1.1 Kontrola kvality ovzduší v interiéru a pracovní podmínky Cíle kapitoly: Cílem laboratorní úlohy je prověřit teoretické znalosti, osvojit si postupy při stanovení hygienických podmínek na pracovišti a ověřit, zda hygienické podmínky vyhovují současným předpisům. Stanovení těchto podmínek je důležité dodržovat především při práci s elektrickými zařízeními, aby nedošlo ke zranění vlivem zhoršením podmínek. Zjišťování kvality ovzduší je důležité i v laboratořích UEEN, kde se pracuje např. s kogenerační jednotkou nebo se zemním plynem obecně. Stěžejní veličiny (průměrná teplota vzduchu t AVR, vlhkost R h, proudění v a, koncentrace CO 2 ), stanovené hygienickým předpisem, budou vyhodnoceny v jednotlivých místnostech a budou dále srovnány s předepsanými hodnotami dle předpisu. 1.1.1 Úvod a rozbor úlohy Podmínky pro práci jsou rozhodující ve všech druzích prováděné činnosti. Dodržení optimálních podmínek pro práci je neméně důležité v oboru energetiky. Při zhoršení podmínek na pracovišti dochází k poklesu výkonnosti a soustředěnosti pracovníků, a může dojít k neočekávanému a nechtěnému zranění. Další aplikace, kde je nutné stanovit hodnoty hygienických podmínek, jsou nové provozovny a zařízení pracující se zemním plynem např. kogenerace. Proces spalování nemusí být dokonalý, může se zvyšovat koncentrace CO a CO2 v objektu, je proto nutné vše kontrolovat. V laboratorní úloze se budeme zabývat problematikou spojenou s hygienou prostředí v pracovních prostorách a stanovovat parametry jako je aktuální teplota, vlhkost a koncentrace oxidu uhličitého (CO2) a uhelného (CO). Dalším parametrem našeho měření bude stanovení teoretického množství přiváděného vzduchu vztaženého na počet pracovníků. Specifikace jednotlivých pracovních prostorů je rozděleno podle následující tabulky Tab.1.1. Tab.1.1: Specifikace pracovních prostorů [1] Třída práce I IIa Druh práce Práce vsedě s minimální celotělovou pohybovou aktivitou, kancelářské administrativní práce, kontrolní činnost v dozornách a velínech, psaní na stroji, práce s PC, laboratorní práce, sestavovaní nebo třídění drobných lehkých předmětů, Práce převážně vsedě spojená s lehkou manuální prací rukou a paží, řízení osobního vozidla, a některých drážních vozidel, přesouvání lehkých břemen nebo překonávání malých odporů, automatizované strojní opracovávání a montáž malých lehkých dílců, kusová práce nástrojářů a mechaniků, pokladní. M (W.m - 2 ) 80 81 až 105 IIb Práce spojená s řízením nákladního vozidla, traktoru, autobusu, trolejbusu, 106 až
IIIa IIIb IVa IVb V tramvaje a některých drážních vozidel a práce řidičů spojená s vykládkou a nakládkou. Převažující práce vstoje s trvalým zapojením obou rukou, paží a nohou - dělnice v potravinářské výrobě, mechanici, strojní opracování a montáž středně těžkých dílců, práce na ručním lisu. Práce vstoje s trvalým zapojením obou rukou, paží a nohou spojená s přenášením břemen do 10 kg prodavači, lakýrníci, svařování, soustružení, strojové vrtání, dělník v ocelárně, valcíř hutních materiálů, tažení nebo tlačení lehkých vozíků. Práce spojená s ruční manipulací s živým břemenem, práce zdravotní sestry nebo ošetřovatelky u lůžka. Práce vstoje s trvalým zapojením obou horních končetin občas v předklonu nebo vkleče, chůze -údržba strojů, mechanici, obsluha koksové baterie, práce ve stavebnictví - ukládání panelů na stavbách pomocí mechanizace, skladníci s občasným přenášením břemen do 15 kg, řezníci na jatkách, zpracování masa, pekaři, malíři pokojů, operátoři poloautomatických strojů, montážní práce na montážních linkách v automobilovém průmyslu, výroba kabeláže pro automobily, obsluha válcovacích tratí v kovoprůmyslu, hutní údržba, průmyslové žehlení prádla, čištění oken, ruční úklid velkých ploch, strojní výroba v dřevozpracujícím průmyslu. Práce vstoje s trvalým zapojením obou horních končetin, trupu, chůze, práce ve stavebnictví při tradiční výstavbě, čištění menších odlitků sbíječkou a broušením, příprava forem na 15 až 50 kg odlitky, foukači skla při výrobě velkých kusů, obsluha gumárenských lisů, práce na lisu v kovárnách, chůze po zvlněném terénu bez zátěže, zahradnické práce a práce v zemědělství. Práce spojená s rozsáhlou činností svalstva trupu, horních i dolních končetin - práce ve stavebnictví, práce s lopatou ve vzpřímené poloze, přenášení břemen o váze 25 kg, práce se sbíječkou, práce v lesnictví s jednomužnou motorovou pilou, svoz dřeva, práce v dole - chůze po rovině a v úklonu do 15, práce ve slévárnách, čištění a broušení velkých odlitků, příprava forem pro velké odlitky, strojní kování menších kusů, plnění tlakových nádob plyny. Práce spojené s rozsáhlou a intenzivní činností svalstva trupu, horních i dolních končetin - práce na pracovištích hlubinných dolů - ražba, těžba, doprava, práce v lomech, práce v zemědělství s vysokým podílem ruční práce, strojní kování větších kusů. Práce spojené s rozsáhlou a velmi intenzivní činností svalstva trupu, horních i dolních končetin- transport těžkých břemen např. pytlů s cementem, výkopové práce, práce sekerou při těžbě dřeva, chůze v úklonu 15 až 30, ruční kování velkých kusů, práce na pracovištích hlubinných dolů s ruční ražbou v nízkých profilech důlních děl. 130 131 až l60 201 až 250 201 až 250 251 až 300 301 a více
Podle výše uvedených prostorů jsou definované určité předpisy pro teplotu a vlhkost v pracovních místech. Teplota: Jedním velice důležitým faktorem je právě zmiňovaná teplota. Podmínky na pracovišti jsou dány nařízením vlády 361/2007, aktualizované nařízením č. 93/2012, které stanovují mezní limity pro vykonávání práce, např. pro laboratoře jsou určeny mezní limity teploty pro letní období mezi 23 26 C a pro zimní období mezi teplotami 20 26 C. Při zvýšení teploty nad 27 C klesá výkonnost o 15 % a při vyšší teplotě než 30 C je výkonnost snížena na 50%. Vlhkost: Vlhkost je stanovena v rozsahu 30 60 % a jsou stanovené mezní stavy pro hodnotu vlhkosti pod 20%, kdy dochází k vysychání sliznice, tzv. pouštní klima, a nad 80% vlhkosti, kdy dochází k přemíře pocení, tzv. tropické klima. Intenzita proudění vzduchu: Přivádění vzduchu do místností je jeden z dalších faktorů, které mají vliv na pracovní výkon pracovníků. Předpisy pro jednotlivé definované parametry najdeme také ve vyhlášce. Zmiňované parametry nám ukazuje následující tabulka. Tabulka Tab.1.2 popisuje zátěž teplem při práci na nevenkovním pracovišti s neudržovanou teplotou, přirozeně větraném, na pracovišti, na němž je k větrání použito kombinované nebo nucené větrání, a na pracovišti s udržovanou teplotou jako technologickým požadavkem. Tab.1.2: Předepsané hygienické požadavky na pracoviště s neudržovanou teplotou a přirozeným proudění vzduchu [1] Třída práce t min [ C] t max [ C] v a [m.s -1 ] R h [%] I 20 27 IIa 18 26 IIb 14 32 IIIa 10 30 IIIb 10 26 IVa 10 24 IVb 10 20 V 10 20 0,01 až 0,2 0,05 až 0,3 0,1 až 0,5 30 až 70 Tabulka Tab.1.3 popisuje případy přípustné hodnoty nastavení mikroklimatických podmínek pro klimatizované pracoviště třídy I a IIa.
Tab.1.3: Přípustné hodnoty mikroklimatických podmínek pro klimatizované pracoviště I a IIa [1] Třída práce Kategorie Klimatizované pracoviště Nastavení vytápění Nastavení chlazení t min [ C] t max [ C] v a [m.s -1 ] R h [%] A ±1,0 ±1,0 I B ±1,5 22 24,5 +1,5-1,0 C A +2,5-2,0 ±1,0 +2,5-2,0 ±1,0 0,01 až 0,2 30 až 70 IIa B ±1,5 20 23 +1,5-1,0 C +2,5-2,0 +2,5-2,0 Kategorie A platí pro klimatizovaná pracoviště s požadovanou vysokou kvalitou prostředí, na nichž je vykonávaná práce náročná na pozornost a soustředění, například zpracování odborných stanovisek, zpracování dat a dále pro pracoviště. Kategorie B platí pro klimatizovaná pracoviště s požadovanou střední kvalitou prostředí při práci vyžadující průběžnou pozornost a soustředění, například úkony spojené s vyřizováním korespondence, psaní na počítači. Kategorie C platí pro ostatní klimatizovaná pracoviště. Koncentrace CO a CO 2 : Dalším důležitým parametrem je koncentrace chemických látek obsažených ve vzduchu. V laboratorním měření nás bude zajímat koncentrace oxidu uhelného, který je velmi nebezpečný pro lidský organismus, protože je oxid uhelnatý značně jedovatý. Jeho jedovatost je způsobena silnou afinitou k hemoglobinu (krevnímu barvivu), s nímž vytváří karboxyhemoglobin (COHb), čímž znemožňuje přenos kyslíku v podobě oxyhemoglobinu z plic do tkání. Vazba oxidu uhelnatého na hemoglobin je přibližně dvousetkrát silnější než kyslíku, a proto jeho odstranění z krve trvá mnoho hodin až dní. Příznaky otravy se objevují již při přeměně 10 % hemoglobinu na karboxyhemoglobin. Toto je podstatou jednoho ze škodlivých vlivů kouření. Obsah oxidu uhličitého je dán limitním poměrem do 1000 ppm, při vyšší míře dochází k poklesu pracovního výkonu a dostavuje se ospalost. Pro zajímavost: při koncentraci oxidu
uhličitého 15 000 ppm nastává dezorientace a při hodnotě 25 000 ppm se projevuje bezvědomí. Tab.1.4: Přípustná a maximální koncentrace CO a CO 2 [1] látka Číslo CAS PEL NPK-P mg.m -3 ppm mg.m -3 ppm Faktor přepočtu na ppm Oxid uhelnatý Oxid uhličitý 630-08-0 30 26,19 150 130,95 124-38-9 9000 5004 45000 25020 0,873 0,556 PEL přípustný expoziční limit; NPK-P nejvyšší přípustná koncentrace 1.1.2 Úkol měření Úkolem měření je ověřit vhodné pracovní podmínky pro adekvátní výkon pracovní činnosti. V úloze budeme měřit kvalitu ovzduší ve zvolených místnostech: laboratoř, přednášková místnost, dílna a kancelář. Při měření kvality ovzduší je nutné se věnovat parametrům jako je teplota v místnosti, koncentrace CO 2 a CO a dále odečítáme vlhkost a množství dodávaného vzduchu do místnosti. Množství dodávaného vzduchu je spojeno s předpisem podle využití prostorů a množství pracujících lidí. Tyto parametry jsou nejdůležitější při stanovení hygienických předpisů pro ideální pracovní podmínky. Výstupem budou zpracované hodnoty získané z přístroje kvality ovzduší a pomocí dodávaného softwaru pro měřicí přístroj a také budou porovnány naměřené hodnoty s hodnotami danými nařízením vlády popsané v tabulkách Tab.1.2 Tab.1.4. 1.1.3 Použité měřicí přístroje a komponenty - Přístroj pro měření kvality ovzduší Fluke 975V - možňuje kontrolovat složení ovzduší a měřit proudění vzduchu. Pro kontrolu ovzduší na pracovištích jsou tyto parametry důležité, aby bylo možno zajistit správné a odpovídající podmínky pro pracovníky, vyskytující se v těch prostorech. Měřicí přístroj je navíc opatřen výstupem, který umožňuje exportovat naměřená data do výpočetní techniky. Přístroj tak nabízí i možnost hlubší analýzy naměřených hodnot a tomu odpovídající interpretaci výsledků. - Čidlo proudění vzduchu Fluke 975VP - slouží k měření složení ovzduší a k proudění vzduchu. Špatné poměry těchto veličin mohou být dalšími nežádoucími prvky, které mohou mít negativní vliv i například na efektivnost vykonávané práce, proto je nutné se jimi zabývat. - Software pro Zpracování naměřených dat FlukeView Forms a AirMetr Test Tool. software umožní analyzovat naměřené hodnoty z přístroje kvality ovzduší Fluke 975V.
- Notebook Lenovo pomocí software Fluke umožní stáhnout data z přístroje pro měření kvality ovzduší a následovně je analyzovat. 1.1.4 Postup měření 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Zvolíme si 3 místnosti, ve kterých budeme měřit (laboratoř, přednášková místnost, dílna, chodba a kancelář). Nejvhodnější jsou místnosti, kde právě skončila výuka nebo se zde zdržovalo více studentů. Přístroj si umístíme doprostřed místnosti na podstavec (stativ) 1 m od podlahy. Zapneme přístroj Fluke 975V pomocí tlačítka on/off, přístroj se inicializuje a po krátkém testu se zobrazí hodnoty teploty, vlhkosti, CO a CO 2, nyní je přístroj připraven k měření. Na přístroji pro měření kvality ovzduší si nastavíme dobu měření na 15 minut. Pomocí tlačítka LOG/SAVE vyvoláme menu a zvolíme volbu Start Logging (F1), nyní pomoci požadavků na displeji nastavíme délku měření na 15 minut a potvrdíme tlačítkem ENTER, dále nastavíme hustotu vzorkování na 1 sekundu, potvrdíme ENTER a Yes a přístroj začne měřit jednotlivé veličiny. Po deseti minutách pustíme vzduchotechniku a necháme ji v průběhu měření běžet. Po uplynutí měřící doby přístroj sám hodnoty uloží. Nyní můžeme změřit proudění vzduchu do místnosti ze vzduchotechniky pomocí sondy proudění vzduch FLUKE 975VP. Vysuneme teleskopickou sondu, připojíme ji k přístroji. Druhý konec vložíme do vzduchotechniky, použijeme tlačítko VELOCITY a zobrazí se nám aktuální proudění vzduchu do místnosti. Hodnotu si poznačíme do připravené tabulky Tab.1.5. Postup měření v bodech 4) 7) opakujeme pro další dvě zvolené místnosti. Přístroj naměřená data uloží, rychlost proudění si zapíšeme do zmíněné tabulky. S vyučujícím měřicí přístroj připojíme k počítači a exportujeme naměřená data do počítače. Softwar FlukeView Forms data vynese do grafů Obr.1.1 a uloží v požadovaném formátu. Data zálohujeme na flashdisk. 1.1.5 Zpracování výsledků Vypracujte protokol o měření, který bude obsahovat: - Vlastní teoretický rozbor probírané problematiky. - Skutečný postup měření. - Naměřené hodnoty zanesené do připravené tabulky Tab.1.2. - Soupis použitých přístrojů. - Grafické vykreslení hodnot importovaných z přístroje FLUKE 975V jako je na obrázku Obr.1.1.
- Závěr bude obsahovat hodnocení, zda hodnoty naměřené v jednotlivých místnostech odpovídají požadavkům daného předpisu zobrazeného v tabulkách Tab.1.2 Tab.1.4. Tab.1.5: Naměřené hodnoty rychlosti vzduchu Místnost 1: Místnost 2: Místnost 3: Rychlost proudění Obr.1.1: Náhled prostředí softwaru FlukeView. Zdroj: [1] Předpis č. 361/2007 Sb.: Nařízení vlády, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci. Zákony pro lidi.cz [online]. 2007 [cit. 2014-01-03]. Dostupné z: http://www.zakonyprolidi.cz/cs/2007-361.
1.1.6 Kontrolní otázky 1) Pracovní podmínky závisí na kvalitě ovzduší, jaké parametry zjišťujeme? 2) Jaká je požadovaná vlhkost pro laboratorní pracoviště uveďte maximální a minimální hodnotu. 3) Jaká je maximální přípustná hodnota koncentrace oxidu uhličitého na pracovišti? 4) Jaký negativní vliv má oxid uhelnatý na lidský organismus? 5) Jak se projevuje u lidského organismu jedovatost oxidu uhelnatého? 6) Jakou hodnotou vlhkosti je definováno pouštní klima? 7) Jaká je maximální přípustná teplota na pracovišti v kategorii pracoviště? 8) Jaká je nejvyšší přípustná hodnota oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého? 9) Pokud bude teplota na pracovišti vyšší než 30 C, o jakou hodnotu se předpokládá pokles produktivity pracovníka? 10) Při jaké koncentraci oxidu uhličitého nastává u člověka bezvědomí?