Нормування параметрів мікроклімату

Мікроклімат характеризується такими показниками [3]:

1) температурою повітря;

2) відносною вологістю повітря;

3) швидкістю руху повітря;

4) інтенсивністю теплового опромінення.

Числові значення показників 1, 2 і 3 наведені в таблицях А1.3 та А1.5 і встановлюються у вигляді оптимальних та допустимих норм для робочої зони виробничих приміщень в залежності від періоду року та категорії робіт.

Оптимальні мікрокліматичні умови - поєднання кількісних показників мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливу на людину забезпечують збереження нормального теплового стану організму без напруження механізмів терморегуляції. Такі умови забезпечують відчуття теплового комфорту та створюють передумови для високого рівня працездатності.

Допустимі мікрокліматичні умови - поєднання кількісних показників мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину можуть викликати скороминучі зміни, що швидко нормалізують тепловий стан організму, які супроводжуються напруженням механізмів терморегуляції, не виходячи за межі фізіологічних пристосувальних можнастей. При цьому не виникають пошкодження або порушення стану здоров’я, але можуть спостерігатися дискомфортні тепловідчуття, погіршення самопочуття та зниження працездатності.

Оптимальні показники мікроклімату [3, п.1.2] поширюються на всю робочу зону, допустимі показники встановлюються диференційовано для постійних і непостійних робочих місць. Оптимальні та допустимі показники мікроклімату повинні відповідати значенням, зазначеним в таблиці А1.3.

Допустимі величини показників мікроклімату встановлюються у випадках, коли за технологічними вимогами, технічними і економічними причинами не забезпечуються оптимальні норми.

Оптимальні мікрокліматичні умови можна забезпечити тільки тоді, коли в приміщенні передбачено кондиціювання повітря. Системами звичайної механічної вентиляції можна забезпечити тільки допустимі показники мікроклімату.

В кабінах, на пультах та місцях керування технологічними процесами, в залах ЕОМ при виконанні робіт операторського типу повинні забезпечуватися: оптимальна величина температури повітря 22-24°С, його відносна вологість 60-40% та швидкість руху не вище 0.1 м/с. Перелік інших виробничих приміщень, в яких повинні дотримуватися оптимальні норми мікроклімату визначається галузевими нормативами.

Холодний період року характеризується середньодобовою температурою зовнішнього повітря, яка дорівнює плюс 10°С та нижче, а теплий - більше плюс 10°С.

Категорія робіт - розмежовування робіт за тяжкістю на основі загальних енерговитрат організму (Вт) [3].

В зв'язку з цим всі роботи поділяються на легкі (Іа, Іб), середньої тяжкості (ІІа, ІІб) та тяжкі (ІІІ) [3].

Енерговитрати за категоріями тяжкості робіт:

Іа – до 139 Вт;

Іб – 140...174 Вт;

IIа – 175...232 Вт;

IIб – 233...290 Вт,

ІІІ – більш 290 Вт.

У відповідності з наведеними енерговитратами до легких робіт відносять працю операторів точного машинобудування, ЕОМ, виготовлення радіодеталей, геодезичні роботи, монтаж електропроводів, малярні роботи та інші. До робіт середньої тяжкості можна віднести працю верстатників та слюсарів загального машинобудування, зварювальні та електромонтажні роботи, теслярські та столярні роботи. Ковальські, вантажно-розвантажувальні, земляні роботи, укладання бетону відносять до тяжких. Точніший розподіл робіт за категоріями проводиться відповідними галузями промисловості на базі вимог [3].

Температура повітря в робочій зоні, заміряна на різній висоті в приміщенні не повинна виходити протягом зміни за межі оптимальних величин для усіх категорій робіт при забезпеченні оптимальних показників мікроклімату. Якщо ж потрібно забезпечувати допустимі показники мікроклімату для всіх категорій робіт, то перепад температури повітря по висоті в робочій зоні дозволяється до 3°С [3].

Вимірювання приладами показників мікроклімату треба проводити на початку, в середині та в кінці кожного періоду року не менше 3 разів за зміну. Температуру, відносну вологість та швидкість руху повітря виміряють на висоті 1,0м від підлоги при роботах, які виконуються сидячи і на висоті 1,5м - при роботах, які виконуються стоячи [3].

Інтенсивність теплового опромінювання на робочих місцях не повинна перевищувати величин [3,4,5], вказаних в таблиці А1.4. В разі перевищення інтенсивності теплового опромінювання понад 350 Вт/м² потрібно передбачати різні теплозахисні засоби. Це також потрібно робити, якщо температура поверхні обладнання, механізму перевищує 45°С, а в його середині більше 100°С. Остання вимога запобігає появі теплових опіків, травм [3].

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Прилади та пристосування

Для дослідження метеоумов застосовують такі прилади і пристосування: стаціонарний (Августа) та електричний переносний (аспіраційний Ассмана) психрометри, анемометри, кульовий кататермометр.

Створення потрібних параметрів мікроклімату в лабораторній роботі проводиться за допомогою тепловологісного пристрою (ТВП)(рис.1.1).

1. Визначення температури повітря в звичайних умовах проводиться за допомогою термометрів (ртутні або спиртові), термографів та психрометрів (сухий термометр). В лабораторній роботі температуру повітря визначають за сухим термометром аспіраційного психрометра.

2. В тих випадках, коли потрібно провести замірювання величин теплового опромінювання, застосовуємо актинометри.

3. При досліджені швидкості руху повітря потрібно мати на увазі, що через періодичний цикл тепловиділень, а також через нерівномірного розташування їх джерел напрям повітряних потоків у виробничих приміщеннях часто може змінюватись. Для вимірювання швидкості руху повітря використовують кульові кататермометри та анемометри.

Кульовий кататермометр використовують для вимірювання невеликих швидкостей руху повітря - з межами коливання від 0,048 до 2,03 м/с.

Вимірювання швидкості руху повітря (зі швидкістю від 1 до 20 м/с) можна проводити за допомогою чашкового анемометра, приймальною частиною якого є хрестовина з 4-ма півкулями, закріпленими на вертикальній осі. Під дією повітря півкулі обертаються, що й показує лічильник. Лічильник можна увімкнути за допомогою аретира. Поріг чутливості кульового анемометра - 0,8м/с. До приладу додається тарувальний графік (він закріплений під склом на лабораторному столі) для визначення швидкості руху повітря в залежності від числа поділок лічильника за одну секунду.

Для вимірювання швидкості руху повітря в межах від 0,3 до 5м/с застосовують крильчастий анемометр, диференціальні мікроанемометри, електроанемометри.

4. Вологість повітря визначають такими приладами, як психрометри, гігрометри, гігрографи, план розміщення яких на лабораторному стенді показано на рисунку 1.2.

Стаціонарний психрометр Августа П₂ складається з 2-х термометрів - сухого та вологого, резервуар останнього обгорнутий батистом і змочується водою. Сухий термометр показує температуру навколишнього повітря, а зволожений - більш низьку температуру, тому що відбувається випаровування води з поверхні батисту, яка відбирає тепло. Не можна занурювати зволожений термометр в невеличку ємність з водою, тому що тоді термометр буде показувати температуру води в ємності.

Аспіраційний психрометр П_І складається з 2-х ртутних термометрів в металевій оправі, які з’єднанні загальним повітроводом з вентилятором. Досліджуване повітря зі швидкістю більше 2 м/с проходить навколо обох термометрів, завдяки чому забезпечується постійність психрометричного коефіцієнта, а також усувається вплив теплового опромінювання.

Резервуар зі ртуттю одного з термометрів аспіраційного психрометра обгорнутий батистом, який треба перед початком вимірювань зволожити водою, за допомогою піпетки. Через 4-5 хвилин після запуску вентилятора починають знімати показання термометрів психрометра.

За допомогою таблиць А1.6 та А1.7 можна визначити відносну вологість повітря, знаючи величини температури сухого і зволоженого термометрів.

Для безпосереднього визначення відносної вологості повітря застосовують гігрометри, гігрографи, автоматичні психрометри.

5. Для зміни температури, вологості та швидкості руху повітря в невеликому об'ємі (у факелі на виході з ТВП) на робочому місці передбачено використання тепловологісного пристрою (ТВП), схема якого показана на рис. 1.1. На дошці 5 встановлено побутовий зволожувач повітря 6, над яким на стояках 7 закріплена труба-змішувач 8. Для підігріву повітря в трубі-змішувачі встановлена електролампочка 9. Повітря продувається через трубозмішувач вентилятором 10. В зволожувач 6 заливається вода, яка потім при його роботі розпилюється. Кожний з електроспоживачів вмикається в електромережу змінного струму напругою 220В за допомогою тумблерів 11, 12, 13, 14, 15, закріплених в коробці БТ (рис. 1.1 та 1.2) на лабораторному столі.

В електричній схемі передбачено, що електролампочку 9 неможна ввімкнути без вентилятора 10. Зволожувач 6 можна ввімкнути тільки після вмикання вентилятора 10.

Для вмикання вентилятора аспіраційного психрометра П_І (рис. 1.1, 1.2) передбачений тумблер 12.

Вхідний потік повітря 1 можна підігріти за допомогою електролампочки 9. Підігрітий потік повітря 2 може видуватися вентилятором 10 в напрямку 4, або змішуватись з розпиленою водою 3 при вмиканні зволожувача 6.

ТВП (див. рис. 1.1 та 1.2) дозволяє працювати в таких режимах.

1. Забезпечення тільки потрібної швидкості руху повітря (V) на виході 4 без зміни решти параметрів (t, j). Для цього потрібно увімкнути тумблер 13 та спрямувати потік повітря 4 в зону вимірювань.

2. Забезпечення потрібної швидкості руху повітря (V) зі збільшенням температури (t). В цьому випадку потрібно ввімкнути тумблери 13, 14 та спрямувати потік повітря 4 в зону вимірювань .

3. Забезпечення потрібної швидкості руху повітря (V) та збільшення його вологості (j). В цьому випадку вмикаємо тумблери 1З, 15 та спрямовуємо потік повітря 4 в зону вимірювань.

4. Забезпечення потрібної швидкості руху (V), збільшеної температури (t) та вологості (j). Для цього випадку потрібно увімкнути тумблери 13, 14, 15 і спрямувати потік повітря 4 в зону вимірювань.

Рисунок 1.1 - Схема тепловологісного пристрою (ТВП)

Вимоги безпеки

1. При виконанні лабораторної роботи потрібно обережно користу­ватися ртутними термометрами. Випадково розлита ртуть повинна бути негайно зібрана за допомогою зволоженого паперу, тому що її випари отруйні.

2. При використанні вентилятора забороняється його зупиняти руками.

3. Вмикання електроспоживачів повинно проводитись з виконанням усіх заходів електробезпеки.

Проведення експерименту

Для проведення експерименту потрібно на лабораторному столі розмістити прилади та ТВП так, як вказано на рис. 1.2.

БТ - коробка (блок) тумблерів (закріплена на столі);

БМ - 2 - баротермогігрометр (має можливість переміщуватись);

П₁ - аспіраційний психрометр Ассмана (закріплений на кронштейні);

П₂ - психрометр Августа (закріплений на вертикальній стінці стола);

А - анемометр (закріплений на столі);

ТВП- тепловологісний пристрій (має можливість переміщення на столі).

Рисунок 1.2 - План розміщення приладів та ТВП на лабораторному столі

Відстань від ТВП до анемометра встановлюється разом з викладачем при виконанні роботи.

За вказівкою викладача бригада студентів може виконувати обумовлену кількість вимірювань параметрів мікроклімату із далі наведеного переліку:

а) визначення параметрів мікроклімату в лабораторному приміщенні (стан №1) проводиться в такому порядку.

1. За допомогою кататермометра або крильчастого анемометра визначити швидкість руху повітря в приміщенні та заповнити в табл. 1 (таблиця А1.1) графи 8-12, 15.

2. Визначити вологість повітря в лабораторному приміщенні за допомогою, психрометрів П_І, та П₂. Увімкнути тумблери 11, 12. Заповнити в табл. 1 (таблиця А1.1) графи 2-7, 13, 14. Вимкнути усі тумблери.

3. Перенести з табл. 1 (додаток А.1) значення t, j, V (графи 13, 14, 15) в табл. 2 (таблиця А1.2) графи 4, 8, 11.

4. Визначити період року та категорію виконуваних робіт в лабораторному приміщенні і виписати з таблиця А1.3 нормовані параметри мікроклімату, записавши їх в табл. 2 (таблиця А1.2) графи 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 13.

5. Зробити письмові висновки про стан мікроклімату в приміщенні, заповнивши графу 14 табл. 2 (таблиця А1.2).

б) визначення параметрів мікроклімату при зміні швидкості руху повітря (стан № 2).

1. Зволожити аспіраційний психрометр П_І і увімкнути тумблери 11, 12.

2. Ввімкнути вентилятор 10 ТВП, увімкнути тумблер 13.

3. Спрямувати потік повітря з ТВП на чашковий анемометр та психрометр П₁ (рис. 1.2).

4. Після 5-6 хвилин роботи ТВП зняти показники з анемометра А, та психрометра П_І. Тривалість досліду t=100с. Вимкнути усі тумблери.

5. Заповнити в табл. 1 (таблиця А1.1) графи 5-15.

6. Перенести з табл. 1 (таблиця А1.1) значення t, j, V (графи 13-15) в табл. 2 (таблиця А1.2) (графи 4, 8, 11).

7. Визначити період року та категорію виконуваних робіт (викладач повинен її задавати) і виписати з таблиця А1.3 нормовані параметри мікроклімату, записавши їх в табл. 2 (таблиця А1.2) (графи 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 13).

8. Зробити письмові висновки про стан мікроклімату в приміщенні. В цьому випадку мають на увазі, що мікроклімат в невеличкому об'ємі біля приладів А та П₁ умовно поширюється на все приміщення.

в) визначення параметрів мікроклімату при зміні температури та швидкості руху повітря (стан № 3).

1. Виконати дії, викладені в п.п. 1, 2 завдання б.

2. Ввімкнути тумблер 14 для підігріву повітря.

3. Виконати дії, викладені в п.п. 3-8, завдання б.

г) визначення параметрів мікроклімату при зміні вологості та швидкості руху повітря (стан № 4).

1. Виконати дії, викладені в п.п. 1, 2 завдання б.

2. Ввімкнути тумблер 15 ТВП. В цьому випадку працює вентилятор та зволожувач.

3. Виконати дії, викладені в п.п. 3-8 завдання б.

д) визначення параметрів мікроклімату при зміні температури, вологості та швидкості руху повітря (стан № 5).

1. Виконати дії, викладені в п.п. 1, 2 завдання б.

2. Ввімкнути тумблери 14, 15 ТВП.

3. Виконати дії, викладені в п.п. 3-8 завдання б.

1.4 Контрольні запитання

1. Якими параметрами визначають мікроклімат у виробничих приміщеннях?

2. Які мікрокліматичні умови називають оптимальними?

3. Які мікрокліматичні умови називають допустимими?

4. Що таке терморегуляція організму людини і коли вона порушується? Що таке баланс тепла?

5. Якими шляхами тепло, що віддається організмом людини, може відводитися в навколишнє середовище?

6. В яких випадках застосовують нормовані оптимальні, а в яких допустимі параметри мікроклімату?

7. Які фактори (чинники) враховують, коли роблять вибір нормативних параметрів мікроклімату?

8. Яке робоче місце буде постійним?

9. Яке робоче місце буде непостійним?

10. Що таке робоча зона та які її розміри?

11. Як підрозділяються роботи за категоріями тяжкості в залежності від витрат енергії організмом людини? Наведіть коротеньку їх характеристику.

12. Якими приладами та як виконується вимірювання швидкості руху повітря?

13. Якими приладами та як виконується вимірювання вологості повітря?

14. Якими приладами вимірюється інтенсивність теплового опромінювання?

15. В яких виробничих приміщеннях потрібно вимірювати теплове опромінення? Приклади.

16. В яких виробничих приміщеннях необхідно вимірювати усі чотири параметри мікроклімату?

17. Від чого залежать параметри мікроклімату в житлових, громадських і адміністративно-побутових приміщеннях?

18. Вимоги до вимірювання та контролю параметрів мікроклімату.

ЛІТЕРАТУРА ДО РОЗДІЛУ 1

1. Е.Я.Юдин, С.В.Белов (ред.). Охрана труда в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1983. - 432 с.- ил.

2. С.В.Алексеев, В.Р.Усенко. Гигиена труда. - М.: Медицина, 1988. - 575 с.

3. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические тре-бования к воздуху рабочей зоны. М., 1988.

4. ГОСТ 12.4.123-83. ССБТ. Средства коллективной защиты от инфракрасных излучений. Общие технические требования. - М., 1983.

5. Санитарные нормы микроклимата производственных помещений № 4088-88. - М., 1987.

6. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. М., 1992.

ДОДАТОК А

Таблиця А1.1 - ПРОТОКОЛ ЕКСПЕРИМЕНТІВ

Номер стану повітря

Показ приладу

Виміряні приладами параметри мікроклімату

Психрометр Августа

Психрометр Ассмана

Анемометр

Час досліду, t,c

Число поділок за секунду , под./с

Температура повітря, t, оС

Відносна вологість повітря, j,%

Швидкість руху повітря, м/с

tс, оС

tв, оС

j, %

tс, оС

tв, оС

j, %

Число поділок на шкалі, под.

до заміру А1

після заміру А2

приріст DА=А2-А1

Таблиця А1.2 - Виміряні та нормовані параметри [3] мікроклімату в робочій зоні виробничих приміщень

Номер стану повітря

Період року

Категорія робіт

Температура

Відносна вологість, %

Швидкість руху, м/с

вимір­яна

опти­мальна

допустима

вимі­ряна

опти­мальна

допус­тима

вимі­ряна

опти­мальна

допус­тима

верхня межа

нижня межа

Холодний

Теплий

Таблиця А1.3 – Оптимальні та допустимі норми температури, відносної вологості і швидкості руху повітря в робочій зоні виробничих приміщень [3].

Період року	Кате­горія робіт	Температура, 0С	Відносна вологість	Швидкість руху, м/с
оптимальна	Допустима	оптимальна, не більше	допус­тима на пості­йних та непості­йних робочих місцях, не більша	оптимальна, не більша	допус­тима на постій­них та непо­стійних робочих місцях*, не більша
верхня межа	нижня межа
на робочих місцях
постійних	непостійних	постійних	непостійних
Холодний	Легка Іа	22-24					40-60		0,1	0,1
Легка Іб	21-23					40-60		0,1	0,1
Серед­ньої тяжко­сті ІІа	18-20					40-60		0,2	0,3
Серед­ньої тяжко­сті ІІб	17-19					40-60		0,2	0,4
Тяжка ІІІ	16-18			13		40-60		0,3	0,5
Продовження таблиці А1.3
Теплий	Легка Іа	23-25					40-60	60, коли 270С   65, коли 260С   70, коли 250С   75, коли 240С і нижче	0,1	0,1-0,2
Легка Іб	22-24					40-60	0,2	0,1-0,3
Серед­ньої тяжко­сті ІІа	21-23					40-60	0,3	0,2-0,4
Серед­ньої тяжко­сті ІІб	20-22					40-60	0,3	0,2-0,5
Тяжка ІІІ	18-20					40-60	0,4	0,2-0,6

^* - Більша швидкість руху повітря в теплий період року відповідає максимальній температурі, менша – мінімальній температурі повітря. Для проміжних величин температури повітря швидкість його руху можна визначити за допомогою інтерполяції; при мінімальній температурі повітря швидкість його руху може прийматися нижче 0,1 м/с – при легкій роботі та нижче 0,2 м/с – при роботах середньої тяжкості і тяжкій.

Таблиця А1.4 – Норми інтенсивності теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь технологічного обладнання, освітлювальних приладів, інсоляції на постійних та непостійних робочих місцях у відповідності з [3].

Відсоток опромінення поверхні тіла людини	Допустима інтенсивність теплового опромінення тіла, Вт/м2
більше 50 25-50 менше 25

Примітка: Інтенсивність теплового опромінення працюючих від відкритих джерел (нагрітий метал, скло, відкритий вогонь тощо) не повинні перевищувати 140 Вт/м², при цьому опроміненню не повинно підлягати більше 25% поверхні тіла і обов’язковим є використання засобів індивідуального захисту.

Таблиця А1.5 – Оптимальні та допустимі норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря в зоні обслуговування житлових, громадських і адміністративно-побутових приміщень [6]

Період року	Температура, 0С	Відносна вологість, %	Швидкість руху повітря не більша, м/с
оптимальна	допустима	оптимальна	допустима	оптимальна	допустима
Теплий	20-22     23-25	Не більше як на 30С вища розрахункової температури зовнішнього повітря	60-30     60-30	не більша	0,2     0,3	0,5
Холодний	20-22	18-22	45-30		0,2	0,2

Таблиця А1.6 – Обчислення вологості повітря в % для аспіраційного психрометра

Температура сухого термометра tс, 0С

Температура зволоженого термометра, tв, 0С

Таблиця А1.7 – Обчислення відносної вологості повітря в % для психрометра Августа

Різниця температур сухого та зволоженого термометрів , 0С	Температура зволоженого термометра, tв, 0С
0,5
1,0 1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5