смешанная система вентиляции

аварийная вентиляция

приточно-вытяжная

кондиционирование воздуха

Рис. 3. Промышленная вентиляция и кондиционирование

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Неорганизованная естественная вентиляция - инфильтрация , или естественное проветривание, - осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения.

Такой воздухообмен зависит от случайных факторов - силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция . Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и бесканальная аэрация). Канальная естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных зданиях.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года активность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и того, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Вентиляция, с помощью которой воздух подаётся в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной вентиляцией имеет ряд преимуществ:

большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором;

возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;

подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;

организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;

улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и эксплуатации её и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению.

Обычно объём воздуха подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объёму воздуха, удаляемого из помещения.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т. д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Система аварийной вентиляции должна включаться автоматически при достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной или местной вентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции - кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении. Такие строго определенные параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами . В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т. п.

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха в помещениях является вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давления снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Неорганизованная естественная вентиляция - инфильтрация, или естественное проветривание, осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов: силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5-0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий - до 1-1,5 ч.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция (аэрация).

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра. Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных, литейных, кузнечных цехах).

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и того, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Вентиляция, с помощью которой движение воздуха осуществляется по системам каналов с использованием побудителей, называется механической вентиляцией.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра; возможность подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке или увлажнению, подогреву или охлаждению; возможность организовать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; возможность улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и ее эксплуатации и необходимость проведения мероприятий но борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общественные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха £пр, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха £в, удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство (рис. 4.1). Так, в особо чистых производствах, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления р в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10-15%.

Рис. 4.1.

Циркуляция воздуха в помещении и соответственно концентрация примесей и распределение параметров микроклимата зависят не только от наличия приточных и вытяжных струй, но и от их взаимного расположения. Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху вниз (рис. 4.2, я), сверху вверх (рис. 4.2, б); снизу вверх (рис. 4.2, в); снизу вниз (рис. 4.2, г). Кроме этих схем, применяют комбинированные. Наиболее равномерное распределение воздуха достигается в том случае, когда приток равномерен по ширине помещения, а вытяжка сосредоточена.

При организации воздухообмена в помещениях необходимо учитывать и физические свойства вредных паров и газов, и в первую очередь их плотность. Если плотность газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего - непосредственно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью, большей плотности воздуха, из нижней части помещения удаляется 60-70% и из верхней части - 30-40% загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями

Рис. 4.2.

влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется в верхней зоне, а подача свежего в количестве 60% - в рабочую зону и 40% - в верхнюю зону.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции (рис. 4.3): приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и с системой с рециркуляцией.

По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

Установки приточной вентиляции (рис. 4.3, а) обычно составляют из следующих элементов: воздухозаборного устройства / для забора чистого воздуха; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение, фильтров 3 для очистки воздуха от пыли, калориферов 4, в которых подогревается холодный наружный воздух; побудителя движения 5, увлажнителя-осушителя 6, приточных отверстий или насадков 7, через которые воздух распределяется по помещению.

Рис. 4.3.

а - приточная вентиляция (ПВ); б - вытяжная вентиляция (ВВ); в - приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией

Воздух из помещения удаляется через неплотности ограждающих конструкций.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических лабораторий.

Установки вытяжной вентиляции (рис. 4.3, б) состоят из вытяжных отверстий или насадков 8, через которые воздух удаляется из помещения; побудителя движения 5, воздуховодов 2; устройств для очистки воздуха от пыли или газов 9, устанавливаемых для защиты атмосферы, и устройства для выброса воздуха 10, которое располагается на 1 - 1,5 м выше конька крыши. Чистый воздух поступает в производственное помещение через неплотности ограждающих конструкциях, что является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

Приточно-вытяжная вентиляция - наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией (рис. 4.3, в). В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения II вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами 11 н 12. Свежая порция воздуха в таких системах обычно составляет 20-10% общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности (см. параграф 3.2 табл. 3.4) и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30% предельно допустимой концентрации (Спдк)- Применение рециркуляции не допускается в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.

Отдельные установки общеобменной механической вентиляции могут не включать всех указанных выше элементов. Например, приточные системы не всегда оборудуются фильтрами и устройствами для изменения влажности воздуха, а иногда приточные и вытяжные установки могут не иметь сети воздуховодов.

Расчет необходимого воздухообмена при общеобменной вентиляции производят исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена Ка - отношение количества воздуха, поступающего в помещение в единицу времени Ь (м3/ч), к объему вентилируемого помещения V, (м3). При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции применяют в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего. Отсутствие вредных выделений - это такое их количество в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую. В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего Ун1 < 20 м3 расход воздуха на одного работающего Ьх должен быть не менее 30 м3/ч. В помещении с Ки1 = 20-40 м3I, > 20 м2/ч. В помещениях с УпХ > 40 м3 и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м3/ч. Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом равен

где п - число работающих в данном помещении.

При определении требуемого воздухообмена для борьбы с теплоизбытками составляют баланс явной теплоты помещения, исходя из которого рассчитывается объем воздуха для теплоизбытков Д<2из6:

где рдр - плотность приточного воздуха, кг/м; £ух, £пр - температура уходящего и приточного воздуха, °С; ср - удельная теплоемкость, кДж/кг-м3;

где бвр - интенсивность образования вредных веществ, мг/ч; СцдК, С"р - концентрации вредных веществ в пределах ПДК и в приточном воздухе.

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать 30% ПДК.

Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги определяют исходя из материального баланса по влаге и при отсутствии в производственном помещении местных отсосов по формуле

где (гвп - количество водяного пара, выделяющегося в помещение, г/ч; р"р - плотность воздуха, поступающего в помещение, кг/м; йух - допустимое содержание водяного пара в воздухе помещения при нормативной температуре и относительной влажности воздуха, г/кг; с!пр - влагосодержание приточного воздуха, г/кг.

При одновременном выделении в рабочую зону вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием на организм человека, например, теплоты и влаги, необходимый воздухообмен оценивают по наибольшему количеству воздуха, полученному в расчетах для каждого вида произведенных выделений.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (серный и сернистый ангидрид; оксиды азота совместно с оксидом углерода и др., см. СН 245-71) расчет общеобменной вентиляции надлежит производить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его условных предельно допустимых концентраций (С,), учитывающих загрязнения воздуха другими веществами. Эти концентрации меньше нормативных СПдК и определяются из уравнения У "" < 1.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляции кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов из укрытий.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми (рис. 4.4). Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование (рис. 4.4, а). Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зоны, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.

Один из самых простых видов местных отсосов - вытяжной зонт (рис. 4.4, ж). Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электрическими и индукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми с одной, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта не менее 60°.

Отсасывающие панели (рис. 4.4, в) применяют для удаления выделений, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла т.п. Вытяжные шкафы (рис. 4.4, е) - наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций.

Необходимый воздухообмен в устройствах местной вытяжной вентиляции рассчитывают исходя из условия локализации примесей, выделяющихся из источника образования. Требуемый часовой объем отсасываемого воздуха определяют как произведение площади приемных отверстий отсоса Р(м2) па скорость воздуха в них. Скорость воздуха в проеме отсоса

Рис. 4.4.

а - укрытие-бокс; б - бортовые отсосы (1 - однобортовой, 2 - двухбортовой); в - боковые отсосы (1 - односторонний, 2 - угловой); г - отсос от рабочих столов; д - отсос витражного типа;

е - вытяжные шкафы (1-е верхним отсосом, 2-е нижним отсосом, 3 - с комбинированным отсосом); ж - вытяжные зонты (1 - прямой, 2 - наклонный)

V (м/с) зависит от класса опасности вещества и типа воздухоприемника местной вентиляции (г) = 0,5^-5 м/с).

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Производительность аварийной вентиляции определяют в соответствии с требованиями нормативных документов в технологической части проекта. Если такие документы отсутствуют, то производительность аварийной вентиляции принимается такой, чтобы она вместе с основной вентиляции включалась автоматически при достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной или местной вентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции - кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении. Такие строго определенные параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами. В ряде случаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерах производят специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.п.

Кондиционеры могут быть местными (для обслуживания отдельных помещений) и центральными (для обслуживания нескольких отдельных помещений). Принципиальная схема кондиционера представлена на рис. 4.5.

Наружный воздух очищается от пыли в фильтре 2 и поступает в камеру I, где он смешивается с воздухом из помещения (при рециркуляции). Пройдя через ступень предварительной температурной обработки 4, воздух поступает в камеру II, где проходит специальную обработку (промывку воздуха водой, обеспечивающую заданные параметры относительной влажности, и очистку воздуха), и в камеру III (температурная обработка). При температурной обработке зимой воздух подогревается частично за счет температуры воды, поступающей в форсунки 5, и частично, проходя через калориферы 4 и 7. Летом воздух охлаждается частично подачей в камеру II охлажденной (артезианской) воды и, главным образом, в итоге работы специальных холодильных машин.

Кондиционирование воздуха играет существенную роль не только с точки зрения безопасности жизнедеятельности, но и необходимо во многих высокотехнологических производствах, поэтому оно в последние годы находит все более широкое применение на промышленных предприятиях. Неблагоприятное влияние избытка или недостатка тепла может быть в значительной мере снижено или исключено совершенствованием техпроцессов, применением автоматизации и механизации, а также использованием ряда санитарно-технических и организационных мероприятий: локализация тепловыделений, теплоизоляция поверхностей нагрева, экранирование, воздушное и водовоздушное душирование, воздушные оазисы, воздушные завесы, рациональный режим труда и отдыха.

В любом случае мероприятия должны обеспечивать облученность на рабочих местах не более 350 Вт/м2 и температуру поверхности оборудования не выше 308 К (35 °С) при температуре внутри источника до 373 К (100 °С) и не выше 318 К (45 °С) при температурах внутри источника выше 373 К (100 °С).

Рис. 4.5.

1 - заборный воздуховод; 2 - фильтр; 3 - соединительный воздуховод; 4 - калорифер; 5 - форсунки увлажнителя воздуха; 6 - каплеуловитель; 7 - калорифер второй ступени; 8 - вентилятор; 9 - отводной воздуховод

При нефиксированных рабочих местах и работе на открытом воздухе в холодных климатических условиях организуют специальные помещения для обогревания. При неблагоприятных метеорологических условиях (температуре воздуха -10 °С и ниже) обязательны перерывы на обогрев продолжительностью 10-15 мин каждый час.

При температуре наружного воздуха (-30)-(-45) °С 15-минутные перерывы на отдых организуются каждые 60 мин от начала рабочей смены и после обеда, а затем каждые 45 мин работы. В помещения для обогрева необходимо предусматривать возможность питья горячего чая.

Pиc. 4.3. Схемы подачи воздуха: схемы а - сверху вниз; б - сверху вверх; в - снизу вверх; г - снизу вниз Рис. 4.2. Распределение давлений в здании Рис. 4.4. Схема приточной вентиляции: 1 - устройство в виде канала или шахты; 2 - фильтр для очистки воздуха; 3 - обводной канал; 4 - воздухонагреватель; 5 - сеть воздухопроводов; 6 - вентилятор; 7 - приточные патрубки с насадками Рис. 4.5. Схемы приточных насадок: а, б - для вертикальной подачи; в, г - для односторонней подачи под разными углами; д - для сосредоточенной наклонной подачи; е, ж - для рассеянной горизонтальной подачи Рис. 4.6. Схема вытяжной вентиляции: 1 - устройство для очистки воздуха; 2 - вентилятор; 3 - центральный воздуховод; 4 - отсасывающие воздуховоды Рис. 4.7. Приточно-вытяжная вентиляция: 1 - шахта; 2 - фильтр для очистки воздуха; 3 - обводной канал; 4 - воздухонагреватель; 5 - воздухопроводы; 6 - вентилятор; 7 - приточные патрубки с насадками Рис. 4.8. Приточновытяжная вентиляция с рециркуляцией: 1 - шахта; 2 - фильтр для очистки воздуха; 3 - обводной канал; 4 - воздухонагреватель; 5 - воздуховоды; 6 - вентилятор; 7 - приточные патрубки с насадками; 8 - вытяжные патрубки с насадками; 9 - клапан Рис. 4.9. Воздушные завесы: а - с нижней подачей воздуха; б - с боковой двусторонней подачей воздуха; в - с односторонней подачей воздуха; г - деталь щели; Н, В - высота и ширина ворот (дверей) соответственно; b - ширина щели Рис. 4.11. Вытяжные шкафы: а - с верхним отсосом; б - с нижним отсосом; в, г - с комбинированным отсосом Рис. 4.10. Местные отсосы: а - зонт; б - опрокинутый зонт; в - всасывающая панель Рис. 4.12. Бортовые отсосы: а - для удаления летучих паров; б - для удаления тяжелых паров Рис. 4.13. Циклон ЦН-15 НИИОГАЗа: 1 - бункер; 2 - металлический цилиндр; 3 - труба; 4 - патрубок

На состояние человеческого организма большое влияние оказывают метеорологические условия (микроклимат) в производственных помещениях.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 микроклимат производственных помещений определяется действующими в них на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Если работы выполняются на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическими условиями и сезоном года.

Температура воздуха - параметр, характеризующий его тепловое состояние, т.е. кинетическую энергию молекул газов, входящих в его состав. Измеряется температура в градусах по шкале Цельсия или Кельвина.

Температурный режим помещения зависит как от температуры воздуха в помещении формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/tp, эти два фактора и определяют конвективный и радиационный теплообмен человека и окружающей среды. Для оценки влияния температур нагретых поверхностей вводится понятие радиационной температуры. Ориентировочно ее можно определить так:

Gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

Совместное воздействие формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/tp.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt="

В большинстве случаев для обычных помещений формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/tp.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

Под атмосферным давлением понимается величина, характеризующаяся давлением столба атмосферного воздуха на единичную поверхность. Нормальным принято считать давление, равное 1013,25 гПа (гектопаскаль, на практике применяется очень редко) или 760 мм. рт. ст. (1 гПа =
= 100 Па = 3/4 мм. рт. ст.).

Атмосферный воздух состоит из смеси сухих газов и водяных паров, т.е. мы всегда имеем дело с влажным воздухом или паровоздушной смесью. Причем водяной пар может находиться или в перегретом или насыщенном состоянии. Для характеристики содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютной влажностью воздуха называется масса водяных паров, содержащихся в 1 пометка">Подвижность воздуха . Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. При обычных температурах легкое движение воздуха, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяным паром и перегретый слой воздуха, способствует хорошему самочувствию. В то же время, в условиях низких температур, большая скорость движения воздуха вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма.

Все жизненные процессы в организме человека сопровождаются образованием теплоты, количество которой меняется от 80 Дж/с (в состоянии покоя) до 700 Дж/с (при выполнении тяжелой физической работы).

Несмотря на то, что факторы, определяющие микроклимат в помещении, могут колебаться в очень широких пределах, температура тела человека остается, как правило, на постоянном уровне (36,6пометка">Метеорологические условия , при которых отсутствуют неприятные ощущения и напряженность системы терморегуляции называются комфортными (оптимальными) условиями .

Метеорологические условия воспринимаются человеком как комфортные только в том случае, когда количество выработанного организмом тепла равно общей отдаче тепла в окружающую среду, т.е. при соблюдении теплового баланса.

Теплообмен организма с окружающей средой может происходить различными путями: конвективной передачей тепла окружающему воздуху (в нормальных условиях до 5% всего отводимого тепла); лучистым теплообменом с окружающими поверхностями (40%); контактной теплопроводностью через соприкасающиеся поверхности (30%); испарением влаги с поверхности кожи (20%); за счет нагрева выдыхаемого воздуха (5%).

При понижении температуры воздуха для уменьшения теплоотдачи организм снижает температуру кожных покровов, уменьшает влажность кожи, снижая тем самым теплоотдачу. При повышении температуры воздуха кровеносные сосуды кожи расширяются, происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается..gif" border="0" align="absmiddle" alt="С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма. Это может привести к перегреву, особенно, если потеря влаги приближается к 5 л в смену. При этом наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышение температуры тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами конечностей.

Но далее если не возникают подобные болезненные состояния, перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Установлено, что при 5-часовом пребывании в зоне с температурой воздуха 31подсказка"> , невритов, радикулитов и др., а также простудных заболеваний. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.

Различные сочетания параметров микроклимата, оказывая на человека комплексное воздействие, могут вызывать одинаковые тепловые ощущения. На этом основано введение так называемых эффективной и эффективно-эквивалентно и температур. Эффективная температура характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и движения воздуха. Эффективно-эквивалентная температура учитывает еще и влажность воздуха. Эффективную температуру и зону комфорта можно определять по номограмме, построенной опытным путем (рис. 4.1 ).

Избыточное тепло, выделение влаги, тепловые излучения, высокая подвижность воздуха ухудшают микроклимат производственных помещений, затрудняют терморегуляцию, неблагоприятно влияют на организм работающих и способствуют снижению производительности и качества труда.

Воздух, загрязненный вредными газами, парами и пылью предопределяет опасность отравления или профессиональных заболеваний, вызывает повышенную утомляемость, и, как следствие этого, увеличивает опасность травматизма.

С точки зрения физиологии воздух следует рассматривать с двух позиций: как воздух, вдыхаемый человеком, и как среду, окружающую человека. Роль воздуха, соответственно, заключается в снабжении организма кислородом, удалении влаги при выдыхании и обеспечении теплообмена человека с окружающей средой. Воздух является также рабочим агентом, который уносит из помещения пыль, влагу, вредные выделения.

Санитарные нормы устанавливают значения оптимальных параметров микроклимата на рабочих местах (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Оптимальные параметры микроклимата 5 на рабочих местах
(СанПиН 2.2.4.548-96)

5 Относительная влажность воздуха для всех сезонов и категорий

КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

Практическое занятие по дисциплине «БЖД»

Тема занятия:

«Способы организации вентиляции и

кондиционирования для создания

благоприятных микроклиматических

условий на рабочих местах,

определение требуемой производительности»

Время: 2 часа.

Кафедра ФН2-КФ

Обеспечение комфортных условий жизнедеятельности.

1. Промышленная вентиляция и кондиционирование.

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения грязного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции .

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией .

Вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией .

Механическая вентиляция по сравнению с естественной вентиляцией имеет ряд преимуществ:

большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором;

возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;

подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;

организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;

улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему помещению;

очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные и системы кондиционирования.

Общеобменная вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений.

Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции :

приточная;

вытяжная;

приточно-вытяжная;

система с рециркуляцией.

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят, исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ.

Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена K в - отношение количества воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м 3 /ч), к объему вентилируемого помещения V п (м 3). При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы:

, где K в >> 1 (1.1)

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.

Отсутствие вредных выделений – это такое их количество в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую.

В производственных помещениях с объемом воздуха на одного работающего (V п1):

V п1 < 20 м 3 расход воздуха на 1 работающего (L 1)

L 1 ≥30 м 3 /ч

L 1 ≥ 20 м 3 /ч

V п1 > 40 м 3 и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м 3 /ч

Смешанная система вентиляции является сочетанием местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникают в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Производительность аварийной вентиляции принимается такой, чтобы она вместе с основной вентиляцией обеспечивала в помещении не менее восьми воздухообменов за 1 час. Система аварийной вентиляции должна включаться автоматически при достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной или местной вентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере.