БЖД методичка 3

2

УДК [331.45; 621] (083.74)

Шарипова Н. Н. Исследование метеорологических условий на рабо-

чем месте. Методические указания для выполнения лабораторной работы №3 по дисциплине “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей. - М.: МГТУ “МАМИ”, 2001. - 16 c.

В методических указаниях дано описание лабораторной работы по исследованию метеорологических условий на рабочем месте.

Указания предназначены для студентов всех специальностей, изучающих дисциплину “Безопасность жизнедеятельности”.

С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 2001 г.

3.Теоретическая часть …………………………………………………... 3

4.Описание лабораторной установки и применяемых приборов ……. 6

5. Порядок выполнения работы ………………………………………… 8

6.Содержание отчета ……………………………………………………. 10

7.Контрольные вопросы ………………………………………………... 16 Список литературы ……………………………………………………….. 16

3

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить основные принципы нормирования метеорологических условий в производственных помещениях, исследовать параметры микроклимата на рабочем месте и оценить их согласно требованиям ГОСТ 12.1.005 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

2. ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с основными нормируемыми параметрами микроклимата и характером воздействия их на организм человека.

2.Ознакомиться с описанием лабораторной установки и приборами для измерения температуры, относительной влажности, скорости движения воздушного потока и барометрического давления.

3.Экспериментально определить температуру, относительную влажность и скорость движения воздушного потока на рабочем месте и сравнить полученные величины с нормируемыми значениями по ГОСТ 12.1.005.

4.Определить эффективную и эффективно-эквивалентную температуры для различных параметров микроклимата.

5.Рассчитать математическим методом характеристику теплового ощущения на рабочем месте при различных параметрах микроклимата.

6.Сравнить тепловые ощущения с эффективно-эквивалентной темпе-

ратурой.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Метеорологические условия (микроклимат) в производственных помещениях характеризуется наличием четырех параметров:

1) температурой воздуха;

2)относительной влажностью воздуха;

3)скоростью движения воздушного потока;

4)барометрическим давлением.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой, т.е. выделяемая организмом теплота поглощается окружающей средой. В производственных условиях при выполнении определенного вида работ человек должен находиться в комфортных условиях, при которых у человека не возникает беспокоящих его температурных ощущений холода или перегрева.

Комфортные условия - такие метеорологические условия, при которых тепловой баланс между организмом человека и окружающей средой не затруднен, т.е. достигается равенство теплового обмена организма человека с окружающей средой.

4

Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит за счет теплопроводности через одежду QT , конвекции теплоты Qк (отдача теплоты от поверхности тела человека), излучения на окружающие поверхности QП (отдача теплоты организмом более холодным поверхностям), испарения влаги с поверхности кожи QИСП и нагрева вдыхаемого воздуха QДЫХ . Тепловой баланс между человеком и окружающей средой представляется выражением

При соблюдении теплового баланса обеспечивается нормальное самочувствие человека (комфортные условия), поэтому температура внутренних органов человека остается постоянной (36,6 оС). Способность организма че-

ловека поддерживать постоянной температуру тела при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по степени тяжести работы называется терморегуляцией.

3.1. Влияние параметров микроклимата на организм человека

Температура воздуха является наиболее важным фактором, определяющим микроклимат рабочей зоны помещения. По данным медикобиологических исследований повышение температуры ведет к перегреву организма. При перегреве организма кровеносные сосуды кожи расширяются. При этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, т.е. увеличивается отдача теплоты в окружающую среду. При более высоких температурах большая часть теплоты с поверхности кожи отдается путем испарения. В результате теряется определенное количество влаги, а также вместе с влагой и соли, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма человека. При пониженной температуре воздуха происходит переохлаждение организма: кровеносные сосуды кожи сужаются, происходит отток крови, при этом уменьшается отдача теплоты в окружающую среду. Перегрев и охлаждение вредно сказываются на общем состоянии организма, вызывая при этом соответственно повышение температуры тела и простудные (воспалительного характера) заболевания, и как следствие, приводит к переутомлению организма и к снижению работоспособности.

Повышенная влажность (более 85%) в сочетании с повышенной температурой воздуха ведет к быстрому переутомлению, расслаблению организма и резкому снижению испарения влаги с поверхности тела человека (потовыделения). Пониженная влажность (менее 20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Оптимальные величины относительной влажности воздуха для человека составляют 40…60%.

5

Движение воздуха внутри производственного помещения создает воздушные потоки, которые способствуют увеличению отдачи теплоты организмом человека в окружающую среду, что ведет к улучшению его самочувствия в жарких помещениях, но является неблагоприятным фактором при пониженных температурах (особенно в холодный период времени), вызывая при этом различные простудные и воспалительные заболевания.

Барометрическое давление воздуха в производственных условиях не влияет существенно на организм человека, так как жизнедеятельность человека может происходить в довольно широком диапазоне давлений (550…950 мм рт. ст.). Для здоровья человека опасно быстрое изменение давления (в ту или другую сторону), а не сама величина этого давления. Резким колебаниям атмосферного давления подвержены люди, страдающие гипертоническими и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

3.2.Нормирование параметров микроклимата

впроизводственных условиях

Всоответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005 нормируются темпе-

ратура, относительная влажность и скорость движения воздуха в зависимости от 3-х показателей:

1. Период года: холодный (температура окружающей среды не преваышает +10 оС) и теплый (температура окружающей среды более +10 оС);

2. Характеристика помещения по величине избытков теплоты (те-

плота от работы оборудования, приборов, отопления, освещения, теплота от людей, солнечная радиация):

-помещения с незначительными избытками теплоты, в которых

величина избыточной теплоты QИЗБ ≤ 23,2 Дж м3с (к ним можно отнести цехи общего машиностроения и приборостроения

и механосборочного производства);

-помещения со значительными избытками теплоты, в которых

QИЗБ > 23,2 Дж м3с (это помещения кузнечных, литейных,

термических и сварочных цехов); 3. Степень тяжести работы (на основе общих энергозатрат орга-

низма человека) подразделяется на три категории:

-категория I – легкая с энергозатратами до 172 Дж/с (150 ккал/ч). К этой категории относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения (основные процессы точного приборостроения и машиностроения, работы контролеров, конторские работы, т.е. работы умственного труда);

-категория II – средней тяжести (работы, связанные с постоян-

ной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, или связанные с ходьбой и переноской тяжестей массой до 10 кг: работа в механизи-

6

рованных литейных, кузнечных, термических цехах и т.п.): категория IIа - с энергозатратами 172…232 Дж/с (150…200 ккал/ч); категория IIб - с энергозатратами 232…293 Дж/с (200…250

ккал/ч);

-категория III - тяжелая с энергозатратами более 293 Дж/с (250 ккал/ч). К этой категории относятся работы, связанные с постоянным физическим напряжением, в частности, с постоянными передвижениями и переноской тяжестей массой более 10 кг (работа в кузнечных цехах без средств механизации, литейные с ручной набивкой и заливкой опок и т.п.).

4. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИБОРОВ

Лабораторная установка, имитирующая производственное помещение, представляет собой замкнутое пространство, в котором имеется комплекс приборов, необходимых для замеров параметров микроклимата: аспирационный психрометр Ассмана, анемометр чашечный и барометр.

4.1. Прибор для измерения температуры воздуха и определения относительной влажности воздуха

Для измерения температуры и влажности воздуха в работе используется психрометр аспирационный МВ-4М (психрометр Ассмана). Психрометр МВ-4М предназначен для измерения относительной влажности воздуха в диапазоне от 10% до 100% при температурах от -10 до +40 ºС и температуры воздуха в диапазоне от -31 до +51 ºC в наземных условиях.

Принцип работы психрометра основан на разности показаний сухого и влажного термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Измерение температуры воздуха производится сухим термометром психрометра.

Влажность воздуха определяется по показаниям сухого и влажного термометров по специальной психометрической таблице или психометрической номограмме.

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами:

а) упругостью или парциальным давлением водяного пара, содержа-

щегося в воздухе и выраженным в Н/м2 или Па (1 бар = 105 Н/м2 = 750 мм рт. ст.; 1 Па = 1 Н/м2; 1 мм рт. ст. = 133,322 Па);

б) абсолютной влажностью - весовым количеством водяных паров в граммах, находящихся в 1 м3 воздуха в данный момент времени;

в) максимальной влажностью - вес водяных паров, которые могут насытить 1 м3 воздуха при данной температуре;

г) относительной влажностью - отношение абсолютной влажности к максимальной при этой же температуре, выраженной в процентах.

7

Описание прибора. Резервуары термометров помещены в трубки защиты с воздушным зазором между ними, что предохраняет их от нагрева солнцем. Сами трубки изолированы друг от друга теплоизоляционными шайбами. Трубки защиты соединены аспирационной вентиляционной чашкой с воздухопроводной трубкой, на верхнем конце которой закреплена аспирационная головка.

Психрометр Ассмана приводится в действие путем включения прибора в сеть. Вращением вентилятора в психрометр всасывается воздух со скоростью V= 4 м/с, который, обтекая резервуары термометров, проходит по воздухопроводной трубке к вентилятору и выбрасывается им наружу через прорези. Благодаря обтеканию потока воздуха вокруг резервуаров термометров, сухой термометр будет показывать температуру этого потока, а показания влажного термометра будут меньше, так как он будет охлаждаться вследствие испарения воды с поверхности батиста, облегающего его резервуар.

4.2. Прибор для измерения давления

Для измерения давления в работе используется барометр-анероид.

4.3. Прибор для определения скорости движения воздуха

Для измерения скорости движения воздуха применяется чашечный ручной анемометр модели МС-13 (рис. 1) с диапазоном измерения средней скорости воздуха от 1 до 20 м/с. Движение воздуха анемометр воспринимает четырехчашечной вертушкой 4, насаженной на ось 5. На нижнем конце вертушки имеется червячная передача, передающая движение трем стрелкам. Циферблат 2 имеет соответственно шкалы единиц, сотен и тысяч.

Рис. 1. Анемометр ручной чашечный (МС-13):

1 – стрелка шкалы сотен; 2 – циферблат; 3 – стрелка шкалы единиц; 4 – вертушка; 5 – ось; 6 – червяк; 7 – стрелка шкалы тысяч; 8 – ушки; 9 – арретир; 10 - винт

Включение и выключение механизма производится арретиром 9, один конец которого находится под изогнутой пластинчатой пружинкой, являющейся подпятником червячного колеса. Для выключения счетного механизма арретир 9 поворачивают по часовой стрелке.

Перед измерением скорости движения воздуха записывают показания по трем шкалам. В измеряемом воздушном потоке

анемометр устанавливают вертикально и через 10…15 секунд после того, как вентилятор разовьет постоянные обороты, одновременно включают арретиром механизм анемометра и секундомер. Экспонирование анемометра в воз-

8

душном потоке производят в течение 1…2 минут. По истечении этого времени механизм и секундомер выключают и записывают показания по шкалам анемометра и время экспозиции в секундах. Разность между конечным и начальным отсчетом делят на время экспозиции и определяют число делений шкалы, приходящихся на одну секунду, тем самым, определяя скорость движения воздуха внутри установки.

Одно деление, приходящееся на одну секунду, соответствует скорости движения воздушного потока примерно 1 м/с.

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.1. Ознакомиться с описанием работы и приборами.

5.2.Определить давление воздуха с помощью барометра-анероида (давление в камере установки равно барометрическому давлению в помещении лаборатории).

5.3.Определить параметры микроклимата при неподвижном потоке

воздуха:

5.3.1.Включить тумблер 1 установки;

5.3.2.Определить температуру воздуха по показаниям психрометра Ассмана, для этого необходимо:

а) смочить водой матерчатый колпачек правого термометра и поставить под него стакан с водой;

б) включить психрометр Ассмана в сеть; в) определить температуру воздуха по показаниям сухого (левый)

и влажного (правый) термометров и записать показания в таблицу 1. Снятие показаний температуры воздуха производить на 4-й минуте после включения в сеть психрометра.

5.4.Определить относительную влажность воздуха: а) расчетным методом по формуле (1):

где tc и tв - значения температуры соответственно сухого и влажного термометров, ºС;

Pс и Pв - максимальная упругость (или парциальное давление) насы-

щенного водяного пара при значениях температуры соответственно сухого и влажного термометров, мм рт. ст. (определяют по табл. 2);

В - барометрическое давление, мм рт. ст.; б) экспериментальным путем по психометрической табл. 3 или

номограмме (см. рис. 2). При определении относительной влажности воздуха по номограмме необходимо на горизонтальной оси температур найти показания сухого термометра и провести вертикальную линию вниз. На этой же оси

10

Данный метод применяется при влажности воздуха от 30% до 70%. Значение S характеризует тепловые ощущения людей, выполняющих определенную работу.

Парциальное давление водяных паров PП для различных параметров микроклимата определяют по формуле (3):

где tc и tв - значения температуры сухого и влажного термометров соответственно при неподвижном и подвижном потоке воздуха, оС;

Pв - максимальная упругость (или парциальное давление) водяных па-

ров при значении температуры влажного термометра соответственно при неподвижном и подвижном потоке воздуха, мм рт. ст.;

α - коэффициент, учитывающий скорость протяжки воздуха в психрометре Ассмана. Величина α определяется по из табл. 5 при скорости движения воздуха V = 4 м/с (см. раздел 4.1/.

В – барометрическое давление, мм рт. ст.

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

6.1. Экспериментально определить температуру, относительную влажность, скорость воздушного потока и барометрическое давление на рабочем месте.

6.2.Определить эффективную и эффективно-эквивалентную температуры для различных параметров микроклимата.

6.3.Расчетным путем определить относительную влажность по формуле (1) и характеристику теплового ощущения по формуле (2) в производственном помещении при различных параметрах микроклимата.

6.4.Записать в табл. 1 параметры микроклимата на рабочем месте, определенные экспериментальным и расчетным путем, а также значения этих параметров, соответствующие требованиям ГОСТ 12.1.005 (см. табл. 6).

1. Параметры микроклимата на рабочем месте

1Барометрическое давление, мм рт. ст.

2Показания параметров микроклимата при неподвижном потоке воздуха:

а) температура сухого термометра

tc , оС