Влияние воздушной среды рабочей зоны на организм человека

Оздоровление воздушной среды производственных помещений

Воздушная среда производственных помещений как составная часть производственной среды характеризуется параметрами микрокли­мата, ионным и химическим составом, агрегатным состоянием вредных веществ, находящихся в воздухе.

Микроклимат - это метеорологические условия воздушной сре­ды внутри помещения. Он определяется такими параметрами, как температура, относительная влажность воздуха, барометрическое давление и скорость воздушных потоков.

В результате физиологических процессов, протекающих в орга­низме человека, в окружающую среду выделяется теплота, количество которой в определенных климатических условиях зависит от физического напряжения. В состоянии покоя человек выделяет около 90 Дж/с тепла, при тяжелой работе - до 500 Дж/с.

Способность человеческого организма регулировать теплообра­зование и теплоотдачу с сохранением постоянной температуры тела при изменении внешних условий называется терморегуляцией. Возможности терморегуляции не безграничны, поэтому наруше­ние баланса между выделяемым человеком теплом и теплом, ко­торое поглощает окружающая среда, приводит к перегреву или переохлаждению организма и, как следствие, к быстрой утомля­емости, потере трудоспособности, простудным заболеваниям, а также может стать причиной смерти.

Температура тела (внутренних органов) и кожи определяет теп­ловое состояние организма и самочувствие человека. В нормаль­ных условиях температура тела составляет примерно 36,6⁰С. Кри­тическими пределами температуры для человека являются: ниж­няя граница 25⁰С, верхняя граница 43⁰С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Температура кожи мо­жет меняться в значительных пределах в зависимости от соотно­шения отдаваемого телом тепла и тепла, которое может принять окружающий тело слой воздуха.

В случае если окружающая среда воспринимает меньше тепловой энергии, чем ее выделяет организм, человек ощущает перегрев, ему жарко. При этом температура тела и кожи возрастает, увеличивается потеря воды организмом, учащается пульс, ухудшается общее само­чувствие. Перегреву организма способствуют чрезмерное утепление одеждой при незначительных физических нагрузках, высокая тем­пература воздуха в помещении, наличие интенсивного инфракрас­ного излучения от технологического оборудования.

Когда окружающая среда способна принять больше тепловой энергии, чем ее отдает организм, человек ощущает холод. Темпе­ратура тела и кожи понижается, частота пульса и дыхания умень­шаются, появляется озноб и вялость. Теплообмен между человеком и окружающей средой осуще­ствляется в процессе конвекции за счет контакта кожи с потоком воздуха, излучения на окружающие поверхности, теплопровод­ности (незначительно) и в процессе тепломассообмена при дыха­нии, и вследствие испарения влаги при потоотделении.

Пограничный слой воздуха (до 4 - 8 мм при неподвижном воз­духе) ограничивает скорость теплоотвода конвекцией. С увеличе­нием атмосферного давления этот слой становится тоньше и теп­лообмен улучшается. Улучшению теплоотвода конвекцией способ­ствует также увеличение скорости перемещения воздушного слоя, граничащего с кожей.

Теплоотвод излучением происходит от человека к окружаю­щим поверхностям только в том случае, если температура тела вышe температуры этих поверхностей. В противном случае тепло передается от внешних поверхностей человеку.

Количество тепла, отдаваемого человеком окружающему воздуху при испарении пота с поверхности тела, зависит от интенсивности работы, температуры и скорости движения воздуха. Эксперимен­тально установлено, что в условиях постоянства скорости воздуш­ного потока при изменении трудовых затрат во время выполнения работы со 100 до 500 Вт количество тепла, уходящего через пото­отделение, увеличивается в 8,2 раза при температуре воздуха 16^оС и всего лишь в 3,5 раза - при температуре воздуха 35^оС.

При дыхании воздух, попадая в легкие человека, нагревается и насыщается водяными парами. «JIегочная вентиляция» человека выделяет тепло в окружающее пространство пропорционально частоте дыхания и объему воздуха вдоха - выдоха, а также разнице температур выдыхаемого и окружающего воздуха.

Таким образом, тепловой баланс в системе «человек - окру­жающая среда» зависит как от физической нагрузки на организм при выполнении какой-либо работы, так и от факторов внешнего окружения - теплоизоляционных свойств одежды, температуры окружающих предметов и параметров микроклимата.

Повышенная влажность и малая подвижность воздуха усилива­ют неблагоприятное действие высокой температуры на человека. Увеличение скорости воздушного потока при постоянной темпе­ратуре и влажности способствует более быстрому охлаждению орга­низма. При постоянной скорости движения воздуха между влаж­ностью и температурой существует обратная зависимость: чем ниже влажность воздуха, тем больше должна быть его температура, чтобы тепловой баланс сохранился на прежнем уровне.

Нормирование параметров микроклимата для производственных, административных и санитарно-бытовых помещений осуществляет­ся согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН 2.2.4.548-96), а также стандартам системы безопасности труда (ГОСТ 12.1.005-88). Применительно к производственным помещениям нормирование осуществляется для работ различной категории тяжести, постоян­ных и непостоянных рабочих мест, теплого и холодного периодов года (табл. 1.3).

Таблица 1.3.

Оптимальные и допустимые параметры среды в рабочей зоне на постоянных рабочих местах производственных помещений

Пе- риод года	Категория работ	Температура воздуха, оС	Относительная влажность во:щуха, %		Скорость движения воздуха, м/с
опти- мальная	допус- тимая	опти- мальная	допус- тимая		опти- мальная		допус- тимая
хо- лод ный	легкая- lа	22-24	21-25	40-60			0,1	Не более 0,1
Легкая - 16	21-23	20-24	40-60			0,1	Не более 0,2
Средней тяжести- 2а	18-20	17-23	40-60			0,2	Не более 0,3
Средней тяжести- 26	17-19	15-21	40-601			0,2	Не более 0,4
Тяжелая-3	16-18	13-19	40-60			0,3	Не более 0,5
теп- лый	легкая - lа	23-35	22-28	40-60	55 при 28 оС		0,1	0,1-0,2
Легкая -16	22-24	21-28	40-60	60 при 27 оС		0,2	0,1-0,3
Средней тяжести - 2а	21-23	18-27	40-60	65 при 26 оС		0,3		0,2-0,4
Средней тяжести -2б	20-22	16-27	40-60	170 при250С		0,3	I	0,2-0,5
Тяжелая-3	18-20	15-26	40-60	75 при240С		0,4		0,2-0,6

Оценка совместного действия температуры, влажности, подвижности воздуха и тепловых излучений на работающего производится для помещений с избытками тепла по WВGТ-индексу, ОС, по формуле WВGТ-индекс = 0,7 t_вл + 0,3 t_ш,

где t_вл - температура влажного термометра; t_ш - температура су­хого термометра внутри зачерненного шара.

Ионный состав воздушный среды обеспечивает воздушный ком­форт в закрытом помещении и характеризуется уровнем положи тельной и отрицательной аэроионизации. Отрицательное воздей­ствие на организм человека оказывает как недостаточная, так и избыточная ионизация воздуха.

В процессе ионизации воздуха под воздействием электрического поля возникают положительно заряженные (тяжелые) и отрицательно заряженные (легкие) аэроионы, озон и окислы азота. Они образуют ионификационный комплекс, оказывающий биологический эффект на человека. Количество легких аэроионов определяет свежесть воздуха, его физиологическую и химическую активность. Уменьшение их количества в воздухе вызывает жалобы на духоту и нехватку кислорода..

В небольших помещениях значительное влияние на ионный СО-:, став воздуха оказывает время присутствия людей. Количество легких аэроинов уменьшается из-за их поглощения в процессе дыхания, а число тяжелых - увеличивается, чему способствует респираторный выброс так называемых ядер конденсации с выдыхаемым воздухом.

В производственных и административных помещениях с боль­шим количеством электроустановок и электрических приборов((в том числе и компьютеров) убыль легких аэроионов происходит вследствие их адсорбции поверхностями оборудования, имеющи­ми положительный электрический заряд. Существенные изменения ионного состава, по сравнению с характеристиками свежего наружного воздуха, претерпевает воздух, проходящий через ка­лориферы, фильтры, вентиляторы, воздуховоды и другие агрега­ты в системах отопления, вентиляции и кондиционирования.

Запыленность и повышенная влажность воздуха помещений в значительной степени способствует увеличению числа тяжелых и уменьшению легких аэроионов. Часть легких аэроионов, оседая на материальных частицах, взвешенных в воздухе, превращается в тяжелые аэроионы. Необходимо заметить, что искусственная иони­зация воздуха помещения без принятия мер по очистке его от пыли может только усугубить негативное действие воздушной среды на человека. Пыль, несущая электрический заряд, задерживается в легких в гораздо большем количестве, чем нейтральная. Попав в легкие, пылевой конгломерат теряет заряд и распадается на мель­чайшие частицы, занимая большие поверхности на стенках аль­веол, что усиливает его биологическое действие.

В Российской Федерации гигиеническими нормативами уста­навливается оптимальное и допустимое соотношение положитель­ных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений (табл. 1.4)

Таблица 1.4

Нормативные величины ионизации воздушной среды в производственных, административных помещениях и помещениях общественных зданий

Уровень ионизации	Число аэроионов в l смЗ воздуха
положительно заряженных	отрицательно заряженных
Минимально необходимый
Оптимальный	1500-3000	3000-5000
Максимально допустимый

Химический состав и агрегатное состояние вредных веществ также характеризуют воздушную среду производственных помещений. Мно­гие производственные процессы на предприятиях различных отрас­лей экономики сопровождаются выделением в воздух помещений вредных химических веществ в виде паров (газов) или аэрозолей.

Пары и газы являются одной из форм агрегатного состояния вещества. Аэрозоли - дисперсные системы, состоящие из частиц твердого тела или жидкости, находящихся во взвешенном со­стоянии в воздухе. К аэрозолям относятся дым, туман, пыль, смог и др. В виде аэрозоля методом распыления наносятся лако­красочные и другие покрытия.

Химические вещества по характеру воздействия подразделяют­ся на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие, кан­церогенные, мутагенные и влияющие на репродуктивную (дето­родную) функцию.

Общетоксические вещества вызывают отравление всегo организма или поражают отдельные системы (центральную нервную, крове­творную, печень, почки и др.). Раздражающие вещества приводят к раздражению слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, лег­ких, кожи. Сенсибилизирующие вещества вызывают аллергические заболевания. Канцерогенные вещества вызывают злокачественные опухоли. Мутагенные вещества приводят к изменениям генетиче­скогo кода и наследственной информации.

По степени воздействия на организм человека вредные веще­ства разделены на следующие классы опасности: 1- й класс - чрез­вычайно опасные (ПДК < 0,1 мг/м³); 2-й класс - высоко опас­ные (ПДК = 0,1... 1,0 мг/м³); 3-й класс - умеренно опасньrе (ПДК = 1,0... 10 мг/м³); 4-й класс - мало опасные (ПДК > 10 мг/м^З).

Вредные вещества, находящиеся в воздухе рабочей зоны, по­ступая в организм человека через дыхательные пути (ингаляцион­ное проникновение), вызывают нарушения обмена, коллоидного состояния и физико-химической структуры клеток тканей, в ре­зультате в организме возникают патологические изменения и бо­лезненные явления (отравления). Ингаляционное проникновение токсичных веществ наиболее опасно, так как большая поверх­ность легочных альвеол, активно омываемых кровью, способству­ет быстрому их всасыванию и продвижению к жизненно важным центрам.

Отравления, вызванные действием вредных веществ, попав­ших в организм любым путем (через органы дыхания, слизистые оболочки, пищеварительный тракт или кожу), могут быть остры­ми и хроническими. Острые отравления возникают при внезап­ном поступлении в организм больших доз токсического вещества. Хронические отравления развиваются постепенно вследствие дли­тельного воздействия токсичных веществ малых концентраций и характеризуются стойкостью вызванных в организме изменений.

Ряд вредных веществ, находясь в воздухе в виде аэрозолей (пыли), не обладает ярко выраженной токсичностью. Для них характерен фиброгенный эффект действия на организм. Крупнодисперсная пыль. размером 0,2 - 0,5 мкм задерживается в верхних дыхательных пу­тях. Поражение пылью верхних дыхательных путей сопровождается. их раздражением, кашлем, отхаркиванием грязной мокротой. Мел­кодисперсная пыль с размером частиц менее 0,1 мкм представляет наибольшую опасность, так как она, не задерживаясь в верхних дыхательных путях, проникает в легкие, оседает в них и приводит к развитию патологических процессов, получивших названия пнев­мокониоз, пневмосклероз, хронический пылевой бронхит. Наибо­лее распространенными видами пневмокониоза являются: силикоз, вызванный воздействием кварцевой пыли; антрокоз - уголь­ной пыли; сидероз - железосодержащей пыли; асбестоз - асбес­товой пыли; алюминикоз - алюминиевой пыли; талькоз - тальковой пыли. Пылевые заболевания легких занимают второе место по частоте среди профессиональных заболеваний в России.

Вредные вещества поступают в воздух рабочей зоны за счет ис­парения из сырья, полуфабрикатов и готовой продукции из-за негерметичности технологических трубопроводов и аппаратов, а также при производстве ряда работ (сварки, окраски и др.). для каждого предприятия, цеха, участка, рабочего места или техноло­гического процесса характерен свой набор вредных веществ; при этом работающий, как правило, подвергается воздействию сразу нескольких вредных веществ, находящихся в воздушной среде. Это воздействие может быть комбинированным и комплексным.

Для комбинированногo воздействия характерно поступление в организм нескольких вредных веществ по одному и тому же пути. При комплексном воздействии одно или несколько вредных веществ поступают в организм одновременно, но разными путями (через орга­ны дыхания, кожу, слизистыe оболочки, желудочно-кишечный тракт).

Комбинированное действие вредных веществ, в зависимости от эффектов токсичности, бывает нескольких типов:

· аддитивное действие, при котором суммарный эффект действия смеси равен сумме эффектов входящих в смесь компонентов;

· потенцированное действие, характерное тем, что действие од­ного компонента усиливает действие другого, например, алко­голь значительно повышает тяжесть отравления анилином;

· антагонистическое действие, заключающееся в ослаблении дей­ствия одного вещества при действии другогo;

· независимое действие, при котором комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого вещества в отдельности.

Аддитивное воздействие имеет место при наличии в воздухе вредных веществ однонаправленного действия, когда каждое из них поражает одни и те же органы или системы человека. Приме­рам такого действия является отравление смесью паров отдель­ных углеводородов (бензол, изопропилбензол и др.).

Независимое действие комбинации вредных веществ встречает­ся достаточно часто, например токсичные газы и пыль, токсичные и раздражающие вещества и др. В этом случае преобладающим счи­тается эффект наиболее вредного вещества.

Для обеспечения безопасных условий труда, отвечающих клас­су допустимых условий труда, гигиеническими нормативными документами (ГН 2.2.5.686-98 и ГОСТ 12.1.005-88) установлены Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, соответствующие их классу опасности, и крите­рии безопасности воздушной среды производственных помеще­ний. В табл. 1.5 приведены ПДК некоторых веществ, наиболее час­то загрязняющих воздух рабочей зоны в производственных поме­щениях предприятий автомобильного транспорта.

Таблица 1.5. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Вещество	Агрегатное состояние1	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Азота окислы (в пересчете на N02)	п
Акролеин	п	0,2
Ацетон	п
Бензин (топливный, растворитель)	п
Бензол	п	15/5	. 2
Бенз(а)пирен	а	0,00015
Керосин	п
Кислота серная	а
Кислота соляная	п
Сернистый газ	п
Спирт метиловый (метанол)	п
Тетраэтилсвинец	п	0,005
Щелочи едкие (в пересчете на NaOH)	а	0,5
Углерода оксид2	п
Масла минеральные	а
Пыль:
свинцовая	а	0,007
алюминиевая	а
кремниевая	а
хромовая	а
углеродная	а
минеральная (асбест, цемент и т.п.)	а
растительного и живого происхождения	а
Сажа	а

Условные обозначения:

¹п - пар или газ; а - аэрозоль.

² При длительности работы в атмосфере, содержащей оксид углерода, не более 1 ч, ПДК может быть повышена до 50 мг/м³; не более 30 мин - до 100 мг/м³) ~ не более 15 мин - до 200 мг/м³• Повторные работы при условиях повышенного содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны могут производиться с перерывом не менее 2 ч.

Нормативами предусмотрено, что при выбросе в воздушную среду вредных веществ должны выполняться следующие условия:

а) для наличия в воздухе одного вредного вещества с концентрацией Св или смеси веществ с независимым действием компонентов, наиболее токсичный из которых имеет концентрацию

Св <. ПДКв,

б) для наличия в воздухе смеси вредных веществ, обладающей аддитивным действием с концентрациями компонентов С_1, С₂, •••, Сn:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ +... + СnlПДКn = 1.

Мероприятия и средства оздоровления воздушной среды и нор­мализации микроклимата. Комплекс мероприятий по оздоровле­нию воздушной среды производственных помещений включает организационно-технологические, конструкторские и санитарно­-гигиенические мероприятия, к которым относятся:

­ использование в производстве материалов и веществ, выделя­ющих минимальное количество вредных веществ в воздух при об­работке, транспортировании и хранении;

­ применение технологий и оборудования, исключающих или уменьшающих выделение паров, газов, пыли, влаги или теплоты в воздух рабочей зоны;

­ механизация, автоматизация и роботизация производственных процессов, позволяющие вывести человека из зоны повышенной вредности;

­ рациональная планировка промышленных площадок, зданий и помещений;

­ использование приборов для ионизации воздуха;

­ применение специальных систем по улавливанию, рекупера­ции, дегазации, нейтрализации вредных веществ, выделяющихся в воздушную среду;

­ устройство кондиционирования, вентиляции и отопления по­мещений;

­ теплоизоляция и экранирование производственного оборудо­вания - источника тепловых излучений;

­ применение средств индивидуальной защиты работающих; регyлярная очистка оборудования от загрязнений и пыли, влаж­ная уборка помещений;

­ контроль параметров воздушной среды.

Для создания в производственных, административных и жи­лыx помещениях оптимальных параметров микроклимата приме­няются устройства и системы кондиционирования воздуха. Конди­ционированием воздуха называется автоматическое регyлирование его параметров (температуры, влажности и скорости подачи в по­мещение) с целью обеспечения заданных метеорологических ус­ловий в помещении независимо от условий внешней среды и тепловыделений внутри помещения. В кондиционерах воздух также очищается от пыли, а в ряде случаев проходит специальную обра­ботку - ионизацию и дезодорацию.

Различают собственно кондиционеры для отдельных помеще­ний и split-системы (разветвленные системы) для одновременно­го обслуживания нескольких помещений, имеющие центральный агрегат, систему воздухопроводов и воздухораспределителей.

Одним из эффективных средств обеспечения допустимых усло­вий труда по параметрам микроклимата и загрязнения воздушной. среды вредными веществами является промышленная вентиля­ция. Под вентиляцией понимается процесс обмена воздуха из по­мещения на воздух внешней среды.

СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Вентиляция может быть естественной и искусственной. Есте­ственная вентиляция осуществляется за счет разности давлений воздуха снаружи и внутри помещений; искусственная (или меха­ническая) - с помощью специальных побудителей движения воз­духа. Классификация систем вентиляции показана на рис. 1.5.

Неорганизованная естественная вентиляция называется инфиль­трацией (естественным проветриванием). Воздухообмен помеще­ния осуществляется через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций за счет разности удельных весов воз­духа снаружи и внутри помещения. Количество удаляемого из по­мещения и приточного воздуха при инфильтрации является вели­чиной случайной, зависящей от ряда факторов: температуры воз­духа внутри и снаружи помещения, направления и силы ветра в атмосфере, размеров щелей и др. Неорганизованный воздухооб­мен происходит в небольшом объеме, поэтому инфильтрация как мероприятие по оздоровлению воздушной среды имеет место, но не является определяющим в производственных условиях.

Организованная естественная общеобменная вентиляция по­мещений, осуществляемая через открываемые фрамуги окон и фонарей, вентиляционные шахты, дефлекторы и др., носит назва­ние аэрации. Воздухообмен при аэрации регулируется степенью открытия вентиляционных проемов. Поступление наружного воз­духа в помещение и удаление воздуха из него происходят за счет теплового и ветрового напоров.

В результате того, что воздух снаружи и в помещении имеет различную температуру, а следовательно, и плотность, в поме­щении всегда действует тепловой напор (давление), обусловлива­ющий удаление из него теплого воздуха через верхние проемы или вытяжную шахту. Наружный, более холодный воздух будет подсасываться в помещение через нижние проемы.

Величина теплового напора Р_т, Па, определяется по формуле

Р_т = (ρ_н – ρ_в) h_n + (ρ_н – ρ_ух)h_ш,

где ρ_н, ρ_в, ρ_ух - соответственно плотность наружного (на уровне плоскости 1), внутреннего в помещении на высоте h_n (на уровне плоскости II) и уходящего через вентиляционную шахту (на уровне плоскости III) воздуха, кг/м³; h_n h_ш - соответственно высота помещения от оси нижнего проема (плоскость I) до плоскости II, высота вытяжной шахты, м.

Эффективность аэрации за счет теплового напора зависит от времени года (в летний период она существенно уменьшается вследствие повышения температуры наружного воздуха), тепло­выделений в помещении, высоты помещения и вытяжной шахты.

Ветровой напор образуется при обтекании здания потоком ат­мосферного воздуха (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Схема аэрации:

а - в теплое время года; б - в холодное время года

Ветровой напор стимулирует при­ток воздуха в помещение с наветренной стороны и вытяжку его с подветренной стороны здания. Эффективность ветрового напора зависит от направления ветра по отношению к открытым про­емам здания. Избежать такой зависимости позволяет устройство естественной вентиляции с применением дефлекторов.

Наибольшее распространение получили дефлекторы ЦАГИ. Определяющим размером дефлектора является диа­метр d, м, патрубка:

d = 2,65 х10^-2(L/v)^1/2,

где L - производительность дефлектора, м^З /ч; v - скорость ветра, м/с.

Основным достоинством аэрации является возможность осу­ществления большого воздухообмена без затрат механической энергии. К недостаткам следует отнести зависимость ее произво­дительности от внешних атмосферных условий и невозможность подготовки воздуха (очистка, осушка или увлажнение, а также нагрев в холодный или охлаждение в теплым периоды года).

Основным средством оздоровления воздушной среды в произ­водственных помещениях является механическая система вентиля­ции, которая по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ:

­ большой радиус действия и возмож­ность вентилировать помещения неза­висимо от их расположения в здании;

­ возможность изменять или поддер­живать постоянный воздухообмен по­мещения, независимо от внешних ус­ловий;

­ возможность осуществлять необхо­димую подготовку воздуха перед по­дачей его в рабочую зону;

­ способность улавливать вредные вещества непосредственно в местах их выделения, не давая им распространяться по всему объему помещения;

К недостаткам такой вентиляции следует отнести повышен­ный уровень шума и значительную стоимость ее устройства и экс­плуатации.

Побудителями движения воздуха в большинстве систем искус­ственной вентиляции являются вентиляторы осевого или центро­бежного типов. В некоторых случаях вместо вентиляторов применя­ются эжекторы.

По способу подачи и удаления воздуха искусственная вентиля­ция бывает приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Организация воздухообмена в последней может быть осуществле­на без рециркуляции или с частичной рециркуляцией воздуха.

В общеобменной приточной вентиляционной системе воздух при­нудительно нагнетается в помещение, а удаляется из него есте­ственным путем через открытыe проемы. Эта схема вентиляции применяется в тех случаях, если нежелательно, чтобы воздух в данное помещение попадал из соседних помещений с более за­грязненной воздушной средой.

Наружный воздух очищается в фильтре, подогревается в кало­рифере (в холодный период года) и вентилятором подается через центральный воздуховод к воздухораспределителям. В отдельных системах воздух дополнительно увлажняется, проходя через спе­циальные устройства. Обычно оборудование для подготовки воз­духа и вентиляторы располагаются в обособленном помещении ­вентиляционной камере.

В общеобменной вытяжной вентиляционной системе воздух при­нудительно удаляется из помещения, создавая в нем пониженное давление. Вследствие разности давлений воздух естественным пу­тем поступает в помещение через открытые проемы из соседних помещений или снаружи.

Вытяжная вентиляция препятствует попаданию загрязненного воздуха из данного помещения в соседние. Удаляемый из помеще­ния воздух выбрасывается в атмосферу без очистки или с очист­кой в специальных фильтрах, когда по санитарно-гигиеническим требованиям выброс вредных веществ, содержащихся в отработан­ном воздухе, недопустим. В этих системах обычно вытяжной венти­лятор или вентилятор и воздухоочистное оборудование устанав­ливаются снаружи здания.

Приточно-вытяжная система вентиляции представляет собой комбинацию приточной и вытяжной систем. Для рециркуляции воздуха (частичного использования отработанного воздуха), ко­торая обеспечивает экономию затрат на подготовку воздуха без ухудшения его качественных характеристик, вытяжная и приточ­нaя системы соединены через регулируемую заслонку.

Местная вентиляция широко применяется в производственных помещениях наряду с общеобменной. Она может быть приточной или вытяжной.

Основными видами местной приточной вентиляции являются: воздушный душ - струя воздуха с требуемыми параметрами (на­правленная на человека); воздушный оазис - подача приточного воздуха на огражденную щитами часть рабочей площадки; воз­душная тепловая завеса - поток воздуха, препятствующий по­ступлению холодного наружного воздуха через ворота, двери, тех­нологические проемы.

Воздушный душ применяется при воздействии на работающих лучистого тепла, равного 350 Дж/(м²/с) и более, и температуре в помещении, значительно превышающей регламентированную са­нитарными нормами, а также в производственных процессах с выделениями вредных паров (газов) и невозможности устройства местной вытяжной вентиляции.

Местная вытяжная вентиляция, именуемая также местным от­сосом или аспирацией, устраивается для улавливания и удаления вредных выделений непосредственно от источника. Она является одним из эффективных и экономичных средств борьбы с проник­новением вредных выделений в воздушную среду производствен­ных помещений. Основными видами местных вытяжных устройств являются: вытяжные зонты и завесы, вытяжные колпаки, шка­фы, кожухи, щелевые отсосы, бортовые отсосы.

Вытяжные зонты предназначены для улавливания направлен­ных вверх потоков вредных выделений. Они могут быть открыты­ми с боковых сторон или частично закрытыми. Вытяжная завеса является разновидностью вытяжного зонта. Она устанавливается обычно при расположении источника выделений у стен произ­водственного помещения.

Когда более полное укрытие' источников вредных выделений невозможно по условиям технологического процесса, для лока­лизации вредных веществ, увлекаемых конвективными струями, применяют отсасывающие панели. Панели располагают сбоку от источника вредных выделений вертикально или наклонно над ис­точником.

При выполнении на рабочих столах ряда операций, сопровож­дающихся выделениями вредных паров, газов и пыли (намазыва­ние клеями, зачистка и окраска мелких деталей и т.п.), над рабо­чими столами целесообразно устанавливать местные вытяжные укрытия в виде наклонных колпаков, которые не ограничивают свободу движения работающего. Будучи приближенными к источ­нику вредных выделений, такого рода вытяжные устройства обес­печивают эффективное их удаление.

К числу устройств, в наибольшей мере изолирующих процес­сы, сопровождающиеся выделением вредных веществ, относятся вытяжные шкафы. В зависимости от принятой схемы удаления воз­духа различают шкафы с верхним, нижним и комбинированным отсосом.

для улавливания вредных выделений любого вида при их вы­делении на более или менее значительном пространстве или от­крытом зеркале ванны применяют щелевые отсосы, которые имеют вид воздуховодов постоянного или переменного сечения с про­дольной щелью. Из-за простоты изготовления наиболее часто при­меняются воздуховоды постоянного сечения с щелью постоянной или переменной ширины. Щелевые отсосы, предназначенные для удаления вредных выделений от резервуаров, имеющих открытые поверхности, и расположенные с одной или с двух сторон резер­вуара, называются бортовыми отсосами. Бортовые отсосы приме­няют обычного исполнения и опрокинутые.

Кожухи - отсосы от вращающихся обрабатывающих кругов ­широко применяются в станках, использующих обработку абра­зивными, шлифовальными, полировальными и другими кругами различных заготовок и их изделий.

Выбор системы вентиляции и схемы воздухообмена зависит от ряда факторов и основывается на анализе воздушно-теплового ба­ланса помещения, состава вредных веществ, технологических процессов и используемого технологического оборудования.

Выбор вида вентиляции (естественная или искусственная) опре­деляется требуемым расходом воздуха и кратностью воздухообме­на для обеспечения нормального микроклимата и поддержания в воздухе помещений концентраций вредных веществ допустимых пределов.

Если расчетный расход воздуха в помещении не превышает 30 м³/ч при объеме помещения менее 20 м³ на одного человека или 20 м³/ч при объеме помещения 20 м³ И более на одного чело­века, то можно ограничиться системой естественной вентиляции. В случае, если потребный расход воздуха превышает указанные выше величины, принимается решение об использовании венти­ляции с искусственным побуждением. Минимальный расход воз­духа в этом случае должен быть не менее 60 м³/ч на одного рабо­тающего в помещении, а кратность воздухообмена - не менее одного объема в час. Следует учитывать, что в холодный период года для предотвращения выстуживания приток наружного возду­ха через проемы для естественной вентиляции, как правило, ог­раничен или совсем отсутствует.

При наличии в помещении выбросов вредных веществ венти­ляция с механическим побуждением должна быть в обязательном порядке предусмотрена в случае, если их концентрация в воздухе рабочей зоны превысит предельно допустимую в течение одного часа с момента начала выделения. При использовании технологи­ческого оборудования, оснащенного местными отсосами с меха­ническим побуждением, обще обменная вентиляция может быть как естественной, так и искусственной, в зависимости от потреб­ного общего воздухообмена помещения.

При разработке принципиальных схем вентиляции учитывают следующие требования:

­ удаление особо опасных, вредных, пожаро- и взрывоопасных веществ необходимо осуществлять непосредственно от мест их об­разования и выделения;

­ воздухозаборы местной вытяжной вентиляции должны распо­лагаться на высоте не более 2 м от уровня пола, обще обменной вентиляции в нижней зоне помещения - на высоте 0,3 м от уров­ня пола, общеобменной вентиляции в верхней зоне помещения ­не ниже 0,4 м от перекрытия;

­ воздухоподающие устройства в системах местной приточной вентиляции должны быть расположены так, чтобы поток воздуха омывал голову и туловище человека и был направлен горизон­тально или сверху вниз под углом около 300;

­ воздухоподающие устройства общей вентиляции должны обес­печивать подачу воздуха в зоны, в которых наибольшее число ра­бочих находится наиболее продолжительное время с использова­нием схем воздухообмена);

­ в производственных помещениях для размещения участков, цехов, отделений все технологическое оборудование, являющее­ся источником выделений вредных веществ, а также все рабочие места, на которых производятся работы с вьщелением вредных веществ, должны оборудоваться местной вытяжной вентиляцией (отсосом) с механическим побуждением.

Производительность вентиляционной системы определяется потребным расходом приточного или удаляемого из помещения воздуха, обеспечивающим допустимые условия труда по критериям вредности или опасности загрязнения воздушной среды.

В производственных помещениях с избьrткaми теплоты потреб­ный расход удаляемого или приточного воздуха L, м^З /ч, опреде­ляется по формуле

L_T = Q_изб.я/С_вр_в(t_у – t_n),

где Q_изб.я - явная избыточная теплота, кДж/ч; С_в - массовая удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг,ОС), (при нормальном атмосферном давлении С_в = 1,005 кДж/(кг,ОС); р_в - плотность удаляемого или приточного воздуха, кг/м^З; t_у, t_n - соответственно температуры удаляемого и приточного воздуха, ОС.

В производственных помещениях с избытками влаговыделений требуемый воздухообмен L_вл, м^З /ч, рассчитывается по формуле

L_вл = W/р_в (d_y - d_п),

где W - количество поступающего водяного пара в помещение, г/ч; d_y, d_п - соответственно влагосодержание удаляемого и приточно­го воздуха, г/кг.

При определении потребного воздухообмена L_BB, м^З /ч, для по­мещений с вьщелением вредных веществ используют формулу

L_BB = Т_ввi / (С_удi - С_пi),

где Т_ввi - выбросы i-ro вредного вещества в воздух помещения, мг/ч; С_удi, С_пi - соответственно концентрация i-ro вредного веще­ства в удаляемом и приточном воздухе, мг/м^З.

Концентрация вредного вещества в удаляемом воздухе Суд прини­мается равной ПДК соответствующего вещества в воздухе рабо­чей зоны.

Минимальный воздухообмен L_чел м^З /ч, по нормируемому удель­ному расходу воздуха на одного человека в помещении рассчиты­вается по формуле

L_чел = mN,

где m - удельный расход наружного воздуха на одного работающего в помещении, м^З /ч; N - количество работающих в помещении в смену.

Для помещений с естественным проветриванием m = 30 м^З /ч при объеме помещения V_П < 20 м^З на человека и m = 20 м^З /ч при V_П < 20 м^З на одного человека.

Для помещений без естественного проветривания:

m = 60 м^З /ч - для систем вентиляции без рециркуляции возду­ха или с рециркуляцией 80 % воздуха при кратности воздухообме­на менее 10 обменов/ч;

m = 90 м^З /ч - для систем с рециркуляцией 85 % воздуха при кратности воздухообмена менее 10 обменов/ч;

m = 120 м^З/ч - для систем с рециркуляцией 90 % воздуха при кратности воздухообмена менее 10 обменов/ч.

Кратность воздухообмена в помещении п, обмен/ч, определя­ется по формуле

п = L/ Vn.

Кратность воздухообмена является одним из критериев доста­точности расхода удаляемого воздуха.

Для предприятий рекомендуются следующие значения кратности воздухообмена:

для производственных помещений п > 1,0 обмен/ч;

для санитарно-бытовых помещений (туалетов) п = 5... 7 обмен/ч;

для иных помещений п > 1,0 обмен/ч;

для административных помещений - не нормируется. Системы отопления производственных, административных, санитарно-бытовых и иных помещений должны обеспечивать в холод­ный период года компенсацию их теплонедостатков, норматив­ные параметры микроклимата и пожарную безопасность. На пред­приятиях используется воздушное, водяное и паровое отопление ­в производственных помещениях; водяное и местное электриче­ское отопление - в административно-бытовых помещениях.

Температура теплоносителя должна быть не более: в системе воздушного отопления - 45^оС (при расстоянии до рабочего места менее 2 м), 70 ^оС (при высоте подачи теплого воздуха более 3,5 м); в системе водяного отопления - 150 ^оС (для производственных помещений), 95 ^оС (для административно-бытовых корпусов ­АБК); в паровом отоплении - 130 ^оС.

Для предотвращения пожаров во взрыво- и пожароопасных по­мещениях должны применяться отопительные приборы с темпера­турой поверхности не менее чем на 20 % ниже температуры само­воспламеняющихся газов, паров, аэрозолей или пыли, выполнен­ные в виде гладких труб. В помещениях категории А, Б, В отопитель­ные при боры должны устанавливаться на расстоянии не менее 100 мм от стен; устройство их в стеновых нишах не допускается.

В помещениях для хранения баллонов со сжатым или сжижен­ным газом, в складских помещениях категории А, Б, В, кладо­вых горючих материалов, а также в местах, отведенных в произ­водственных помещениях для складирования горючих материа­лов, отопительные приборы следует ограждать экранами из не­горючих материалов, предусматривая доступ к ним для очистки.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы следует предусматри­вать у ворот зданий, открывающихся более 5 раз, или не менее чем на 400 мин в смену, у наружных ворот, дверей и проемов помеще­ний с мокрым режимом (например, мойка автомобилей). Темпера­тура воздуха в воздушных завесах должна быть не более 50 ^оС у на­ружных дверей и не более 70 ^оС у наружных ворот. Скорость выпуска воздуха из щелей завес: 8 м/с - у дверей; 25 м/с - у ворот.

В больших помещениях, расположенных в производственных корпусах, должно предусматриваться отопление, совмещенное с вентиляцией.