Wydział Górniczy	Matusz Mariusz Mróz Maciej	III rok GiG	Gr I
Temat: Mikroklimat .

1. Wstęp teoretyczny :

Mikroklimat konkretnego pomieszczenia lub danej niewielkiej terytorialnie miejscowości kształtowany jest współoddziaływaniem naturalnych czynników klimatycznych, między innymi takich jak: temperatura, wilgotność, ciśnienie i prędkość przepływu powietrza. W praktycznych warunkach możemy spotkać mikroklimat naturalny i sztuczny . Ponadto odróżniamy mikroklimat sztuczny powstały w wyniku zamierzonych przedsięwzięć człowieka oraz mikroklimat sztuczny powstały jako niepożądany efekt w konkretnym procesie pracy człowieka . Mikroklimat w wyrobiskach górniczych kopalń podziemnych jest zdeterminowany , między innymi, temperaturą złoża i temperaturą skał otaczających złoże, zawodnieniem złoża, głębokością zalegania złoża, promieniowaniem cieplnym wydatkiem powietrza przepływającego wyrobiskami górniczymi oraz techniką i technologią urabiania, odstaw i transportu kopaliny.

Komfortem cieplnym określa się stan zadowolenia z warunków mikroklimatu, w którym nie odczuwa się ciepła ani chłodu . Na komfort pracy mają wpływ takie czynniki, jak:

temperatura powietrza, wilgotność powietrza, prędkość przepływu powietrza, promieniowanie cieplne, ciśnienie i skład chemiczny powietrza, zanieczyszczenia mechaniczne powietrza.

Przy kształtowaniu i ocenie mikroklimatu w wyrobiskach górniczych kopalń prowadzących eksploatację podziemną bierze się pod uwagę współdziałanie i współoddziaływanie na organizm ludzki takich czynników, jak:

• temperatura powietrza do pomiarów której używa się w praktyce górniczej najczęściej termometry rtęciowe, natomiast do pomiaru temperatury rzeczywistej stosuje się tzw. termometry parzyste

• wilgotność powietrza określana jest w różny sposób, do pomiarów wilgotność powietrza dla potrzeb górniczych stosuje się wyłącznie metodę psychometryczną . Psychometr jest to układ dwóch termometrów mierzących tzw. temperaturę „ suchą” i „ wilgotną” tego powietrza. Dysponując powyższymi wartościami z pomiaru wilgotność powietrza określamy wilgotność korzystając z odpowiednich tablic .

• prędkość przepływu powietrza do pomiaru której w wyrobiskach górniczych używa się różnych przyrządów, w tym za pomocą anemometrów: różnicowych, skrzydełkowych i czaszowych, których stosowanie jest uzależnione od prędkości powietrza.

• ciśnienie atmosferyczne powietrza mierzone za pomocą barometrów rtęciowych

• promieniowanie cieplne, którego działanie na ciało ludzkie polega na absorbcji tego promieniowania . Pomiar ciepła promieniowania opiera się na absorbcji padających promieni ciepła. W technice pomiaru stosuje się różne przyrządy np. termometr kulisty Vernona .

Pomiary katatermometryczne

Katatermometr jest to przyrząd służący do pomiaru intensywności chłodzenia ciała ludzkiego wywołanego wspólnym działaniem temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza oraz promieniowania cieplnego. Katatermometr jest to termometr alkoholowy, którego skala obejmuje zakres od 35 do 38 ^o C. Pomiar wykonuje się w ten sposób, że mierzy się w sekundach czas opadania słupka alkoholu pomiędzy temperaturą 38 a 35^o C , a następnie dzieląc stałej katatermometru przez czas pomiaru otrzymujemy wielkość chłodzącego działania atmosfery .

Temperatura efektywna (ET) jest to temperatura nieruchomego i nasyconego parą wodną powietrza, przy której możliwości odprowadzania z organizmu ciepła metabolicznego są takie same, jak przy konkretnych liczbowych wartościach temperatury, wilgotności i prędkości przepływu. Temperatura efektywna jest to wskaźnik odczucia cech fizycznych powietrza

2. Wyniki pomiarów i obliczenia .

Warunki pomiaru	Lp	Prędkość Vo	Czas opadania			Intensywność chłodzenia K= F/t [mcal/cm^2s]		V1	V2
										ts [s]		tw [s]
		[m/s]				Ks	Kw	[m/s]	[m/s]
Powietrze nawilżone	1	0,95	63	34		8,4	25,3	0,98	0,99
	2	0,95	68	34		8,1	25,3	0,98	0,99
Powietrze suche	1	1,08	80	36		6,9	21,9	1,03	0,97
	2	1	67	33		7,4	23,3	1,02	0,97





gdzie : t_s ,t_w -temperatura termometru suchego i mokrego .


gdzie γ - ciężar właściwy powietrza równy 1,293[kg/m³]

g = 9,81 [m/s²]

Warunki pomiaru	Lp	Temperatura			Wilgotność f		Temperatura efektywna	Pd	Vobl
				ts						tw
		[^oC]	[^oC]		[%]	ET[^oC]		[mmH2O]	[m/s]
Powietrze nawilżone	1	22,2	15,2		47	17,5		0,368	2,36
	2	22,8	15,2		44	18		0,528	2,83
Powietrze suche	1	25,4	17,0		43	20		0,4	2,46
	2	24,6	15,8		39	19		0,624	3,07

Analiza wyników :

W Polsce obowiązujące przepisy BHP wymagają by temperatura powietrza w miejscu pracy mierzona termometrem suchym nie przekraczała 28^oC , a temperatura mierzona termometrem wilgotnym 25^oC , co pozwala nam stwierdzić że temperatury termometru wilgotnego i suchego uzyskane w naszym ćwiczeniu nie przekraczają wartości normatywnych. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy wymagają, by zdolność chłodzenia mierzona katatermometrem wilgotnym nie powinna być mniejsza od 11 katastopni. Temperatura efektywna wyznaczona na podstawie nomogramu pozwala na stwierdzić, że środowisko z którym mieliśmy do czynienia w ćwiczeniu nazywa się strefą (pasmem) komfortu dobrego samopoczucia, na empirycznym nomogramie obejmuje on obszar wartości od 17,2^oC ET do 21,7^oC ET. Temperatura efektywna ma również wpływ na wydajność pracy, mianowicie poniżej 19^oC ET wydajność jest największa i osiąga 100 % .

3. Wyciąg z norm .

Środowisko gorące PN - 85/N - 08011 -norma określa metodę obliczania obciążenia termicznego działającego na człowieka znajdującego się w środowisku gorącym, która umożliwia szybką ocenę tego obciążenia i jest łatwa do zastosowania w środowisku przemysłowym. Metodę stosuje się do oceny przeciętnego oddziaływania ciepła na człowieka w okresie reprezentatywnym dla jego pracy, ale nie ma ona zastosowania do oceny obciążeń występujących w ciągu krótkich okresów czasu. Wpływ środowiska gorącego określa nam tzw. wskaźnik WBGT (wskaźnik wilgotnego termometru globalnego), uwzględnia on oddziaływanie na organizm człowieka czterech parametrów mikroklimatu: temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza oraz promieniowania cieplnego.

Środowisko zimne PN - 87/N - 08009 - przedmiotem normy jest metoda oceny i interpretacji ujemnego obciążenia termicznego spowodowanego oddziaływaniem środowiska zimnego. Normę należy stosować do szybkiej oceny przeciętnego oddziaływania środowiska zimnego(tzn. środowiska z temperaturą powietrza niższą od 10^o C) na człowieka w okresie reprezentatywnym dla jego pracy. Metoda oceny oparta jest na wskaźnikach WCI (wskaźnik siły chłodzącej powietrza) i IREQ (wskaźnik wymaganej ciepłochronności odzieży) .Pierwsza metoda obliczania ujemnego obciążenia jest oparta na bezpośrednim pomiarze temperatury i prędkości ruchu powietrza i na obliczaniu wartości średnich uwzględniających zmiany tych parametrów w czasie i w przestrzeni. Uzyskane wyniki należy porównać z wartościami odniesienia. Druga metoda polega na bezpośrednim pomiarze temperatury prędkości ruchu powietrza, średniej temperatury promieniowania oraz na oznaczeniu metabolizmu. Zebrane w ten sposób i przetworzone dane służą do wyznaczenia wskaźnika IREQ bezpośrednio z wykresów.

Środowisko umiarkowane PN - 85/N - 08013 norma ta stanowi jedną z serii norm określających metody pomiaru i oceny środowisk termicznych umiarkowanych i skrajnych. Obejmuje ona ocenę środowisk termicznych umiarkowanych. Odczucia termiczne człowieka odnoszą się głownie do równowagi cieplnej całego ciała. Przedmiotem i zakresem stosowania międzynarodowej normy jest: przedstawienie metody przewidywania wrażeń cieplnych i stopnia niezaspokojenia warunków komfortu termicznego ludzi, przebywających w umiarkowanym środowisku termicznym ; określenie warunków środowiska termicznego przyjmowanych jako komfortowe. Normę tę stosuje się w odniesieniu do mężczyzn i kobiet będących w dobrym stanie zdrowia i przebywających w środowiskach zamkniętych, w których dąży się do zapewnienia komfortu termicznego.

1

1

---