306

Воронежская государственная лесотехническая академия

Кафедра безопасности жизнедеятельности

«ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ПО БЖД

Воронеж 2004

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Цель работы – изучение параметров метеорологических условий, приборов для их измерения и приобретение практических навыков оценки состояния метеоусловий в производственных помещениях.

Задачи работы:

1.Изучить назначение, устройство и принцип действия приборов для измерения параметров метеорологических условий.

2.Определить температуру, относительную влажность, скорость движения и давление воздуха, интенсивность теплооблучения на рабочем месте.

3.Сделать санитарно-гигиеническую оценку метеоусловий по измеренным величинам параметров микроклимата рабочей зоны.

2.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Метеорологические условия (или микроклимат) производственных помещений – это физическое состояние воздушной среды, которое определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения и давления воздуха, а также температурой окружающей поверхности.

СанПиН 2.2.4.548-96 для рабочих зон производственных помещений устанавливает нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха с учетом периода года и категории работ.

Категории работ – разграничение работ на основе общих энергозатрат организма в процессе труда.

В этой связи все работы разделяют на три категории (табл. 1.):

легкие, средней тяжести, тяжелые.

В любой обстановке (производственной или бытовой) механизмы терморегуляции организма человека стремится поддержать постоянную температуру тела, равную +36,50С. Эта температура является результирующей двух процессов: внутреннего производства теплоты в теле и внешнего теплообмена.

Соответствие между количеством тепла, вырабатываемого организмом и охлаждающей способностью среды характеризуют ее как комфортную. Нарушение теплообмена ведет или к перегреву или к переохлаждению организма, что снижает работоспособность человека, а значит, и производительность его труда, и может явится причиной несчастных случаев и заболеваний.

3

Таблица 1

Категорирование работ в зависимости от энергозатрат (СанПиН 2.2.4.548-96.)

Нормальное тепловое самочувствие человека обеспечивается определенным сочетанием всех метеорологических параметров. Поэтому СанПиН для рабочих зон производственных помещений устанавливает оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха (табл. 2.). Для производств, где по технологическим и другим инженерным причинам оптимальные нормы обеспечить не удается, разрешается устанавливать допустимые параметры воздушной среды (табл. 3).

ГОСТ при этом учитывает не только периоды года, категория работ, но и характеристика помещений по тепловым избыткам. Последнее учитывается только в теплое время года.

При этом все производственные помещения делятся на две группы: с незначительными избытками явного тепла не более 23 ВТ/м3 (20 ккал/м3 ч) и значительными избытками его более 23 ВТ/м3.Явное теплоэто тепло, поступающее в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников тепла, а также в результате солнечной радиации.

Нормальные метеорологические условия производственной среды и сани- тарно-гигиенические качества воздуха обеспечиваются на предприятиях системой вентиляции или специальными установками для кондиционирования воздуха, а также правильно спроектированной и исправно действующей системой отопления.

Оценка метеорологических условий заключается в измерении температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и в сопоставлении

4

полученных данных с оптимальными или допустимыми санитарными нормами.

Таблица 2 Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости

движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (СанПиН 2.2.4.548-96)

Таблица 3 Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений в холодный

и переходный период года (СанПиН 2.2.4.548-96)

5

3. УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИБОРОВ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ

1.Атмосферное давление в данной работе измеряется барометром - анероидом или барографом М-22.

Барометры – анероиды представляют собой металлическую коробку с застекленной верхней стенкой. Внутри коробки имеется безвоздушная металлическая подушечка с волнообразными стенками. Колебания давления изменяют объем подушечки и через систему рычагов передаются на стрелку, которая, двигаясь по шкале, показывает величину давления в миллиметрах ртутного столба. Нормальное атмосферное давление – 100,8 кПа (755 мм. рт. ст.).

Для непрерывного наблюдения за колебаниями атмосферного давления применяется самопишущий прибор – барограф М-22. Его используют в работе при неисправности барометра-анероида. Описание устройства прибора дано в приложении 1.

2.Температура воздуха. При исследовании температуры закрытых помещений чаще всего определяется их температурный режим. Под этим термином понимают показатели температуры воздуха помещения на различных уровнях и в различных направлениях по вертикали и по горизонтали.

Для объективной оценки измерения ее проводят в трех точках: у внутренней стены, в центре помещения, у холодной стены. В работе для этой цели применяются ртутные или спиртовые термометры, установленные на вертикальных стойках на уровне 0,2м; 1м и 1,5м от пола. Стойки устанавливают по диагонали помещения у внутренней (тепловой) стены на расстоянии 1м от источников тепла и стен здания.

Для систематического наблюдения за ходом температуры в течение продолжительного времени используют термографы. Описание устройства и принципа действия термографа дано в приложении 3.

3.Влажность воздуха – содержание в воздухе водяных паров (характеризуется различными величинами).

Абсолютная влажность е - упругость (или парциальное давление) водя-

ных паров, находящихся в воздухе, выраженное в мм.рт.ст.

Иногда абсолютной влажностью называют весовое количество пара в 1м3

парогазовой смеси, так как эта величина численно почти полностью совпадает с упругостью и при Т =16,5 0С точно равна ей.

Относительная влажность воздуха – процентное отношение абсолютной влажности к максимальной

R = е 100%

Е

где R - относительная влажность воздуха, %;

е- абсолютная влажность воздуха;

Е- упругость насыщенных водяных паров при температуре «сухого» термометра ТС .

6

Относительная влажность измеряется психрометрами Августа и Ассмана. Основные части психрометра – два термометра. Резервуар одного из них обернут гигроскопической тканью.

Принцип действия психрометра основан на зависимости интенсивности испарения влаги в окружающий воздух от влажности этого воздуха.

Более совершенным является психрометр Ассмана, у которого резервуары обоих термометров помещены в металлические трубки, защищающие их от теплового излучения. Чтобы исключить влияние скорости движения окружающего воздуха, через эти трубки пропускают исследуемый воздух со скоростью 4 м/с. Движение воздуха обеспечивается вентилятором, который вмонтирован в корпус психрометра и приводится в движение пружинным двигателем.

Зная показания термометров, относительную влажность находят по психрометрическим таблицам или по соответствующим графикам.

Относительную влажность воздуха также вычисляют по формуле (1). При этом абсолютная влажность е вычисляют по формуле (3) для психрометра Ассмана:

где Е, - упругость насыщенных водяных паров при температуре «влажного» термометра ТВ , мм.рт.ст. (табл. 4);

α - психрометрическая постоянная – коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, (табл. 5);

ТС - показания «сухого» термометра психрометра, 0С;

ТВ - показания «влажного» термометра психрометра, 0С;

Р- атмосферное давление в момент измерения влажности, мм.рт.ст. Для непрерывного наблюдения за изменением относительной влажности

используют самопишущий прибор – гигрограф. Описание устройства прибора и принцип действия его дано в приложении 2.

Упругость водяных паров в мм.рт.ст. при разной температуре

7

Таблица 5 Значения психрометрического коэффициента при разных скоростях дви-

жения воздуха

4.Скорость движения воздуха определяется специальными приборами – анемометрами.

Механические анемометры (крыльчатый и чашечный) работают на принципе измерения за определенный срок числа оборотов приемной вертушки прибора, помещенного в установившийся воздушный поток. Пределы измерений крыльчатого струйного анемометра – от 0,3 до 5,0 м/и, а чашечный – от 1 до 20 м/с.

Индукционные анемометры работают на принципе измерения угловой скорости вращения вертушки методом электрического индукционного тахометра.

Анемометр ручной индукционный (АРИ - 49) предназначен для измерения усреднённого значения скорости движения воздуха в наземных условиях в диапазоне от 2,0 до 30,0 м/с.

В лабораторной установке движение воздуха создается с помощью настольного вентилятора.

5.Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телами, находящимися в состоянии термодинамического равновесия (когда все части тела имеют одну и ту же температуру). Зависимость от абсолютной температуры и оптических свойств излучающего тела.

Измерение интенсивности теплового излучения производится актинометрами (например, актинометр ЛИОТ – Н – инспекторский актинометр Носкова), принцип действия которого основан на измерении термо - ЭДС, возникающей вследствие равной величины поглощения и излучения блестящими и зачерненными секциями термоприемника.

Актинометр не следует долго держать открытым у источника тепла; необходимо также оберегать его от толчков и сотрясений.

Данные о влиянии лучистой тепловой энергии на человека показаны в табл. 6.

Таблица 6 Данные интенсивности теплооблучения и характера воздействия на орга-

низм человека

8

В термических, литейных, крупных кузнечных цехах, участках сушки, термообработки необходимо учитывать интенсивность теплового излучения.

С целью сохранения теплового баланса в организме человека при работе и, следовательно, полной трудоспособности в данных производственных условиях рекомендуется при интенсивности теплового излучения 0,5 кал/см2 мин и более применять воздушное душирование, а при – 1,5 кал/см2 мин устраивать водо - , воздушное душирование, холодное экранирование и др.

Техника безопасности при выполнении лабораторной работы

Работа выполняется после проверки лаборантом исправности изоляции электросети, шнура вентилятора и теплоизлучателя.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

После ознакомления с сущностью работы, устройством, принципом действия приборов, требованиями техники безопасности при выполнении лабораторной работы студент должен поставить в известность об этом преподавателя и получить разрешение на выполнение экспериментальной части.

Порядок проведения работы

1.Установить категорию работ и соответствующие ей оптимальные или допустимые параметры метеорологических условий в лаборатории.

2.Определить экспериментально параметры микроклимата в учебной лаборатории:

а) давление воздуха с помощью барометра-анероида, а при неисправности или отсутствии его по барографу; б) среднюю температуру воздуха по показаниям термометров укрепленных на стойках или по термографу;

в) относительную влажность воздуха психрометром Ассмана, осуществив при этом следующую последовательность операций;

-смочить матерчатый колпачок термометра дистиллированной водой;

-завести пружину вентилятора прибора на 5-6 оборотов, создавая скорость движения воздушного потока 4 м/с;

-через 1,5-2 мин снять показания с «сухого» и «влажного» термометра;

-по психрометрическому графику (таблице), приложенному к паспорту прибора, определить относительную влажность воздуха;

-вычислить относительную влажность воздуха по формуле (1);

-сопоставить результаты расчета и эксперимента.

Примечание: При отсутствии или неисправности психрометра Ассмана используют психрометр Августа. Перед снятием показаний с термометров создают около прибора скорость воздушного потока 0,4 м/с путем помахивания тетрадью в течение 4х минут. Влажность определяется по психрометрической таблице.

9

3. Сравнить результаты измерений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха с оптимальными и допустимыми величинами по СанПиН 2.2.4.548-96. Данные занести в протокол № 1.

П Р О Т О К О Л № 1 Оценки параметров микроклимата для _______________________периода

года, для __________________________категории тяжести работ

4. Определить скорость воздушного потока в трубе чашечным и крыльчатым анемометром. При этом необходимо соблюдать следующую последовательность операции:

-снять показания (С1) до начала опыта со стрелок анемометров, начиная с циферблата «тысяча», затем с циферблата «сотни» и далее – с большого циферблата. Если стрелка стоит между цифрами, то записывается значение меньшей цифры;

-включить вентилятор;

-через 2 мин работы приборов в установившемся воздушном потоке

снять показания (С2) со шкал приборов в указанной выше последовательности;

- определить число деле ний в секунду по формуле N = (С2 − С1 ) / t ;

-по графикам, прилагаемым к паспортам анемометров, найти скорость (V ) воздушного потока в м/с.

Показания приборов и расчетные данные заносятся в протокол № 2.

Примечание: При отсутствие одного из указанных анемометров используют индукционный анемометр.

5. Определить интенсивность тепловой радиации от нагретого источника

Jt:

-включить источник тепла;

-установить через 5 минут актинометр на расстоянии заданном преподавателем от источника тепла так, чтобы термоприемник был обращен в сторону излучения;

-открыть заслонку термобатареи на 2-3 секунды и снять показания с прибора, закрыть теплобатарею заслонкой;

10

- дать субъективную оценку теплового состояния человека (табл.6). Данные эксперимента и сравнительные данные заносятся в протокол № 3.

П Р О Т О К О Л № 2 Определение скорости движения воздуха

П Р О Т О К О Л № 3 Оценка интенсивности теплооблучения

5. ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

По окончании работы необходимо оформить отчёт и подготовить ответы на контрольные вопросы:

1.Какими параметрами определяются метеорологические условия производственных помещений?

2.Какая существует взаимосвязь между самочувствием человека и состоянием микроклимата производственной среды?

3.Какими нормативными документами регламентированы метеорологические условия производственной среды?

4.По каким показателям определяется категорийность работ?

5.Что такое оптимальные и допустимые параметры метеорологических условий производственных помещений?

6.Какими приборами измеряются параметры метеорологических условий?

7.В чем различие психрометров Августа и Ассмана?

11