Практична робота № 10. Мікроклімат закритих приміщень

Мета роботи: Оцінити вплив процесів життєдіяльності людини на параметри мікроклімату закритих приміщень.

План

1. Поняття мікроклімату закритих приміщень

2. Мікроклімат і вологість закритих приміщень

3. Склад повітря і мікроклімат приміщень

4. Місце опалення житлових приміщень в створенні сприятливого мікроклімату

5. Вентиляція житлових приміщень

Теоретичні відомості

При оцінці мікрокліматичних умов закритого приміщення основне значення має його температурний режим. Так, взимку оптимальна температура в приміщенні повинна становити 18-19 °С (для помірного поясу) і 17-18 °С (для жаркого). Відносна вологість повітря (при температурі повітря 18-20 °С) має бути в межах 40-60 %. Третій компонент мікроклімату - швидкість руху повітря, яка в зимову пору року не повинна перевищувати 0,2-0,3 м/с.

У кінцевому підсумку вимоги до мікроклімату в житлових приміщеннях зводяться до того, щоб людина, вдягнена в легкий одяг і взуття, яка знаходиться тривалий час в малорухливому стані, не мала неприємних відчуттів: охолодження чи перегрівання.

Внаслідок неправильної експлуатації житла або через технічні порушення при його будівництві в житлових приміщеннях виникає вологість. Причини вологості можуть мати експлуатаційний характер - недостатнє опалення у зимовий період, перенаселення житла, прання і сушіння білизни, готування їжі при недостатній вентиляції. Застосування вологоємких будівельних матеріалів, в'язких розчинів, відсутня або недостатня гідроізоляція, дефекти покрівлі та ринв, розташування будинку в улоговині, яка погано освітлюється та провітрюється тощо також сприяють появі вологості.

Підвищення вологості у приміщенні погіршує умови проживання і негативно впливає на організм людини. Перш за все у приміщенні підвищується відносна вологість повітря, в результаті чого на стінах, шпалерах, меблях, підлозі з'являється пліснява, розвиваються бактерії, грибки, які мають неприємний запах і руйнуються дерев'яні деталі будівлі, меблі. Особливо це сприяє появі різних захворювань. Крім того, вогкість підвищує тепловіддачу організму – людина у вологому приміщенні постійно мерзне. Це призводить до загострення тонзилітів, виникнення ангін, катарів верхніх дихальних шляхів. Порушення терморегуляції в цілому сприяє виникненню ревматизму, радикуліту, невралгії, загостренню туберкульозу.

Особливо небезпечне охолодження для людини, яка спить у вологому приміщенні.

При появі перших ознак вогкості приміщення треба добре опалювати і провітрювати, регулярно витирати воду з предметів і стін. Не слід заставляти вологі стіни меблями, завішувати килимами, заклеювати шпалерами, тому що доступ повітря до стін закривається. Заклеєна шпалерами стіна "не дихає", тобто немає обміну між внутрішнім повітрям і зовнішнім.

Систематичне провітрювання і хороше опалення квартири попереджують появу вогкості в житлі. Для об'єктивної оцінки ступеня відволоження стін визначають вміст води в штукатурці, він не повинен перевищувати 2 %.

Повітряне середовище приміщень оцінюється також за його складом.

Хімічний склад повітря в приміщенні такий же, як і ззовні: приблизно 21 % кисню, 78 % азоту, 0,04 % діоксиду вуглецю, менше 1 % складають озон, водень, гелій, неон, криптон, радон і аргон, непостійна кількість водяних парів. При диханні склад повітря змінюється. Видихуване людьми повітря містить менше кисню і більше діоксиду вуглецю тощо.

У повітрі закритих, недостатньо вентильованих приміщень вміст діоксиду вуглецю може свідчити про ступінь забруднення середовища продуктами життєдіяльності людей і про ефективність вентиляції.

В таких умовах погіршується самопочуття і з'являється відчуття нечистого (спертого) повітря. Встановлено, що паралельно із збільшенням кількості С0₂ зростає в повітрі вміст і інших продуктів життєдіяльності людей, які одержали назву антропотоксинів. Понад 30 сполук входять до складу антропотоксинів: оксид вуглецю, аміак, ацетон, сірководень, вуглеводні, альдегіди, органічні кислоти, діетиламін, крезол, фенол тощо. Крім згаданих сполук, в повітря закритих приміщень може надходити більш як 100 летких речовин, які утворюються при розкладанні органічних речовин на поверхні тіла, одягу, в кімнатному пилу, виділяються із полімерних матеріалів.

Таблиця 10.1.

Зміна складу і властивостей повітря при диханні

Показники якості	Атмосферне повітря	Повітря, яке видихається
Кисень	близько 21 %	15,5- 18,0%
С0₂	0,03-0,04 %	2,5-5,0 %
Пари води	різна кількість	насичене
Температура	різна	35-37%

Оскільки в практичних умовах визначити всі фактори, які можуть забруднювати повітря складно і нераціонально, гігієністи прийняли досить зручний показник - вміст діоксиду вуглецю, який запропонований ще М. Петтенкофером і є досить інформативним. Прийнято вважати: якщо концентрація С0₂ в повітрі менша 0,07 %, то вентиляцію в приміщенні можна вважати доброю; до 0,1 % задовільною, а до 0,15 % - допустимою лише для короткотривалого перебування (наприклад, у кінотеатрах).

Для гігієнічної оцінки повітря, крім хімічного складу, має значення й іонний склад повітря. Чим чистіше повітря, тим більше воно містить легких електро від’ємних іонів.

У закритих приміщеннях легкі іони поглинаються в процесі дихання, а також пилом, одягом тощо. Тому ступінь іонізації вважається досить добрим індикатором чистоти повітря. Експериментально підтверджено негативну дію деіонізованого повітря. У людей з'являються сонливість, головний біль, підвищується артеріальний тиск, збільшується кількість недоокислених продуктів у сечі. Для поліпшення якості повітря його збагачують легкими іонами до рівня 4000-5000 в 1 см³.

Поряд з іншими показниками забруднення повітря є мікроорганізми (бактерії, спори, цвілеві грибки). Найчастіше вони знаходяться на поверхні пилинок, з якими переносяться потоками повітря. У повітрі закритих приміщень може бути значна кількість мікроорганізмів, зокрема патогенних.

При кашлі, чханні й при розмові в повітря надходить велика кількість краплинок слини і слизу, в яких є мікроби. Встановлено, що при чханні утворюється до 40000 краплинок, здорова людина може виділити в повітря до 20000 мікробів, а хвора - до 150000. Бризки слини при цьому розлітаються в повітрі на віддаль до декількох метрів. Тривалість знаходження краплинок у завислому стані залежить від їх розміру: великі краплини діаметром до 0,1 мм утримуються в повітрі тільки декілька секунд, Найдрібніші краплини, внаслідок малої маси, можуть знаходитись в повітрі у завислому стані декілька годин і переноситися повітряними потоками на велику відстань.

Звичайно, патогенні мікроби, які є в повітрі, можуть стати причиною інфекційних захворювань. У розповсюдженні цих хвороб має значення стійкість патогенних мікроорганізмів до висушування, що визначає можливість знаходження їх в рідкій або твердій фазі аерозолю. Розрізняють два способи передачі інфекції через повітря:

а) повітряно-краплинний (кір, кашлюк, грип, дифтерія, скарлатина, менінгіт, вітряна і натуральна віспа);

б) пиловий (туберкульоз, сибірка, гнійні інфекції, натуральна віспа).

Завдання до роботи

Завдання 1. Знайти, на скільки градусів може підвищитися температура у приміщенні об’ємом V, у якому N людей викопують роботу із невеликим фізичним навантаженням. Кратність об’єму повітря при неорганізованій природній вентиляції дорівнює К. Теплоємність повітря С = 1370 Дж/(кг*К), а його густина ρ = 1,2 кг/м³.

Для виконання цього завдання приймаємо, що спочатку в приміщенні була температура така ж, як і зовні (літній період), і вона піднялась до температури повітря, що видаляється із приміщення. Кількість тепла, яке виділяється у приміщенні за одну годину, дорівнює

(1)

де W – сумарна потужність джерел виділення тепла, Вт;

N – кількість джерел виділення тепла (кількість людей у приміщенні);

g – потужність виділення тепла однією особою, яка коливається в межах від 100 до 230 Вт залежно від фізичного навантаження.

Це тепло йде на нагрівання повітря, яке було у приміщенні об’ємом V, і нагрівання повітря, яке надійшло в приміщення за одну годину. Отже, за цей час об’єм повітря, яке нагрілося до температури Т₂, становить W+КW.

Кількість тепла, яка йде на нагрівання повітря з теплоємністю Сі масою від температури Т₁, до температури Т₂ визначається за формулою

(2)

Об’єм повітря пов’язаний з його масою відомою формулою:

(3)

де ρ – густина повітря.

Прирівнюючи праві частини рівнянь, що описують кількість виділеного тепла і тепла, що пішло на нагрівання повітря, знаходимо шукану різницю температур:

(4)

Наприклад, нехай у приміщенні об’ємом 250 м³ знаходиться 20 осіб, які виконують легку фізичну роботу. Кратність обміну повітря дорівнює 0,75. Підставивши числові значення величин в останню формулу, матимемо:

Індивідуальні завдання наведені в табл.9.1.

Таблиця 9.1.

Варіанти індивідуальних завдань 1.

№ з/п	Об’єм приміщення V,м³	Кількість осіб, N	Кратність обміну повітря, К	g
			0,50
			0,55
			0,60
			0,65
			0,70
			0,75
			0,80
			0,85
			0,90
			0,95
11.			1,00
			0,95
			0,90
			0,85
			0,80
			1,50
			1,55
			1,60
			1,65
20.			1,70
			1,75
			1,80
			1,85
			1,90
			1,95
			2,00
			1,95
			1,90

Завдання 2. За критерієм вмісту вуглекислого газу перевірити, чи достатньо неорганізованої природної вентиляції з кратністю обміну повітря К у приміщенні об’ємом V, де працює М осіб. Для перевірки необхідно порівняти фактичну кратність обміну повітря К з кратністю обміну повітря, яка забезпечує належну чистоту К_о. Для знаходження величини К_о використовують формули (5), (6):

кратність обміну повітря у приміщенні, яка забезпечує його належну чистоту:

(5)

де t– час, за який концентрація шкідливих речовин у повітрі досягне гранично допустимої, год;

Час, за який концентрація шкідливих речовин досягне гранично допустимої величини, визначають за формулою:

(6)

приймаючи, що граничнодопустима концентрація вуглекислого газу в повітрі дорівнює 2 г/м³, а його концентрація у повітрі, яке подається у приміщення, – 0,7 г/м³.

Масу вуглекислого газу, що надходить у повітря в результаті дихання N осіб, визначають за формулою:

(5)

де т – маса вуглекислого газу, яку видихає одна особа за годину (г/год).

Наприклад, нехай у приміщенні об’ємом 30 м³ працює дві особи, а кратність обміну повітря

К = 0,8. Спочатку обчислюємо час, за який концентрація вуглекислого газу досягне гранично допустимої

Необхідна кратність обміну повітря становить

Отже, наявної кратності обміну повітря у приміщенні є недостатньо, оскільки К<К₀.

Індивідуальні завдання наведені в табл. 2.

Таблиця 9.2.

Варіанти індивідуальних завдань 2

№ з/п	Об’єм приміщення V, м³	Кількість осіб	Кратність обміну повітря, К
			0,60
			0,70
			0,80
			0,65
			0,75
			0,85
			0,90
			0.95
			1,0
			0,5
			0,55
			1,05
			0,70
			0,95
			0,75
			1,60
			1,70
			1,80
			1,65
			1,75
			1,85
			1,90
			1,95
			2,0
			1,5
			1,55
			2,05
			1,70

Зробити висновки за зробленими завданнями.

Контрольні запитання

1. Поняття "мікроклімат".

2. Вплив мікроклімату на працездатність людини.

3. Основні параметри мікроклімату.

Питання для обговорення

Мікроклімат і вологість закритих приміщень.

Рекомендована література

1. Огринський П.І., Єнкало В.М., Дембіцький СІ. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. – Львів: "Афіша", 1997. – 275 с.

2. Основы безопасности жизнедеятельности и первой медицинской помощи: Учеб. пособие / Под ред. Р.И. Айзмана, С.Г. Кривощекова. – Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2002. – 271 с.