1.5. Визначення напряму і швидкості руху повітря

У гігієнічній практиці рух повітря характеризується напрямом повітряних потоків і швидкістю їх руху.

Напрям повітряних потоків визначається стороною світу, звідки дме вітер, або румбом. Розрізняють 8 румбів - чотири основні та 4 проміжні, які позначаються абревіатурами від найменувань сторін світу: основні - Пн - північ, Пд — південь, Сх - схід, Зх - захід, проміжні ПнСх — північ-схід, ПнЗх - північ-захід, ПдСх - південь —схід, ПдЗх - південь-захід.

Напрям повітряних течій в атмосферному повітрі визначається за допомогою флюгера, який являє собою металеву пластинку (ло- пать), що обертається на вертикальній осі за напрямом вітру.

24

25

Млі. 12. Роза вітрів.

Повторюваність вітрів, зобра- жена графічно по румбах, на- зивається розою вітрів. її бу- дують відкладанням у певно- му масштабі від центра на ліні- ях румбів відрізків, що відпові- дають числу (повторюваності) вітрів у даному напрямі за пе- ріод спостережень. Крайні точ- ки відрізків з'єднують прями- ми лініями. Штиль (відсутність вітру) зображується колом у центрі рози вітрів, радіус якого дорівнює числу штилів. Роза віт- рів може бути складена за мі- сячними, річними та сезонними даними (мал. 12).

У гігієнічній практиці роза вітрів використовується при запобіжному санітарному нагляді для раціонального розташування житлових будинків, дитячих та ліку- вальних закладів, оздоровчих об'єктів та зон відпочинку відносно промислових підприємств та інших джерел забруднення атмосфер- ного повітря та шуму. Крім того, роза вітрів допомагає обирати під будівництво ділянки з оптимальним вітровим режимом.

У метеорології швидкість та сила вітру в атмосферному повітрі визначаються за 12-бальною шкалою Бофорта — від штилю до урага- ну (табл. 6).

Таблиця б Оцінка швидкості та сили вітру за шкалою Бофорта

Баї	Штифт флюгера	Швидкість вітру, м с		Характеристика вітру	Візуальна оцінка
0	0	0-	0,5	Штиль	Дим підіймається вертикально,
1	0-1	0,6-	-1,7	Тихий	листя нерухоме Порухи флюгера непомітні;
2	1-2	1,8	-3,3	Легкий	напрям визначається за димом Подуви вітру відчутно обличчям; листя ворушиться
3 4	2 і 2-3 3 і 3-4	3,4- 5,3-	-5,2 -7,4	Слабкий Помірний	Листя іі тонкі гілки ворушаться Тонкі гілки ворушаться; здіймається пилюка
5 6 7	4 і 4-5 5 і 5 — 6 6	7,5- 9,9- 12,5-	-9,8 12,4 -15,2	Свіжий Сильний Дужий	Хитаються тонкі стовбури дерев Хитаються товсті стовбури дерев Хитаються стовбури дерев, гнуться великі гілки, протії вітру відчувається опір
8	6-7	15,3-	-18.2	Дуже	Нігер ламає тонкі гілки,
9	7	18,3-	-21.5	сильний Шторм	утруднює рух Вітер завдає великих руйнувань
10 1 1		21,6- 25,2-	-25,1 -29,0	Сильна буря Луже сильна б\-ря	Вітер завдає великих руйнувань Те ж саме
12		29 і (	ільше	Ураган

У гігієнічній практиці для визна- чення великих швидкостей руху ат- мосферного повітря і повітря у вен- тиляційних отворах використовують анемометри.

Чашковий анемометр (мал. 13) складається із чотирьох по- рожнистих металевих півкуль (ча- шок), які під впливом тиску струме- ня повітря обертаються навколо вер- тикальної осі. Нижній кінець осі за допомогою зубчастої передачі сполу- чається з лічильним механізмом у ви- гляді великого циферблата зі стріл- кою і поділками від 0 до 100 умов- них одиниць та розташованих по ко- лу декількох малих циферблатів зі стрілками, що відповідають сотням, ти- сячам, десяткам тисяч умовних оди- ниць. Результат визначають шляхом додавання показів на окремих ци- ферблатах. Наприклад, стрілка мало- го циферблата, що відповідає десят- кам тисяч, вказує на нуль, цифербла- тів "тисячі" - на 1, "сотні" — на 7, Мал. 13. Чашковий анемометр. великого циферблата — на 40. Ре- зультат вимірювання відповідає 1740 у. о. Збоку від циферблата є кнопка (або кільце), за допомогою якої вмикається або вимикається лічильник обертів стрілок.

За допомогою чашкового анемометра вимірюють швидкість руху атмосферного повітря у межах 1 — 50 м/с. Перед визначенням записують вихідні покази лічильника і розташовують анемометр у досліджуваному місці таким чином, щоб чашки були спрямовані перпендикулярно до потоку повітря. Не вмикаючи лічильник, уп- родовж 1 — 2 хв дають змогу чашкам вільно обертатися, після чого одночасно вмикають лічильник і секундомір. За 3 —5 хв лічильник вимикають, записують його нові покази і розраховують швидкість обертання крильчатки А = (\^Т₂ - ЛГ):£, де А -- кількість поділок шкали за секунду; ЛГ, і Л^г, — покази приладу до і після вимірю- вання; і — термін вимірювання у секундах. За значенням А в графіку, що додається до анемометра, знаходять швидкість руху повітря (м/с).

Крильчастий анемометр (мал. 14) побудований подібно до чашкового, але сприймальною частиною є легкі алюмінієві крила, закріплені на осі. Цей прилад більш чутливий і застосовується для вимірювання швидкості руху повітря у вентиляційних отворах в межах 0,5-15 м с. За допомогою крильчастого анемометра швидкість руху повітря визначають так само, як і чашковим.

26

27

Мал. 14.Крильчастий анемометр.

Швидкість руху повітря в приміщеннях у межах до 1,5-2 м/с визначають за допомогою кататермометрів — спиртових термо- метрів з циліндричним або кулястим резервуаром і розширеним зверху капіляром (мал. 15). Шкала циліндричного кататермометра нанесе- на в межах 35-38°, кульового — 34-40°. Зануривши кататермометр у водяну баню (75~80°С), стежать, щоб спирт заповнив верхнє роз- ширення капіляра на 1/2-1/3. Потім прилад виймають із води, ви- тирають і підвішують у місці дослідження.

Віддаючи тепло у зовнішнє середовище, нагрітий резервуар ка- татермометра поступово охолоджується, що супроводжується пере- ходом спирту з верхнього розширення капіляра у резервуар. При охолодженні кататермометра реєструють час (у секундах), за який спирт опускається від максимальної поділки шкали до мінімальної. Вимірювання повторюють 2 — 3 рази і визначають середній час охо- лодження, що залежить від швидкості руху, температури і вологості повітря, тобто від охолоджувальної здатності повітря Я, яку для ци- ліндричного кататермометра обчислюють за формулою Я = Р /і, а для кульового — за формулою Я = [Ф ((^ — ()₂] /і, де Р — фактор приладу, що означає кількість мілікалорій тепла, яке втрача- ється з 1 см² поверхні резервуара даного приладу при охолодженні від максимальної ()_{ до мінімальної ()₂ поділки шкали; Ф — кон- станта приладу, що дорівнює Р/3; і — час охолодження.

Поверхні спиртового резервуара не завжди однакові для всіх при- ладів, тому на кожному з них є відповідне позначення фактора.

Швидкість руху повітря можна знайти за формулою

де V — швидкість руху повітря, м/с; Я — охолоджувальна здатність повітря, мкал/ см²с; О — різниця між середньою темпе- ратурою кататермометра ((^ + £)₂)/2 і температурою навколишнього повітря; А і В — емпіричні коефіцієнти, які становлять 0,20 і 0,40, якщо Я/£)<0,6, і 0,14 і 0,49, якщо Я/ С»0,6.

Швидкість руху повітря можна визна- чити також за таблицями, знайшовши по- передньо виразЯ/ф (табл. 7, 8).

Останнім часом у гігієнічній практиці для вимірювання швидкості руху повітря в діапазоні 0,03 — 5 м/с широко застосо- вується електротермоанемометр (мал. 16), принцип роботи якого полягає в охолодженні повітряним потоком сприй- мального датчика (металевої спіралі), що нагрівається від джерела постійного стру- му (звичайних батарей або блока живлен- ня, який вмикається у побутову електро- мережу). Перед вимірюванням швидкості руху повітря до приладу під'єднують дат- чик і блок живлення, вмикають прилад. Кнопку перемикача "вимірювання —кон- троль" переводять в положення "контроль", а перемикача "зовнішнє-внутрішнє жив- лення" встановлюють залежно від джере-

ВИї'І

Мал. 15. Циліндричний (а)

і кульовий (б)

кататермометри.

V ;

Мал. 16. Електротермоанемометр ЕА-2М:

/ — гальванометр; 2 — перемикач живлення від зовнішнього джерела або

внутрішніх батарей; 3 — клема під'єднання блока живлення; 4 — гніздо для

'під'еднання датчика: 5 — перемикач вимірювання швидкості; 6 — перемикач "вимі-

^рювання-контроль"; 7 — ручка регулювання напруги; 8 —ручка підігріву датчика;

9 — датчик; 10 — захисний футляр датчика.

28

29

І

« Таблиця 7

Обчислення до формули для визначення швидкості руху повітря менше 1 м/с з урахуванням поправок на температуру

Швидкість (м с) при температурі, ³С

Н 0	10	12,5	15	17.5	20	22,5	25	26
0,27	—		—	_	0,044	0,047	0.051	0,059
0,28	—	—	—	0,049	0,051	0,061	0,070	0,074
0,29	0,041	0,050	0,051	0,060	0,067	0,076	0,085	0,089
0,30	0,051	0,060	0,065	0,073	0,082	0,091	0,101	0,104
0,31	0,061	0,070	0,079	0,088	0,098	0,107	0,116	0.119
0,32	0,076	0,085	0,094	0,104	0,113	0,124	0,136	0,140
0,33	0,091	0,101	0,110	0,119	0,128	0,140	0,153	0,159
0,34	0,107	0,115	0,129	0,139	0,148	0,160	0,174	0,179
0,35	0,127	0,136	0,145	0,154	0,167	0,180	0,196	0,203
0,36	0,142	0,151	0,165	0,179	0,192	0,206	0,220	0,225
0,37	0,163	0,172	0,185	0,198	0,212	0,226	0,240	0,245
0,38	0,183	0,197	0,210	0,222	0,239	0,249	0,266	0,273
0,39	0,208	0,222	0,232	0,244	0,257	0,274	0,293	0,301
0,40	0,229	0,242	0,256	0,269	0,287	0,305	0,323	0,330
0,41	0,254	0,267	0,282	0,299	0,314	0,330	0,349	0,364
0,42	0,280	0,293	0,311	0,325	0,343	0,361	0,379	0,386
0,43	0,310	0,324	0,342	0,356	0,373	0,392	0,410	0,417
0,44	0,340	0,354	0,368	0,385	0,401	0,417	0,445	0,449
0,45	0,366	0,381	0,398	0,412	0,429	0,449	0,471	0,478
0,46	0,396	0,415	0,429	0,446	0,465	0,483	0,501	0,508
0.47	0,427	0,445	0,464	0,482	0,500	0,518	0,537	0,544
0,48	0,468	0,480	0,499	0,513	0.531	0,551	0,572	0,579
0,49	0,503	0,516	0,535	0,556	0,571	0,590	0,608	0,615
0,50	0,539	0,557	0,571	0,589	0,604	0,622	0,640	0,651
0,51	0,574	0,593	0,607	0,628	0,648	0,666	0,684	0,69)
0,52	0,165	0,633	0,644	0,665	0,683	0,701	0,720	0,727
0,53	0,656	0,674	0,688	0,705	0,724	0,742	0,760	0,768
0,54	0,696	0,715	0,729	0,746	0,764	0,783	0,801	0,808
0,55	0,737	0,755	0.770	0,790	0,827	0,827	0,844	0,851
0,56	0,788	0,801	0,815	0,833	0,851	0,867	0,884	0,894
0,57	0,834	0,852	0,867	0,882	0,898	0,915	0,933	0,940
0,58	0,879	0,898	0,912	0,929	0,941	0,959	0,972	0,977
0,59	0,930	0,943	0,957	0,971	0,985	1,001	1,018	1,023
0,60	0,981	0,994	1,008	1,022	1,033	1,044	1,056	1,060

ла живлення, що використовується. Повільним обертанням ручки ре- гулювання підігріву виводять стрілку гальванометра на максималь- ну поділку шкали. Датчик у цей момент закритий футляром і пере- буває в горизонтальному положенні. Зсувають захисний футляр дат- чика і розташовують його у потоці повітря, що вимірюється, відлічу- ють покази гальванометра і за графіком, що додається до приладу, визначають швидкість руху повітря.

За БНіП П-33-75 "Опалення, вентиляція і кондиціювання повіт- ря" оптимальна швидкість руху повітря у житлових і громадських приміщеннях в холодний та перехідний сезони повинна становити 0,1 — 0,15 м/с, в теплий сезон — не більше 0,25 м/с. Допускається збільшення швидкості руху повітря у житлових і громадських прн-

і - ' Таблиця 8

Обчислення до формули для визначення швидкості руху повітря понад 1 м/с

н 0	Швішкість, м с	Н 0	Швидкість, м с	Н О	Швидкість, >
0,60	1,00	0,83	2,22	1,15	4,71
0,61	1,04	0,84	2,28	1,18	4,99
0,62	1,09	0,85	2,34	1,20	5,30
0,63	1,13	0,86	2,41	1,23	5,48
0,64	1,18	0,87	2,48 : =	1,25	5,69
0,65	1,22	0,88	2,54	< 1,28	5,95
0,66	1,27	0,89	2,61	1,30	6,24
0,67	1,32	0,90	2,68	1,35	6,73
0,68	1,37	0,91	2,75	1,40	7,30
0,69	1,42	0,92	2,82	1,45	7,88
0,70	1,47	0,93	2,90	1,50	8,49
0,71	1,52	0,94	2,97	1,55	9,13
0,72	1,58	0,95	3,04	1,60	9,78
0,73	1,63	0,96	3,12	1,65	10,5
0,74	1,68	0,97	3,19	1,70	11,2
0,75	1,74	0,98	3,26	1,75	11,9
0,76	1,80	0,99	3,35	1,80	12,6
0,77	1,85	1,00	3,43	1,85	13,4
0,78	1,91	1,03	3,66	1,90	14,2
0,79	1,97	1,05	3,84	1,95	15,0
0,80	2,03	1,08	4,08	2,00	15,8
0,81	2,09	1,10	4,26
0,82	2,16	1,13	4,52

міщеннях до 0,3 м/с у холодний і перехідні сезони і до 0,5 м/с у теплу пору року.

Визначення кратності обміну повітря за швидкістю руху повіт- ря у вентиляційному отворі. Кратність повітрообміну — показник ефективності вентиляції приміщень — це число, яке показує, скільки разів упродовж однієї години повітря в приміщенні заміщується зовнішнім атмосферним повітрям. Кратність повітрообміну 5 отри- мують, поділивши кількість вентиляційного повітря V (об'єм венти- ляції), яке надходить (приплив) у приміщення або усувається (ви- тяжка) з нього через вентиляційний отвір за одну годину, на об'єм приміщення К:

к

Об'єм вентиляції V обчислюють за швидкістю руху повітря у вентиляційному отворі, яку визначають за допомогою крильчастого анемометра, за формулою

V = 3600 ав, де а — площа вентиляційного отвору, м²; в — швидкість руху повіт- ря, м/с; 3600 — коефіцієнт перерахунку м³/с у м³/год.

Норми вентиляції житлових приміщень різного призначення на- ведено в табл. 9

30

зі

Таблиця Показники вентиляції житлових будинків (БНІП 2.08.01-89)

Приміщення

Об'єм вентиляційного повітря (витяжка), м¹ гол

Житлова кімната квартири й гуртожитку 3 м³ на 1 м² плоші

Кухня з електроплитами квартири й гуртожитку не менше 60 м³

Кухня з газовими плитами квартири й гуртожитку не менше 60 м³

при 2-камфорннх плитах . ' не менше 75 м³

■' ' при 3-камфорних плитах не менше 90 м³ прп 4-камфорнпх плитах 25 м³ 50 м³

Убиральня, ванна індивідуальні Суміщений санітарний вузол