Badanie parametrów mikroklimatu

Transkrypt

1 P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A W Y D Z I A Ł Z A R Z Ą D Z A N I A LABORATORIUM ERGONOMII I KSZTAŁTOWANIA ŚRODOWISKA PRACY Badanie parametrów mikroklimatu ĆWICZENIE 6B Mikroklimat w środowisku termicznym umiarkowanym Opracowanie: Zespół LEiKŚP Warszawa, 2012 r.

2 1. Teza badawcza Odczucia cieplne człowieka odnoszą się do równowagi cieplnej całego ciała, na którą wpływa aktywność fizyczna człowieka, odzież, która ma na sobie, jak również parametry mikroklimatu. 2. Parametry badane komfort cieplny wyrażony wskaźnikami PMV (przewidywana ocena średnia) i PPD (przewidywany odsetek osób niezadowolonych) 3. Wartości mierzone Temperatura powietrza Wilgotność powietrza Prędkość ruchu powietrza 4. Aparatura badawcza Zintegrowany miernik mikroklimatu MM-01 (załącznik 9) 5. Opis stanowiska badawczego Stanowisko badawcze składa się ze zintegrowanego miernika mikroklimatu MM-01, wentylatora i nawilżacza. Miernik mikroklimatu, wentylator i nawilżacz umieszczone są na stole o wysokości 800 mm. W trakcie realizacji eksperymentu nawilżacz i wentylator umieszczane są różnych odległościach od miernika mikroklimatu. 6. Normy i przepisy prawne PN-EN ISO 7730:2006 (U) Ergonomia środowiska termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja komfortu termicznego z zastosowaniem obliczania wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 29 listopada 2002 w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. Nr 217, poz rok 2002) Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2005 w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz.U. Nr 73, poz. 645). 7. Sposób przeprowadzenia badań Ocenić (w oparciu o tablicę 2 i wzór nr 1) wartość izolacji cieplnej (I cl [clo]) dwóch zestawów odzieży: zestawu letniego i zimowego. Wyznaczone wartości I cl zaokrąglić do wartości zapisanych w poniższej ramce. ICL (clo) Wyznaczyć ilość ciepła wytwarzanego w organizmie (M [met]) ludzkim w wyniku procesów metabolicznych, przy założeniu: niewielkiej aktywności w pozycji siedzącej (wartość M odczytać z tablicy 1). że osoba wykonywała przez 480 minut pracę w trakcie której wydatek energetyczny wyniósł 1950 kcal. Należy posłużyć się następującymi zależnościami: 1 kcal /min = 69,78 W 1 met = 58 W/ m 2 P = 1,8m 2 Wartości met zaokrąglić do wartości zapisanych w poniższej ramce M.(met) Przygotować miernik mikroklimatu do pracy. Z menu głównego zawierającego cztery warianty pomiarów należy wybrać Środowisko Umiarkowane. Za pomocą miernika mikroklimatu wyznaczyć wartości PMV i PPD, temperaturę powietrza, wilgotność powietrza i prędkość ruchu powietrza dla obydwu zestawów odzieży i dwóch rodzajów aktywności fizycznej, dla następujących warunków mikroklimatu: normalnych, zwiększonego ruchu powietrza (realizuje się je korzystając z wentylatora), zwiększonej wilgotności powietrza (realizuje się je korzystając z nawilżacza, zwiększonej wilgotności i prędkości ruchu powietrza (realizuje się je korzystając z wentylatora i nawilżacza). Tablica 1. Ilość ciepła wytwarzanego w organizmie ludzkim w wyniku procesów metabolicznych przy wykonywaniu różnych czynności. Rodzaj czynności Metaboliczne wytwarzanie Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

3 Wypoczynek w pozycji: Leżącej Siedzącej stojącej ciepła M (met) 0,8 1,0 1,2 Aktywność niewielka w pozycji siedzącej 1,2 Aktywność niewielka w pozycji stojącej 1,6 Aktywność średnia w pozycji siedzącej 1,8 Aktywność średnia w pozycji stojącej 2,0 Aktywność duża 3,0 Tablica 2. Izolacja cieplna poszczególnych części odzieży Rodzaj okrycia Izolacja cieplna odzieży I cli (clo) Rajstopy 0,01 Skarpety: Lekkie 0,03 Grube 0,04 Bielizna: Biustonosz + majtki Figi Slipy Podkoszulek 0,05 0,13 0,19 0,06 Koszula Z otwartym kołnierzykiem i krótkimi rękawami Lekka z krótkimi rękawami Lekka z długimi rękawami Gruba 0,09 0,20 0,28 0,25 Spódnica ciepła 0,22 Sweter Lekki 0,17 Gruby 0,37 Sukienka: Lekka 0,17 Gruba 0,63 Marynarka 0,49 Spodnie: Obuwie Lekkie Średnie Grube Lekkie Grube 0,26 0,32 0,44 0,04 0,10 Izolację cieplną całego zestawu odzieży obliczmy ze wzoru nr 1: I cl = 0,75 Icli (1) + gdzie: I cl - izolacja cieplna całego zestawu odzieży I cli - izolacja cieplna poszczególnych części odzieży Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

4 8. Zestawienie wyników badań Takie tablice sporządzić dla każdego rodzaju aktywności fizycznej Izolacja cieplna Warunki Metabolizm zestawu odzieży PMV PPD mikroklimatu M [met] I cl [clo] letniej zimowej l z l z T [ C] RH [%] V [m/s] Warunki normalne Włączony wentylator Włączony nawilżacz Włączony nawilżacz i wentylator 9. Opracowanie wyników badań Oszacować ryzyko zawodowe i określić jego dopuszczalność. Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

5 ZAŁĄCZNIK 1 Instrukcja obsługi zintegrowanego miernika mikroklimatu Zastosowanie Miernik Mikroklimatu MM-01 wykorzystywany jest do pomiarów parametrów charakteryzujących stan środowiska termicznego. Wielkości, jakie można zmierzyć za pomocą miernika MM-01 Symbol ta Wielkość mierzona Zakres Jedn. Rozdz temperatura powietrza th temp. wilgotna wentylow tg temperatura czarnej kuli Tw temp. wilgotna naturalna Maksymalny błąd pomiaru O C 0,1 ± 0,2 ± 0,5 O C 0,1 ± 0,2 O C 0,1 ± 0,3 ± 0,5 O C 0,1 ± 0,3 V prędkość ruchu powietrza m/s 0,01 ±0,05 +5% td temperatura punktu rosy tr to średnia temperatura promieniowania temperatura operacyjna O C 0,1 ± 0,3 O C 0,1 ± 0,5 ± 1 O C 0,1 ± 0,5 RH wilgotność względna % 0,1 ± 3 Pa prężność pary wodnej 0, kpa 0,01 ± 0,1 R promieniowanie podczerwone Wskaźniki, jakie oblicza miernik MM-01 Symbol Wskaźnik Zakres Jedn. Rozdz. WBGT obciążenie termiczne O C 0,1 PMV średnia ocena komfortu ,01 PPD odsetek niezadowolonych % 0,1 SWP przewidywana ilość potu W/m 2 1 DLE dopuszczalny czas ekspozycji min 1 WCI siła chłodząca powietrza Kcal/ m 2 h 1 IREQ wymagana izolacyjność odzieży clo 0,1 Zasada działania Miernik Mikroklimatu MM-01 jest przyrządem z mikroprocesorem, w którym wszystkie czynności sterujące, pomiarowe i obliczeniowe wykonywane są według zawartego w pamięci stałej programu. Obliczenia wszystkich wskaźników, charakteryzujących stan środowiska termicznego opierają się na pomiarach dokonanych przez sądy: prędkości ruchu powietrza V, temperatury powietrza ta, temperatury wilgotnej wentylowanej (do wyznaczania wilgotności) th, temperatury w czarnej kuli tg, temperatury wilgotnej naturalnej tw. Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

6 W układzie obliczeniowym przyjęto funkcję linearyzacji zawartą w normie PN-83/M Obsługa Miernika Mikroklimatu MM-01 Przygotowanie miernika do pracy Rozstawić statyw Zamocować do góry sądy pomiarowe Przyłączyć sondy do jednostki sterująco pomiarowej, łącząc ich oznakowane wtyki z odpowiednimi gniazdami (patrz rys.1) Rys.1. Płyta tylna jednostki sterująco - pomiarowej Usunąć z sond V i Tw ochronne osłonki Nalać do zbiorniczka sondy psychrometrycznej RH wody destylowanej (patrz rys. 2) 1. Termometr wilgotny 2. Termometr suchy 3. Wkręt mocujący 4. Otwór wlewczy 5. Zespól pokrywy z osłonami 6. Zbiornik wody destylowanej 7. Wentylator Rys. 2. Sonda psychrometryczna Ustawić statyw na odpowiednią wysokość i zabezpieczyć go przed opuszczaniem Przeprowadzenie pomiarów Włączyć miernik ustawiając załącznik na płycie przedniej w pozycji ON (patrz rys. 3) Rys. 3. Płyta przednia miernika Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

7 mikroklimatu Na polu odczytowym powinien ukazać się wskaźnik stopnia naładowania akumulatora w postaci zaciemnionego paska im więcej jego pól jest zaciemnionych, tym wyższe napięcie posiada akumulator. Spadek napięcia poniżej wartości minimalnej sygnalizowany jest komunikatem: Akumulator rozładowany. Niemożliwa jest wówczas dalsza praca, o ile nie zostanie przyłączone do miernika napięcie zewnętrzne. Przycisnąć klawisz N lub T jeżeli w pamięci miernika znajdują się umieszczone wcześniej zmierzone parametry, na polu odczytowym ukaże się pytanie: Przesłać ostatnie dane na drukarkę?. Przyciskiem N (Nie) lub T (Tak) wybrać właściwą odpowiedź. Jeśli wybrano N, pojawi się strona tytułowa przedstawiająca miernik. W przeciwnym razie pojawi się pytanie o standard interfejsu przyłączonej do miernika drukarki: Podłączenie drukarki złączem CENTRONICS?. Jeżeli N (Nie), potwierdzić: Podłączenie drukarki przez złącze RS-232. W tym momencie następuje wydruk przechowywanych w mierniku danych i pojawienie się strony tytułowej. Przyciskami N lub T wybrać z menu głównego zawierającego cztery kolejno pojawiające się opcje: trzy typy środowiska termicznego oraz dotyczące parametrów fizycznych powietrza, interesującą nas sytuację roboczą. Pomiary: a) w środowisku umiarkowanym: - PMV, PPD, ta, RH, tg, V, (R), tr, to, Pa, td, b) w środowisku gorącym: WBGT: WBGT, tg, tw, ta; RH, tr, V, Pa; to, td, R; na podstawie obliczenia wymaganej ilości potu: - DLE, SWP, ta, RH; V, tg, R; tr, to, Pa, td; c) w środowisku zimnym (tylko gdy temp. ta>10 O C): WCI,IREQ, ta, to, tg, tr, V d) parametry powietrza:- ta, tg, th, RH, V, Pa, ( R), tr, to, td, tx. Po wyborze środowiska termicznego (przyciskiem akceptującym T), które ma być analizowane, następuje ustawienie stałych, niezbędnych do wyznaczenia odpowiednich wskaźników. Dla środowiska umiarkowanego i gorącego konieczne jest podanie metabolizmu (M) i izolacyjności odzieży (ICL). Do wyboru są wartości: M.(met) ICL (clo) Dla środowiska gorącego należy wybrać pozycję pracy człowieka (siedząca, stojąca, kuczna), przystosowanie organizmu do danych warunków (zaaklimatyzowany, niezaaklimatyzowany), próg dopuszczalności do pracy w danych warunkach (ostrzeżenie, niebezpieczeństwo). Dla środowiska zimnego podajemy tylko metabolizm. Akceptacji danej sytuacji dokonujemy przyciskiem T. Dla każdej wybranej z menu głównego sytuacji określa się tzw. interwał, tj. odcinek czasu, w którym miernik oblicza wartości statystyczne ( ) w postaci średniej arytmetycznej oraz wartości ekstremalnych. Do wyboru są interwały: h. Po upływie czasu interwałowego następuje wyzerowanie wartości statystycznych i ponowne ich naliczanie. Wszystkie wskaźniki środowiska i parametry powierza zgrupowane są na trzech stronicach po cztery na każdej. Miernik przerzuca stronice automatycznie (co ok. 20 sekund), jeżeli w trakcie nastawiania w wybranym środowisku zaakceptowany został przyciskiem T: Automatyczny przegląd wyników?, lub ręcznie, gdy odpowiedzią było naciśnięcie klawisza N. W drugim przypadku kolejne stronice pojawiają się po każdorazowym naciśnięciu klawisza T (dotyczy to również przeglądu automatycznego). Po naciśnięciu przycisku T w trakcie odczytu trzeciej stronicy przyrząd przechodzi do przedstawienia danych statystycznych kolejno dla najważniejszych, wyznaczonych do tego momentu parametrów. Przykładowo dla ustawionego interwału równego 2h odczyt: Ta 20% x = C min=21,8, max=25,9 oznacza, że w czasie ostatnich 24 minut (20% interwału) średnia temperatura powietrza wyniosła 23,4 0 C przy minimalnej jej wartości C i maksymalnej C. Jeżeli miernik obsługuje drukarkę na stanowisku pomiarowym, na kolejne pytanie: Automatyczne drukowanie wyników?, należy odpowiedzieć twierdząco (T), a następnie wybrać przyciskiem T wykorzystywany interfejs: Podłączenie drukarki przez złącze RS- 232 lub Podłączenie złączem CENTRONICS. Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

8 Uwaga: jeśli wybrano podłączenie równoległe Centronics to przy braku drukarki lub wadliwym jej przyłączeniu nie będzie możliwe uruchomienie wykonywania pomiarów. Należy wówczas wyłączyć przyrząd i po ponownym załączeniu prawidłowo go zaprogramować. Jeżeli wyniki pomiarów mają być przechowywane w banku danych miernika w celu ich późniejszego wydrukowania bądź komputerowego przetworzenia, należy zaakceptować pytanie: Kasować ostatnie pomiary z pamięci?. Odpowiedź negatywna (N) spowoduje, że wykonane i zachowane do tej pory pomiary zostaną nienaruszone, a bieżące nie zostaną zapamiętane. Po przeprowadzeniu wszystkich powyższych nastaw, miernik żąda ich ostatecznej akceptacji umożliwia to przeprowadzenie ewentualnej korekty i zmian bez potrzeby powrotu do menu głównego. Uwagi ogólne O wszelkich nieprawidłowościach w pracy przyrządu należy natychmiast powiadomić prowadzącego zajęcia. Z przyrządem należy obchodzić się ostrożnie, wg instrukcji. W przypadku jakichkolwiek wątpliwości należy zwrócić się do prowadzącego zajęcia. Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy

9 ZAŁĄCZNIK 3 Instrukcja BHP - stanowisko do badania mikroklimatu Opis stanowiska badawczego Zgodnie z instrukcją badawczą pkt 5. Sposób przeprowadzenia badań Zgodnie z instrukcją badawczą pkt 7. Uciążliwości i zagrożenia mogące wystąpić na stanowisku podczas wykonywania badań Rozlanie wody z nawilżacza Wylanie cieczy z katatermometru Kontakt z wrzątkiem Porażenie prądem Wykaz czynności niedozwolonych: Włącznie urządzeń przed zapoznaniem się z instrukcją ich obsługi i bez zgody prowadzącego Niestosowanie się do zaleceń zawartych w instrukcjach wykonania ćwiczeń oraz obsługi aparatury pomiarowej Nie stosowanie się do powyższych zaleceń może spowodować: Stłuczenie Skaleczenie Poparzenie Śmierć Czynności przed rozpoczęciem ćwiczenia: Zapoznanie się z instrukcjami obsługi aparatury badawczej i diagnostycznej Wysłuchanie szkolenia stanowiskowego Zapoznanie się z kartą oceny ryzyka zawodowego Czynności po zakończeniu ćwiczenia: Wyłączenie urządzeń diagnostycznych i aparatury badawczej Odłożenie aparatury w miejsce składowania lub przekazanie wykładowcy Zgłoszenie wykładowcy spostrzeżonych awarii sprzętu lub wyposażenia Postępowanie w sytuacji awarii lub wypadku: 1. Bezzwłocznie powiadomić prowadzącego zajęcia 2. Udzielić pomocy poszkodowanym 3. Jeżeli to konieczne powiadomić stosowne służby, tj. straż pożarną, pogotowie ratunkowe, pogotowie energetyczne Laboratorium Ergonomii i Kształtowania Środowiska Pracy