• Nie Znaleziono Wyników

CIEPLNE WARUNKI PRACY

72

czesnej higienie noszą nazwę komfortu pracy. Przy innych znowu wa­

runkach -normalnie samopoczucie zostaje ¡naruszone, wydajność pracy spa­

da i odczuwa się tzw. dyskomfort.

W bilansie cieplnym ciała ludzkiego jedno z najważniejszych zadań przypada odprowadzaniu ciepła przez promieniowanie. Odprowadzanie to jest m ożliwe pod warunkiem, że powierzchnia ciała ma temperaturę wyższą od temperatury otaczających przedmiotów. W obecności przed­

miotów, których temperatura znacznie przewyższa temperaturę ciała, człowiek nie tylko nie traci swego ciepła przez promieniowanie, lecz przeciwnie otrzymuje dodatkową jego ilość.

W oddziałach martenowskich ilość promieniującego ciepła wynosi 0,5 do 10,0 cal/m in/cm 2 powierzchni ciała. Człowiek z trudem znosi w upalne dni ciepło promieni słonecznych, gdy dochodzi ono do 1,0 -f- 1,5 cal/min/cm2. Długotrwałe promieniowanie człowiek może znosić w gra­

nicach 0,4 do 0,8 cal/min/cm2; promieniowanie powyżej) 5 cal/m in/cm 2 człowiek znosi nie dłużej jak 2 do 5 sek.

Dla warunków, gdy temperatura otaczających przedmiotów jest mniej więcej taka sama jak i temperatura powietrza, Moskiewski Instytut Ochrony Pracy określił następujące wartości temperatury t, wilgotności (p i prędkości powietrza v dla korzystnego poczucia człowieka:

Praca lekka Praca ciężka

. X V t 9 V

¿c % , m/sek °C % - > m/sek

18 40 4- 50 0 13 -f- 14 40 -f- 50 0

20 40 -f- 50 0,17 -f- 0,25 18 -r- 19 40 50 0,58 0,87

22 40 -í* 50 0,33 -f- 0,50 20 40 -f- 50 1,00 -f- 1,17

24 40 -f- 50 0,84 - f - 1,0 22 40 -f- 50 1,17 1,33

26 80 1,33 -i- 1,5 24 40 — 50 1,33 -4- 1,50

28 40 -ż- 50 1,7 24 -r- 25 80 85 1,50 -f- 1,92

28 70 1,75 26 40 -i- 50 2,00 -i- 2,16

30 -T- 32 40 50 > 2 ,0 26 80 2,00 -T- 2,50

28 40 -f- 50 2,17 -rt- 2,34

W większości kap&lń, a zwłaszcza5 W kopalniach głębokich i gorących, warunki pracy znacznie odbiegają Od tych najkorzystniejszych,, toteż za­

chodzi potrzeba! kondycjónowania powietrza. Kondycjonowanie polega na termicznej1 regulacji powietrza (ochładzaniu lub ogrzewaniu), jego oczy­

szczaniu ze szkodliwego pyłu, osuszaniu lub nawilgacaniu. Czasami po­

wietrze ozonuje się; nie wykluczona jest również odoracja powietrza (np. nadanie mu zapachu lasu szpilkowego).

W 1946 r. ogłoszono w USA patent, polegający na dodawaniu helu do wchodzącego powietrza. Gaz ten jest nieszkodliwy dla organizmu ludzkiego, dodatek zaś jego czyni podobno powietrze kopalniane wyczu­

walnie chłodniejszym.

8.1. Katatermometr

Do pomiarów intensywności (natężenia) chłodzenia ciała, wywołanej wspólnym działaniem temperatury, wilgotności i prędkości powietrza, służy katatermometr wynaleziony przez higienistę angielskiego L Hilla w 1920 roku.

73

£

Katatermometr (rys. 36) jest termometrem alkoholowym, na którym oznaczono kreskami temperatury 35 °C i 38 C. Katatermometr ogrzewa się nad lampą, parą wodną, lub lepiej w termosie (temperatura w ody 50 do 70 °C); alkohol przechodzi częściowo do górnego rozszerzenia. Gdy to górne rozszerzenie zostanie wypełnione alkoholem d o V3 jego objętości, zawiesza się katatermometr w badanym miejscu i obserwuje się jego ochładzanie, mierząc czas spadania słupa alkoholu między podziałkami 38 °C i 35 °C. Średnia więc temperatura katatermometr u w granicach obserwacji wynosi 36,5 °C, co odpowiada normalnej tem­

peraturze ciała ludzkiego, W ten sposób naśladuje kata­

termometr do pewnego stopnia ciało ludzkie.

Im dłuższy jest czas chłodzenia T sek, tzn. im wolniej spada słup alkoholu między 38 °C i 35 °C, tym mniejsze jest chłodzenie w danych warunkach i odwrotnie. A więc natężenie chłodzenia K jest odwrotnie proporcjonalne do czasu T

Wielkość chłodzącego działania atmosfery, czyli natę­

żenie chłodzenia K, wyraża stratę kataciepła z 1 cm2 po­

padku bańkę katatermometru otacza się mokrym muśli­

nem (po w yjęciu z termosu nadmiar w ody wyciska się palcami). Katastopnie suche K wyrażają odprowadzenie ciepła przez promieniowanie i konwekcję; katastopnie wilgotne K ' — przez promieniowanie, konwekcję i paro­

wanie. Różnica K ' — K wyraża stratę ciepła przez samo tylko parowanie.

W celu oznaczenia warunków pracy stosuje się zwykle katatermometr wilgotny. Pomiar powtarza się 2 do 3 razy z rzędu (Hill zaleca 5 razy) i przyjmuje ¿>ię średnią arytmetyczną.

Podczas pomiaru katatenmometrem należy:

1. nie zostawiać katatermometru w gorącej wodzie bez obserwacji, gdyż pęknie po wypełnieniu alkoholem górnego zbiornika; prze­

strzegać, alby temperatura w ody w termosie była niższa od tem­

peratury wrzenia alkoholu (80 °C);

2. przestrzegać, aby katatermometr był trzymany w wodzie pionowo w celu równomiernego ogrzania szkła, katatermometr na początku pomiaru nieco ogrzać, w yjąć z wody, nieco ostudzić, a następnie doprowadzić nagrzewanie do końca;

pamiętać, że pierwszy odczyt jest zwykle najmniej dokładny; za­

wieszać katatermometr możliwie z dala od obserwatora, gdyż przyrząd jest nadzwyczaj czuły na wszelkie zmiany temperatury.

3.

Na podstawie wielu pomiarów katatermometrem ustalono normy kom­

Przy większej ilości katastopni odczuwa człowiek zimno, przy mniej­

szej ciepło lub gorąco, co pociąga za sobą spadek wydajności pracy (tablica 15 i 16).

T a b l i c a 15 Wydajność ładowaczy w południowo-afrykańskich

kopalniach złota

Katastopnie suche K . . . 6 4 2 1

Katastopnie wilgotne K ' 16 11,2 6,4 4

W ydajność, ® /o... 100 80 60 50

Warunki pracy w kopalniach niemieckich (F. Jansen) Katastopnie

Zależność natężenia chłodzenia od prędkości i temperatury powietrza podają następujące wzory em piryczne:

dla u < 1 K = ~ = (0,2 + 0,4 • j/u ) • (36,5 - t) (29 a)

v > 1 K — = (0,13 + 0,47 • ]/v) • (36,5 - t) (29 ¡b)

v < 1 K' = = (0,35 - f 0,85 • ]/v) • (36,6 - t') (30 a)

75

Weiss [v = Bradtke

gdzie K — K' — F — T — v -—

t — t' —

Prędkość powietrza, m/sek

t ) > l K ' = Y = (0,1 + 1,1 • yV ) • (36,5 - i')

0,16 -i- 9,1) K = — = (0,14 + 0,49 • ] / » ) * (36>5 “ *)

K = — = (0,10 + 0,403 • |/^).(36,5—t)1’

T

katastopnie suche,- m cal cm2 • sek

ni cal katastopnie wilgotne,

stała katatermometru,

cm2 • sek m cal cm2 • sek czas chłodzenia z 38 °C do 35 °C, sek, prędkość powietrza m/sek,

temperatura na termometrze suchym, temperatura na termometrze wilgotnym.

(30 b)

(31)

(32)

Rys. 37. Zależność katastopni wilgotnych od prędkości powietrza i temperatury na termometrze wilgotnym

Zależność katastopni wilgotnych od prędkości powietrza i temperatury^

na termometrze wilgotnym przedstawiono wykreślnie na rys. 37. Przepisy górnicze nie przewidują dotychczas jakichkolwiek norm cieplnych wa­

runków pracy, które byłyby oparte na jednoczesnym współdziałaniu tych

trzech zasadniczych czynników, jakimi są temperatura, prędkość i wil­

gotność 'powietrza.

Obowiązujące u nas przepisy uwzględniają tylko temperaturę po­

wietrza, a mianowicie wymagają, ażeby temperatura w miejscach pracy mierzona termometrem wilgotnym nie przekraczała +(25 °C luib + 2 8 °C na termometrze suchym. Zatrudnienie ludzi w temperaturze powyżej 25 °C, mierzonej termometrem wilgotnym, dopuszczalne jest tylko w w y ­

Niezależnie od podanych górnych igranie temperatury zaleca się rów­

nocześnie utrzymywać w wyrobiskach odpowiednią prędkość powietrza, według podanej tabelki:

Katatermometr tylko do pewnego stopnia naśladuje ciało ludzkie.

W rzeczywistości ciało ludzkie nie oziębia się z taką samą prędkością jak katatermometr, który jest bardziej czuły na ruch powietrza, mniej nato­

miast na wilgotność powietrza). Jeżeli idzie o ciało ludzkie, to duży w pływ na odprowadzanie ciepła wywiera między innymi odzież i jej rodzaj. Poza tym ciało ludzkie wykazuje w dużym stopniu zdolność dostosowywania się do warunków.

W celu bardziej dokładnego określania cieplnych warunków pracy wprowadzono w USA pojęcie tzw. temperatury efektyw nej. Jest to liczba podporządkowana takiej kombinacji temperatury, wilgotności i prędkości powietrza, w jakiej samopoczucie wykonującego pracę oraz reakcje fizjo­

logiczne, jak np. podniesienie temperatury ciała i przyspieszenie tętna są takie saime jak w powietrzu nieruchomym o wilgotności względnej równej 100 /o oraz temperaturze równej temperaturze efektyw nej.

Na podstawie tysięcy doświadczeń i pomiarów sporządzono w sposób empiryczny nomogram (rys. 38), za pomocą którego na podstawie tempe­

ratury na termometrach suchym i wilgotnym oraz prędkości powietrza można określić temperaturę efektywną. Opierając się na tym wykresie oraz na przytoczonych wyżej danych Moskiewskiego Instytutu Ochrony Pracy, przyjąć można, że najkorzystniejsza temperatura efektywna w y­

77

nosi dla pracy lekkiej 15 do 17 °C (do 20 °C), dla pracy zaś ciężkiej jest 0 3 ° C niższa.

Wykres rys. 39 przedstawiai zależność między temperaturą efektywną a katastopniami wilgotnymi. Jak z wykresu tego widać, nie ma jakiejś określonej zależności między tymi dwiema wielkościami; jednej i tej samej temperaturze efektywnej odpowiada szeroki zakres katastopni 1 odwrotnie. Tak np. 20 katastopniom odpowiadają temperatury efektyw­

ne od 8 do 30 °C (częściej' od 10 do 20 °C).

f t'