EVALUAREA PROPRIETATILOR FIZICE ALE AERULUI

EVALUAREA PROPRIETATILOR FIZICE ALE AERULUI

HHill

Introducere: importanta subiectului

- influenteaza conditiile de viata si starea de sanatate,

- ex. frig si umiditate - reumatism degenerativ

- pacientii    in stare grava mult mai vulnerabili la conditiile de microclimat nefavorabil

Definitia microclimatului: totalitatea factorilor fizici ai aerului (temperatura, umiditatea, curentii de aer, radiatia calorica) care influenteaza schimburile de caldura dintre organism si mediul inconjurator.

Dupa extindere: ex. microclimatul urban, al unei incaperi, individual (subvestimentar)

Alte proprietati fizice ale aerului: presiunea atmosferica, alte radiatii si electricitatea aerului.

Determinarea temperaturii aerului   

Unitati de masura

- Gradul. Valoarea dependenta de scara termometrica: Celsius, ºC, 100 grade; Reaumur, ºR, 80 grade; Fahrenheit, ºF, 180 grade. Repere: punctul de topire a ghetii si punctul de fierbere a apei.

- Scara temperaturii absolute (Kelvin, ºK).

Instrumente

Termometrul (cu mercur intre -30ºC si 300ºC; cu alcool, intre -70ºC si 120ºC, cu pentan).

Tipuri de termometre

- obisnuite: de camera, de baie, de exterior etc.

- speciale:

Termometrul medical: intre 35-42ºC

Termometrul cutanat: intre 20-40ºC.

Termometrul de maxima si minima (tip Six-Bellani, utilizat in meteorologie, horticultura) Bibliografie: https://en.wikipedia.org/wiki/Six's_thermometer

Termograful Diagrama rezultata se numeste termograma.

Termometrul electric pentru temperatura suprafetelor (principiul de functionare: diferenta de temperatura produce un curent electric in circuitul a doua fire metalice diferite) Curent electric inregistrat de galvanometru, cadran indicator in grade Celsius.

Masurarea temperaturii

Se urmaresc variatiile in spatiu si timp, determinari multiple in mai multe puncte si nivele -> valoare medie

INTERIOR: vertical - la 0,30 m si 1,5 m de la podea, la 0,30 m de la plafon; orizontal - in mijlocul si la colturile incaperii. Mai multe determinari in cursul zilei.

EXTERIOR: la umbra (termometrul la min. 4 m de ziduri si 2 m de la sol citirea la orele 8, 14 si 20). Temperatura medie zilnica media aritmetica a valorilor masurate.

Coeficientul de corectie al termometrelor utilizate

Surse de eroare: atingerea rezervorului, suflul expirator al cercetatoruloi peste rezervor, sursa de caldura in apropiere etc.

Norme igienico-sanitare

In locuinta

- Valoarea medie optima: 18-22°C.

- Diferentele sa nu depaseasca 2-3°C orizontal , 1,5-2°C vertical.

- Variatiile temperaturii in 24 de ore: cel mult 4-6°C incalzirea cu sobe si 2-3°C incalzirea centrala.

- Diferenta temperatura pereti - temperatura medie aer: sub 4°C.

Zona de confort

- mediu casnic, repaus: temperatura optima 18-20°C.

- mediu industrial, munca usoara: 20°C, munca grea: 10-12°C.

- in spitale 20-22°C

* in conditii normale de umiditate si miscare a aerului

Determinarea umiditatii aerului   

Definitia umiditatii atmosferice cantitatea de vapori de apa pe care-i contine aerul.

Umiditatea absoluta (UA) cantitatea de vapori de apa existenta intr-un volum de aer la un moment dat. Unitate de masura: g/m³ aer).

Umiditatea maxima (UM) cantitatea cea mai mare de vapori de apa ce poate satura un volum de aer la o anumita temperatura si presiune g/m³ aer Scade sau creste odata cu scaderea sau cresterea temperaturii (tabele

Umiditatea relativa (UR) gradul de saturatie al aerului cu vapori de apa.

Calcul: UR = UA : UM x 100 (la aceleasi valori de temperatura si presiune).

Deficitul de saturatie (D_s) Calcul: D_s = UM - UA

Metode de determinare (UR)

- Metoda higrometrica (hygros - greaca = umed)

Principiu: lungimea firului de par variaza proportional cu umiditatea aerului. (# Rapunzel)

Aparate: higrometrul si higrograful (-> higrograma)

- Metoda psihrometrica (psychros, psychein - greaca = a raci)

Principiu evaporarea si racirea apei depinde de umiditatea aerului.

Aparat: psihrometrul Assmann (doua termometre cu mercur, unul cu rezervor uscat, altul umed, aspirator de aer)

Mod de utilizare: pozitionare, umezire, pornire ventilator, citire dupa stabilizarea nivelului (5-6 min vara, 15 min iarna).

Umiditatea relativa se determina cu ajutorul tabelelelor (hartilor) psihrometrice pe baza valorii temperaturii uscate si valorii temperaturii umede (diferenta psihrometrica).

Erori: pozitia sau fixarea incorecta a aparatului, umezire incorecta, surse de radiatii calorice etc.

* Actualmente se utilizeaza termometre care folosesc proprietatile semiconductorilor, a caror rezistenta electrica scade cu cresterea temperaturii.

Norme sanitare

UR optima 50% (+ - 15%). Umiditatea trebuie sa fie cu atat mai mica cu cat temperatura aerului este mai ridicata, pentru a intretine starea de confort termic. (# Alabama / California)

UR sub 20-25% produce uscaciunea mucoaselor.

UR peste 70-75%, se considera ca aerul este umed. Aerul prea umed favorizeaza cresterea mucegaiurilor si acarienilor (in praful de casa).

Determinarea miscarii aerului   

Termeni: exterior - vant; interior - curenti de aer

Determinarea directiei empiric (exterior - paie, fum; interior flacara lumanarii), girueta.

Directia vantului dominant (# Amplasare unitatilor industriale poluante, gropilor de gunoi menajer)

Determinarea vitezei curentilor de aer

Anemometre (peste 0,5 m/s in exterior), statice sau dinamice (palete, angrenaj, indicator de rotatii).

Anemometrul dinamic cu palete: indicatorul la 0, se pozitioneaza perpendicular pe directia vantului; se citeste contorul anemometrului si timpul scurs de la pornire. Se calculeaza viteza: distanta (m) /timp (s).

Anemometrele moderne arata viteza direct.

Catatermometre - catatermometria (sub 0,5 m/s, in interiorul incaperilor). (Vezi catatermometria)

Norme sanitare

Viteza recomandata: 0,1-0,3 m/s, fara a depasi 0,5 m/s.

O viteza mai mare devine perceptibila pentru organism, da senzatie de curent si produce o racire a corpului, stare de disconfort.

Determinarea temperaturii radiante   

Sursa primordiala de caldura si lumina - radiatiile solare (direct de la soare si indirect, prin difuzia atmosferica Senzatia de caldura produsa de razele infrarosii

Surse de radiatie calorica in incaperile: corpurile de incalzit. Temperatura maxima: 80°C. Gradientele de temperatura sa fie in limita normelor.

Actinometru

Principiu: efectul de dilatatie a lichidelor +.

Aparat: doua termometre identice, rezervorul unuia acoperit cu negru de fum (negru), al celuilalt cu oxid de magneziu (alb), ambele in cate un balon de sticla vidata.

Mod de lucru: pozitionare cu rezervoarele in directia sursei de radiatie, cc. 5 min.

Calcul: pe baza diferentei de temperatura.

Importanta: industria siderurgica, panificatie etc.

Determinarea presiunii atmosferice   

Definitie: forta exercitata de greutatea coloanei de aer pe o anumita suprafata.

Unitati de masura atmosfera (1 atm = presiunea egala cu greutatea unei coloane de mercur de 760 mm lungime, cu o sectiune de 1 cm², la temperatura de 0ºC, la nivelul marii (0 m) si la latitudinea de 45º).

alte unitati: bari (bar), milibari (mbar), pascal (pa).

1 atm = 760 mm coloana de mercur (torr) = 1,013 bar.

Instrumente

Barometrul cu mercur (corectii pentru temperatura, latitudine, altitudine si de instrument)

Barometrul anaeroid capsula metalica sensibila la presiunea aerului)

Barograful

# Barometre - muzeu https://brunelleschi.imss.fi.it/museum/esim.asp?c=200301

Aprecierea zonelor termice - catatermometria Hill, incalzirea locuintei

Senzatia termica: data de temperatura, umiditate, miscarea aerului si radiatiile calorice. (microclimat). Influenteaza direct schimburile de caldura dintre organism si mediu.

Organism in echilibru termic - stare de confort. Incalzirea, racirea organismului - supune sistemul de termoreglare la eforturi deosebite.

Evaluarea starii de confort sau disconfort termic al organismului prin:

- determinarea complexului de factori fizici ai microclimatului (prin metoda catatermometriei)

- cercetarea reactiilor fiziologice ale organismului sub influenta acestor factori.

Temperatura efectiva (TE)

Definitie: TE este o valoare relativa care apreciaza senzatia de caldura produsa de actiunea combinata a temperaturii, umiditatii si curentilor. Metoda subiectiva de apreciere a valorilor ambiantei termice).

Unitate de masura: gradul de temperatura efectiva (ºTE).

Zona de confort: limita de TE in care cel putin jumatate din persoanele usor imbracate, neefectuand munca fizica deosebita, au o senzatie de confort termic.

Linia de confort: marea majoritate a indivizilor (peste 90%) au o senzatie de confort.

Zona de confort: 17,2-21,7ºTE; linia de confort: 18,1-18,9ºTE.

Catatermometria Hill

Determina capacitatea de racire a aerului (in functie temperatura, umiditate si curenti). Timpul de racire depinde de temperatura aerului mobilitatea aerului.

Aparatul: catatermometrul Hill, uscat si umed (rezervor acoperit cu tifon).

Catafactor (F) cantitatea de caldura pierduta pe fiecare centimetru patrat de suprafata a rezervorului, in timpul racirii de la 38 la 35°C.

In conditiile unui microclimat foarte cald, se poate masura puterea de incalzire a aerului.

Mod de utilizare: pregatire (apa la 65-70ºC, lichidul la o treime din rezervorul superior ; se masoara timpul in care alcoolul parcurge distanta dintre cele doua gradatii (t).

Se fac trei masuratori in fiecare punct studiat.

Catavaloarea (H)

H = F/t

F= catafactorul

t=timpul de coborare

Media aritmetica a valorilor din trei masuratori in fiecare punct studiat.

Termometrul uscat -> Catavaloarea uscata

Termometrul umed-> Catavaloarea umeda

Aprecierea zonelor termice

Viteza curentilor de aer

Catatermometrul Hill, tipul uscat se foloseste si pentru determinarea vitezei curentilor de aer cu valori sub 0,5m/s. Este necesara si masurarea concomitenta a temperaturii aerului.

Calcul: v = (H/Q - 0,20/0,40)²

H=catavaloarea

Q= diferenta fata de temperatura medie a catatermometrului (Q = 36,5º - temperatura aerului).

Se poate face si din tabele, cunoscand valoarea H/Q.

Incalzirea locuintei

Cerintele igienice ale incalzirii locuintei:

- 17-21°TE

- repartitie relativ uniforma a caldurii in spatiu si timp; gradientele 1-2°C pe orizontala; 1-3°C pe verticala; 3°C/24 ore pentru incalzirea locala; 6°C fata de temperatura peretilor

- mentinerea umiditatii relative a aerului peste 35%

temperatura maxima a corpurilor de incalzit 80°C

- evitarea producerii de poluanti din procesul de combustie, de zgomot, incendii, explozii, murdarire,

Incalzirea prin sistem local (temperaturi neuniforme, randament scazut)

Incalzirea prin sistem central (umiditate scazuta)