В нормах учитываются сезоны  года:  холодный  и   теплый. Холодный   период характеризуется  среднесуточной температурой наружного  воздуха +10 ⁰С и ниже, теплый - выше +10⁰С.    

  ГОСТ 12.1.005-88 накладывает определенные ограничения на точность измерения параметров микроклимата. При измерении температуры (по сухому и по мокрому термометру аспирационного психрометра) абсолютная погрешность измерения    не  должно превышать  ± 0.2⁰С. При измерении влажности воздуха предельное отклонение должно быть не более  ±5 процентов относительной влажности. Скорость движения воздуха измеряется с относительной погрешностью не более ±10%.    

      В нормах регламентируются  допустимые  и оптимальные значения параметров микроклимата. Допустимые параметры ограничивают температуру, влажность и подвижность воздуха значениями, которые  при длительной работе хотя и могут вызвать   напряжение терморегуляторного аппарата человека, но без каких-либо патологических изменений в организме. Оптимальные параметры  при  работе не вызывают значительного напряжения терморегуляторного аппарата. Оптимальные параметры микроклимата   принято также называть комфортными.    

         В качестве показателя,  характеризующего  степень  нарушения   комфортности воздушной  среды, используется комплексный показатель   дискомфорта Е_д, определяемый по уравнению теплового баланса организма человека 

           Е_д = Q_пр - Q_т = Q_пр - Q_изл - Q_к - Q_исп,                (5) 

 где Q_пр - энергозатраты организма человека,  кДж/ч; Q_т - теплопотери организма, кДж/ч.    

      Получение дополнительного  тепла  (+Е_д) приводит к перегреву   организма, потеря тепла (-Е_д) приводит  к понижению температуры   тела и ощущению холода.  Наиболее оптимальное комфортное состояние, при котором Е_д»0, что свидетельствует об отсутствии как перегрева, так и охлаждения организма.  Величина Q_пр обычно принимается в зависимости от характера выполняемой работы. Значения Q_изл,  Q_к, Q_исп при известных параметрах поверхности   тела человека определяются лишь параметрами микроклимата и  могут   быть рассчитаны по формулам (1),(2) и (4). Таким образом, при Е_д»0   выражение (5) описывает область комфортных  сочетаний параметров   микроклимата Т, и V. В зоне изменений любого из параметров микроклимата, допустимых действующими санитарно-гигиеническими  нормами (ГОСТ 12.1.005-88), комфортное состояние воздушной среды может достигаться варьированием различных  факторов  независимо  от   причин, вызвавших состояние дискомфорта.    

      

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ    

    

     Лабораторная работа состоит  из экспериментальной и расчетной   частей. При выполнении  экспериментальных   исследований  студенты   измеряют температуру воздуха снаружи и внутри помещения,  определяют относительную влажность и скорость движения воздуха.

      Для заданных в варианте характеристик производственного  помещения и категории работы в санитарных нормах выбираются допустимые и  оптимальные параметры микроклимата, которые затем сравниваются с экспериментальными значениями.    

     В расчетной части  работы рассчитывается  суммарная теплоотдача  организма человека  и делается вывод  о том, какую  работу наиболее  целесообразно выполнять в данном производственном помещении.    

     Исследования параметров  микроклимата  проводятся  в  потоке   воздуха,  моделирующем условия в производственном  помещении. Поток   воздуха  создается тепловентилятором,  установленным  на лабораторном столе.  Приборы  для  измерения параметров микроклимата также   расположены на лабораторном столе,  а их датчики  укрепляются  на   штативе в  потоке  воздуха на расстоянии 1,5 м от выходного сопла   тепловентилятора. Изменение параметров микроклимата осуществляется изменением режима работы тепловентилятора путем нажатия кнопок   на его панели управления в соответствии с заданным вариантом.      
 

           

Приборы для измерения влажности воздуха    

       Относительная влажность воздуха  определяется с  помощью  аспирационного  психрометра и гигрометра "Волна-1М".    

    Аспирационный психрометр  или психрометр  Ассмана (рис.1,а)   состоит из двух расположенных рядом термометров, резервуар одного   из которых обернут увлажненной тканью.  При испарении влаги с поверхности резервуара влажного термометра уносится тепло,  поэтому   показания влажного  термометра  оказываются ниже показаний сухого   термометра. Сухой термометр показывает температуру Т  окружающего   воздуха. Показания  влажного  термометра  Т_в зависят от влажности   воздуха. Относительная влажность определяется по значениям Т и Т_в  по психрометрической таблице,  приведенной в справочных данных к   лабораторной работе (см. Прил.2).

     Ртутные термометры психрометра  заключены в металлическую оправу, резервуары термометров находятся  в  двойных  металлических   гильзах, что  исключает  влияние теплового излучения на показания   термометров. Поэтому сухой термометр аспирационного психрометра применяется для измерения температуры воздуха в помещении даже при наличии значительного инфракрасного излучения. В верхней части прибора находится вентилятор  с   электродвигателем, протягивающий  воздух вдоль резервуаров термометров. 

  

Техническая характеристика аспирационного психрометра    

Пределы шкал сухого и влажного термометров  от -30 до +50 ⁰С.   Цена деления термометров  - 0,2 ⁰С.  Скорость обдува воздухом резервуаров термометров  - 4 м/с.  Время измерения 3-5  мин.  Погрешность   определения относительной влажности 3 %.    

    

Инструкция  по работе с аспирационным психрометром

1. Смочить  чистой, желательно дистиллированной  водой ткань,   которой обернут  резервуар правого термометра  (влажный термометр)    

     2. Установить аспирационный психрометр  в рабочую зону.    

     3. Включить электродвигатель вентилятора  психрометра.    

     4. Через  3 -5  мин после запуска вентилятора снять показания   сухого и влажного термометров.    

    5. По психрометрической таблице  (Прил.2),  используя   показания  сухого и влажного термометров   Т  и  Т_в, определить относительную влажность воздуха.    

    

      Гигрометр "Волна-1М"  предназначен для измерения относительной влажности воздуха и неагрессивных газовых смесей и представляет собой сорбционно-частотный одноканальный переносной цифровой   прибор, имеющий выход для информационной связи с другими системами и цифропечатающим устройством.    

     Принцип действия гигрометра  основан на измерении резонансной   частоты колебаний пьезоэлемента,  покрытого пленкой сорбента. Резонансная частота колебаний пьезоэлемента зависит от массы пленки, изменение которой  пропорционально  изменению  относительной   влажности анализируемого воздуха,       

Df = -b × f²_рез ×D_m,    

где Df - изменение резонансной частоты генератора; b - постоянный   коэффициент; f_рез  -  резонансная частота; D_m - изменение массы   сорбционной пленки.    

     Прибор состоит из первичного  преобразователя 4 и блока измерения  5 (рис.1,б).    На лицевой панели  блока измерения расположены  кнопки включения питания, обозначенные символами " = " и "»", и цифровой индикатор относительной влажности.    

    

Техническая характеристика гигрометра "Волна-1М" 

  

     Диапазон измерения  относительной   влажности  от 0 до 99,9 %   при  температуре воздуха от 0 до +60 ⁰С, давлении от 40 до 133 кПа и скорости   движения воздуха не более 15 м/с. Основная абсолютная погрешность   не превышает 1,5 %  относительной влажности.  Постоянная времени   гигрометра 120  с.  Электрическое  питание осуществляется

от сети   переменного тока 220 В, 50 Гц или источника  постоянного тока напряжением 7 -12 В.    

    

  Инструкция  по работе с гигрометром "Волна-1М" 

  

   1. Установить  первичный преобразователь  в исследуемую точку   рабочей  зоны чувствительным элементом вниз.    

    2. Подсоединить шнур питания   к  электрической сети 220 В,   50 Гц и включить гигрометр,  нажав кнопку "»" .    

    3. Через  10-15  мин после включения  прибора (прогрев) снять   его  показания.    

4. Выключить прибор по окончании измерений нажатием на ту же   кнопку " » ".

 
 
 
 
 

                а)                                                        б)

 

Рис. 1. Приборы  для измерения температуры и  относительной влажности воздуха: аспирационный психрометр (а): 1 - сухой термометр;  2 - влажный термометр; 3 - электродвигатель с вентилятором; гигрометр "Волна-1М" (б): 4 - первичный преобразователь; 5 - блок измерения и индикации.  

Приборы для измерения  скорости движения воздуха    

    

     Скорость движения воздуха в производственных помещениях  измеряют кататермометрами , анемометрами и термоанемометрами.

     Кататермометр   представляет   собой   спиртовой   термометр   (рис.2,а), шкала которого  проградуирована в ⁰С.  Кататермометр   применяется для измерения малых скоростей движения воздуха. Принцип его действия основан на зависимости скорости охлаждения предварительно нагретого резервуара прибора от скорости движения воздуха.      

Техническая характеристика кататермометра 

  

     Диапазон измеряемых скоростей от 0,05 до 2 м/с. Пределы шкалы кататермометра от +33 до  +40 ⁰С.  Постоянная  кататермометра равна  В=2700 мДж/см². Погрешность определения скорости не более ±10 %.    

         

 Инструкция  по работе с кататермометром  

  

   1. Нагреть резервуар кататермометра нагревательным элементом   так, чтобы спирт заполнил примерно половину  верхнего  расширения   капилляра. При этом необходимо следить за тем,  чтобы в капилляре   не оставалось пузырьков воздуха.    

     2. Установить нагретый кататермометр в рабочей зоне, следить   за его охлаждением и по секундомеру отметить время, в течение которого столбик спирта опустится от Т₁=38 ⁰С до Т₂=35 ⁰С.  Измерение времени охлаждения кататермометра в исследуемой точке  повторить не менее 3-х раз и вычислить среднее время охлаждения _ср..    

   3. Определить  параметр охлаждения