Методы получения количественных значений основных показателей гигиенической оценки качества внутренней среды обитания

 
Оглавление:  

1 Введение                                                                                                       2

2  Основная  часть                                                                                                   2

3  Гигиеническая  характеристика                                                                         3

4   Гигиеническая оценка                                                                                       4

5 Расчёт потребного воздухообмена в помещении                                       5

6  Определение коэффициента аэерации.                                                             6

7 Значение и определение естественного и искусственного освещения           7  

9 вывод                                                                                                              12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 

    Физическое  состояние  воздушной   среды,  известное  под  названием   –

микроклимат, характеризуется температурой, величиной  атмосферного  давления, освещенностью, влажностью, скоростью движения воздуха и мощностью тепловых излучений. Температурно-влажностный режим в помещениях (за исключением некоторых сооружений складского назначения) является одним из определяющих условий нормального использования зданий и сооружений по их назначению.  
Температура и влажность воздуха, а также воздухообмен создают санитарно-гигиенические условия, требуемые для проживания или работы людей. Они не постоянны и зависят от многих факторов: толщины и влажностного состояния ограждающих конструкций, работы систем отопления и вентиляции и др. Для поддержания их на нужном уровне, чтобы обеспечить нормальные санитарно-гигиенические условия в соответствии с назначением помещений, надо уметь контролировать эти параметры и знать их нормативные значения.  

Основная часть

 
Проведем  гигиеническую оценку микроклимата  на примере классной комнаты, ее инсоляционного режима, искусственного и естественного  освещения .   
    Гигиенически полноценная воздушная среда содержит 21% кислорода,  0,04% углекислого  газа.  Комфортная,  т.  е.  физически   хорошо   воспринимаемая температурная  зона зависит  от   того,   в   какой географической  местности  живут  люди.  В  различных  климатических  поясах микроклимат будет различен,  так  в  жарком  климате  температура  должна быть в жаркое время года 17-18 градусов C°, в умеренном  климате  19- 20 градусов C°, в холодном климате   21-22 градуса C°.

    Поддержание   нормального   воздушно-теплового    режима    в  помещении осуществляется  сменой  воздуха  через  форточки,  фрамуги,  створки   окон. Сквозняков в классе быть не должно, а  проветривание  проводиться  во  время перемены, класс  в  это  время  должен  быть  пуст.   

    Влажность воздуха в классе  (относительная  влажность),  при   указанных

выше  температурах может колебаться в  пределах 40-60 %  (зимой  30-50%),  она зависит  также  от  влажности  климатической   зоны.   Повышение   влажности увеличивает теплоотдачу организма. В теплом климате относительная  влажность 30- 40%; в умеренном и холодном может доходить до 65%.

    Большое  значение  для  микроклимата  класса  имеет  скорость  движения

воздуха, она должна быть не более 0,2-0,4 м/сек. Скорость  движения  воздуха до 1 м/сек организмом не воспринимается,  свыше  1м/сек  воспринимается  как ветер, а в условиях классной комнаты это означает сквозняк.

    Атмосферное давление в среднем  должно равняться 760 мм ртутного  столба, обычные колебания атмосферного давления могут находиться в  пределах  760+/-20 мм рт. ст. или 1013+/-26,5 гПа-гектапаскалей (1 гПа равен  0,750  мм  рт. 

                Гигиеническая характеристика  

     В настоящее время определение   в  классных  помещениях  температуры   и влажности воздуха производят с помощью статического психрометра  (психрометр Августа)  или  динамического  аспирационного  психрометра  (Ассмана).  Двумя данными приборами можно оценить состояние температурно-влажностного режима.

     а) Определение относительной  влажности воздуха.

    Психрометрами определяют относительную   влажность  воздуха  в   классной комнате, мастерской, компьютерном классе.  Название  прибора  происходит  от греческого слова «психрос»–холодный.  При  помощи  статического  психрометра (психрометра Августа)   определение   температуры   и   влажности   воздуха производят в 3-х точках, а именно: в первом, втором и  третьем  рядах  парт. Он подвешивается на расстоянии 0,5м от окна, в зоне дыхания, на высоте  1,2- 1,5 м. Измерение производят в течение 4 минут. Измерение следует проводить до и после уроков, или в начале и по истечении каждой из перемен.

    Затем   относительную   влажность   находим   с   помощью   специальной

психрометрической таблицы.

      Относительной влажностью называется отношение  абсолютной  влажности  к максимальной, выраженной в процентах.

    Абсолютной влажностью называется  количество водяных  паров   в  граммах, которое содержится в 1куб. м воздуха в момент насыщения.

    При  гигиенической  оценке  микроклимата  наибольшее   значение   имеет

величина  относительной влажности.                                                             Сухой термометр показывает 18 градусов C°, а влажный 13 градусов C°.  В

первом  вертикальном  столбце  находим  показания  сухого  термометра,  а  в

горизонтальном  ряду,  идущем  от  этой   температуры   вправо,   отыскиваем

показание влажного термометра 13 градусов C°, но если эта  цифра  в  таблице отсутствует,  берем  наиболее  близкую   к   ней   цифру   Находим   искомую относительную влажность 45%. (Гигиеническая норма  влажности  составляет  от 40 до 60%).

    б) Определение температуры воздуха.

    Температуру воздуха определяют  спиртовым  термометром  в   тех  же  3-х

точках. Результаты сравнивают с гигиеническими нормами 18-20 градусов  C°  – температурой комфорта. При измерении температуры воздуха в   комнате термометр необходимо экранировать от холодных или  горячих  поверхностей.  С момента установления термометра в точках до снятия измерений  должно  пройти 10  минут.  Измерение производится  в 3-х точках  (у наружной  стены,  у внутренней стены, в центре класса – зоне дыхания).

    Чтобы получить  среднюю  температуру   в  помещении,  измерения   следует обязательно провести в различных местах (около стен: наружной и  внутренней, около окон, у пола). После чего показания термометров суммируют и  делят  на количество измерений. 

                   Гигиеническая оценка  

    В настоящее время согласно  СП 2.4.2.782-99  площадь  учебных   кабинетов

должна  приниматься  из  расчета  2,5  кв.  м.  на  одного   учащегося   при

фронтальных формах занятий (например, уроки  русского  языка,  литературы  и т.д.) и 3,5 кв. м.– при групповых формах работы и  индивидуальных  занятиях.

Однако  большинство школ  отвечают  более  ранним  нормам  строительства,  но площадь на одно ученическое место должна быть не меньше  1,25  –1,5  кв.  м. Ширина класса не должна превышать 6,3 м, т.к. при большей ее величине  парты третьего ряда, наиболее далеко  отстоящие  от  окон,  оказываются  в  крайне неудовлетворительных  условиях  естественного  освещения.  Длина  классов  в школах  должна  составлять  8-8,4  м,  а  удлинение  их  размеров  до  9   м недопустимо, т.к. это может привести к излишнему напряжению  органов  зрения и слуха  детей.  Высота  классных  комнат  должна  быть  равна  3-3,2  м,  в результате чего минимальная  кубатура,  приходящаяся  на  одного  школьника; достигает 3,75 куб. м.

Определяют  ее площадь и объем помещения,  приходящегося  на

одного  учащегося; и дают ему гигиеническую  оценку.

    ПРИМЕР:

    Глубина (ширина) комнаты – 6,3 м;

    Длина комнаты – 8,4 м;

    Высота – 3 м.

    S = 6,3 х 8,4 = 52,92 кв м

    V = 6,3 х 8,4 х 3 = 158,76 куб. м

    Если наполняемость класса не  должна превышать 25  человек,  то  в таком

классе  на каждого человека будет приходиться:  52,92  кв.м  :  25=2,2  кв.м.

площади пола, и на каждого ученика кубических метров :

158,76 куб.  м.: 25  =6,35 куб. м, т.е.  площадь   и  объем  такого  класса  превышает  минимальные размеры на одного учащегося, предусмотренные гигиеническими нормативами.  

 Расчёт  потребного воздухообмена в помещении 

Воздухообмен  – это количество вентиляционного  воздуха, необходимого для обеспечения  оптимального санитарно-гигиенического уровня воздушной среды помещений. Воздухообмен необходим для очистки  воздуха от выделяющихся вредных  газов и паров, для удаления излишних водяных паров и избыточного  тепла. Для удаления из помещения  воздуха, загрязнённого вредными газами, парами используют организованный и  регулярный воздухообмен – вентиляцию. Организм человека в процессе дыхания выделяет углекислый газ СО2, и чем его больше, тем воздух считается более загрязнённым, и в помещении требуется вентиляция. Определение воздухообмена производится по количеству СО2, выделяемой человеком и по допустимой её концентрации. Потребный воздухообмен для анализируемой аудитории рассчитывается по выражению

Где Q- потребный  воздухообмен, м3/ч;

g - количество  СО2 выделяемое одним человеком  при лёгкой работе, л/ч, g = 23 л/ч;

n –  количество человек в помещении, n = 4;

XВ –  предельно допустимая концентрация  СО2 в помещении, л/м3, XВ = 1,25 л/м3;

XН –  максимально возможная концентрация  СО2 в наружном воздухе, вводимом  в помещение в больших городах,  л/м3, XН = 0,5 л/м3. 

Рассчитаем  потребный воздухообмен по формуле

Объем помещения, вычисленный по формуле ,составляет 87,5 м3.

Потребная кратность воздухообмена на содержание углекислоты для помещения вычисляется по формуле

,

Где η - потребная кратность воздухообмена, ч-1;

Q - потребный  воздухообмен, м3/ч;

V - объём  помещения, м3.

По результатам  расчетов потребная кратность больше единицы, следовательно, использование  только естественного воздухообмена  через проём окон и дверей недостаточно и следует применить дополнительные меры по обеспечению искусственной  вентиляции, чтобы периодически удалять  из помещения избыток тепла, влажного и загрязненного воздуха. 
 
 

                     Определение коэффициента аэерации. 

    Широкое  распространение   получило   сочетание   центральной   вытяжной вентиляции  с  местным  притоком  неизменного  атмосферного  воздуха   –   с аэрацией. Аэрация осуществляется с помощью фрамуг, створок окон.

    При правильном устройстве фрамуг наружный воздух всегда направляется  к потолку. Для достаточной аэрации помещений отношение площади сечения  фрамуг к площади пола должен быть не менее 1/50, но лучше 1/30.

    Коэффициент  аэрации  вычисляем   как  отношение  площади   проемов  всех действующих форточек, фрамуг и площади пола класса.

    Сначала  определяем  ориентировочно-открывающуюся   площадь   фрамуг   и форточек, и подсчитывают, сколько раз эта  площадь  укладывается  в  площади пола помещение (класса).

    Пример:

    Площадь пола равна 55,2 кв. м,  площадь фрамуг и форточек 2 кв  м.

    2 кв.м.: 55,2 кв.м.=1:3.

    Заключение:

    Коэффициент аэрации соответствует  гигиеническим нормативам- 1:5—1:3. 

        Определение скорости воздуха шаровым катотермометром. 

    Катотермометром  производится  определение  малых  скоростей   движения воздуха в помещении (1-2 м/сек).

    Катотермометр нагревают до тех  пор,  пока  спирт  не  заполнит  1/3-2/3

верхнего  резервуара, затем его вытирают и  вешают на  штатив,  в  месте,  гденеобходимо произвести измерение  скорости движения  воздуха.  По  секундомеру следят, за сколько времени столбик спирта опуститься с  38  до  35  градусов C°. Среднее арифметическое высшей Т и низшей  Т должно  равняться 36,5  С, т.е. интервалы от 40 до 33 градусов C°, от 39 до 34 градусов C°;  от  38  до 35 градусов C°. Количество тепла, теряемого кататермометром при охлаждении на одно и то же количество градусов в пределах его шкалы, есть величина для данного прибора постоянная. Выраженные в милликалориях теплопотери кататермометра при охлаждении 1 см² его поверхности в пределах температур шкалы прибора составляют фактор кататермометра (F).  
Этот фактор определяется для каждого прибора при его изготовлении в специальном калориметре. Полученная величина F отмечается на шкале прибора.  
Для получения величины охлаждающей силы (Н) делят значение фактора (F) па измеренное время охлаждения по формуле: H = F / t.  
В случае определения времени охлаждения шаровым кататермометром охлаждающую силу воздуха вычисляют по формуле: H = Ф (Т₁ — Т₂) / t, где: Ф — константа прибора, выраженная в милликалориях на градус и равная F:3; Т₁ — начальная температура кататермометра (40 или 39°); Т₂ — конечная температура кататермометра (33 или 34°).  
В каждой исследуемой точке проводят 3 — 4 измерения. Результат первого обычно отбрасывают. Из данных остальных вычисляют среднеарифметическое, которое и принимают за время охлаждения (t).  
Если температура воздуха помещения близка к средней температуре прибора (36,5°), прибором пользоваться нельзя.  
Практически кататермометр не рекомендуется применять при температуре воздуха более 25°, так как в этих случаях он реагирует крайне медленно и его показания практически нельзя оценить. Нельзя применять прибор и при наличии вблизи точки измерения нагретых или охлажденных поверхностей. 

 Для  определения больших скоростей  движения воздуха  используют  два  вида анемометров: чашечный и крыльчатый.  Первым  анемометром  измеряют  скорость движения в пределах от 1 до 50 м/сек, а вторым – от 0,5  до  15  м/сек.  При работе  с  анемометром  следует  сначала  1-2  минуты   вращаться   лопастям вхолостую,  чтобы  они  приняли  постоянную  скорость  вращения.  При   этом необходимо  следить  за  тем,  чтобы  направление  воздушных  течений   было перпендикулярным к плоскости вращения лопастей прибора.

    Затем  включают  счетчик   при  помощи  рычага,  находящегося  сбоку  от

циферблата. Большая стрелка показывает единицы  и десятки  условных  делений.Время  наблюдений  отмечают  по  секундомеру  с  одновременным  включением  и выключением анемометра и секундомера. По разнице в показаниях счетчика до  и в конце наблюдения определяют число  делений  в  1  с,  определяют  скорость движения  воздуха,  пользуясь  сертификатом,  или  графиком,  прилагаемым  к крыльчатому анемометру. 

                     Определение атмосферного давления. 

    Атмосферное давление  может   быть  измерено  ртутными  барометрами   или барометрами  –  анероидами.  Величина  давления  обычно  выражается  в   мм. ртутного столба или в гектапаскалях – гПа.  Обычное  колебание  атмосферного давления находятся в пределах 760 +/- 20 мм рт. столба. 
 

  Значение и определение естественного и искусственного освещения

    Режим освещенности играет существенную  роль в  регуляции  биологических ритмов. В условиях  интенсивной  освещенности  улучшается  рост  и  развитие организма.

    Интенсивность освещенности рабочего  места имеет  большое  значение  для профилактики нарушений зрения, особенно при работах,  требующих  зрительного напряжения. При  плохом  или  неправильном  освещении  снижается  умственная работоспособность. 

                           Естественное освещение. 

    Естественное освещение  в   первую  очередь  зависит   от  климатического

пояса.  Важное  значение  имеет   ориентация   окон   по   сторонам   света,

определяющая  инсоляционный режим помещений.

    В зависимости от ориентации различают три основных типа

Инсоляционного режима (см. табл.) 
 
 
 
 

    При западной ориентации создается   смешанный  инсоляционный   режим.  По продолжительности   он   соответствует   умеренному,   по    нагреванию    – максимальному инсоляционному режиму.

    Естественное освещение классной  комнаты зависит от  следующих   основных показателей:

    - ориентации здания на участке  (рекомендуемой ориентацией является  юг;

юго-восток и восток обеспечивают высокие  уровни  освещенности,  особенно  в первую половину дня, во-вторых, создают возможность наиболее ранней  аэрации и  инсоляции  помещений,  в  отличие  от  западной  ориентации  при  них  не происходит  перегрева  помещений). 

    - достаточный коэффициент  естественной  освещенности  (КЕО,  СК)  (эти

показатели   зависят   от   размера   окон,   конфигурации   (формы   окон),

равномерности освещения).

    К естественному освещению предъявляются  следующие основные требования:

1) Достаточность.

2) Равномерность.

3) Отсутствие  слепимости (блесткости) и теней  на рабочем месте.

4) Перегрев  помещений.

    а)  оценку  естественного  освещения   следует  начинать  с  определения

светового коэффициента (СК). СК  представляет  собой  отношение  остекленной поверхности окон к площади пола. Выражается  он  простой  дробью,  числитель которой – величина остекленной  поверхности,  знаменатель  –  площадь  пола. Числитель дроби приводится к 1, для этого числитель и знаменатель  делят  на величину  числителя  (правда  в  настоящее  чаще  пользуются   коэффициентом естественного освещения (КЕО).

    Для того, чтобы наиболее точно  вычислить коэффициент  (СК)  от  площади остекленной  поверхности  окон  следует  отнять  10   %   площади   (минус), приходящейся на переплет оконных рам.

    Пример:

    Определить световой коэффициент  помещения, площадью 50 кв.м., в котором три окна площадью по 2,7 кв.м.

    Решение:

    1. Определяем площадь окон, их  три: 2,7 кв.м х 3 = 8,1 кв.м.

    2. Определяем площадь остекления:  8,1    –     100

                                                                     X    –   10 

    Площадь остекления равна: 8,1 кв.м.  – 1,81 кв.м. = 7,29 кв.м.

    3. Находим световой коэффициент: 7,29 кв.м.:50,0 кв.м. =1:7

    Заключение:

    Световой коэффициент не  соответствует   гигиеническим  требованиям,  он

ниже. Норма  светового коэффициента 1: 4 - 1 : 5

    б) определяем коэффициент заглубления

    Коэффициентом заглубления называется  отношение  высоты  верхнего  края окна над полом к глубине помещения. Согласно гигиеническим нормам он  должен быть равен 1:2, т.е. глубина помещения не  должна  превышать  расстояния  от верхнего края окна до  пола  более,  чем  в  два  раза.  Тогда  освещенность отдаленных мест помещения будет достаточной.

    Запыленность  и  загрязненность  окон  снижают  уровень   естественного

освещения на 40% и более. 

          Определение коэффициента естественной  освещенности (КЕО) 

    КЕО – это отношение естественной  освещенности  в  данной  точке   внутри

помещения к освещенности на горизонтальной  плоскости  под  открытым  небом,

выраженное  в процентах.

    По современным нормативам КЕО   в  классных  комнатах  должен  равняться

1,5%.

    В данном случае КЕО определяют  с помощью люксметра, а  затем   вычисляют

по следующей  формуле:

    КЕО=Ев х 100/Ео

    Ев – освещенность внутри в  люксах

    Ео – освещенность снаружи  в люксах

    При оценке естественного освещения  следует обратить внимание на  окраску

стен. В  настоящее  время  рекомендуются  следующие  тона  для  стен:  нежный

розовый,  светло-желтый,  бежевый,  светло-зеленый,  для  мебели  –  (парты,

столы, шкафы) – от светло до темно-зеленого, для  классных  досок  –  темно-

зеленый, темно-коричневый, а для дверей, окон, рам – белый.

    В  учебных  помещениях  обязательно   боковое  левостороннее  освещение.

Использование в одном  помещении  люминесцентных  ламп  и  ламп  накаливания запрещается. 

          Нормы естественного освещения  некоторых видов помещения. 

|Виды  помещений                                |КЕО (%)                |СК                   |

|Учебные  помещения (классы)          |Не менее 1,25 –1,5 |Не менее 1:4    |

|                                                              |%                             |–1:5                  |

|Больничные  палаты                           |1,0 %                       |1:6 – 1:7           |

|Жилые  комнаты                                  |0,5%                        |1:8 – 1:10        |