Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
Саратов 2012
Исследование параметров микроклимат. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех направлений и специальностей СГТУ имени Гагарина Ю.А. /Сост. И.М. Учаева, В.А. Козин. Саратов: СГТУ, 2012. 28 с.
Рецензент: к.т.н. ТанчикВ.Е. доц. кафедры
«Природная и техносферная безопасность»
Одобрено
Учебно-методическим советом
Факультета экологии и сервиса
Института социального
и производственного менеджмента
Саратовского государственного
технического университета
имени Гагарина Ю.А.
© Саратовский государственный
технический университет, 2012
Цель работы – ознакомиться с параметрами микроклимата, их нормированием, научиться экспериментально определять микроклиматические условия.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
Параметры микроклимата
Микроклимат помещения — состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризующееся показателями температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, теплового излучения.
Параметры микроклимата относятся к физическим факторам производственной среды, их оценивают на основе измерений на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами согласно СанПиН 2.2.4.548-96.
Микроклиматические условия по степени влияния на теплообмен человека подразделяются на: нейтральные, нагревающие и охлаждающие.
Тепловой комфорт - нормальное тепловое состояние организма человека, наблюдается при условии, когда вся вырабатываемая организмом теплота передается телом окружающей среде:
Qвыр. = Qотв.
При Qвыр. > Qотв. теплота накапливается в теле человека, его температура повышается и человеку «жарко», при Qвыр. < Qотв. возникает дефицит теплоты в теле человека, его температура падает и человеку «холодно».
Терморегуляция – процесс поддержания постоянной температуры тела человека при изменении параметров микроклимата при выполнении различной по тяжести работы.
Теплообмен тела человека с окружающей средой осуществляется через кожные покровы, а также в процессе дыхания за счет нагрева вдыхаемого в легкие воздуха и испарения воды с их поверхности.
При этом организм использует все существующие в природе механизмы теплообмена: радиационный (лучистый), конвективный и транспирационный (посредством испарения влаги). Наибольшая доля тепла отводится по транспирационному механизму.
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Установлено, что при температуре свыше 25 оС работоспособность человека начинает снижаться, при температуре 35 оС ее величина достигает минимальных значений.
Высокая влажность воздуха уменьшает скорость испарения пота, что ведет к перегреву тела человека особенно при температуре выше 30 °С, когда практически вся теплота, вырабатываемая в теле человека, отдается в окружающую среду за счет испарения пота. Интенсивное потовыделение при высоких температурах приводит к обезвоживанию организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения, обезвоживание на 15...20 % приводит к смертельному исходу. Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей, микроэлементов и водорастворимых витаминов, что может быть опасным. Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию его перегревания выше допустимого уровня (до 38 – 39 оС).
Параметром, определяющим последовательность анализа микроклимата, является температура воздуха.
Температурные условия
Границы температур воздуха, определяющие оптимальные и допустимые условия труда, зависят от периода (сезона) года и категории работ по уровню энергозатрат (табл. 1). При оценке параметров микроклимата необходимо учитывать холодный и теплый периоды (сезоны) года.
Холодный период года - период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной 10 °С и ниже.
Теплый период года - период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше 10 °С.
Среднесуточная температура наружного воздуха - средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным территориальной метеорологической службы (согласно МУК 4.3.2756-10).
Категории работ по уровню энергозатрат – характеристика (категория) трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную и другие), обеспечивающие его деятельность. Категория работ по уровню энергозатрат характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза, общим числом стереотипных рабочих движений, величиной статической нагрузки, характером рабочей позы, глубиной и частотой наклона корпуса, перемещениями в пространстве.
Физические работы категории I – это виды деятельности с расходом энергии не более 150 ккал/ч (174 Вт). Легкие физические работы разделяются на категорию Iа - энергозатраты до 120 ккал/ч (139 Вт) и категорию Iб - энергозатраты 121 - 150 ккал/ч (140 - 174 Вт).
К категории Iа относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).
К категории Iб относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.).
Физические работы категории II – это виды деятельности с расходом энергии в пределах 151 - 250 ккал/ч (175 - 290 Вт). Физические работы категории II разделяют на категорию IIа - энергозатраты от 151 до 200 ккал/ч (175 - 232 Вт) и категорию IIб - энергозатраты от 201 до 250 ккал/ч (233 - 290 Вт).
К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).
К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
Физические работы категории III – это виды деятельности с расходом энергии более 250 ккал/ч (290 Вт).
К категории III относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей, требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.) (согласно МУК 4.3.2756-10.).
Если температура воздуха и/или тепловое излучение не превышает верхних границ допустимых уровней (согласно СанПиН 2.2.4.548-96), оценка микроклимата может проводиться как по отдельным его составляющим, так и по ТНС-индексу.
Таблица 1
Оптимальные и допустимые значения температуры воздуха на рабочих местах
производственных помещений
|
Период года |
Категория работ по уровню энергозатрат, Вт |
Температура воздуха, °С |
||
|
Диапазон допустимых температур ниже оптимальных величин |
Оптимальные величины |
Диапазон допустимых температур выше оптимальных величин |
||
|
Холодный |
Iа (до 139) |
20,0 - 21,9 |
22 - 24 |
24,1 - 25,0 |
|
Iб (140 - 174) |
19,0 - 20,9 |
21 - 23 |
23,1 - 24,0 |
|
|
IIа (175 - 232) |
17,0 - 18,9 |
19 - 21 |
21,1 - 23,0 |
|
|
IIб (233 - 290) |
15,0 - 16,9 |
17 - 19 |
19,1 - 22,0 |
|
|
III (более 290) |
13,0 - 15,9 |
16 - 18 |
18,1 - 21,0 |
|
|
Теплый |
Iа (до 139) |
21,0 - 22,9 |
23 - 25 |
25,1 - 28,0 |
|
Iб (140 - 174) |
20,0 - 21,9 |
22 - 24 |
24,1 - 28,0 |
|
|
IIа (175 - 232) |
18,0 - 19,9 |
20 - 22 |
22,1 - 27,0 |
|
|
IIб (233 - 290) |
16,0 - 18,9 |
19 - 21 |
21,1 - 27,0 |
|
|
III (более 290) |
15,0 - 17,9 |
18 - 20 |
20,1 - 26,0 |
Тепловое облучение
Нагревающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата (температура воздуха, влажность, скорость его движения, относительная влажность, тепловое излучение), при котором имеет место нарушение теплообмена человека с окружающей средой, выражающееся в накоплении тепла в организме выше верхней границы оптимальной величины (> 0,87 кДж/кг) и/или увеличении доли потерь тепла испарением пота (> 30 %) в общей структуре теплового баланса, появлении общих или локальных дискомфортных теплоощущений (слегка тепло, тепло, жарко) согласно P 2.2.2006-05.
Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.) должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 2.
В случае если температура воздуха и/или тепловое излучение на рабочем месте превышают верхнюю границу допустимых значений, то используется ТНС - индекс.
ТНС - индекс (тепловая нагрузка среды) - эмпирический интегральный показатель (выраженный в °С), отражающий сочетанное влияние температуры воздуха, скорости его движения, влажности и теплового облучения на теплообмен человека с окружающей средой.
Для оценки нагревающего микроклимата в помещении ТНС-индекс применяется вне зависимости от периода года.
Таблица 2
Допустимые величины теплового облучения поверхности тела
работающих от производственных источников (СанПиН 2.2.4.548-96)
|
Облучаемая поверхность тела, % |
Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более |
|
50 и более |
35 |
|
25-50 |
70 |
|
не более 25 |
100 |
ТНС - индекс определяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (tвл.) и температуры внутри зачерненного шара (tш) и рассчитывается по уравнению:
ТНС = 0,7.tвл. + 0,3.tш.
Температура внутри зачерненного шара измеряется термометром, резервуар которого помещен в центр зачерненного полого шара; tш отражает влияние температуры воздуха температуры поверхностей и скорости движения воздуха (согласно СанПиН 2.2.4.548-96).
Класс условий труда в условиях нагревающего микроклимата проводится по ТНС-индексу (табл. 3).
Таблица 3
Класс условий труда по показателю ТНС-индекса (°С) для рабочих помещений
с нагревающим микроклиматом независимо от периода года и открытых территорий
в теплый период года (верхняя граница) согласно P 2.2.2006-05
|
Категория работ |
Класс условий труда |
|||||
|
Допустимый |
Вредный |
Опасный (экстрем.) |
||||
|
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
|||
|
Iа |
26,4 |
26,6 |
27,4 |
28,6 |
31,0 |
> 31,0 |
|
Iб |
25,8 |
26,1 |
26,9 |
27,9 |
30,3 |
> 30,3 |
|
IIа |
25,1 |
25,5 |
26,2 |
27,3 |
29,9 |
> 29,9 |
|
IIб |
23,9 |
24,2 |
25,0 |
26,4 |
29,1 |
> 29,1 |
|
III |
21,8 |
22,0 |
23,4 |
25,7 |
27,9 |
> 27,9 |
Охлаждающий микроклимат - сочетание параметров микроклимата, при котором имеет место изменение теплообмена организма, приводящее к образованию общего или локального дефицита тепла в организме (> 0,87 кДж/кг) в результате снижения температуры "ядра" и/или "оболочки" тела (температура "ядра" и "оболочки" тела - соответственно температура глубоких и поверхностных слоев тканей организма).
Микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте ниже нижней границы допустимой (СанПиН 2.2.4.548-96), является вредным. Класс вредности определяется по среднесменным величинам температуры воздуха, указанным в табл. 4.
В табл.4 приведена температура воздуха применительно к оптимальным величинам скорости его движения (по СанПиН 2.2.4.548-96). При увеличении скорости движения воздуха на рабочем месте на 0,1 м/с от оптимальной температуру воздуха, приведенную в табл. 4, следует повысить на 0,2 °С. При этом класс условий труда при работе в помещениях с охлаждающим микроклиматом определен применительно к работникам, одетым в комплект «обычной одежды» с теплоизоляцией 1 Кло.
Таблица 4
Классы условий труда по показателю температуры воздуха при работе
в помещении с охлаждающим микроклиматом (P 2.2.2006-05)
|
Категория работ * |
Общие энерготраты, Вт/м2* |
Классы условий труда |
||||||
|
Оптимальный |
Допустимый |
Вредный** |
Опасный |
|||||
|
1 |
2 |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
4 |
||
|
Iа |
68 |
СанПиН* |
СанПиН* |
18 |
16 |
14 |
12 |
|
|
(58-77) |
||||||||
|
Iб |
88 |
17 |
15 |
13 |
11 |
|||
|
(78-97) |
||||||||
|
IIа |
113 |
14 |
12 |
10 |
8 |
|||
|
(98-129) |
||||||||
|
IIб |
145 |
13 |
11 |
9 |
7 |
|||
|
(130-160) |
||||||||
|
III |
177 |
12 |
10 |
8 |
6 |
|||
|
(161-193) |
* - в соответствии с Приложением 1 к СанПиН 2.2.4.548-96
** - приведена нижняя граница температуры воздуха, °С
Скорость движения воздуха
Для холодного и теплого периодов года нижние границы допустимой скорости движения воздуха составляют: 0,1 м/с - при категории работ Iа, Iб и IIа; 0,2 м/с - при категориях работ IIб и III; верхние границы несколько выше в среднем на 0,2-0,3 м/c (табл. 5).
Таблица 5
Оптимальные и допустимые скорости движения воздуха
на рабочих местах производственных помещений (МУК 4.3.2756-10)
|
Период года |
Категория работ по уровню энергозатрат, Вт |
Скорость движения воздуха, м/с |
||
|
Допустимые, для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин не более |
Оптимальные для диапазона оптимальных температур воздуха не более |
Допустимые, для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин не более |
||
|
Холодный |
Iа (до 139) |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
Iб (140 - 174) |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
|
|
IIа (175 - 232) |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
|
IIб (233 - 290) |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
|
|
III (более 290) |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
|
Теплый |
Iа (до 139) |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
|
Iб(140 - 174) |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
|
|
IIа (175 - 232) |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
|
|
IIб (233 - 290) |
0,2 |
0,2 |
0,5 |
|
|
III (более 290) |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
В диапазоне допустимых температур, если скорость движения воздуха выше максимально допустимого значения, класс условий труда следует считать вредным (без детализации степени вредности).
В нагревающем микроклимате (при температуре воздуха выше верхнего предела допустимой температуры) скорость движения воздуха следует считать вредной, если ее величина превышает 0,6 м/с.
В охлаждающем микроклимате (при температуре воздуха ниже нижнего предела допустимых температур) влияние движения воздуха учитывается в температурной поправке на ветер.
Влажность воздуха
Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную, относительную и максимальную влажность воздуха.
Абсолютная влажность - это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в единичном объеме воздуха.
Максимальная влажность – максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при тех же условиях в единичном объеме воздуха (состояние насыщения).
Относительная влажность φ - определяется отношением абсолютной влажности к максимальной и выражается в процентах.
Класс условий труда по показателю влажности воздуха определяется на основании данных табл. 6.
Таблица 6
Класс условий труда по показателю влажности воздуха (МУК 4.3.2756-10)
|
Класс условий труда |
Диапазон относительной влажности воздуха, % |
|
|
Нижняя граница |
Верхняя граница |
|
|
Оптимальный (1) |
40 |
60 |
|
Допустимый (2) |
15 |
< 40 |
|
Допустимый (2) |
> 60 |
75 |
|
Вредный (3.1) |
10 |
< 15 |
|
Вредный (3.2) |
< 10 |
Для температур воздуха, соответствующих верхним значениям допустимых величин, вводится дополнительное ограничение на относительную влажность воздуха. При температуре воздуха на рабочем месте 25 °С и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы: 70% - при температуре воздуха 25 °С; 65% - при температуре воздуха 26 °С; 60% - при температуре воздуха 27 °С; 55% - при температуре воздуха 28 °С.
При превышении допустимых значений относительной влажности воздуха класс условий труда при указанных выше температурах воздуха следует определять по ТНС-индексу.
Человек ощущает воздействие параметров микроклимата комплексно. Эффективная температура – это та температура, которая характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и нулевой скорости движения воздуха. Эффективно-эквивалентная температура учитывает воздействие температуры, движения и влажности воздуха.
Для определения эффективной и эффективно-эквивалентной температур по номограмме (рис. 1) необходимо соединить показания сухого и влажного термометров пунктирной линией, найти точку пересечения полученной линии со значением скорости движения воздуха, провести из этой точки линию, параллельную линии комфорта. На пересечении значений температур находят эффективно-эквивалентную температуру.
Рис. 1. Номограмма для определения эффективной
и эффективно-эквивалентной температур
Для более полного учета теплового состояния среды в настоящее время кроме рассмотренных выше температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости движения воздуха, интенсивности теплового облучения, ТНС-индекса, контролируют температуру поверхностей (стены, ограждающие конструкции, экраны и т.п.), тип одежды и другие параметры (МУК 4.3.2756-10, ГОСТ Р ИСО 7730—2009).
Измерение параметров микроклимата
Измерения температуры поверхностей ограждающих конструкции (стен, пола, потолка) или устройств (экранов и т.п.), наружных поверхностей технологического оборудования или его ограждающих устройств следует производить в рабочей зоне на постоянных и непостоянных рабочих местах.
Температуру и относительную влажность воздуха следует измерять аспирационными психрометрами.
Скорость движения воздуха наиболее часто измеряют анемометрами ротационного действия (крыльчатые анемометры).
Тепловое облучение, температуру поверхностей ограждающих конструкций (стен, пола, потолка) или устройств (экранов и т.п.), наружных поверхностей технологического оборудования или его ограждающих устройств следует измерять приборами типа актинометров, болометров, электротермометров и т.п.
Измерения параметров микроклимата производятся на нескольких высотах над уровнем пола (рабочей площадки) в зависимости от позы работника:
- при работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха - на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки;
- при работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха - на высоте 1,5 м;
- при наличии источников лучистого тепла, тепловое облучение на рабочих местах необходимо измерять на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки, в случае необходимости - на уровне головы работника;
- для нагревающего микроклимата (когда температура или поток теплового излучения выше допустимых значений) следует измерять температуру внутри шарового термометра и температуру смоченного термометра на тех же высотах, что и измерения температуры воздуха (0,1 и 1,0 м для рабочей позы «сидя» и 0,1 и 1,5 м для рабочей позы «стоя», и определять индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) (согласно МУК 4.3.2756-10).
Для измерения микроклиматических характеристик производственной среды МУК 4.3.2756-10 рекомендуют использовать современные системы «Testo 454» и «Метеоскоп», которые внесены в Государственный реестр средств измерений РФ, что позволяет использовать их для инструментального комплексного контроля гигиенических требований к микроклимату производственных помещений, в мониторинге процессов, лабораторных исследованиях, научной деятельности, контроле качества, строительстве зданий.
Измерение температуры бесконтактным способом целесообразно проводить для объектов, нагретых до высоких температур; вращающихся поверхностей; движущихся объектов; при небольших размерах объектов; для тел с неровной поверхностью; поверхностей, недоступных для прямого контакта (детали электрооборудования под напряжением, тонкие пленки или поверхности с покрытием, детали отопительных конструкций, промышленного оборудования, агрессивные вещества.
Инфракрасный пирометр «Testo 830-T1» является быстродействующим измерителем температуры, с одноточечным лазерным целеуказателем. Диапазон измерения температур: от -30 °C до +400 °C. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.
Способы улучшения микроклимата производственных помещений
и защиты от неблагоприятных микроклиматических условий
Наиболее распространенными способами защиты от неблагоприятных микроклиматических условий являются вентиляция, отопление или кондиционирование, использование индивидуальных средств защиты от повышенной или пониженной температуры, регламентацией периодов работы в неблагоприятном микроклимате и отдыха в помещении с микроклиматом, нормализующим тепловое состояние, сокращение рабочей смены и др.
С помощью вентиляции происходит обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне (согласно СНиП 41-01-2003).
Отопление предусматривает поддержание во всех производственных зданиях и сооружениях, на постоянных рабочих местах и в рабочих зонах во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ температуры, соответствующей установленным нормам.
С помощью кондиционирования воздуха в закрытых помещениях и сооружениях можно поддерживать необходимую температуру, влажность, газовый и ионный состав, наличие запахов воздушной среды, а также скорость движения воздуха.
Для защиты от теплового излучения используют различные теплоизолирующие материалы, устраивают теплозащитные экраны и специальные системы вентиляции.
Для теплоизоляции используют различные материалы, например, асбестовую ткань и картон, специальные бетон и кирпич, минеральную и шлаковую вату, стеклоткань, углеродный войлок и др. Так, в качестве теплоизоляционных материалов для трубопроводов пара и горячей воды, а также для трубопроводов холодного снабжения, используемых в промышленных холодильниках, могут быть использованы материалы из минеральной ваты.
Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. Теплоотражающие экраны изготавливаются из алюминия или стали, а также фольги или сетки на их основе. Теплопоглощаюшие экраны представляют собой конструкции из огнеупорного кирпича (типа шамота), асбестового картона или стекла (прозрачные экраны). Теплоотводящие экраны это полые конструкции, охлаждаемые изнутри водой.
Теплоотводящим прозрачным экраном служит так называемая водяная завеса, которую устраивают у технологических отверстий промышленных печей и через которую вводят внутрь печей инструменты, обрабатываемые материалы, заготовки и др.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ): специальная одежда, обувь, средства защиты рук, средства защиты головы, средства защиты лица глаз. СИЗ должны подбираться с учетом профессии, условий труда.
Защита от переохлаждения осуществляется посредством одежды, изготовленной в соответствии с требованиями ГОСТ 29335–92 и 29338–92. «Костюмы мужские и женские для защиты от пониженных температур. Технические условия». Для уменьшения теплопотерь могут быть использованы также локальные источники тепла, обеспечивающие сохранение должного уровня общего и локального теплообмена организма.
Защита расстоянием от опасного воздействия от избытка тепла или от теплового излучения от производственных объектов (печей, топок, реакторов и т.д.) обычно осуществляется механизацией и автоматизацией производственных процессов, дистанционным управлением.
Защита временем. В целях защиты работающих от возможного перегревания или охлаждения, при температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых величин время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) должны быть ограничено величинами, рекомендованных в СанПиН 2.2.4.548-96.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Лабораторная установка
Лабораторная установка представляет собой измерительный стенд, предназначенный для исследования параметров микроклимата. Стенд имеет моноблочный корпус, в нижней части которого расположен блок автоматики с панелью управления (рис. 2). В верхней части корпуса расположена климатическая камера с дверцей, которая открывается наверх и может фиксироваться (рис. 3). Стенд позволяет изменить температуру и влажность камеры, создать условия конвекции и вытяжной вентиляции. Максимальная температура камеры – 40 °С. Напряжение питания - 220 В.
Рис.2. Панель управления: 1 - выключатель стенда; 2- выключатель нагревателей
(ТЭНов); 3 - вольтметр напряжения внутреннего вентилятора (конвекционный);
4 - выключатель внутреннего вентилятора; 5 - регулятор напряжения (оборотов)
внутреннего вентилятора; 6 - терморегулятор; 7 - термометр верхней части камеры;
8- термометр нижней части камеры; 9 - выключатель наружного вентилятора
(вытяжного); 10 - регулятор напряжения (оборотов) наружного вентилятора;
11 - вольтметр напряжения наружного вентилятора.
Климатическая камера (рис.3) представляет собой герметический объём, в котором имеется входное окошко с заслонкой 1, выходное окошко с заслонкой 5 и вентилятором 6. В камере расположен нагреватель с защитной сеткой 2 и ёмкостью для воды 3, текстолитовая панель 4 для крепления измерительных приборов и подсветка 7.
Рис.3. Климатическая камера
Меры безопасности при выполнении работы
Не включать стенд без проверки преподавателем. При обнаружении неисправности в работе стенда прекратить работу и сообщить об этом преподавателю.
Порядок выполнения работы
После ознакомления с методикой проведения эксперимента и экспериментальной установкой, ответив на вопросы преподавателя, необходимо приступить к выполнению работы.
Подготовка лабораторной установки к работе
1. Выключатель общего питания 1 (рис. 2) , выключатель ТЭНов 2, выключатель вентиляторов 4 и 9 (рис. 2) поставить в положение «выключено», что соответствует нижнему положению.
2. Включить вилку в розетку.
3. Открыть дверцу камеры, установить необходимые приборы на панели 4 (рис. 3), при необходимости поставить внутренний вентилятор для конвекции, залить воду для изменения влажности воздуха.
Выполнение работы
1. Включить стенд выключателем 1 (рис.2). Включить подсветку стенда.
2. Установить необходимую температуру на терморегуляторе 6 (рис.2). Контроль температуры в камере проводится встроенными термометрами 7 и 8 (рис.2).
С помощью заслонок 1 и 5, внутреннего вентилятора и вентилятора 6 (рис. 3) исследовать режимы конвекции и вентиляции.
3. Одновременное измерение параметров микроклимата (температура воздуха, скорость движения воздуха, относительная влажность воздуха, а также барометрическое давление) провести прибором «Метеоскоп», технические характеристики которого и порядок выполнения работы приведены ниже.
4. Измерить параметры микроклимата внутри камеры стенда в режиме конвекции и вытяжной вентиляции.
5. Провести измерения параметров микроклимата на рабочих местах при выполнении работ сидя и стоя.
6. Сравнить полученные значения с нормативными, определить класс условий труда, сделать выводы.
Технические характеристики измерителя «Метеоскоп»
Основные технические характеристики «Метеоскопа» представлены в табл. 7.
Таблица 7
Основные технические характеристики измерителя «Метеоскоп»
|
Атмосферное давление |
P, кПа |
80...110 |
|
Относительная влажность воздуха |
RH, % |
3...98 |
|
Температура воздуха |
Ta, °С |
-10...+50 |
|
Скорость движения воздуха |
V, м/с |
0,1...20 |
|
ТНС-индекс |
ТНС, °С * |
10...50 |
|
Тепловое излучение |
IR, Вт/м2 * |
10...1000 |
*- При подключении шарового термометра
Устройство и работа измерителя
«Метеоскоп» (рис. 4, 5) состоит из сенсометрического щупа, в котором размещены термисторы, и основного измерительного блока электроники, в котором находятся: датчик давления, операционные усилители каналов нагрева и измерения сопротивления термисторов, аналого-цифровые преобразователи результатов, микропроцессор, блок индикации результатов и аккумуляторная батарея питания прибора.
а) б)
Рис. 4. Измеритель параметров микроклимата «Метеоскоп», снабженный
сенсометрическим щупом в стандартной комплектации (а)
и в комплекте сенсометрическим щупом и шаровым термометром (б)
Принцип действия измерителя в режиме измерения скорости воздушного потока состоит в сравнении температур двух термисторов - находящегося в тепловом равновесии с окружающей средой и нагреваемого заданным током. Данные измерений температур обрабатываются встроенным в прибор микропроцессором по заложенной программе.
Результаты обработки - скорость обдува нагреваемого термистора и температура воздуха - высвечиваются на жидкокристаллическом дисплее прибора.
Датчиком влажности является конденсатор, емкость которого пропорциональна относительной влажности воздуха.
Датчик влажности и термисторы измерителя размещены в сенсометрическом щупе, соединенном с блоком электроники сигнальным кабелем.
Датчик давления выполнен на основе тензометрического моста сопротивления и установлен непосредственно на корпусе индикаторного блока.
Рис. 5. Сенсометрический щуп измерителя «Метеоскоп»
Подготовка измерителя к использованию
Климатические условия окружающей среды должны соответствовать рабочим условиям эксплуатации.
Нормальные условия применения измерителя:
- температура окружающего воздуха - 20±5°С;
-относительная влажность воздуха - 30 - 80 %;
- атмосферное давление - 84.... 106 (630...795) кПа (мм. рт. ст.)
Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха от+10°С до +40 °С;
- относительная влажность воздуха 90% при температуре +25 °С;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.).
При необходимости следует провести зарядку аккумуляторных батарей.
Начало работы
Присоединить сенсометрический щуп к измерителю. Для измерения температуры, относительной влажности, скорости потока воздуха, атмосферного давления следует раздвинуть телескопический сенсометрический щуп и расположить измерительную часть в том месте, где необходимо провести измерение. Ориентацию окна сенсора анемометра следует выбрать по ожидаемому направлению потока воздуха, причем датчик влажности должен быть ориентирован от потока.
Порядок работы измерителя
Расположение и назначение органов управления на лицевой панели измерителя представлено на рис. 6.
|
Рис.6. Внешний вид измерителя «Метеоскоп - М» |
перелистывания экрана в процессе измерений, выбора различных параметров.
перелистывания экрана в процессе измерений, выбора различных параметров.
отказа от выбора различных параметров.
микроклимата, переключения между замерами в режиме просмотра результатов
измерений, включения режима паузы в процессе измерений и остановки измерений.
Начало работы измерителя
Измеритель может работать в двух режимах - в режиме измерений параметров микроклимата и в режиме меню.
Меню измерителя многоуровневое. Как правило, каждый пункт меню состоит из нескольких подпунктов, подпункты - из подпунктов следующего уровня и т.д.
Последовательность выбора режимов работы измерителя
Для включения (выключения) измерителя необходимо нажать и удерживать в течение 3 сек кнопку «Вкл/Выкл».
Непосредственно после включения происходит самотестирование измерителя:
(1) определяется напряжение питания;
(2) тестируются цепи прохождения аналоговых сигналов.
Результаты тестирования отражаются на экране. Результат положительного тестирования:
После успешного прохождения самотестирования и нажатия на кнопку «Старт» осуществляется переход в главное меню:
В левой части экрана индицируется название пункта меню (Главное меню), в правой части - подпункты главного меню, которые можно активизировать из главного меню.
На подпункт Главного меню, который можно активизировать, указывает стрелка ► в центральном столбце экрана. Перед измерениями необходимо подтвердить выбор стандартного режима нажатием клавиши 3.
Управление перемещением стрелки - кнопками ▲ или ▼. Работа в выбранном подпункте начинается при нажатии на кнопку «Старт», возвращение на предыдущий уровень (к процессу самотестирования Измерителя) происходит при нажатии на кнопку «Стоп».
Работа в стандартном режиме измерений
Индицируются текущие результаты по всем каналам измерений: температуры Т (в единицах оС); относительной влажности RH (в %); скорости движения воздуха (в единицах м/с); атмосферное давление (в мм рт.ст.).
При измерениях в стандартном режиме экран имеет вид:
Для прекращения измерений и перехода в Главное меню следует дважды нажать кнопку «Стоп». Одно нажатие кнопки «Стоп» ведет к переходу в режим паузы, при этом измерения приостанавливаются и на экране появляется надпись «*П*». Для продолжения измерений следует нажать кнопку «Старт» (надпись «*П*» исчезает и продолжаются измерения).
Для выключения измерителя необходимо нажать и удерживать в течение 3 сек кнопку «Вкл». На экране появится сообщение «Выключение Измерителя», после чего измеритель выключится, а светодиод рядом с кнопкой «Вкл» на панели измерителя погаснет.
После окончания измерений измерительную часть сенсометрического щупа необходимо задвинуть, отключить щуп от измерителя, нажав на фиксатор.
ОТЧЕТ О РАБОТЕ
Отчет должен содержать:
- название и цель работы;
- краткий конспект по теоретической части;
- методику проведения эксперимента;
- результаты измерений температуры, скорости движения воздуха, атмосферного давления, относительной влажности воздуха;
- сравнение экспериментальных параметров микроклимата с нормативными значениями и оценку класса условий труда;
- выводы по результатам исследований.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
,
где tC и tB - значения температуры соответственно сухого и влажного термометров, °С; Рс и Рв - максимальная упругость (или парциальное давление) насыщенного водяного пара при значениях температуры соответственно сухого и влажного термометров, мм рт. ст.; В - барометрическое давление, мм рт. ст.
Таблица 8
Максимальная упругость водяных паров при различных температурах, мм рт. ст.
|
Целые градусы |
Десятые доли градуса |
|||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
8 |
8,04 |
8,10 |
8,16 |
8,21 |
8,27 |
8,32 |
8,38 |
8,44 |
8,49 |
8,55 |
|
9 |
8,61 |
8,67 |
8,73 |
8,79 |
8,84 |
8,90 |
8,96 |
9,02 |
9,09 |
9,15 |
|
10 |
9,21 |
9,27 |
9,33 |
9,40 |
9,46 |
9,52 |
9,58 |
9,65 |
9,71 |
9,78 |
|
11 |
9,84 |
9,91 |
9,98 |
10,04 |
10,11 |
10,18 |
10,24 |
10,31 |
10,38 |
10,45 |
|
12 |
10,52 |
10,59 |
10,66 |
10,73 |
10,80 |
10,87 |
10,94 |
11,01 |
11,08 |
11,16 |
|
13 |
11,23 |
11,30 |
11,38 |
11,45 |
11,53 |
11,60 |
11,68 |
11,76 |
11,83 |
11,91 |
|
14 |
11,99 |
12,06 |
12,14 |
12,22 |
12,30 |
12,38 |
12,46 |
12,54 |
12,62 |
12,71 |
|
15 |
12,79 |
12,87 |
12,95 |
13,04 |
13,12 |
13,20 |
13,29 |
13,38 |
13,46 |
13,55 |
|
16 |
13,63 |
13,72 |
13,81 |
13,90 |
13,99 |
14,08 |
14,17 |
14,26 |
14,35 |
14,44 |
|
17 |
14,53 |
14,62 |
14,72 |
14,81 |
14,90 |
15,00 |
15,09 |
15,19 |
15,28 |
15,38 |
|
18 |
15,48 |
15,58 |
15,67 |
15,77 |
15,87 |
15,97 |
16,07 |
16,17 |
16,27 |
16,37 |
|
19 |
16,48 |
16,58 |
16,67 |
16,79 |
16,89 |
17,00 |
17,10 |
17,21 |
17,32 |
17,43 |
|
20 |
17,54 |
17,64 |
17,75 |
17,86 |
17,97 |
18,00 |
18,20 |
18,31 |
18,42 |
18,54 |
|
21 |
18,65 |
18,76 |
18,88 |
19,00 |
19,11 |
19,23 |
19,35 |
19,47. |
19,59 |
19,71 |
|
22 |
19,83 |
19,95 |
20,07 |
20,19 |
20,32 |
20,44 |
20,56 |
20,69 |
20,82 |
20,94 |
|
23 |
21,07 |
21,20 |
21,32 |
21,45 |
21,58 |
21,71 |
21,84 |
21,98 |
22,11 |
22,24 |
|
24 |
22,38 |
22,51 |
22,65 |
22,78 |
22,92 |
23,06 |
23,20 |
23,34 |
23,48 |
23,62 |
|
25 |
23,76 |
23,90 |
24,04 |
24,18 |
24,33 |
24,47 |
24,62 |
24.76 |
24,91 |
25,06 |
|
26 |
25,21 |
25,36 |
25,51 |
25,66 |
25,81 |
25,96 |
26,12 |
26,27 |
26,43 |
26,58 |
|
27 |
26,74 |
26,90 |
27,07 |
27,21 |
27,37 |
27,54 |
27,70 |
27,86 |
28,02 |
28,18 |
|
28 |
28,35 |
28,51 |
28,68 |
28,85 |
29,02 |
29,18 |
29,35 |
29,52 |
29,70 |
29,87 |
|
29 |
30,04 |
30,22 |
30,39 |
30,57 |
30,74 |
30,92 |
31,10 |
31,28 |
31,46 |
31,64 |
|
30 |
31,82 |
32,01 |
32,19 |
32,38 |
32,56 |
32,75 |
32,93 |
33,12 |
33,31 |
33,50 |
|
31 |
33,70 |
33,89 |
34,08 |
34,28 |
34,47 |
34,67 |
34,86 |
35,06 |
35,26 |
35,46 |
|
32 |
35,66 |
35,86 |
36,07 |
36,27 |
36,48 |
36,68 |
36,89 |
37,10 |
37,31 |
37,52 |
|
33 |
37,73 |
37,94 |
38,16 |
38,37 |
38,58 |
38,80 |
39,02 |
39,24 |
39,46 |
39,68 |
|
34 |
39,90 |
40,12 |
40,34 |
40,57 |
40,80 |
41,02 |
41,25 |
41,48 |
41,71 |
41,94 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 2008. – 616 с.
2. Белов С.В. Ноксология: Учеб. пособие для студ. вузов/С.В. Белов, Е. Н. Симакова. - М.: Новые технологии. - Прил. к журн. «Безопасность жизнедеятельности»; № 6. Вып. 2. - 2010. - 24 с.
3. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
4. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
5. Р 2.2.2006-05. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.
6. ГОСТ Р ИСО 7730-2009. Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием расчета показателей PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта.
7. МУК 4.3.2755-10. Методические указания интегральной оценки нагревающего микроклимата.
8. МУК 4.3.2756-10. Методы контроля. Физические факторы методические указания по измерению и оценке микроклимата производственных помещений. Методические указания.
9.СНиП 41-01-2003. Нормы проектирования. Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха в производственных зданиях и сооружениях.
10. Измеритель параметров микроклимата «Метеоскоп-М». Руководство по эксплуатации. БВЕК.43.1110.04 РЭ. ООО «НТМ-ЗАЩИТА». Москва. 2011. 65 с.
11. Яковлев Б.Н. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метеорологических условий на рабочем месте».Саратов, СГТУ, 2005. 23 с.
СОДЕРЖАНИЕ
|
Теоретическое введение………………………………………………….. |
3 |
|
Экспериментальная часть………………………………………………… |
14 |
|
Контрольные вопросы……………………………………………………. |
22 |
|
Список литературы……………………………………………………….. |
24 |
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
Методические указания
к лабораторной работе
по дисциплине
«Безопасность жизнедеятельности»
Составили: УЧАЕВА Инна Михайловна
КОЗИН Владимир Александрович
Рецензент В.Е. Танчик
|
Подписано в печать 01.06.12 |
||
|
Формат 60×84 1/16 Бумага офсетная Гарнитура Times New Roman Печать RISO |
||
|
Объем 1,75 печ.л. |
Тираж 100 экз. |
413100, Россия, Саратовская область г. Энгельс, пл. Свободы, 17
ЭТИ (филиал) СГТУ им.Гагарина Ю.А.
1
4
5
3
7
8
9
6
10
13
14
15
16
11
12