Исследование микроклимата - Томский политехнический

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Методические указания к выполнению лабораторной работы
по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
для студентов всех специальностей
Томск – 2007
1. Общие сведения. Микроклимат производственных помещений - климат
внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на
организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения
воздуха, а также интенсивности теплового излучения (Вт/м) от нагрева поверхностей.
Указанные параметры - каждый в отдельности и в совокупности - оказывают
значительное влияние на работоспособность человека, его самочувствие и здоровье. В
производственных условиях характерно суммарное действие микроклиматических
факторов. Суммарное воздействие микроклиматических факторов на организм
человека оценивается индексом «тепловой нагрузки среды» (ТНС-индекс).
С целью создания нормальных условий микроклимата на рабочих местах
установлены нормы производственного микроклимата СанПиН 2.2.4.548 – 96 и
ГОСТ 12-1.005-88, и оптимальные и допустимые значения температуры, влажности и
скорости движения воздуха в рабочих зонах производственных помещений с учётом
тяжести выполняемой работы, периодов года (тёплый или холодный и переходный),
характеристики помещения по избыткам явного тепла. Классификация работ по
категории тяжести определяется по затрачиваемой работниками энергии и приведена
в табл. 1.
Таблица 1
Классификация работ по тяжести (из СанПиН 2.2.4.548-96)
Категория
работ
Лёгкая
(категория Iа)
Лёгкая
(категория Iб)
Средней тяжести
(категория IIa)
Средней тяжести
(категория IIб)
Тяжёлая
(категория III)
Характеристика работ
Работы, производимые сидя и сопровождающиеся
незначительным физическим напряжением
Работы, производимые сидя, стоя или связанные с
ходьбой и сопровождающиеся некоторым
физическим напряжением
Работы, связанные с постоянной ходьбой,
перемещением мелких (до 1 кг) изделий или
предметов в положении стоя или сидя и требующие
определенного физического напряжения
Работы, связанные с ходьбой, перемещением и
переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся
умеренным физическим напряжением
Работы, связанные с постоянными
передвижениями, перемещением и переноской
значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие
больших физических усилий
Физические
энергозатраты,
Вт
до 139
140 – 174
175 – 232
233 – 290
 290
Оптимальные микроклиматические условия – сочетания параметров климата,
которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают
сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без
напряжения реакций терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового
комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.
2
Допустимые микроклиматические условия – сочетание параметров
микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека
могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и
теплового состояния организма и напряжения реакций терморегуляции, не выходящие
за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не
возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться
дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение
работоспособности.
Оптимальные и допустимые показатели микроклимата на рабочих местах в
помещениях должны соответствовать величинам, приведённым в табл. 3 и 4.
Температура
воздуха
является
одним
из
основных
параметров,
характеризующих тепловое состояние микроклимата.
Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Различают
абсолютную, максимальную и относительную влажность.
Абсолютная влажность W – упругость водяного пара, находящегося в момент
исследования в воздухе, выраженная в мм ртутного столба или массовое количество
водяных паров, находящихся в 1м3 воздуха, выраженное в граммах.
Максимальная влажность (F) – упругость или масса водяных паров, которые
могут насытить 1м3 воздуха при данной температуре.
Относительная влажность (R) – это отношение абсолютной влажности к
максимальной, выраженное в процентах.
В производственных помещениях, в которых величины показателей
микроклимата невозможно довести до уровня допустимых, рабочие места следует
рассматривать как вредные.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны
быть использованы защитные мероприятия, например, системы местного
кондиционирования воздуха, применение средств индивидуальной защиты (СИЗ),
регламентация времени работы и т.д.
Рекомендуемая регламентация времени работы в пределах рабочей смены с
температурой воздуха выше или ниже допустимых величин приведена в прил. 4.
Неблагоприятные значения микроклиматических показателей могут стать причиной
снижения производственных показателей в работе, привести к заболеваниям
работающих бронхитом, радикулитом, тонзилитом и т.д. Мероприятия по доведению
микроклиматических показателей до нормативных значений включаются в
комплексные планы предприятий по охране труда.
2. Цель работы – исследование параметров микроклимата на рабочих местах
(одной из лабораторий каф. ЭБЖ).
3. Оборудование для выполнения работы: 1 – термометр, 2 –
психрометр аспирационный (Ассмана), 3 – психрометр Августа, 4 – кататермометр, 5
– рефлектор (плитка), 6 – вентилятор, 7 - чашечный анемометр.
3
4. Порядок выполнения работы
1 этап. Измерение параметров микроклимата в естественных условиях.
Разместить термометр, психрометр, кататермометр на рабочем месте в зоне
дыхания работника (на высоте 1,5м от пола при работе стоя и 1,0м - при работе сидя).
Произвести измерение параметров микроклимата и записать в таблицу 2.
а) используя данные табл. 1, определить категорию работы, выполняемой в
лаборатории по тяжести;
б) используя данные табл. 3 и 4, установить для помещения учебной
лаборатории оптимальные и допустимые значения микроклиматических факторов;
в) сравнивая измеренные, оптимальные и допустимые значения температуры,
влажности и скорости движения воздуха, сделать вывод о соответствии микроклимата
лабораторий требованиям нормативов;
г) разработать (при необходимости) мероприятия по обеспечению в
исследуемом помещении нормального микроклимата.
С помощью табл. 5 и 6 установить время работы (рекомендуемое) при
температуре воздуха на рабочем месте выше или ниже допустимых величин в
условиях, указанных в задании.
Результаты замеров в определении времени работы в неблагоприятных условиях
свести в табл. 2.
2 этап. Измерение параметров микроклимата на рабочем месте при
воздействии источника избыточного тепла (обогрев рабочего места производится
рефлектором).
Установить рефлектор (плитку) на расстоянии 0,5 - 0,8 м от термометров,
направив на них тепловой поток. При достижении установившихся показаний
параметров измерить все параметры метеоусловий. Используя результаты измерений
и табл. 2, произвести оценку микроклимата на рабочем месте при воздействии
источника избыточного тепла (включён рефлектор), сделать вывод. В случае их
несоответствия предложить решение по нормализации.
3 этап. Поиск комфортных значений метеорологических параметров.
Не изменяя относительного положения термометров и рефлектора, ввести в
действие вентилятор, расположив его на расстоянии 0,6 - 0,8 м, от термометров. Снять
показания термометра, психометра и чашечного анемометра. Результаты замера
внести в табл. 2.
Состояние микроклимата может быть охарактеризовано обобщённым
параметром – эквивалентно-эффективной
температурой.
Эта
температура
определяется с помощью номограммы, на которой квадратом выделена зона
комфортных условий.
Используя результаты измерений (табл.2) и номограммы, произвести оценку
микроклимата на рабочем месте при воздушном душировании.
4
5. Правила пользования приборами при измерении параметров
микроклимата.
Измерение скорости движения воздуха с помощью кататермометра.
Измерение скорости движения воздуха с помощью кататермометра производится на 1
и 2 этапах. Для замера малых скоростей движения воздуха (при температуре воздуха и
окружающих поверхностей не выше 29С) может быть использован кататермометрспиртовой термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром внизу, который
переходит в капилляр с расширением его верхней части. В шаровом приборе шкала
кататермометра проградуирована от 33 до 40С; средняя точка шкалы 36,5С.
Действие кататермометра основано на охлаждении его резервуара в зависимости
от метеорологических условий среды, в частности, от скорости движения воздуха.
Перед измерением кататермометр нагревают путём погружения в воду,
нагретую до 65 – 75С так, чтобы спирт заполнил треть верхнего уширения капилляра.
Затем кататермометр тщательно вытирают досуха и подвешивают вертикально.
Уровень жидкости в кататермометре постепенно снижается. С помощью секундомера
нужно определить время снижения уровня жидкости в кататермометре от
температуры Т1С до температуры Т2С. При этом температуры выбираются так,
чтобы их полусумма равнялась 36,5С, т.е. [(Т1+Т2)/2 = 36,5С]
По этим данным рассчитывается величина охлаждения кататермометра в
секунду (Н) по формуле
Ф  Т1  Т 2 
(1)
Н
n 
где Н - величина охлаждения кататермометра, мкал/(см2  с);
Ф - фактор кататермометра, нанесённый на его корпуса, мкал/см2;
Т1 - начальная температура кататермометра при измерении, С;
Т2 - конечная температура кататермометра при измерении, С;
 - время снижения жидкости от температуры Т1 до температуры Т2, в секундах;
n - показатель интервала температур, n = 3.
Скорость движения воздуха V определяет из формулы:
Н
В V
(2)
 A
Т
1  K V
где : А = 0,29, В = 0,903, К = 1,994 для малых скоростей, V  1м/с;
Т - температура между средней температурой прибора (36,5С) и средний
температурой окружающей среды Т = Тпр - Твоздуха
Измерение скорости движения воздуха чашечным анемометром
(производится на третьем этапе). Чашечный анемометр применяется для измерения
скорости движения воздуха от 1 до 20 м/сек. Для выполнения замера прибор
устанавливают в зоне воздушного потока, отключают счётный механизм и
записывают показания всех циферблатов (С1), после того как установится постоянная
скорость вращения, включают передачу счётного механизма и одновременно
5
отсчитывают время, а через 1-2 минуты одновременно отключают. Затем
записываются вновь полученные показания на циферблатах (С 2) и время измерения.
Скорость движения воздуха находится исходя из числа оборотов ротора чашечного
анемометра поделённого на время в секундах.
Измерение температуры и относительной влажности воздуха.
Измерение температуры воздуха производится термометром, для этого
термометр размещается в зоне замера температуры, защищая его от прямого действия
лучистой энергии. После того, как показания прибора установятся, их записывают.
Для измерения можно пользоваться «сухим» термометром психрометра.
Измерение относительной влажности воздуха с помощью психрометра Августа.
Перед измерением необходимо убедиться в том, что баллончик со спиртом
«влажного» термометра увлажнён. Прибор размещают в зоне замера относительной
влажности и записывают показания после прекращения их изменений. По показаниям
термометров определяется относительная влажность воздуха с использованием
психрометрической таблицы, расположенной на корпусе прибора.
Аспирационный психрометр (Ассмана) предназначен для определения
относительной влажности воздуха в диапазоне от 10 до 100% при температуре от – 30
до + 50С. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, резервуары которых
помещены в металлические трубки защиты. Эти трубки соединены с
воздухопроводными трубками, на верхнем конце которых укреплён аспирационный
блок с крыльчаткой, заводимой ключом. Перед измерением резурвуар правого
термометра, обёрнутый тонкой тканью, смачивается водой. Затем ключом заводят
пружину вентилятора психрометра. При этом снизу засасывается воздух, который
обтекает резервуары термометров. Таким образом, сухой термометр показывает
температуру этого потока воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше
так как он охлаждается вследствие испарения воды с поверхности ткани. Показания
термометра снимаются не ранее, чем через 3 минуты после начала работы
вентилятора.
Относительная влажность воздуха определяется по психрометрической таблице,
расположенной на стенде.
6. Техника безопасности.
1. При пользовании электрическими приборами соблюдать правила электрической
безопасности.
2. Не оставлять включённые приборы без наблюдения, по окончании работы
отключите их от сети.
3. При нагревании кататермометра не допускается заполнение верхней
расширенной части кататермометра спиртом более чем на 1/3 объёма.
4. При работе с вентилятором необходимо следить, чтобы в зону вращающихся
лопастей не попадали части тела, одежда и другие предметы.
6
Таблица 2
Сводная таблица замеров и оценки параметров микроклимата по СанПиН 2.2.4.548-96
Этап работы
Категория
и характеристика
работы
Результаты замеров параметров
микроклимата
Темпе- ВлажСкорость движения
ратура, ность,
воздуха, м/сек
%
По
По
С
кататерчашечному
мометру
анемометру
I этап
(в естественных
условиях)
II этап
(при повышенной температуре
воздуха)
III этап
(при воздушном
душировании
рабочего места)
7
Нормированные значения
параметров микроклимата
Темпе- Влаж- Скорость
ратура, ность, движения
%
воздуха,
С
Опт.
Опт.
Опт.
доп.
доп.
доп.
Время работы в
неблагоприятных
условиях, (час)
при
температуре ниже
нормы
при
температуре выше
нормы
Таблица 3
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах
производственных помещений (из СанПиН 2.2.4.548-96)
Категория работ
по уровням
энергозатрат, Вт
Температура
воздуха,
С
Относительная
влажность
воздуха, %
Скорость
движения
воздуха, м/с
Холодный
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
60 – 40
60 – 40
60 – 40
60 – 40
60 – 40
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
Тёплый
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
60 – 40
60 – 40
60 – 40
60 – 40
60 – 40
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
Период
года
Таблица 4
Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах
производственных помещений (из СанПиН 2.2.4.548-96)
Температура
воздуха, С
Категория
Диапазон Диапазон
работ по
ниже
выше
уровню
оптимаэнергозатрат, оптимальных
льных
Вт
величин
величин
Относительная
влажность воздуха, %
Холодный
Iа (до 139)
Iб (140 – 174)
IIа (175 – 232)
IIб (233 – 290)
III (более 290)
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
15 – 75
15 – 75
15 – 75
15 – 75
15 – 75
0,1
0,1
0,1
0,2
0,2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,4
Тёплый
Iа (до 139)
Iб (140 – 174)
IIа (175 – 232)
IIб (233 – 290)
III (более 290)
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
15 – 75
15 – 75
15 – 75
15 – 75
15 – 75
0,1
0,1
0,1
0,2
0,2
0,2
0,3
0,4
0,5
0,5
Период
года
Скорость движения
воздуха, не более, м/с
при
при
температуре температуре
воздуха ниже воздуха выше
оптимальной оптимальной
Примечание 1. При температуре воздуха на рабочих местах 25° С и выше максимально допустимые
величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы:
70% - при температуре воздуха 25°С;
8
65% - при температуре воздуха 26°С;
60% - при температуре воздуха 27°С;
55% - при температуре воздуха 28°С.
2. При температуре воздуха 26-28°С скорость движения воздуха, для теплого периода года,
должна соответствовать диапазону:
0,1-0,2 м/с - при категории работ Iа;
0,1-0,3 м/с - при категории работ Iб;
0,2-0,4 м/с - при категории работ IIа;
0,2-0,5 м/с - при категориях работ IIб и III.
Таблица 5
Время пребывания на рабочих местах, при температуре воздуха
выше допустимых величин (из СанПиН 2.2.4.548-96)
Время пребывания, не более, при
категориях работ, ч
Iа - Iб
IIа - IIб
III
1
2
2,5
1
3
2
4
2,5
1
5
3
2
5,5
4
2,5
6
5
3
7
5,5
4
8
6
5
7
5,5
8
6
7
8
Температура воздуха на
рабочем месте, С
32,5
32,0
31,5
31,0
30,5
30,0
29,5
29,0
28,5
28,0
27,5
27,0
26,5
26,0
9
Таблица 6
Время пребывания на рабочих местах, при температуре воздуха
ниже допустимых величин (из СанПиН 2.2.4.548-96)
Температура воздуха на
рабочем месте, С
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Время пребывания, не более, при категориях
работ, ч
Iа
Iб
IIа
IIб
III
1
2
1
3
2
4
1
3
5
2
4
6
1
3
5
7
1
2
4
6
8
2
3
5
7
3
4
6
8
4
5
7
5
6
8
6
7
7
8
8
-
10