CC BY
3
Проф. Г. X. Шахб азян
Комфортные сочетания конвекционного и лучистого тепла
Из Киевского института гигиены труда и профзаболеваний
Цель настоящей работы — выяснить, в какой мере можно лучистым теплом обычных в производственных цехах источников компенсировать недостаток конвекционного тепла. Нас интересовал также вопрос, при каких сочетаниях конвекционного и лучистого тепла можно с помощью движения воздуха нормализовать условия микроклимата в летнее время.
В предыдущих работах мы получили некоторые данные, говорящие о том, что при легкой физической работе при облучении половины поверхности тела лучистым потоком в 0,5 кал/см'/мин. можно достигнуть комфорта при температуре воздуха 10°, а при облучении в 1 кал можно допустить температуру воздуха в 6—8°.
Во время исследований 1947 г. мы установили, что при одностороннем облучении в 0,5 кал комфорт при отсутствии физической работы находится в пределах 12—16°.
Для расширения наших наблюдений и уточнения полученных данных нами была проведена серия исследований в экспериментальной метеорологической камере института над двумя практически здоровыми испытуемыми, которые находились в специальных микроклиматических условиях в сидячем положении в течение 2 часов в обычной для них сезонной одежде. Источником лучистого тепла была специально сконструированная инфракрасная лампа с 8 максимум 1700 т\>-, позволяющая облучать поверхность тела до колен.
Критериями были приняты: теплоощущение по пятибалльной Ьч, шкале, температура кожи лба, груди, ног, средняя температура поверх-ности тела, температура тела, частота сердечных сокращений, состоя-ние потоотделения, а также температура и влажность воздуха под оу одеждой. Полученные данные в неподвижном воздухе представлены л в табл. 1, 2 и 3.
Общим для всех наших опытов является то, что при лучистом тепле показатели температуры кожи при комфортных теплоощущениях более высокие, чем это наблюдается при конвекционном тепле.
Обращает внимание, далее, то, что температура воздуха под одеждой с облучаемой стороны значительно выше, чем на противоположной. Это, конечно, вполне естественно, но здесь возникает вопрос, можно ли пользоваться данными пододежного климата для решения вопроса о комфорте.
Приведенные в таблицах данные показывают, что температура воздуха под одеждой при комфортных ощущениях выше, чем когда испытуемым холодно или тепло (табл. 2), или она одинакова при всех исследованных нами состояниях (табл. 3). Создается впечатление, что температура воздуха под одеждой в условиях воздействия на человека лучистого тепла — ненадежный критерий для решения вопроса о комфорте и дискомфорте.
При одностороннем облучении в 0,5 калории (табл. 1) при температуре воздуха до 10° не удается достигнуть комфортных условий. При температуре воздуха 10—12° общие показатели благоприятны, но имеются жалобы на то, что спина и ноги зябнут. В то же время температура кожи лба и груди находится в пределах 33—34°, а температура кожи спины равна 23—25°, ступни 22—26°, а средняя температура поверхности находится в пределах 30°. Это обстоятельство
зг
ТЭТ 'Р'НМ! иапт" чш. л» ч 1 Г»суд. центр ^едицинсм*
БИБ ИОТЕКА
Манистерст а ^пракиахраа.
СССР
П
Таблица 1. Лучистое тепло 0,5 г/кал/см'.
Температура воздуха Влажность воздуха в % Температура тела Удары пульса в мин. Потеря в весе в г/мин. Температура
лба груди спины
6° 8° 9,5° 10° 12° 70 59 67 68 54 36,6° 36,3° 36,4° 36,3° 36,4° 76 76 66 66 80 0,4 0,45 1,0 1,25 32,6° 32,4° 34,2° 33,8° 33.3° 27,2° 29,4° 33,0° 31,2° 33,3° 24,8° 24,2° 25,4° 23,8° 25,0°
14° 16° 67 41 36,3° 36,6° 80 78 0,9 1,3 33,7° 34,9° 33,7° 33,2° 26,8° 30,0°
18° 44 36,8° 74 — 35,2° 33,6° 31,0°
/ Таблица 2. Лучистое тепло 1 г, кал/см1.
Температура воздуха Влажность воздуха в % Температура тела Удары пульса в мин. Потеря в весе в г'мин. Температура
лба груди спины
ООО ООО о 70 72 70 36,6° 36,5° 36,4° 77 84 70 0,9 0,9 0,9 34,4° 34,4° 34.4° 34,5° 35,2° 35,3° 25,2° 26,2° 28,0°
12° 14° 16° 70 60 50 36,4° 36,5° 36,5° 78 ' 82 74 1.3 1,0 1.4 34,3° 34,1° 35,2° 35,4° 35,2° 29,0° 28,2°
19° 67 37,0° 84 — 36,2° 36,4° 30,8°
Таблица 3. Лучистое тепло 1,5 г;кал/см3.
Температура воздуха Влажность воздуха в % Температура тела Удары пульса в мин. Потеря в весе в г/мин. Температура
лба груди спины
6° 8° •л 70 59 36,6° 36,6° 76 82 1.2 1,2 35,8° 35,0° 34,8° 36,6° 25,6° 25,2°
ООО ОС-!-* 50 65 47 36,6° 36,7° 36,5° 74 82 80 1.6 1,4 1,6 35,4° 35,9° 35,7° 39,8° 40,0° 40,2° 27,8° 28,7° 30,2°
16° 41 36,6° 86 2.1 34,6° 37,7° 30,6°
Движение воздуха = 0
кожи Воздух под одеждой Ощущение
ступни средняя поверхностная температура влажность в «/.
28,0° 22,4° 25,8° 23,6° 23,3° 28,2° 27,7° 30,2° 29,7° 28,8° 30,2° 31,1° 33,0° 31,1° 32,0° 60 65 75 63 66 Ногам холодно, дрожь, гусиная кожа Ногам прохладно, спине холодно Хорошо, спине холодно Хорошо, ноги и спина зябнут То же
27,8° 30.8' 31,4° 32,0° 34,7° 33,4° 66 66 Спине и ногам слегка прохладно Хорошо
31,2° 32,5° 34,0е 60 Тепло
Движение воздуха = 0
кожи Воздух под одеждой Ощущение
ступни средняя поверхностная температура влажность в %
23,6° 28,2° 28,4° 30,7° 31,8° 32,0° 33,6° 34,2° 34,2°• 63 59 64 Спине и ногам холодно Ноги и спина зябнут То же
31,0° 28,2° 30,6° 33,6° 36,4° 36,4° 36,3° 62 63 72 Хорошо, ногам, спине прохладно Хорошо
32,0° 34,8 33,4° 29,4 Тепло
Движение воздуха =
кожи Воздух под одеждой Ощущение
ступни средняя поверхностная температура влажность в %
23,2° 25,6° 32,2° 34,6° 36,0° 36,8° 73 59 Спине холодно, ногам прохладно Спине прохладно, ногам холодно
26,0° 29,0° 31,8° 33,2° 34,1° 34,9° 36,0° 38,5° 36,6° 66 64 66 Хорошо, ногам прохладно Хорошо я
31,2° 34,3° 36,4° 70 Тепло — кожа влажная
нужно принимать во внимание при проектировании лучистого отопления с односторонним облучением.
При температуре воздуха 14—16° испытуемые определяют свое состояние как комфортное, а при температуре 18° как общие показатели, так и теплоощущение выходят за пределы комфорта.
Нужно полагать, что двустороннее облучение и облучение ног позволит достигнуть более устойчивых комфортных состояний, возможно, и при более низких температурах воздуха. Во всяком случае в ориентировочных опытах нами был зарегистрирован комфорт при двустороннем облучении в 0,5 кал при температуре воздуха на 2° ниже, чем при одностороннем облучении.
При одностороннем непрерывном облучении в 1 кал комфортные сочетания, как видно из табл. 2, получены при температуре воздуха 12—16°, а при облучении в 1,5 кал — при 10—14° (табл. 3). При двустороннем облучении и здесь нужно ожидать благоприятных условий при более низких температурах воздуха.
В проекте норм и технических условий для проектирования промышленных предприятий рекомендуется при непрерывном облучении менее 0,5 кал температуру воздуха принять в 15—17°, а при 0,5—1 калории—12—14° при легкой физической работе. Наш материал позволяет рекомендовать верхний предел температуры воздуха поднять на 2° и больше. По Лондону, при повышении лучистого тепла на 0,1 кал нужно температуру воздуха снизить на 1°; в производственных же условиях при одностороннем облучении всего тела 0,1 калории эквивалентна 0,8°.
Хотя наши данные позволяют считать что 0,5 кал при одностороннем облучении можно принять эквивалентной примерно 2°, мы считаем пока что мало доказанной возможность таких пересчетов.
Увеличение интенсивности облучения в неподвижном воздухе более 1,5 калории вызывало неприятное ощущение ожога при любых низких температурах, точно так же как увеличение температуры воздуха выше 20° при любых интенсивностях лучистого потока воспринималось как дискомфортное. Во всех сочетаниях конвекционного и лучистого тепла для достижения комфорта мы должны были прибегнуть к движению воздуха.
На рис. 1, 2, 3 и 4 представлены данные наших опытов при облучении 0,5, 1, 2 и 3 калориями и движении воздуха в 1, 2, 3, 4 и 5 м/мин. Комфортным было принято такое сочетание указанных факторов, когда испытуемые регистрировали свое ощущение как „хорошее", и данные объективных исследований не отклонялись от нормы. При этом большую помощь оказало нам изучение потери веса испарением пота. При комфортных условиях потеря в весе в одну минуту находится в пределах 1—1,5 г, соответственно изменяясь в ту или другую сторону при дискомфорте.
Летавет при температуре воздуха 16—25° нашел потерю влаги у мужчин равной 46 г/час (0,8 г/мин.), причем отметил, что на потерю влаги влияют функциональное состояние организма, физическая нагрузка, даже незначительные колебания метеорологических условий. В прежних наших работах мы находили при комфортном состоянии без физической нагрузки потери влаги в пределах 0,8—1,25 г/мин.
На всех приведенных рисунках влияние движения воздуха сказывается при скоростях 1, 2 и 3 м/сек. Скорости в 4 и 5 м действуют примерно так же, как и скорость 3 м.
Возможно, что при физической работе — интенсивном потоотделении— будут иметь значение и скорости воздуха выше 3 м, но в рассматриваемых нами условиях проектировать скорости выше 3 м/сек в целях борьбы с конвекционным и лучистым теплом нет оснований.
Увеличение интенсивности лучистого тепла больше 3 кал приво-
дит к неприятным ощущениям жжения даже при наличии движения воздуха; рис. 4 также показывает,1.что при облучении 3 калориями зона комфорта суживается.
В табл. 4 представлены числовые выражения пределов комфорта при сочетании конвекционного, лучистого тепла и движения воздуха.
и
34
зг 1 зо
.
з
I» 1-й? III а и
ю го з.о ¿о з.о
х комфорт • холодно. прохладно ■ тепло, жарко Движение воздуха в м/мин
Рис. 1. Комфортные сочетания конвекционного и лучистого тепла и движения воздуха. Облучение 0,5 кал/см3/мин.
-1 —к 1. — 1 I-о
-1
1 (
10 20 10 4.0 5.0 к комфорт •холодно, прохладно % тепло, жарко Движение воздуха ! м/мин
Рис. 2. Комфортные сочетания конвекционного и лучистого тепла и движения воздуха. Облучение 1,0 кал/смг/мин.
Движение воздуха в м Зона комфорта в пределах температуры воздуха
при 0,5 калории при 1 калории при 2 калориях при 3 калориях
1 2 3 25-29° 26-31° 27-32° 22-26° 23—29° 25-30° 20-25° 21-26° 22,5—27° 17—20° 20-23° 22-25°
Таблица 4. Комфортные сочетания конвекционного, лучистого тепла
и движения воздуха
ю го зо 4.о зо
х комфорт • холодно, прохладно лгеплс. юрт Меи тент Ыуха / м/мин
1.0 го 3.0 4.0 5.0 х комфорт •жоНко,прохладно ъгепло, жарко движение Воздуха В м/мин
Рис. 3. Комфортные сочетания конвек- Рис. 4. Комфортные сочетания конвекционного и лучистого тепла и движения ционного и лучистого тепла и движения воздуха. Облучение 2,0 кал/смг/мин. воздуха. Облучение 3,0 кал/см'/мин.
Из табл. 4 видно, что при лучистом тепле в 0,5 калории мы имеем комфортные условия при температуре воздуха от 25° до 32°, в зависимости от движения воздуха; при 1 калории соответственно от 22° до 30°, при 2 калориях—от 22° до 27° и при 3 калориях—от 17° до 25°.
ГОСТ 1324-47 требует: в цехах, характеризуемых выделением лучистого тепла, при интенсивности облучения, превышающей на рабочем месте 1 кал/см2, в местах постоянного пребывания рабочих должно применяться воздушное душирование. При этом для легкой работы в холодные периоды года регламентируются: температура воздуха 15—23°, скорость 1—3 м, в теплый период: температура 18—28°, скорость 2—4 м.
На основании приведенных данных представляется возможным расширить верхний предел температуры воздуха до 30—32° при облучении в 1—2 калории, а также нормировать скорость движения воздуха в зависимости от интенсивности излучения, поднять нижний предел температуры при душировании и отказаться от скорости движения воздуха выше 3 м/сек.
V V V
В. А. Хрусталева и Н. Г. Шаля
Загрязнение ртутью производственных помещений при работе с сулемой
Из Центральной санитарно-гигиенической лаборатории МОсгорздравотдела
На одном из московских здводов в производстве сухих элементов, употребляемых для различных установок в технике связи, важнейшей операцией является изготовление электролита.
.ад.Паста для электролита готовится из растворов хлористого аммония, хлористого цинка и хлористого кальция, к которым добавляется пшеничная мука (как загуститель) и сулема в количестве 0,2—0,4%. Введение сулемы, не являющейся, как и загуститель, электролитом, имеет специальное технологическое назначение. При взаимодействии сулемы с цинком в сухом элементе образуется амальгама ртути, которая защищает цинк от коррозии и улучшает свойства элемента, увеличивая срок его работы.
Процесс приготовления электролита (пасты) производится в цехе „А" и заключается в растворении и смешивании всех указанных составных частей в чанах и мешалках и разливе готовой пасты в тару, переносимую потом в цех „Б" (сборочный). Работа проводится на холоду. Все оборудование, включая мешалку и тару, деревянное.
В сборочном цехе „Б" готовая паста-электролит вводится в цинковые коробки элементов, в которые вставлены угольно-марганцовые стержни. Заполненные заготовки подогреваются до 80° в ваннах с горячей водой (происходит процесс загустевания муки).
В противоположность цеху „А." в помещении сборочного цеха имеется большое количество металлического оборудования и цинковых заготовок. Заливка пасты связана с разбрызгиванием ее, с попаданием ее в ванны с горячей водой, на столы и т. д. В обоих цехах в течение ряда лет определялось содержание паров сулемы в воздухе рабочих помещений.
"^В марте 1947 г. мы также определяли содержание паров сулемы, причем в воздухе цеха изготовления электролита и сборочного цеха обнаружили значительные концентрации сулемы.
">. По литературным данным, сулема может попадать в воздух с водяными парами, причем по мере увеличения температуры летучесть сулемы увеличивается. Но таких условий в цехах не было. Поэтому мы предположили, что загрязнение воздушной среды, которое мы установили в обоих цехах, вызывается в основном не парами сулемы, а парами металлической ртути, выделяющимися из депо сулемы, которые накопились при многолетней работе цехов.
