2976

658

И889 СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Исследование метеорологических условий на рабочих местах

в производственных помещениях

Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Новосибирск

2015

1

УДК 658.382:551.5 (076.5)

И889

Исследование метеорологических условий на рабочих местах в производственных помещениях: Метод. указ. к выпол-

нению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» / Сост. А.Н. Щетинин, И.Г. Хаманов. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2015. – 39 с.

Изложена методика исследования метеорологических условий на рабочем месте, представлены принципы санитарно-гигиенического нормирования условий труда. Приводится необходимый минимум теоретических сведений, дается описание измерительных приборов.

Предназначены для студентов всех специальностей и направлений.

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Безопасность жизнедеятельности».

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р д-р техн. наук, проф. В.И. Медведев

Р е ц е н з е н т ы :

завкафедрой «Техносферная безопасность» Сибирской государственной геодезической академии д-р экон. наук, проф. В.И. Та-

таренко;

канд. техн. наук, доц. кафедры «Логистика, коммерческая работа и подвижной состав» СГУПСа И.О. Тесленко

©Сибирский государственный университет путей сообщения, 2015

©Щетинин А.Н., Хаманов И.Г., сост., 2015

2

1. Общие сведения о метеорологических условиях производственных помещений

Метеорологические условия производственной среды характеризуются температурой воздуха, относительной влажностью воздуха, скоростью движения воздуха, температурой поверхностей и интенсивностью теплового облучения, которые в совокупности образуют производственный микроклимат.

Метеорологические условия оказывают существенное влияние на самочувствие человека, на протекание процессов теплообмена, от которых зависит поддержание постоянства температуры тела, необходимое для нормального функционирования человеческого организма.

Возможности терморегуляции организма человека ограничены, поэтому на рабочих местах необходимо предусматривать такие параметры микроклимата, которые не выходили бы за допустимые пределы.

Количественно теплообмен между организмом и окружающей средой можно выразить через уравнение теплового баланса:

(1)

где Q – количество тепла, отдаваемого (или получаемого) организмом в окружающую среду, Дж; M – количество тепла, вырабатываемое организмом (теплопродукция), Дж; R – количество тепла, отдаваемое (или получаемое) путем излучения, Дж; C – количество тепла, отдаваемое (или получаемое) путем конвекции, Дж; E – количество тепла, отдаваемое при испарении выделенного организмом пота, Дж.

Если теплообмен имеет положительный баланс, то производственная деятельность будет сопровождаться перегревом, если отрицательный – охлаждением.

В производственных условиях необходимо стремиться к нулевому балансу, когда количество тепла, выработанное в организме человека, равно теплу, отдаваемому в окружающую среду. В этом случае метеорологические условия считаются оптимальными (комфортными) или допустимыми (прил. 1, 2), достигается высокая производительность и безопасность труда.

4

2. Методы измерения параметров метеорологических условий. Описание приборов

Исследование параметров производственного микроклимата проводится, как правило, в рамках санитарно-гигиенической оценки условий труда (специальной оценки условий труда, производственного контроля) [1, 2].

Минимальное количество участков измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха определяется в соответствии с приведенной ниже таблицей [3, 4].

Количество замеров параметров микроклимата

2.1. Измерение температуры воздуха

Температура воздуха в производственных помещениях зависит от количества тепла, поступающего в помещение от источников тепловыделения конвекционным путем, количества тепла, уходящего из помещения через ограждения и различные открытые проемы, и разбавления его приточным наружным воздухом.

Измерения проводятся на рабочих местах, а также в нескольких точках зоны наиболее частого пребывания рабочих, на участках обслуживания оборудования и контроля за его работой, на равных расстояниях от источников тепловыделения и от проемов, через которые поступает наружный воздух, а также при различных режимах технологического процесса и изменения погодных условий. Рабочим местом называется участок помещения, на котором в течение рабочей смены или ее части осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом может являться несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом считается вся площадь помещения.

5

При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м от пола или рабочей площадки.

Для измерения температуры воздуха используются термометры, термоанемометры, парные термометры, аспирационные психрометры и термографы.

Термометр. Наиболее распространенными приборами для измерения температуры воздуха являются ртутные и спиртовые термометры. Ртутные термометры используются при измерении температуры воздуха выше 0 °С, так как ртуть при нагревании расширяется более равномерно, чем спирт. При температуре ниже

–39 °С ртуть замерзает, спирт же выдерживает температуры ниже

–100 °С.

Для определения наибольшей или наименьшей температуры воздуха в помещении за какой-либо промежуток времени применяются максимальный и минимальный термометры. Термометр метеорологический максимальный ТМ-1 представляет собой ртутный термометр. В отличие от обычного, максимальный термометр имеет приспособление в виде стеклянного штифта, препятствующего понижению столбика ртути при снижении температуры. Термометр метеорологический ТМ-2 имеет аналогичное устройство, но вместо ртути заполнен подкрашенным спиртом.

Термоанемометр. Термоанемометр ЭА-2М – это одноточечный полупроводниковый прибор, предназначенный для измерения температуры воздуха в диапазоне от +10 °С до +50 °С.

Парный термометр. Данный вид термометра применяется для измерения температуры в условиях ярко выраженного теплового излучения. Он состоит из двух ртутных термометров; поверхность резервуара с ртутью у одного из них зачернена, а у другого покрыта слоем серебра. Истинная температура воздуха tp определяется по формуле

6

где tч – показания зачерненного термометра, °С; k – константа прибора, °С; tс – показания посеребренного термометра, °С.

Аспирационный психрометр. Данный прибор применяется для измерения температуры воздуха в помещениях с источниками теплового излучения. Отсчет берется по показанию сухого термометра.

Термограф. Термограф метеорологический М-16 предназначен для записи изменений температуры воздуха. Принцип действия прибора основан на свойстве биметаллической пластины изменять радиус изгиба при изменении температуры воздуха. Прибор снабжен передаточным механизмом, записывающей частью (стрелка с пером и барабан с часовым механизмом). Выпускаются термографы двух типов: М-16С – суточные с продолжительностью оборота барабана 26 ч и M-16Н – недельные с продолжительностью оборота барабана 176 ч. При пользовании приборами необходимо руководствоваться прилагаемыми к ним инструкциями.

2.2. Измерение относительной влажности воздуха

Относительная влажность воздуха – это отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Абсолютная влажность – упругость водяных паров (их парциальное давление) в момент исследования, Н/м2, или весовое количество водяных паров, находящихся в одном кубическом метре воздуха, г/м3.

Максимальная влажность – упругость или вес водяных паров, которые могут насытить один кубический метр воздуха при данной температуре, г/м3.

Влажность воздуха в помещениях не изменяется так резко и часто, как температура, поэтому достаточно измерять ее только в рабочей зоне на основных рабочих местах. Только помещения с технологическими процессами, сопровождающимися влаговыделением, исследуются более детально на различных расстояниях при различных режимах технологического процесса.

При работах, выполняемых сидя, относительная влажность воздуха измеряется на высоте 1 м от пола или рабочей площадки, а при работах, выполняемых стоя, – на высоте 1,5 м.

7

Для измерения влажности воздуха используются психрометры, гигрометры и гигрографы.

Психрометр. Принцип работы психрометра заключается в определении показаний двух рядом расположенных термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Так как охлаждение увлажненного термометра зависит от скорости испарения, которое в свою очередь зависит от влажности в помещении, получается разность показаний термометров, позволяющая количественно оценить влажность воздуха.

В практике гигиенических исследований применяются психрометры двух типов: стационарный психрометр Августа и аспирационный психрометр Ассмана.

Стационарный психрометр Aвгуста (рис. 1, а) состоит из двух одинаковых ртутных термометров – сухого и влажного. Между термометрами установлен стеклянный питатель, в который заливается дистиллированная вода комнатной температуры. Резервуар влажного термометра обернут кусочком ткани (батистом, марлей или другой гигроскопической материей), по которой вода поднимается из питателя. С поверхности резервуара влажного термометра происходит испарение воды, интенсивность которого зависит от влажности окружающего воздуха. Резервуар термометра не должен непосредственно соприкасаться с водой, так как в этом случае термометр будет показывать температуру воды.

Абсолютная влажность воздуха K по показаниям стационар-

где f – максимальная влажность при определенной температуре влажного термометра (прил. 3); a – психрометрический коэффициент; tсух – показания сухого термометра, °С; tв – показания влажного термометра, °С; B – барометрическое давление, Па.

Значение психрометрического коэффициента определяется в зависимости от скорости движения воздуха (прил. 4).

Аспирационный психрометр Ассмана (см. рис. 1, б) состоит из двух термометров, закрепленных в специальной металличе-

8

ской оправе, имеющей заводной механизм с вентилятором, протягивающим воздух около резервуаров термометров.

Рис. 1. Психрометры: а – стационарный психрометр Августа; б – аспирационный психрометр Ассмана

Резервуары термометров помещены в двойную трубчатую защиту с воздушным зазором между трубками, которая предохраняет их от теплового облучения.

Вентилятор обеспечивает постоянную скорость протягивания исследуемого воздуха (около 4 м/с), что обеспечивает постоянство психрометрического коэффициента.

Резервуар правого термометра обернут батистом и перед работой смачивается дистиллированной водой при помощи резиновой груши с пипеткой.

Подготовка прибора к работе и измерение:

1.Смочить дистиллированной водой батист правого термо-

метра.

2.Привести в движение вентилятор (в психрометре с механическим вентилятором – с помощью заводного механизма, а в психрометре с электрическим вентилятором – с помощью электромотора).

9

Психрометр подвешивают в зоне измерения влажности, по истечении 3–5 мин снимают показания сухого и влажного термометров.

Абсолютная влажность K по показаниям аспирационного психрометра рассчитывается по формуле

где f – максимальная влажность при температуре влажного термометра (прил. 3); 0,5 – постоянный психрометрический коэффициент; В – измеренное барометрическое давление (мм рт. ст.); 100 658 – среднее барометрическое давление, Па (1 мм рт. ст. = = 133 Па).

Зная максимальную и абсолютную влажность воздуха, нужно определить относительную влажность R:

где K – абсолютная влажность воздуха, мг/м3; Fсух – максимальная влажность воздуха (определяемая из прил. 3 для температуры сухого термометра), мг/м3.

Гигрометр. Данный прибор служит для прямого определения относительной влажности.

Принцип действия волосного гигрометра (рис. 2, а) основан на способности человеческого волоса становиться длиннее во влажном воздухе и укорачиваться в сухом. Шкала прибора проградуирована непосредственно в процентах относительной влажности. Пленочный гигрометр основан на чувствительности гигроскопической органической (животной) пленки к изменениям влажного воздуха. Шкала прибора также проградуирована в процентах относительной влажности.

Гигрограф. Для записи во времени значений относительной влажности исследуемого воздуха используются гигрографы. Промышленностью выпускаются гигрографы двух видов – М-21

и М-32.

Гигрограф метеорологический М-21 (см. рис. 2, б) состоит из датчика влажности (обезжиренного человеческого волоса), за-

10