур від -35 до +375 ^о С. Спиртові та інші рідинні термометри менш точні, тому що спирт при нагріванні вище 0 ^о С розширюється не рівномірно. Але вони дають можливість виміряти дуже низькі температури до -130 ^о С, для яких ртутні термометри непридатні, тому що ртуть замерзає при температурі -38,9 ^про С.

Для вимірювання температури в виробничих приміщеннях, як правило, використовують ртутні термометри з ціною поділки шкали 0,2 ^о С. Кращими з них є «сухі» термометри аспіраційних психрометрів, службовців для визначення вологості повітря.

Кульовий термометр використовується для визначення ТНС-індексу. Температура всередині зачернений кулі вимірюється ртутним термометром, поміщеним у центр кулі. Зачернений куля повинна мати діаметр 90 мм, мінімально можливу товщину і коефіцієнт поглинання 0,95. Точність вимірювання температури всередині кулі ± 0,5 ^о С.

4. Порядок виконання роботи

4.1 Загальні вимоги

Ознайомитися з пристроєм, принципом дії приладів та лабораторної установки, порядком проведення досліджень. Отримати дозвіл викладача і приступити до виконання замірів, дотримуючись правил обережності при роботі з електричними приладами.

Порядок проведення замірів включає в себе три етапи: на першому етапі досліджуються мікрокліматичні умови при нерухомому повітрі без теплового навантаження, на другому - при рухомому повітрі без теплового навантаження; на третьому - при рухомому повітрі і теплового навантаження. Швидкість руху повітря встановлюється, за завданням викладача, заслінкою на випускному вікні вентиляторної установки.

4.2 Визначення відносної вологості

Змочити батист на резервуарі правого термометра. Для цього взяти гумовий балон з піпеткою, заздалегідь наповненою дистильованою водою, і легким рухом довести рівень води в піпетці до межі. Якщо риса на піпетці відсутня, то слід довести рівень води не далі 1 см від краю піпетки та утримати її на цьому рівні за допомогою затискача. Після цього ввести піпетку до відмови у внутрішню трубку захисту і змочити батист на резервуарі термометра. Зачекавши якийсь час (2-3 сек), не виймаючи піпетки з трубки, розтиснути затиск і вийняти піпетку.

Обережно, щоб не зірвати пружину, завести вентилятор майже вщерть. Відлік по термометрам провести на 4 ій хвилині після пуску вентилятора.

Визначити відносну вологість по психрометрический графіку в наступному порядку: по вертикальній лінії зазначити показання сухого термометра, а по похилих - свідчення змоченого; на перетині цих ліній визначити значення відносної вологості. Лінії, відповідні десяткам відсотків, позначені на графіку цифрами: 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, і 90.

Температуру повітря визначити за показаннями сухого термометра.

Приклад: Температура «сухого» термометра +21,7 ^о С, вологого +14,3 ^о С. На графіку (рис. 4. 1) знаходимо точку перетину вертикальної і похилій ліній, яка буде знаходитися вище 42, але нижче 44. Отже, відносна вологість повітря буде дорівнює 43%.

4.3 Визначення швидкості руху повітря

Перед початком виміру вимкнути за допомогою аретира передавальний механізм анемометра і записати початкове показання приладу за трьома шкалами на циферблаті. Встановити анемометр у повітряному потоці ветропріемніком назустріч і віссю крильчатки вздовж напрямку потоку. Через 5 ... .10 сек включити одночасно механізм анемометра і секундомір

Через 1 ... 2 хв вимкнути механізм і секундомір, записати кінцеве показання приладу і час експозиції в секундах. Визначити число поділок, що припадають на 1 сек, розділивши різниця кінцевого і початкового свідчення на час експозиції.

За тарировочной графіку (рис. 4.2) визначити швидкість руху повітря. Для цієї мети на вертикальній осі графіка знайти число, відповідне числу поділок шкали лічильника анемометра за секунду. Від цієї точки провести горизонтальну лінію до перетину з прямою графіка. З отриманої точки перетину опустити вертикальну лінію до перетину з горизонтальною віссю. Точка перетину дасть шукану швидкість руху повітря в м / с.

Приклад: Початкове показання лічильника 4332, кінцеве - 5000. Різниця в свідченнях: 5000 - 4332 = 168. Число поділок в 1 сек одно: 168: 120 = 1,4. Згідно з графіком (рис. 4.2) шукана швидкість руху повітря дорівнює 0,7 м / с.

Рис. 4.1. Психрометрический графік