Методические материалы для 2 курса

Разница в температуре воздуха по горизонтали от стен с окнами до противоположных им стен не должна превышать в жилых помещениях 20, а по вертикали – около пола и на высоте головы – 2,5°).

Отсчет показаний термометров производят спустя 10 минут после того,

как повешены термометры.

Приборы для измерения температуры воздуха

Температуру воздуха чаще всего измеряют с помощью ртутных и спиртовых термометров.

Наибольшее распространение получили ртутные термометры. Это объясняется их большей точностью и возможностью применять в широких пределах от -35 до +357°.

Спиртовые термометры менее точны, так как спирт при нагревании выше

0° расширяется неравномерно, а кроме того, точка кипения его лежит низко

(78,3°), но зато спиртовые термометры дают возможность измерять очень низкие температуры (до -130°), для которых ртутные термометры непригодны

(ртуть замерзает при -39,4°).

Термометры градуируются в градусах Цельсия.

Термометры не всегда бывают точными, поэтому рекомендуется прежде чем пользоваться ими, сравнить их с так называемым нормальным термометром, точность которого гарантируется специальным свидетельством Главной геофизической обсерватории.

Аспирационный термометр. Лучшими являются сухие термометры аспирационных психрометров – приборов для определения влажности. Измеряя влажность воздуха, можно, следовательно, одновременно определить и температуру воздуха.

Максимальный термометр. Максимальный термометр представляет собой ртутный термометр, который устроен таким образом, что, показав самую высокую температуру, бывшую за определенный период наблюдения, он сохраняет свое показание, несмотря на последующее понижение температуры.

31

Чтобы вогнать ртуть обратно в резервуар, требуется несколько раз встряхнуть термометр.

Минимальный термометр. Минимальный термометр – спиртовой.

Внутри капиллярной трубки его, в спирту, находится небольшой подвижной штифт из темного стекла, имеющий на своих концах утолщения в виде булавочных головок.

Электрический термометр. В настоящее время для измерения температуры воздуха нередко используются специальные электротермометры,

которые широко применяются в санитарной практике для измерения температуры кожи, почвы, стен и т. д.

Термограф. В ряде случаев необходимо знать не только крайние значения температуры за определенный отрезок времени, но и промежуточные,

чтобы установить, в каких пределах колеблется температура в течение рабочего дня, суток, недели и т. д.

Производить частые измерения температуры с помощью обыкновенных термометров неудобно, и потому для этой цели применяют самопишущие приборы — термографы (от греч. thermo — тепло и grapho — пишу).

Показания термографов не гарантированы от ошибок. Их следует проверять по точному ртутному термометру.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Для характеристики влажности применяют следующие понятия.

Абсолютная влажность – упругость водяных паров, находящихся в данное время в воздухе (выражается в миллиметрах ртутного столба), или,

другими словами, количество водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха.

Максимальная влажность – упругость водяных паров в миллиметрах ртутного столба при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре, или количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м3 воздуха при той же температуре.

32

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или иначе – процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.

Дефицит насыщения – разность между максимальной и абсолютной

влажностью.

Физиологический дефицит влажности – арифметическая разность между максимальной влажностью воздуха при 37° (температура тела) и

абсолютной влажностью воздуха в момент наблюдения. Данный дефицит указывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого воздуха.

Точка росы – температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство.

Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, которые дают ясное представление о степени насыщения воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости испарения пота с поверхности тела при той или иной температуре. Чем меньше относительная влажность, тем далее воздух от состояния насыщения и тем быстрее будет происходить в нем испарение воды и, следовательно, тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения.

Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения. При одной и той же абсолютной влажности насыщенность водяными парами может быть различной в зависимости от температуры воздуха.

Способы определения влажности воздуха

Абсолютную влажность определяют приборами, называемыми

психрометрами (от греч. psych-ros — холодный). Зная абсолютную влажность,

можно по формуле вычислить относительную влажность.

Психрометр Августа. Этот прибор является обязательным на метеорологических станциях, а также часто применяется в санитарной практике. Он состоит из двух совершенно одинаковых ртутных термометров со

33

шкалой, разделенной с точностью до 0,2°, укрепленных рядом на особом штативе или в открытом футляре. Резервуар одного из термометров обернут тонкой материей (батист, марля), конец которой опущен в стаканчик с дистил-

лированой водой. Расстояние от верхнего края стаканчика до термометра должно быть не менее 3-4 см, чтобы происходил свободный обмен воздуха вокруг резервуара термометра. С поверхности влажного термометра при этих условиях будет испаряться вода и тем интенсивнее, чем суше воздух.

Так как испарение воды связано с охлаждением тела, с которого она испаряется, то влажный термометр будет показывать более низкую температуру, чем сухой, и эта разница будет тем больше, чем суше воздух, и

наоборот.

При определении влажности воздуха психрометр устанавливают на расстоянии 1,5 м от земли, пола, ограждая его от источников лучистой энергии и случайных движений воздуха. Продолжительность наблюдения 10-15 минут.

Вычисление абсолютной влажности производят по формуле Реньо:

Аспирационный психрометр Ассмана. Психрометр Ассмана является более усовершенствованным прибором. Оба термометра его заключены в металлические трубки, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью маленького заводного вентилятора, находящегося в верхней части прибора. Такое устройство психрометра обеспечивает защиту резервуаров термометров от лучистой энергии и гарантирует постоянную скорость движения воздуха вокруг термометров; кроме того, благодаря просасыванию значительной массы воздуха показания этого прибора более точные, чем у психрометра Августа, который определяет влажность воздуха,

находящегося лишь в непосредственной близости от прибора. Резервуар влажного термометра в аспирационном психрометре обернут кусочком батиста

(или другой тонкой материи), конец которого перед каждым наблюдением смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки;

34

последнюю наполняют водой почти до края, удерживают воду на этом уровне с помощью зажима и осторожно вводят пипетку в трубочку, где находится конец влажного термометра.

Вентилятор заводят ключом и отсчет показаний термометров производят на полном ходу вентилятора летом через 4-5 минут после начала его работы,

зимой – через 15 минут; в последнем случае вентилятор приходится заводить дважды.

Вычисление абсолютной влажности при работе с аспирационным психрометром производят по формуле Шпрунга:

Для определения относительной влажности по аспирационному психрометру можно пользоваться таблицей, в которой в первом вертикальном столбце находят показания сухого термометра в момент наблюдения, а в верхнем горизонтальном ряду – показания влажного термометра. По этим двум цифрам в месте пересечений линий, проведенных от первой цифры вправо и от второй – вниз, находят искомую относительную влажность.

Гигрометр. Для непосредственного определения относительной влажности воздуха применяют приборы, называемые, гигрометрами.

Существуют различные типы гигрометров: наиболее распространенные из них – волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой.

При увеличении влажности волос удлиняется, грузик опускается и стрелка перемещается вправо; при уменьшении влажности стрелка отходит влево.

Отсчеты по шкале производят с точностью до 1%.

Способы определения скорости движения воздуха

Таблица. Оценка скорости и силы ветра

35

Штифты	Скорость	Характеристика	Визуальная оценка
флюгера	ветра, м/сек	ветра
(отклонение
доски)
0	0—0,5	Штиль	Дым	поднимается
			вертикально;		листья
			неподвижны
0—1	0,6—1,7	Тихий	Движение		флюгера
			незаметно;	направление
			определяется по дыму
1—2	1,8—3,3	Легкий	Дуновение		ветра
			чувствуется лицом; листья
			шевелятся
2 и 2—3	3,5—5,2	Слабый	Листья и тонкие ветки
			шевелятся;		слегка
			развиваются флаги
3 и 3—4	5,3—7,4	Умеренный	Тонкие ветки двигаются;
			поднимается пыль
4 и 4—5	7,5—9,8	Свежий	Качаются	тонкие	стволы
			деревьев
5 и 5—6	9,9—2,4	Сильный	Качаются	толстые	стволы
			деревьев
6	12,5-5,2	Крепкий	Качаются		стволы
			деревьев,	гнутся	большие
			ветки; при ходьбе против
			ветра	испытывается
			заметное сопротивление

36

6	7	15,3-8,2	Очень крепкий	Ветер ломает тонкие ветки;
				затрудняет движение
7		18,3-21,5	Шторм	Ветер причиняет небольшие
				разрушения

Анемометрия. Для более точных измерений скорости движения воздуха применяются приборы, называемые анемометрами (от греч. anemos — ветер).

В санитарной практике применяются динамические анемометры,

основанные на вращении током воздуха легких лопастей, обороты которых передаются через систему зубчатых колес счетному механизму с циферблатом и указательной стрелкой. Анемометры имеются двух систем: чашечные и крыльчатые.

Чашечный анемометр предназначается главным образом для метеорологических наблюдений в открытой атмосфере и позволяет измерять скорость движения воздуха в больших пределах от 1 до 50 м/сек.

Крыльчатый анемометр отличается большей чувствительностью и пригоден для измерения более слабых токов воздуха в пределах от 0,5 до 15

м/сек. Крыльчатый анемометр, кроме применения для измерения скорости движения воздуха в обычных условиях, используется при обследовании вентиляции помещений. Продолжительность наблюдений в этих случаях ограничивается 3-4 минутами.

Гигиеническая оценка кататермометрии

Организм человека постоянно и непрерывно вырабатывает известное количество тепла и теряет его разными способами. Тепловое равновесие возможно лишь тогда, когда приход тепла равен расходу; в противном случае наблюдается перегревание или переохлаждение тела. Непосредственное определение величины теплопотерь крайне сложно, а потому был предложен косвенный способ их определения с помощью специального прибора

37

кататермометра (от греч. kata — движение сверху вниз), представляющего собой особый спиртовой термометр.

Этот прибор позволяет определить величину потери тепла физическим телом в зависимости от температуры и скорости движения окружающего воздуха.

В настоящее время кататермометр применяется почти исключительно для определения скорости движения воздуха, преимущественно слабых токов,

которые не определяются анемометром. Для этого, однако, требуется предварительно определить величину охлаждения кататермометра при данных атмосферных условиях или, иначе говоря, охлаждающую способность воздуха.

Устройство кататермометров и методика определения охлаждающей

способности воздуха

Кататермометр Хилла имеет цилиндрический резервуар с полушаровидным дном. Шкала термометра разделена на градусы от 35 до 38.

Принцип работы с кататермометром заключается в следующем. Если нагреть кататермометр до определенной температуры, выше температуры окружающего воздуха, то при охлаждении он потеряет, главным образом под влиянием температуры и движения воздуха, некоторое количество калорий.

Вследствие постоянства теплоемкости спирта и стекла, из которого сделан прибор, он теряет при охлаждении с 38 до 35° строго определенное количество тепла, которое устанавливается лабораторным путем раз навсегда для каждого кататермометра. Эта потеря тепла с выражается в милликалориях и обозначается на каждом кататермометре в виде его постоянного фактора F.

Шаровой кататермометр. Шаровые кататермометры разработаны Ленинградским институтом гигиены труда и профзаболеваний и являются более совершенными приборами. Первоначально были предложены три типа кататермометров: низкоградусные — для работы при температуре воздуха от 0

до 20°, среднеградусные — для температур от 20 до 40° и высокоградусные — для температуры свыше 40°.

Определение скорости движения воздуха по кататермометру

38

Зная величину охлаждения кататермометра и температуру окружающего воздуха, можно по эмпирической формуле вычислить скорость движения воздуха. В результате большой чувствительности кататермометра с его помощью можно измерить очень слабые токи воздуха, на которые анемометры не реагируют. Для вычисления скоростей движения воздуха менее 1 м/сек применяют

Способы определения направления воздушных течений

В открытой атмосфере направление ветра, как уже указывалось,

определяется точкой горизонта, откуда дует ветер. Для обозначения направления ветра, или так называемых румбов, приняты начальные буквы наименований стран света: С — север, Ю — юг, В — восток, 3 — запад. Кроме четырех главных румбов, применяются промежуточные, находящиеся между ними. Таким образом, весь горизонт определяется восемью румбами: север,

северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад. Для большей точности угол между двумя соседними румбами делят еще пополам и всего получается 16 румбов. При обозначении промежуточных румбов называют оба румба, между которыми находится данное направление ветра,

причем первым по порядку упоминают основной румб. Например, если направление ветра приходится посредине между югом и юго-западом, то такой промежуточный ромб называют ЮЮЗ, т. е. юго-юго-западный.

Схема румбов приводится на рисунке, на котором одновременно дано графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам,

наблюдающееся в данной местности в году. Эти данные важны для решения вопроса о рациональном размещении на территории населенного пункта жилых, промышленных и других зданий. Графическое изображение на приведенном рисунке носит название розы ветров. Оно строится путем

39

откладывания от центра на линиях румбов в определенном масштабе отрезков,

соответствующих числу (повторяемости) ветров в данном направлении за период наблюдений; концы отрезков соединяются прямыми линиями. Штиль

(отсутствие ветра) изображается окружностью в центре розы ветров; радиус окружности должен соответствовать числу штилей.

Из рисунка видно, что преобладающее, господствующее направление ветров в данной местности юго-восточное.

Роза ветров.

Флюгер.

Определение направления ветра производят с помощью флюгеров.

40