Лабораторная работа №8. «Определение воздушного объёма исследуемого учебного помещения».

Оборудование: рулетка, калькулятор.

Информационная часть. Санитарно-гигиеническое благоустройство учебного помещения зависит и от правильного решения вопроса его вентилирования. Без этого не могут быть достигнуты оптимальные параметры внешней среды, необходимые для нормального физического и умственного развития организма, высокой трудоспособности и успеваемости студентов.

Вентиляция (от лат. ventilatio – проветривание) - регулируемый воздухообмен, осуществляемый для создания в помещениях воздушной среды, благоприятной для здоровья человека. Вентиляция зданий, помещений обеспечивает своевременное удаление избытка тепла, влаги и вредных газообразных примесей, скапливающихся в воздухе в результате пребывания людей и различных бытовых процессов.

Вентиляцию характеризуют объем вентиляции и кратность воздухообмена. Чистота воздуха закрытых помещений обусловливается обеспечением для каждого человека необходимого объема воздуха – так называемого воздушного куба и его регулярной сменой с наружным воздухом. Количество потребного для этого вентиляционного воздуха одного человека в 1 час называется объемом вентиляции. Объем вентиляции зависит от объема помещения (кубатура помещения, м³), числа людей и характера работы, выполняемой в этом помещении.

Потребный (вентиляционный) объем воздуха, приходящийся на одного обучающегося в учебном помещении – количество кубических метров воздуха, которое необходимо ему в течение часа.

В жилых, учебных помещениях норма воздушного куба составляет 25-27 м³, объем вентиляции 37,7 м³, поэтому необходимо для полного удаления загрязненного воздуха и замены его чистым атмосферным воздухом обеспечить примерно полуторократный обмен комнатного воздуха с наружным в течение 1 часа.

Предельно допустимое содержание СО₂ в атмосферном воздухе составляет 0,04%, в воздухе закрытого помещения в количествах, не превышающих норму 0,1% (1%₀). В производственных помещения концентрация СО₂ нормируется до 1,0-1,2%.

Таблица. Кратность воздухообмена в соответствии со СНиП 2.08.02-89:

Наименование помещений	Кратность воздухообмена
в спортивных залах	- 80 куб.м/час на 1 человека (приток, вытяжка);
в классных кабинетах, лабораториях	- 16 куб.м/час на 1 человека (приток, вытяжка);
в учебных мастерских, актовом зале, киноаудитории	- не менее 20 куб.м/час на человека (приток, вытяжка);
в кружковых помещениях	- 1,5-кратный обмен в час (вытяжка);
в спальных помещениях	- 1,5-кратный обмен в час (вытяжка).

Таблица. Гигиенические требования к вентиляционному режиму в жилых, учебных и прочих помещениях

Наименование помещений	Минимальный объем помещений	Объем вентиляции	Кратность воздухообмена
			Приток	Вытяжка
Жилые комнаты в квартирах, общежитиях и административные помещения	30-40 м3	40 м3 или 3 м3 на 1м2 площади комнаты	1	1
Учебные классы	30-40 м3	20-30 м3	1	1,5
Зрительный и лекционный зал	20 м3		1,5	2
Гимнастический зал				3
Гардеробная				2
Лаборатории			1	3

А) Расчет потребного (вентиляционного) и фактического объема воздуха исследуемого учебного помещения.

Ход работы:

1. Ознакомьтесь с теоретической информацией, представленной в информационной части лабораторной работы №8. Кратко законспектируйте теоретическую информацию.

2. На основании полученных данных по общей площади, объему исследуемого помещения (данные из итогового протокола) рассчитайте заполняемость исследуемого учебного помещения N (максимально возможную, средне допустимую, минимальную, фактическую). Данные занести в таблицу.

Таблица

Количество обучающихся	L – потребный (вентиляционный) объем)	К – потребная кратность воздухообмена в 1 ч.
Максимально возможное для учебного помещения (Nмин чел)___________________	L1	К1
Среднее возможное для учебного помещения (Nсред чел)________________________	L2	К2
Минимально возможное для учебного помещения (Nмакс чел)___________________	L3	К3
Фактическое (Nфакт чел)________________	L4	К4
Фактическая кратность воздухообмена		К5

3. С учетом различной заполняемости учебного помещения рассчитайте потребный (вентиляционный) объем воздуха. Расчет произведите по формуле L = (П ∙ N)/(Р – Р₁) и результаты занесите в таблицу.

где L – объем вентиляции, м³;

П – количество СО₂, выдыхаемое человеком в час (21,6 л/ч; при выполнении работы разной тяжести – 30-40 л/ч);

N – число людей в помещении;

Р– максимально допустимое содержание СО₂ в помещении (0,1% = 1%₀ = 1 л/м³);

Р₁ – содержание СО₂ в атмосферном воздухе (в норме 0,04%=0,4%₀ =0,4 л/м³).

4. Определите необходимую для исследуемого помещения кратность воздухообмена в 1 ч (К) с учетом различной заполняемости помещения: полученный вентиляционный объем разделите на кубатуру исследуемого учебного помещения. Результаты занесите в таблицу.

5. Используя данные, полученные в ходе выполнения лабораторной работы №7 (данные по содержанию СО₂ в учебном помещении) рассчитайте фактическую кратность вентиляции в учебном помещении. Результаты занесите в таблицу.

Пример: При санитарно-гигиеническом обследовании воздушной среды в палате (кубатура 69,7 м³), где находятся 4 больных, содержание СО₂ составило 0,12%=1,2%₀=1,2 л/м³). Определите необходимый и фактический объем вентиляции и кратность воздухообмена.

Решение:

А) L _{необходимый объем вентиляции} = (П ∙ N) / (Р – Р₁) = (21,6∙ 4) / (1- 0,4)= 144 м³

Кратность воздухообмена необходимая К = 144 м³ / 69,7 м³ = 2, 06 раза

Б) L _{фактический объем вентиляции} = (П ∙ N) / (Р₁ – Р₂) = (21,6∙ 4) / (1,2 -0,4) = 108 м³

Кратность воздухообмена фактическая К₁ = 108 м³ /69,7 м³= 1, 55 раза

где L – объем вентиляции, м³;

П – количество СО₂, выдыхаемое человеком в час (21,6 л);

N – число людей в помещении;

Р₁ –содержание СО₂ в исследуемом помещении (0,n% = n%₀ = n л/м³);

Р₂ – содержание СО₂ в атмосферном воздухе (в норме 0,04%=0,4%₀ =0,4 л/м³).

Заключение: фактическая кратность воздухообмена (1,55 раза в 1 ч) значительно ниже необходимой (2,06 раза в 1 ч), что свидетельствует о неэффективности вентиляции в обследованной палате.

6. Сделайте вывод об эффективности вентиляции воздуха в исследованном учебном помещении. Результаты представьте в виде заключения в итоговом протоколе.

Б) Расчет времени естественного проветривания исследуемого учебного помещения.

Ход работы:

1. Определите площадь вентиляционного отверстия (форточек) исследуемого учебного помещения, м²;

2. На основании полученных данных по необходимому объему вентиляции и кратности воздухообмена при фактическом количестве обучающихся в исследуемом помещении (данные из таблицы части А) определите кратность воздухообмена при естественном проветривании исследуемого помещения за 15 мин (при открытии одной форточки) по формуле: К = (А ∙ В ∙С)/ V L=А ∙ В ∙С

где А – площадь вентиляционного отверстия (форточка), м²;

В – скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии, (1-2м/с);

С – время проветривания, сек;

V – объем помещения, м³;

3. Дайте гигиеническую оценку эффективности естественного проветривания исследуемого помещения (скорость движения воздуха через форточку 1 м/с) в течение 15 мин при фактическом количестве обучающихся. Достаточно ли данного времени для обеспечения необходимой кратности воздухообмена? Если нет, укажите эффективное время.

Пример: Рассчитать объём вентиляции и кратности воздухообмена при естественном воздухоснабжении в палате кубатурой 60 м³, где находятся три человека, проветривание происходит за счет форточки, которую открывают на 10 мин каждый час. Скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии составляет 1 м/с, площадь форточки – 0,15 м².

Решение: Определяется необходимый объем вентиляции и кратность воздухообмена:

L = (21,6 ∙ 3)/(1- 0,4) = 108 м³; К = 108/60 = 1,8 раза

за 10 мин (600 секунд) в палату поступает L = а ∙ в ∙ с =0,15м² ∙1∙ 600 = 90м³

Фактическая кратность воздухообмена при этом составляет: К_ф= 90/60= 1,5 раза

Заключение: Фактическая кратность воздухообмена ниже необходимой для обследуемого помещения (1,5 раза) при необходимой (1,8 раза) рекомендуется увеличить время проветривания палаты от 12 мин и более каждый час. Рекомендуемое время высчитывается исходя из следующей пропорции: за 10 мин кратность воздухообмена составляет 1,5 раза/ч; за Х мин кратность необходимого воздухообмена 1,8 раза/ч.

4. Решите задачи. Решение задач оформите в тетради:

Задача 1

Определите необходимую и фактическую кратность воздухообмена для жилой комнаты объемом 5,5х3,9х2,8 м, в которой проживает 3 человека. Содержание СО₂ в момент исследования составило 0,19% (без проветривания). Дайте гигиеническую оценку объема вентиляции и кратности воздухообмена.

Задача 2

На кафедре в учебном помещении глубиной 6,2 м, длиной 8 м, высотой 3,1 м занимается 14 студентов. К концу занятий концентрация СО₂ составила 0,18% (без проветривания). Каков фактический и необходимый объем вентиляции и кратность воздухообмена?

Задача 3

В учебной аудитории с размерами 8х15х5 м занимается 40 студентов. В аудитории осуществляется естественное проветривание через 1 форточку размером 1,2х0,8 м при скорости движения ветра 2 м/с. Определите, какое количество воздуха поступит в аудиторию в течение часа. Какова кратность воздухообмена в данном помещении и обеспечивает ли она оптимальные условия микроклимата.