23

Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования Российской Федерации

Государственное учреждение высшего профессионального образования

БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

к лабораторной работе по курсу «Охрана труда»

для студентов всех специальностей

«исследование метеорологических условий на

рабочих местах»

Составители:

ассистент Пускова В.М.,

ст. преподаватель Руцкий М.И.

Рецензент:

доцент к.т.н. Мирончик А.Ф.

Методические указания

утверждены кафедрой БЖД

Белорусско-Российского университета

«27» декабря 2005 г.

Протокол № 4

Могилев 2005

Цель работы:

- изучить основные принципы нормирования метеорологических условий в производственных помещениях;

- исследовать параметры микроклимата на рабочих местах и оценить их на основании ССБТ ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» /1/ и СанПиН №9-80РБ-98 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» /2/.

1 Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретическую часть.

2. Изучить устройство и принцип действия применяемых приборов и выполнить измерения.

3. Обработать результаты измерений, оформить отчет и защитить работу.

2 Общие сведения

Под метеорологическими условиями понимают несколько факторов, воздействующих на человека: температуру, влажность и скорость движения воздуха, а также барометрическое давление и тепловое излучение. Совокупность этих факторов называют метеорологическими условиями воздуха рабочей зоны (производственным микроклиматом).

Рабочей зоной является пространство до 2-х метров по высоте от уровня пола или площадки с местами постоянного или временного пребывания работающих. Постоянным считается рабочее место, на котором работающий находится более 50% рабочего времени за смену или более 2-х часов непрерывно.

Показателями, характеризующими микроклимат в рабочей зоне являются:

- температура воздуха t, ºС;

- относительная влажность воздуха φ, %;

- скорость движения воздуха , м/с;

- интенсивность теплового облучения от нагретых поверхностей оборудования и открытых источников J, Вт/м².

На производстве указанные факторы воздействуют на человека чаще всего суммарно, взаимно усиливая или ослабляя друг друга. Например, увеличение подвижности воздуха усиливает эффект пониженной температуры и, наоборот, ослабляет воздействие повышенной температуры на организм человека. Повышенная влажность ухудшает самочувствие человека как при пониженной, так и при повышенной температуре. Таким образом, сочетание метеорологических параметров производственной среды может быть благоприятным и неблагоприятным для самочувствия человека.

Нормативными документами, регламентирующими метеорологические условия производственной среды, являются ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» /1/ и СанПиН №9-80 РБ98 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» /2/.

Этими документами установлены оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

Допустимыми являются такие параметры микроклимата, которые при длительном воздействии могут вызвать напряжение реакции терморегуляции человека, но к нарушению состояния здоровья не приводят.

Оптимальными (комфортными) являются такие параметры микроклимата, которые не вызывают напряжения реакции терморегуляции и обеспечивают высокую работоспособность человека.

Температура нормального здорового человека поддерживается на уровне 36,5-37 ⁰С независимо от метеорологических условий окружающей среды. Она поддерживается на этом уровне с помощью подсознательно действующего механизма терморегуляции. Выделение тепла связано с тяжестью выполняемой работы. Все работы по степени тяжести делятся на три категории: легкая, средней тяжести и тяжелая.

К легким (категория I) относят работы, характеризующиеся энергозатратами 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 работам средней тяжести (категория II) относят виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт). Средней тяжести физические работы разделяются на категорию IIа и IIб. К работам средней тяжести категория IIб относятся такие, которые связаны с ходьбой и переносом тяжести до 10 кг. Энергозатраты при этом составляют от 201 до 250 ккал/ч (233-290 Вт).

К тяжелым работам (категория III) относятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением. Энергозатраты более 250 ккал/ч (290 Вт).

Все производственные помещения в зависимости от величины теплоизбытков подразделяют на помещения с незначительными (не превышающими 90 кДж/м³ч) и значительными (превышающими 90 кДж/м³ч) теплоизбытками.

В комфортных условиях теплоотдача равна теплообразованию, благодаря чему температура тела человека сохраняется на уровне 36,5-37 ⁰С.

Если тепловое равновесие нарушено, например теплоотдача меньше теплообразования, то в организме происходит накопление тепла – перегрев. Если теплоотдача больше, чем теплообразование, то происходит переохлаждение организма.

Оптимальная величина микроклимата рабочей зоны, установленная СанПиН №9-80 РБ-98 приведена в таблице 1. В таблице 2 приведена допустимая величина микроклимата.

Влажность воздуха в значительном мере влияет на самочувствие человека и его работоспособность. Влажность воздуха бывает абсолютная и относительная.

Абсолютная влажность – это абсолютное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре (г/м³).

Относительная влажность представляет собой процентное отношение абсолютного количества водяных паров в воздухе к их максимально возможному количеству при данной температуре воздуха.

Оптимальная относительная влажность, установленная СанПиН №9-80 РБ-98 составляет 40…60% (таблица 1).

Допустимая величина относительной влажности может быть до 75% (таблица 2) в зависимости от сочетания температуры воздуха со скоростью его движения в помещении.

Тепловое самочувствие человека в значительной мере связано с таким метеорологическим параметром, как скорость движения воздуха, так как она влияет на теплообмен организма с окружающей средой. Вследствие этого стандартом установлена подвижность воздуха, различная для летнего и зимнего периодов (таблицы 1, 2).

Метеорологические условия – оптимальные и допустимые температура t (⁰С), относительная влажность  (%) и скорость движения воздуха  (м/с) – устанавливают для рабочей зоны помещения (пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места) в соответствии с СанПиН №9-80 РБ-98.

В нормах учитываются:

• время года – холодный период года с температурой +10 ⁰С и ниже, и теплый период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 ⁰С;

• категории работ по степени тяжести.

Таблица 1 – Оптимальные величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория тяжести работ	Температура воздуха ^0С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Холодный	Легкая, 1а Легкая, 1б Средней тяжести, IIа Средней тяжести, IIб Тяжелая, III	22-24 21-23 18-20 17-19 16-18	40-60 40-60 40-60 40-60 40-60	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3
Теплый	Легкая, 1а Легкая, 1б Средней тяжести, IIа Средней тяжести, IIб Тяжелая, III	23-25 22-24 21-23 20-22 18-20	40-60 40-60 40-60 40-60 40-60	0,1 0,2 0,3 0,3 0,4

Таблица 2 – Допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория тяжести работ	Температура воздуха ^0С		Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
		На рабочих местах		На рабочих местах постоянных и непостоянных, не более*
		Постоян.	Непостоян.
Холодный	Легкая, 1а Легкая, 1б Средней тяжести, IIа Средней тяжести, IIб Тяжелая, III	21-25 20-24 17-23 15-21 13-19	18-26 17-25 15-24 13-23 12-22	75 75 75 75 75	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Теплый	Легкая, 1а Легкая, 1б Средней тяжести, IIа Средней тяжести, IIб Тяжелая, III	22-28 21-28 18-27 16-27 15-26	20-30 19-30 17-29 15-29 13-28	45 при 30 ^0С 50 при 29 ^0С 55 при 28 ^0С 60 при 27 ^0С 65 при 26 ^0С 70 при 25 ^0С 75 при 24 ^0С	0,1 – 0,2 0,1 – 0,3 0,3 – 0,4 0,2 – 0,5 0,2 – 0,6
* Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая – минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения может быть определена интерполяцией

Тепловое ощущение человека определяется действием температуры, влажности, скорости движения воздуха и температуры окружающих поверхностей. Поэтому необходима величина, которая определяла бы тепловое ощущение человека и в то же время являлась функцией величин, характеризующих состояние среды. В последние годы наиболее широкое распространение для определения и качественного учета тепловых ощущений получил метод эффективных температур.

Было замечено, что благодаря способности организма к терморегуляции среди равноценных по тепловому ощущению сочетаний температуры и относительной влажности (при нулевой скорости движения воздуха, т.е. при = 0) имеется и такое сочетание, при котором относительная влажность  = 100%. Под эффективной температурой (ЭТ) принимают температуру насыщенного неподвижного воздуха, обладающего такой же охлаждающей способностью, как воздух с заданными значениями температуры и влажности.

Если при определенной категории работ и значении ЭТ воздуха тепловое ощущение находится на уровне комфортного, то при более высокой ЭТ оно характеризуется как ощущение перегрева, при более низкой ЭТ возникает ощущение излишнего охлаждения. Чем больше отклонение ЭТ от комфортной, тем выше степень дискомфорта. В то же время для любого сочетания t,  и  можно найти температуру неподвижного насыщенного воздуха, который создает такое же тепловое ощущение, т.е. обладает той же охлаждающей способностью. Эта температура называется эффективно-эквивалентной (ЭЭТ).

3. Определение параметров микроклимата воздуха рабочей зоны

Для определения и контроля параметров состояния воздушной среды на рабочих местах применяют различные приборы.

Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах, выполняемых сидя и на высоте 1,5 м – при выполнении работ стоя.

1. Определение абсолютной и относительной влажности с помощью психрометра аспирационного М-34 и барометра-анероида «БАММ-1»

Абсолютную влажность можно определить по формуле:

А=F_вл – 0,5(t_сух – t_вл)  В/100,63 (1)

где А – абсолютная влажность, г/м³;

F_вл – максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра t_вл принимается по справочным данным (таблица 3), г/м³;

В – барометрическое давление, кПа;

0,5 – постоянный психрометрический коэффициент (для психрометров с вентилятором);

100,63 – среднее барометрическое давление, кПа.

Зная абсолютную влажность, можно найти относительную влажность, %:

 = (А/F_сух)  100 (2)

где F_сух – максимальная влажность при температуре сухого термометра t_сух принимается по справочным данным (см. таблицу 3), г/м³.

Таблица 3 – Максимальная упругость насыщенных водяных паров при различных температурах

Температура воздуха, С	Максимальная влажность, г/м^3 Fсух Fвл	Температура воздуха, С	Максимальная влажность, г/м^3 Fсух Fвл
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	9,209 9,844 10,518 11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16,477 17,735	21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0	18,650 19,827 21,068 22,377 23,756 25,209 26,739 28,344 30,043 31,842 33,695

2. Измерение температуры и относительной влажности воздуха

3.2.1 Измерение температуры осуществляют термометрами различного типа.

3.2.2 Для измерения относительной влажности служат гигрометры, а для регистрации ее изменений во времени – гигрографы. Гигрометры служат для прямого определения относительной влажности. Чувствительным элементом гигрометра является человеческий волос. Действие прибора основано на способности челоческого волоса удлиняться во влажном воздухе и укорачиваться в сухом. Приемной частью гигрографа служит натянутый на рамку прибора пучок специально отобранных волос. Регистрация изменений относительной влажности воздуха производится на ленте барабана, приводимого в действие часовым механизмом, который может иметь суточный или недельный завод.

3.2.3 Гигрометр психометрический (психрометр Августа) типа ВИТ (рис.1) состоит из двух одинаковых ртутных термометров 1, один из которых сухой, а другой влажный. Резервуар влажного термометра 4 обвернут гигроскопической тканью (батист, марля) связан со стаканчиком 3, заполненным дистиллированной водой. Сухой термометр показывает температуру окружающего воздуха, а влажный – более низкую температуру, величина которой зависит от скорости испарения воды с обернутого тканью резервуара. По соотношению этих температур определяют влажность воздуха в помещении.

Рис. 1 – Вид гигрометра психометрического ВИТ-1

3.2.4 Психрометр аспирационный с электромотором М-34 /3/ (психрометр Ассмана) состоит из двух ртутных термометров 4 (рис. 2), каждый из которых заключен в металлическую оправу 5, что исключает влияние на них внешних тепловых излучений. В верхней части прибора, в аспирационной головке, находится вентилятор 6, с помощью которого вдоль термометров с постоянной скоростью 4 м/с просасывается значительное количество воздуха. Резервуар одного из термометров обернут гигроскопической тканью 1, которая увлажняется дистиллированной водой перед началом исследований. Таким образом, принцип действия психрометров основан на разности показаний сухого и влажного термометров.

Измерение температуры воздуха производят по сухому термометру психрометра Ассмана.

Рис. 2 – Психрометр аспирационный с электромотором М-34

В настоящее время широкое применение в промышленности находят измерители температуры и влажности электронного типа, например «Измеритель влажности и температуры «ТКА – ТВ» » (изготовитель НТП «ТКА», г. Санкт – Петербург, Россия) /4/ и «Термогигрометр регистрирующий ТГ – 1 (изготовитель НПП «Карат», г. Челябинск, Россия /5/.

3.2.5 Измеритель влажности и температуры «ТКА – ТВ» предназначен для измерения параметров относительной влажности и температуры воздуха внутри помещений.

Основные техничные данные:

Диапазон измерения относительной влажностию, %...........10  98

Диапазон измерения температуры, ºС……………………….0  50

Время непрерывной работы прибора, ч, не менее………………8,0

Рабочие условия эксплуатации прибора:

1. температура окружающего воздуха, ºС ……………….от 0 до 50

2. относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25ºС,

% относительной, не более…………………………………….98

3. атмосферное давление, кПа…………………………………80-110

Для питания прибора используется батарея типа «Крона» по ТУ 16-729.060-91.

Устройство прибора.

Конструктивно прибор состоит (рис. 3) из двух функциональных блоков: зонда I с датчиками влажности 1, температуры 2 и измерительного блока-преобразователя (блок обработки сигнала II, связанных между собой многожильным кабелем III).

Рис. 3 - Внешний вид прибора.

I – Зонд с датчиками влажности и температуры

II – Блок обработки сигналов

III – Кабель

Измерительный блок-преобразователь II, заключенный в пластмассовый корпус, обеспечивает индикацию результатов измерений на трехразрядном жидкокристаллическом индикаторе (дисплее)3, расположенном на его лицевой панели. Жидкокристаллический индикатор является отсчетным устойством прибора.

Датчиком температуры 2 является полупроводниковый диод, питаемый постоянным током.

Датчиком влажности является специальный сенсор 1, параметры которого зависят от значения измеряемой относительной влажности окружающего воздуха.

Прибор может работать в одном из двух режимов работы:

1 – измерение температуры;

2 – измерение относительной влажности.

Переключение режимов работы осуществляется с помощью переключателя 4, расположенного на лицевой панели измерительного блока.

Во избежание повреждения датчиков температуры и влажности запрещается снимать торцевой защитный колпачок 5 и разбирать зонд.

Порядок работы

Снимите с зонда защитный колпачок 5. Включите прибор. Выберите необходимый режим работы с помощью переключателя 4.

Поместите зонд с датчиками в точке измерения температуры и влажности.

Считайте, после установления показаний, с цифрового индикатора измеренное значение температуры или влажности, в зависимости от выбранного положения переключателя.

По окончании измерений установите на зонд защитный колпачок 5.

3.2.6 Термогигрометр регистрирующий ТГ – 1 предназначен для измерения относительной влажности и температуры воздушных и газовых сред, а также сохранения измеренных значений в памяти прибора. Результаты измерений отображаются на графическом дисплее.

Устройство термогигрометра регистрирующего ТГ-1 и принцип его работы изложены в приложении 1.

3.3 Измерение давления окружающей среды

Для аналитического определения абсолютной и относительной влажности (п. 3.1) необходимо знать давление окружающей среды. Давление определяем барометром-анероидом «БАММ-1», на циферблате которого стрелка указывает давление окружающей среды в данный момент времени в кПа.

3.4. Измерение скорости движения воздуха

Скорость движения воздуха определяют с помощью анемометров – крыльчатых и чашечных. Крыльчатые анемометры (рис. 4) служат для измерения скорости движения воздуха в диапазоне до 10 м/с, чашечные (рис. 5) – до 20 м/с.

Рис. 4 – Анемометр ручной крыльчатый АСО-3

Рис. 5 – Анемометр чашечный МС-13

Последовательность работы с чашечным анемометром (при измерении скорости движения воздуха от вентилятора):

записать показания счетчика прибора по всем трем шкалам при выключенном счетном механизме, для чего повернуть арретир, находящийся на корпусе анемометра, по часовой стрелке;

включить вентилятор, установить анемометр вертикально в измеряемом воздушном потоке на расстоянии 0,5-1 м от вентилятора;

включить одновременно счетный механизм прибора и секундомер и проводить определение скорости движения воздушного потока в течение 1 мин;

по истечении 1 мин отключить счетный механизм анемометра, записать конечные показания счетчика и время экспозиции в секундах;

определить число делений, приходящихся на одну секунду, разделив разность между конечным и начальным показаниями счетчика на время экспозиции в секундах;

определить скорость движения воздушного потока по графику, приложенному к паспорту анемометра.

3.5 Измерение интенсивности теплового облучения

Измерение интенсивности теплового облучения рассматривается в отдельной лабораторной работе.