ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Некоторые производственные процессы происходят в помещениях, где возможны загазованность, плохое освещение, холод или жара, сквозняки и другие неблагоприятные факторы, которые влияют на работоспособность и здоровье человека. Поэтому созданию благоприятного микроклимата должно быть уделено внимание при проектировании, строительстве, а также во время производства работ.
Данная лабораторная работа по определению метеорологических условий производственной среды состоит из двух разделов (частей).
3.1 Произвести определение параметров микроклимата в помещении лаборатории: измерить температуру, определить влажность, барометрическое давление, скорость движения воздуха и результаты измерений свести в таблицу.
Таблица 3.1 - Результаты измерения метеоусловий в лаборатории
№ № иизмерения | Дата измерения | Температура, °С | Атмосферное давление, кПа | Определение влажности | |||||
Тип психрометра | Показания термометра, °С | Абсолютная влажность, кПа | Относитель- ная влажность, % | ||||||
сухого | влажного | по расчету | по табл. | ||||||
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
4 |
2.2 Оценить микроклимат производственной среды, исходя из варианта задания (таблица 2). Предложить мероприятия, способствующие улучшению метеорологических условий в производственных помещениях.
Таблица 3.2 - Варианты заданий
Вариант | Исходные данные | ||||||
Категория работ | Период года | Температура воздуха, °С | Температура поверхностей, °С | Относительная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с | Примечание | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | Iа | Холод-ный | 20 | 14 | 35 | 0,5 | |
2 | IIб | -//-//- | 21 | 24 | 41 | 0,3 | |
3 | IIа | -//-//- | 24 | 32 | 28 | 0,2 | |
4 | IIб | -//-//- | 20 | 14 | 38 | 0,33 | |
5 | III | -//-//- | 26 | 26 | 14 | 0,7 | |
6 | Iа | теплый | 14 | 22 | 10 | 0,45 | |
7 | IIа | -//-//- | 22 | 38 | 78 | 0,6 | |
8 | IIа | -//-//- | 38 | 40 | 65 | 0,6 | |
9 | IIб | -//-//- | 40 | 10 | 34 | 0,8 | |
10 | III | -//-//- | 31 | 9 | 48 | 0,4 | |
11 | Iа | холод- ный | 14 | 16 | 50 | 0,35 | |
12 | Iб | -//-//- | 18 | 28 | 65 | 0,1 | |
13 | IIб | -//-//- | 22 | 33 | 59 | 0,0 | |
14 | IIб | -//-//- | 36 | 42 | 78 | 0,2 | |
15 | III | -//-//- | 24 | 17 | 60 | 0,4 |
Для обоих заданий полученные данные сравнить с данными СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», приведенных в приложении А, Б , В, Г.
4 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА (СанПиН 2.2.4.548-96)
Микроклимат производственных помещений - климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.
Микроклимат можно классифицировать следующим образом:
а) комфортный
б) с повышенной влажностью при нормальной и низкой температуре воздуха, при высокой температуре воздуха;
в) переменный;
г) нагревающий с преобладанием радиационной теплоты и с преобладанием конвекционной теплоты;
д) охлаждающий с субнормальными температурами воздуха (-10 °С - +10°С) с низкой температурой воздуха (ниже -10°С).
Воздушная среда - газообразная оболочка, окружающая земной шар, необходимое условие поддержания жизни на Земле.
В процессе жизнедеятельности между человеческим организмом и воздушной средой создаются тесные взаимодействия, нарушение которых может привести к неблагоприятным изменением в организме. Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микробами могут способствовать развитию в организме изменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению работоспособности.
Физические свойства атмосферного и производственного воздуха нестабильны, т.к. они связаны с климатическими особенностями географического региона, а также процессами производства, где возможны изменения температуры, влажности, подвижности и атмосферного давления воздушной среды.
В связи с этим физическое состояние воздушной среды в производственных помещениях приобретает самостоятельное значение вредного производственного фактора, а загрязнение воздуха токсичными веществами может привести к профессиональным заболеваниям.
Производственная деятельность человека может осуществляться на открытом воздухе и в помещениях. В настоящие время люди еще не научились влиять на состояние воздушной среды, а в помещениях возможно обеспечить определение метеорологических условий, которые способствовали бы нормальной работе рабочих и служащих.
Рабочей зоной считают пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находится рабочее место постоянного или временного пребывания работающего.
Постоянным рабочим местом считается место, на котором работающий находится большую часть (более 50% или более 2 часов непрерывно) рабочего времени. Если при этом обслуживание процессов производства осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.
Воздействие метеорологических условий на организм весьма сложно и многообразно. При неблагоприятном сочетании отдельных факторов у работающего человека могут изменяться частота пульса и дыхания, артериальное давление, напряженность нервной системы и т.д.
Биохимические процессы, протекающие в организме человека, сопровождаются выделением тепла. Тело взрослого человека в состоянии покоя выделяет около 336 кДж/час тепла. Во время физической работы, в зависимости от ее напряженности, количество образующегося тепла составляет 1050-1680 кДж/ч.
Благодаря терморегуляции организма температура человеческого тела поддерживается постоянной. Необходимым условием нормального состояния человека является соответствие теплоотдачи в окружающую среду количеству тепла, образующегося в организме. Если этот баланс нарушается, то в случае недостаточной теплоотдачи в организме наступает тепловой застой с повышением температуры тела; наоборот, в случае избыточной теплопотери - понижением температуры тела. В том и другом случае нарушается нормальное состояние человека, что снижает его работоспособность.
Теплоотдача организма в окружающую среду осуществляется излучением, конвекцией и испарением. В условиях покоя на долю излучения приходится около 45%, конвекции – 30% и испарения – 25% всего удаляемого из организма тепла.
По тяжести работы подразделяются на три категории. В основу разделения работ на категории положена величина энергозатрат организма человека.
К категории легких работ (категория I) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического напряжения или поднятия тяжести. Энергозатраты при этом составляют до
630 кДж/ч. Такие работы имеют место в швейном производстве, точном приборостроении и т.п.
Физические работы средней тяжести (категория II) - это виды деятельности, при которых расход энергии составляет 630-1050 кДж/ч. Они разбиты на две подгруппы: IIа - 630-80 кДж/ч и IIб - 840-1050 кДж/ч.
Тяжелые физические работы (категория III) связаны с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей. Энргозатраты организма при этом составляют боле 1050 кДж/ч.
Метеорологические условия в производственных помещениях нормируются в оптимальных и допустимых величинах.
Оптимальные условия - такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное функционирование состояния организма и являются предпосылкой для высокопроизводительного труда.
Допустимые микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые могут вызвать быстро нормирующиеся изменения функционального и теплового состояния организма. При этом могут наблюдаться ухудшение самочувствия и понижение работоспособности, но не возникают повреждения или ухудшения состояния организма.
При характеристике помещений по категории выполняемых в них работ ориентируются на работы, в выполнении которых принимают участие 50% и более работающих.
В приложении А приведены оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в производственных помещениях с незначительными выделениями избыточного тепла (84 кДж/м3×ч и менее) и значительными избытками явного тепла (более 84 кДж/м3×ч). Эти нормы разработаны в зависимости от тяжести выполняемой работы и температуры наружного воздуха.
ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Принцип действия термометра сопротивления основан на свойстве материалов менять электрическое сопротивление (проводимость) с изменением температуры (рисунок 5).
1- каркас; 2 – платиновая спираль; 3 – выводы; 4 - оболочка
Рисунок 5 - Схема устройства платинового термометра сопротивления
П.Г. Стрелкова
Термометры сопротивления бывают проволочные терморезисторы и полупроводниковые. Для проволочных терморезисторов температурная зависимость может быть выражена формулой
где - сопротивление при температуре t °C;
- сопротивление при температуре 0°С;
- температурный коэффициент сопротивления металла.
В полупроводниковых терморезисторах (термисторы) температурная зависимость сопротивления выражается формулой
,
где Т - абсолютная температура, К;
А и В - постоянные, характеризующие полупроводник;
е - основание натурального логарифма.
Термометры с полупроводниковыми терморезисторами используются при измерении, не требующем высокой точности (~ 1 °С).
Датчиком термометра сопротивления служит малоинерционный проволочный терморезистор (Рисунок 6).
1 – проволока; 2 – стержни (изоляторы); 3 – защитный колпак; 4 – плата; 5 – выводные контакты
Рисунок 6 – Термометр сопротивления с малоинерционным проволочным терморезистором
Терморезистор изготовлен в виде спирали из тонкой проволоки (медной или платиновой) 1, укрепленной на стержнях 2 из изоляционного материала. Датчик, смонтированный на плате 4, закрыт колпаком 3 (при измерении его снимают). В измерительную схему датчик включают с помощью контактов 5.
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Психрометрический метод широко применяется при измерении влажности воздуха и в метеорологии до сего времени является основным. Он основан на зависимости интенсивности испарения с водной поверхности от дефицита влажности соприкасающегося с ней воздуха. Интенсивность испарения определяется путем измерения понижения температуры тела, с поверхности которого происходит испарение, за счет затраты тепла тела на испарение воды. Вычисления проводятся по психрометрической формуле, на основании которой составлены психрометрические таблицы:
,
где е - парциальное давление водяного пара в воздухе; Е' - давление насыщенного водяного пара при температуре испаряющей поверхности; А- психрометрический коэффициент; р -давление атмосферы; - температура воздуха и температура испаряющей поверхности соответственно.
Приборы, которые применяются при измерении влажности воздуха психрометрическим методом, называются психрометрами.
Психрометры содержат два термометра (рисунок 9). Одним измеряют температуру тела t', с поверхности которого происходит испарение воды (этот термометр называют «смоченным»), и другим -температуру окружающего воздуха t («сухой» термометр).
а) б)
1 – вентилятор, 2 - психрометрические термометры, 3 — пипетка для смачивания влажного термометра
а) - психрометр Августа; б) психрометр Ассманна
Рисунок 9 – Виды психрометров
Поскольку с поверхности резервуара смоченного термометра испаряется вода и на испарение расходуется тепло, показания этого термометра ниже показаний сухого (и тем ниже, чем интенсивнее испарение, т. е. чем меньше парциальное давление водяного пара в воздухе). По температуре сухого и смоченного термометров определяется влажность воздуха. Для случаев, когда на батисте смоченного термометра вода (жидкая фаза, она может наблюдаться и при температуре ниже 0°С - переохлажденная вода), парциальное давление водяного пара рассчитывают по формуле
e = Е'ж-Ар{1- t')(l +0,00115t');
для случаев, когда на батисте смоченного термометра лед, используют формулу
e=E'п-0,88229Ap{t-t'}.
Здесь Ел и Еж-давление насыщенного водяного пара при температуре смоченного термометра над плоской поверхностью жидкой воды (Еж) и льда (Ел);
дополнительный член (1+0,00115 t') учитывает зависимость теплоты испарения от температуры; коэффициент 0,88229 учитывает отличие удельной теплоты испарения воды от удельной теплоты испарения льда.
ПСИХРОМЕТР АСПИРАЦИОННЫЙ
Он предназначен для измерения температуры и влажности воздуха в экспедиционных условиях, а также в промышленных помещениях. Пределы измерений относительной влажности (при температуре воздуха от -10 до
+30 °С) 3-100 %, пределы измерений температуры воздуха от-25 до+50 °С.
Рисунок 10 - Психрометр аспирационный МВ-4-2М
Прибор имеет два одинаковых ртутных термометра 10 и 11, закрепленных в специальной оправе, состоящей из трубки 9 с тройником 13 и планочных защит 12. К тройнику 13 с помощью пластмассовых втулок 14 прикреплены по две трубки 15 (для радиационной защиты и вентиляции резервуаров термометров). Верхний конец трубки 9 соединен с головкой аспиратора 8. Головка состоит из заводного механизма и вентилятора, закрытых кожухом. Пружина заводного механизма заводится ключом 6 (сверху) (рисунок 11)
1-резиновая груша; 2-зажим; 3-пипетка; 4-ветровая защита; 5-крюк подвес; 6-заводной ключ; 7-окошечко; 8-головка аспиратора; 9-трубка; 10 и 11-сухой и смоченные термометры; 12-защитные планки; 13-тройник; 14-изоляционные втулки; 15 и 16-защитные трубки
Рисунок 11 - Аспирационный психрометр МВ-4М
Наряду с аспирационным психрометром с пружинным заводным механизмом вентилятора применяется аспирационный психрометр М-34, в котором заводной механизм заменён электродвигателем. Питание этого психрометра осуществляется от сети.
Измерения по аспирационному психрометру. Аспирационный психрометр устанавливается на столбе с помощью специального крюка таким образом, чтобы резервуары термометров находились на высоте 2 м. Зимой психрометр устанавливают за 30 мин, а летом за 15 мин до начала измерений. При некоторых специальных наблюдениях психрометр может устанавливаться и в горизонтальном положении, и на высоте, отличной от 2 м.
Смачивание термометра, обвязанного батистом, зимой производят за
30 мин, летом за 4 мин до отсчета.
Для смачивания термометра пользуются прилагаемой к прибору резиновой грушей с пипеткой. Ее наполняют дистиллированной водой, затем легким нажимом на грушу вводят воду в стеклянную пипетку до отмеченной риски (на 1 см от края пипетки) и удерживают ее на этом уровне с помощью зажима. Потом вводят пипетку в правую трубку защиты термометров, где находится резервуар смоченного термометра, до упора. Выждав несколько секунд, для того, чтобы батист пропитался водой, открывают зажим и отсасывают лишнюю воду. При этом нужно следить, чтобы вода из груши не вылилась и не смочила стенки защитных трубок; это приведет к дополнительным погрешностям.
Зимой, как и в станционном психрометре, термометр смачивают для того, чтобы корка льда на батисте растаяла.
После смачивания термометра заводят механизм аспиратора, который в момент отсчета должен работать на максимальных оборотах. Поэтому зимой за 4 мин до начала отсчета нужно произвести вторичный завод механизма.
Аспирационный психрометр является надежным прибором. Однако хорошие результаты с его помощью можно получить только при строгом соблюдении правил измерений.
При производстве отсчетов сначала следует быстро отсчитать десятые доли градуса по сухому и смоченному термометрам, записать результаты и только после этого уже отсчитать и записать целые градусы. При этом необходимо строго следить, чтобы во время отсчетов ветер дул по направлению от прибора к наблюдателю.
Зимой при отрицательных температурах после отсчета необходимо убедиться в том, что находится на батисте термометра - лед или вода (как и для станционного психрометра).
При сильном ветре скорость аспирации нарушается вследствие затруднения выброса воздуха из вентилятора. Чтобы исключить это, на аспиратор надевают с наветренной стороны (откуда дует ветер) особую ветровую защиту, прилагаемую к психрометру. Защиту следует обязательно надевать на вентилятор уже при скоростях ветра более 4 м/с.
При вычислении влажности по аспирационному психрометру скорость обтекания воздуха около приемников термометров принимается равной 2 м/с, поэтому необходимо, чтобы скорость аспирации у резервуаров термометров была действительно близка к 2 м/с. Поверка скорости аспирации производится при выпуске психрометра. Однако со временем она может изменяться. Поэтому не реже одного раза в месяц ее следует проверять. Это производится следующим образом. Сначала полностью заводят пружину. Затем устанавливают психрометр в вертикальном положении и наблюдают в окошечко появление метки на барабане. Когда метка на барабане совпадет с вертикальной риской на окошечке, отмечают время; после их вторичного совпадения определяют с точностью до одной секунды время одного оборота барабана и сравнивают его со временем, указанным в поверочном свидетельстве. Если оно отличается не больше, чем на 5 с, то скорость вращения барабана можно считать достаточной.
Для правильной работы аспирационного психрометра необходимо следить за чистотой батиста и своевременно его менять. Повязка батиста на термометр производится так же, как и для станционного психрометра для зимнего времени, т. е. батист подрезается непосредственно под резервуаром термометра.
В целях предохранения покрытий оправы прибора от порчи рекомендуется психрометр всегда держать в футляре, предохранять от запотевания, механических повреждений. После наблюдений прибор следует протереть чистой тряпкой.
Аспирационный психрометр является самым надежным прибором для определения температуры и влажности воздуха при положительной температуре. Его можно использовать и при отрицательной температуре, но не ниже -15 °С, поскольку при более низкой температуре разность (t-t') становится меньше 1 °С, что приводит к большим погрешностям измерения (более 10 %).
В этих случаях используют другие приборы. Наиболее широко применяются волосные гигрометры.
ГИГРОМЕТР ВОЛОСНОЙ
Действие волосного гигрометра основано на конденсации в капиллярных порах волоса водяного пара даже при очень низкой влажности. При возрастании влажности воздуха вогнутость менисков воды в порах, расположенных горизонтально, начнет уменьшаться, и волос будет удлиняться. Это удлинение пропорционально логарифму относительной влажности. Удлинение волоса AL при изменении относительной влажности от 0 до 100 % составляет 2,5 % его длины L и происходит нелинейно:
Таблица 5.1 – Влияние влажности на удлинение волоса
Относительная влажность, % | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
Удлинение волоса, % | 0 | 20,9 | 38,8 | 52,8 | 63,7 | 72,2 | 79,2 | 85,2 | 90,5 | 95,4 | 100 |
Для разных волос эта зависимость варьирует (особенно при высокой влажности). Поэтому волосы для гигрометра отбираются (по пригодности), а затем подвергаются специальной химической и механической обработке.
1-волос; 2 – рама; 3 – регулировочный винт; 4 – кулачок; 5 – стерженек;
6 – грузик; 7 – стрелка; 8 – ось; 9 – шкала; 10 – винт
Рисунок 12 - Волосной гигрометр
Волосной гигрометр (рисунок 12) состоит из рамы 2 со шкальной пластиной 9 и волоса 1, верхний конец которого закреплен с помощью клина и клея в отверстии хвостовика регулировочного винта 3, а нижний связан со стрелкой 7. Винт 3 с помощью гайки может перемещаться в скобе. Нижний конец волоса Г закреплен в отверстии кулачка (дужки) 4. Кулачок закреплен на стерженьке 5, на конце которого имеется грузик 6. Стерженек 5 входит в отверстие оси 8, на которой сидит стрелка 7, и закрепляется винтом 10. Таким образом, стрелка 7 под воздействием волоса 1 и грузика 6 может поворачиваться вместе с осью 8, перемещаясь вдоль шкалы.
Передвигая стерженек относительно оси, можно менять чувствительность гигрометра, так как при этом меняется длина рычага, на который насажен кулачок (дужка), за который волос перемещает стрелку. С помощью винта регулятора можно устанавливать стрелку на любом нужном делении шкалы. Для этого освобождают контргайку 5, затем вращением гайки перемещают вверх или вниз винт. Когда стрелка гигрометра установится на нужном делении шкалы, винт закрепляют контргайкой. На шкале нанесены (неравномерно) 100 делений, уменьшающихся от 0 до 100. Отсчеты по шкале производят с точностью до целого деления.
При увеличении относительной влажности волос удлиняется, и стрелка под действием грузика поворачивается вправо, при уменьшении влажности волос сокращается и поворачивает стрелку влево.
При каждом отсчете по волосному гигрометру необходимо проверить, не испытывает ли ось стрелки большого трения в цапфах. Для этого после отсчета отводят карандашом стрелку гигрометра немного влево (ослабляя волос) и проверяют, возвращается ли она в начальное положение. Конец стрелки должен перемещаться вдоль шкалы вблизи нее, но не задевая ее.
РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ
Определение абсолютной и относительной влажности расчетным методом проводится в следующем порядке. Сначала определяют абсолютную влажность по формуле
где А - абсолютная влажность, кПа;
— упругость насыщенных водяных паров при температуре влажного термометра, кПа;
– психрометрический коэффициент, зависящий or скорости движения воздуха, подаваемого вентилятором;
- показания сухого и влажного термометров, 0С;
Р – барометрическое давление воздуха, кПа (определяется фактическое значение по прибору);
1 мм рт. ст. 133,3 Па 0,133 к Па.
После определения величины абсолютной влажности находят относительную влажность:
где g - относительная влажность, %;
F2 - упругость насыщенных паров при температуре сухого термометра, кПа (по приложению Д)
Относительную влажность также определяют, пользуясь таблицей в приложении Е.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1 Какие параметры метеорологических условий нормируются?
2 Значение контроля параметров воздушной среды для оздоровления условий труда.
3 Какое влияние на организм человека оказывает повышенная или пониженная температура?
4 Как влияет влажность на терморегуляцию организма человека?
5 Рассказать о влиянии барометрического давления на процесс дыхания.
6 Перечислить типы приборов, применяемых для определения температуры.
7 Дать характеристику жидкостных термометров.
8 Принцип работы минимального и максимального термометра.
9 Дать краткую характеристику деформационным термометрам.
10 Рассказать принцип работы термоэлектрических и транзисторных термометров.
11 Что такое абсолютная, относительная и максимальная влажность.
12 Приборы, используемые для определения влажности.
13 Принцип работы псиометрических приборов определения влажности.
14 Как работает гигрометр?
15 Какие приборы используют для измерения атмосферного давления? Принцип работы.
16 Какие приборы применяются для измерения скорости ветра.
17 В каких случаях используются чашечные, а когда крыльчатые анемометры?
18 Каким прибором определяется количество теплового излучения и принцип его действия.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений (Сан ПиН 2.2.4.548-96)
Период года | Категория работ по уровню энергозатрат, Вт | Температура воздуха, ˚С | Температура поверхностей, ˚С | Относитель-ная 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 20-24 18-22 16-20 15-19 | 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) | 22-26 21-25 19-23 18-22 17-21 | 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 Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин (Сан ПиН 2.2.4.548-96)
Температура воздуха на рабочем месте, ˚С | Время пребывания, при категориях работ, ч, не более | ||||
Ia | Iб | IIа | IIб | III | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
6 | - | - | - | - | 1 |
7 | - | - | - | - | 2 |
8 | - | - | - | 1 | 3 |
9 | - | - | - | 2 | 4 |
10 | - | - | 1 | 3 | 5 |
11 | - | - | 2 | 4 | 6 |
12 | - | 1 | 3 | 5 | 7 |
13 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 |
14 | 2 | 3 | 5 | 7 | - |
15 | 3 | 4 | 6 | 8 | - |
16 | 4 | 5 | 7 | - | - |
17 | 5 | 6 | 8 | - | - |
18 | 6 | 7 | - | - | - |
19 | 7 | 8 | - | - | - |
20 | 8 | - | - | - | - |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин (Сан ПиН 2.2.4.548-96)
Температура воздуха на рабочем месте, ˚С | Время пребывания, при категориях работ, ч, не более | ||
Ia- Iб | Ia- IIб | III | |
32,5 | 1 | - | - |
32,0 | 2 | - | - |
31,5 | 2,5 | 1 | - |
31,0 | 3 | 2 | - |
30,5 | 4 | 2,5 | 1 |
30,0 | 5 | 3 | 2 |
29,5 | 5,5 | 4 | 2,5 |
29,0 | 6 | 5 | 3 |
28,5 | 7 | 5,5 | 4 |
28,0 | 8 | 6 | 5 |
27,5 | - | 7 | 5,5 |
27,0 | - | 8 | 6 |
26,5 | - | - | 7 |
26,0 | - | - | 8 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Упругость насыщенных паров при разных температурах, кПа
Температура воздуха, ˚С | Упругость водяных паров при tвл и tсух | Температура воздуха, ˚С | Упругость водяных паров при tвл и tсух |
1 | 2 | 3 | 4 |
10 | 1,225 | 21,0 | 2,480 |
11 | 1,309 | 22,0 | 2,637 |
12 | 1,399 | 23,0 | 2,802 |
13 | 1,494 | 24,0 | 2,976 |
14 | 1,594 | 25,0 | 3,160 |
15 | 1,701 | 26,0 | 3,353 |
16 | 1,820 | 27,0 | 3,556 |
17 | 1,932 | 28,0 | 3,770 |
18 | 2,058 | 29,0 | 3,996 |
19 | 2,191 | 30,0 | 4,235 |
20 | 2,359 | 31,0 | 4,481 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
Мероприятия, необходимые для создания нормативных величин в производственных помещениях (Сан ПиН 2.2.4.548-96)
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия: системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты, помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы, в частности перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и в др.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Перед началом лабораторных занятий проводится инструктаж по технике безопасности при работе в лаборатории, объясняются особенности данной работы, а затем называют тему, цель работы и рекомендуют порядок работы, который заключается в следующем:
- получение индивидуального задания и методических материалов;
- изучение студентами под руководством преподавателя теоретических основ влияния метеоусловий производственной среды на организм человека;
- ознакомиться с имеющимися приборами, правилами обращения с ними, изучить принцип работы приборов;
- определить атмосферное давление;
- определить температуру воздуха в помещении лаборатории;
- определить абсолютную и относительную влажность воздуха с помощью психрометра (расчетным путем по формулам, а также по таблице);
- определить скорость движения воздуха анемометром на расстоянии около 30 см от вентилятора;
- результат проведенных измерений свести в таблицу;
- сравнить полученные метеорологические параметры воздушной среды с санитарными нормами СанПиН 2.2.4.548-96 и установить степень их соответствия. Если они не соответствуют нормам, то предложить мероприятия по улучшению условий труда;
- исходя из данных вариантов задания, определить соответствие условий среды санитарным нормам и также предложить мероприятия по улучшению производственной среды.
2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с некоторыми факторами производственной среды, которые влияют на работоспособность и здоровье человека. Определение параметров микроклимата лаборатории.
Теоретическая часть
Микроклимат производственных помещений — климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.
Метрологические условия нормируются Сан ПиН 2.2.4.548-96.
«Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Согласно данному документу нормируются следующие метеорологические условия:
Температура воздуха
Температура поверхностей
Относительная влажность
Скорость движения воздуха
Метеорологические условия в производственных помещениях нормируются в виде оптимальных и допустимых величин.
Оптимальные условия — такое сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное функционирование состояния организма и являются предпосылкой для высокопроизводительного труда.
Температура воздуха является постоянно действующим фактором окружающей среды. Влияние неблагоприятной температуры воздуха на организм наиболее выражено в производственных условиях, где возможны очень высокие или низкие температуры воздуха.
При действии на организм высокой температуры (выше 35 °С) нарушается в первую очередь отдача тепла конвекционным путем. Нагретые поверхности уменьшают или прекращают радиационную отдачу тепла, организм освобождается от излишнего тепла преимущественно потоиспарением. Вместе с потом из организма выделяются соли, среди которых наибольшую долю составляют хлориды. С потом выделяются и водорастворимые витамины С и группы В. Потеря солей плазмой крови ведет к повышению вязкости крови, затрудняет работу сердечно-сосудистой системы. При длительном воздействии высокой температуры воздуха, нарушается деятельность желудочно-кишечного тракта. Выделение из организма хлор-иона, прием большого количества воды- к угнетению желудочной секреции и снижению бактерицидности желудочного сока, что создает благоприятные условия для развития воспалительных процессов в желудочно-кишечном тракте.
Влияние высокой температуры отрицательно сказывается и на функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется ослаблением внимания, нарушением точности и координации движения, замедлением реакции.
У рабочих, постоянно подвергающихся действию высокой температуры воздуха, снижается иммунобиологическая активность с повышением общей заболеваемости. Резкое перегревание организма может привести к тепловому удару (болезненность мышц, сухость во рту, нервно-психическое возбуждение).
При очень низких температурах воздуха значительно возрастают теплопотери радиацией и конвекцией, снижаются теплопотери испарением. В этом случае общие теплопотери превышают теплопродукцию, что приводит к дефициту тепла, понижению температуры кожи и охлаждению организма.
Понижение температуры и ослабление тактильной чувствительности кожи становятся наиболее чувствительной реакцией организма на изменение теплового состояния при охлаждении. При этом происходит изменение функционального состояния центральной нервной системы, что проявляется в своеобразном наркотическом действии холода, ведущем к ослаблению мышечной деятельности, резкому снижению реакции на болевые раздражения, адинамии и сонливости.
Местное охлаждение, особенно охлаждение ног, способствует развитию простудных заболеваний, что связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки носоглотки.
Влажность воздуха имеет большое значение, поскольку влияет на теплообмен организма с окружающей средой.
При сочетании высокой температуры и высокой относительной влажности (более 90%) испарение пота практически исключено. Поверхность кожи не охлаждается, наступает перегревание организма. Неблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при крайней степени сухости. Чрезмерно сухой воздух при низкой относительной влажности ( менее 20%) иссушает слизистую оболочку носа, глотки и рта. На слизистых оболочках образуются трещины, которые легко инфицируются, что способствует развитию воспалительных явлений.
Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной болезни.
В легочной ткани происходит обмен газов крови и альвеолярного воздуха. Диффундируя через мембраны, газы стремятся к состоянию равновесия. Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию ткани. К кислородному голоданию наиболее чувствительны мозговые клетки. Они гибнут раньше, чем происходит падение тонуса мышц.
Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором при строительстве подводных тоннелей, метро, при проведении водолазных работ и т.д.
В зоне повышенного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, главным образом азотом. Быстрее всего насыщается кровь, медленнее жировые ткани. Но насыщается азотом в 5 раз больше.
Азот не успевает выделиться через легкие и остается в крови и тканях в виде пузырьков. Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях будет выше парциального давления в альвеолярном воздухе более чем в 2 раза. Газовая эмболия приводит к развитию кессонной болезни.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Некоторые производственные процессы происходят в помещениях, где возможны загазованность, плохое освещение, холод или жара, сквозняки и другие неблагоприятные факторы, которые влияют на работоспособность и здоровье человека. Поэтому созданию благоприятного микроклимата должно быть уделено внимание при проектировании, строительстве, а также во время производства работ.
Данная лабораторная работа по определению метеорологических условий производственной среды состоит из двух разделов (частей).
3.1 Произвести определение параметров микроклимата в помещении лаборатории: измерить температуру, определить влажность, барометрическое давление, скорость движения воздуха и результаты измерений свести в таблицу.
Таблица 3.1 - Результаты измерения метеоусловий в лаборатории
№ № иизмерения | Дата измерения | Температура, °С | Атмосферное давление, кПа | Определение влажности | |||||
Тип психрометра | Показания термометра, °С | Абсолютная влажность, кПа | Относитель- ная влажность, % | ||||||
сухого | влажного | по расчету | по табл. | ||||||
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
4 |
2.2 Оценить микроклимат производственной среды, исходя из варианта задания (таблица 2). Предложить мероприятия, способствующие улучшению метеорологических условий в производственных помещениях.
Таблица 3.2 - Варианты заданий
Вариант | Исходные данные | ||||||
Категория работ | Период года | Температура воздуха, °С | Температура поверхностей, °С | Относительная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с | Примечание | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | Iа | Холод-ный | 20 | 14 | 35 | 0,5 | |
2 | IIб | -//-//- | 21 | 24 | 41 | 0,3 | |
3 | IIа | -//-//- | 24 | 32 | 28 | 0,2 | |
4 | IIб | -//-//- | 20 | 14 | 38 | 0,33 | |
5 | III | -//-//- | 26 | 26 | 14 | 0,7 | |
6 | Iа | теплый | 14 | 22 | 10 | 0,45 | |
7 | IIа | -//-//- | 22 | 38 | 78 | 0,6 | |
8 | IIа | -//-//- | 38 | 40 | 65 | 0,6 | |
9 | IIб | -//-//- | 40 | 10 | 34 | 0,8 | |
10 | III | -//-//- | 31 | 9 | 48 | 0,4 | |
11 | Iа | холод- ный | 14 | 16 | 50 | 0,35 | |
12 | Iб | -//-//- | 18 | 28 | 65 | 0,1 | |
13 | IIб | -//-//- | 22 | 33 | 59 | 0,0 | |
14 | IIб | -//-//- | 36 | 42 | 78 | 0,2 | |
15 | III | -//-//- | 24 | 17 | 60 | 0,4 |
Для обоих заданий полученные данные сравнить с данными СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», приведенных в приложении А, Б , В, Г.
4 ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА (СанПиН 2.2.4.548-96)
Микроклимат производственных помещений - климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.
Микроклимат можно классифицировать следующим образом:
а) комфортный
б) с повышенной влажностью при нормальной и низкой температуре воздуха, при высокой температуре воздуха;
в) переменный;
г) нагревающий с преобладанием радиационной теплоты и с преобладанием конвекционной теплоты;
д) охлаждающий с субнормальными температурами воздуха (-10 °С - +10°С) с низкой температурой воздуха (ниже -10°С).
Воздушная среда - газообразная оболочка, окружающая земной шар, необходимое условие поддержания жизни на Земле.
В процессе жизнедеятельности между человеческим организмом и воздушной средой создаются тесные взаимодействия, нарушение которых может привести к неблагоприятным изменением в организме. Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микробами могут способствовать развитию в организме изменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению работоспособности.
Физические свойства атмосферного и производственного воздуха нестабильны, т.к. они связаны с климатическими особенностями географического региона, а также процессами производства, где возможны изменения температуры, влажности, подвижности и атмосферного давления воздушной среды.
В связи с этим физическое состояние воздушной среды в производственных помещениях приобретает самостоятельное значение вредного производственного фактора, а загрязнение воздуха токсичными веществами может привести к профессиональным заболеваниям.
Производственная деятельность человека может осуществляться на открытом воздухе и в помещениях. В настоящие время люди еще не научились влиять на состояние воздушной среды, а в помещениях возможно обеспечить определение метеорологических условий, которые способствовали бы нормальной работе рабочих и служащих.
Рабочей зоной считают пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находится рабочее место постоянного или временного пребывания работающего.
Постоянным рабочим местом считается место, на котором работающий находится большую часть (более 50% или более 2 часов непрерывно) рабочего времени. Если при этом обслуживание процессов производства осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.
Воздействие метеорологических условий на организм весьма сложно и многообразно. При неблагоприятном сочетании отдельных факторов у работающего человека могут изменяться частота пульса и дыхания, артериальное давление, напряженность нервной системы и т.д.
Биохимические процессы, протекающие в организме человека, сопровождаются выделением тепла. Тело взрослого человека в состоянии покоя выделяет около 336 кДж/час тепла. Во время физической работы, в зависимости от ее напряженности, количество образующегося тепла составляет 1050-1680 кДж/ч.
Благодаря терморегуляции организма температура человеческого тела поддерживается постоянной. Необходимым условием нормального состояния человека является соответствие теплоотдачи в окружающую среду количеству тепла, образующегося в организме. Если этот баланс нарушается, то в случае недостаточной теплоотдачи в организме наступает тепловой застой с повышением температуры тела; наоборот, в случае избыточной теплопотери - понижением температуры тела. В том и другом случае нарушается нормальное состояние человека, что снижает его работоспособность.
Теплоотдача организма в окружающую среду осуществляется излучением, конвекцией и испарением. В условиях покоя на долю излучения приходится около 45%, конвекции – 30% и испарения – 25% всего удаляемого из организма тепла.
По тяжести работы подразделяются на три категории. В основу разделения работ на категории положена величина энергозатрат организма человека.
К категории легких работ (категория I) относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического напряжения или поднятия тяжести. Энергозатраты при этом составляют до
630 кДж/ч. Такие работы имеют место в швейном производстве, точном приборостроении и т.п.
Физические работы средней тяжести (категория II) - это виды деятельности, при которых расход энергии составляет 630-1050 кДж/ч. Они разбиты на две подгруппы: IIа - 630-80 кДж/ч и IIб - 840-1050 кДж/ч.
Тяжелые физические работы (категория III) связаны с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей. Энргозатраты организма при этом составляют боле 1050 кДж/ч.
Метеорологические условия в производственных помещениях нормируются в оптимальных и допустимых величинах.
Оптимальные условия - такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное функционирование состояния организма и являются предпосылкой для высокопроизводительного труда.
Допустимые микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые могут вызвать быстро нормирующиеся изменения функционального и теплового состояния организма. При этом могут наблюдаться ухудшение самочувствия и понижение работоспособности, но не возникают повреждения или ухудшения состояния организма.
При характеристике помещений по категории выполняемых в них работ ориентируются на работы, в выполнении которых принимают участие 50% и более работающих.
В приложении А приведены оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в производственных помещениях с незначительными выделениями избыточного тепла (84 кДж/м3×ч и менее) и значительными избытками явного тепла (более 84 кДж/м3×ч). Эти нормы разработаны в зависимости от тяжести выполняемой работы и температуры наружного воздуха.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 269.