Воронков О.Ю. Методические указания к лабораторным работам по БЖД - файл n4.doc

Воронков О.Ю. Методические указания к лабораторным работам по БЖД
скачать (931.7 kb.)
Доступные файлы (5):
n1.doc131kb.17.04.2009 12:02скачать
n2.doc207kb.28.04.2009 11:45скачать
n3.doc528kb.13.05.2009 15:42скачать
n4.doc819kb.05.08.2009 15:27скачать
n5.doc354kb.22.12.2009 16:08скачать

n4.doc



Федеральное агентство по образованию




Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»



ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ

Методические указания к лабораторной работе

Омск

Издательство ОмГТУ

2009

Составители: Е.М. Миленина, доцент, канд. с.-х. наук;

Л. Г. Стишенко, доцент


Методические указания предназначены для лабораторных работ по дисциплине «Производственная санитария и гигиена труда» для студентов очной и заочной формы обучения специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств», а также по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

© ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет», 2009

Цель работы: Исследование параметров микроклимата на рабочих местах, разработка мероприятий по их нормализации.

Общие сведения


Организм человека постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей его средой. Нормальное протекание физиологических процессов в организме возможно лишь тогда, когда выделяемое организмом тепло непрерывно отводится в окружающую среду за счет конвекции, излучения, испарения влаги с поверхности кожи и нагрева выдыхаемого воздуха. На процесс теплообмена между человеком и окружающей средой оказывают влияние метеорологические условия (микроклимат) и характер труда. Показателями, характеризующими микроклимат, являются:

1) температура воздуха;

2) относительная влажность воздуха;

3) скорость движения воздуха;

4) интенсивность теплового излучения.

Эти параметры нормируются для рабочей зоны производственных помещений, под которой понимается пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или непостоянного (временного) пребывания работающих.

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 устанавливаются оптимальные и допустимые параметры микроклимата.

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

Допустимые микроклиматические условия – сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов 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.

Нормы устанавливаются в зависимости от категории работ по тяжести и периода года.

Характеристика отдельных категорий работ


Категории работ разграничиваются на основе интенсивности энергозатрат организма в к-кал/ч (Вт).

I – легкие физические работы.

К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 139 Вт, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 140–174 Вт, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).

II – работы средней тяжести.

К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 175–232 Вт, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).

К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 233–290 Вт, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

III – тяжелые физические работы.

К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 290 Вт, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

Период года


Холодный период года период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 °С и ниже.

Теплый период года период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С.

Среднесуточная температура наружного воздуха средняя величина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы.

Нормы для параметров микроклимата установлены санитарными правилами и нормами СанПин 2.2.4.548-96. Нормированные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений приведены в таблице 1.



Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50 % поверхности тела и более, 70 Вт/м2 при величине облучаемой поверхности от 25 до 50 % и 100 Вт/м2 при облучении не более 25 % поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, открытое пламя и др.) не должно превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты лица и глаз.

Приборы и методы для измерения параметров микроклимата


Измерение температуры воздуха. Измерение температуры воздуха в производственных помещениях обычно сочетают с определением его влажности и производят с помощью психрометров. При этом отсчет температуры tвоз ведут по сухому термометру стационарного или аспирационного психрометра tсух.

Изолированное определение температуры воздуха может проводиться ртутными или спиртовыми термометрами. Для изучения динамики температуры, когда возникает необходимость определить пределы колебаний температуры, используются самопишущие термографы (суточные или недельные) при условии сравнения показаний этих приборов с показаниями аспирационного психрометра.

Измерение влажности воздуха. Наиболее широко в гигиенической практике используют аспирационные психрометры (рис. 4). Психрометр состоит из двух ртутных термометров (3, 4) (имеющих шкалу от –30 до 50 оС), шарик одного из них обернут тонкой тканью (5). Термометры заключены в общую оправу, а их резервуары – в двойные никелированные трубки защиты. Через трубки защиты при помощи вмонтированного в головку прибора вентилятора (1) с постоянной скоростью 2 м/с просасывается воздух, свободно омывая резервуары термометров.

Перед началом измерения при помощи пипетки увлажняют обертку влажного термометра (5), держа психрометр вертикально головкой вверх во избежание заливания воды в гильзы и головку прибора, включают в электросеть (2) и помещают его в исследуемой точке, подвешивая на кронштейне в вертикальном положении. Через 3–5 мин снимают и записывают показания сухого и влажного термометров, а затем по специальным таблицам или графикам высчитывают относительную влажность (см. табл. 2).

Измерение скорости движения воздуха. Для измерения скорости движения воздуха используют анемометры разных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха. Крыльчатый анемометр АСО-3 типа Б измеряет скорости движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с, чашечный анемометр МС-13 (рис. 1) – от 1 до 20 м/с. Значения скорости движения воздуха менее 0,3 м/с могут измеряться шаровыми (или цилиндрическими) кататермометрами или электротермоанемометрами.





20


15

10


5


Скорость, м/с
0 5 10 15 20
Рис. 1. Чашечный Рис. 2. График для определения скорости

анемометр движения воздуха по чашечному анемометру
Перед началом измерения скорости движения воздуха анемометром записывают исходное положение стрелок на циферблатах. Затем устанавливают прибор ветроприемником навстречу потоку воздуха так, чтобы ось колеса или чашечек была направлена вдоль направления потока воздуха. После того, как крылья или чашечки анемометра начинают вращаться с наибольшей скоростью (через
10–15 с), поворотом специального рычажка пускают стрелки прибора и отмечают время по секундомеру. Через 1 мин или 100 секунд обратным поворотом рычажка останавливают стрелки. Записав новое положение стрелок и вычтя первые показания из вторых, делят полученный результат на время экспозиции.

Полученный результат (деления в 1 с) пересчитывают по тарировочному графику (рис. 2) анемометра (м/с).

Метеометр МЭС. Современные приборы позволяют измерить одновременно все параметры микроклимата. Одним из таких приборов является прибор контроля параметров воздушной среды «Метеометр МЭС-200».

МЭС-200 предназначен для измерения атмосферного давления, относительной влажности воздуха, температуры воздуха и скорости воздушного потока внутри помещений или в вентиляционных трубопроводах. МЭС-200 эксплуатируется при температуре от минус 20 до 60 оС, относительной влажности окружающего воздуха до 95 % при температуре 35 оС.

Диапазоны измеряемых величин соответствуют следующим значениям:

– давление – от 80 до 110 кПа;

– относительная влажность – от 10 до 98 %;

– температура – от минус 40 до 85 оС;

– скорость воздушного потока – от 0,1 до 20 м/с.

Внешний вид МЭС-200 приведен на рис. 3.
Рис. 3. Метеометр МЭС-200 Рис. 4. Аспирационный психрометр


Порядок работы. При нажатии кнопки включается подсветка матричного индикатора на время 18–20 с. На индикаторе появляются надписи со значениями температуры и влажности. Если аккумуляторная батарея разряжена, надпись в верхней строке будет мигать с частотой 1–2 Гц. В этом случае необходимо выключить МЭС и произвести зарядку аккумуляторов. Для установки МЭС-200 в режим измерения давления необходимо нажать кнопку «П». При следующем нажатии кнопки «П» МЭС-200 возвращается в режим измерения температуры и влажности и т. д.

Для установки МЭС-200 в режим измерения скорости движения воздуха необходимо после нажатия кнопки «П» нажать кнопку «+» и выждать 2–3 мин, после чего можно производить измерение скорости.

В режиме измерения температуры и влажности при нажатии кнопки «П» и сразу затем кнопки «–» младшему разряду единицы измерения температуры соответствует 0,01 0С; влажности – 0,1 %.

В режиме измерения давления при нажатии кнопки «П» и сразу затем кнопки «–» младшему разряду единицы измерения давления соответствует 0,01 кПа и 0,1 мм рт. ст.

Подсветка индикатора возникает каждый раз при нажатии кнопки и затем любой другой кнопки и продолжается в течение примерно 10 с, а затем подсветка выключается. Для повторной подсветки следует нажать кнопку «+» или «–».

При измерении скорости движения воздуха в диапазоне от 0 до 5 м/с температура внутри измерительного щупа может возрастать на 2 оС относительно температуры окружающей среды. Измерять температуру с нормированной погрешностью после измерения скорости воздушного потока можно через 30 мин.

Требования к методам измерения и контроля

показателей микроклимата

Измерения показателей микроклимата должны проводиться в начале, середине и конце холодного и теплого периода года не менее трех раз в смену
(в начале, середине и конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, измерения необходимо проводить также при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих, имеющих место в течение рабочей смены.

При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,5 м.

Во время инструментальных измерений:

– термометры, психрометры устанавливать на специальном штативе или другом приспособлении; при наличии источников тепла не следует размещать их так, чтобы имела место передача тепла на прибор через соприкосновение или радиацию;

– приборы с механизмом, работающим в вертикальном положении (аспирационные психрометры, анемометры), нельзя класть до полной остановки вращающихся деталей;

– при подвешивании приборов следить, чтобы они со всех сторон омывались воздухом (не прислонять их к стенке или штативу).

По результатам исследования необходимо составить протокол, в котором должны быть отражены общие сведения о производственном объекте, размещении технологического и санитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения и влаговыделения, приведены схема размещения участков измерения параметров микроклимата и другие данные.

В заключении протокола должна быть дана оценка результатов выполненных измерений на соответствие нормативным требованиям.

Расчет теплового баланса организма человека

В организме человека протекает непрерывный процесс теплообразования. При этом количество тепла, образующееся в организме, зависит от категории работы, выполняемой человеком в определенных микроклиматических условиях. Потеря организмом тепла также зависит от категории работы и микроклимата. Так, например, при температуре 18–20 °С в состоянии покоя за сутки организмом теряется до 7 МДж, при легкой работе – до 10 МДж, при работе средней тяжести – до 17 МДж, при тяжелой – до 20 МДж. Тепло, вырабатываемое организмом, отводится в окружающую среду в основном тремя путями: конвекцией, излучением и испарением. При выполнении работы в нормальных микроклиматических условиях теплоотдача организма в окружающую среду конвекцией составляет 30 % всей теплоотдачи, радиацией – 45 % и испарением – 20 %.

Отклонение параметров микроклимата от нормы (табл. 1) ухудшает теплообмен между телом человека и окружающей средой, что, свою очередь, приводит к нарушению терморегуляции и теплового баланса организма.

Расчет теплового баланса позволяет оценить изменения в путях отвода тепла от тела человека в окружающую среду, установить возможность развития перегрева или охлаждения организма и рекомендовать соответствующие мероприятия по улучшению микроклиматических условий или организации труда и отдыха.

При определении теплового баланса используют расчетные и экспериментальные методы исследования. Наибольшее распространение получил расчетный метод. Определив теплоотдачу организма испарением, конвекцией и радиацией (излучением), зная теплопродукцию, можно рассчитать тепловой баланс:

Q = M ± R ± С – И, (1)

где Q – величина задержанного в организме или потерянного тепла, Вт; R – теплоотдача радиацией, Вт; М – величина теплопродукции человека, Вт;
С – теплоотдача конвекцией, Вт; И – теплоотдача испарением, Вт.

Путем радиации R и конвекции С может происходить либо отдача тепла организмом (величина со знаком минус), либо его получение (величина со знаком плюс). Теплоотдача испарением – величина, всегда имеющая знак минус, так как отражает тепловую энергию, отдаваемую организмом на испарение влаги (пота). Для проведения расчета необходимо предварительно определить:

– массу тела человека, кг;

– площадь поверхности тела человека Sтел, участвующей в теплообмене, м2;

– температуру поверхности тела tп,°С;

– потери в массе за счет потоотделения, г/мин;

– параметры микроклимата и температуру окружающих стен tст, °С.

Площадь поверхности тела Sтел определяют по графику (рис. 5) в зависимости от массы тела и роста. При комфортных условиях температура поверхности тела находится в пределах 30–31 °С (комфортное ощущение). При неблагоприятных условиях микроклимата, например при высокой температуре воздуха, температура поверхности тела tп может повышаться от 31 до 35,5 °С.

При воздействии низких температур воздуха температура поверхности тела снижается относительно значений при комфортных условиях на 10 °С и более (дискомфортное теплоощущение).

Параметры микроклимата определяют описанными выше методами и приборами.

2
200
0 30 40 50 60 70 80 90 100 110


































2,0




2,1







2,2







2,3




200

































1,9






















190



























1,7




1,8

























180
























1,6































170





















1,4

1,5


































160












1,2




1,3








































150












1,1











































140






0,9




1,0














































130




0,8



















































120
















































Масса, кг







100



20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Рис. 5. Номограмма для определения площади поверхности тела (м2)

по массе (кг) и росту (см)
Температуру окружающих стен tст определяют специальным прибором –термощупом или обычным термометром. Обычно такая температура на 1–5 °С меньше температуры воздуха tв.

Располагая перечисленными данными, можно рассчитать теплоотдачу конвекцией (С), радиацией (R) и испарением (И).

Теплоотдача конвекцией:

. (2)

, (3)

где V – скорость движения воздуха, м/с.

Теплоотдача радиацией:

. (4)

Теплоотдача испарением:

И = 40,82 · П, (5)

где П – максимальное количество пота, которое может испариться с поверхности тела человека в данных условиях, г/мин:

(6)

где Рmах – максимальное напряжение водяных паров, определяется при температуре поверхности тела tп и 100 % относительной влажности (табл. 3), Рабс – абсолютная влажность воздуха (или давление водяного пара), определяется по той же табл. 3 при температуре воздуха в помещении tв и фактической относительной влажности, %.
Таблица 3

Напряжение водяных паров в воздухе (Па) при различной влажности

Температура воздуха или поверхности тела, °С


Относительная влажность, %

30

35

40

45

50

55

60

65

70

80

90

100

14

467

547

627

720

800

880

933

1013

1093

1253

1440

1569

16

533

627

720

800

893

987

1080

1173

1253

1440

1720

1800

18

600

693

800

893

1000

1093

1200

1307

1400

1600

1787

2000

20

667

800

907

973

1133

1240

1360

1467

1587

1813

1947

8286

22

773

907

1040

1107

1307

1440

1560

1770

1813

2093

2306

2513

24

893

1040

1173

1333

1467

1627

1787

1947

1080

2373

2666

2960

26

1000

1160

1333

1467

1627

1787

2000

2100

1333

2666

2933

3333

28

1120

1307

1493

1680

1867

2053

2240

2426

2613

2986

3360

3746

30

1253

1467

1680

1893

2106

2320

2506

2693

2933

3373

3786

4197

32

1412

1640

1893

2106

2346

2586

2840

3066

3293

3786

4813

4706

Окончание табл. 3

34

1640

1840

2106

2373

2640

2906

3280

3520

3813

4213

4746

5266

36

1773

2066

2360

2666

2946

3240

3546

3853

4133

4720

5333

5823

38

1973

2293

2626

2946

3280

3613

3946

4280

4586

5253

5893

6573

40

2186

2546

2973

3293

3653

4026

4386

4746

5093

5946

6586

7293

42

2426

2826

3840

3653

4053

4453

4853

5253

5653

4779

7306

8093


Теплопродукция тела человека зависит от тяжести выполняемой работы и температуры окружающей среды. Теплопродукция определяется по табл. 4.

Тепловой баланс может быть нулевым, положительным, отрицательным. Нулевое значение Q связано с сохранением теплового равновесия между теплопродукцией и теплоотдачей. Положительная или отрицательная тепловая нагрузка (накопление или дефицит тепла) говорят о напряжении процессов терморегуляции и возможности развития перегрева или переохлаждения.
Таблица 4

Теплопродукция организма человека в зависимости от категории работы
и температуры окружающей среды

Температура
воздуха и стен, °С

Теплопродукция, Вт

Температура
воздуха и стен, °С

Теплопродукция, Вт

Легкая работа

Работа средней тяжести

10

180,03

10

332,85

18

186,03

18

334,94

22

177,24

22

355,18

35

197,47

35

360,06

45

205,15

45

352,38

Тяжелая и очень тяжелая работа

10

736, 87

32

501,71

22

651,74

45

697



Порядок выполнения работы


1. Изучить методические указания к лабораторной работе.

2. Подготовить приборы для измерения параметров микроклимата к работе (увлажнить психрометр).

3. Определить категорию работ по индивидуальному заданию, период года взять в соответствии с реальными погодными условиями.

4. Определить фактические параметры микроклимата на данном рабочем месте. Вывести класс условий труда по основным параметрам микроклимата (температура, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха) в соответствии с Р 2.2.2006 (выписку взять у преподавателя).

5. Занести результаты измерений в протокол (табл. 5).

6. Рассчитать тепловой баланс организма человека для фактических параметров микроклимата и оценить изменения в путях теплоотдачи организма по сравнению с нормой.

7. По результатам измерений и расчетов сделать выводы о состоянии метеорологических условий на данном рабочем месте.

8. В соответствие с классами вредности и особенностями терморегуляторных процессов работника (по тепловому балансу) предложить мероприятия по оптимизации параметров микроклимата на рабочем месте.

9. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 5

Протокол результатов измерений параметров микроклимата

на рабочем месте (название рабочего места)

Период

года

Категория

работ

фактические

допустимые

оптимальные

Т,°С

р, %

V, м/с

Т,°С

р, %

V, м/с

Т,°С

р, %

V, м/с

Класс условий труда
























Контрольные вопросы


  1. Какие нормативные документы регламентируют порядок оценки рабочего места по параметрам микроклимата.

  2. Какие параметры микроклимата нормируются?

  3. На каком основании выбирается категория работ?

  4. Какие способы передачи тепла от тела в окружающее пространство Вам известны?

  5. Как с помощью психрометра определить влажность воздуха?

  6. Какие переменные входят в уравнение теплового баланса?

  7. В каких случаях нарушается теплоотдача испарением?

  8. Какие мероприятия вы можете предложить, если на рабочем месте зарегистрированы следующие условия: вредный класс по скорости движения воздуха (сквозняк) и по температуре (выше допустимых значений)?

Библиографический список


1. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 49 с.

2. Руководство к лабораторным работам по гигиене труда: учеб. пособие / Н.А. Жилова, В.Ф. Кириллов, В.Р. Кучма и др.; под ред. В.Ф. Кириллова. – М.: Медицина,1993. – 336 с.

3. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. – М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. – 20 с.


Редактор О. В. Есаулов

Компьютерная верстка – Е. В. Беспалова
ИД № 06039 от 12.10.2001 г.
Сводный темплан 2009 г.

Подписано в печать 01.07.09. Формат 60Ч84 1/16. Бумага офсетная.

Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 1. Уч.-изд. л. 1.

Тираж 300 экз. Заказ 477.

_________________________________________________________

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр. Мира, 11; т. 23-02-12

Типография ОмГТУ



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации