Исследование метеорологических условий в производственном помещении

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________

 

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ

 

Методические указания к лабораторной работе № 11

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕНЗА 2013*

 

 

 

 

__________________________________________________

*Переиздание МУ от 2011 г.

 

 

УДК 658.382.3

 

 

 

Рассматривается нормирование параметров микроклимата и методы оценки метеоусловий в производственном помещении.

Методические указания разработаны на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Пензенского государственного университета и предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения.

Ил. 3, табл. 4, библиогр. 2 назв.

 

 

Составитель: И. П. Ястребова

 

Научный редактор Н.Н, Вершинин, заведующий кафедрой  «Экология и безопасность жизнедеятельности», доктор технических наук, профессор

 

 

Рецензент: В.А. Казаков, заведующий кафедрой «Защита в чрезвычайных ситуациях» РГУИТиП, доктор технических наук, профессор

 

 

Методические указания

к лабораторной работе № 11

по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Исследование  
метеорологических условий

в производственном помещении

 

Цель работы – овладеть методами оценки метеоусловий помещения; ознакомиться с приборами и методикой измерения параметров климата; принципами нормирования параметров климата помещения.

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Трудовая деятельность человека в производственных помещениях совершается при определенных метеорологических условиях внешней среды, которые определяются температурой (t, °C), относительной влажностью (R, %), подвижностью воздуха (V, м/с), барометрическим (атмосферным) давлением (В, мм рт. ст.), тепловыми излучениями (Q, ккал/ч). Метеорологические условия помещений считаются комфортными, если они обеспечивают хорошее самочувствие работающего и высокую производительность труда.

Температура воздуха является определяющим фактором, характеризующим метеорологические условия на производстве. Она зависит не только от внешних атмосферных условий, но и от технологического процесса. Как высокая, так и низкая температура затрудняют терморегуляцию организма, вызывая в первом случае его перегрев, во втором – переохлаждение.

Влажность воздуха характеризуется понятиями абсолютной, максимальной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – количество водяного пара в граммах, содержащегося в одном кубическом метре воздуха (г/м3).

Максимальная влажность – количество водяного пара в граммах, содержащегося в одном кубическом метре воздуха при данной температуре и полном насыщении (г/м3).

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

Движение воздуха в производственных помещениях создается конвекционными потоками в результате неравномерного нагрева воздушных масс. Подвижность воздуха способствует улучшению теплообмена.

На самочувствие человека оказывают воздействие все факторы, характеризующих климат производственного помещения. По этой причине широкое распространение для оценки их суммарного воздействия на организм человека получил метод эффективных температур. Это – гигиенический метод учета суммарного воздействия метеоусловий на человека, которое оценивается значениями эффективной и эквивалентно-эффективной температур.

Эффективная температура учитывает субъективное восприятие окружающей среды при различных сочетаниях влажности и температуры в неподвижном воздухе.

Эквивалентно-эффективная температура учитывает субъективное ощущение условий окружающей среды при различных сочетаниях температуры, влажности и подвижности воздуха.

 

1.1 Нормирование метеоусловий  
производственных помещений

 

Параметры климата в производственных помещениях регламентируются ГОСТом 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Этим документом устанавливаются предельно допустимые параметры для  
t °C, R % и V м/с воздуха, причем, выделяют оптимальные и допустимые значения этих параметров.

Оптимальные параметры микроклимата – сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые параметры микроклимата – сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизма терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.

Нормированные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений с учетом следующих факторов:

• периода года;
• категории помещения по избыткам явного тепла;
• тяжести выполняемой работы.

Периоды года подразделяются на теплый и холодный.

Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С > 0 и выше, а холодный – ниже +10 °С > 0.

К категории с незначительными избытками явного тепла относятся помещения, в которых в ходе технологического процесса образуются избытки тепла (с учетом инсоляции, т.е. солнечной радиации), не превышающие или равные 20 ккал/м3×час.

К категории со значительными избытками явного тепла относятся помещения, в которых в ходе технологического процесса образуются избытки тепла (с учетом инсоляции), превышающие 20 ккал/м3 час.

Помещения, цехи и участки со значительными выделениями явного тепла относятся к категории «горячих цехов».

В зависимости от общих энергозатрат организма работы подразделяются на легкие, средней тяжести и тяжелые.

Легкие физические работы (категория 1) выполняют сидя, стоя, могут быть связаны с ходьбой, но не требуют систематического физического напряжения или поднятия тяжестей. Энергозатраты при их выполнении до 150 ккал/ч.

Легкие физические работы разделяются на категорию Iа – энергозатраты до 120 ккал/ч и категорию Iб – энергозатраты 121 – 150 ккал/ч.

К категории Iа относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

К категории Iб относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением.

Физические работы средней тяжести (категория 2) имеют два подразряда:

• категория 2а, к которой относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, и перемещением тяжестей до 1 кг;
• категория 2б, к которой относятся работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей.

Энергозатраты при работах категории 2а от 150 до 200 ккал/ч и для категории 2б – от 200 до 250 ккал/ч.

Тяжелые физические работы (категория 3) связаны с систематическим физическим напряжением, в частности, с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей.

Энергозатраты – более 250 ккал/ч.

 

 

1.2 Описание лабораторной  установки

 

Рис. 1 Схема лабораторной  
установки

Для оценки параметров, определяющих метеоусловия среды, применяются термометры, барометры, анемометры, актинометры и психрометры.

В лабораторной установке используются:

- психрометр (1) с психрометрической таблицей (2) (см. рис. 1) для измерения температуры и определения относительной влажности воздуха.

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода, испаряясь с поверхности резервуара термометра, поглощает тепло, вследствие чего показания «влажного» термометра ниже показаний «сухого». По разности температур термометров с помощью психрометрической таблицы (2) определяется относительная влажность воздуха;

- анемометр чашечный (3) для измерения скорости движения воздуха от 1 до 20 м/с. Он состоит из крестовины с четырьмя полыми полушариями, установленной на вертикальной вращающейся оси, которая связана со счетчиком числа оборотов. Показания анемометра в единицу времени (число оборотов в секунду) переводят в значение скорости воздушного потока в метрах в секунду, используя тарировочный график 1 (рис. 2). При работе с анемометром необходим секундомер.

- барометр-анероид (4) для измерения атмосферного давления. Главная часть барометра – герметичная металлическая коробка, которая с помощью передаточного механизма соединена со стрелкой-указателем давления;

- тумблер (5) для включения установки;

- вращающееся колесо (6) для изменения скорости движения воздуха.

 

Рис. 2 График перевода показаний счетчика  
в показания скорости движения воздуха

 

 

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

Данная часть работы предполагает проведение измерений и расчетов, необходимых для критической оценки метеорологических условий в помещениях.

 

2.1.Порядок выполнения  работы

 

Экспериментальная часть состоит из двух этапов:

• первый – определение параметров климата помещения при скорости движения воздуха V = 0;
• второй – определение параметров климата помещения при V¹ 0.

 

1.Скорость V = 0 м/с.

а) с психрометра (1) снять показания «сухого» и «влажного» термометров – tсух. и tвлаж;

б) по психрометрической таблице (2) (рис.1) определить значение относительной влажности R;

в) определить по табл. П.1 значения упругости водяных паров fсух. и fвлаж соответственно для tсух и tвлаж;

г) принимая во внимание, что 1 мм рт.ст. равен 1 г/м3, рассчитать абсолютную влажность по формуле:

 (1)

где  К - абсолютная влажность, г/м3;  fсух - максимальная влажность (упругость) в мм рт.ст. (табл. П.1) водяных паров при tсух; R - относительная влажность, %;

д) по номограмме (рис. 3) определить tэф

Полученные результаты занести в табл. П.3, сравнить с нормами (см. табл. П.5 и П.6) и сделать вывод.

 

2. Скорость V ¹ 0,м/с.

а) определить скорость движения воздуха с помощью анемометра (3), для чего необходимо снять показания (С1) с анемометра и, затем, одновременно пустить секундомер и включить прибор (включение прибора осуществляется тумблером 5 на лабораторной установке); через 10-15 мин. одновременно остановить секундомер и снять показания (С2) с анемометра; определить скорость движения воздуха в оборотах в секунду, разделив разность между (С2) и (С1) на время опыта в секундах.

По тарировочному графику (см. рис.2) внести поправку для перевода значения скорости в м/с.

б) снять показания с термометров психрометра 1;

 

Рис. 3 Номограмма для оценки метеорологических условий

 

в) выключить тумблер 5;

г) определить упругость водяных паров fсух и fвлаж соответственно для tсух и tвлаж по табл. П.1;

д) рассчитать абсолютную влажность по формуле

 (2)

где  α – психрометрический коэффициент (табл.П.2); B- барометрическое давление в мм рт.ст.;

е) рассчитать относительную влажность по формуле

 (3)

ж) по номограмме (см. рис.3) определить эквивалентно-эффективную температуру t экв-эф

Результаты измерений и расчетов занести в табл. П.4, сравнить с нормами (см. табл. П.5 и П.6) и сделать вывод.

Сравнить значения эффективной температуры (tэф, V =0 м/с) и эквивалентной эффективной температуры (t экв-эф V ¹ 0 м/с) и сделать вывод.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы.
2. Используемые приборы.
3. Расчетные формулы, таблицы в соответствии с порядком выполнения работы.
4. Выводы.

Контрольные вопросы

 

1. Понятие метеоусловий на производстве. Основные характеристики.
2. Принцип нормирования метеоусловий.
3. Приборы контроля параметров микроклимата.
4. Влияние метеоусловий на человека.
5. Принцип эквивалентно-эффективных температур.