ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық Университеті

«Еңбек және тіршілік қауіпсіздігі» кафедрасы

Зертханалық жұмыс № 10

Тақырыбы: «Өндіріс ғимаратарындағы микроклимат параметрлерін анықтау»

Оқытушы_______________

ғыл.атағы

_______________________

«___»____________2006 ж

Студент________________

Мамандығы_____________

Тобы___________________

Алматы 2006

Жұмыстың мақсаты: ауа ортасының метеорологиялық заңдылықтарының негізгі мәлметтерімен танысу, метеорологиялық құралдардың құрылымын оқып-үйрену және оларды қолдануды үйрену, солардың көмегімен өндірістік ғимараттардың микроклиматының параметрлерін анықтауды және соңғысын МЕСТ 12.1.005-76 және СН 245-71 сәйкес жұмыс істеу аймағының ауасының талаптарына критикалық баға беруді үйрену.

1 Негізгі түсініктер мен ережелер

Өндірістік бөлменің метеорологиялық жағдайы немесе микроклиматы деп – адам ағзасына температуралардың үйлесімімен, ылғалдылықпен, ауа қозғалысының жылдамдығымен және қоршаған беттердің температурасымен әсер ететін, осы бөлмелердің ішкі ортасының климатын айтамыз.

Микроклиматтың осы параметрлері әрқайсысы әр түрлі үйлесімде ағзадағы физиологиялық үрдістердің жүруіне және нәтижесінде адамның денсаулығына және жұмыс істеу қабілетіне үлкен әсер етеді. Ол адам ағзасындағы үздіксіз жүріп тұратын биологиялық үрдістер: жылу шығарумен және жылу түзілумен (Q_B) түсіндіріледі. Жылудың көлемі, адам ағзасындағы биохимиялық үрдістерге және оның атқаратын жұмысының ауырлылығына байланысты. Адамның дұрыс өмір сүруі үшін – жылу, қоршаған ортаға таратылуы керек. Сондықтан Q₀ - жылу беру - конвекция әсерінен, q_K- адам денесінің ауамен жанасуы, q_И – жылудың қоршаған ортаға сәулеленуі және q_П – тері бетінен ылғалдың булануы (терлеу) нәтижесінде болады. Осылардың көлемі мен қатынастары адамның жылулық күйі (дене температурасы) мен микроклимат параметрлеріне қатысты өзгереді. Осылайша, t_Ч – адам денесінің температурасының тұрақтылығы кезінде сәулелену арқылы жылу берілу – қоршаған орта беттерінің t_П –температурасына тәуелді, конвекция әдісімен жылу берілу - (V)-қозғалыс жылдамдығына және (t_B) температурасына байланысты, булану арқылы жылу берілу – ауа ортасының ылғалдылғына және температурасына байланысты болады. Қалыпты метеорологиялық жағдайда және тыныштық күйде немесе жеңіл физикалық жұмыс кезінде q_П ,q_К және q_П мөлшері жалпы Q₀ кезінде сәйкесінше: 45, З0 және 25 % болады. Осындай шарт - Q_B – жылу түзілу мен Q₀ – жылу берілу қатынасына да қатысты болады. Алайда, сыртқы ортаның метеорологиялық жағдайларының өзгеруінің шекті аймақтарында, адамның жылу алмасуды реттейтін физиологиялық механизмінің болуы әсерінен, адам ағзасы Q_B = Q₀ қатынаста, дене температурасын тұрақты 36-37 ^oС-та сақтап тұра алады.

Термореттеу – метеорологиялық өзгерістерге байланысты қоршаған орта мен ағза арасындағы ағзаның физиологиялық жылу алмасу үрдісін реттеу қабілеті, яғни дене температурасын тұрақты күйде сақтау үрдісі.

Жылудың тепе-теңдік шарты кезінде (яғни Q_B = Q₀) адамның жылу бақылау механизмі қысымсыз, жақсы жұмыс істейді, жылулық жайлылық кезінде көңіл-күйінің жақсаруы және жұмыс істеуге қабілетінің жақсаруы байқалады. Сондықтан оларды қоршаған микроклимат жайлы да, оңтайлы болуы керек. Егер жылулық тепе теңдік бұзылса, яғни Q_B Q₀-ден үлкен не тең болса, онда сәйкесінше жылудың жиналуы немесе артық бөлінуі түзіледі, осыдан ағзаның суынуы немесе ысынуы пайда болады. Ортаның жайсыз метеорологиялық жағдайларында, ағзаның уақытша суыну немесе ысыну кезінде, оның термореттейтін адаптациялық-бейімделу мүмкіншіліктері ағзаның төзімділігін жоғарылатады, яғни ысыну кезінде ағзаның шеткі аймақтарындағы қан тамырлары кеңейіп, жылу қарқынды алмасады, ал салқындау кезінде керісінше жүреді. Осындай жағдайларда ағзаның термобақылауы өзгеруі мүмкін. Ол жұмысқа қабілетінің төмендеуі, жылулық жайсыздықты сезіну және т.б. арқылы түсіндіріледі. Алайда, осылай бола тұра денсаулықтың күйі өзгермейді және әсер ететін микроклимат параметрлері рұқсат етілген деп есептеледі.

Ағзаның ұзақ уақыт және белсенді ысынуы мен суынуы, оның қалпына келу-қорғану механизмдерінің бұзылуына және патологиялық күйдің үдеуіне әкеледі. Осылай тұрақты түрде суыну, орталық жүйке жүйесінің әлсіреуіне, терінің барлық сезіну қабілетінің төмендеуіне және мүшелердің нейтрофикалық бұлшықеттердің өзгеруіне, шеткі аймақтардағы қан тамырларының және жүйке жүйесінің бұзылуына, буын ауруларына әкеп соғады (радикулиттер невриттер, миозиттер және т.б.). Ал тұрақты түрде ысынудан - орталық жүйке жүйесінің әлсіреуі, жүрек-қантамырлар жүйесінің және сулы-тұздық алмасудың бұзылуы, ыстық өту және т.б. болады.

Ағзадағы осы жылу алмасу үрдісін талдау арқылы біз, қоршаған ортаның микроклиматы жеке және тұтас түрінде, адамның өзін сезінуіне және жұмыс істеу қабілетіне Q₀- жылу берілу арқылы тікелей әсер ететінін көрдік. Енді оны толығырақ қарастырайық.

Өндіріс ғимараттарының ауа температурасы атмосфералық ауа және қоршаған беттердің температурасына тәуелді. Ал соңғысы өз бетінше – жыл мезгіліне және сәйкесінше өндірістің технологиялық сипатына байланысты. Ол металлургиялық, машинажасау және басқа да (ұсталық, термикалық және т.б.) - өндірістердің технологиялық үрдістері үлкен жылу бөлумен сипатталатын әртүрлі салаларда жоғары болады. Ал жылытылмайтын бөлмелерде және таулы аймақтардағы, мұнай-газ бұрғылау, элеваторлық және басқа жұмыстарды жылдың суық мезгілінде ашық алаңдарда жасау кезінде төмен болады.

Ауаның температурасының өсуі нәтижесінде конвекциямен, сәулеленумен жылу берілу төмендейді және ылғалдың булануы жоғарылайды, ал температураның төмендеуімен бәрі керісінше болады (1-сурет). 33^oС температура кезінде жылу алмасу үрдісі негізінен ылғалдың булану есебінен болады, ал 12^oС –төмен кезінде конвекция және сәулелену есебінен болады. t_B>33 ^oС-пен ұзақ уақыт әсер ету ағзаның ысынуына және ондағы сулы-тұздық алмасудың бұзылуына (ылғал мен бірге көптеген тұздар да жоғалады), ал t_B<12^oС-та ағзаның суынуына әкеледі. Қазіргі кезде ысынудың, суынудың және сулы-тұздық алмасудың қандай жағымсыз нәтижелері белгілі?

Сонымен қатар ауа ортасының температурасы 18-ден 30^oСқа дейін көтерілгенде адамның жұмыс істеу қабілеті 18%-ға дейін, ал 40^oС-та — 30%-ға дейін төмендейтіні тәжірибе жүзінде анықталған. Жоғарыда айтылғандарға сүйенсек, 1-суретке сәйкес өндірістік бөлмелерде ауа температурасы 16 — 25^оС оңтайлы, және 13 — 28^oС рұқсат етілген деп саналады.

Ауаның ылғалдылығы – ауадағы су буының көлеміне байланысты. Максималды, абсолютты және салыстырмалы түрлерін ажыратады. Максималды ылғалдылық - 1м³ ауадағы будың мүмкін болатын максималды көлемі (г/м³ ) немесе берілген температурадағы қаныққан бу серпімділігі (Пa). Абсолютті ылғалдылық — 1м³ ауадағы нақты бу көлемі (г/м³) немесе берілген температурадағы пропорционал бу қысымы (Па). Салыстырмалы ылғалдылық (В_o) - абсолютті ылғалдылықтың максималды ылғалдылыққа қатынасы, %-бен өлшенеді. Абсолютті ылғалдылық пен максималды ылғалдылық арасындағы айырмашылық - ауаның бумен қанығу тапшылығы. Осыдан, бірқалыпты ауа температурасы кезінде оның абсолютті ылғалдылығы олардың қанығу тапшылғының әртүрлілігінен әртүрлі болуы, күйі - құрғақ не ылғалды болуы мүмкін. Ауа ылғалдылығының осындай күйі немесе деңгейі салыстырмалы ылғалдылықпен есептеледі.

Ол өндірістердің сипатына байланысты және 10 мен 90 % арасында өзгеріп отырады. Оның жоғарғы мәні: жер асты тау жұмыстарында, кенді байыту жұмыстарында, жылуэнергетикалық шаруашылықтарда, гальваникалық және бояу-өңдеу үрдістерінде және т.б. кездеседі. Ал төменгі мәні – көп мөлшерде жылу бөлінетін және қатты континенталды климатты (металлургиялық, мұнай-газдық, геологобарлау және басқалары) өндірістерде байқалады.

1-сурет. Қоршаған орта температурасына байланысты ағзаның жылу беруі (а-конвекциямен және сәулеленумен, б-ылғалдың булануымен, в-ортақ).

Салыстырмалы В_o- ылғалдылығының жоғарылауы кезінде тері бетінен жылубөліну арқылы ылғалдың булануы азаяды, ал В_o >85% болса тоқтатылады. Бірақ тербөліну мен онымен байланысты ағзаның әлсіреуі және соның салдарынан шығатын жағымсыз әсерлер де жалғаса береді. Осындай жағдайда ауа температурасы жоғары болса, ыстық ауа қалыптасады да, жылуберілу жылутүзілу үрдісінен артық болады да ағзаның ысынуы қалыптасады. Керісінше, ылғалдылықтың суық ауамен қатар келуі, шектен тыс ылғалдылықтың түзілуіне әкеледі, яғни жылужоғалтудың жылуболінуден жоғары болуы, нәтижесінде ағзаның суынуына әкеледі.

Ауа құрамының салыстырмалы ылғалдылығы 20%-дан төмен және температурасы жоғары болса, онда адам ағзасының тыныс жолдарының сілекей қабығының кебуі байқалады, яғни тыныс алатын ауа құрғақ болғаны. Ол, ауа ортасының ылғалдылығы төмендеген сайын, тыныс мүшелерінің бетінен ылғалдың көп мөлшерде булануы есебінен болады. Ауа температурасының төмен кезінде ылғалдылықтың маңызы онша болмайды және ол адам ағзасының жылу шығаруы арқылы жылуды жоғалту, яғни салқындықты сезіну және ағзаның суынуы түрінде ғана болады. Қоршаған ортаның температуралық-ылғалдылық әсерінен, адамның жылуды сезінуі 2-суретте көрсетілген.

Ауаның қозғалысы V> 0,15 м/с жылдамдықта байқала бастайды. Оның адам ағзасына әсерін, t_B – ауа температурасы, t_Ч – адам ағзасының температурасы, және В_o- салыстырмалы ылғалдылық жиынтықтарының сәйкестігінен көруге болады. t_B<t_Ч болғанда V-ның өсуінен конвекция және булану арқылы жылу берілу күшейеді (В_o мәні жоғары емес кезінде), нәтижесінде адамның өзін-өзі сезінуі және жұмысқа деген қабілеті жоғарылайды. Алайда t_B шамадан тыс төмен болса, жылу түзілу үрдісінің мөлшерінен жылу жоғалту үрдісінің мөлшері жоғары болады, нәтижесінде В_o-дің мәні жоғарыласа ағзаның суынуы қаупі өседі.

t_B>t_Ч болғанда V-ның жоғарылауынан, жоғарыда айтылған жолдардың барлығы байқалады, В_o-жоғары болғанда жылуберілудің төмендеуі, сулы-тұздық алмасудың бұзылуы, ыстықты сезіну және ағзаның ысынуы, ал В_o-төмен кезінде тыныс жолдарының кебуі болады. Осы негізде ауа қозғалысының жылдамдығы 0,3 - 0,5 м/с болса оңтайлы, ал 0,2 - 1,0 м/с болса рұқсат етілген деп қабылданған.

2-сурет.Адамның жылулық күйіне температураның ылғалдылығы режимінің әсері.

Қоршаған ортаның жайлылығы – адамның жылуды сезінуі, оның ыстықтамауы, тоңбауы, өзін-өзі жақсы сезінуі, жұмысқа қабілетінің жақсы болуы, жоғарыда айтылған мәліметтерден көрінеді. Сапасы жағынан ол жоғарыда айтылған ғимараттардың микроклимат параметрлерімен анықталады, адамның термобақылауы үшін, жүйке, жүрек-қантамыр жүйелерінің жұмысы үшін минимум энергия жұмсалатындай қатыста болуы керек (1-суретті қараңыз). Көлемі жағынан оны бағалау мүмкін емес, себебі, қолайлылық– субъектті түрде жылуды сезіну. Осыған орай соңғы жылдары ауқымды көлемде тәжірибелік жұмыстар жүргізілу үстінде. Жұмыс барысында адам денсаулығына метеорологиялық құбылыстардың әсері, қолайлылық аумағының параметрлері, және де қолайлылықты өлшеудің салстырмалы өлшемі - әсерлі (Т_Э) және әсерлі-эквивалентті (Т_ЭЭ) температуралар анықталды. 3-суретте Т_Э және Т_ЭЭ анықтауға болатын аймақтың номограммасы көрсетілген.

Әсерлі температура деп қаныққан қозғалмайтын, температурасы мен ылғалдылығы берілген, анықталған ауа сияқты суыту қабілеті бар ауа температурасын айтамыз. Әсерлі-эквивалентті температура деп қозғалмалы қаныққан, кез-келген үйлесімдегі температураның, ылғалдылығының және қозғалыс жылдамдығының мәндері анықталған ауа сияқты суыту қабілеті бар ауа температурасын айтамыз.

Т_Э және Т_ЭЭ өлшемдері (мәндері) номограммадан анықталады да, солар арқылы метеожағдайларының қолайлылығы бағаланады. Осылайша, ылғалды және құрғақ термометр көрсеткіштерінің мәндері алынады да, оларды қосатын сызық жүргізіледі. Сол сызық пен жылдамдықтың өлшенген және нөлдік (қозғалмайтын ауа) көрсеткіштерінің изосызықтарымен қиылысу нүктелері, сәйкесінше Т_ЭЭ және Т_Э мәндерін береді. Егер олардың мәндері қолайлылық аймағынан шекті түрде жоғары не төмен орналасса, онда жылуды сезіну қолайлы деп бағаланады, суыну және ысыну сәйкесінше болады. 3-суретте оларды анықтаудың және метеожағдайды бағалаудың мысалы келтірілген. Осылайша ғимаратта ауа қозғалысының жылдамдығы 1,5 м/с деп, құрғақ және ылғалды термометрлердің температуралары +24,5^oС және +14,0^oС деп анықталған. Осы құрғақ және ылғалды термометрлердің температураларының мәндерінің арасын қосу арқылы, жүргізілген сызықтың жылдамдық көрсеткіштері 0 және 1,5 м/с-ке тең изосызықтармен қиылысу нүктесін табамыз. Осы нүктелер арқылы табылған температураның изосызықтары, сәйкесінше Т_Э=+20,5^oС және Т_ЭЭ= +18,5^oC өтеді. Олар қолайлылық аймағында жатыр, сондықтан ғимараттың метеорологиялық жағдайы да қолайлы және жылуды сезіну де қалыпты.

3-сурет. Ауа ортасының температурасының әсерлі және әсерлі-эквивалентті номограммасы.

Осылардың барлығы ғимараттардағы метеорологиялық жағдайларды нормалау құжаттары СН 245 - 71 "Өндіріс ғимараттарын жобалаудағы санитарлық нормалар" және МЕСТ 12.1.005 - 76 «ССБТ» негізінде алынған. Оларда микроклимат параметрлері оңтайлы және рұқсат етілген деп бөлінеді, өндіріс ғимараттарындағы жұмыс істеу аймағының жыл мезгіліне және жұмысының ауырлық деңгейіне байланысты нақты жылуы анықталған (1-кесте). 12.1.005 - 76 МЕСТ-те өндіріс ортасындағы қолданылатын тағы келесі негізгі терминдер мен анықтамалар атап көрсетілген.

Қолайлылық аймағы – қауіпсіз деп саналатын және жағымсыз жағдайларды туғызбайтын, ауаның әр түрлі мөлшердегі температурасы, ылғалдылығы және ауа қозғалысының жылдамдығының үйлесімді әсер ету шектері.

Жұмыс аймағы – еденнен немесе жұмысшылардың тұрақты немесе уақытша жұмыс істейтін орындары орналасқан аумақтан 2м биіктіктегі кеңістік.

Тұрақты жұмыс орны – жұмысшының, өзінің жұмыс істеу уақытының көп (50% артық немесе үздіксіз 2 сағаттан артық) бөлігін өткізетін орны. Егер жұмыс, жұмыс аймағының әр жерінде жүргізілетін болса, онда тұрақты жұмыс орны ретінде барлық жұмыс аймағы саналады.

Айқын жылу – инсоляция және осы ғимараттағы ауа температурасына әсер ететін, жұмыс ғимаратына жабдықтардан, жылыту құралдарынан, ысыған материалдардан, адамдардан және басқа жылу көздерінен бөлінетін жылу.

Айқын жылудың артықшылығы – айқын жылудың қалдықтық мөлшері (жылу жоғалтуды шегергенде), ол ғимаратқа барлық технологиялық, құрылыстық, көлемді жоспарлау, санитарлы-гигиеналық шараларды өткізгеннен кейін, жылуизоляциялау және жабдықтарды герметизациялау, ысыған ауаны сыртқа сору жабдықтары арқылы сыртқы ауаның есептеу параметрлерінен түсіп отырады

Мәнді емес айқын жылудың артықшылықтары – айқын жылудың 20 ккал/м³·сағ (23 Дк/м³·с) –қа тең не үлкен инсоляция жылуын қоса есептегендегі мөлшері.

Мәнді айқын жылудың артықшылықтары – айқын жылудың 20 ккал/м³·сағ асатын артықтықтығы (мәнді айқын жылудың артықшылығы байқалатын бөлмелер, цехтар, және аймақтар «ыстық цехтар» қатарына жатады).

Оңтайлы микроклиматтық жағдайлар – адамға ұзақ және жүйелі түрде әсер еткенде, ағзаның функционалды және жылулық күйі, термобақылаудың жұмысы қысымсыз қалыпты күйде сақталып тұратын параметрлердің үйлесімі. Олар жылулық қолайлылықты қамтамасыз етеді және жұмыс істеу қабілетінің жақсаруына жағдай жасайды.

Рұқсат етілген микроклиматтық жағдайлар – ұзақ және жүйелі түрде адамға әсері кезінде өтпелі және тезқалпына келетін функционалды, ағзаның жылулық күйіне және физиологиялық қалыптасқан шектен шықпайтын термореттеу әсерінің қуатына әсер ететін микроклимат параметрлерінің үйлесімдігі. Осылай бола тұра, адамның денсаулығының бұзылуы және құртылуы болмайды, бірақ адамның өзін-өзі жайсыз сезінуі және жұмысқа қабілетінің төмендеуі көрінуі мүмкін.

1-кесте. Өндiрiс ғимараттары жұмыс аймағындағы салыстырмалы ылғалдылықтың және ауа қозғалысы жылдамдығы температураларының оңтайлы және рұқсат етілген температура мөлшерлерi.

Жыл мезгілі		Жұмыс категориялары	Ауа температурасы, oC	Салыстырмалы ылғалды- лық, %	Ауаның қозғалыс жылдам- дығы, м/с
Оңтайлы
Жылдың суық және өтпелі кезеңдері		Жеңіл I	20-23	60-40	0,2
		Орташа ауырлық,IIа	18-20	60-40	0,2
		Орташа ауырлық IIб	17-19	60-40	0,3
		Ауыр III	16-18	60-40	0,3
Жылдың жылы кезеңі		Жеңіл I	22-25	60-40	0,2
		Орташа ауырлық, IIа	21-23	60-40	0,3
		Орташа ауырлық IIб	20-22	60-40	0,4
		Ауыр III	18-21	60-40	0,5
Мүмкін болатын (рұқсат етілген)
Жылдың суық және өтпелі кезеңдері		Жеңіл I	19-25	75	0,2
		Орташа ауырлық IIа	17-23	75	0,3
		Орташа ауырлық IIб	15-21	75	0,4
		Ауыр III	13-19	75	0,5
Жылдың жылы кезеңі	Мәнді емес айқын жылудың артықшы-лықтары	Жеңіл I	3-тен артық емес, t* жоғары (бірақ 28-ден артық емес)	28-55 0C болғанда 27-600C болғанда 26-650C болғанда 25-70 0C болғанда 24-750C болғанда аспайды	0,2-0,5
		Орташа ауырлық IIа			0,2-0,5
		Орташа ауырлық IIб			0,3-0,7
		Ауыр III	Тура сондай, бірақ 26-дан артық емес		0,3-0,7
	С0 Айқын жылудың артықшы-лығы	Жеңіл I	5-тен артық емес, t*-ден жоғары (бірақ 28-ден аспайды)		0,2-0,5
		Орташа ауырлық IIа			0,3-0,7
		Орташа ауырлық IIб			0,5-1,0
		Ауыр III	Тура сондай, бірақ 26-дан аспайды		0,5-1,0

t* – ең ыстық айдың сағат 13-де алынатын, сыртқы ауаның орташа температурасы.

Жұмыс категориялары – ағзаның жалпы энергияны жұмсау жұмыстарының шектеулері, ккал/сағ өлшенеді.

Жеңіл дене жұмыстары (I-категория) – отыру, тұру немесе жүрумен байланысты, бірақ жүйелі денелік күшті немесе ауырды көтеруді қажет етпейтін жұмыстар; 150 ккал/сағ (172 ДЖ/с).

Орташа ауыр дене жұмыстары (II-категория) —IІа категориясында - 150- 200 ккал/сағ (172-232 Дж/с), IIб категориясында 200-250 ккал/сағ (232-293 Дж/с) энергияның жұмсалуын қажет етін, әрқашан жүрумен, тұрып немесе отырып жасалынатын, бірақ ауырды көтеруді қажет етпейтін жұмыстардың тіззімін қамтиды. IIб категориясына жүрумен және 10кг-ға дейінгі ауырды көтерумен байланысты жұмыстар жатады.

Ауыр дене жұмыстар (III категория) — физикалық жүйелі бағыттағы, яғни әрқашан қозғалыстағы және 10 кг артық ауырды жылжытумен байланысты жұмыстар, энергияның жұмсалуы 250 ккал/сағ (293 Дж/с) асады.

Жылдың жылы кезеңі – сыртқы ауаның орта тәуліктік температурасы +10^оС-тан жоғары жыл мезгілі.

Жылдың суық кезеңі – сыртқы ауаның орта тәуліктік температурасы +10^оС-тан төмен жыл мезгілі.