Оптимальные (допустимые) параметры микроклимата

Период года	Категория работы	Температура, °С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/c	Температура поверхностей, °С
Холод­ный	Iа	22 – 24 (20 – 25)	40 – 60 (15 - 75)	0,1	21-25 (19-26)
	Iб	21 – 23 (19 – 24)	40 – 60 (15 - 75)	0,1 (0,2)	20-24 (18-25)
	IIа	19 – 21 (17 – 23)	40 – 60 (15 - 75)	0,2 (0,3)	18-22 (16-24)
	IIб	17 – 19 (15 – 22)	40 – 60 (15 - 75)	0,2 (0,4)	16-20 (14-23)
	III	16 – 18 (13 – 21)	40 – 60 (15 - 75)	0,3 (0,4)	15-19 (12-22)
Тёплый	Iа	23 – 25 (21 – 28)	40 –60 (15 - 75)	0,1 (0,2)	22-26 (20-29)
	Iб	22 – 24 (20 – 28)	40 –60 (15 - 75)	0,1 ( 0,3)	21-25 (19-29)
	IIа	20 – 22 (18 – 27)	40 –60 (15 - 75)	0,2 (0,4)	19-23 (17-28)
	IIб	19 – 21 (16 – 27)	40 –60 (15 - 75)	0,2 (0,5)	18-22 (15-28)
	III	18 – 20 (15 – 26)	40 –60 (15 - 75)	0,3 (0,5)	17-21 (14-27)

4. Приборы для исследования параметров микроклимата

Требования к организации контроля и методам измерения параметров микроклимата приведены в СанПиН [4]. При этом могут использоваться следующие приборы.

Термометры – применяются для измерения температуры воздуха и поверхностей. Могут быть жидкостными (ртутные и спиртовые) и электронными. В зависимости от выполняемых функций различают обычный, максимальный, минимальный и парный жидкостные термометры.

Максимальный термометр (ртутный) применяется для определения наивысшей температуры, которая была в помещении между сроками наблюдений. В этом термометре имеется сужение капилляра в месте сочленения его с резервуаром. Здесь столбик ртути, поднявшийся при повышении температуры, при последующем охлаждении воздуха отрывается от общей массы ртути в резервуаре и, таким образом, остается зафиксированным на достигнутом уровне шкалы. Для проведения последующих измерений термометр необходимо расположить резервуаром вниз и сильно встряхнуть, чтобы протолкнуть ртуть из капилляра до соединения со ртутью в резервуаре.

Минимальный термометр (спиртовой) применяется для фиксации самой низкой температуры, которая была в помещении между сроками наблюдений. Минимальный термометр имеет внутри капилляра свободно передвигающийся стеклянный штифтик. Перед измерением температуры термометр переворачивают резервуаром кверху, и штифтик под действием силы тяжести опускается до конца столбика спирта (дальнейшему движению его мешает поверхностная пленка, ограничивающая мениск), затем термометр располагают горизонтально. При понижении температуры и укорачивании столбика спирта штифтик будет увлечен спиртом, а при повышении температуры спирт свободно обтекает его. Таким образом, по грани штифтика, обращенной к мениску спирта, можно судить о минимальной температуре.

Парный термометр применяется для измерения температуры воздуха в помещениях, имеющих источники значительных тепловых излучений. При замерах температуры в таких помещениях показания термометров обычных типов могут не соответствовать истинной температуре воздуха, т. к. они показывают температуру поверхности самого термометра, нагреваемого тепловыми излучениями. Парный же термометр состоит из двух термометров, у одного из которых резервуар со спиртом посеребрён, а у другого зачернён. Поэтому один отражает основную часть лучистого тепла, а другой поглощает его. Истинная температура воздуха при этом определяется по формуле:

t_ТЕПЛ = t_Б – К(t_Ч – t_Б), (2)

где t_Б – показания "блестящего" термометра;

t_Ч – показания “чёрного" термометра;

К – градуировочный коэффициент, определяемый заводом.

Электронные термометры используют различные типы датчиков, реагирующих на температуру. Они позволяют ускорить и автоматизировать процесс измерения, получить результат в цифровой форме, могут сопрягаться с ПЭВМ.

Психрометры и гигрометры применяются для определения влаж­ности воздуха. Наиболее распространенными при измерениях относительной влажности воздуха в рабочих помещениях являются психрометры Августа и Ассмана, волосяные и электронные гигрометры.

Психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных термометров с ценой деления до 0,2 °С, укрепленных рядом на штативе. Резервуар одного из термометров обернут марлей или батистом, смоченным в дистиллированной воде. С рабочей поверхности смачиваемого ("влажного") термометра вода испаряется тем сильнее, чем суше воздух, и тем сильнее охлаждает его. Поэтому показания "влажного" термометра всегда ниже показаний "сухого" (за исключением случая, когда относительная влажность равна 100 % и показания обоих термометров одинаковы).

Относительная влажность воздуха при измерении психрометром Августа определяется по формуле:

φ = [P_НАС.В – α(t_С – t_В)P_АТМ]•100/P_НАС.С , %, (3)

где P_НАС.В – давление насыщенного пара при температуре “влажного” термометра (табл. 2), гПа;

P_НАС.С – давление насыщенного пара при температуре “сухого” термометра (табл. 2), гПа;

P_АТМ – атмосферное (барометрическое давление), гПа.

t_С – показания “сухого” термометра, °С;

t_В – показания “влажного” термометра, °С;

α – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (табл. 3).

Таблица 2

Давление и плотность насыщенного водяного пара

при различных температурах

t, °С	Давление насыщенного пара, гПа	Плотность насыщенного пapa, г/м3	t, °С	Давление насыщенного пара, гПа	Плотность насыщенного пapa, г/м3
–5	4,01	3,24	20	23,38	17,3
0	6,10	4,84	21	24,86	18,3
+5	8,27	6,84	22	26,43	19.4
8	10,73	8,30	23	28,08	20,0
10	12,28	9,4	24	29,83	21.8
11	l3,12	10,0	25	31.67	23,0
12	14,02	10,7	26	33.60	24.4
13	14,97	11.4	27	35.64	25.8
14	15,98	12,1	28	37,79	27,2
15	17,05	12,8	29	40,04	28.7
16	I8,17	13,6	30	42.42	30,3
17	19,37	14,5	40	73,74	5l.2
18	20,63	15,4	50	123.30	83,0
19	21,97	16,3	100	1013	598

Таблица 3

Психрометрический коэффициент

Скорость движения воздуха, м/с	0,13	0,16	0,20	0,40	0.80	2,3
α	0,00098	0,00090	0,00083	0,00068	0.00060	0.00053

Примечание. Для закрытых помещений без вентиляции α = 0,00083.

Психрометр Ассмана. Недостатком психрометра Августа является непостоянство скорости движения воздуха вокруг резервуара влажного термометра, вызванное местными воздушными потоками, сквозняками, перемещением людей. Этого недостатка нет у аспирационного психрометра Ассмана. В этом приборе резервуары обоих термометров помещены в двойные латунные трубки, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью маленького заводного вентилятора. Такое устройство психрометра обеспечивает защиту резервуаров термометров от лучистой теплоты и гарантирует постоянную скорость движения воздуха вокруг термометров. Кроме того, благодаря просасыванию значительной массы воздуха показания этого прибора более точные, чем психрометра Августа, который определяет влажность воздуха, находящегося в непосредственной близости от прибора.

Перед работой резервуар правого термометра, обернутый батистом, смачивается дистиллированной водой, заводится пружина вентилятора, и через 4 минуты снимаются показания с термометров. Относительная влажность воздуха определяется по формуле (%):

φ = P_НАС.В – 0,497·10^-3(t_С – t_В)P_АТМ ·100/ P_НАС.С. (4)

Бытовые психрометры (например, ПБУ-1) аналогичны психрометру Августа. Их применяют для быстрой оценки от­носительной влажности по показаниям "сухого" и "влажного" термомет­ров с помощью психрометрической таблицы, приведенной на приборе.

Гигрометры являются приборами для непосредственного определения относительной влажности воздуха. Чувствительным элементом гигрометров является обезжиренный в эфире или спирте человеческий волос (или специальная синтетическая плёнка), который определённым образом соединён с легкой стрелкой-указателем. При уменьшении относительной влажности чувствительный элемент укорачивается, а при увеличении удлиняется, перемещая конец указательной стрелки вдоль шкалы с делениями от 0 до 100 % относительной влажности. Гигрометр является единственным прибором для определения влажности при отрицательных температурах, однако точность его не превышает 5 %.

Скорость движения воздуха измеряется кататермометрами и ане­мометрами (крыльчатыми, чашечными и термоэлектрическими).

Кататермометр предназначен для измерения малых скоростей движения воздуха (от 0,04 до 2 м/с) в служебных и бытовых помещениях. Принцип работы прибора основан на определении охлаждающей силы воздушной среды. Кататермометр представляет собой спиртовой термометр со шкалой от 35 до 38 °С. Количество тепла, теряемое кататермометром при его охлаждении от 38 до 35 °С, постоянное, а продолжительность охлаждения зависит от действия всех метеорологических факторов.

Для подготовки кататермометра к измерениям его резервуар со спиртом осторожно нагревают в воде (60 – 70 °С) до тех пор, пока спирт не заполнит 1/5 – 1/3 объема верхнего расширения капилляра, затем прибор вытирают насухо, подвешивают в исследуемом месте (возможно дальше от излучающих тепло приборов) и по секундомеру замеряют время охлаждения кататермометра от 38 до 35 °С. Таким образом, по существу прибор измеряет охлаждающую способность воздуха при температуре человеческого тела. Скорость движения воздуха (V, м/с) определяется по эмпирическим формулам:

V = 6,25 (f /∆t – 0,5)² при f /∆t < 0,6; (5)

V = 4,53(f /∆t – 0,13)² при f /∆t ≥ 0,6, (6)

Где f = F/T_к – охлаждающая способность воздуха, кал/см²∙с;

F = 472 кал/см² – параметр кататермометра, определяющий количество тепла, теряемого с 1 см² резервуара кататермометра (указывается заводом-изготовителем на приборе);

T_к – замеряемое по секундомеру время охлаждения кататермометра (от 38 до 35 °С), с;

∆t – разность между средней температурой кататермометра (36,5 °С) и температурой окружающего воздуха.

Крыльчатый и чашечный анемометры состоят из восприни­мающей части, вращающейся под действием воздушного потока, и счёт­ного механизма. Крыльчатый анемометр применяется для определения скоростей свободного воздушного потока от 0,3 до 5 м/с, а чашечный – от 1 до 20 м/с. Для определения скорости воздушного потока с помо­щью анемометров определяют скорость вращения воспринимающей час­­ти за определённое время по показаниям счётного механизма (число де­лений в секунду) и по специальному графику переводят её в линей­ную скорость воздуха, м/с.

Барометры – приборы для измерения атмосферного давления. Наибо­лее распространен барометр-анероид, принцип действия которого основан на использовании упругих деформаций мембран анероидных коробок под влиянием изменений атмосферного давления.