Как найти подвижность воздуха

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Физиолого-гигиеническое
   значение подвижности воздуха.

2. Что
   такое «роза ветров», каково ее
   гигиеническое значение?

3. Гигиенические
   нормы подвижности воздуха в жилых
   помещениях и больнич­ной палате.

4. Профилактика
   неблагоприятного воздействия на
   человека больших и малых скоростей
   движения воздуха.

5. Какими
   способами определяют направление
   воздушных течений в открытой атмосфере
   и в помещении?

6. Какими
   приборами определяют подвижность
   воздуха в открытой атмосфере и в
   помещении, их устройство и правила
   работы?

Движение
воздуха принято характеризовать
направлением
и скоростью.
На­правление движения воздуха
определяется точкой горизонта, откуда
дует ветер, а скорость движения —
расстоянием, пройденным массой воздуха
в единицу вре­мени и выражается в
м/сек.

Оба
эти показателя имеют большое
физиолого-гигиеническое значение, т.к.
из­менение направления ветра служит
показателем перемены погоды, а движение
воздуха:

1)
обеспечивает проветривание населенных
мест, способствует рассеиванию и снижению
атмосферных загрязнений;

2)
является важнейшим показателем
формирования микроклимата в открытой
атмосфере и в помещениях;

3)
оказывает большое воздействие на
состояние теплового ощущения,
нервно-психической сферы организма,
процессы терморегуляции и функции
дыхания.

Наиболее
благоприятной скоростью ветра в наружной
атмосфере в летнее время при обычной
легкой одежде считается 1-4 м/сек.
Раздражающее действие ветра проявляется
при скорости выше 6-7 м/сек.

В
жилых помещениях, классах, групповых
комнатах, детских, лечебных учреж­дениях
оптимальной считается подвижность
воздуха в пределах 0,2-0,4 м/сек; при меньшей
скорости имеет место недостаточный
воздухообмен, а при движени­ях воздуха
выше 0,4 м/сек отмечается неприятное
ощущение сквозняка. В спор­тивных
залах допускается скорость движения
воздуха до 0.5-0,6 м/сек.

Способы
определения направления воздушных
течений.
Направление ветра в открытой атмосфере
измеряется с помощью специального
прибора — флюгера и обозначается
начальными буквами наименований сторон
све­та: С -север, Ю — юг, В — восток, 3 —
запад. Кроме четырех главных румбов,
использу­ются промежуточные, находящиеся
между ними, и в таких условиях направле­ние
ветра определяется восемью румбами.

В
помещении направление движения воздуха
можно определить по отклонению пламени
свечи, по отклонению листков папиросной
бумаги, подвешенных на нитке; по дыму,
исходящему от зажженного кусочка ваты,
пропитанного раство­ром четыреххлористого
титана (TiCl₄)
и укрепленного на конце проволоки. В
гигиенической практике имеет значение
не только одномоментное направление,
как таковое. Велика роль господствующего
направления ветра, которое устанавливается
на основании обобщения многолетних
метеорологических наблюдений повторяемости
ветра по румбам, характерной для данной
мест­ности.

СОСТАВЛЕНИЕ
«РОЗЫ ВЕТРОВ». «Роза
ветров»
— это
графическое изображение повторяемости
ветров по румбам (сторонам света), за
определенный период (месяц, сезон, год)
или за несколько лет.

Для
составления «розы ветров» надо
сложить число всех случаев ветра и штиля
за известный срок, полученная сумма
принимается за 100, а число случаев ветра
по каждому румбу (и штиля) вычисляется
в процентах по отношению к сумме всех
случаев ветра и штиля, принятой за 100.

После
этого строят график. Для этого из центра
проводят 8 линий, обозначающих 8 румбов
(С, В, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3, СЗ). Затем откладывают
по всем линиям в одинаковом масштабе
отрезки вычисленных процентных величин
ветра всех 8 румбов и штиля, и соединяют
последовательно вершины соседних между
собой прямыми линиями. Из центра графика
описывают окружность с радиусом,
соот­ветствующим процентному числу
штиля (рис.7).

Рис. 7. Роза ветров

Учитывая
розу ветров,
можно правильно
разместить жилые, медицинские, аптечные
и другие учреждения по отношению к
источникам загрязнения воздуха
(промышленные предприятия и др.). На рис.
7 роза ветров указывает на преимущественное
северо-восточное направле­ние ветров
в течение года, поэтому жилые дома,
аптеки, больницы и т. д. следует размещать
в северо-восточном направлении
(наветренная сторона), а промышленные
предприятия и другие источ­ники
загрязнения — в юго-западном (подветренная
сторона)

Приборы для
измерения скорости движения воздуха
(рис. 8.)

Скорость
движения воздуха определяют с помощью
анемометров
(прямой способ) или кататермометров
(косвенный способ). Чашечный
анемометр
(рис. 8A)
предназначен для измерения скорости
ветра от 1 до 50 метров в секунду.
Воспринимающей частью прибора служит
чашечная мельница, полусферы которой
обращены в одну сторону. Вращение
полусфер передается счетчику оборотов,
который являясь регистрирующей частью
прибора, ведет от­счет на циферблатах
расстояния, пройденного воздушными
массами.

Прибор
имеет несколько циферблатов, где
фиксируются единицы, десятки, сотни и
тысячи метров расстояния изучаемого
ветра.

Рис.
8. Анемометры: A
– чашечный, B
– крыльчатый, C
– кататермометры

Крыльчатый
анемометр (рис.
8B)
предназначен для измерения скорости
движения воздуха в пределах от 0,5 до 10
метров в секунду. Воспринимающей частью
прибора является колесико с легкими
алюминевыми крыльями, огражденными
металли­ческим кольцом. Регистрирующая
часть аналогично чашечному анемометру
представлена тремя циферблатами.

Рабочее
положение перечисленных анемометров
должно быть таким, чтобы ло­пасти
мельницы всегда были перпендикулярными
направлению воздушного по­тока.
Измерение скорости движения воздуха
чашечным и крыльчатым анемомет­рами
проводят в течение 1-2 мин. после чего
счетчик выключают и записывают показания.
Разность конечного и начального показаний
делят на количество секунд работы
анемометра.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА.

Чашечный
и крыльчатый анемометры подносят к
работающему вентилятору (открытой
форточке) в выключенном состоянии,
предварительно записав поло­жение
стрелок на циферблатах, и после разгона
полушарий одновременно вклю­чают
анемометр и секундомер на 1-2 минуты,
после чего выключают прибор и записывают
показания циферблатов. Опре­деление
производят 3 раза и берут среднее из
трех измерений.

ПРОТОКОЛ

исследования и
оценки подвижности воздуха

в
___________________________________________________________________

(наименование
помещения)

1. Дата исследования
___________________________________________

2. Замеры движения
воздуха проводились анемометром
_____________

(каким)

3. Результаты
первого замера __________________________ м/сек

4 .Результаты
второго замера __________________________ м/сек

5. Результаты
третьего замера _________________________ м/сек

6. Среднее из всех
замеров ____________________________ м/сек

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Указать, соответствуют ли полученные
данные гигиениче­ским нормативам.
Обосновать мероприятия по оптимизации
подвижности возду­ха в обследованном
помещении.

Исследование
проводил (подпись)

Соседние файлы в папке lekii_gigina

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Подвижность воздуха с точки зрения комфортных условий

На самочувствие человека оказывают влияние не только температура, чистота и влажность воздуха, но и  его скорость. Обычно при обсуждении параметров микроклимата используется специальное понятие «подвижности воздуха» — то есть локальная скорость движения воздушных масс, фактически замеренная и усредненная.

Зависит она в первую очередь от геометрии рассматриваемого помещения и воздухообмена: повысить или понизить скорость, с которой воздух проходит по помещению, можно как изменением характеристик вентиляционного оборудования, так и изменением конфигурации рассматриваемого пространства.

Ввиду большого влияния на работоспособность и самочувствие, подвижность воздуха регламентируется согласно СНиП и санитарных норм. Для общественных зданий скорость движения устанавливается в пределах 0,2-0,3 м/с.

 Для производственных зданий, где воздухообмен напрямую  зависит от интенсивности работы, подвижность устанавливается в зависимости от тяжести работы и периода года – теплого или холодного.

Максимальные значения воздухообмена и подвижности будут относиться к тяжелым видам работ в теплый период года, и составлять 0,6 м/с.

В холодный период скорость воздушных масс в помещении необходимо уменьшать: не более 0, 5 м/с для тяжелых и 0, 2 – для легких работ, чтобы обеспечить комфортный рабочий процесс.

Как практически установить значение скорости   и определить, соблюдается ли норма? На помощь придут специалисты, имеющие в своем арсенале анемометры —  приборы, при помощи которых измеряется движущийся воздух.

Прибор последовательно фиксирует параметры в различных зонах помещения, по результатам замеров инженеры проводят расчет параметров помещения и определяют отклонения от стандартных требований.

Если измерение покажет расхождение, то будут даны рекомендации по наладке. Например, если воздухообмен изменит кратность, то это повлияет на повышение или понижение скорости. Возможно, потребует перепланировки рабочая зона.  Например, большой офисный зал можно разделить перегородками, создающими сопротивление потокам. 

Можно изменять  расположение вентиляционных решеток и диффузоров. Важно помнить, что изменения должны быть зафиксированы, а система после внесения изменений подвергнута проверке на соответствие проектным требованиям.

Страница 9 из 45

Задания студентам: 1. Начертите «розу ветров» и «розу влияния ветров», на основании их анализа определите господствующее направление ветров и целесообразность размещения жилых районов и промышленных предприятий в конкретном районе.

1. Ознакомьтесь с приборами для определения скорости движения воздуха. Отметьте назначение крыльчатого и чашечного анемометров.
2. Определите подвижность воздуха с помощью крыльчатого анемометра в форточке или в открытом дверном проеме.
3. Рассчитайте кратность воздухообмена в помещении.
4. Определите подвижность воздуха на рабочем месте при помощи кататермометра.

Методические указания к выполнению задания

Построение розы ветров. Роза ветров — графическое изображение направления ветров по странам света за определенный период (месяц, сезон, год). Для составления розы ветров строят график, для чего проводят линии с обозначением 8 румбов (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3, СЗ). Затем по всем линиям от центра откладывают отрезки, соответствующие величинам повторяемости ветров по каждому румбу. Штиль обозначают из центра графика окружностью, диаметр которой соответствует частоте штиля.

Повторяемость ветров по всем румбам выражается в процентах и изображается на чертеже в определенном масштабе (1% равен 2 мм). При построении розы ветров сумма чисел повторяемости ветров по всем румбам и штиля принимают за 100, а число повторяемости ветра по каждому румбу и штиля вычисляют в процентах к этой величине. Пример построения «розы ветров» за сезон показан на рис. 7 и в табл. 4. 
Рис. 7. Роза ветров.
Розу влияния ветров составляют путем откладывания по румбам отрезков, равных произведению числа ветров данного направления на среднюю скорость ветра того же направления, выраженных в процентах по отношению к сумме произведения повторяемости на среднюю скорость ветра по всем румбам. Пример построения розы влияния ветров за сезон приведен в табл. 5.

Таблица 4
Расчет для построения розы ветров

Таблица 5
Расчет для построения розы влияния ветров

Определение подвижности воздуха анемометром.

Подвижность воздуха определяют анемометром (прямой способ) или кататермометрами (косвенный способ). При наличии струйности потоков воздуха используют анемометры, принцип работы которых основывается на вращении лопастей от движения воздуха. Обороты лопастей через зубчатую передачу передаются счетному механизму. Различают анемометры чашечные и крыльчатые (рис. 8).
Чашечные анемометры используют при метеорологических исследованиях в открытой атмосфере для регистрации больших подвижностей воздуха от 1 до 50 м/с. Прибор устанавливают стационарно в месте наблюдения, например в метеорологической будке. Подвижность воздуха определяют путем деления разницы показаний стрелок при двух измерениях на время наблюдения (прибор дает прямые показания).
Меньшие скорости воздуха (от 0,5—15 м/с) определяют крыльчатым анемометром. Этот прибор предназначен для проверки эффективности работы вентиляционных установок и измерения скорости движения воздуха в производственных условиях.

Рис. 8. Анемометры.  
а — чашечный; б — крыльчатый.

Разницу показаний прибора в условных единицах делят на время измерения в секундах. Скорость движения воздуха определяют по графику, приложенному к прибору, где дают соотношение между числом условных делений в 1 с и скоростью движения воздуха в метрах в секунду (показания прибора являются непрямыми).
Для поддержания оптимальных параметров микроклимата существенное значение имеет интенсивность воздухообмена в помещении, которая определяется кратностью воздухообмена. Эта величина показывает, сколько раз в течение часа воздух в помещении обменивается с атмосферным. Кратность воздухообмена определяет необходимую интенсивность воздухообмена в помещении. В среднем наиболее благоприятные условия микроклимата в жилых и общественных зданиях создаются при 1,5—2-кратном воздухообмене. Чрезмерное увеличение кратности воздухообмена может способствовать возникновению ощущения токов воздуха.
Кратность воздухообмена определяют по формуле:
где К — кратность воздухообмена; S — площадь вентиляционных отверстий, м; а — скорость движения воздуха, м/с; V—кубатура помещения, м3; 3600 — перевод часов в секунды.
Воздухообмен в помещении осуществляется за счет естественной или искусственной вентиляции. Естественная вентиляция происходит вследствие разницы температуры наружного и комнатного воздуха и давления ветра. Естественная вентиляция возможна за счет инфильтрации воздуха через поры строительных материалов, неплотности и щели в конструкциях зданий и за счет проветривания помещения.
За счет естественной вентиляции достигается однократный объем воздуха в час. В многоэтажных домах для усиления естественной вентиляции устраивают во внутренних стенах вытяжные каналы, на выходных отверстиях которых имеются дефлекторы, способствующие разряжению в каналах. Наиболее эффективно эта вентиляция работает зимой, за счет большой разницы температур воздуха в помещении и наружного (кратность воздухообмена увеличивается до 0,5—2 ч). В теплое время года для усиления воздухообмена целесообразно устраивать сквозное проветривание.
В зданиях общественного назначения и промышленных помещениях устраивают искусственную вентиляцию, т. е. систему устройств, которая обеспечивает механическую подачу и вытяжку воздуха. Различают приточную, вытяжную и приточно-вытяжную вентиляцию. Приточная вентиляция обеспечивает приток чистого воздуха, удаление испорченного воздуха из помещения в этом случае осуществляется через различные естественные отверстия. Вытяжная вентиляция обеспечивает механизированную вытяжку, а приток воздуха осуществляется через форточки, щели и поры строительных материалов. Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает искусственную подачу чистого воздуха и механическое удаление испорченного.
Искусственная вентиляция может быть общеобменной и местной. В последнем случае приток или удаление воздуха осуществляется в отдельных местах помещения или у конкретных рабочих мест.
Эффективная местная вытяжная вентиляция на производстве позволяет организовать удаление вредных паров, газов и пыли в местах их образования.
Для оценки эффективности искусственной вентиляции рассчитывают кратность воздухообмена по притоку и вытяжке отдельно и определяют соответствие этих показателей с нормативными величинами для помещений определенных назначений.

Рис. 9. Кататермометры.
а — шаровой; б — цилиндрический.

Определение подвижности воздуха кататермометром. В закрытых помещениях при наличии струйности потоков воздуха и отсутствии субъективного ощущения движения воздуха используют косвенный метод определения подвижности воздуха, основанный на учете интенсивности охлаждения нагретого прибора— кататермометра (рис. 9). Известно, что на интенсивность охлаждения нагретого тела влияют три фактора — температура, подвижность и влажность воздуха. Из трех этих факторов вариабельной величиной является подвижность воздуха. Температура воздуха как фактор, влияющий на охлаждение прибора, учитывают в формуле, по которой в дальнейшем рассчитывают подвижность воздуха. Влажность воздуха условно исключают из группы факторов, влияющих на охлаждение, так как за время охлаждения прибора (не более 3— 5 мин) существенного изменения влажности воздуха в помещении обычно не происходит.
Для определения движения воздуха первоначально определяют охлаждающую способность воздуха, а затем рассчитывают его подвижность.
В гигиенических исследованиях  пользуются цилиндрическим и шаровым кататермометрами.

Величину охлаждения цилиндрического кататермометра определяют по формуле:

где Н— искомая величина охлаждения в мкал с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра за 1 с, характеризующая охлаждающую способность воздуха при
данных условиях,; F— фактор прибора, постоянная величина, показывающая количество тепла, теряемое с 1 см2 поверхности прибора за время его охлаждения с 38 °С до 35 СС,; а —время охлаждения
прибора, с.
Зная величину охлаждения кататермометра и температуру окружающего воздуха, вычисляют малую подвижность воздуха (менее 1 м/с) по формуле:

где v — скорость движения воздуха, м/с; Я — величина охлаждения кататермометра, — см с; Q— разность между средней температурой кататермометра (36,5 °С) и температурой окружающего воздуха; 0,20; 0,40 — эмпирические коэффициенты. Разность (Q) между средней температурой прибора (36,5 °С) и средней температурой воздуха во время опыта определяют по формуле:
где Q1— температура воздуха, измеренная в начале опыта; Q2 — температура воздуха в конце опыта. Кроме того, подвижность воздуха можно определить
по специальной таблице, зная величинуи температуру воздуха.
В последнее время широко используется шаровой кататермометр. Обычно наблюдение за охлаждением прибора производят в пределах интервалов 40—33 °С, 39—34°С, 38—35 °С, т. е. при условии, когда 0,5 суммы верхнего и нижнего уровня температуры составляет 36,5 °С.

При использовании шарового кататермометра с интервалом 38—35 °С вычисление величины охлаждения производят по формуле, приведенной для цилиндрического кататермометра.
При использовании интервалов 40—33° и 39—34° величину охлаждения вычисляют по формуле:

где‘
Т1—Т2— разность температур выбранного интервала, град.;
а —время охлаждения прибора, с.
Скорость движения воздуха при использовании шарового кататермометра вычисляют по формуле:

где v — искомая скорость движения воздуха, м/с; Н — величина охлаждения кататермометра; А, В, К — эмпирические коэффициенты, равные при скорости менее 1 м/с: А=0,29; В = 0,903; К= 1,994; при скорости более 1 м/с: А=029; В =0,366; К—0,174.
Таблица 6
Таблица для определения скорости движения воздуха по шаровому кататермометру

Определение подвижности воздуха возможно также по специальной таблице по величине(табл. 6).

Образец протокола выполнения задания:   

Методы исследования подвижности воздуха

1. Графическое изображение розы ветров за сезон

Итого:

1. Для определения скорости движения использовались приборы

а)  при наличии струйности потоков …. при отсутствии струйности потоков ….
б)  крыльчатый анемометр дает показания в . . . . кататермометр определяет ….

1. Подвижность воздуха определялась крыльчатым анемометром в

Разница показаний …………….
Деления ……………  (с) ……….
По таблице подвижности воздуха …………..  м/с

1. Кратность воздухообмена в помещении

1. Подвижность воздуха на рабочем месте определялась с помощью    кататермометра

со шкалой ……………….  а—время охлаждения,
с ……………  (среднее из трех измерений) F— фактор прибора · · мкал/см2-с