17.03.2021

В начале этого года Приказом №177 от 26.02.2021«О внесении изменений в сведения об утвержденных типах средств измерений» Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) утвердило новый тип СИ «Измеритель параметров микроклимата «МЕТЕОСКОП-М» (Регистрационный № 32014-11). Это событие коррелирует с выходом новых СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» и эта корреляция не случайна.

Измеритель параметров микроклимата «МЕТЕОСКОП-М» является переносным прибором и состоит из: измерительно-индикаторного блока, сенсометрического щупа и шарового термометра. Последний компонент отличает СИ «МЕТЕОСКОП-М» от предыдущих версий Измерителя.

Шаровой термометр (в западной терминологии – сфера Вернона) предназначен для измерения интенсивности облучения (синоним – энергетической освещенности, облученности) персонала в производственных и жилых помещениях в инфракрасной (тепловой) области спектра. Его также можно использовать для оценки экспозиционной дозы теплового облучения от локальных и общих источников тепла. Дополнительный канал измерения параметров микроклимата шаровым термометром делает прибор Метеоскоп-М единственным в стране средством измерения (СИ), полностью удовлетворяющим требованиям новых СанПиН. Соответственно, удовлетворяются требования к компетентности испытательных лабораторий (ИЛ) при оценке их соответствия критериям аккредитации.

Поток тепла, обусловленный инфракрасным излучением, является векторной величиной. Соответственно, датчики, применяемые в измерительных приборах, могут быть либо направленного действия, либо изотропные. Практически все приборы, использующиеся в отечественной практике санитарно-гигиенического контроля, представляют собой ИК-радиометры с ограниченным углом зрения. Эти приборы с датчиками направленного действия можно использовать для измерения потоков теплового излучения от источников с небольшими угловыми размерами, полностью попадающих в поле зрения радиометра. Задача существенно усложняется в случае источника больших размеров, или если источников несколько и облучение происходит с нескольких направлений.

В прежних нормативных документах [2] и [3] дана рекомендация измерять тепловое излучение в нескольких направлениях («от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку»), однако умалчивается, что обработка результатов измерения представляет собой нетривиальную задачу, не всегда имеющую математически корректное решение [4].

Задача определения углового распределения теплового облучения путем ориентации датчиков в нескольких направлениях по своей природе некорректна и, следовательно – не решаема в строгом, математическом смысле. Определение интегральных характеристик излучения возможно, однако для этого необходимо использовать специальные конструкций из нескольких агрегированных приемников излучения с фиксированными диаграммами направленности и применять достаточно сложную методику обработки полученных данных. Задача практически не решаема для нестационарных (например, движущихся) источников.

Более перспективным представляется использование изобретения Х.М.Вернона (Horace Middleton Vernon, 1870 – 1951 гг) для метеорологических исследований, оценки теплового облучения. В литературе встречаются различные названия этого прибора: шаровой термометр, черный шар, сфера Вернона. Шаровой термометр проводит прямое измерение теплового облучения в сферическом угле 4π стерад. Этот прибор широко используется в зарубежной практике измерения метеоусловий. В стандарте [5] изложена методика обработки данных по температуре сферы Вернона для определения радиационной температуры. С помощью этого прибора за рубежом определяют т.н. WGBT-индекс, характеризующий действие микроклимата на организм (см. подробнее [6]).

До недавнего времени использование шарового термометра в отечественной практике сводилось к определению ТНС-индекса (аналог WGBT-индекса), но в новых нормативах его нет. Зато стали нормироваться такие параметры как интенсивность теплового облучения и результирующая температура (взвешенная сумма температуры воздуха tв и радиационной температуры t_r ). Эти параметры, однако, не измерялись прежними СИ.

Вопрос об измерении теплового облучения и связанные с ним проблемы определения результирующей температуры и средней температуры поверхностей ограждающих конструкций, которые необходимо контролировать по новым СанПиН для того, чтобы подтвердить компетентность ИЛ и ее соответствие критериям аккредитации, достаточно подробно рассматривались в работах [4] и [7]. В результате были предложены методики определения указанных метеопараметров, отвечающая требованиям отечественных нормативных документов [1] и [3].

Именно эти методики используются в новом Измерителе параметров микроклимата «МЕТЕОСКОП-М» для измерения интенсивности теплового облучения, результирующей температуры и средней температуры поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол) устройств, а также технологического оборудования или ограждающих его устройств.

В новом документе СанПиН [1] предъявляются различные требования к микроклимату на рабочих местах и в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях.

И там и там необходимо проводить измерения метеопараметров:

• температура воздуха;
• относительная влажность воздуха;
• скорость движения воздуха;

Однако, при выполнении измерений параметров микроклимата на рабочих местах необходимо дополнительно измерять

• температуру поверхностей ограждающих конструкций (стены, потолок, пол) устройств, а также технологического оборудования или ограждающих его устройств;
• интенсивность теплового облучения.

При выполнении измерений параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях дополнительно необходимо измерять

• результирующую температуру (взвешенная сумма температуры воздуха t_в и радиационной температуры t_r ).

В полном соответствии с требованиями СанПиН [1] строится работа Измерителя Метеоскоп-М. Методы выполнения измерений (последовательность операций и совокупность правил измерений), однотипно реализуемые по правилам документа [8], обеспечивают получение результатов измерений с требуемой строгостью. В свою очередь, анализ и оценка результатов измерений различаются для различных задач (объектов) измерений. Каждая из этих задач решается своими (различными) методами, описанными в документе [9] и реализованными в разных подпрограммах работ IT-составляющей Измерителя Метеоскоп-М.

Программное обеспечение оценки параметров микроклимата обусловлено увеличением объема поступающей информации, усложнением решаемых задач, большим числом взаимосвязанных факторов и меняющихся требований к объектам контроля. В процессе принятия решений приходится затрачивать много времени и средств на анализ массивов разнородной информации. Практика показывает, что при работе в этих условиях «вручную» используются упрощенные, а иногда и противоречивые принципы принятия решений, что недопустимо снижает качество заключений по результатам исследований.

Расширение метрологических и функциональных возможностей Измерителя Метеоскоп-М за счет включения в его состав шарового термометра и необходимого программного обеспечения в IT-составляющую Измерителя, сделало его единственным в стране СИ, полностью удовлетворяющим требованиям нового СанПиН [1]. Соответственно, удовлетворяются требования к компетентности ИЛ при оценке их соответствия критериям аккредитации.

В сложном комплексе взаимосвязанных явлений, объединенных понятием "окружающая среда", можно выделить ряд факторов, оказывающих превалирующее влияние на состояние и здоровье человека. Если ограничиться рутинными ситуациями, т.е. исключить наиболее экстремальные воздействия (напр. эпидемии, вредные химические вещества на производстве, ионизирующие излучения и пр.), то микроклимат, несомненно, является одним из наиболее существенных факторов. Роль этого фактора растет вместе с индустриализацией общества, ведущей к увеличению времени, которое человек проводит в закрытых помещениях – жилых и производственных. В нашей стране в целом сложилась вполне работоспособная система санитарно-гигиенического нормирования и контроля, включающая процедуры установления требований к параметрам микроклимата, процедуры подтверждения соответствия и контроля за соблюдением этих требований. Тем не менее, и отечественная система постоянно требует изменений как технического регулирования в целом, так и изменения структуры и функций органов надзора за соблюдением требований в области экологической безопасности.

Возможно, логика появления и изменений норм экологической безопасности будет яснее, если иметь в виду, что основным мотивом деятельности в этой области является обеспокоенность общества возможным неблагоприятным воздействием окружающей среды на здоровье человека. Потенциальный риск такого воздействия создает проблемы для широкого круга лиц, принимающих решения. Целью совершенствования норм является помощь тем, кто в процессе принятия решений сталкивается с сочетанием общественной заинтересованности, неопределенностью результатов научных исследований и необходимостью размещения и эксплуатации новых производств. Стандарты и нормы безопасности играют роль «реперных точек», опираясь на которые можно вести содержательный и конструктивный диалог. Используемые таким образом, стандарты и нормы должны помочь общественности эффективно взаимодействовать с учреждениями по охране окружающей среды и здоровья человека.

1. СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».
2. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. СанПиН 2.2.4.548—96.
3. ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
4. Федорович Г.В. «Об измерении нормируемых величин теплового облучения работников» Ж-л Медицина труда и промышленная экология, № 7, 2010 г.
5. International standard ISO 7726, Ergonomics of the thermal environment. Instruments for measuring physical quantities. Second edition, 1998. Перевод: «Эргономика термальной среды. Приборы для измерения физических величин», 56 стр.
6. Е.И.Тимофеева, Г.В.Федорович, Экологический мониторинг параметров микроклимата. М., 2007, 212 с.
7. Федорович Г.В. «Оценка тепловой обстановки с помощью шарового термометра» Ж-л "Безопасность и охрана труда" 2011, №1
8. МУК 4.3.3.2756-10 «Методические указания по измерению и оценке микроклимата производственных помещений».
9. БВЕК.431110.04 РЭ «Измеритель параметров микроклимата МЕТЕОСКОП-М. Руководство по эксплуатации».