МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ



М.П. КУПЧИК,
М.П. ГАНДЗЮК,
І.Ф. СТЕПАНЕЦЬ,

В.Н. ВЕНДИЧАНСЬКИЙ,
А.М. ЛИТВИНЕНКО,
О.В. ІВАНЕНКО


ОХОРОНА ПРАЦІ


ЛАБОРАТОРНИЙ

ПРАКТИКУМ



РЕКОМЕНДОВАНО

Міністерством освіти України

як навчальний посібник

для студентів вищих закладів освіти України

Купчик М.П., Гандзюк М.П., Степанець І.Ф., Вендичанський В.Н., Литвиненко А.М., Іваненко О.В. Охорона праці. Лабораторний практикум. Для студентів вищих закладів освіти України. – К.: Основа, 1998.– 224 с.


Навчальний посібник призначений для проведення лабораторних робіт по курсу “Охорона праці”.

В посібник включені 20 лабораторних робіт, в яких викладені питання промислової санітарії, гігієни праці, основи фізіології, техніки безпеки та пожежної безпеки.

В описі кожної роботи наводяться: мета роботи, основні теоретичні положення, схема установки, порядок виконання роботи, зміст звіту, контрольні питання і література.

Посібник розрахований для бакалаврів технологічних, механічних та економічних спеціальностей вищих закладів освіти (ВЗО) харчової промисловості і може бути використаний також для інших технічних спеціальностей.

Склад і кількість робіт, необхідних для вивчення по курсу, визначається ВЗО в залежності від профілюючих дис­циплін і оснащення навчальних лабораторій.


Рецензенти:

Проректор з навчальної роботи інституту підвищення кваліфікації і перепідготовки керівних працівників і спеціалістів харчової та переробної промисловості Укрхарчо­прому України к.т.н., доцент С.Д. Дудко.

Старший науковий співробітник лабораторії стандартизації і сертифікації технологічного інституту молока і м’яса УААН П.М. Рудавка.


ЗМІСТ:


ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ У ЛАБОРАТОРІЯХ ОХОРОНИ ПРАЦІ

Основні теоретичні положення

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАПИЛЕНОСТІ ПОВІТРЯ

1.1. Основні теоретичні положення

1.2. Опис схеми установки

1.3. Порядок виконання роботи

1.4. Зміст звіту

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2

ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРВИННИХ ЗАСОБІВ ГАСІННЯ ПОЖЕЖІ

2.1. Основні теоретичні положення

2.2 Будова та принцип дії вогнегасників

2.3. Порядок проведення роботи

2.4. Зміст звіту

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3

ВИЗНАЧЕННЯ ВИБУХОНЕБЕЗПЕКИ ПИЛОПОВІТРЯНИХ СУМІШЕЙ

3.1. Основні теоретичні положення

3.2. Експериментальна частина

3.3. Результати експериментів заносяться до такої таблиці

3.4. Зміст звіту

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИРОДНОЇ ОСВІТЛЕНОСТІ РОБОЧИХ МІСЦЬ

4.1. Терміни, які використовуються під час виконання роботи

4.2.  Основні теоретичні положення

4.3.  Розрахунок природного освітлення

4.4. Вимірювання освітленості

Порядок проведення вимірювань

4.5. Порядок виконання роботи

4.6. Зміст звіту


ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ У ЛАБОРАТОРІЯХ ОХОРОНИ ПРАЦІ


На першому лабораторному занятті перед видачею студентам завдання викладач повинен провести інструктаж з техніки безпеки. Студенти, що не пройшли інструктаж, до виконання лабораторних робіт не допускаються.


Основні теоретичні положення


У лабораторіях охорони праці використовуються прилади і устаткування, яке працює від мережі змінного струму напругою 220 і 380 В. Для того щоб не сталося доторкання до частин устаткування, які знаходяться під напругою, студент повинен уважно ознайомитись з інструкцією по лабораторній роботі, уяснити схему установки, порядок проведення роботи і тільки після дозволу викладача ввімкнути установку в мережу.

Якщо студента уразило електричним струмом, в першу чергу треба: відключити струм, дотримуючись при цьому особової безпеки; звільнити потерпілого від одягу, що ускладнює дихання; оглянути і звільнити рот потерпілого від їжі та інших сторонніх предметів (вставні щелепи та ін.), які можуть потрапити в дихальні шляхи при наданні допомоги; приступити до надання долікарської допомоги; терміново викликати лікаря і швидку допомогу; звільнити приміщення від сторонніх та підготувати пристосування та засоби для надання першої допомоги.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАПИЛЕНОСТІ ПОВІТРЯ


Мета роботи – засвоїти методику дослідження гігієніч­ної оцінки пилу виробничого середовища.


1.1. Основні теоретичні положення


Пил як несприятливий фактор виробничого середовища зустрічається на підприємствах багатьох галузей харчової промисловості [1, 2]. Залежно від хімічного складу та фізичних властивостей твердої фази аерозолю пил може чинити різноманітну дію на організм працюючих – фіброгенну, алергенну, канцерогенну, тощо.

Виробничий пил завдає шкоди організму людини внаслідок механічного (пошкодження органів дихання гострими окрайками часток пилу), хімічного (отруєння) та бактеріологічного (проникнення в організм бактерій разом з пилом) впливу. Він шкідливо діє на органи дихання, травлення, зору та шкіру. Прониклі в дихальні шляхи частинки пилу призводять до “пилової патології”, а саме – пневмоконіозу та пилового бронхіту. Ці професійні захворювання найбільш поширені серед працівників промисловості. Найбільш небезпечна форма пневмоконіозу – сілікоз, має місце при систематичному вдиханні пилу з вмістом вільного двоокису кремнію (SiO2). Діючи на слизову оболонку очей, пил спричиняє запалювальний процес - кон’юнктивіт, а на шкіру – дерматит.

Крім шкідливої дії на людину, пил спричиняє передчасне зношування обладнання, погіршення якості харчових продуктів, може бути причиною пожеж та вибухів.

Пил являє собою дуже подрібнені частинки твердої речовини, які можуть міститись як в повітрі (аерозоль), так і осідати на різні поверхні (аерогель). Частинки пилу мають найрізноманітнішу форму та розміри. За походженням розрізняють пил природний (ерозія ґрунту, пилок та спори рослин) та промисловий. Залежно від матеріалу, з якого утворені частинки, розрізняють органічний пил (рослинного та тваринного походження) та неорганічний (мінеральний та металевий).

До основних фізико-хімічних властивостей пилу відносять його дисперсність (ступінь подрібнення), форму та будову частинок, густину, питому поверхню, адсорбційну здатність та здатність електризуватися і створювати вибухонебезпечні концентрації в повітрі та ін.

Шкідлива дія пилу на людину залежить від його якісної та кількісної характеристик. Якісна характеристика в першу чергу визначається хімічним складом його частинок, який визначає дію речовини на організм людини. До показників, що визначають якісні властивості пилу, належить також дисперсний склад. Для людини найбільш небезпечний пил з великою кількістю частинок розмірами 0,01...5,0 мкм, тому що він погано затримується слизовими оболонками верхніх дихальних шляхів і проникає далеко в тканини легенів. При цьому має значення і форма частинок пилу. Пил з гострою та колючою поверхнею більш небезпечний, ніж сферичний. Також виявлено, що із загальної кількості частинок пилу, ті що мають електричний заряд, затримуються в носовій порожнині і швидко виводяться із організму.

Кількісна характеристика пилу може бути визначена його концентрацією в повітрі – масою пилової речовини, мг, в одиниці об’єму повітря, м3. В зв’язку з тим, що запиленість повітря в першу чергу визначає шкідливу дію пилу на орга­нізм людини, нормативна документація [3, 4] встановлює гранично допустимі концентрації (ГДК) пилу, мг/м3. Деякі з них для пилу, що зустрічається в харчовій промисловості, подані у табл.1.1.

ГДК шкідливих речовин у повітрі робочої зони – це концентрації, які за щоденної 8-годинної роботи (але не більше 40 год. на тиждень) протягом всього робочого стажу не можуть спричинити у працюючих захворювань чи відхилень у стані здоров’я. Робочою зоною вважається простір висотою до 2,0 м над рівнем підлоги чи площадки, на якій перебувають працюючі.

Якщо робота виконується в приміщеннях, де концентрація пилу перевищує ГДК, слід користуватись засобами індивідуального захисту – респіраторами (маска із спеціальним протипиловим фільтром), пилозахисними окулярами і спецодягом.

Перед викидом в атмосферу запилене повітря очищають пиловловлювачами (фільтрами, циклонами, пилоосадниками). Ступінь очищення розраховується таким чином, щоб на території підприємства концентрація шкідливих речовин не перевищувала ГДК у повітрі робочої зони промислових приміщень.

З метою гігієнічної оцінки виробничого пилу потрібно визначити його масу в одиниці об’єму повітря та хімічний склад частинок пилу (вміст вільного оксиду кремнію SiO2). Запиленість повітря можна знайти гравіметричним (ваговим), розрахунковим, фотометричним та іншими способами.

Виділення пилу з повітря виконується різними методами:

аспіраційним, що базується на просмоктуванні повітря через фільтри;

сендиментаційним, що ґрунтується на природному осадженні пилу під дією гравітації;

електроосадженням, яке досягається за рахунок утворення поля високої напруженості, в якому частинки пилу електризуються та притягуються до електродів.

Таблиця 1.1


Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в повітрі робочої зони


Назва речовини

Гранично допустима концентрація, мг/м3

Клас безпеки

Пил рослинного і тваринного походження з домішками:



оксиду кремнію (IV) понад 10 % (зернова, бавовняна, лляна, вовняна)

2

4

оксиду кремнію (IV) від 2 до 10 %

4

4

оксиду кремнію (IV) менше 2 % (борошняна, бавовняна, цукрова,

деревинна)


6


4

Тютюн

3

3

Граніт

2

4

Азбест

2

4

Скляне волокно

3

4

Цемент, барит, штучні абразиви

5

4

Вапно

6

4

Вугілля:



до 10 % оксиду кремнію (IV)

4

4

без оксиду кремнію (IV)

10

4

Інше, без домішок

10

4

Пил з вмістом понад 70 % вільного оксиду кремнію (IV) та його кристалічної модифікації (кварц, кварцит та ін.)


1


3

В санітарно – гігієнічній практиці основним методом визначення запиленості є гравіметричний, тому що за постійного хімічного складу першочергове значення має маса пилу, що затримується в організмі. Але для повної характеристики запиленості та ії гігієнічної оцінки, крім масового вмісту пилу в повітрі, потрібно визначити його дисперсний склад та вміст в ньому вільного оксиду кремнію.

Дисперсний склад пилу являє собою один з основних факторів, що визначає шкідливу дію пилу на організм. Для характеристики дисперсності пилу знаходять вміст частинок пилу у відсотках, розміри яких до 2,0 мкм, 2,0...5,0 та більше 10,0 мкм.

Розмір (діаметр) частинок пилу визначають за допомогою вимірювального мікроскопа в спеціально виготовлених пилових препаратах. Спочатку через фільтр марки (АФА) протягують повітря, яке досліджується на запиленість. Потім укладають фільтр фільтрувальною поверхнею на очищене та знежирене скло і кілька хвилин витримують у парах ацетону. Фільтрувальна тканина фільтра розплавляється і утворює прозору плівку, в якій вміщено і добре видно під мікроскопом частинки пилу. За допомогою окулярного мікрометра визначають розміри не менше ніж 100 частинок пилу, постійно змінюючи поле зору, і записують одержані дані в таблицю. Потім знаходять питому вагу кожної з вищезазначених трьох фракцій у відсотках.

Якісну характеристику пилу можна одержати також фотометричним методом за допомогою поточного ультрафотометра, який дозволяє реєструвати окремі частинки пилу за допомогою інтенсивного бічного потоку світла.

Для визначення в пилу вмісту вільного оксиду кремнію використовують метод, що базується на вибірковому його сплавленні із сумішшю гідрокарбонату та хлориду натрію, розчиненні одержаного силікату натрію і знаходженні вмісту іонів кремнію в розчині за реакцією утворення кремніймо­лібденової комплексної сполуки.

Кількісний вміст пилу в повітрі робочої зони знаходять гравіметричним методом, що полягає в протягуванні через фільтр повітря заданого об’єму, зважуванні відкладених на фільтрі пилових частинок та розрахунку на основі цих даних масової концентрації пилу, мг/м3. Для цього застосовуються спеціальні аналітичні аерозольні фільтри марки АФА, що складаються з фільтрувального елемента та захисних паперових кілець з виступами.

Для фільтрувальних елементів використовується матеріал ФП (фільтр Петрянова), утворений із рівномірного шару тонких полімерних волокон на марлевій підкладці. В лабораторній роботі використовуються фільтри марки АФА-ВП-10 з площею робочої поверхні 10 см2, що мають такі переваги:

­– висока ефективність уловлювання пилу при значних об’єм­них швидкостях повітря;

малий аеродинамічний опір, що обумовлює невеликий час проведення аналізу;

гідрофобність, що дозволяє зважувати фільтри без додаткового висушування;

невелика власна маса (біля 50 мг без захисного кіль­ця), завдяки чому можна брати мінімальну наважку пилу біля 1,0 мг.

Масова концентрація пилу визначається за чотири етапи:

Підготовка апаратури і зважування фільтрів для відбирання проб із повітря.

Відбирання проб пилу на фільтри.

Зважування фільтрів після взяття проб.

Розрахунок концентрації пилу.

На робочих місцях проби відбирають на рівні дихання працюючих (1,5...2,0 м) за допомогою аспіраторів з електричним приводом або ежекторних. Останні використовуються в основному у вибухонебезпечних умовах. В електричних аспіраторах об’ємні швидкості повітря визначаються за показаннями ротаметрів (по верхньому краю поплавка).

Час відбирання проби залежить від ступеня запиленості повітря, швидкості відбирання та наважки пилу і розраховується за формулою

(1.1)


де a – мінімально потрібна наважка на фільтрі, мг (1 мг для фільтра АФА-ВП-10); c – гранично допустима концентрація пилу в повітрі, мг/м3; w – прийнята об’ємна швид­кість відбору проб на фільтр, л/хв.

Об’єм повітря Vt, протягнутого через фільтр, при температурі t та атмосферному тиску Р в місці відбору проб знаходять згідно прийнятим значенням w і t:


, л (1.2)

Відповідно до вимог стандарту [5] цей об’єм приводиться до умов, регламентованих ГОСТ 8.395-80, при температурі 293 К (200С) і атмосферному тиску 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) за формулою:


, л (1.3)

де V – об’єм повітря, протягнутого через фільтр, приведений до нормативних умов, л; P – атмосферний тиск, мм рт. ст.; t – температура повітря в місці відбирання проби, 0С.

Масову концентрацію пилу в повітрі, з якого відбирається проба, розраховують за формулою:


, мг/л (1.4)

де m1 і m2 маса фільтрів відповідно до та після відбирання проби, мг.


1.2. Опис схеми установки


Лабораторна робота проводиться на пристрої типу ОТ1, призначеному для імітації складу запиленого повітряного середовища виробничого приміщення і наступного визначення концентрації пилу гравіметричним методом. Пристрій, схему якого наведено на рис.1.1, складається з пилової камери 1 та примикаючого до неї приладового відсіку 2.

У пиловій камері знаходиться бункер-дозатор з пилом 10. При повороті ручки дозатора в камеру вводиться відповідна порція пилу, що розвіюється вентилятором 14. Внутрішня порожнина камери підсвічується освітлювачем 15 для того, щоб через скло можна було візуально спостерігати наявність пилу.

На дверцях пилової камери передбачено отвір 11 для підключення алонжа (фільтротримача) 9, в якому закріплено фільтр марки АФА-ВП-10.

Для протягування запиленого повітря через фільтр використовується ротаційний компресор 12. Швидкість відбирання проб регулюється поворотом ручки регулятора 8 та відраховується за шкалою ротаметра 7.

Електрична схема установки передбачає живлення ламп освітлювача, двигунів компресора та вентилятора і світлову сигналізацію. Камера має блокування, що виключає можливість запуску вентилятора при відкритих дверцях.


1.3. Порядок виконання роботи


Зважити фільтр на аналітичних терезах з точністю до 0,1 мг.

За формулою (1.1) розрахувати час відбирання проби, приймаючи наважку на фільтрі 1,0 мг і об’ємну швидкість повітря – 3,0 л/хв. Одержаний результат округлити до цілих хвилин.

Вставити фільтр в алонж. Не приєднуючи алонж до пилової камери, ввімкнути тумблер 5 (вмикач напруги на установку). Загориться світловий сигнал наявності напруги 17 і засвітиться освітлювач 15. Ввімкнути тумблер 4 (компресор) і відрегулювати по ротометру 7 об’ємну швидкість повітря (3л/хв.) за допомогою регулятора 8. Виключити компресор (тумблер 4).


а) загальний вид установки



б) кінематична схема установки


Рис.1.1. Схема установки для визначення запиленості повітря


1 – пилова камера; 2 – приладовий відсік; 3 – вмикач вентилятора; 4 – вмикач компресора; 5 – вмикач установки; 6 – штуцери; 7 – ротаметри; 8 – регулятори; 9 – алонж; 10 – бункер-дозатор; 11 – отвір для алонжа; 12 – ротаційний компресор; 13 – електродвигун; 14 – вентилятор; 15 – освітлювач; 16 – вікно для спостереження; 17 – світлові сигналізатори подачі напруги.


Витягти із отвору 11 заглушку і вставити на її місце алонж 9. Включити вентилятор (тумблер 3) і дозатором 10 подати пил у пилову камеру 1. Через вікно 16 можна візуально спостерігати утворення пилового конусу, який гарно видно у промені світла освітлювача 15.

Ввімкнути одночасно тумблер 4 (компресор) і секундомір, яким відраховуємо час експерименту. Проконтролювати об’єм­ну швидкість присмокнування повітря через фільтр (3 л/хв.) і, при необхідності, підрегулювати. Після збігу часу необхідного для експерименту виключити компресор (тумблер 4), вентилятор (тумблер 3) і вимкнути напругу (тумблер 5).

Вийняти обережно фільтр із алонжу і зважити. Визначити барометричний тиск повітря і його температуру в приміщенні лабораторії. Розрахувати масову концентрацію пилу за формулами (1.2), (1.3), (1.4).

Для санітарної оцінки результатів дослідження запиленості повітря треба зіставити їх з гранично допустимими концентраціями, наведеними у табл. 1.1. Зробити відповідні висновки.

1.4. Зміст звіту


У звіті повинні бути відображені: назва та мета роботи; короткі відомості про шкідливість пилу; принцип нормування і гігієнічної оцінки запиленості; результати вимірів та розрахунків за табл. 1.2; аналіз вимірів та розрахунків; дата і підпис студента.


КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Що являє собою пил?

2. Як впливає пил на організм людини?

3. В чому полягає якісна та кількісна характеристики пилу?

4. Від чого залежить шкідлива дія пилу на людину?

5. Що таке гранично допустима концентрація пилу і якими нормативними документами вона регламентується?

6. Як виконується гігієнічна оцінка виробничого пилу?

7. Які існують методи виділення пилу з повітря?

8. Що називають робочою зоною?

9. Як визначається дисперсний склад пилу?

10. Як знаходять у пилу вміст вільного оксиду кремнію?

11. У чому полягають переваги фільтрів марки АФА?

12. Як знаходять концентрацію пилу гравіметричним методом?

13. Від чого залежить час відбирання проб повітря на запиленість?

14. Як розраховують масову концентрацію пилу за результатами вимірів?

15. Як улаштована установка для визначення запиленості?


ЛІТЕРАТУРА

1. Никитин В. С., Бурашников Ю. М. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности.– М.: Агропромиздат, 1991. – 350 с.

2. Сегеда Д. П., Дашевский В. И. Охрана труда в пищевой промышленности.– М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1983. – 344 с.

3. ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования –М.: Изд-во стандартов, 1984. – 367 с.

4. СН 245-71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.– М.: Стройиздат, 1972.

5. ГОСТ 12.1.016–79 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования и методика измерения концентрации вредных веществ.– М.: Изд-во стандартов, 1984. – 367 с.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2

ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРВИННИХ ЗАСОБІВ ГАСІННЯ ПОЖЕЖІ


Мета роботи ознайомитися з будовою, принципом дії різних вогнегасників та практичним застосуванням вогнегасника ОХП-10, а також навчитися застосовувати первинні засоби для гасіння пожежі.


2.1. Основні теоретичні положення


Всі працівники зобов’язані знати та неухильно виконувати правила пожежної безпеки, з якими їх знайомлять у процесі проведення протипожежних інструктажів.

З робітниками підприємств проводиться пожежо – технічний мінімум, де їх знайомлять з методами гасіння пожеж і обладнанням, що використовується для цього та первинними засобами пожежогасіння. Для ліквідації загорання, попередження пожеж та вибухів на кожному підприємстві, що має пожежо – та вибухонебезпечні процеси (категорії А, Б, В, Є), розробляється план пожежо – технічних заходів, в якому передбачається: порядок оповіщення керівників під­приємств та виклик пожежних підрозділів; перелік пожежо – та вибухонебезпечних приміщень та обладнання, можливі причини пожежі та вибуху; дії персоналу підприємств щодо попередження пожежі або вибуху, а також способи та засоби їх ліквідації; порядок та способи евакуації персоналу та обладнання.

Всі підприємства харчової промисловості повинні бути забезпечені первинними засобами пожежогасіння, до яких належать пожежні стволи (водні та повітряно-пінні), внутрішні пожежні водопроводи (крани), вогнегасники (хімічно-пінні, газові, порошкові), бочки з водою, лопати, відра, сухий пісок, азбестові ковдри, інструмент та пристрої для розбирання будівельних конструкцій під час гасіння (багри, лопати, сокири та ін.).

Для гасіння пожеж застосовують воду, водяні емульсії, галогенові вуглеводні, хімічну та повітряно-механічну піну, водяну пару, двооксид вуглецю, інертні гази, порошки.

Вогнегасний ефект води полягає в змочуванні поверхонь, зволоженні та охолодженні речовин, що горять, механічному збиванні полум’я струменем води.

Водою не можна гасити рідкі горючі речовини, електроустановки, що перебувають під напругою, лужні метали.

Для гасіння невеликих займань, а також за неможливості використання води, застосовуються ручні та пересувні вогнегасники, пісок або тирсу, насичену 15 %-ним розчином кальцинованої соди, азбестові полотна, повстяні мати, кошми, та ін.


2.2 Будова та принцип дії вогнегасників


Пожежу найлегше ліквідувати в початковій стадії. Успішна ліквідація займань можлива тільки в результаті чітких та швидких дій. Для цього треба знати будову, принцип дії вогнегасників та вміти ними користуватися.




















Рис. 2.1. Пінний вогнегасник ОХП-10


1 — сталевий корпус; 2 — поліетиленовий стакан; 3 — гумовий клапан; 4 – пружина; 5 – рукоятка; 6 – кришка; 7 – шток; 8 – отвір (сприск).



На підприємствах застосовуються такі вогнегасники: хі­мічно-пінні ОХП-10, ОПМ, ОП-9ММ, ОХВП-10; вуглекислотні ручні ОУ-2, ОУ-3, ОУ-5, У-8, а також пересувні ОУ-25, ОУ-80, УП-2М; повітряно-пінні ОПК-1,5, ОВП-5, ОВП-10, порошкові ОП-1Б, ОП-2Б, ОП-5С, ОП-10.

Пінний вогнегасник ОХП-10 (рис. 2.1) є на всіх підприємствах харчової промисловості, а також широко застосовується на будівництвах, складах, у побутових будівлях та на інших об’єктах.

Пінний вогнегасник ОХП-10 складається зі сталевого корпусу 1, всередині якого міститься поліетиленовий стакан 2, закритий гумовим клапаном 3. Пружина 4 забезпечує надійне прилягання клапана до сідла стакана в неробочому стані вогнегасника. Корпус вогнегасника заповнений водним розчином бікарбонату натрію (двовуглекислої соди NaHCO3), а поліетиленовий стакан – водним розчином сірчанокислого алюмінію Al2(SO4)3. Верхня частина корпусу вогнегасника закривається кришкою 6.

Під час змішування лужної та кислотної частин відбувається хімічна реакція з виділенням великої кількості двооксиду вуглецю:

Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SO4; (2.1)


3H2SO4 + 6NaHCO3 = 3Na2SO4 + 6H2O + 6CO2. (2.2)


Використаний вогнегасник знову заряджають розчинами вихідних компонентів, які випускаються промисловістю в сухому вигляді в пластикових мішечках. Лужна частина містить 450...560 г бікарбонату натрію та екстракту солодкового або лакричного кореня, котрий добавляють для підвищення стій­кості хімічної піни, розчинених в 8,5 л води. Кислотна частина містить розчин сірчанокислого алюмінію у воді (240 г) що залитий в поліетиленовий стакан об’ємом 450 см3.

Щоб привести вогнегасник в дію, треба повернути рукоятку 5, з‘єднану з клапаном за допомогою штока 7, навколо її осі на 180°. При повертанні ексцентрикової основи рукоятки клапан піднімається і відкриває вихід із стакана. Потім вогнегасник перевертають догори дном. При цьому кислотна частина заряду змішується з лужною. Двооксид вуглецю, що виділяється під час реакції, створює значний тиск всередині корпусу вогнегасника (до 0,5 МПа) та викидає через отвір (сприск) стру­мінь хімічної піни на відстань 6...8 м протягом ~60 с. Під час виготовлення корпус вогнегасника випробовується на тиск до 2,5 МПа.

Вогнегасник розрахований для гасіння пожежі на ділянці площею ~1 м2. Вогнегасна дія піни: при покритті нею поверхні речовини, що горить, припиняється доступ горючих газів та пари в зону горіння, ізолюється речовина, що горить, від кисню повітря та охолоджується найбільш нагрітий поверхневий шар речовини, що горить.

Піна затримується на поверхні легкозаймистих і горючих рідин та зберігається до 40 хв.

Хімічна піна складається з 80 % двооксиду вуглецю, 19,7 % води та 0,3 % піноутворювальної речовини, об’ємна маса якої біля 0,2 кг/м3. Кратність об’єму піни, тобто відношення її об’єму до об’єму первинних продуктів, з яких вона отримана, – не менше 5.

Слід пам’ятати, що піна проводить електричний струм і не можна гасити нею електроустановки та електромережу, що перебуває під напругою.

Вогнегасником ОХП -10 не можна гасити лужні метали, такі як натрій і калій, бо вони внаслідок взаємодії з водою, що міститься в піні, виділяють водень, який підсилює горіння, а також рідини: спирт та ацетон, оскільки вони поглинають воду з піни.

Газові вогнегасники ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 та інші (цифра вказує на місткість балона в літрах) наповнюють зрідженим двооксидом вуглецю до робочого тиску 6 МПа. За принципом будови та дії всі вогнегасники аналогічні.

На рис. 2.2 показана схема вогнегасника ОУ-2, який складається зі сталевого суцільнотягнутого балона 6, в горловину якого на конусній різьбі ввернуто латунний голковий вентиль 4 з сифонною трубкою 1. На вихідний штуцер вентиля нагвинчено растровий снігоутворювач 5 (у пересувних вогнегасників він закріплений на кінці гнучкого броньованого шлангу).

Щоб привести вогнегасник в дію, потрібно, тримаючи його за рукоятку 2, спрямувати растровий снігоутворювач на вогнище пожежі та відкрити вентиль, обертаючи маховичок 3 проти годинникової стрілки (в останніх моделях цього вогнегасника замість вентиля з маховичком встановлюється поворотна рукоятка). Виходячи з вентиля, рідкий двооксид вуглецю переохолоджується та заморожується в снігоутворювачі у вигляді снігоподібних пластівців. Довжина струменя – біля 2 м, час дії – 30 с, пластівці в зоні горіння відразу перетворюються на газ. Під час роботи вогнегасника не можна торкатись снігоутворювача, оскільки температура його знижується до –70 °С.

Вогнегасна дія двооксиду вуглецю ґрунтується на розбавленні ним повітря та зниженні концентрації кисню в зоні горіння, що призводить до припинення процесу горіння. Один кілограм зрідженого двооксиду вуглецю утворює 0,5 м3 газу. При його випаровуванні відбирається теплота від речовини, що горить, знижується температура цієї речовини і це сприяє припиненню горіння.


Рис. 2.2. Схема вогнегасника ОУ-2


1 – сифонна трубка; 2 – рукоятка; 3 – маховичок; 4 – латунний голковий вентиль; 5 – растровий

снігоутворювач; 6 – сталевий суцільнотягнутий балон.


Газові вогнегасники застосовуються для гасіння легкозаймистих та горючих рідин, твердих речовин, електроустановок, що перебувають під напругою. Ними не можна гасити речовини, котрі можуть горіти без доступу повітря (терміт тощо).

Вуглекислотно-брометилові вогнегасники ОУБ-3 та ОУБ-7 застосовуються для гасіння всіх первинних пожеж (крім горіння лужноземельних металів) при температурі навколишнього середовища від –60 до +60 °С.

За будовою та принципом дії ці вогнегасники подібні до газових, але мають тонкостінні сталеві балони та замість снігоутворювача – пряму насадку. Вогнегасники заряджають бромистим етилом: ОУБ-3 – 3,4 кг, ОУБ-7 – 7,76 кг і двооксидом вуглецю відповідно 0,1 кг та 0,24 кг.

Для викиду заряду з балона при відкритому вентилі у вогнегасник накачують повітря під тиском 0,86 МПа при температурі 20 °С.

Вогнегасна дія бромистого етилу (галогенного вуглеводню) заснована на гальмуванні хімічних реакцій горіння, тому вони часто називаються антикаталізаторами, або інгібіторами горіння. Бромистий етил – рідина, що легко випаровується, має змочувальні властивості та добре гасить горючі матеріали.

Рекомендується застосовувати в закритих приміщеннях. Для гасіння горючих матеріалів достатня концентрація брометилу 4,6 4,8 %.

Порошкові вогнегасники застосовуються для гасіння лужних металів, двигунів внутрішнього згоряння, електроустановок. Для викиду порошкового заряду через конічну або циліндричну насадку у вогнегаснику є балончик із стисненим повітрям або зрідженим двоокисом вуглецю. Для запобігання зволоженню та змочуванню сухого порошку у вогнегасниках насадку герметично закривають спеціальною проб­кою.

Для приведення вогнегасника в дію виймають пробку з насадки, потім вогнегасник спрямовують на вогнище, розгерметизовується газовий балончик шляхом відкривання вентиля або протикання герметизуючої перетинки. Газ потрапляє в корпус вогнегасника, створює тиск та виштовхує порошок, який містить 96,5 % кальцинованої соди, 1 % графіту, 1 % стеарату заліза, 1 % стеарату алюмінію, 0,5 % стеаринової кислоти. Порошок являє собою білі аморфні дрібнодисперсні частинки, що плавляться під дією тепла, та виділяє двооксид вуглецю. Розплавлений порошок спучується, покриває речовину, що горить, плівкою низької теплопровідності, заважаючи поширенню вогню, ізолює речовину, що горить, гальмує реакцію горіння як інгібітор (антикаталізатор) .


2.3. Порядок проведення роботи


1. Уважно прочитати інструкцію та законспектувати основні теоретичні положення.

2. Розібрати, уважно оглянути будову вогнегасників ОХП-10 та ОУ-2, звірити їх зі схемами, наведеними на рис. 2.1, 2.2, та вивчити принцип роботи. Зібрати вогнегасники.

3. Імітувати приведення в дію вогнегасника ОХП-10: прочистити шпилькою отвір сприску; поставити вогнегасник на підлогу і, тримаючи лівою рукою за ручку на корпусі, правою повернути рукоятку навколо осі на себе; підняти вогнегасник і перевернути його догори дном; енергійно трусонути його та спрямувати сприском у бік уявного загоряння.

4. На спеціально відведеній ділянці двору на металевому листі підпалити гас або деревні відходи, дати їм розгорітися, а потім загасити вогнегасником ОХП-10, закидати піском або землею чи залити водою.

Примітка. Завдання за п. 4 виконується під керівництвом викладача під час демонстрації роботи вогнегасника для однієї чи двох груп студентів.


2.4. Зміст звіту


У звіті мають бути відображені: мета роботи; призначення та застосування вогнегасників. Схеми будови вогнегасників ОХП-10 та ОУ-2 та правила користування ними; опис гасіння пожежі піском, кошмою або азбестовим полотном; дата та підпис студента.

Контрольні питання.

1. Які засоби передбачаються на виробництві для забезпечення пожежної безпеки?

2. Що належить до первинних засобів гасіння пожежі?

3. Які Вам відомі вогнегасники за змістом внутрішнього заряду?

4. Вогнегасні властивості води. Які загоряння можна гасити водою?

5. Будова та особливості застосування вогнегасників типу ОХП.

6. Особливості застосування газових (вуглекислотних) вогнегасників.

7. Для чого застосовуються брометилові вогнегасники?

8. Принцип дії та область застосування порошкових вогнегасників.

9. В якому випадку доцільно застосовувати для гасіння пожежі пісок, азбестове полотно, кошму?

10. Якими первинними засобами можна гасити рідкі горючі речовини, електроустановки, лужні метали?

Література

1. Сегеда Д.Т., Дашевский В.И. Охрана труда в пищевой промышленности.– М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. – 344 с.

2. Беляев В.В. Охрана труда на предприятиях мясной и молочной промышленности.– М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. – 288 с.

3. Кулешов В.П., Орлов Г.Г., Сорокин Ю.Г. Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.– М.: Химия, 1983. – 472 с.


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3

ВИЗНАЧЕННЯ ВИБУХОНЕБЕЗПЕКИ ПИЛОПОВІТРЯНИХ СУМІШЕЙ


Мета роботи – ознайомитися з пожежною безпекою пилоповітряних сумішей, методикою визначення нижньої концентраційної границі займання (вибуховості) (НКГВ) пилоповітряних сумішей, експериментально визначити нижню концентраційну границю займання (вибуховості) пилоповітряної суміші.

3.1. Основні теоретичні положення


Зона концентрацій, в якій пилоповітряна (або газова) суміш, що має зовнішнє джерело запалювання, спалахує, зветься зоною займання (вибуховості) пилу. Граничні концентрації зони займання (вибуховості) при атмосферному тиску звуться відповідно нижньою (НКГВ) та верхньою (ВКГВ) концентраційною границею займання (вибуховості).

НКГВ пилоповітряної суміші – основний показник, що визначає пожежо- та вибухобезпеку виробництв та приміщень, в яких одержують чи використовують подрібнені горючі матеріали. Якщо концентрація пилу перевищує верхню границю вибуховості, то пил може горіти, а вибуху не станеться. Верхні концентраційні границі вибуховості досить значні і всередині приміщень практично малоймовірні (наприклад, НКГВ для цукрового пилу 15 г/м3, а ВКГВ-13500 г/м3).

Відповідно до Правил будови електроустановок (ПУЕ) виробничі приміщення, в яких присутній горючий пил, належать до вибухонебезпечних, якщо НКГВ не перевищує 65 г/м3.

В табл.3.1 приведені дані по вибуховості повітряних сумішей деякого пилу.

Таблиця 3.1

Нижня концентраційна границя вибуховості повітряних сумішей пилу

різних речовин, г/м3, така:


Дерев‘яний пил від тирси

65

Пил поліетилену (фракція 250 мкм)

45

Пил сірки (фракція 850 мкм)

2,3

Пил цукру (фракція 74 мкм)

1,5

Пил промислового залізного порошку

100

Пил кам‘яного вугілля

114

Крохмаль картопляний

40,3

Тютюновий пил

68...101

Елеваторний пил (зерновий)

10,1

Торф‘яний пил

227

Молочний порошок

7,6

Мучний пил

30,2...63,0


НКГВ пилу змінюється залежно від його вологості, дисперсності, вмісту летких речовин, зольності, а також від температури та теплової потужності джерела займання та від інших факторів.

НКГВ за ступенем пожежо – та вибухонебезпеки підрозділяється на дві групи та чотири класи:

Група А: 1-й клас – 0...15 г/м3; 2-й клас – 15...65 г/м3.

Група Б: 3-й клас – понад 65 г/м3 та температура займання пилу до 250 0С; 4-й клас – понад 65 г/м3 та температура займання пилу – вища 250 0С.

Наприклад, до 3-го класу належать тютюновий та елеваторний пил, до 4-го вугільний та дерев‘яний.

Методика визначення НКГВ наведена у стандарті [2], який передбачає використання спеціальної установки. Основу її становить скляна циліндрична посудина діаметром 105±7 мм, висотою 425±25 мм з товщиною стінки 9±1 мм, яку вміщено вертикально в захисну витяжну шафу. Посудина закривається герметично верхнім та нижнім фланцями. Всередині міститься джерело займання у вигляді електричної спіралі. Зверху в посудину через розпилювач вводиться разом з повітрям наважка пилу. Якщо при цьому концентрація пилу менша за НКГВ, вибуху не станеться, якщо більша – пил займеться і станеться вибух або спалах. Змінюючи масу наважки, можна знайти нижню межу вибуховості пилу. Для достовірності вимірювання роблять не менше шести дослідів з наважками пилу, які дають мінімальний вибух та шість, які не дають вибуху. НКГВ розраховують за формулою:


, г/м3 (3.1)

де Мх математичне очікування величини наважки, що відповідає НКГВ, г; V – об’єм реакційного циліндра, м3; Кп поправковий коефіцієнт, який визначається методами математичної статистики та залежить від маси первинної наважки, маси осаду пилу, що залишився після вибуху, та кількості експериментів.


Рис. 3.1. Установка для визначення НКГВ (прилад ПКО-1м)


1 – основа; 2 – труба; 3 – підставки; 4 – діафрагма; 5 – автотранс­фор­матор; 6 – змінні опо­­ри; 7– конденсатори; 8 – індикаторні лампочки;9 – спіраль запалювання; 10 – спрямувальна трубка; 11 – механізм розпилювання; 12 – пружина; 13 – фіксатор; 14 – шток поршня; 15 – стопорний гвинт; 16 – вісь.

3.2. Експериментальна частина


3.2.1. Робота виконується на лабораторній установці ПКО-1М для визначення вибухових властивостей вугільного пилу. Конструкція установки дає можливість визначати вибуховість та підрахувати НКГВ для будь-якого пилу.

Прилад ПКО-1М (рис.3.1) складається із основи 1, на якій змонтована труба із кварцового скла 2 (V = 0,8 л) і закріплена на металевих підставках 3. Ніхромова спіраль 9 для запалювання пилу, намотана на шамотну трубку і розміщена по центру труби 2. Механізм розпилювання 11 має спрямувальну трубку 10, циліндр з поршнем 14 і пружиною 12 та фіксатор 13. Для контролю за напругою розжарювання спіралі існують індикаторні лампочки 8. Підстроювання електричної схеми здійснюється змінним опором 6. В схемі передбачені роз‘єднувальні конденсатори 7. Прилад вмикається в напругу через лабораторний автотрансформатор 5. Труба має поділки для визначення довжини полум‘я. Кінець труби закривається з’ємною діафрагмою 4.

Для очищення труби 2 від залишків пилу механізм розпилення 11 може відводитись і повертатися навколо напрямної вісі 16 та фіксуватися стопорним гвинтом 15. Індикаторні лампочки мають патрон з написом «нормальна» і «вище норми». Автотрансформатором можна встановити нормальну напругу струму 50...70 В (горить лампочка «нормально»), що живить спіраль запалювання. При цьому за 30...60 с спі­раль розжариться до температури 1150 ± 50 0С, потрібної для запалювання пилоповітряної суміші.

Для виконання роботи треба підготувати кілька наважок пилу, заздалегідь зібраного на виробництві (за профілем спеціальності).

Пил, що має грудки або великоструктурні включення, треба просіяти на ситі, яке додається до приладу ПКО-1М.

На клаптиках паперу (приблизно 70х70 мм) пил від­мі­ряється мірною чашечкою (додається до приладу) і зважується на лабораторних терезах. Первинна наважка повинна бути 180...250 мг. Порядок визначення НКГВ: оглянути прилад, очистити його від пилу (продути трубу та розпилювальний механізм) і ввімкнути його в автотрансформатор; підготувати розпилювальний механізм до роботи, для чого відтягнути поршень до фіксації його фіксатором. Через лійку засипати в спрямувальну трубку наважку пилу і закрити завантажувальний отвір пробкою. Ввімкнути автотрансформатор у мережу електричного струму, відрегулювати автотрансформатором за індикаторними лампочками розжарювання спіралі та витримати 60 с до повного її нагрівання, доки перестане змінюватись колір. Зосередити увагу на кварцовій трубі і повільно витягти фіксатор для спрацювання механізму розпилювання. При цьому відбудеться викидання пилу в середину труби і здійсниться вибух із спалахом, якщо концентрація пилу досягне значення, більшого від НКГВ. Якщо полум‘я та вибуху немає, це значить, що концентрація пилу в повітрі не досягла значення НКГВ. Дослід вважається вдалим, якщо полум‘я вибуху не виходить за межі ближніх позначок, розташованих на трубі по різні боки від спіралі. Це свідчить про мінімальне значення концентрації пилу, яка наближається до НКГВ. У разі невдалого результату треба його повторити, зменшуючи чи збільшуючи наважку пилу. Всі експерименти, в яких полум‘я вибуху не виходить за межі найближчих до спіралі позначок, треба зафіксувати. Для цього після досліду вимкнути прилад з електричної мережі і зібрати незгорілий пил, зсипати його на папірець, який використовувався для зважування наважки, і зважити. Для збирання залишків пилу після вибуху треба використати аркуш паперу розміру шкільного зошита чи трохи більший, який треба підкласти під прилад так, щоб пил із з’ємної діафрагми, що на трубі, а також з самої труби зсипався на цей лист паперу. Під час збирання пилу треба нахилити прилад у бік аркуша паперу так, щоб пил із труби зсипався на папір. Для кращого очищення труби можна використати волосяний йорш, що додається до приладу ПКО-1М.


3.3. Результати експериментів заносяться до такої таблиці


Номер досліду

Маса наважки, мг

Вид пилу

Концентрація пилу, г/м3, в досліді

Наявність вибуху та довжина спалаху, см

Довідкове значення НКГВ, г/м3

G1

G2









Розрахунок концентрації для кожного експерименту здій­снюється за рівнянням:


, г/м3 (3,2)


де G1 – маса пилу разом з паперовою тарою, мг; G2 – маса пилу, який не згорів під час вибуху разом з паперовою тарою, мг; V – об’єм реакційного простору кварцової труби, л; V = 0,8 л; 102 та 103– перерахунок міліграмів у грами та літрів у кубічні метри.

Середнє значення НКГВ, яке буде тим точнішим, чим більше проведено експериментальних замірювань, вираховується із виразу:

, г/м3, (3.3)


де n – кількість дослідів (визначає викладач, який керує лабораторними роботами).

Робота повинна закінчуватись висновками, в яких на основі результатів слід вказати:

1) групу та клас пилу;

2) охарактеризувати його пожежну безпеку;

3) викласти власну думку з приводу різниці в значеннях НКГВ довідкового і отриманого в дослідах.

Після закінчення роботи прилад має бути очищений від пилу та укладений до футляра.


3.4. Зміст звіту


У звіті мають бути відображені: мета роботи; основні теоретичні відомості про НКГВ та методику визначення; схема та опис лабораторного приладу; таблиця експериментальних замірів та розрахунки НКГВ; висновки по роботі; дата та підпис студента.


Контрольні питання

1. За яких умов вибухає пил?

2. Що таке НКГВ та ВКГВ?

3. Від чого залежить НКГВ пилу?

4. Як підрозділяється пил за ступенем вибухо – та пожежобезпеки.

5. Методика визначення НКГВ, передбачена стандартом.

6. Улаштування приладу для визначення вибуховості пилу в лабораторній роботі.

7. Яке рівняння використовується для визначення НКГВ в лабораторній роботі?


Література

1. Сегеда Д. Г., Дашевський В. И. Охрана труда в пищевой промышленности. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983.–344 с.

2. ГОСТ 12.1.032-84 ССБТ. Пожарная безопасность: Методы определения нижнего концентрационного предела воспламенения пылевоздушных смесей. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 12с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИРОДНОЇ ОСВІТЛЕНОСТІ РОБОЧИХ МІСЦЬ


Мета роботи – вивчити питання нормування природної освітленості робочих зон; навчитися вимірювати і визначати освітленість, потрібну для виконання різних видів зорової роботи, а також розрахувати площу світлових прорізів для забезпечення нормованої освітленості.


4.1. Терміни, які використовуються під час виконання роботи


Робоча поверхня – поверхня, на якій проводиться робота та нормується або вимірюється освітленість.

Умовна робоча поверхня – умовно прийнята горизонтальна поверхня, розташована на висоті 0,8  м від рівня підлоги.

Об’єкт розрізнення – предмет або його частина, які потрібно розрізняти в процесі роботи.

Розмір об’єкта розрізнення – найменший розмір, який має чітко розрізняти око під час виконання конкретної роботи (наприклад, товщина ліній шрифту під час читання тексту чи товщина ліній креслення під час його виконання, тощо).

Характерний розріз приміщення – поперечний розріз, площина якого перпендикулярна до площини світлових про­різів або до поздовжньої осі приміщення.

Світловий клімат – сукупність умов природного освітлення в тій чи іншій місцевості за період понад 10  років.


4.2.  Основні теоретичні положення


Природне освітлення – освітлення приміщень прямим або відбитим денним світлом (видима частина променевої енергії сонця).

Організація раціонального природного освітлення на робочих місцях – одна з умов забезпечення нормальної виробничої діяльності людини. Недостатня освітленість робочого місця може спричинити професійне захворювання або виробничий травматизм [1,2].

Приміщення з постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення, яке забезпечується бічним, верх­нім та комбінованим світлом.

Бічне природне освітлення – освітлення приміщення через світлові прорізи у зовнішніх стінах.

Верхнє природне освітлення – освітлення приміщення через світлові ліхтарі, прорізи у покритті або у стінах місць перепаду висот будівлі.

Комбіноване освітлення – поєднання верхнього та біч­ного природного освітлення.

Через постійну зміну зовнішнього світла природна освітленість на робочих місцях характеризується коефіцієнтом природної освітленості.

Коефіцієнт природної освітленості (КПО) – процентне відношення природної освітленості у будь-якій точці всередині приміщення до одночасно виміряної на тому ж рівні освітленості зовнішньої горизонтальної площини рівномірно розсіяним (дифузійним) світлом усього небосхилу.


, % (4.1)


Для приміщень з одностороннім бічним освітленням нормується мінімальне значення КПО у точці, розташованій на відстані 1  м від стіни, найбільш віддаленої від світлових прорізів, на перерізі вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні.

Для приміщень із двостороннім бічним освітленням нормується мінімальне значення КПО у точці посередині приміщення на перерізі вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні.

При верхньому або комбінованому освітленні нормується середнє значення КПО у точках, розташованих на перерізі вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні. При цьому перша та остання точки приймаються на відстані 1  м від поверхні стін або перегородок.

У разі комбінованого освітлення допускається розподіл приміщення на зони з бічним (прилеглі до зовнішніх стін з вікнами) та верхнім освітленням. Нормування та розрахунок природного освітлення у кожній зоні проводиться окремо.

Під час нормування природної освітленості визначається найменший розмір об’єкта розрізнення, відповідний йому розряд зорової роботи та нормований коефіцієнт природної освітленості.

Нормовані значення КПО залежать від поясу світлового клімату. Уся територія СНД поділена на п’ять поясів світлового клімату. Нормовані значення КПО для приміщень, розташованих в І, ІІ, ІV та V поясах, визначаються за формулою

, (4.2)

де – нормоване значення КПО для ІІІ поясу світлового клімату; m – коефіцієнт світлового клімату; c   коефіцієнт сонячності клімату.

Чисельні значення коефіцієнтів , m, c наведені в нормативному документі [3]. Нормовані значення КПО для IV поясу СНД (у тому числі для території України та Молдавії), розраховані за формулою (4.2), подано в табл. 4.1 та 4.2.

Таблиця 4.1

Нормовані значення КПО для виробничих процесів


Характеристика зорової роботи

Найменший розмір об’єкта розрізнення, мм

Розряд зорової роботи

Коефіцієнт природної

освітленості ен , %

при верхньому та комбінованому освітленні

при бічному освітленні

Найвищої точності

< 0,15

І

9

3,2

Дуже високої точності

0,15...0,3

ІІ

6,3

2,3

Високої точності

0,3...0,5

ІІІ

4,5

1,8

Середньої точності

0,5...1

ІV

3,6

1,4

Малої точності

1...5

V

2,7

0,9

Груба (дуже малої точності)

> 5

VI

1,8

0,5

Робота з матеріалами, що світяться, та виробами у гарячих цехах



> 0,5



VII



2,7



0,9

Загальне спостереження за ходом виробничого процесу: постійне




VIII



0,9



0,3

періодичне при постійному перебуванні людей у приміщенні



VIII


0,6


0,2

теж саме при періодичному


VIII

0,5

0,1


Таблиця 4.2

Нормовані значення КПО для деяких приміщень


пп

Приміщення

Площина (Г- горизонтальна) нормування КПО

висота площини

над підлогою, м

Коефіцієнт природної освітленості

ен , %

при верхньому та комбінованому освітленні

при бічному освітленні

1.

Конструкторські та креслярські бюро


Г-0,8


4,5


1.8

2.

Читальні зали

Г-0,8

2,7

0,9

3.

Аудиторії, навчальні кабінети, лабораторії

Г-0,8 на робочих столах та партах

3,6

1,4

4.

Майстерні оброблення металів та деревини


Г-0,8


3,6


1,4

5.

Цехи та приміщення виробництва харчових продуктів



Г-0,8



2,7



0,9

Нормовані значення КПО, наведені в табл. 4.1, встановлені при розташуванні об’єктів розрізнення на відстані не більше 0,5  м від очей працівника. При збільшенні цієї відстані розряд зорової роботи установлюється у відповідності з такими даними:

Нерівномірність природного освітлення – відношення середнього значення КПО до його найменшого значення у межах даного приміщення.

Нерівномірність природного освітлення виробничих приміщень не повинна перевищувати 3:1. Нерівномірність природного освітлення не нормується для приміщень з бічним освітленням, у разі виконання робіт VII і VIII розрядів при верхньому або комбінованому освітленні та для допоміжних приміщень.


Границі відношення (d/Lo)·103

< 0,3

0,3...0,6

0,6...1

1...2

2...10

> 10

Розряд зорової роботи

І

ІІ

ІІІ

IV

V

VI


Примітка.

–  мінімальний розмір об’єкта розрізнення, м;

Lо  –  відстань від об’єкта розрізнення до очей працівника, м.


4.3.  Розрахунок природного освітлення


Цей розрахунок полягає у визначенні сумарної площі світлових прорізів, потрібної для забезпечення нормованого значення коефіцієнта природної освітленості на робочих місцях.

Розрахунок площі світлових прорізів при освітлені бічному (через вікна):

, м2 (4.3)


при верхньому освітленні (через ліхтарі)

, м2 (4.4)

де Sв, Sл – площа світлових прорізів відповідно при бічному та верхньому освітленні; ен – нормоване значення КПО, % (приймається за табл. 4.1 або  4.2); Кз   коефіцієнт запасу (приймається за табл.4.3); hв – світлова характеристика вікон (визначається з табл. 4.4); hл – світлова характеристика ліхтаря або світлового прорізу в площині покриття; Sп – площа підлоги приміщення, м2; Кб – коефіцієнт затінення вікон будівлями, що стоять напроти (визначається з табл. 4.4); – загальний коефіцієнт світлопропускання:

(4.5)


де 1 – коефіцієнт світлопропускання матеріалу (для одинарного листового скла  – 0,9; подвійного  – 0,8; потрійного  – 0,75); 2  – коефіцієнт, який ураховує втрати світла в рамі світлопрорізу (для одинарних дерев’яних рам вікон і ліхтарів виробничих приміщень  – 0,75; сталевих  – 0,9); 3 – коефі­цієнт, який враховує втрати світла в несучих конструкціях покриття (для стальних ферм  – 0,9; залізобетонних і дерев’яних  – 0,8; при бічному освітлені  – 1); 4 – коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях (для штор і жалюзі, які прибираються і регулюються  – 1; стаціонарних  – 0,65…0,75; для горизонтальних козирків  – 0,6…0,9); 5  – коефіцієнт, який враховує втрати світла в захисній сітці, яка встановлюється під ліхтарями (приймається рівним 0,9); r1  – коефіцієнт, що враховує підвищення КПО при бічному освітлені за рахунок світла, відбитого від поверхней приміщення, та підстелюючого шару, прилеглого до будівлі (приймається по табл. 4.7); r2  – коефіцієнт, що враховує підвищення КПО при верхньому освітленні за рахунок світла, відбитого від поверхней приміщення; КЛ  – коефіцієнт, що ураховує тип ліхтаря.

Значення коефіцієнтів hл, r2 та КЛ вибираються з відповідних таблиць [3. – с. 36...38]


Таблиця 4.3

Коефіцієнт запасу Кз при природному освітленні


Приміщення

Розташування світлопроникного матеріалу

вертикальне

похиле

горизонтальне

Виробничі приміщення з концентрацією пилу, диму, кіптю у повітрі робочої зони: понад 5 мг/м3


1,5


1,7


2

1...5 мг/м3

1,4

1,5

1,8

менше 1 мг/м3

1,3

1,4

1,5

Навчальні приміщення, лабораторії, читальні зали

1,2

1,4

1,5


Таблиця 4.4

Світлова характеристика вікон hв при бічному освітленні


Відношення довжини приміщення L до його глибини, а

Відношення глибини приміщення а до його висоти від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна, h1

1

1,5

2

3

4 і більше

6.5

7

7,5

8

3

7,5

8

8,5

9,6

2

8,5

9

9,5

10,5

1,5

9,5

10,5

13

15

1

11

15

16

18

0,5

18

23

31

37


Таблиця 4.5


Коефіцієнт затінення вікон у залежності від відношення відстані між розглядуваною будівлею

та тією, що стоїть навпроти Р до висоти розташування карниза будівлі,

що стоїть навпроти над підвіконням вікна, Нк


P/HК

Кб

0,5

1,7

1

1,4

1,5

1,2

2

1,1

3 і більше

1,0


Таблиця 4.6

Коефіцієнт r1 підвищення КПО при односторонньому бічному освітленні


Відношення глибини приміщення a до висоти від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна, h1

Відношення відстані а1 розрахункової точки від зовнішньої стіни до глибини при­міщен­ня, a

Середньозважений коефіцієнт відбиття

rср стелі, стін та підлоги

0,5

0,4

0,3

Відношення довжини приміщення

L до його глибини , а

0,5

1

2

0,5

1

2

0,5

1

2

1...1,5

0,5

1,4

1,3

1,2

1,2

1,15

1,1

1,2

1,1

1,1

1

2,1

1,9

1,5

1,8

1,6

1,3

1,4

1,3

1,2

1,5...2,5

0,3

1,3

1,2

1,1

1,2

1,15

1,1

1,15

1,1

1,05

0,5

1,85

1,6

1,3

1,5

1,35

1,2

1,3

1,2

1,1

0,7

2,25

2

1,7

1,7

1,6

1,3

1,55

1,35

1,2

1

3,8

3,3

2,4

2,8

2,4

1,8

2

1,8

1,5

2,5...3,5

0,3

1,2

1,15

1,1

1,15

1,1

1,1

1,1

1,1

1,05

0,5

1,6

1,45

1,3

1,35

1,25

1,2

1,25

1,15

1,1

0,7

2,6

2,2

1,7

1,9

1,7

1,4

1,6

1,5

1,3

0,9

5,3

4,2

3

2,9

2,45

1,9

2,2

1,85

1,5

1

7,2

5,4

4,3

3,6

3,1

2,4

2,6

2,2

1,7­


4.4. Вимірювання освітленості


Для вимірювання освітленості використовуються переносні фотоелектричні люксметри Ю116, Ю117. Принцип їх дії заснований на явищі фотоелектричного ефекту. Прилади від­різняються діапазоном вимірювання освітленості: Ю116 –5...100 000 лк; Ю117 – 0,1...100 000 лк.

У даній лабораторній роботі використовується люксметр Ю116.

Люксметр Ю116 складається з вимірника та селенового фотоелемента з насадками.

Вимірник має дві шкали: 0...100 і 0...30. На кожній з них точками відмічено початок переважного діапазону вимірювань: на шкалі 0...100 точка міститься над позначкою 17, на шкалі 0...30 – над позначкою 5. Прилад оснащений кнопками для перемикання шкал та табличкою із схемою, яка зв’язує застосування насадок з діапазонами вимірювань (згідно з табл.  4.7).

Селеновий фотоелемент міститься в пластмасовому корпусі і має світлочутливу поверхню 30 см2. Для зменшення косинусної похибки використовується напівсферична насадка К разом з однією із трьох інших насадок (світлофільтрів) М, Р або Т.

Таблиця 4.7


Умовне позначення комбінації насадок на фотоелементі

Коефіцієнт поглинання

світлофільтра

Діапазон вимірювань, лк

Без насадок з відкритим фотоелементом

1

5...30

17...100

Напівсферична насадка
із світлофільтрами К М

10

50...300

170...1 000

Напівсферична насадка
із світлофільтрами К Р

100

500...3 000

1 700...10 000

Напівсферична насадка
із світлофільтрами К Т

1000

5 000...30 000

17 000...100 000


Порядок проведення вимірювань

Встановити фотоелемент з потрібною комбінацією насадок на робочу поверхню.

Встановити вимірник люксметра з футляром у горизонтальне положення на максимальній відстані від фотоелемента, щоб тінь від людини, яка проводить вимірювання, не падала на нього. Ввімкнувши кнопку шкали з відповідним діапазо­ном вимірювання. Коректором відрегулювати положення стрілки приладу на нульовій поділці шкали.

Приєднати фотоелемент до вимірника і розпочати до вимірювання. Показання приладу в поділках шкали помножити на коефіцієнт поглинання світлофільтра.

За невідомого рівня вимірюваної освітленості, пошуки чутливості приладу починають з установлення на фотоелемент насадок у послідовності КТ  КР  КМ та перемикання по черзі двох шкал 0...100 і 0...30 на кожній комбінації насадок.

Після закінчення вимірювань від’єднати фотоелемент від вимірника, надіти на нього насадку Т, покласти в футляр.


4.5. Порядок виконання роботи


Дослідження умов зорової роботи при бічному природному освітлені

1. Виділити 5...6 умовних робочих місць у площині характерного розрізу приміщення лабораторії на рівні умовної робочої поверхні, наприклад, на відстані 1, 2, 3, 4 і т.д. метрів від віконного прорізу.

2. Люксметром Ю116 виміряти освітленість виділених робочих місць.

3. Розрахувати коефіцієнт природної освітленості на робочих місцях за формулою (4.1) (значення ЕЗ вимірюється або указується викладачем).

4. За допомогою табл. 4.1 чи табл. 4.2 пронормувати природну освітленість на робочих місцях.

5. Результати вимірювань та розрахунків занести в таблицю.

6. Побудувати графік залежності КПО від розташування робочого місця відносно віконного прорізу.

7. Визначити за допомогою графіка на яких умовних робочих місцях можна виконувати навчальну роботу (вивчення методичних вказівок, складання звіту про виконання лабораторних робіт, проведення розрахунків з використанням мікрокалькуляторів та ін.)

Перевірний розрахунок площі світлових прорізів в лабораторії при бічному природному освітленні через вікна

1. Виміряти довжину L, ширину B та висоту H приміщення лабораторії.

2. Визначити з табл. 4.1 або 4.2 нормоване значення КПО н ).

3. Залежно від ступеня забруднення повітря робочої зони установити з табл. 4.3 коефіцієнт запасу Кз.

4. Підрахувати висоту від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна h1 та глибину приміщення B1. За даними табл. 4.5 визначити світлову характеристику вікна hв.

5. Оцінити відстань Р між корпусом Ж та протистоячою будівлею університету, а також висоту розташування карниза цієї будівлі над підвіконням вікна лабораторії Нк. За даними табл. 4.6 визначити коефіцієнт затінення вікон Кб.

6. Обчислити загальний коефіцієнт світлопропускання t по формулі (4.5).

7. Встановити коефіцієнт підвищення КПО при бічному освітленні r1 (табл. 4.6).


Таблиця експериментальних даних


Номер умовного робочого місця – відстань від вікна, м

Робочі

параметри люксметра

Освітленість всередині приміщення Еу, лк

Зовнішня

освітленість

Ез, лк

Коефіцієнт природної освітленості е, %

Нормоване значення

КПО ен, %

Коефіцієнт

поглинання

світлофільтра

Ціна поділки,

лк/под.

Число

поділок

1 -








2 -








3 -








4 -








5 -









8. Розрахувати площу світлових прорізів Sв за формулою (4.3).

9. Результати вимірювань та розрахунків занести в таблицю.


4.6. Зміст звіту


У звіті мають бути відображені: мета роботи; короткий опис роботи, який включає характеристику природного освітлення, його нормування при бічному, верхньому та комбінованому освітленні, як методику дослідження умов природного освітлення робочих місць, формули для розрахунку природного освітлення; таблиці та графік експериментальних і розрахункових даних; висновки; дата і підпис студента.

Таблиця експериментальних даних


Площа підлоги Sп, м2

ен, %

Світлова характеристика вікна в

Коефіцієнт запасу Кз

Коефіцієнт затінення Кб

Коефіцієнт

світлопропускання

r1

Площа світлових прорізів Sв, м2

1

2

3

4

5


Контрольні питання

1. Що таке природне освітлення. Фізична суть?

2. Що таке освітленість. У яких одиницях вона вимірюється?

3. Як визначити нормоване значення КПО для різних поясів світлового клімату?

4. Які види природного освітлення вам відомі?

5. Що таке розряд зорової роботи?

6. Як обчислити коефіцієнт природної освітленості?

7. Як нормується КПО при бічному природному освітлені?

8. Як нормується КПО при верхньому природному освітлені?

9. Як нормується КПО при комбінованому природному освітлені?

10. Як влаштований люксметр. Принцип його роботи?

11. Методика вимірювання освітленості за допомогою люксметра Ю116.

12. Як визначити розряд зорової роботи при відстані понад 0,5  м від об’єкта розрізнення до ока працівника?

13. Як розрахувати природне бічне освітлення?

14. Як розрахувати природне верхнє освітлення?

15. Від чого залежить коефіцієнт запасу КЗ?

16. Загальний коефіцієнт світлопропускання . Його визначення.


Література

1. Сегеда Д.Г., Дашевский В.И. Охрана труда в пищевой промышленности. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. – 344 с.

2. Безопасность труда в промышленности: Справ. / К.Н. Тка­чук, П.Я. Галушко, Р.В. Сабарно и др. – К.: Техніка, 1982. – 231 с.

3. Глава СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. – М.: Стройиздат, 1980. – 48 с.


<