Тема № 07

Тема 7
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
НАПРАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА
1. Учебная цель
1.1. Закрепить, дополнить и систематизировать знания студентов о
гигиеническом значении направления и скорости движения атмосферного воздуха
и воздуха в жилищных общественных производственных помещениях, как
составных компонентов микроклимата.
1.2. Овладеть методикой определения и гигиенической оценки направления
и скорости движения воздуха.
2. Исходные знания и навыки
2.1. З н а т ь :
2.1.1. Гигиеническое значение движения атмосферного воздуха и воздуха
закрытых помещений, его роль в формировании микроклимата, в механизмах
теплового обмена организма.
2.1.2. Методы и средства определения направления и скорости движения
воздуха в открытой атмосфере и в помещении.
2.2. У м е т ь :
2.2.1. Определять направление, силу ветра, скорость движения воздуха.
2.2.2. Составлять гигиенические выводы и оценивать результаты
определения направления и скорости движения воздуха в открытой атмосфере и в
закрытых помещениях.
3. Вопросы для самоподготовки
3.1. Физические основы движения воздуха. Значение солнечной радиации и
типа подстилающей поверхности Земли в возникновении ветров.
3.2. Гигиеническое значение движения атмосферного воздуха, его влияние
на формирование климата, погоды, чистоту атмосферы. Влияние сильных ветров
на окружающую среду, физиологическое состояние организма, его психо–
эмоциональную сферу.
3.3.
Использование
господствующего
направления
ветров
в
предупредительном санитарном надзоре при проектировании строительства жилых
поселений, промышленных предприятий, мест отдыха. Роза ветров.
3.4. Значение движения воздуха в формировании микроклимата, его влияние
на тепловой обмен организма, на отдачу тепла конвекцией, испарением.
3.5. Системы усиления движения воздуха в помещениях. Естественная и
искусственная вентиляция.
3.6. Классификация и характеристика приборов для определения
направления и скорости движения воздуха.
87
4. Задание (задачи) для самоподготовки
4.1. В населенном пункте планируется строительство новой больницы.
Определите, в каком направлении по отношению к тепловой электростанции
следует выбрать участок для строительства, если роза ветров характеризуется
такими данными: Север – 8%, Северо-восток – 7%, Восток – 6%, Юго-восток – 4%,
Юг – 8%, Юго-запад – 11%, Запад – 22%, Северо-запад – 27%, Штиль – 7%.
4.2. Определите скорость движения воздуха в цехе, если фактор шарового
кататермометра (F) равен 620
мкал
, время падения столбика спирта с 38○С до
см 2  С
35○С – 100 сек., температура воздуха 26○С.
5. Структура и содержание занятия
Занятие лабораторное. После проверки исходных знаний и подготовки к
занятию, студенты получают индивидуальные задания, по решению ситуационных
задач предупредительного санитарного надзора за строительством, различных
объектов (на основании построения и оценки розы ветров). Определяют скорость
движения воздуха с помощью крыльчатых или чашечных анемометров в
вентиляционном отверстии и скорость движения воздуха в помещении с помощью
шарового кататермометра, оценивают полученные результаты. Кроме того,
решают ситуационные задачи о коррекции параметров микроклимата с целью его
оптимизации по данным температуры воздуха и поверхности стен, влажности и
скорости движения воздуха. Работу оформляют протоколом.
6. Литература
6.1. О с н о в н а я :
6.1.1. Загальна гігієна. Пропедевтика гігієни. /Є.Г.Гончарук, Ю.І.Кундієв,
В.Г.Бардов / За ред. Є.Г. Гончарука. – К.: Вища школа, 1995. – С. 118-137.
6.1.2. Общая гигиена. Пропедевтика гигиены). / Е.Г. Гончарук, Ю.И.
Кундиев, В.Г. Бардов и др. – К.: Вища школа, 2000. – С. 221-237.
6.1.3. Загальна гігієна. Посібник до практичних занять. /І.І.Даценко,
О.Б.Денисюк, С.Л.Долошицький та ін. / За ред. І.І. Даценко. – Львів: Світ, 1992. –
С. 27-41.
6.1.4. Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян Г.Х. Гигиена. – К.: Вища
школа, 1983. – С. 36-40, 121-123, 202-207.
6.1.5. Даценко І.І., Габович Р.Д. Профілактична медицина. Загальна гігієна з
основами екології. – К.: Здоров’я, 1999. – С. 106-115, 120-124, 296-298, 465-470.
6.1.6. Лекция.
6.2. Д о п о л н и т е л ь н а я :
6.2.1. Даценко І.І., Габович Р.Д. Основи загальної і тропічної гігієни. – К.:
Здоров’я, 1995. – С. 25-28, 296-297.
88
6.2.2. Минх А.А. Методы гигиенических исследований. – М.: Медицина,
1971.
6.2.3. Щербо А.П. Больничная гигиена. – Санкт-Петербург, 2000. – С.106113.
6.2.4. Никберг И.И. Гигиена больниц. – К.: Здоров’я, 1993. – С. 80-91.
6.2.5. Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основи охорони
праці. – Львів, 1999. – С. 101-111.
6.2.6. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.,
1988. – С. 64.
6.2.7. Медведев В.И. Устойчивость физиологических и психологических
функцийчеловека при действии экстремальных факторов. – Л.: «Наука», 1982. –
104 с.
7. Оснащение занятия
1. Анемометры (чашечный, крыльчатый динамические).
2. Анемометр крыльчатый статический.
3. Кататермометр шаровой.
4. Таблица для определения скорости движения воздуха кататермометром.
5. Таблица оценки силы ветра в баллах (шкала Рихтера).
6. Задания студенту по определению и оценке господствующих ветров и
скорости движения воздуха в помещении.
Приложение 1.
УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ
по изучению направления движения воздуха
Под направлением ветра понимают сторону горизонта, откуда дует ветер и
обозначают румбами - 4 основными (С., Ю., З., В.,) и 4 промежуточными (СЗ., СВ.,
ЮЗ., ЮВ.).
Годовую повторяемость ветров в той или другой местности изображают в
графическом виде “розы ветров” (рис. 7.1).
89
Рис. 7.1. Роза ветров
Для построения “розы ветров” на графике румбов откладывают, выраженную в процентах, частоту ветров каждого направления и соединяют линией.
Штиль обозначают кругом с радиусом соответственно процента штилевых дней.
“Розу ветров” используют в метеорологии, аэро- и гидронавигации, а также в
гигиене. В последнем случае - для рационального планирования,
взаиморазмещения объектов при предупредительном санитарном надзоре за
строительством населенных мест, промышленных предприятий, оздоровительных
объектов, зон отдыха.
Направление движения атмосферного воздуха определяется при помощи
вымпела, (на кораблях), флюгеров разного построения и тканевого конусу (на
аэродромах).
В помещениях, где движение воздуха весьма слабое, направление движения
воздуха можно исследовать с помощью фумигатора (дыма, синтезированного тем
или другим средствами) или отклонением пламени свечки.
УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ
по определению скорости движения воздуха с помощью анемометров
Скорость движения атмосферного воздуха (а также движения воздуха в
вентиляционных отверстиях) определяют с помощью анемометров: чашечного
(при скоростях от 1 до 50 м/с) и крыльчатого (0,5-10 м/с) (рис. 7.2). Работа
вертикально установленного чашечного анемометра не зависит от направления
ветра; крыльчатый анемометр необходимо четко ориентировать осью по
направлению ветра.
90
Рис. 7.2. Анемометры
(а - крыльчатый; б - чашечный)
Для определения скорости движения воздуха сначала записывают исходные
показатели циферблатов счетчика (тысячи, сотни, десятки и единицы), отключив
его от турбинки, выставляют анемометр в месте исследования (например, в створе
вентиляционного отверстия). Через 1-2 мин. холостого вращения включают
одновременно счетчик оборотов и секундомер. Через 10 мин. счетчик отключают,
снимают новые показания циферблатов и рассчитывают скорость вращения
крыльчатки (количество делений шкалы за секунду - А):
А=
N 2 N1
t
,
где: N1 – показания шкалы прибора до измерения;
N2 – показания шкалы прибора после измерения;
t - продолжительность измерения в секундах.
По значению «А» дел./сек. по графику (у каждого анемометра есть свой
индивидуальный график согласно заводскому номеру прибора, который
прилагается к анемометру), находят скорость движения воздуха в м/сек.
Сила ветра определяется по 12-балльной шкале: от штиля - 0 баллов
(скорость движения воздуха 0-0,5 м/с) к урагану - 12 баллов (скорость движения
воздуха 30 и больше м/с).
Детальнее шкала силы ветров и скорости движения воздуха приведена в
таблице 1.
Таблица 1.
Оценка скорости и силы ветра по шкале Бофорта в баллах
Балл
Штифт
Скорость
Сила ветра
Визуальная оценка
91
0
флюгера движения
воздуха,
м/с
0
0,0-0,5
1
2
0-1
1-2
0,6-1,7
1,8-3,3
3
4
2 и 2-3
3 и 3-4
3,4-5,2
5,3-7,4
5
6
7
4 и 4-5
5 и 5-6
6
7,5-9,6
9,7-12,4
12,5-15,2
8
6-7
15,3-18,2
9
10
11
7
18,3-21,5
21,6-25,1
25,2-29,0
12
29,0
больше
Штиль (безветрие)
Дым поднимается вертикально, листья
неподвижные.
Тихий
Движения флюгера незаметны.
Легкий
Дуновения ветра ощущается лицом;
листья шевелятся.
Слабый
Листья и тонкие ветки шевелятся.
Умеренный
Тонкие ветки шевелятся, поднимается
пыль.
Свежий
Шатаются тонкие стволы деревьев.
Сильный
Шатаются толстые стволы деревьев.
Крепкий
Шатаются стволы деревьев, гнутся
большие ветки, против ветра ощущается
сопротивление.
Очень крепкий
Ветер ломает тонкие ветки, затрудняет
движение.
Шторм
Ветер приносит большие разрушения.
Сильный шторм
Ветер приносит большие разрушения.
Очень
сильный Ветер приносит большие разрушения.
шторм
и Ураган
Ветер приносит большие разрушения.
УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ
по определению скорости движения воздуха в помещениях с помощью
кататермометра
Кататермометр позволяет определять очень слабое движение воздуха в
пределах от 0,1 до 1,5 м/с. Прибор представляет собой спиртовой термометр с
цилиндрическим или шаровым резервуаром. Шкала цилиндрического
кататермометра градуирована в пределах от 35 до 38 ○С, шарового - от 33 до 40○С
(рис. 7.3.).
92
Рис. 7.3. Кататермометр
(а - цилиндрический (Хилла); б - шаровой)
Принцип работы кататермометра заключается в том, что предварительно
нагретый, он теряет тепло не только под действием температуры воздуха и
радиационной температуры, но и под действием движения воздуха,
пропорционально его скорости.
Кататермометр предназначен для определения охлаждающей способности
воздуха, на основании которой и рассчитывается скорость движения воздуха. Зная
эту величину охлаждение кататермометра и температуру окружающего воздуха, по
эмпирическим формулам и по таблицам можно определить скорость движения
воздуха.
Ход работы: шаровой кататермометр погружают в сосуд с горячей водой
при температуре последней 65-70С до тех пор, пока окрашенный спирт не
заполнит на 1/2-1/3 объем верхнего резервуара. После этого кататермометр насухо
вытирают и подвешивают на штатив в центре помещения (или в другом месте, где
необходимо определить скорость движения воздуха). При определении в открытой
атмосфере кататермометр защищают от влияния лучевой энергии Солнца. Дальше
с помощью секундомера определяют время в секундах, за который столбик
опустился от Т1 до Т2. Интервалы охлаждения кататермометра можно брать от
40С до 33С, т.е. такой интервал, чтобы результат от деления суммы
Т1  Т 2
2
соответствовала 36,5С.
Величину охлаждения цилиндрического кататермометра и шарового с
интервалом 38-35○С находят по формуле:
Н
F
;
а
м кал
см 2 с
;
где: Н – охлаждающая способность воздуха в сммкалс ;
F – фактор кататермометра – постоянная величина, нанесенная на тыльной
стороне шкалы, которая показывает количество тепла, теряемого с 1см2
поверхности прибора за время его охлаждения с 38С до 35С и равна более
600 сммкал
(у шарового кататермометра старых выпусков – при охлаждении на 1С
С
и находится в пределах 200 – 250 сммкал
);
С
а – продолжительность охлаждения кататермометра с 38С до 35С, в секундах.
При использовании шарового кататермометра старого выпуска (у которого
фактор градуирован на 1С  200 – 250 мкал/см2) величину охлаждения находят по
формуле:
2
2
2
Н=
F
мкал
 (Т 1  Т 2 )  2 ,
а
см  с
где: Т1-Т2 – разность температур выбранного интервала в градусах Цельсия;
а - время охлаждения прибора, в секундах.
Для определения скоростей движения воздуха меньше 1 м/с применяют
формулу:
93
 H  0,20 
Q

V

 0,40 


2
,
а для определения скоростей больше 1 м/с - формулу:
2
 H  0,13 
Q

V
 ,
 0,47 


где: V - скорость движения воздуха (м/с);
H - охлаждающая способность воздуха сммкалс ;
Q - разность между средней температурой кататермометра 36,5С и
температурой окружающей среды;
0,20 и 0,40 - эмпирические коэффициенты;
0,13 и 0,47 - эмпирические коэффициенты.
2
Скорость движения воздуха при работе с кататермометром может быть
определена не только путем расчета по формулам но и с помощью таблиц для
шарового кататермометра (табл. 2), после предварительного расчета
Н
, таблица 3.
Q
Таблица 2
Таблица для определения скорости движения воздуха по шаровому кататермометру
H/Q
0,33
0,34
0,35
0,36
0,37
0,38
0,39
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
0,48
0,49
V, м/с
0,046
0,062
0,077
0,09
0,11
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,25
0,27
0,30
0,33
0,36
0,40
H/Q
0,50
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
0,56
0,57
0,58
0,59
0,60
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
V, м/с
0,44
0,48
0,52
0,57
0,62
068
0,73
0,80
0,88
0,97
1,00
1,03
1,07
1,11
1,15
1,19
1,22
H/Q
0,67
0,68
0,69
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,80
0,81
0,82
0,83
0,84
V, м/с
1,27
1,31
1,35
1,39
1,43
1,48
1,52
1,57
1,60
1,65
1,70
1,75
1,79
1,84
1,89
1,94
1,98
2,03
Таблица 3
94
Расчет к формуле для определения скорости движения воздуха меньше 1
м/с с учетом поправок на температуру
Н/Q
0,27
0,28
0,29
0,30
0,31
0,32
0,33
0,34
0,35
0,36
0,37
0,38
0,39
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
0,48
0,49
0,50
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
0,56
0,57
0,58
0,59
0,60
10
0,041
0,051
0,061
0,076
0,091
0,107
0,127
0,142
0,163
0,183
0,208
0,229
0,254
0,280
0,310
0,340
0,366
0,396
0,427
0,468
0,503
0,539
0,574
0,615
0,656
0,696
0,737
0,788
0,834
0,879
0,930
0,981
12,5
0,050
0,060
0,070
0,085
0,101
0,115
0,136
0,151
0,172
0,197
0,222
0,242
0,267
0,293
0,324
0,354
0,381
0,415
0,445
0,480
0,516
0,557
0,593
0,633
0,674
0,715
0,755
0,801
0,852
0,898
0,943
0,994
Скорость (м/с) при температуре, °С
15
17,5
20
22,5
0,044
0,047
0,049
0,051
0,061
0,051
0,060
0,067
0,076
0,065
0,073
0,082
0,091
0,079
0,088
0,098
0,107
0,094
0,104
0,113
0,124
0,110
0,119
0,128
0,140
0,129
0,139
0,148
0,160
0,145
0,154
0,167
0,180
0,165
0,19
0,192
0,206
0,185
0,198
0,212
0,226
0,210
0,222
0,239
0,249
0,232
0,244
0,257
0,274
0,256
0,269
0,287
0,305
0,282
0,299
0,314
0,330
0,311
0,325
0,343
0,361
0,342
0,356
0,373
0,392
0,368
0,385
0,401
0,417
0,398
0,412
0,429
0,449
0,429
0,446
0,465
0,483
0,464
0,482
0,500
0,518
0,499
0,513
0,531
0,551
0,535
0,556
0,571
0,590
0,571
0,589
0,604
0,622
0,607
0,628
0,648
0,666
0,644
0,665
0,683
0,701
0,688
0,705
0,724
0,742
0,729
0,746
0,764
0,783
0,770
0,790
0,827
0,827
0,815
0,833
0,851
0,867
0,867
0,882
0,898
0,915
0,912
0,929
0,941
0,959
0,957
0,971
0,985
1,001
1,008
1,022
1,033
1,044
25
0,051
0,070
0,085
0,101
0,116
0,136
0,153
0,174
0,196
0,220
0,266
0,240
0,266
0,293
0,323
0,349
0,379
0,410
0,445
0,471
0,501
0,537
0,572
0,608
0,640
0,684
0,720
0,760
0,801
0,844
0,933
0,972
1,018
1,056
26
0,059
0,074
0,089
0,104
0,119
0,140
0,159
0,179
0,203
0,225
0,245
0,273
0,301
0,330
0,364
0,386
0,417
0,449
0,478
0,508
0,544
0,579
0,615
0,651
0,691
0,727
0,768
0,808
0,851
0,894
0,940
0,977
1,023
1,060
Все результаты измерений и этапов расчета заносят в протокол, после чего
дают гигиенический вывод. При этом руководствуются тем, что скорость
движения воздуха в помещениях, в зависимости от их назначения, должна
находиться в пределах указанных в СНиП 2.04.05-86
95
Таблица 4.
Нормы скорости движения воздуха в жилых, общественных и
административно-бытовых помещениях (Выписка из СНиП 2.04.05-86)
Время года
Теплое
Холодное
и переходной период
Скорость движения воздуха, м/с
Оптимальная
Допустимая
0,2-0,3
0,5
0,2
0,2
Примечание: нормы установлены для людей, которые находятся в помещении больше 2
часов беспрерывно.
Силу ветра (в баллах и по описанию) и скорость движения атмосферного воздуха (в м/с)
оценивают по таблице 1.
96