Diagnostika prostredia a technických zariadení

   Táto činnosť okrem hygienického posúdenia prostredia, ktorá patrí do kompetencie orgánov hygienickej služby, ma ďalší cieľ a to

doporučiť na základe exaktných meraní a vyhodnotení zásahy do príslušného technického zariadenia tak, aby sa hygienické

hodnoty posudzovaného prostredia dostali do súladu s požadovanými hygienickými limitmi.

Obsah  :

1.  Hygienické požiadavky na prostredie

2.  Ciele „ Diagnostiky prostredia a technických zariadení“

3.  Technické prostriedky používané pri diagnostike prostredia a technických zariadení

     3.1   Meracie prístroje

4.  Meranie a hodnotenie jednotlivých zložiek prostredia a technických zariadení

    4.1   Meranie pohybu a rýchlosti vzduchu

            4.2   Meranie a hodnotenie tepelno - vlhkostných parametrov

            4.3   Meranie a hodnotenie tlakových pomerov.

            4.4   Meranie a hodnotenie toxických látok v prostredí

    4.5   Meranie a hodnotenie hlučnosti prostredia a vibrácií

1.  Hygienické požiadavky na prostredie

Súbor hygienických predpisov ktorý vychádza z lekárskych výskumov definuje hygienicky únosné a doporučené parametre prostredia,

v ktorom sa ľudia zdržiavajú počas pobytu v obytnom, alebo pracovnom prostredí .

Týmito parametrami najčastejšie sú :   -   tepelno - vlhkostná mikroklíma

                                                                     -   toxická mikroklíma

                                                                     -   hlučnosť a vibrácie

                                                                     -   osvetlenie

                                                                     -   prašnosť

                                                                     -   tlakové podmienky a prúdenie

                                                                     -   ostatné zložky prostredia 

 Legislatíve je táto oblasť v súčasnej dobe pokrytá hlavne :

-  Zákonom č. 126/2006  - o verejnom zdravot. a o zmene a doplnení niektorých zákon.  a jeho doplňujúcimi  Nariadeniami vlády SR

-  Zákonom č.  355/2007 - o ochrane, podpore a rozvoji verejného zdravia a o zmene a doplnení niektorých zákonov

-  Nar. vlády SR č. 353/2006 - o podrobnostiach o požiadavkách na vnútorné prostredie budov a o minimálnych požiadavkách

   na byty nižšieho  štandardu a na ubytovacie zariadenia 

-  Nar. vlády SR č. 355/2006    a jeho novelou  300/2007 - o ochrane zamestnancov pred rizikami súvisiacimi s expozíciou chemickým  

    faktorom pri práci

2.  Ciele „ Diagnostiky prostredia a technických zariadení“

Touto inžinierskou činnosťou je možné naplniť viacero v reálnej  praxi nevyhnutných požiadavkov ako sú :

-   Kontrola hygienicky únosných parametrov vnútorného prostredia

-   Reálny obraz o stave  technického zariadenia, ktoré pomáha vytvárať príslušné  pracovné alebo obytné prostredie

-   Získavanie chýbajúcich technických podkladov  potrebných pre správny projekčný návrh technického zariadenia, meraním na

     referenčných alebo zhodných technologických zariadeniach. Táto situácia vzniká dosť často pri dovoze   technologických   

    celkov ak sa nedodajú súčasne potrebné údaje o emisiach škodlivín ako napr. tepelno - vlhkostná záťaž,  toxická záťaž od   

    chemických látok,  akustický výkon zariadenia a pod. Správne cielenými meraniami sa tieto chýbajúce údaje  na referenčných  

     zariadeniach dajú získať a doplniť tak potrebné údaje pre návrh nového alebo zrekonštruovaného  technického zariadenia.

-   Posúdenie jestvujúceho technického zariadenia ( najčastejšie vetracieho alebo  klimatizačného ) pri zvyšovaní  výkonu

     príslušného  technologického zariadenia ( výrobné stroje, umelé osvetlenie a pod. ) so zreteľom či postačí rekonštrukcia

     príslušného technického zariadenia, jeho doplnenie, alebo či treba pristúpiť k totálnej výmene  jestvujúceho technického

     zariadenia zabezpečujúceho hygienické podmienky v pracovnom alebo inom spoločenskom prostredí.

3.  Technické prostriedky používané pri diagnostike prostredia a technických zariadení

    Okrem spôsobilosti v  teoretickej časti techniky prostredia a znalosti platnej legislatívy vyžaduje si táto inžinierska činnosť

i vhodnú meraciu a prípadne vyhodnocovaciu techniku. Chceli by sme v tejto časti postupne zastaviť pri jednotlivých dôležitých

častiach týchto technických prostriedkov a upozorniť na niektoré ich dôležité vlastnosti .

 3.1   Meracie prístroje

Pri meraniach  v technike prostredia vystačíme vo väčšine prípadov s prenosnými batériovými      prístrojmi, ktoré bývajú vybavené v súčasnosti už digitálnymi displejmi, internými alebo externými     tlačiarňam, s rozsiahlou internou pamäťou, s prenosom dat do PC.           Tieto prístroje bývajú rôznej triedy presnosti, čo ovlivňuje ich nadobúdaciu cenu.   Môže sa jednať     o prístroje jednoúčelové, ktoré hodnotia jeden parameter prostredia, alebo multifunkčné, ktoré     umožňujú hodnotiť viacero parametrrov prostredia prostredníctvom výmenných snímačov. Pre     zaujímavosť, dnes v technike prostredia  jestvuja tzv. IAQ sonda, ktorá sníma súčasne teplotu,     rel. vlhkosť, CO2 a barometrický tlak vzduchu.        V poslednej  dobe sa čím viac používajú tzv. záznamníky, ktoré dlhodobo dokážu snímať a     zaznamenávať  niektoré  hlavne s časom premenlivé  parametre prostredia, ako napr. teplotu a rel.     vlhkosť .

4.  Meranie a hodnotenie jednotlivých zložiek prostredia a technických zariadení

     V tejto časti sa chceme venovať meraniu a vyhodnocovaniu najčastejšie požadovaným zložkám prostredia a uviesť ich

 v poradí ktoré čiastočne vyjadruje ich dôležitosť pri hodnotení technických zariadení. Tu už treba jednoznačne rozlišovať,

či sa jedná o merania  prostredia, alebo technického zariadenia.

        4.1    Meranie pohybu a rýchlosti vzduchu

Zámerne tu používame dva termíny -  pohyb a rýchlosť vzduchu. Pohybom vzduchu            rozumieme nižšie rýchlosti vo volnom priestore, ktoré sa niekedy označujú ako prievan            a pod rýchlosťou vzduchu rozumieme rýchlosť vo vzduchotechnických kanáloch            a distribučných elementoch.               Pre meranie pohybu vzduchu používame snímače s elektr. vyhrievaním drotom alebo           guličkou, kde rýchlosť ochladzovania vyhrievaného elementu je prevedená na rýchlosť          vzduchu. Merací rozsah týchto snímačov je cca 0,2 až 20 m/sec. Treba si ale uvedomiť,          že ohrev odoberá veľký príkon batérii a preto doporučujeme používať dobíjateľné batérie.

  Pre meranie rýchlosti vzduchu v potrubiach osvedčené sú rotačné mechanické snímače ktoré umožňujú meranie rýchlosti vzduchu

od cca 0,4 do 60 m/s. Tu je dôležité si uvedomiť, že vzhľadom na premenlivú rýchlosť v priereze potrubia je výhodne používať prístroje,

ktoré umožňuju vyhodnotenie strednej hodnoty rýchlosti. Zvyčajne je možné túto strednú hodnotu zvoliť buď za určitý časový úsek,

alebo ako strednú hodnotu z určitých zvolených  miest.  

 Ďalšou možnosťou určenia rýchlosti vzduchu je jej výpočet z tlakových pomerov pri použití Prandtlovej trubice z dynamického tlaku.

Niektoré prístroje už priamo na displeji ukážu túto rýchlosť. Pri meraní rýchlosti Prandtlovou trubicou je možné merať i pri vysokých

teplotách a v chemicky agresívnom prostredí.

        4.2    Meranie a hodnotenie tepelno - vlhkostných parametrov

Molierov diagram vlhkého vzduchu a psychrometrické výpočty

Tu sa dostávame do oblasti vlhkého vzduchu, ktorého vlastnosti nám umožňujú psychrometrické výpočty, alebo v grafickej  forme Molierov diagram vlhkého vzduchu. Súčasné prístroje používajú kapacitné snímače vlhkosti. Používajú sa i snímače ktoré parametre vlhkého vzduchu určia z nameranej suchej a mokrej teploty vzduchu. Úplnou klasikou dnes už zriedka používanou  je určenie týchto parametrov Asmanovým psychrometrom.    Pretože teplota i rel. vlhkosť je dosť nestabilný parameter, premenlivý s denným časom a ročným obdobím, doporučujeme pri niektorých meraniach používáť záznamníky teploty a rel. vlhkosti. Jedná sa o malé stacionárne zariadenia s batériovou dlhodobou prevádzkou, ktoré v určitom zvolenom naprogramovanom časovom cykle zaznamenávajú do pamäte merané hodnoty s časovými údajmi, ktoré je možné cez vyhodnocovacie zariadenie ( PC alebo Notebook ) v numerickej alebo grafickej forme prečítať a archívovať.     V reálnej praxi sa dosť často vyskytujú prevádzky s extrémnou tepelnou, alebo vlhkostnou záťažou. Extrémna tepelná záťaž  je častá v priemyselných technologických prevádzkach ako sú hute, sklárne a pod.   Hodnotenie tejto záťaže sa deje snímačmi  globálnej  tepelnej  záťaže, ktoré merajú suchú a mokrú teplotu vzduchu a globálnu teplotu prostredníctvom guľových teplomerov.

  Extrémná vlhkostná záťaž býva v občianskych stavbách hlavne v krytých plavárniach , saunách , práčovniach a pod. V priemyselných  

prevádzkach je to hlavne výroba papieru. Pri extrémnych vlhkostných záťažiach treba venovať zvýšenú pozornosť kontrole rosného bodu  prostredia z dôvodov kondenzácie vlhkosti na stavebných konštrukciach.

  Legislatívne je oblasť tepelno - vlhkostnej mikroklímy postihnutá v  :

-  Nar. vlády SR č. 247/ 2006 - o podrobnostiach o ochrane zdravia pred záťažou teplom a chladom pri práci :

       Rozsah optimálnych a prípustných hodnôt mikroklimatických podmienok pre chladné obdobie roka

       Podrobný popis " Tried práce " viď. Nariadene vlády SR č. 247/ 2006 Z.z.

        4.3    Meranie a hodnotenie tlakových pomerov.

Treba vždy zodpovedne zvážiť požadovaný merací rozsah, lebo od neho závisí potom presnosť merania. Tiež je užitočné používať na

meranie tlakových pomerov prístroje ktoré majú možnosť vyhodnotiť strednú hodnotu z určitého časového intervalu, lebo takové

pomery sú premenlivé podobne ako je to pri meraní rýchlosti vzduchu.

 Statický pretlak býva požadovaný v prevádzkach, kde je nebezpečie kontaminácie hygienicky kontrolovaného prostredia s okolitého

prostredia ktoré obsahuje toxické látky. Podobná situácie je v súčasnosti často prevádzkovaných technolog. „ Čistých priestoroch “,

kde tento požadovaný statický pretlak zabraňuje prenikaniu prachových častíc do kontrolovaného technologicky čistého prostredia.

       4.4    Meranie a hodnotenie toxických látok v prostredí

V spoločenských a zhromažďovacích miestnostiach najčastejšou toxickou látkou je CO2 , ktorý je produktom  pobytu ľudí ktorí  sa zdržujú v týchto priestoroch. Tento problém je najčastejšie riešený vo vetracích  a klimatizačných  zariadeniach príslušnou dávkou vonkajšieho vetracieho vzduchu. Snímače CO2 sú už dnes  samozrejmosťou bežných  meracích prístrojov.

 Zložitejšia situácia je vo výrobných prevádzkach, kde úniky toxických látok z výrobnej technológie spôsobujú prekračovanie hygienicky prípustných hodnôt pracovného prostredia. Na meranie týchto hodnôt je možné použiť snímače ktoré bývajú súčasťou výbavy meracích  prístrojov (  napr.  CO ), alebo kooperovať s niektorým výskumným ústavom ktorý je tieto zložky schopný priamo zmerať, alebo odobrať  vzorky vzduchu odberovým zariadením a analyzovať ich v laboratóriu. V našich podmienkach sú najčastejšími škodlivinami vo výrobných prevádzkach CS₂ , H₂S, Hg, CO  ktorých NPEL ( najvyššie prípustné expozičné limity ) sú uvedené v hygienických predpisoch.

V súčasnosti platnej slovenskej legislatíve sú najvyššie prípustné hodnoty zdraviu škodlivých faktorov vo vnútornom ovzduší budov uvedené  v Nariadení vlády SR č. 300 / 2007 Z.z.

Najvyššie prípustné koncentrácie chemických látok a prachových častíc  

 V tejto časti treba spomenúť i kontrolu prostredia na nebezpečie výbuchu ( UEG ) a požiaru. Zvlášť polietavý prach

v papierňach spôsobil i v našich prevádzkach veľa požiarov!

4. 5   Meranie a hodnotenie hlučnosti prostredia a vibrácií

   Filozofia posudzovania hlučnosti je založená na princípe , že pre rôzne druhy ľudskej činnosti boli stanovené v rôznom prostredí

najvyššie prípustné hodnoty hlučnosti.

Pre názornosť uvádzame Tab. č.1 z  Nariadenia vlády SR 115 / 2006 Z.z.

Akčné hodnoty normalizovanej hladiny A zvuku L_AEX,8h pre skupiny prác

L_AEX,8h -  Akčná hodnota hluku,  pri ktorej prekročení sa vykonávajú opatrenia na zníženie hluku.

 

 

Porovnanie konvencií v oblasti prašnosti

Prašnosť prostredia je potrebné  posudzovať z dvoch hľadísk :         -  hygienického a  technického         Hygienické hľadisko :  vychádza z lekárskych výskumov, kde prachové častice  hlavne podľa svojej veľkosti rôznym spôsobom zaťažujú dýchacie orgány a spôsobujú  ich trvalé ochorenie . Europska norma  STN EN 481 definuje 3 zložky   prašnosti podľa ich veľkosti a schopnosti ohrozovať dýchacie orgány :         -   Inhalable - vdychovaná zložka       -   Thorasic - plúcna zložka       -   Alveolic  - respirabilná zložka         Najväčšie nebezpečenstvo pre dýchacie orgány predstavuje respirabilna ( alveolárná )  zložka s veľkosťou častíc pod 10 µm. Hygienické vyjadrenie prašnosti je najčastejšie v  jednotkách µg/m3              ISO 7708 definuje ďalšie zložky prašnosti, ktoré rozširujú spektrum definované   v STN EN 481 a to tieto :                                                                          -   High Respirarable                                                                       -   Tracheobronchial                                                                       -   High Tracheobronchial             Hodnotenie prašnosti podľa týchto konvekcií sa využíva hlavne u detskej populácii.  Americká agentúra pre ochranu životného prostredia US - EPA ( Enviromental Protection Agency )  zaviedla ďalšie kritéria pre hodnotenie prašnosti a to hodnoty :        -   PM 10,  PM  2,5   - v µg/m3      ( Napr. hodnota  PM 10  predstavuje  prašnosť  v  µg/m3 kde aspoň 50%  častíc je  menších ako  10 µm )

 

     Charakteristickým znakom  hygienických vyjadrení prašnosti je ich gravimetrické ( váhové ) vyjadrenie, zvyčajne  v µg/m³.

V súčasnosti platná slovenská  legislatíva  sa hygienickými aspektami prašnosti zaoberá v nasledovných dokumentoch :

   -    vyhláška  Ministerstva zdravotníctva  SR č.326 / 2002 Z.z.

   -    vyhláška  Ministerstva zdravotníctva  SR č. 198 / 2001 Z.z.

 

   Technologické hľadisko :  Niektoré priemyselné výroby  ( výroba elektroniky, liekov , potravín )  vyžadujú kontrolované prostredie na prítomnosť  prachových častíc, ktorých prítomnosť v neželateľnej miere by znehodnotila kvalitu produkcie. Používané medzinárodné štandardy  definujú pre jednotlivé prostredia triedy čistoty. Technologické vyjadrenie prašnosti je  v   jednotkách  počet častíc  x / m³ . 

 

 

  Hygienických merania  

  Používajú sa rôzne skupiny prístrojov. Veľmi často používanými sú odberové osobné čerpadlá ktoré pri registrovanom a regulovanom

prietoku vzduchu zachytávajú prachové častice na membránových filtroch, kde sa potom vážením zachytenej vzorky prachu vyhodnotí

gravimetrický prašnosť. Ich výhodou je cenová dostupnosť. Nevýhodou je, že potláčajú význam malých častíc, ktoré sú pre dýchacie organy viacej nebezpečné ako častice väčšie. Preto sa pri ich prevádzke používajú rôzne odlučovacie hlavice. Ďalšou ich nevýhodou je hodnoty  prašnosti sa nemôžu získať v reálnom čase priamo  na mieste( In Situ ), ale až po zvážení filtrov v laboratóriu.

 

    Prístroje novšej generácie využívajú techniky založené na rozptyle svetla. Ich veľkou prednosťou je, že vyhodnotia prachové častice podľa ich veľkosti v požadovanom rozsahu a tak reálne zhodnotia možné zdravotné účinky na dýchacie orgány. Naviac majú možnosť zachytenia prachovej vzorky na filtry a jeho možné ďalšie gravimetrické alebo mikroskopické vyhodnotenie. Sú schopné vyhodnotiť prašnosť v reálnom čase na mieste  - In Situ.

 

 

  Technologické merania

  U  technologického hodnotenia čistoty prostredia nejedná sa o hygienickú kontrolu prostredia, ale o kontrolu tried predpísanej čistoty prostredia , ktoré si vyžadujú niektoré výrobné technológie, aby bolo možné dosiahnutie požadovanej kvality výrobku. Najdôležitym  požiadavkom na meracie prístroje je , aby vedeli určiť veľkosť a príslušný počet častíc v určitom veľkostnom spektre. Používajú sa hlavne prístroje založené na optickom princípe rozptylu svetla nazývané často počítače častíc. 

  Metodiky hodnotenia prašnosti v o výrobných " Čistých prevádzkach " sú zväčša odvodené od Americkej  normy US -Fed St. 209. Ďalšie normatívne dokumenty predstavujú VDI 2083a najmä STN EN ISO 14644.

 

  

 Triedy čistoty podľa STN EN ISO 14644-1

 

 

 

 

Triedy čistoty podľa US Fed.St. 209E 

 

 

 

 

4. 7   Meranie a hodnotenie osvetlenia

 

V tejto časti venujeme pozornosť hlavne posudzovaniu osvetlenia na pracoviskách. Z Nariadenia vlády SR  č. 269/2006 Z. z. vyplýva že osvetlenie pracovných priestorov rozoznávame :     -   denné osvetlenie   -   umelé osvetlenie   -   združené osvetlenie

 

 

 Denné osvetlenie

 

Požiadavky na denné osvetlenie sú určené Nar. vlády SR č. 269/2006 Z. z. a STN 73 0580-1 Denné osvetlenie budov.

 

Pre názornosť uvádzame niektoré vybrané parametre osvetlenia :

Najnižšie prípustné hodnoty činiteľa dennej osvetlenosti :  -  pri bočnom osvetlení D min= 1,5 %,

                                                                                                          -  pri hornom a kombinovanom osvetlení D min= 1,5 %  a  D m= 3 %,

 

kde :    D min  je minimálna hodnota činiteľa dennej osvetlenosti na porovnávacej rovine,

             D m  je priemerná hodnota činiteľa dennej osvetlenosti na porovnávacej rovine

 

 

Umelé osvetlenie

 

  Najnižšie prípustné hodnoty celkovej priemernej udržiavanej osvetlenosti vnútorného priestoru pracovísk alebo jeho funkčne vymedzených

častí z celkového osvetlenia sú :

 

 -  pre dlhodobý pobyt zamestnancov v priestoroch  s dostatočným denným osvetlením E m = 200 lx,

 -  so združeným osvetlením E m = 500 lx,

-   bez denného osvetlenia, ak sú preukázateľne zabezpečené náhradné opatrenia E m = 500 lx,

-   bez denného osvetlenia v ostatných prípadoch E m = 1 500 lx,

-   pre krátkodobý pobyt zamestnancov E m = 100 lx,

-   pre občasný pobyt zamestnancov E m= 20 lx,

 

kde E m je priemerná hodnota udržiavanej osvetlenosti.

 

  Osvetlenie namiestach zrakových úloh vo vnútorných aj vonkajších priestoroch, zábrana oslnenia a ostatné parametre sa určujú podľa

týchto technických noriem:

 

STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovných miest. Časť 1: Vnútorné pracovné miesta.

STN EN 12464-2 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovných miest. Časť 2: Vonkajšie pracovné miesta.

 

 

Združené osvetlenie

 

   Združené osvetlenie sa používa vo vnútorných priestoroch alebo v ich funkčne vymedzených častiach, v ktorých činitele dennej osvetlenosti sú nižšie, ako sú  požadované , ale dosahujú najmenej 1/3 týchto hodnôt :.

-   Pracoviská v priestoroch s osvetľovacími otvormi, v ktorých nie je splnená hore uvedená podmienka , sa považujú za pracoviská bez

    denného osvetlenia.

-   Združené osvetlenie pracovísk sa rieši tak, aby nebol prekročený pomer jasu v zornom poli uvedený v tabuľke :

 

 

Najvyšší prípustný pomer jasu pozorovaného predmetu a jasu osvetľovacieho

otvoru umiestneného do 60 ^o od obvyklého smeru pohľadu

 

Trieda      zrakovej     činnosti	Pomer jasu pozorovaného predmetu k jasu                             osvetľovacieho otvoru
I, II, III	1 : 40
IV	1 : 100
V, VI, VII	neurčuje sa

 

 Združené osvetlenie pracoviska sa realizuje ako jednotný systém s prihliadnutím na smerovosť, tienivosť, zábranu oslnenia,

na kontrasty jasu v zornom poli a na ostatné požiadavky uvedené v týchto technických normách:

 

STN 73 0580-1 Denné osvetlenie budov. Časť 1: Základné požiadavky.

STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie. Osvetlenie pracovných miest. Časť 1: Vnútorné pracovné miesta.

 

 

    Meracie prístroje

 

Na meranie intenzity osvetlenia vnútorných a vonkajších priestorov sa používajú prístroje             nazývané  Luxmetre.  Sú to prístroje pozostávajúci z fotoelektrického snímača, ktorého             spektrálna  citlivosť je  prispôsobená priebehu  pomernej spektrálnej účinnosti žiarenia V(λ)              a vyhodnocovacieho systému  digitálnym alebo analógovým meradlom fotoprúdu.              Prístroje sú rôznej triedy presnosti.

   

 

 

 

4. 8   Ostatné zložky prostredia   

   Okrem uvádzaných  základných zložiek obytného a pracovného prostredia treba venovať pozornosť i ďalším zložkám, ktoré sú

nie tak dôsledne legislatívne sledované, ale ich podcenenie môže výrazne zhoršiť zdravotné podmienky v príslušnom prostredí.

   Sú to nasledovné zložky :   -   Mikrobiológia

                                                    -   Radon

                                                    -   Aeroionty

                                                    -   Elektromagnetické polia

                                                    -   Statická elektrina

________________________________________________________________________________________________________

Upozornenie  :  

-   Názvy pod obrázkami v červenej farbe sú interaktívne, a kliknutím sa dostanete k ďalším podrobnostiam 

     ako i k výpočtovým programom ! 

-   Stránka je priebežne aktualizovaná a doplňovaná  !

-   Uvádzanú legislatívu hľadaj na   www.zbierka.sk !