Исследование параметров микроклимата
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Методические указания к лабораторной работе
Ростов – на – Дону
Составители: к.т.н., доцент Богданова И.В.
к.х.н., доцент Лоскутникова И.Н.
к.т.н., доцент Холодова С.Н.
к.х.н., доцент Дымникова О.В.
УДК
Исследование параметров микроклимата в производственных помещениях. Методические указания к лабораторной работе – Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2017. 15 с.
Работа посвящена изучению средств измерения, применяемых для контроля параметров микроклимата, выполнению экспериментальных исследований и расчетов с целью определения соответствия метеорологических условий производственного помещения требованиям санитарных норм.
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей ДГТУ, выполняющих лабораторный практикум на кафедре «БЖ и ЗОС».
Печатается по решению методической комиссии гуманитарного факультета.
Научный редактор – д.т.н., профессор Б.Ч. Месхи
Рецензент – д.т.н., доцент Ю.Н. Булыгин
© Издательский центр ДГТУ,
Цель работы: изучение основных принципов нормирования метеорологических условий в производственных помещениях, приборов, применяемых для контроля параметров микроклимата, исследование, методика определения и оценка метеорологических условий на рабочих местах.
Основные положения
Микроклимат производственных помещений – метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения, атмосферного давления воздуха и теплового излучения от нагретых поверхностей.
Практически все производственные процессы сопровождаются выделением тепла. Источниками тепла являются печи, котлы, паропроводы, пар. В теплое время года добавляется тепло солнечного излучения. Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло отводилось в окружающую среду.
Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 75 ккал/ч в состоянии покоя, до 400 ккал/ч при тяжелой работе. Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду Qт, конвекции у тела Qк, излучения на окружающие поверхности Qи, испарения влаги с поверхности кожи Qисп. Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха Qв. Для комфортных условий работы необходимо, чтобы тепловыделение организма равнялось его теплоотдаче, при этом температура внутренних органов человека остается постоянной (около 36,6°С). Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:
Q=Qт+Qк+Qи+Qисп+Qв,
Эта способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.
Количество тепла, отдаваемого организмом, зависит от параметров микроклимата на рабочем месте. Если температура окружающей среды ниже температуры поверхности одежды (27-30°С) и открытых частей тела (33,5°С), то происходит излучение тепла с поверхности кожи. При высоких температурах (30-35°С) окружающей среды теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном направлении – от окружающей среды к человеку. Отдача тепла испарением пота зависит от относительной влажности и скорости движения воздуха.
Температура в производственных помещениях является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды. Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды поверхности тела расширяются, повышается приток крови и теплоотдача увеличивается. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем – ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д.
При воздействии на организм человека отрицательных температур наблюдается сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица, изменяется обмен веществ. Низкие температуры воздействуют также и на внутренние органы, и длительное воздействие этих температур приводит к устойчивым заболеваниям.
Нормальной температурой окружающей среды можно считать 15-25°С.
Повышенная влажность воздуха, его неподвижность и наличие непроницаемой для воздуха и пота одежды способствует перегреву – нарушению терморегуляции организма. Терморегуляция организма резко нарушается при температуре воздуха выше 30°С и влажность 85 % и более, при этом наблюдается нарастающая слабость, головная боль тошнота, рвота и может наступить тепловой удар, который сопровождается повышением температуры тела (до 42°С), падением артериального давления, потерей сознания. Значительное накопление тепла в организме называют гипертермией.
Слишком низкая влажность (меньше 20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей. Нормальной считается влажность 40-60 %.
Движение воздуха в помещении способствует теплоотдаче организма, но при низкой температуре является неблагоприятным фактором. В зимнее время года скорость движения воздуха не должны превышать 0,3-0,5 м/с, а летом
0,5-1 м/с. Снижение теплоотдачи организма может привести к перегреву тела.
Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.
Метеорологические условия для рабочей зоны производственных помещений регламентируются ГОСТ 12.1.005-88 (2001) «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
В соответствии с нормативными документами параметры микроклимата производственных помещений подразделяются на оптимальные и допустимые (приложение 1, 2).
Оптимальные параметры микроклимата при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.
Допустимые параметры микроклимата могут вызывать быстро проходящие изменения функционального и теплового состояния организма. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.
Нормируемые параметры устанавливают для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от периода года, тяжести выполняемых работ, наличия избытков тепла.
Производственное помещение – это замкнутое пространство в зданиях и сооружениях, где осуществляется трудовая деятельность людей.
Рабочей зоной называется пространство, ограниченное по высоте 2-я метрами над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.
Период года подразделяется на теплый, когда среднесуточная температура наружного воздуха составляет не менее 10°С, и холодный, когда среднесуточная температура воздуха ниже 10°С.
Постоянное рабочее место – место, на котором работающий находится большую часть своего времени (более 50% или более 2 часов непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.
Непостоянное рабочее место – место, на котором работающий находится меньшую часть (менее 50% или менее 2 часов непрерывно) рабочего времени.
Категория работ по тяжести определяется в зависимости от количества затраченной энергии (табл. 1).
Таблица 1.
Категории работ по тяжести*
| Категория работ | Энергозатраты | |
| Ккал/ч | Вт | |
| Легкие 1-а | до 120 | до 139 |
| Легкие 1-б | 121-150 | 140-171 |
| Средние II-а | 151-200 | 175-232 |
| Средние II-б | 201-250 | 233-290 |
| Тяжелые III | >250 | >290 |
*В лабораторной работе категория работ задается преподавателем.
Измерение параметров микроклимата на предприятиях производится для следующих целей:
· аттестации, паспортизации и сертификации условий труда;
· определения льгот (выдача спецпитания, жиров, газированной воды и т.д.);
· определения продолжительности работы и перерывов, в том числе и для обогрева;
· определения права на получение средств защиты и спецодежды;
· определения эффективности отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха рабочей зоны;
· разработки мероприятий по нормализации условий труда.
Измерения параметров микроклимата проводятся ежегодно в начале, середине и конце холодного и теплого периодов не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце смены).
При колебаниях параметров микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, измерения необходимо проводить также при наибольших и наименьших величинах нагрузок на работающих.
Измерения производят на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работе сидя и на высоте 1,5 м при работах, выполняемых стоя.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством приборов и научиться производить замеры.
2. Произвести измерение параметров микроклимата:
2.1. Определить скорость движения воздуха. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2.
2.2.Определить относительную влажность воздуха с помощью аспирационного психрометра. Вычислить абсолютную и относительную влажность воздуха по формулам (1) и (2). Полученное значение относительной влажности проверяют по психрометрической таблице (приложение 6) и по номограмме психрометра (см. приложение 7) . Данные расчетов и измерений занести в таблицу 3.
3. Определить нормируемые параметры микроклимата в соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» (см. приложения 1, 2)
Измеренные параметры микроклимата и определенные для данной категории работ (заданной преподавателем) оптимальные и допустимые параметры микроклимата воздуха рабочей зоны (по СанПиН 2.2.4.548-96) сводятся в таблицу 4.
4. По результатам работы следует:
– дать заключение о соответствии измеренных параметров требованиям СанПиН 2.2.4.548-96;
– предложить мероприятия по нормализации параметров микроклимата;
– определить время пребывания работника при нахождении на рабочем месте в условиях повышенной или пониженной температуры (по приложениям 4, 5).
Таблица 2.
Определение скорости движения воздуха
| Тип анемо-метра | Показания счетчика анемометра | Разность показаний К2-К1 | Время измерения Т, с | (К2– К1) / Т | Скорость движения воздуха, V, м/с | |
| до измерения К1 | после измерения К2 | |||||
Таблица 3.
Определение влажности воздуха
| Бароме-три-ческое давление B, мм.рт.ст | Отсчеты термометра, 0С | Максимальная влажность, г/м3 | Абсолютная влаж-ность Аабс, мм рт. ст. | Относительная влажность φ, % | |||||
| по сухо-му tс | по влаж-ному tв | по сухо-му тер-мом. Рм с | по влаж-ному тер-мом. Рм в | по фор-муле | по номо-грам-ме | по таб-лице | |||
Таблица 4.
Оценка полученных результатов
| Период времени года | Категория работы | Температура воздуха t, 0С | Относительная влажность φ, % | Скорость движения воздуха V, м/с | Время пребывания на рабочих местах, ч | ||||||
| фактическая | оптимальная | допустимая | фактическая | оптимальная | допустимая | измеренная | оптимальная | допустимая | |||
Контрольные вопросы
1. Какими параметрами характеризуется микроклимат производственного помещения?
2. Что такое терморегуляция?
3. Что такое относительная влажность воздуха?
4. Что понимается под рабочей зоной производственного помещения?
5. Чем отличаются нормируемые параметры микроклимата производственного помещения?
6. На какие категории по энергозатратам делятся выполняемые в производственном помещении работы?
7. В каких единицах нормируется относительная влажность воздуха?
8. Что такое абсолютная влажность воздуха?
9. Какие приборы служат для измерения скорости движения воздуха?
10. Что такое максимальная влажность воздуха?
11. Что понимается под оптимальными и допустимыми значениями параметров микроклимата?
12. Какие параметры микроклимата регламентируются СанПиН 2.2.4.548-96?
13. Для каких целей в лабораторной работе используется аспирационный психрометр?
Литература
1. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
2. ССБТ ГОСТ 12.1.005-88 (2001). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Изд-во стандартов, 2002.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
| Период года | Категория работ по уровню энергозатрат, Вт | Темпера-тура воздуха, 0С | Темпера-тура поверхностей, 0С | Относи-тельная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с |
| Холод-ный | Iа (до 139) Iб (140-174) IIа (175-232) IIб (233-290) III (более 290) | 22-24 21-23 19-21 17-19 16-18 | 21-25 20-24 18-22 16-20 15-19 | 60-40 60-40 60-40 60-40 60-40 | 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 |
| Теплый | Iа (до 139) Iб (140-174) IIа (175-232) IIб (233-290) III (более 290) | 23-25 22-24 20-22 19-21 18-20 | 22-26 21-25 19-23 18-22 17-21 | 60-40 60-40 60-40 60-40 60-40 | 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
| Период года | Катего-рия работ | Температура воздуха, 0С | Температура поверх-ностей, 0С | Относи-тельная влаж-ность воздуха % | Скорость движения воздуха, м/с т | |
| диапазон ниже оптималь-ных величин | диапазон выше оптималь-ных величин | |||||
| Холодный | Iа Iб IIа IIб III | 20,0-21,9 19,0-20,9 17,0-18,9 15,0-16,9 13,0-15,9 | 24,1-25,0 23,1-24,0 21,1-23,0 19,1-22,0 18,1-21,0 | 19-26 18-25 16-25 14-23 12-22 | 15-75 15-75 15-75 15-75 15-75 | 0,1 0,1-0,2 0,1-0,3 0,2-0,4 0,2-0,4 |
| Теплый | Iа Iб IIа IIб III | 21,0-22,9 20,0-21,9 18,0-19,9 16,0-18,9 15,0-17,9 | 25,1-28,0 24,1-28,0 22,1-27,0 21,1-27,0 20,1-26,0 | 20-29 19-29 17-28 15-28 14-27 | 15-75 15-75 15-75 15-75 15-75 | 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-04 0,2-0,5 0,2-0,5 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Максимальная влажность, соответствующая показаниям психрометра
| Температура, 0С | Максимальная влажность, г/м3 | Температура, 0С | Максимальная влажность, г/м3 |
| 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 | 7,513 7,775 8,045 8,323 8,609 8,905 9,209 9,521 9,844 10,176 10,518 10,870 11,231 11,604 11,987 12,382 12,788 13,205 13,634 14,076 14,530 14,997 15,477 15,971 | 19,0 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 22,0 22,5 23,0 23,5 24,0 24,5 25,0 25,5 26,0 26,5 27,0 27,5 28,0 28,5 29,0 29,5 30,0 30,5 | 16,477 16,990 17,735 18,085 18,650 19,231 19,827 20,440 21,068 21,714 22,377 23,060 23,756 24,471 25,209 25,964 26,736 27,539 28,344 29,183 30,043 30,929 31,842 32,748 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин
| Температура воздуха на рабочем месте, 0С | Время пребывания, не более, при категориях работ, ч | ||||
| Iа | Iб | IIа | IIб | III | |
| — | — | — | — | ||
| — | — | — | — | ||
| — | — | — | |||
| — | — | — | |||
| — | — | ||||
| — | — | ||||
| — | |||||
| — | |||||
| — | |||||
| — | — | ||||
| — | — | ||||
| — | — | — | |||
| — | — | — | |||
| — | — | — | — |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин
| Температура воздуха на рабочем месте, 0С | Время пребывания, не более, при категориях работ, ч | ||
| Iа, Iб | IIа, IIб | III | |
| 32,5 | — | — | |
| 32,0 | — | — | |
| 31,5 | 2,5 | — | |
| 31,0 | — | ||
| 30,5 | 2,5 | ||
| 30,0 | |||
| 29,5 | 5,5 | 2,5 | |
| 29,0 | |||
| 28,5 | 5,5 | ||
| 28,0 | |||
| 27,5 | — | 5,5 | |
| 27,0 | — | ||
| 26,5 | — | — | |
| 26,0 | — | — | |
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Психрометрическая таблица
| Показания сухого термометра, °С | Разность показаний сухого и влажного термометров, °С | |||||||||
| Относительная влажность, % | ||||||||||
| - | - | |||||||||
| - | ||||||||||
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА