§3. Контроль папаметров микроклимата и освещения

Для определения параметров микроклимата используются различные измерительные приборы: термометры, термографы, гигрографы, психрометры, гигрометры.

Термометры (ртутные и спиртовые) применяют для измерения температуры воздуха. При этом ртутные термометры применяются обычно при измерениях температуры воздуха выше 0⁰ С, а спиртовые – ниже 0⁰ С. Для измерения температуры воздуха в условиях теплового излучения пользуются парным термометром: один термометр с зачерненной поверхностью резервуара с ртутью, другой - с покрытием из серебра. Для регистрации температуры воздуха во времени применяют термограф.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами и гигрометрами. Простейшим психрометром является - статический психрометр. Он состоит из сухого и влажного термометров (рис. 73).

Для более точных измерений применяется аспирационный психрометр (психрометр Асмана) - сухой и влажный термометр с встроенным вентилятором (рис. 74). Сухой термометр показывает температуру воздуха. Показания влажного термометра зависят от относительной влажности воздуха: температура его тем меньше, чем ниже относительная влажность, поскольку с уменьшением влажности возрастает скорость испарения воды с увлажненной ткани, которой покрыт ртутный резервуар влажного термометра, и поверхность резервуара охлаждается более интенсивно.

Чтобы исключить влияние подвижности воздуха в помещении на показания влажного термометра (движение воздуха повышает скорость испарения воды с поверхности увлажненной ткани, что ведет к дополнительному охлаждению ртутного баллона с соответствующим занижением измеряемой величины влажности по сравнению с ее истинным значением) оба термометра помещены в металлические защитные трубки. С целью повышения точности и стабильности показаний прибора в процессе измерения температуры сухим и влажным термометром через обе трубки пропускаются постоянные потоки воздуха, создаваемые вентилятором, размещенным в верхней части прибора.

Перед измерением в специальную пипетку набирают воду и увлажняют ей тканевую оболочку влажного термометра. При этом прибор держат вертикально, затем взводят часовой механизм и устанавливают (подвешивают или удерживают в руке) в точке измерения.

Через 3-5 минут показания сухого и влажного термометров устанавливаются на определенных уровнях, по которым с помощью специальных таблиц рассчитывается относительная влажность воздуха.

Для записи изменения влажности во времени применяется гигрограф (рис. 75).

Скорость движения воздуха измеряется анемометрами (рис. 76): от 0,3 до 5 м/с применяются крыльчатые анемометры, от 1 до 35 м/с – чашечные.

Принцип действия крыльчатого и чашечного анемометров – механический. Под воздействием аэродинамической силы движущегося потока воздуха ротор прибора с закрепленными на нем крыльями (пластинками) начинает вращаться со скоростью, величина которой соответствует скорости набегающего потока. Через систему зубчатых колес ось соединена с подвижными стрелками. Центральная стрелка показывает единицы и десятки, стрелки мелких циферблатов – сотни и тысячи делений. С помощью расположенного сбоку рычага можно отключить ось от механизма зубчатых колес или подключить ее.

Перед измерением записывают показания циферблатов при отключенной оси. Прибор устанавливают в точке измерения, и ось с закрепленными на ней крыльями начинает вращаться. По секундомеру засекают время и включают прибор. Через 1 минуту движением рычага ось отключают и снова записывают показания. Разность показаний прибора делят на 60 (число секунд в минуте) для определения скорости вращения стрелки – количества проходимых ею делений за 1 секунду. По найденной величине с помощью прилагаемого к прибору графика определяют скорость движения воздуха в секунду.

Для измерения скоростей воздушного потока менее 0,3 м/с используют термоанемометр, который позволяет также определять температуру воздуха. Принцип измерения основан на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента прибора при изменении температуры и скорости воздуха. По величине электрического тока, измеряемого гальванометром, определяют с помощью таблиц скорость движения потока воздуха.

Интенсивность теплового излучения измеряется актинометрами, действие которых основано на поглощении лучистой энергии и превращении ее в тепловую. Количество тепловой энергии регистрируется различными способами.

Получают все большее распространение электронные измерительные приборы, например, анемометры с пределом измерений от 0 до 40 м/с, измерители влажности – от 0 до 100% относительной влажности, термометры – от –50 до +100⁰ С, а также приборы, измеряющие одновременно скорость движения, влажность и температуру воздуха.

Измерения показателей микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период года - в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5° С, в теплый период года - в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5° С. В помещениях, где работа выполняется 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. Температуру и относительную влажность воздуха при наличии источников теплового излучения и воздушных потоков на рабочем месте следует измерять аспирационными психрометрами. При отсутствии в местах измерения лучистого тепла и воздушных потоков температуру и относительную влажность воздуха можно измерять психрометрами, не защищенными от воздействия теплового излучения и скорости движения воздуха. Могут использоваться также приборы, позволяющие раздельно измерять температуру и влажность воздуха.

Малые величины скорости движения воздуха (менее 0,5 м/с), особенно при наличии разнонаправленных потоков, можно измерять термоэлектроанемометрами, а также цилиндрическими и шаровыми кататермометрами при защищенности их от теплового излучения.

Для оценки условий освещения (естественного и искусственного) с помощью люксметров измеряют освещенность Е, лк.

Люксметр (рис. 77) представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного элемента, измерительного прибора и светопоглотительной насадки.

Фотоэлемент – пластина, на поверхности которой нанесен светочувствительный слой, трансформирующий световую энергию в электрическую. При попадании на фотоэлемент светового потока возникает электрический сигнал, который по проводам передается в электроизмерительный прибор, имеющий гальванометр с зеркальной шкалой. Величина возникающего электрического тока пропорциональна интенсивности светового потока. Если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель из молочного стекла, то световой поток, падающий на светочувствительный слой, ослабляется в 100 раз.

Прибор имеет три диапазона измерений: до 25; до 100 и до 500 лк (устанавливается специальным переключателем на корпусе прибора), а если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель, то пределы измерений соответственно возрастают в 100 раз – до 2500, 10000 и 50000 лк. Если переключатель находится против цифры 25, то без насадки цена деления шкалы (имеет 50 делений) равна 25/50 = 0,4 лк, а с насадкой – в 100 раз больше, т.е. 40 лк. Соответственно в положении переключателя против цифры 100 цена деления равна 100/50 = 2 лк, а с насадкой – 200 лк, и, наконец, в положении против цифры 500 она равна 500/50 = 10 лк, а с насадкой – 1000 лк.

Люксметр градуирован для ламп накаливания. При измерении освещенности люминесцентных ламп и естественной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света – 0,9; для ламп белого света – 1,1; для естественного освещения – приблизительно 0,8.

При выполнении измерений люксметр устанавливают горизонтально и проверяют положение стрелки. Она должна быть на нуле. Если стрелка отклонена, ее необходимо установить против нуля с помощью шлица под гальванометром.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности е, %

е = Е_в / Е_н ∙ 100,

где

Е_в - освещенность внутри помещения, лк;

Е_н - одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.

Нормированное значение е определяется по СНиП 23-05-95 с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории РФ и ориентации здания к солнцу.

Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем - общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения.

В соответствии со СНиП 23-05-95 для освещения помещений следует предусматривать газоразрядные лампы (люминесцентные, натриевые и т.д.). В случае невозможности применения газоразрядных источников света допускается использование ламп накаливания.

Искусственное освещение нормируется исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).

Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

Расчет искусственного общего равномерного освещения производится методом светового потока (коэффициента использования).

Световой поток лампы накаливания или группы люминесцентных ламп, объединенных в один светильник, определяется по формуле:

Ф_к = Е_н ∙S ∙z ∙ k_з / (n ∙ η_и),

где

Е_н - нормированная минимальная освещенность, лк;

S - площадь освещаемого помещения, м²;

z - коэффициент минимальной освещенности (1,1-1,5);

k_з - коэффициент запаса (1,3-1,8);

n - число светильников в помещении;

η_и - коэффициент использования светового потока.

По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239-79 и ГОСТ 6825-91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10-20%.

Уровень освещенности промышленных зданий измеряется непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне резания и обработки деталей, на столах сборки, на шкалах приборов); в административно-бытовых помещениях освещенность измеряется на рабочих местах, которыми являются рабочие столы, счетные и пишущие машины и т.д. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может находиться в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В помещениях, где работа может происходить в любой точке помещения, освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола.

Очень важной необходимой и трудоемкой частью работ, относящейся к контролю освещенности, является периодическая чистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накапливающихся на них пыли и грязи. Освещенность на отдельных предприятиях, как показали исследования, в течение нескольких месяцев эксплуатации, если не производить очистку светильников, может снизиться в 2-3 раза по сравнению с проектной. Чистку светильников проводят 4-12 раз в год в зависимости от запыленности помещения.

Сохранение необходимых условий освещения, создаваемых осветительной установкой, в значительной степени зависит от своевременности замены источников света (как перегоревших ламп, так и продолжающих работать, но со значительно меньшим по сравнению с номинальным световым потоком).

Замену ламп обычно производят индивидуально или групповым методом (через определенный срок работы). На крупных предприятиях при установленной общей мощности на освещение (свыше 250 кВт) должно быть специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже 1 раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.