Материал: m24447_2

83

1. Лабораторная работа «Оценка микроклимата в помещениях»

Цель работы: научиться оценивать соответствие микроклимата санитарным нормам и класс условий труда по показателям микроклимата.

Общие сведения

Микроклимат представляет собой комплекс физических факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, на тепловое состояние человека и определяющих самочувствие, работоспособность, здоровье и производительность труда.

Показатели микроклимата: температура воздуха и его относительная влажность, скорость движения, тепловое излучение.

Большое влияние на метеорологические условия в рабо­чей зоне оказывают тепловые излучения от нагретого обо­рудования, обрабатываемых изделий и материалов. Кроме того, метеорологические условия в рабочих помещениях под­вержены колебаниям сезонного характера и поэтому меня­ются с переменой атмосферных условий.

Высокая температура на рабочем месте в сочетании с вы­сокой влажностью или, наоборот, при чрезмерной сухости воздуха способствует перегреванию организма и вызывает нарушение терморегуляции (нормального течения жизнен­ных процессов) между организмом человека и внешней сре­дой, возникают опасные болезненные явления: головокруже­ние, тошнота, потеря сознания.

Движущийся воздух способствует усилению теплоотдачи организма путем создания условий для испарения влаги с поверхности слизистых оболочек и наружного кожного по­крова. Однако при низких температурах повышенная влаж­ность и увеличенная скорость движения воздуха вызывают переохлаждение организма. При перенасыщении воздуха во­дяными парами они начинают конденсироваться в туман, и воздух теряет свою прозрачность, что небезопасно.

Влажность воздуха характеризуется степенью насыщения его водяными парами. Источниками, повышающими влаж­ность воздуха в производственных помещениях, являются от­крытые поверхности емкостей с водой, моечных установок и т. д.

Пониженная влажность воздуха может наблюдаться в зимнее время в горячих цехах, когда поступающий в них наружный холодный воздух содержит незначительное коли­чество водяных паров. После повышении температуры тако­го воздуха его относительная влажность резко снижается.

СанПиН и ГОСТ 12.1.005 ограничивают параметры микроклимата (см. приложение 1) в зависимости от периода года (теплый - выше +10С или переходный и холодный - ниже +10С), тяжести выполняемых работ, характера теплоизбытков в помещении. Нормы даются оптимальные и допустимые.

Работы по тяжести подразделяются на следующие категории в соответствии с ГОСТом 12.1.005 ССБТ "Общие санитарно-гигиенические тре­бования к воздуху рабочей зоны": легкая - I, средней тяжести - II, тяжелая - III. Категория работ определяется затратами человеком энергии (энергоза­траты представлены в прил. 2): к I категории относят работы, производимые сидя, стоя или при ходьбе, не требующие систематического напряжения или поднятия и переноски тяжестей; к II категории - работы, сопровождающиеся постоянной ходьбой или выполняемые стоя, сидя, связанные с переноской тяжестей до 10 кг; к III категории относят работы по переноске тяжестей свыше 10 кг, работы в стесненных условиях с напряжением зрения, слуха, дыхания и др.

В зависимости от значений параметров микроклимата изменяется класс условий труда по степени вредности и опасности (приложение 7). Для поддержания здоровья и работоспособности человека в нормальных пределах разработаны санитарные нормы (СН) микроклимата в производственных помещениях (приложение 1) на температуру, влажность и скорость движения воздуха с учетом тепловой радиации (избытков явного тепла).

Нагревающий микроклимат – сочетание параметров, при котором имеет место изменение теплообмена человека с окружающей средой, проявляющееся в накоплении тепла в организме или в увеличении доли потерь тепла испарением влаги.

Оценка труда при работе в помещениях с нагревающим микроклиматом при тепловом облучении  25% поверхности тела человека, одетого в комплект легкой летней одежды с теплоизоляцией 0,5-0,8 кло (1кло = 0,155 ⁰С^.м²/Вт) представлены в приложении 2. Нагревающий микроклимат оценивается по интегральному показателю «тепловая нагрузка среды» (ТНС-индексу). ТНС-индекс отражает совокупное влияние температуры, скорости и влажности воздуха, а также теплового излучения на теплообмен человека с окружающей средой и выражается в ^оС.

Приборы и оборудование

1.Барометр-анероид.

2. Психрометр аспирационный МВ-4М и цифровой термогигрометр 8705.

3. Кататермометр шаровой и термоанемометр 8906.

4. Инфракрасный цифровой термометр 8868 (или электротермометр ЭТП-М) и шаровой термометр.

Список приборов для оценки микроклимата представлен в Руководстве Р 2.2.755-99.

Барометр-анероид служит для измерения атмосферного давления. Показания считываются со шкалы в мм рт. столба или гигопаскалях (гПа).

Психрометр аспирационный МВ-4М предназначен для измерения относительной влажности от 20 до 90 % и температуры воздуха от 15 до 40С. Состоит из двух одинаковых термометров, один из которых увлажнен с помощью фитиля, изготовленного из батиста или марли. Влажность воздуха определяется в таблице на гигрометре по показаниям сухого термометра и разности показаний сухого и увлажненного. Принцип работы прибора заключается в том, что при испарении с увлажненного термометра вода отбирает тепло: суше воздух - интенсивней испарение и ниже температура, которую будет показывать увлажненный термометр. Вентилятор создает постоянную скорость движения воздуха вокруг термометров, снижая тем самым погрешность измерения от действия ветра. Экраны снижают погрешность от лучистой энергии. Вентилятор работает за счет пружины, завода механизма которого хватает на 8 -10 мин.

Порядок определения влажности следующий:

смачивают фитиль на увлажненном термометре дистиллированной, дождевой или кипяченой водой комнатной температуры;

заводят вентилятор психрометра (осторожно, чтобы не повредить пружину);

через 3-4 мин после пуска вентилятора фиксируют температуру;

по показаниям термометров в психрометрической таблице (приложение 1.4) находят влажность воздуха.

Более точно, с учетом атмосферного давления, относительная влажность рассчитывается по выражению (1)

, % (1)

где Р_М, Р_С - упругость водяного пара соответственно при температуре увлажненного (t_М) и сухого (t_С) термометров;

В - атмосферное давление, мм рт. ст.

Значения Р_М и Р_С определяют по приложению 5.

Цифровой термо-гигрометр 8705 предназначен для измерения температуры от -20 до +50°С и относительной влажности воздуха от 10 до 90% с точностью ±4% во всех диапазонах. Прибор имеет термодатчик, емкостной датчик влажности с защитным колпачком, дисплей и кнопки управления.

Нажатием кнопки ON/OFF осуществляется включение и выключение питания, причем в течение первых 5 с отображается полное изображение на дисплее, после чего в левом верхнем углу появится значение относительной влажности (%), а в нижнем правом углу- значение температуры окружающего воздуха (С°).

Дальнейшее однократное нажатие кнопки MIN/MAX позволяет вывести из памяти на дисплей минимальное значение температуры и влажности, а повторное нажатие кнопки MIN/MAX - максимальное значение температуры и влажности. Для отключения данной функции удерживайте нажатой кнопку MIM/MАX до тех пор, пока индикаторы МАХ или MIN не исчезнут с дисплея прибора. Для очистки памяти максимальных и минимальных значений удерживайте нажатой кнопку RST (RESET) до тех пор, пока дисплей снова не загорится.

Удержание нажатой кнопки HOLD до появления на дисплее индикатора HLD позволяет сохранить на нем результаты текущих измерений. Для отключения данной функции нажмите кнопку RST. Функция DATA HOLD доступна для измерений температуры, относительной влажности и точки росы.

Нажатие и удержание кнопки td/WBT до тех пор, пока в леой части дисплея не появится индикатор td, отображает в правом нижнем углу значение температуры точки росы (см. работу 14).

Нажатие и удержание кнопки td/WBT до тех пор, пока в левой части дисплея не появится индикатор WB, отображает в правом нижнем углу значение температуры по показаниям влажного термометра. Мигающий индикатор WB указывает на то, что происходит вычисление результатов текущих измерений и обновление результатов ввиду непрерывных изменений влажности и температуры окружающей среды.

ТНС-индекс рассчитывается по показаниям влажного t_вл, сухого t_с и шарового t_ш термометров:

вне помещения при солнечной тепловой нагрузке или внутри помещения с тепловым излучением

ТНС-индекс = 0,7 t_вл + 0,1 t_с + 0,2 t_ш;

там же, но без солнечной нагрузки и теплового излучения

ТНС-индекс = 0,7 t_вл + 0,3 t_ш.

Охлаждающий микроклимат – сочетание параметров, при котором суммарная теплоотдача в окружающую среду превышает величину теплопродукции организма. Это приводит к образованию общего или локального дефицита тепла в теле человека. Класс условий труда при работе в помещениях с охлаждающим микроклиматом представлен в приложении 3 применительно к работникам одетым в комплект одежды с теплоизоляцией 1 кло.

При воздействии на работающих двух и более факторов, определяющих одну из степеней вредных условий труда, их переводят в следующую степень вредности. Для обеспечения среднесменного термического напряжения работающих на допустимом уровне суммарная продолжительность их работы в течение смены должна составлять не более 7, 5, 3 и 1 ч соответственно для 1, 2, 3, 4-й степени вредности 3-го класса. Если это время больше, то условия труда переводят в следующую степень вредности. Применение спецодежды не исключает соблюдения должной регламентации времени работы в неблагоприятной среде.

Для отключения вышеперечисленных функций нажмите кнопку td/WBT и удерживайте ее до тех пор, пока на дисплее не исчезнут индикаторы td и WB.

Питание прибора автоматически отключается через 20 мин (включается режим пониженного потребления питания - sleep mode), если в течение этого времени не была активизирована ни одна функция.

Кататермометр шаровой применяется для измерения малых скоростей движения воздуха от 0,05 до 2 м/с. Состоит из стеклянного корпуса со шкалой и двух резервуаров, соединенных капиллярной трубкой. Нижний шаровой резервуар заполнен спиртом. На стержне кататермометра нанесена постоянная величина, называемая фактором (F) кататермометра. Он показывает, сколько тепла (в милликалориях) отдается с единицы поверхности (с 1 см²) шара при изменении температуры на 1С  т.е.F = мкал/(см^{2 о}С).

Порядок определения скорости движения воздуха следующий:

нагревают воду до 65-75С;

опускают шар кататермометра в воду и выдерживают до наполнения спиртом примерно половины верхнего резервуара;

тщательно протирают кататермометр досуха и подвешивают в исследуемом месте;

выжидают время до исчезновения спирта из верхнего резервуара и засекают время (t) опускания спиртового столбика от температуры Т₁ = 38С до Т₂ = 35С;

рассчитывают величину охлаждения H

, (2)

где Ф = F/3 - константа кататермометра;

определяют разность (Q) между средней температурой кататермометра во время его остывания и температурой воздуха (Тв) во время опыта, т.е.

= 36,5 - Т_В; (3)

находят отношение H/Q и по приложению 6 определяют скорость движения воздуха.

Термоанемометр 8906 применяется для измерения скоростей движения воздуха от 0,4 до 29.5 м/с с точностью ±3%. Он состоит из пластмассового корпуса, в верхней части которого установлена крыльчатка вентилятора, в средней – пульт управления, а в нижней - дисплей. Прибор многофункциональный (оснащен 11 функциями), некоторые из них представлены ниже:

Измерение скорости движения воздуха в одной точке (м/с) производится в следующей последовательности:

1. Включите измеритель нажатием кнопки ON/OFF. Прибор покажет полное изображение на дисплее (всю возможную информацию одновременно).

2. По истечении 5 с, когда дисплей показывает «vel» в верхнем левом углу, прибор готов к использованию и отображает в левом верхнем углу значение скорости движения воздуха на текущий момент, а в правом нижнем углу - температуру окружающего воздуха.

3. Дальнейшее однократное нажатие кнопки MIN/MAX REC SINGLE POINT, сопровождаемое звуковым сигналом, отображает на дисплее среднее значение скорости по умолчанию. Каждое повторное нажатие кнопки MIN/MAX повторяет на дисплее значения:

на текущий момент,

MIN скорость,

МАХ скорость,

снова среднее значение скорости.

Измерение среднего значения скорости движения воздуха (м/с) для нескольких точек производится в следующей последовательности:

1. Включите измеритель и установите крыльчатку в первую точку, чтобы измерить. Как только первое измерение будет закончено, нажмите кнопку HOLD (вы услышите звуковой сигнал) и отпустите. На дисплее над значением появится HOLD.

2. Нажмите кнопку MIN/MAX (вы услышите звуковой сигнал) и отпустите, (дисплей покажет одну из цифр 1-8 в правом нижнем углу). Это число представляет точку, которая была записана. Повторите действия п.п.1-2, пока все нужные точки не будут измерены и записаны. Одновременно может быть записано максимум 8 точек.

3. Когда все измерения записаны, нажмите кнопку AVERAGE. Прибор покажет среднее значение скорости ветра и количество измеренных точек.

Прямое измерение расхода воздушного потока в одной точке (м³/с) производится в следующей последовательности:

Измерение расхода воздушного потока считается как произведение значений скорости движения воздуха V (м/с) на размеры измеряемой площади S (м²): Q (м³/с) = V(м/c) · S(м²).

Перед началом измерения расхода воздушного потока вы должны определить измеряемую площадь S(м²) источника воздушного потока.

1. Включите прибор.

2. Один раз нажмите кнопку MODE (вы услышите звуковой сигнал). Измеритель покажет "AREA" в верхней части экрана и появится надпись "3.111".

3. Нажмите кнопку HOLD, чтобы увеличить значение целых чисел измеряемой площади.

4. Нажмите кнопку AVERAGE, чтобы перейти к десятым долям измеряемой площади и следуйте пункту 3. Далее повторите п.п. 3-4 для сотых и тысячных долей измеряемой площади.

5. Далее нажатием кнопки MODE входим в режим измерения расхода воздушного потока. В верхней части дисплея появится слово "flow". Прибор фиксирует текущее значение расхода воздушного потока (м³/с).

Перевод измерения скорости движения воздуха с м/с на км/ч и узлы.

1. Нажмите кнопку SEL:.MIL/H.KNOT, чтобы значение измерения изменилось с м/с на км/ч.

2. Повторное нажатие кнопки SEL:.MIL/H.KNOT переводит измеряемое значение скорости движения воздуха с км/ч на узлы и далее возвращает в исходное состояние (м/с).

Настройки по умолчанию можно изменить (британскую систему на метрическую и наоборот), следуя следующим инструкциям:

1. Нажмите и удерживайте кнопку AVERAGE, затем один раз нажмите кнопку ON/OFF, чтобы включить прибор. Когда дисплей покажет "ft/m, m/s" и "°С,°F", отпустите кнопку AVERAGE.

2. Чтобы выбрать метрическую систему, нажмите кнопку HOLD. Дисплей покажет "m/s,°C". Чтобы выбрать британскую систему, нажмите кнопку AVERAGE. Дисплей покажет "ft/m,°F".

3. Нажмите кнопку MIN/MAX REC. Дисплей покажет "S". Затем нажмите кнопку HOLD. Дисплей покажет 2400 или 1200 (предварительные настройки). Снова нажмите кнопку MIN/MAX REC. Дисплей снова покажет "S ". Затем нажмите кнопку HOLD. Дисплей вернется к обычному измерению. Теперь установка настроек по умолчанию завершена. Для удаления значка " HOLD" вверху дисплея нажмите кнопку HOLD и приступайте к измерению текущей скорости воздуха в соответствии с предварительными установками.

Инфракрасный цифровой термометр 8868 предназначен для прецизионных бесконтактных измерений температуры объектов в диапазоне -4°F - 788°F (-20°C - 420°С) с точностью +/-2% и возможностью лазерного прицеливания. Прибор имеет лазерный луч, инфракрасный датчик, дисплей, кнопку переключения температурных шкал ⁰F/⁰С, кнопку подсветки, кнопку включения On/Hold, кнопку включения лазера LASER.

Меры безопасности:

не допускать попадания лазерного луча в глаза людей и животных и на отражающие (луч) поверхности;

не допускать попадания лазерного луча на воспламеняющиеся газы.

Прибор включается автоматически при нажатии на кнопку ON/HOLD. На дисплее будет показан результат измерений температуры. Прибор отключается автоматически в течение 4 с после того, как вы отпустите кнопку ON/HOLD.

Для изменения температурной шкалы (°С или °F) нажмите сначала кнопку ON/HOLD, а затем кнопку ⁰F/⁰С. На дисплее появится необходимая температурная шкала.

Прибор автоматически сохраняет на дисплее данные последнего измерения температуры в течение 5 с после того, как отпущена кнопка ON/HOLD.

Для включения подсветки нажмите сначала кнопку ON/HOLD, а затем кнопку BACKLITE. Для выключения подсветки повторите операцию.

Для включения лазерного указателя нажмите кнопку LASER одновременно с кнопкой ON/HOLD. Для выключения лазерного указателя повторите операцию снова.

Условия измерений. Возьмите прибор за ручку и направьте ИФ датчик на измеряемый объект. Прибор автоматически отреагирует на изменение температуры объекта по отношению к температуре окружающей среды. Учтите, что прибору потребуется около 30 мин для настройки на изменения температуры окружающей среды (если измерение высоких температур проводят после длительного использования прибора при низких значениях температур). Это связано с процессом охлаждения ИФ датчика.