Исследование метеорологических условий на рабочих местах

      Цель  работы: ознакомление с приборами и методами контроля метеорологических условий на рабочих местах 

      Содержание  работы:

1. Общие сведения о методах контроля метеорологических условий на рабочих местах

2. Определение температуры, влажности и скорости движения воздуха на рабочих местах и оценка их с использованием ГОСТ 12.1.005-88

3. Выводы с  использованием ГОСТа 12.1.005-88 и  предложения по улучшению условий  труда 

Приборы и материалы: анемометр, психрометр 

1. Общие сведения о методах  контроля метеорологических условий на рабочих местах.

 

   Метеорологические условия или микроклимат характеризуются  физическими параметрами воздуха  в рабочей зоне – его температурой, относительной влажностью, скоростью движения, а также интенсивностью теплового облучения работающих от нагретых поверхностей оборудования, изделий и открытых источников.

   Указанные параметры как отдельно, так и в комплексе оказывают значительное влияние на протекание жизненных процессов в организме человека, во многом определяют его самочувствие и поэтому являются важной характеристикой комфортности условий труда.

   ГОСТ 12.1.005-88. «Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей  зоны» (см. планшет) устанавливает оптимальные  и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений с учетом времени года (холодный и переходный периоды с температурой наружного воздуха ниже +10°С и тёплый - с температурой +10°С и выше), категории работы (легкая, средней тяжести и тяжелая), характеристики помещения по теплоизбыткам (помещения с незначительными и со значительными 20 ккал/м3ч и более избытками явного тепла).

   В условиях производства человек находится  под комплексным воздействием температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха существенно влияют на самочувствие человека. При температуре 20-23°С и скорости движения воздуха 0.2 м/с оптимальной считается относительная влажность 40-60%. Влажность более 75% вызывает неприятные теплоощущения и при высокой температуре окружающего воздуха (более +28°С в теплый период) способствует перегреванию человека.

   На  микроклимат производственных помещений, в частности температуру воздуха, существенное воздействие оказывает тепло, поступающее в рабочую зону от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, рабочих и других источников.

Избыточное  явное тепло характеризуется  остаточным количеством тепла, поступающим  в помещение, когда тепловыделения превышают теплопотери.

   Человеческий  организм обладает способностью терморегуляции, то есть способностью поглощать или отдавать определенное количество тепла, сохраняя при этом температуру тела почти постоянной (36.5-37°С). В случае недостаточной или избыточной теплоотдачи (конвекцией, излучением и испарением влаги) с поверхности тела человека в окружающую среду нарушается тепловое равновесие (баланс) и наступает перегрев или переохлаждение

 

организма, что приводит к нарушению нормального самочувствия человека.

   Комплексное воздействие на организм человека оптимальных (или допустимых) метеорологических параметров создает тепловое равновесие между телом человека и окружающей средой, обеспечивает нормальный режим терморегуляции, что исключает возможность перегрева или переохлаждения организма человека и не может отрицательно влиять на состояние здоровья человека и производительность труда.

   Сочетание параметров микроклимата (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха) должно быть таким, чтобы тепловое равновесие соответствовало зоне хорошего самочувствия человека, то есть зоне «комфорта». 

1. Измерение скорости движения воздуха

 

   Скорость  движения воздуха определяют с помощью  анемометров (прямой способ) или кататермометров (косвенный способ).

   Чашечный  анемометр (рис. 1) используют для определения скорости движения воздуха в интервале от 1 до 50 м/с. В верхней части прибора имеются четыре полушария, связанные со счетчиком оборотов посредством зубчатой передачи, оси которых снабжены стрелками и выведены на поверхность коробки.

   Большая стрелка движется по циферблату, разделенному на 100 частей, а каждая маленькая  стрелка — по циферблату, разделенному на 10 частей, и поэтому показывает величины в 10 раз большие; прибор на нуль не устанавливается, поэтому перед  измерением скорости движения воздуха записывают исходное положение стрелок на циферблатах.  

   

 

   Рис. 1. Чашечный анемометр

 

   Крыльчатый анемометр (рис.2) предназначен для измерения  малых скоростей движения воздуха  в пределах от 0.3 до 5 м/с (или от 1 до 10 м/с) при температуре окружающего воздуха от +10° до +50°С. Крыльчатый анемометр состоит из небольшого лопастного колеса с алюминиевыми пластинками, укрепленными по некоторым углом к плоскости вращения колеса, и счетного механизма 

   

 

   Рис. 2 - Анемометр крыльчатый 

2. Определение относительной влажности.

 

   Относительная влажность определяется психрометрами и гигрометрами (гигрографами).

   Конденсационный гигрометр (рис. 3) состоит из металлической коробочки с двумя отверстиями. В коробочку заливается эфир. С помощью резиновой груши через коробочку прокачивается воздух. Эфир очень быстро испаряется, температура коробочки и воздуха, находящегося вблизи нее, понижается, а относительная влажность растет. При некоторой температуре, которая измеряется термометром, вставленным в отверстие прибора, поверхность коробочки покрывается мельчайшими капельками росы. Чтобы точнее зафиксировать момент появления на поверхности коробочки росы, эта поверхность полируется до зеркального блеска, а рядом с коробочкой для контроля располагается отполированное металлическое кольцо.

   Психрометр (от греческих слов: psychros – холодный и metreo – измеряю) – прибор для определения влажности и температуры воздуха.

   Психрометр  (рис. 3) состоит из двух одинаковых термометров. Баллончик с жидкостью одного из термометров оборачивается тряпочкой, конец которой опущен в чашечку с водой. Благодаря этому тряпочка всегда остается влажной. При испарении воды тряпочка и баллончик охлаждаются, вследствие чего показания влажного термометра оказываются меньшими, чем показания сухого термометра. Зная разницу показаний термометров и показания сухого термометра, можно по специальным психрометрическим таблицам определить относительную влажность воздуха. Если воздух предельно насыщен водяными парами и его относительная влажность равна 100 %, термометры будут давать одинаковые показания.

   

 
 

   Рис. 3 - Конденсационный гигрометр 

   

 

   Рис. 4 - Психрометр 

   Определение относительной влажности по психрометрам основано на разности показаний сухого и увлажнённого термометра, зависящей от влажности окружающего воздуха.

   Стационарный  психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров. К одному термометру (влажному) подведена вода из мензурки. Вода испаряюсь, поглощает тепло, поэтому  показания влажного термометра меньше, чем сухого. Интенсивность испарения влаги взаимосвязана с влажностью воздуха.

   Аспирационный психрометр с электромотором состоит  из двух одинаковых ртутных термометров, защищенных трубок, воздухопроводной трубкой. В верхней части психрометра  имеется электромотор и вентилятор. Скорость воздушного потока, создаваемого вентилятором психрометра от 1,8 до 2,7 м/с. Нижняя часть правого термометра обернута батистом, который перед работой смачивается водой.

   Благодаря протеканию потока воздуха вокруг резервуаров  термометров, сухой термометр показывает температуру этого потока, а показания влажного термометра будут меньше из-за охлаждения вследствие испарения воды с поверхности облегающего нижнюю часть правого термометра.

 

   

   Абсолютная  влажность вычисляется по формуле:

   

R = P_в – [0,5(t_с – t_в)×B]×760,

где  P_в – максимальная влажность воздуха (упругость водяных паров) при температуре влажного термометра

   t_с и t_в – показания сухого и влажного термометров соответственно, ºС

   В – барометрическое давление, Па (мм рт.ст.) (берется по барометру, установленному на вертикальной панели лабораторного  стенда).

   Зная  абсолютную влажность, определяют относительную  влажность, r:

   

,

где R – абсолютная влажность, г/м³ или мм рт.ст.

   P_с – максимальная влажность воздуха (упругость водяных паров) при температуре сухого термометра 

3. Измерение температуры воздуха

 

   Для измерения температуры воздуха  применяют термометры жидкостные (ртутные, спиртовые) и электрические, термографы.

   Термограф (рис.5)— прибор для непрерывной регистрации температуры воздуха, воды и др. Чувствительным элементом термографа может служить биметаллическая пластинка, термометр жидкостной или термометр сопротивления. В метеорологии наиболее распространён термограф, чувствительным элементом которого является изогнутая биметаллическая пластинка, деформирующаяся при изменении температуры. Перемещение её конца передаётся стрелке, которая чертит кривую на разграфленной ленте. 1 мм записи по вертикали соответствует около 1 °C. По времени полного оборота барабана термографы подразделяются на суточные и недельные. Работа термографа контролируется по ртутному термометру.

   

 

   Рис. 5 - Термограф 

   При замерах условия микроклимата на рабочих местах могут быть согласно  ГОСТ 12.1.005-88 оптимальными, допустимыми или недопустимыми.

   Оптимальные - сочетания параметров микроклимата, которые при длительной и систематическом  воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального  и теплового состояния организма. Они обеспечивают ощущение  теплового комфорта  и создают условия для высокого уровня работоспособности.

   Допустимые  условия -  сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии  на человека могут вызвать проходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма.

 

   

   Для оценки комфортности метеорологических  условий вводятся условные единицы  измерений, так называемые эквивалентная  и эквивалентно-эффективная температуры (ЭТ и ЭЭТ). Эквивалентно-эффективная температура является приведенным показателем всех метеорологических параметров.

   Номограмма  эквивалентно-эффективных температур представляет собой результаты большого количества наблюдений над нормально  одетыми людьми, не производящих физической работы, то есть находящихся в состоянии покоя. 

2. Определение температуры, влажности  и скорости движения воздуха на рабочих  местах и оценка их с использованием ГОСТ 12.1.005-88