ОЦЕНКА МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
Министерство образования Российской Федерации
Ростовский государственный строительный университет
Утверждено на заседании кафедры
Пожарная и производственная
безопасность
«22», сентября 2001 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторно-практической работе N 1
«ОЦЕНКА МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ»
Ростов-на-Дону
2002 г.
УДК 69.06:658 382/076.6
Методические указания к лабораторно-практической работе N1 "Оценка микроклимата производственной среды" - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2002. 20 с.
В методических указаниях приводятся основные сведения о микроклимате, порядке нормирования, замерах и обеспечении в производственных помещениях. Предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения.
СОСТАВИЛИ.
Проф., д-р техн. наук Е.И Богуславский
Редактор Н.Е. Гладких
Темплан 2002г., поз. 35
ЛР №020818 от 13.01.1999г. Подписано в печать 24.09.02. Формат 60 x 84/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч. - изд. л. 1,8.
Тираж 50 экз. Заказ 232
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета
344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2002 г
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Освоение измерительной аппаратуры в методики измерения.
2.Приобретенне навыков в оценке параметров микроклимата.
3.Выполнение расчетов по обеспечению микроклимата.
2.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Микроклимат производственных помещений характеризуется температурой, относительной влажностью, скоростью движения воздуха и интенсивностью теплового излучения от нагретых поверхностей.
Работы на открытом воздухе регламентированы температурой и скоростью движения воздуха, а также атмосферными осадками.
Каждый в отдельности и в различных сочетаниях параметры микроклимата ока зывают влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье. Как следствие, параметры микроклимата влияют на производительность труда и даже на показатели травматизма.
В определенном интервале изменения указанных параметров организм человека, представляющий собой термодинамическую систему с внутренним источником энергии, способен самостоятельно приспосабливаться к окружающим условиям засчет свойств организма, т.е. за счет терморегуляции.
ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ - это совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание постоянной температуры тепа / Зб,6+0,5 °С / , независимо от внешних условий и тяжести выполняемой работы. Терморегуляция находится под контролем центральной нервной системы.
Различают химическую и физическую терморегуляции.
Химическая терморегуляция / регулирует тепловыделение/ достигается ослаблением обмена веществ при угрозе перегревания организма или усилением при переохлаждении. Однако роль химической терморегуляции в тепловом равновесии организма с внешней средой невелика.
Физическая терморегуляция регулирует отдачу тепла в окружающую среду в виде инфракрасного излучения за счет нагрева воздуха, омывающего поверхность тела человека (конвекция) и испарения влаги (пота) с поверхности тела и слизистых оболочек верхних дыхательных путей. При этом свыше 80% тепла отдается через кожный покров.
Соотношение между различными видами отдачи тепла может изменяться в зависимости от метеорологических условий и сочетания параметров.
Так, например, при повышении температуры воздуха, ограждающих конструкций и предметов теплоотдача человека путем конвекции и излучения затрудняется, а испарением увеличивается. В таких условиях при ограничении испарения (качество одежды) может наступить перегрев организма, вызванный нарушением функции терморегуляции, называемый тепловым у даром. Симптомы теплового удара - повышение температуры тела, обильное потовыделение, расстройство координации движений, сильная головная боль.
Нарушение водно-солевого обмена в результате интенсивного потовыделения может привести к так называемой судорожной болезни /судороги - особенно часто в икроножных мышцах/. Тепловой удар и судороги могут закончиться смертельным исходом.
Неблагоприятное воздействие низкой температуры воздуха и, как следствие, переохлаждение организма человека приводит к заболеваниям периферической нервной системы, особенно пояснично-крестцовому радикулиту, невралгии лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострению суставного мышечного ревматизма и др.
Повышенная влажность воздуха усугубляет отрицательное действие высоких и низких температур, затрудняет теплоотдачу за счет потения. Низкая влажность при высокой температуре приводит к появлению сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей /возникает сухой кашель и т.п./
Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.
Абсолютной влажностью , г/м 3 называется массовое количество во дяного пара, содержащегося в 1 м 3 влажного воздуха. Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности воздуха к его максимально возможной влажности при той же температуре:
Повышенная скорость движения воздуха в условиях низкой температуры увеличивает теплоотдачу, возникают переохлаждение и простудные заболевания.
В условиях высокой температуры большая скорость движения воздуха не всегда приводит к увеличению теплоотдачи тела человека.
При некоторых видах строительных работ (например, монтажных), а также при эксплуатации башенных кранов большие скорости воздушных потоков могут явиться причиной несчастного случая или аварии.
З.НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
3.1. Для рабочей зоны производственных помещений установлены ГОСТ 12.1.005-88 [1] и СН 4088-86 [2] оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха с учетом категории работ и периода года (табл. 1).
Рабочей зоной называют пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на котором находятся места постоянного (более 50% или 2 часа непрерывно) или непостоянного (временного) пребывания работающих.
Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону и представляют такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции и ощущение теплового комфорта, создает предпосылки для высокой трудоспособности. Оптимальные показатели микроклимата принимают в основном на стадии проектирования предприятий.
Допустимые микроклиматические параметры - такое сочетание показателей микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека может вызвать, преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Допустимые условия устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные нормы, дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест. Допустимые параметры назначают для действующих предприятий.
Период года — характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха и бывает:
- холодный - при температуре + 10 0С и ниже;
- теплый - при температуре выше +10 0С.
Категории работ - разграничение работ по тяжести на основе общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт), которые устанавливаются по ведомственным нор-мам, согласованным в установленном порядке.
Различают:
- легкие физические работы (категория 1): 1а - энергозатраты до 120 ккал/ч (работы сидя или с незначительными усилиями); 16 - энергозатраты 121-150 ккал/ч (сидя, стоя или ходьба с некоторым физическим напряжением);
- средней тяжести физические работы (категория 2): 2а - энергозатраты 151 -200 ккал/ч (постоянная ходьба с перемещением метких, до 1 кг, предметов, сидя с определенным напряжением); 26 - энергозатраты 201-250 ккал/ч (постоянная ходьба с перемещением до 10 кг);
- тяжелые физические работы (категория 3) - энергозатраты более 250 ккал/ч.
Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м 2 при облучении 50 % поверхности тела и более, 70 Вт/м 2 - при величине облучаемой поверхности тела от 25 до 50 %, 70 Вт/м 2 - при облучении не более 25 % поверхности тела.
При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в табл. 1 верхние границы оптимальных значений для теплового периода года, на непостоянных рабочих местах - верхние границы допустимых значений для постоянных рабочих мест.
Для производственных помещений контроль параметров микроклимата должен производиться в начале, середине и конце холодного и теплого периодов года не менее 3 раз в смену на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки (при сидячей работе) и 1,5 м - при работах, выполняемых стоя.
В помещениях с большой плотностью рабочих мест при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения участки замеров распределяются равномерно по всему помещению. Минимальное количество участков замеров зависит от площади помещения и составляет 4 - при площади до 100 м 2 , 8 - при площади от 101 до 400 м 2, через каждые 10 м- при площади более 400 м 2.
3.2. Дня общественных зданий (в т.ч. вузов, НИИ, проектных и конструкторских организаций и т.п.), а также жилых и вспомогательных зданий промышленных предприятий СНиП 2.04.05. - 86 [3] установлены допустимые и оптимальные параметры микроклимата в обслуживаемой зоне (табл. 2).
Обслуживаемой зоной в таких помещениях следует считать пространство высо той до 2 м над уровнем пола, а в помещениях, где люди находятся главным образом в сидячем положении (театры, вузы, НИИ и т. п.) - над уровнем пола.
Таблица 1. Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений
|
Период года
|
Категория работ
|
Температура
|
Относительная влажность, %
|
Скорость движения, м/с
|
|
|
|
оптимальная
|
допустимая
|
оптимальная
|
допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных
|
оптимальная
|
допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных
|
|
|
|
|
верхняя граница
|
нижняя граница
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на рабочих местах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
постоянных
|
непостоянных
|
постоянных
|
непостоянных
|
|
|
|
|
|
Холодный
|
Легкая 1а
|
22-24
|
25
|
26
|
21
|
18
|
40-60
|
75
|
0,1
|
Не более 0,1
|
|
|
Легкая 1б
|
21-23
|
24
|
26
|
20
|
17
|
40-60
|
75
|
0,1
|
Не более
|
|
|
Ср. тяж. 2а
|
18-20
|
23
|
24
|
17
|
15
|
40-60
|
75
|
0,2
|
Не более
|
|
|
Ср. тяж. 2б
|
17-19
|
21
|
23
|
15
|
13
|
40-60
|
75
|
0,2
|
Не более
|
|
|
Тяжелая 3
|
16-18
|
19
|
20
|
13
|
12
|
40-60
|
75
|
0,3
|
Не более
|
|
Теплый
|
Легкая 1а
|
23-25
|
28
|
30
|
22
|
20
|
40-60
|
55 при 28 0С
|
0,1
|
0,1-0,
|
|
|
Легкая 1б
|
22-24
|
28
|
30
|
21
|
19
|
40-60
|
60 при 27 0С
|
0,2
|
0,1-0,
|
|
|
Ср. тяж. 2а
|
21-23
|
27
|
29
|
18
|
17
|
40-60
|
65 при 26 0С
|
0,3
|
0,2-0,
|
|
|
Ср. тяж. 2б
|
20-23
|
27
|
29
|
16
|
15
|
40-60
|
70 при 25 0С
|
0,3
|
0,2-0,
|
|
|
Тяжелая 3
|
18-20
|
26
|
28
|
15
|
13
|
40-60
|
75 при 24 0С
|
0,4
|
0,2-0,
|
Примечание: Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - минимальной.
Таблица 2. Допустимые (оптимальные) параметры микроклимата в обслуживаемой зоне общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий.
|
Период года
|
Температура, °С
|
Относительная влажность , %
|
Скорость движения V, м/с
|
|
Холодный
|
18-22 (20-22)
|
Не более 65 (45-30)
|
Не более 0,3 (0,1- 0,5)
|
|
Теплый
|
Не более чем на 3 выше расчетной темпер. наруж. воздуха (20-25)
|
Не более 65 (60-30)
|
Не более 0,5
(Не более 0,25)
|
При отсутствии указаний о необходимости расчета величины воздухообмена в по-мещенилх (т.е. устройства вентиляции) метеорологические условия в обслуживаемой зоне этих помещений в теплый период года не нормируются.
Оптимальные метеоусловия следует принимать при наличии соответствующих требований, т.е. не во всех случаях.
3.3. При работе на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях возможность защиты от воздействия метеоусловий ограничена. В связи с этим нормами предусмотрено:
1) ограничение влияния метеоусловий (или каких-либо факторов, зависящих от них) по верхним или нижним показателям;
2) установление благоприятных режимов труда и отдыха.
Так, например:
- запрещены работы при температуре воздуха выше +33 и ниже -45°С, а также при скорости ветра более 15 м/с;
- запрещены верхолазные и монтажные работы при скорости ветра более 15 м/с, а также тумане и гололеде;
- при скорости ветра более 1.5 м/с прекращается работа башенных кранов;
- расстояние от рабочих мест до бытовых помещений не должно превышать 500 м, а в северной климатической зоне - 300 м;
- при температуре воздуха на рабочих местах ниже 10°С работающие должны быть обеспечены помещениями для обогрева;
- в холодный период года режимы труда и отдыха устанавливаются в зависимости от жесткости погоды. При 1-й степени жесткости (температура до -25°С) устанав ливаются перерывы 10 мин через каждый час работы; при 2-й степени (от -25°С до -30°С) - 10 мин на каждый час до обеда и 50 мин после обеда; при 3-й степени (от -31 0С до -45°С) - 15 мин на каждый час до обеда и 45 мин после обеда.
1-жидкостные термометры
2-батист
3-чашка
4-баллон с водой
5-основание прибора
Рис.1. Психрометр Августа
Рис.2. Аспирационный психрометр Ассмана : а-общнй вид психрометра с электроприводом; б-варианг аспирационной головки с механическим приводом; в-разрез по вса сывающим трубкам; 1-защита всасывающих трубок; 2-термозащита; 3-ртутный ме теорологический термометр (сухой); 4-воздухопроводная трубка; 5-аспирационная головка; 6-электрический шнур; 7-ртутый метеорологический термометр (влажный); 8-стеклянная трубка; 9-реэиновая груша; 10-всасывающие трубки; 11-батист; 12-ключ механического привода.
4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Действующими нормами [1; 2] установлены допустимые погрешности приборов, непользуемых для исследования параметров микроклимата.
Для измерения температуры и относительной влажности воздуха используются аспирационные психрометры типа М-34 (с электрическим приводом) или МВ-4М с механическим приводом (рис. 1,2)
При отсутствии источников теплового излучения температура воздуха может измеряться ртутными метеорологическими термометрами типа ТМ-6 или спиртовыми термометрами. Температура и относительная влажность воздуха могут измеряться также универсальным психрометром типа ПБУ-1м. Для изучения динамики температуры и относительной влажности воздуха могут быть использованы самопишущие термографы (суточные или недельные) типа М-21 при условии сравнения показаний этих приборов с показаниями аспирационного психрометра (рис.3).
Измерение скорости движения воздуха производится крыльчатым анемометром АСО-3 типа Б (от 0,3 до 5 м/с) или чашечным анемометром типа МС-13 (от 1 до 20 м/с). Значения скорости движения воздуха менее 0,3 м/с могут измеряться шаровыми или цилиндрическими кататермометрами или термоэлекгроанемометрамн.
Измерение интенсивности теплового излучения проводится актинометрами.
В лабораторной работе для измерения скорости движения воздуха используются чашечный анемометр МС-13 (рис.4), крыльчатый анемомегр АСО-3 (рис.4), а также чашечный анемометр АРИ-49, которым оборудуют башенные краны.
Для измерения температуры и относительной влажности используется аспирационный психрометр с электрическим приводом типа М-34 (рис.2), который включает два одинаковых ртутных термометра и встроенный вентилятор. Ртутный балончик правого термометра обернут батистом, который смачивается водой; при проведении замеров ("мокрый" термометр), второй ("сухой") термометр показывает температуру окружающего воздуха.
Барометрическое давление измеряют с помопью барометра-анероида или барографа.
5. ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ
Места проведения замеров, высота над уровнем пола или перекрытия, количество замеров и т. п. зависят от назначения помещения. Назначение помещения, характер выполняемой работы и период года определяют нормативные параметры микроклимата.
Исходные данные, согласно номеру варианта, который задает преподаватель, принимают по табл. 3.
Таблица 3
|
Вариант
|
Среднесуточн. температура наруж. воздуха, 0С
|
Наименование помещения
|
Характер выполняемой работы, общие энергозатраты на ее выполнение
|
|
1
|
-10
|
Деревообрабатывающий цех
|
Обработка древесины стоя, 140 ккал/ч
|
|
2
|
+18
|
-//-
|
-//-
|
|
3
|
+16
|
Арматурный цех
|
Обслуживание станка точечной сварки, постоян. ходьба с перемещением до10 кг, 230 ккал/ч
|
|
4
|
-7
|
-//-
|
-//-
|
|
5
|
+11
|
Растворно-бетонный узел
|
Оператор, сидя, 100 ккал/ч
|
|
6
|
-13
|
-//-
|
-//-
|
|
7
|
+5
|
Конструкторское бюро
|
-//-
|
|
8
|
-14
|
-//-
|
-//-
|
|
9
|
-2
|
Учебная лаборатория вуза
|
-//-
|
|
10
|
+20
|
-//-
|
-//-
|
6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
Определение относительной влажности и температуры воздуха аспирационным психрометром.
Для измерения относительной влажности воздуха батист на чувствительной части "мокрого" термометра смачивают при помощи специальной пипетки. Пипетку наполняют водой до риски, вводят в правую трубку психрометра (см. рис.2). Выждав 2-3 с, пипетку вынимают. Прибор помещают на место измерения в вертикальном положении, включают электровентилятор психрометра, после чего температура "мокрого" термометра начинает понижаться вследствие испарения воды из батиста.
Отсчет по "сухому" и "мокрому" термометрам производят в момент, когда температура "мокрого" термометра достигнет минимума (около 4-5 мин).
Результаты замеров и вычислений заносят в табл. 4.
Таблица 4.
|
Барометрическое давление
|
Показания психрометра, 0С
|
Относительная влажность , %
|
|
мм. рт. ст.
|
Па
|
по «сухому» термометру tc
|
по «мокрому» термометру tм
|
|
Примечание. tрз, tрм - температура, соответственно, в рабочей зоне и на рабочем месте (принимают по показанию "сухого" термометра).
Относительную влажность рассчитывают по уравнению:
,
где Е - максимальная упругость водяного пара, Па, определяется по температуре "сухого" термометра по приложению;
е - упругрсть водяного пара в точке измерения, Па.
Термограф: 1-датчик температуры, 2-устройство для отво да стрелки; 3-основная плата прибора; 4-диаграммная лента; 5-барабан с часовым меха низмом; 6-стрелка с пе ром; 7-футляр с откид ной крышкой; 8-установочиый винт
Гигрограф:
1-пучок обезжиренного челове ческого волоса; 2-проволочное ограждение; 3-установочный винт; 4-устройство для отвода стрелки; 5-основная плата при бора; 6-диаграммная лента; 7-барабан с часовым механиз мом; 8-стрелка с пером; 9-футляр с откидной крышкой
Барограф:
1-комплект анероидных коробок; 2-основная плата прибора; 3-диаграммная лента; 4-барабан с часо вым механизмом; 5-установочный винт; 6-футляр с откидной крыш кой; 7-устройство для отвода стрелки от диаграммной ленты; 8-стрелка пером
Рис.3 .Приборы непрерывного контроля t, , Р.
1 мм. рт. ст. = 133,3 Па
,
где Ем - максимальная упругость водяного пара при температуре "мокрого" термометра (определяется по приложению), Па;
0,00066 - постоянный психрометрический коэффициент для аспирациониого психромегра, 1/град, при давлении 100641,5 Па (755 мм рт.ст.);
tc , tм - температура воздуха, соответственно, по "сухому" и "мокрому" термометрам-психрометрам, °С;
В - барометрическое давление, Па (определяется по барометру во время проведения замеров).
С целью облегчения расчетов составлены номограммы и психрометрические таблицы для определения относительной влажности по показаниям "сухого" и "мокрого" термометров (рис.5).
6.2. Определение скорости движения воздуха
В лабораторной работе подвижность воздуха искусственно создается при помо-щи вентилятора, который устанавливают на расстоянии 1,5-2 м от анемометров.
Для производства замеров анемометры устанавливают так, чтобы ось вращения чашечного была перпендикулярна, а крыльчатого - параллельна направлению воздушного потока.
По прибору АРН-49 показания скорости воздушного потока снимают по шкале непосредственно в м/с. На практике часто показания анемометра при помощи специального преобразования выносят на пульт управления крановщика.
Для определения скорости движения воздуха анемометрами АСО-3 и МС-13 требуется предварительное определение скорости вращения крыльчатки. Для этого по всем трем шкалам анемометров вначале снимают показания всех стрелок счетчиков при выключенном арретире. Показания записывают в таблицу 5.
Перед проведением замеров анемометры ставят под воздействие воздушного потока и делают выдержку в течение 10-15 с, чтобы вертушка приняла скорость вращения, соответствующую скорости воздуха. Анемометр включают в действие посредством арретира одновременно с секундомером. Через определенное время (порядка 100 с) включают анемометр и секундомер, снимают новые показания счетчиков и определяют число оборотов за 1 с:
, об/с,
где N1 и N2 - начальное и конечное показания счетчиков, об.;
- время замеров, с.
Скорость движения воздуха V в м/с находят по тарировочному, прилагаемому к каждому прибору (находится у преподавателя). Результаты расписывают в табл.5
1-анемометр: 2-насадка.
Арретир
Рис. 4. Анемометры: а-крыльчатый; б-чашечный
Рис.5 Психрометрическая номограмма для определения влажности воздуха по показаниям психрометра Ассмана
Таблица 5.
|
Наименование прибора
|
Показания счетчиков анемометра
|
Время замера, с
|
n, об/с
|
Скорость V, м/с
|
|
|
до измерен. N1 , об.
|
после измерен. N2 , об.
|
|
|
|
|
Чашечный МС-13
|
|
|
|
|
|
|
Крыльчатый АСО-3
|
|
|
|
|
|
Для сравнения с нормативными значениями берут скорость воздушного потока, определенную анемометром, паспортные характеристики которого больше соответствуют измеренной скорости (см. п. 4).
7. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
7.1. Определение количества производственных вредностей, поступающих в помещение.
Количество пыли, выделяющейся при различных производственных процессах в помещениях, определяют по технологическим данным или по результатам проводимых инструментальных замеров.
Количество выделений вредных пара- и газообразных веществ от технологичес-кого оборудования рассчитывают в соответствии с рекомендациями, приведенными в специальных руководствах.
При расчете тепло- и влаговыделений учитывают:
поступление тепла от производственного оборудования, электродвигателей, искусственного освещения, нагревательных приборов отопления, а также поступление (удаление) тепла от нагретых (охлажденных) материалов или полуфабрикатов и от химических реакций;
выделение тепла и влаги людьми;
поступление (потери) тепла через внешние и внутренние ограждения,
поступление тепла солнечной радиации через светопрозрачные ограждения;
выделение или поглощение влаги, что во многих случаях сопровождается поглощением или выделением тепла.
Формулы для подсчета тепла н влаги, поступающих в помещения, приводятся в соответствующих руководствах.
Для уменьшения выделения производственных вредностей необходимо применять изоляцию и капсюляцию аппаратуры, защитные экраны, рациональные местные отсосы от оборудования и другие меры в зависимости от конкретных условий.
7.2. Расчет местной вытяжной вентиляции
При расчете систем местной вытяжной вентиляции определяют объем воздуха, удаляемого от рабочих мест, потери давления по длине трассы воздуховодов, потребляемую мощность вентилятора.
Общие потери давления в трубопроводах Робщ, Па, складываются из сопротивления трения Ртр и местных сопротивлений Рм:
.
Сопротивление на преодоление сил трения при перемещении воздуха по трубопроводам
,
где: l и d - длина и диаметр поперечного сечения трубопровода, м; v - скорость движения воздуха, м/с; - плотность воздуха при заданном давлении и температуре, кг/м3; - коэффициент трения воздуха о стенки трубопровода, зависящий от числа Рейнольдса (режима движения воздуха) и шероховатости стенок трубопровода. Для ламннарното режима движения (Rе<2300) =64/Rе, для переходного режима =0,3164/Rе0,25, для турбулентного режима зависит только от шероховатости трубопроводов и определяется по специальным графикам и таблицам.
Потери давления в местных сопротивлениях
,
где - коэффициент местного сопротивления, принимают по справочным данным. При переходе с одного поперечного сечения F1, на другое F2 коэффициент местного сопротивления пересчитывают:
,
где 2 - искомый коэффициент местного сопротивления дЛя площади поперечного сечения F2; 1 - известный коэффициент местного сопротивления для сечения F1.
Существует несколько способов расчета потерь давления в трубопроводах вентиляционных систем, из которых наиболее применимы три способа.
Способ удельных потерь. Общие потери давления на участке трубопроводов
,
где R - потери на преодоление трения, приходящиеся на 1 м длины трубопровода (удельные потери), Па, принимаются по таблицам, приведенным в справочниках по вентиляции; l - длина трубопровода, м; РМ - потери давления в местных сопротивлениях, Па.
Полные потери давления в системе трубопроводов определяют путем суммирования потерь на отдельных участках.
Способ динамических давлений. При этом способе потери давления на преодоление сил трения заменяют эквивалентными потерями в местных сопротивлениях:
,
где ' - условный коэффициент местного сопротивления, =l/d.
Полные потери давления на участке определяют как сумму потерь в местных сопротивлениях:
,
где ' - суммарный коэффициент местного сопротивления на участке.
Способ эквивалентных длин. При этом способе потери давления в местных сопротивлениях условно заменяют равновеликими потерями на прямолинейных участках:
,
где l' - эквивалентная (приведенная) длина участка, заменяющего местное сопротивленне, м.
Из приведенного равенства определяют величину l' = d/l.
Полные потери давления на участке
,
При несовпадении суммарной величины потерь в ответвлении с величиной потерь в магистральном трубопроводе, что недопустимо, необходимо расчетом увязать ответвление по потерям давления. При этом возможны два решения:
- Изменение диаметра ответвления при неизменном расходе воздуха и длины ответвления. В этом случае новый диаметр трубопровода определяют из соотношения:
,
,
где Р - потеря давления в ответвлении, Па; Р1 - расчетная потеря давления, Па; d и d1 - соответственно искомый и принятый диаметры ответвления, н.
- Изменение расхода воздуха путем изменения диаметра ответвления при неизменной потере давления. Новый диаметр ответвления, м, находят из соотношения:
,
где q и q1 - соответственно требуемый и принятый расход воздуха, м3/ч.
Влияние примесей твердых частиц на потери давления в трубопроводах пиевмотранспортных и аспирационных установок учитывают по формулам:
для горизонтального участка:
,
для вертикального участка:
,
где К - коэффициент сопротивления трения движению аэросмеси в трубопроводах, принимают по опытным данным; - массовая концентрация смеси, кг/кг; v - обьемная концентрация смеси, кг/м3; l - высота вертикального участка, м.
Мощность, потребляемая вентилятором, обслуживающим вентиляционную сеть
,
где L - производительность вентилятора, м3/ч; Р - общие потери давлшия в вентиляционной системе, Па; К - коэффициент запаса; 1 - КПД вентилятора, берется по справочным данным; 2 - КПД передачи от электродвигателя к вентилятору, если рабочее колесо вентилятора насажено на вал электродвигателя, то 2 =1.
8. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Результаты экспериментальных исследований и нормативные параметры вносят в табл. 6. Нормативные параметры выбирают по табл. 1 или 2 в соответствии с вариантом.
Таблица 6.
|
Наименование помещения
|
Период года
|
Категория работ
|
Параметры микроклимата
|
|
|
|
|
t, 0С
|
, %
|
V, м/с
|
|
|
|
|
Замеренные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допустимые
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальные
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует указать полностью название и шифр нормативного документа. В выводах по работе следует сделать заключение о соответствии каждого из замеренных параметров микроклимата нормативным значениям.
9. РЕКОМЕНДАЦИИ
Если какой-либо из замеренных параметров (или все) не соответствует нормативным, следует дать предложения по приведению их в соответствие. Для этого лучше пользоваться учебником или лекционным материалом. Выбрать оптимальные решения для конкретного помещения и рабочего места можно лишь при условии детального изучения причин несоответствия метеоусловий нормативным параметрам с учетом особенностей оборудования, помещения и т. п.
Для обеспечения нормальных метеоусловий и поддержания теплового равновесия человека на этапах проектирования, строительства и эксплуатации используют мероприятия, которые условно можно разделить на три группы:
1. Архитектурно-строительные:
- рациональная планировка помещения, рабочих мест, технологического оборудования и коммуникаций;
- устройство специальных тамбуров-шлюзов;
- устройство солнце- и ветрозащитных навесов (укрытий) для работающих на
открытом воздухе;
- расположение источников тепловыделения (влаги) в отдельных помещениях
или на открытом воздухе.
2. Технические:
- применение прогрессивной технологии, механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ;
- устройство дистанционного управления теплоизлучающими процессами и аппаратами,
- герметизация тепло- и влаговыделяющсго оборудования;
- теплоизоляция оборудования, аппаратов н коммуникаций, являющихся источниками излучения (температура поверхности не должна превышать 45°С);
- устройство защитных экранов, водяных и воздушных завес;
- оборудование системами аспирации источников тепло- и влаговыделения;
- устройство в помещении систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
- устройство воздушного душирования;
- устройство автоматически регулируемой системы отопления;
- устройство для работающих на открытом воздухе обогреваемых рабочих поверхностей.
3. Организационные:
- организация специального режима труда и отдыха;
- устройство в горячих цехах специально оборудованных комнат, кабин или мест для кратковременного отдыха с подачей в них очищенного и умеренно охлажденного воздуха (разность с температурой в помещении - не более 10°С);
- устройство специально оборудованных комнат обогрева для работающих на открытом воздухе;
- организация водно-солевого режима с целью профилактики обессоливания при сильном потовыделении;
- обеспечение работающих рациональной обувью и спецодеждой;
- проведение периодических медосмотров работающих;
- инструктирование и обучение работающих.
10. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ
Отчет следует выполнять в отдельной тетради на отдельном двойном тетрадном листе.
Отчет должен содержать следующие части: шифр зачетной книжки, номер группы, фамилия и инициалы студента, дата выполнения работы.
С начала страницы отчет оформляют по образцу:
26.10.99., ТВ-510, Иванов В.В., з.к.63071
Лабораторная работа № П-1, вариант №10
"Оценка микроклимата производственной среды".
Затем выделяют нумерацией и подчеркиванием 6 разделов.
1. Цель работы.
2. Общие сведения (теория вопроса и применяемые приборы).
3. Нормативные требования (нормативный документ для оценки допустимых и оптимальных параметров микроклимата. Выбор места замеров и установки приборов).
4. Экспериментальная часть (описание приборов и схем, порядок выполнения замеров и работы, обработка результатов замеров, таблица, обобщающая проведенную работу).
5. Выводы по работе (сопоставление полученных данных и нормативных требований).
6. Рекомендаций (общие и индивидуальные мероприятия по защите персонала на данных рабочих местах).
Работу целесообразно защищать на следующем занятия. На отчете по работе преподаватель делает отметку. Отчет по работе с отметкмй передается преподавателю на экзамене (зачете).
11. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие параметры определяют микроклимат производственной среды?
2. Как воздействует каждый из параметров на организм человека?
3. Что тажое терморегуляция? Ее виды.
4. Что такое абсолютная и относительная влажность воздуха?
5. Какие приборы используются для измерения параметров микроклимата, в том числе в лабораторной работе?
6. Какой документ устанавливает нормативные параметры микроклимата для производственных помещений? Для жилых, общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий?
7. Что означают понятия допустимых и оптимальных параметров микроклимата?
8. Какие факторы влияют на установление нормативных параметров?
9. Какие категории работ используют при нормировании микроклимата?
10. Каковы рекомендации по приведению параметров микроклимата в соответствии с требованиями ССБТ?
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М: Изд-во стандартов, 1988.
2. СН 4088-86. Санитарные нормы микроклимата в производственных помещения.
3. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. - М.: Стройиздат, 1994.
4. Пчелинцев В.А., Коптев Д.Е., Орлов Г.Г. Охрана труда в строительстве: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа. 1991, - 272 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Значение максимальной упругости водяных паров при В=100641,5Па (755 мм.рт.ст..)
|
Температура, 0С
|
Е, Ем, Па
|
Температура, 0С
|
Е, Ем, Па
|
Температура, 0С
|
Е, Ем, Па
|
|
12,5
|
1449,0
|
20,0
|
2364,1
|
27,5
|
3670,9
|
|
13,0
|
1497,1
|
20,5
|
2410,7
|
28,0
|
3778,3
|
|
13,5
|
1546,8
|
21,0
|
2486,1
|
28,5
|
3890,1
|
|
14,0
|
1597,9
|
21,5
|
2563,5
|
29,0
|
4005,0
|
|
14,5
|
1655,5
|
22,0
|
2642,9
|
29,5
|
4122,8
|
|
15,0
|
1704,8
|
22,5
|
2724,7
|
30,0
|
4244,5
|
|
15,5
|
1760,2
|
23,0
|
2808,4
|
30,5
|
4365,3
|
|
16,0
|
1817,4
|
23,5
|
2894,0
|
31,0
|
4491,5
|
|
16,5
|
1876,3
|
24,0
|
2982,9
|
31,5
|
4621,2
|
|
17,0
|
1936,9
|
24,5
|
3073,9
|
32,0
|
4752,9
|
|
17,5
|
1999,1
|
25,0
|
3166,7
|
32,5
|
4890,0
|
|
18,0
|
2063,1
|
25,5
|
3262,0
|
33,0
|
5029,8
|
|
18,5
|
2128,9
|
26,0
|
3360,4
|
33,5
|
5172,2
|
|
19,0
|
2196,4
|
26,5
|
3461,0
|
34,0
|
5185,2
|
|
19,5
|
2263,0
|
27,0
|
3564,3
|
34,5
|
5468,5
|
ОЦЕНКА МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ