Гигиеническая оценка скорости движения воздуха в помещении. –
Оптимальная скорость движения воздуха в жилых помещениях составляет 0,2-0,4 м/с. Превышение норматива вызывает ощущение сквозняка, снижение ниже норматива свидетельствует о недостаточном обмене с наружным воздухом (ощущение духоты). На улице скорость движения воздуха до 3 м/сек расценивается как легкий ветер, 5 – 7 м/с – умеренный ветер, 9 – 12 м/с – сильный ветер, 18 – 21 м/с – шторм, свыше 29 м/с – ураган.
Скорость движения воздуха можно измерить с помощью чашечного анемометра (1 – 50 м/с), крыльчатого анемометра (gt; 0,3 м/с) и кататермометра (lt; 0,5 м/с) (рис. 7).
Рис. 7. Анемометр чашечный (слева) и крыльчатый (справа)
Для определения скорости движения воздуха вначале записывают показания на циферблатах анемометров (тысячи, сотни – по маленьким шкалам, десятки и единицы – по большой шкале). Анемометр устанавливают так, что его «крыльчатка» находится в струе движущегося воздуха. Стрелки анемометра закреплены арретиром. Арретир отпускают и одновременно включают секундомер. Через 3 мин. отмечают показания прибора. По разнице показаний определяют число оборотов крыльев в секунду. У чашечного анемометра эти показания соответствуют скорости движения воздуха (м/с), у крыльчатого – скорость определяют по прилагаемому к прибору графику. Эти показания используют для расчета кратности воздухообмена в час при открытой форточке (естественная вентиляция):
Q = (s х V / 2S) х 3600,
где Q – кратность воздухообмена (м3/ч на 1 м2), s – площадь форточки (м2) , V – скорость движения воздуха в форточке (м/с); их произведение делим на 2, так как воздух поступает в помещение только через половину форточки (нижнюю), и на S – площадь помещения (м2), затем умножаем на 3600 сек., т.к. расчет воздухообмена ведется на 1 час.
Кратность воздухообмена нормируется в зависимости от типа помещений (вытяжка: 3 м3/ ч на 1 м2 жилой площади, при двухкомфорочных электроплитах gt; 60 м3/ч на 1 м2 кух-
ни, при двух- и четырехкомфорочных газовых плитах gt; 70 и gt; 90 м3/ч на 1 м2 кухни, в уборной 50 м3/ч на 1 унитаз).
Таблица 6. Скорость движения воздуха меньше 1 м/с с учетом поправок на температуру воздуха в помещении
| H | Температура воздуха | °С | ||||||
| Q | 10,0 | 12,5 | 15,0 | 17,5 _| | 20,0 | 22,5 | 25,0 | 26,0 |
| 0,27 | — | — | — | — | 0,041 | 0,047 | 0,051 | 0,059 |
| 0,28 | — | — | — | 0,049 | 0,051 | 0,061 | 0,070 | 0,070 |
| 0,29 | 0,041 | 0,050 | 0,051 | 0,060 | 0,067 | 0,076 | 0,085 | 0,089 |
| 0,30 | 0,051 | 0,060 | 0,065 | 0,073 | 0,082 | 0,091 | 0,101 | 0,104 |
| 0,31 | 0,061 | 0,070 | 0,079 | 0,088 | 0,098 | 0,107 | 0,116 | 0,119 |
| 0,32 | 0,076 | 0,085 | 0,094 | 0,104 | 0,113 | 0,124 | 0,136 | 0,140 |
| 0,33 | 0,091 | 0,101 | 0,110 | 0,119 | 0,128 | 0,140 | 0,153 | 0,159 |
| 0,34 | 0,107 | 0,115 | 0,129 | 0,139 | 0,148 | 0,160 | 0,174 | 0,179 |
| 0,35 | 0,127 | 0,136 | 0,146 | 0,154 | 0,167 | 0,180 | 0,196 | 0,203 |
| 0,36 | 0,142 | 0,151 | 0,165 | 0,179 | 0,192 | 0,206 | 0,220 | 0,225 |
| 0,37 | 0,163 | 0,172 | 0,185 | 0,198 | 0,212 | 0,226 | 0,240 | 0,245 |
| 0,38 | 0,183 | 0,197 | 0,210 | 0,222 | 0,239 | 0,249 | 0,266 | 0,273 |
| 0,39 | 0,207 | 0,222 | 0,232 | 0,244 | 0,257 | 0,276 | 0,293 | 0,300 |
| 0,40 | 0,229 | 0,242 | 0,256 | 0,269 | 0,287 | 0,305 | 0,323 | 0,330 |
| 0,41 | 0,254 | 0,267 | 0,282 | 0,299 | 0,314 | 0,330 | 0,349 | 0,364 |
| 0,42 | 0,280 | 0,293 | 0,311 | 0,325 | 0,343 | 0,361 | 0,379 | 0,386 |
| 0,43 | 0,310 | 0,324 | 0,342 | 0,356 | 0,373 | 0,392 | 0,410 | 0,417 |
| 0,44 | 0,340 | 0,354 | 0,368 | 0,385 | 0,401 | 0,417 | 0,445 | 0,449 |
| 0,45 | 0,366 | 0,384 | 0,398 | 0,412 | 0,429 | 0,449 | 0,471 | 0,478 |
| 0,46 | 0,396 | 0,415 | 0,429 | 0,446 | 0,465 | 0,483 | 0,501 | 0,508 |
| 0,47 | 0,427 | 0,445 | 0,464 | 0,482 | 0,500 | 0,518 | 0,537 | 0,544 |
| 0,48 | 0,468 | 0,481 | 0,499 | 0,513 | 0,531 | 0,551 | 0,572 | 0,579 |
| 0,49 | 0,503 | 0,516 | 0,535 | 0,556 | 0,571 | 0,590 | 0,608 | 0,615 |
| 0,50 | 0,539 | 0,557 | 0,571 | 0,589 | 0,604 | 0,622 | 0,640 | 0,651 |
| 0,51 | 0,574 | 0,593 | 0,607 | 0,628 | 0,648 | 0,666 | 0,684 | 0,691 |
| 0,52 | 0,615 | 0,633 | 0,644 | 0,665 | 0,683 | 0,701 | 0,720 | 0,727 |
| 0,53 | 0,656 | 0,674 | 0,688 | 0,705 | 0,724 | 0,742 | 0,760 | 0,768 |
| 0,54 | 0,696 | 0,715 | 0,729 | 0,746 | 0,764 | 0,783 | 0,801 | 0,808 |
| 0,55 | 0,737 | 0,755 | 0,770 | 0,790 | 0,807 | 0,807 | 0,844 | 0,851 |
| 0,56 | 0,788 | 0,801 | 0,815 | 0,833 | 0,851 | 0,867 | 0,884 | 0,894 |
| 0,57 | 0,834 | 0,852 | 0,867 | 0,882 | 0,898 | 0,915 | 0,933 | 0,940 |
| 0,58 | 0,879 | 0,898 | 0,912 | 0,929 | 0,911 | 0,959 | 0,972 | 0,977 |
| 0,59 | 0,930 | 0,943 | 0,957 | 0,971 | 0,985 | 1,001 | 1,018 | 1,023 |
| 0,60 | 0,981 | 0,994 | 1,008 | 1,022 | 1,033 | 1,044 | 1,056 | 1,060 |
Кататермометр шаровой представляет собой спиртовой термометр с нижним резервуаром в виде шара и верхним резервуаром. На каждом кататермометре указана его индивидуальная характеристика – фактор кататермометра F, показывающий количество калорий, теряемых 1 см2 площади резервуара данного кататермометра при его охлаждении от 40 до 33° С. Кататермометр нагревают, опуская в горячую воду, до такой температуры, что спирт заполняет верхний ре-
зервуар на 1/3 объема, вытирают насухо, фиксируют в висячем положении и по секундомеру измеряют время остывания прибора от 40 до 33°. Охлаждающая способность воздуха рассчитывается по формуле:
H = [F/ 3 х (40 – 33)]/ T,
где Т – время остывания (сек), F – фактор кататермометра. Затем рассчитывают величину H/Q, где Q – разница между средней температурой шкалы кататермометра, всегда равной 36,5° С и температурой окружающего воздуха в данной точке. По табл. 6, 7 определяют скорость движения воздуха.
Таблица 7. Скорость движения воздуха более 1 м/с.
| H Q | Скорость, м/сек. | H Q | Скорость, м/сек. | H Q | Скорость, м/сек. |
| 0,60 | 1,00 | 0,80 | 2,03 | 1,00 | 3,43 |
| 0,61 | 1,04 | 0,81 | 2,09 | 1,05 | 3,84 |
| 0,62 | 1,09 | 0,82 | 2,16 | 1,10 | 4,26 |
| 0,63 | 1,13 | 0,83 | 2,22 | 1,15 | 4,71 |
| 0,64 | 1,18 | 0,84 | 2,28 | 1,20 | 5,30 |
| 0,65 | 1,22 | 0,85 | 2,34 | 1,25 | 5,69 |
| 0,66 | 1,27 | 0,86 | 2,41 | 1,30 | 6,24 |
| 0,67 | 1,32 | 0,87 | 2,48 | 1,35 | 6,73 |
| 0,68 | 1,37 | 0,88 | 2,54 | 1,40 | 7,30 |
| 0,69 | 1,42 | 0,89 | 2,61 | 1,45 | 7,88 |
| 0,70 | 1,47 | 0,90 | 2,68 | 1,50 | 8,49 |
| 0,71 | 1,52 | 0,91 | 2,75 | 1,55 | 9,13 |
| 0,72 | 1,58 | 0,92 | 2,82 | 1,60 | 9,79 |
| 0,73 | 1,63 | 0,93 | 2,90 | 1,70 | 11,2 |
| 0,74 | 1,68 | 0,94 | 2,97 | 1,80 | 12,6 |
| 0,75 | 1,74 | 0,95 | 3,04 | 1,90 | 14,2 |
| 0,76 | 1,80 | 0,96 | 3,12 | 1,95 | 15,0 |
| 0,77 | 1,85 | 0,97 | 3,19 | 2,00 | 15,8 |
| 0,78 | 1,91 | 0,98 | 3,26 | ||
| 0,79 | 1,97 | 0,99 | 3,35 |
Зная величину отношения H/Q, можно рассчитать скорость движения воздуха без таблиц по формулам: для V lt; 1 м/с: V = [(H/Q – 0,20)/ 0,40]2
для Vgt; 1 м/с: V = [(H/Q – 0,13)/ 0,47]2
Гигиеническую оценку скорости движения воздуха в помещении дают, основываясь на сравнении с гигиеническими нормативами (табл. 8).
Таблица 8. Гигиенические нормативы параметров микроклимата некоторых помещений в умеренном климате
| Род помещений | Температура, °С | Перепады температуры^ | Относи тельная влаж ность, % | Скорость движения воздуха, м/сек | ||
| макси- маль- ная | опти мальная | по гори зонта ли | по вертикали (на 1 м) | |||
| Жилые и учебные | 25 | 20 – 22 | до 3 | до 2,5 | 30 – 60 | 0,1 – 0,25 |
| Лечебные: | ||||||
| – палаты для взрослых | 20 – 22 | до 2 | до 2 | 30 – 50 | 0,2 – 0,4 | |
| – палаты для детей | 22 – 24 | до 2 | до 2 | 30 – 50 | 0,1 – 0,2 | |
| – операционные и перевязочные | 21 – 22 | до 2 | до 2 | 30 – 50 | 0,2 – 0,5 | |
Таблица 9. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
| Период года | Категория работ по уровням энергозатрат, Вт | Температура воздуха, °С | Температура поверхностей, °С | Относи тельная влаж ность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с |
| Холодный (среднесуточные температуры наружного воздуха lt; 100С) | 1а (до 139) | 22 – 24 | 21 – 25 | 60 – 40 | 0,1 |
| 1б (140 – 174) | 21 – 23 | 20 – 24 | 60 – 40 | 0,1 | |
| 11а (175 – 232) | 19 – 21 | 18 – 22 | 60 – 40 | 0,2 | |
| Пб (233 – 290) | 17 – 19 | 16 – 20 | 60 – 40 | 0,2 | |
| III (gt; 290) | 16 – 18 | 15 – 19 | 60 – 40 | 0,3 | |
| Теплый (среднесуточные температуры наружного воздуха gt; 100С) | 1а (lt; 139) | 23 – 25 | 22 – 26 | 60 – 40 | 0,1 |
| 1б (140 – 174) | 22 – 24 | 21 – 25 | 60 – 40 | 0,1 | |
| 11а (175 – 232) | 20 – 22 | 19 – 23 | 60 – 40 | 0,2 | |
| Пб (233 – 290) | 19 – 21 | 18 – 22 | 60 – 40 | 0,2 | |
| III (gt; 290) | 18 – 20 | 17 – 21 | 60 – 40 | 0,3 |
Расчетная температура помещений ЛПУ минимальна (150 С) в палатах больных тиреотоксикозом, 180 С – стерилизационных при операционных, залах ЛФК, вестибюлях, помещениях для приема пищи, компрессорных ингаляториев, бельевых и кладовых; 200 С – палаты для взрослых, помещения для матерей, помещения гипотерапии, палаты для туберкулезных больных (взрослых и детей), палаты секции инфекционного отделения, кабинеты рефлексотерапии, холлы дневного пребывания больных, кабинеты врачей и комнаты персонала, кабинеты лечебной физкультуры, механотерапии, зондирования, СВЧ- и УВЧ-терапии, санузлы; 240 С – палаты для больных гипотиреозом, 250 С – палаты для недоношенных, грудных, новорожденных и травмированных детей; для остальных – 220 С.
Для оценки микроклимата производственных помещений используют оптимальные и допустимые величины параметров микроклимата (СанПиН 2.2.4.548-96; P 2.2.2006 – 05) (табл. 9, 10).
Таблица 10. Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений
| Период | Категория работ (уровень | Температура воздуха, °С | Темпера- | Относи- | Скорость движения воздуха, м/с | ||
| ниже | выше | верх- | тельная | для темпера- | для темпера- | ||
| года | энерго- | опти- | опти- | ностей, | влажность | тур ниже оп- | тур выше |
| трат, Вт) | мальных | мальных | °с | тимальных | оптимальных | ||
| величин | величин | величин, lt; | величин, lt; | ||||
| [а (до 139) | 20,0-21,9 | 24,1-25,0 | 19,0-26,0 | 15 – 75 | 0,1 | 0,1 | |
| [б (140-174) | 19,0-20,9 | 23,1-24,0 | 18,0-25,0 | 15 – 75 | 0,1 | 0,2 | |
| Холод- | [1а | ||||||
| ный | (175-232) | 17,0-18,9 | 21,1-23,0 | 16,0-24,0 | 15 – 75 | 0,1 | 0,3 |
| [1б (233-290) | 15,0-16,9 | 19,1-22,0 | 14,0-23,0 | 15 – 75 | 0,2 | 0,4 | |
| [II (gt; 290) | 13,0-15,9 | 18,1-21,0 | 12,0-22,0 | 15 – 75 | 0,2 | 0,4 | |
| [а (до 139) | 21,0-22,9 | 25,1-28,0 | 20,0-29,0 | 15 – 75 | 0,1 | 0,2 | |
| [б | 20,0-21,9 | 24,1-28,0 | 19,0-29,0 | 15 – 75 | 0,1 | 0,3 | |
| Теплый | (140-174) Па (175-232) | 15 – 75 | |||||
| 18,0-19,9 | 22,1-27,0 | 17,0-28,0 | 0,1 | 0,4 | |||
| Пб (233-290) | 16,0-18,9 | 21,1-27,0 | 15,0-28,0 | 15 – 75 | 0,2 | 0,5 | |
| Ш(gt;290) | 15,0-17,9 | 20,1-26,0 | 14,0-27,0 | 15 – 75 | 0,2 | 0,5 | |
Определение скорости движения воздуха анемометрами
Анемометрами измеряют большие скорости движения воздуха – 0,5 м/с и выше.
Чашечный анемометр в верхней части имеет четыре полых полушария, которые под влиянием потока воздуха вращаются вокруг вертикальной оси. Нижний конец оси при помощи зубчатой передачи соединен со стрелками на циферблате, которые, передвигаясь по шкале, указывают число оборотов за определённое время. Большая (центральная) стрелка показывает единицы и десятки, маленькие – сотни и тысячи. Счетчик оборотов стрелок включается и выключается с помощью кнопки (арретира), расположенной сбоку циферблата. Перед началом измерения, при выключенном счетчике, записывают показания всех стрелок прибора (полные тысячи, полные сотни, полные десятки и единицы). Затем помещают прибор с заторможенной стрелкой на место исследования и пускают на холостой ход на 1…2 минуты, пока чашечки не начнут равномерно вращаться. Ось анемометра должна находиться в вертикальном положении. Нажатием кнопки включают счетчик анемометра и одновременно засекают время (для этой цели лучше использовать секундомер). Наблюдение ведут в течение 100 секунд. Затем счетчик выключают и записывают показания прибора. Разность между вторым и первым показаниями счетчика делят на число секунд (100). Если деления на циферблате прибора не соответствуют точно метрам, а указывают число оборотов стрелок, то для определения скорости движения воздуха пользуются номограммой, прилагаемой к прибору.
Пример. Показания прибора до измерения 7425, после измерения 7695. Разница показаний – 270 делений или 270 оборотов ветроприёмного механизма. Определяем число оборотов в секунду 270:100 = 2,7. По прилагаемому к прибору графику зависимости числа делений шкалы от скорости воздушного потока определяем, что 2,7 деления в секунду соответствуют скорости движения воздуха 1,4 м/с.
Крыльчатый анемометр построен так же, как и чашечный, но воспринимающей частью у него являются легкая алюминиевая крыльчатка. Прибор более чувствителен, чем чашечный, его пределы измерений от 0,3 до 1,0 м/с. Снятие показаний и расчет скорости движения воздуха производят так же, как и в чашечном анемометре. При установке прибора ось должна совпадать с направлением потока воздуха.
§
Скорость движения воздуха в помещениях, а также охлаждающую способность воздуха (мкал/см2·с) определяют кататермометром, который напоминает спиртовой термометр с цилиндрическим, либо шаровым резервуаром. В цилиндрическом кататермометре на шкалу нанесены деления от 35 до 38 °С. Шаровой кататермометр имеет температурную шкалу от 33 до 40 °С.
Каждый кататермометр за время опускания столбика спирта с 38 до 35 °С теряет с 1 см2 поверхности резервуара определенное, постоянное для каждого прибора количество тепла, характерное именно для этого прибора. Эта величина называется фактором (F). Она указана на тыльной стороне прибора и выражается в милликалориях (мкал).
При определении скорости движения воздуха резервуар кататермометра погружают в горячую воду (60…80 оС) и держат до тех пор, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. При этом следят, чтобы в резервуаре и капилляре не было паров спирта в виде пузырьков. Затем резервуар вытирают, и прибор подвешивают на месте исследования. Резервуар кататермометра будет постепенно отдавать тепло во внешнюю среду путем излучения и конвекции. При охлаждении прибора спирт из верхнего расширения переходит в резервуар. По секундомеру определяют время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 оС. Исследования повторяют пять раз и вычисляют среднее время охлаждения. Данные первого измерения, как наименее точного, отбрасывают и из оставшихся четырёх измерений выводят среднюю величину. Путем деления величины фактора прибора (F) на среднее время охлаждения (А) получают величину теплоотдачи с 1 см2 резервуара кататермометра в секунду (мкал / см2 · с). Эту величину называют охлаждающей способностью воздуха, зависящей от совместного действия температуры, влажности и скорости движения, или индексом кататермометра (Н), и определяют по формуле:
Н = F /А (5)
Зная катаиндекс, можно вычислить скорость движения воздуха по формуле Хилла:
, (6)
или формуле Вейса:
, (7)
Чтобы правильно выбрать формулу, необходимо определить отношение Н/Q, где Q – разность между средней температурой кататермометра (36,5 оС) и температурой окружающего воздуха в момент определения. Чтобы исключить влияние возможных колебаний температуры воздуха на точность результатов Q вычисляют по формуле:
, (8)
где Т1– температура воздуха в начале опыта, °С;
Т2– температура воздуха в конце опыта, °С.
Если отношение Н/Q меньше 0,6 (скорость движения воздуха менее 1 м/с), расчет ведут по первой формуле Хилла (6), если Н/Q больше 0,6 – по формуле Вейса (7).
Можно определить скорость движения воздуха, не прибегая к расчетам формул, а пользуясь таблицей и взяв за основу величину Н/Q (Приложение Б).
Шаровым кататермометром можно также определить охлаждение в интервалах от 40 до 33 оС и от 39 до 34 оС. Интервалы температуры выбирают такие, чтобы полусумма верхнего и нижнего значений составляла 36,5 °С. В этом случае расчет охлаждающей способности воздуха ведется по формуле:
, (9)
где Ф – константа кататермометра, показывающая количество тепла в милликалориях, теряемое с 1 см2 поверхности резервуара при падении температуры на 1°С, равная F/3 , мкал/см2 ∙ град;
Т1 и Т2 – верхний и нижний пределы шкалы кататермометра, между которыми учитывается время охлаждения °С;
А – время охлаждения, с.
Пример. Допустим, что кататермометр охлаждается от 39 до 34°С. Среднее время охлаждения 75 с. Средняя температура воздуха во время опыта – (19,5 19,7)/2 = 19,6 °С.
Q = 36,5 – 19,6 = 16,9 °С.
Фактор кататермометра (F) равен 645. Тогда охлаждающая способность воздуха составит:
Н = 645/3×(39 – 34)/75 = 14,33 мкал/см2·с.
Значение Н/Q = 14,33/16,9 = 0,85.
Пользуясь таблицей “Вычисление скорости движения воздуха шаровым кататермометром” (приложение Б) находим значение скорости движения воздуха, которое составит 2,08 м/с.
Контрольные вопросы
1) Причины перемещения воздушных масс в атмосфере и в помещении.
2) Построение розы ветров и ее гигиеническое значение.
3) Влияние скорости движения воздуха на терморегуляцию организма и здоровье животных.
4) Приборы для определения скорости движения воздуха.
5) Чем отличается крыльчатый анемометр от чашечного?
6) Как определить скорость движения воздуха анемометром?
7) Устройство и назначение кататермометра.
8) Как определить скорость движения воздуха кататермометром?
§
– ознакомиться с параметрами освещённости помещения;
– ознакомиться с приборами для определения освещённости помещения;
– определить освещённость помещения геометрическим и светотехническим методом;
– рассчитать искусственную освещённость помещения;
4.3 Определение естественной освещённости
Все лучи солнечной радиации (видимые, инфракрасные и ультрафиолетовые) обладают биологическим действием на физиологические функции организма животных, поэтому нормирование освещенности помещений является существенным фактором для сохранения здоровья и высокой продуктивности животных.
Интенсивность естественного освещения помещений зависит от светового климата местности, ориентации окон по сторонам света, от размера помещений, от формы, размера и расположения окон, от чистоты оконных стекол, от степени затенения окон соседними зданиями и деревьями. Для нормирования освещенности необходимо знать некоторые световые понятия:
Световой поток – часть лучистой энергии, которая воспринимается глазом как световое ощущение. За единицу светового потока принята условная единица люмен (лм), которая испускается полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердевания платины (2042°С) с выходным отверстием площадью 0,5305 мм2.
Освещенность – отношение светового потока к площади, освещаемой им поверхности. За единицу освещенности принимают люкс (лк) – освещенность, получаемая на площади в 1 м2, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в 1 люмен.
В проектировании, строительстве и эксплуатации животноводческих помещений применяются два вида нормирования естественной освещенности – геометрическое и светотехническое.
4.3.1 Геометрический метод позволяет устанавливать световой коэффициент (СК) – отношение площади остекления к площади пола освещаемого помещения. При этом остекленная поверхность принимается за единицу.
Пример: Площадь пола в помещении 1080 м2. Суммарная площадь стекол 90 м2.. Значит остеклённая площадь окон относится к площади пола как 1:12, так как 1080 в 12 раз больше чем 90. В данном случае световой коэффициент (СК) равен 1:12.
Нормами технологического проектирования рекомендуется различная освещенность для отдельных групп животных (приложение В). Этот способ нормирования и контроля освещенности весьма прост, но не точен, т.к. при одном и том же световом коэффициенте не обеспечиваются равные степени освещенности.
4.3.2Более совершенным является светотехнический метод, позволяющий установить коэффициент естественной освещённости (КЕО), т.е. процентное отношение горизонтальной освещенности внутри помещения (Евн) к одновременной горизонтальной освещенности под открытым небом (Ен) при рассеянном свете небосвода. КЕО вычисляют по формуле:
(10).
Пример: Освещенность внутри помещения составляет 65 люксов, под открытым небом – 6000. КЕО = 65×100/6000 = 1,08 %. Коэффициент естественной освещенности животноводческих помещений принимается: при верхнем и комбинированном освещени не менее 1,0, а при боковом освещении (через окна в стенах) не менее 0,8 %.
В разных точках помещения освещенность бывает неодинаковой, поэтому необходимо производить одновременно несколько замеров в различных зонах помещения (вдоль каждого ряда стойл, клеток, станков). Затем для каждой точки выводят коэффициент естественной освещенности и берут средние арифметические показатели каждого ряда стойл, клеток, станков, которые используются для расчета КЕО всего помещения.
Освещённость внутри помещения определяют на уровне глаз животных и уровне пола не ближе чем 1,2 м от стены в 10, 13 и 16 часов. Наружную освещённость определяют в то же время на расстоянии 10…15 метров от стен помещения.
4.3.3 Техника определения освещённости люксметром
Для определения естественной и искусственной освещенности помещений, а также интенсивности наружного освещения используют различные приборы.
Лучшими из них являются люксметры типа Ю-116 или Ю-117 – портативные фотоэлектрические приборы, состоящие из фотоэлемента и присоединенного к нему стрелочного гальванометра со шкалой, отградуированной в люксах. Фотоэлемент представляет собой очищенную от окислов железную пластинку, на которую нанесен слой селена, а сверху – тонкий полупрозрачный слой золота или платины, на который положен защитный слой прозрачного лака. Все составные части фотоэлемента заключены в эбонитовую оправу. Под воздействием световых лучей в селеновом слое фотоэлемента, на границе с золотой или платиновой пленкой возникает поток электронов, создающих фототок, который отклоняет стрелку гальванометра. Угол отклонения стрелки соответствует интенсивности освещения. Для предохранения от прямых солнечных лучей на воспринимающую поверхность фотоэлемента накладывают светофильтры различной плотности и сферическую насадку молочно-белого пластика. Прибор комплектуется тремя светофильтрами с коэффициентом ослабления 10, 100, 1000, которые применяются для расширения диапазонов измерений. Светофильтры без насадки, как и насадка без светофильтров собственного значения не имеют.
Прибор магнитоэлектрической системы (гальванометр) имеет две шкалы: 0…100 и 0…30. На каждой шкале точками отмечено начало диапазона измерений: на шкале 0…100 точка находится над отметкой 17 (иногда – 20), на шкале 0…30 точка находится над отметкой 5. Прибор имеет корректор для установки стрелки в нулевое положение.
На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения селенового фотоэлемента.
Для подготовки к измерению надо установить измеритель в горизонтальное положение и проверить, находится ли стрелка прибора на нулевом делении шкалы. В случае необходимости с помощью корректора установить стрелку на нулевое деление. Затем, не вынимая измеритель из футляра с помощью штепсельного разъёма подсоединить к нему фотоэлемент, соблюдая при этом полярность.
Принцип отсчёта значения измеряемой освещённости состоит в следующем: против нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок (или без насадок) наибольшее значение диапазонов измерений. При нажатой правой кнопке, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 100, следует пользоваться для отсчёта показаний шкалой 0…100. При нажатой левой кнопке, против которой нанесены наибольшие значения диапазонов измерений кратные 30, следует пользоваться шкалой 0…30. Показания прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на коэффициент пересчёта шкалы в зависимости от применяемых светофильтров.
Для получения правильных показаний люксметра необходимо оберегать селеновый фотоэлемент от излишней освещённости, не соответствующей выбранным насадкам. Поэтому, если величина измеряемой освещённости неизвестна, начинают измерения с установки на фотоэлемент тысячекратного светофильтра.
С целью ускорения поиска диапазона измерений, который соответствует показаниям прибора в пределах 17…100 делений по шкале 0…100 и 5…30 делений по шкале 0…30, надо последовательно установить полусферическую насадку со светофильтром 1000-, 100- или 10-кратным коэффициентом ослабления. При этом каждый раз сначала нажимать правую кнопку, а затем левую.
Если при 10-кратном светофильтре и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до деления «5» по шкале 0…30, измерения производятся без насадок, т.е. открытым фотоэлементом.
При определении освещённости фотоэлемент устанавливается горизонтально в точке измерения.
§
При измерениях искусственной освещенности в помещениях с люминесцентными лампами ЛД показатель люксметра необходимо умножить на поправочный коэффициент 0,9, а лампами ЛБ на коэффициент 1,15.
В случае отсутствия люксметра искусственную освещённость помещения можно рассчитать. Для этого подсчитывают число ламп в помещении и определяют их общую мощность, выраженную в ваттах (Вт). Полученную величину делят на площадь пола и получают удельную мощность в Вт/м2. Для перевода удельной мощности (Вт/м2) в люксы (ЛК) умножают количество Вт/м2 на следующие коэффициенты, в зависимости от мощности ламп, при напряжении в сети 220 вольт.
Таблица Коэффициенты перевода ватт в люксы
| Мощность ламп | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы |
| До 100 Вт | 2,0 | 6,5 |
| 100 Вт и выше | 2,5 | 8,0 |
Пример. Коровник площадь 1000 м2 освещается 30 лампами накаливания мощностью по 100 Вт, следовательно удельная мощность равна: 3 Вт/м2, а освещенность 3 Вт/м2 × 2,5 = 7,5 ЛК.
Нормы мощности электрического освещения в животноводческих помещениях принимают:
для крупного рогатого скота и свиней 4,5…5 Вт/м2;
для кур 5 Вт/м2;
для бройлеров и цыплят 8 Вт/м2;
для овец и кроликов 3,5 Вт/м2.
Рекомендуемые нормы освещённости животноводческих помещений приведены в приложении В.
§
Для измерения ультрафиолетовой радиации созданы сложные электронные приборы – уфиметры и уфидозиметры, позволяющие вести учет облучения по плотности эритемного (биологического) потока, падающего на животное и устанавливать дозы облучения как в энергетических (ватт или микроватт), так и в эритемных единицах (эр, миллиэр). Уфиметр (УФ-1) высокочувствительный переносной фотоэлектрический прибор, предназначенный для измерения бактерицидной и эритемной ультрафиолетовой облученности от искусственных источников (бактерицидные лампы, эритемные лампы, лампы ПРК и др.).
Приёмником ультрафиолетового облучения служит вакуумный фотоэлемент с магнитным катодом в колбе из увиолевого стекла. Ток фотоэлемента усиливается электронной схемой прибора и регистрируется чувствительным микроамперметром, шкала которого градуирована в энергетических (МВт/м2) или эритемных единицах (мб/м2; мэр/м2).
Инфракрасную радиацию измеряют пиранометрами различных модификаций.
Контрольные вопросы
1) Состав солнечного спектра. Основные виды лучей, их характеристика;
2) Влияние разных видов лучей на организм сельскохозяйственных животных и птиц;
3) Применение отдельных видов лучей в животноводстве и ветеринарии;
4) Основные методы определения освещённости помещений и ультрафиолетового облучения;
5) Устройство люксметра;
6) Для чего служат насадка к фотоэлементу и светофильтры?
7) Как определить освещённость помещения люксметром?
8) Можно ли определить искусственную освещённость люксметром?
9) Как рассчитать искусственную освещённость помещения?
10) Как рассчитать количество ламп, необходимых для освещения помещения?
§
Микроклимат помещений существенно зависит от ионизации воздуха. Под действием ионизирующего источника атомы, молекулы и другие микроскопические частицы теряют электроны, заряжаясь при этом положительно. Другие атомы и молекулы присоединяют к себе свободные электроны и становятся отрицательными ионами. Воздушные ионы, или аэроионы, соединяясь с атомами или молекулами газов, передают им свой заряд и таким образом образуют легкие ионы. Если же они оседают на твердых или жидких частицах и передают им свой разряд – образуют тяжелые ионы. В чистом воздухе тяжелых ионов почти нет, а в загрязненном их до 50 и более тысяч в 1 см3. В помещениях при плохом воздухообмене и загрязненности воздуха вредными газами, пылью и водяными парами концентрация положительно заряженных ионов (тяжелых и легких) довольно высокая. Они отрицательно влияют на организм животных и ухудшают микроклимат. Легкие отрицательные ионы весьма благоприятно влияют на микроклимат в помещениях и на организм животных. Для искусственной ионизации воздуха в животноводческих помещениях используют ряд приборов – ионизаторов. Сотрудниками кафедры зоогигиены БГАУ разработаны оптимальные дозы легких отрицательных ионов для свиней.
Измерение концентрации ионов в 1см3 воздуха, их подвижности и знака производится при помощи приборов – аэрометров и счетчиков ионов (СИ). Основным принципом работы большинства приборов является аспирация воздуха через цилиндрический конденсатор. Содержащиеся в воздухе ионы осаждаются на внутреннем электроде конденсатора, изменяя его заряд. Может быть использован как метод зарядки – когда происходит увеличение заряда конденсатора, так и метод разрядки – когда разряжается внутренний электрод ионами противоположного знака. Концентрацию аэроионов в помещениях для животных определяют счетчиком САИ ТГУ-70, разработанным Тартурским государственным университетом и др. Аэроионы регистрируют по количеству электричества, протекающего внутри конденсатора, и по оседающим на нем ионам воздуха.
§
Шум представляет собой сочетание звуков в диапазоне частот от 16 до 2000 герц (Гц). К физическим свойствам шума относятся звуковое давление, уровень и частота, звуковая энергия и ее плотность. Звуковое давление определяется в децибелах (дБ). В зависимости от характера шума его частота или спектр могут быть различны. По частоте шумы бывают низкочастотные (ниже 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Высокий уровень шума в животноводческих помещениях вреден не только для обслуживающего персонала, но и для сельскохозяйственных животных. Допустимый уровень шума для крупного рогатого скота и свиней 70 дБ при частоте звука свыше 1000 Гц. Для измерения уровня шума и при оценке шумозаглушающих средств применяют шумомер типа ИШВ–1 или Ш–3М с анализатором спектра шума АШ-2М. Принцип работы шумомера заключается в преобразовании микрофоном звуковых колебаний воздуха в электрический ток. Усиленный сигнал поступает на стрелочный измерительный прибор, отградуированный в децибелах. Шумомеры позволяют измерить уровни шума от 30 до 140 дБ в диапазоне частот от 40 до 1000 Гц.
Прибор переносной, питание – от электрических батарей. Микрофон прибора во время исследований удаляют от пола, стен, источников шума не менее чем на 1,2 м.
5.4.1 Порядок работы с шумомером
1) Установить микрофон в определенной позиции в зависимости от «шумовой» обстановки в помещении.
2) Переключатель питания поставить в положение «бат» (батарея).
3) Перевести переключатель частотных характеристик в одну из позиций (А, В, С) в зависимости от уровня шума.
А – низкие, В – средние, С – высокие уровни шума. В производственных помещениях шум измеряют в позиции С.
4) Установить переключатель уровня чувствительности против цифры 130 дБ и отметить колебания стрелки прибора. Если стрелка прибора покажет отклонение, то переключатель вращают в сторону более низких уровней (120, 110, 100 и т.д) до тех пор, пока стрелка прибора покажет отклонение в пределах от 0 до 10 дБ.
Показатель уровня шума слагается из цифр показаний уровня чувствительности и стрелки переключения диапазона чувствительности – 70 дБ, показание прибора 5дБ, интенсивность шума будет равна 70 5 = 75 дБ. Уровень шума дополняют измерением его частоты с помощью анализатора шума АШ –2М.
