Оцениваем приточную вентиляцию

Вентиляция жилых и общественных зданий обеспечивает своевременное удаление избытка тепла, влаги и вредных газообразных примесей, скапливающихся в воздухе в результате пребывания людей и различных бытовых процессов.

Воздух плохо вентилируемых жилищ и других закрытых помещений вследствие изменений в химическом и бактериальном составе, физических и других свойств, способен оказать вредное влияние на состояние здоровья, вызывая или ухудшая течение заболеваний легких, сердца, почек и т.д.

Установлено, что продолжительное вдыхание такого воздуха в сочетании с неблагоприятными температурно-влажностным и аэроионным режимами существенно влияет на нервную систему и общее самочувствие человека (головная боль, потеря аппетита, понижение работоспособности и т.д.).

Все это говорит о большом гигиеническом значении вентиляции жилых помещений.

 Цель самостоятельного занятия                                             

Научиться производить расчет естественного и искусственного воздухообмена помещений и давать гигиеническую оценку вентиляционному режиму.

 Студент должен

знать:

- значение вентиляции помещений для поддержания оптимального микроклимата и благоприятного химического и аэроионного состояния воздушной среды;

- методы оценки естественной и искусственной вентиляции;

 

уметь:

- расчетными методами определять фактическую и необходимую кратность воздухообмена;

- давать гигиеническую оценку полученным результатам, пользоваться нормативной документацией;

- разрабатывать гигиенические мероприятия по улучшению воздухообмена в помещениях различного назначения.

 

 Вопросы для самоконтроля

1. Гигиеническое значение вентиляции помещений.

2. Показатель, характеризующий загрязнение воздуха помещений.

3. Что такое объем вентиляции?

4. Понятие о кратности воздухообмена.

5. Что понимается под естественной вентиляцией?

6. Что понимается под искусственной вентиляцией?

7. Понятие о кондиционировании воздуха.

 Содержание занятия

1. Самоконтроль усвоения материала и готовности к выполнению расчетов

2. Оценка вентиляционного режима по условиям ситуационной задачи.

3. Подготовка гигиенических рекомендаций в соответствии с нормативной документацией.

4. Оформление полученных расчетных данных в рабочей тетради в виде протокола.

5. Ответы на вопросы итогового контроля.

 Информация по теме занятия.

Вентиляция (воздухообмен) помещений является исключительно важным и эффективным средством охраны здоровья и профилактики заболеваний. Задачами вентиляции является поддержание оптимальных параметров воздушной среды в помещении, для чего необходима подача свежего и удаление загрязненного воздуха.

По способу перемещения воздуха различают вентиляцию естественную, искусственную и смешанную.

При естественной вентиляции воздух перемещается:

1) под действием гравитационного давления, возникающего за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха, т.е. обмен воздуха происходит вследствие разницы температуры наружного и комнатного воздуха;

2) под действием ветрового давления.

Поступление и удаление воздуха при естественной вентиляции осуществляется через различные щели и неплотности в окнах, дверях и отчасти через поры строительных материалов в помещения (инфильтрация воздуха), а также с помощью открытых окон, форточек и других отверстий, устраиваемых для усиления естественного воздухообмена.

 Наиболее интенсивен воздушный обмен при открытой системе застройки, когда здания удалены друг от друга и в воздухообмене участвуют все четыре стороны здания, а комнаты расположены по двум противоположным фасадам, что обеспечивает сквозное проветривание.

Для усиления естественного воздухообмена в помещениях часто используют форточки и фрамуги, откидывающиеся под углом 45° внутрь помещения. В этом случае холодный воздух поступает в помещение сначала вверх, под потолок, а затем частично обогретый спускается вниз, не образуя резких потоков и не вызывая сильного охлаждения людей. Размер форточек должен быть не менее 1/50 площади пола, а отношение площади форточек и фрамуг к площади пола называется коэффициентом аэрации. В холодное время года полное и частое открывание их на 5 - 10 мин более эффективно, чем частичное открывание форточек на долгий срок. Бояться кратковременного понижения температуры в помещении не следует, так как стены и обстановка охлаждаются за это время незначительно и по окончании проветривания температура воздуха быстро восстановится, главное, в этом случае произойдет более полная смена воздуха.

В многоэтажных зданиях для усиления естественной вентиляции во внутренних стенах устраивают вытяжные каналы, в верхней части которых находятся приемные отверстия. Каналы выводят на чердак в вытяжную шахту, из нее воздух поступает наружу. Эта система вентиляции работает на естественной тяге благодаря образующемуся в каналах вследствие температурной разницы, перепаду давления, вызывающему движение более теплого комнатного воздуха вверх. В холодное время года вытяжная система на естественной тяге может обеспечить 1,5-кратный обмен воздуха за 1 ч, в теплое время эффективность ее незначительна из-за небольшой разницы температуры комнатного и наружного воздуха.

При искусственной (механической) вентиляции воздух перемещается под действием двигателя – вентилятора.

По способу подачи и удаления воздуха вентиляционные системы делятся на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

По способу организации воздухообмена вентиляция может быть: местная (приточная или вытяжная), общеобменная, комбинированная (общеобменная и местная).

Приточная вентиляция обеспечивает подачу чистого наружного воздуха в помещение.

Вытяжная система удаляет загрязненный воздух из помещения.

Приточно-вытяжная позволяет использовать в одном помещении приточную и вытяжную вентиляцию.

Искусственная местная вентиляция организует воздухообмен на рабочем месте или в ограниченном пространстве помещения. Она бывает приточной и вытяжной.

Местная вытяжная (локализованная) вентиляция применяется для предотвращения распространения по всему помещению вредных выделений, она устраивается в виде вытяжных шкафов, зонтов и воздуховодов над плитами в варочном цехе, бортовых отсосов от гальванических ванн и т.д.

Местная приточная вентиляция – это воздушное душирование на рабочем месте, воздушные завесы при входе в здание и т.д.

Для местной вентиляции иногда используют электровентиляторы приточного или вытяжного действия, которые устанавливают в окнах или проемах стен. В общественных зданиях они рассчитаны, главным образом, на кратковременное действие. В аудиториях, спортивных залах вентиляторы работают в перерывах между занятиями, а в ряде помещений с загрязненным воздухом – периодически. На производстве они функционируют более продолжительное время. Чаще всего применяют местную вытяжную вентиляцию, удаляющую загрязненный воздух, а приток чистого воздуха осуществляется за счет поступления через окна и форточки, и такая вентиляция называется смешанной.

Смешанная вентиляция – одновременное устройство естественной и искусственной вентиляции.

Общеобменная вентиляция предназначена для создания оптимальных и допустимых метеорологических условий во всем здании или в основных его помещениях. Применяется, когда вредные вещества поступают непосредственно в воздух и рабочие места располагаются по всему помещению.

В зависимости от назначения помещения общеобменная вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной, совмещающей подачу чистого воздуха с удалением загрязненного. Подаваемый воздух распределяется равномерно по всему объему помещения. Общеобменная вентиляция рассчитана на обмен воздуха во всем здании или в основных его помещениях, функционирует постоянно или на протяжении большей части дня.

При оборудовании искусственной общеобменной приточной вентиляции чистый наружный воздух забирается с помощью вентиляторов, иногда на значительном расстоянии от здания. Воздух направляется по каналу в приточную камеру, где очищается от пыли, проходя через тканевые или другие фильтры. В холодное время года воздух подогревают до 12 - 14°С, в некоторых случаях увлажняют и подают в помещения по каналам во внутренних стенах. Приточные каналы оканчиваются отверстиями в верхней части стен, чтобы исключить непосредственное действие на людей более холодных потоков воздуха, и прикрываются решетками. Для удаления загрязненного воздуха прокладывают другую вытяжную сеть каналов, отверстия которых располагают в нижней части противоположной внутренней стены; каналы выводят на чердак в общий коллектор, из которого воздух удаляют наружу с помощью вентилятора.

Приточно-вытяжная система вентиляции может обеспечивать преобладание притока воздуха над вытяжкой, что особенно важно в операционных отделениях больниц. В операционной количество удаляемого воздуха из нижней зоны должно составлять 60%, из верхней зоны – 40%. Подача свежего воздуха осуществляется через верхнюю зону и при этом приток должен не менее чем на 20% преобладать над вытяжкой.

В душевых, туалетах, на кухнях, как уже указывалось, устраивают только вытяжку. Во многих зданиях в целях экономии также устраивают только вытяжную вентиляцию с расчетом на поступление чистого воздуха через форточки.

Основное правило при организации вытяжной вентиляции: удаление воздуха вытяжными установками следует производить непосредственно от мест выделения вредностей. Либо из зон, где воздух имеет наибольшее загрязнение, минуя зону вдыхания воздуха людьми.

В гигиеническом отношении более предпочтительна приточно-вытяжная система вентиляции, которая обеспечивает приток чистого подогретого и при необходимости увлажненного воздуха, что позволяет лучше поддерживать нормальный температурно-влажностный режим в помещениях.

В настоящее время разработана новая, более совершенная, система вентиляции - кондиционирование воздуха, которая позволяет поддерживать автоматически в течение необходимого времени оптимальные условия температуры, влажности, движения и чистоты воздуха. Для этого используют центральные установки кондиционирования воздуха, предназначенные для обслуживания общественных зданий (больниц, школ и т.д.), железнодорожных вагонов, и комнатные кондиционеры для отдельных, небольших по объему помещений.

Наружный воздух, поступающий в кондиционеры, подогревают или охлаждают до рекомендуемых значений температуры. Его увлажняют или подсушивают в нужной мере, очищают от пыли и микробов и подают в помещение с определенной скоростью, обеспечивающей необходимый воздухообмен. Включение и выключение отдельных действующих элементов производится автоматически в соответствии с заданными параметрами воздуха. Кондиционеры могут работать с забором наружного воздуха, а также на частичной или полной рециркуляции, т.е. забирать и подавать в помещение тот же комнатный воздух, подвергнутый соответствующей очистке. Необходимо, чтобы при работе кондиционеров были закрыты окна и другие отверстия, сообщающиеся с наружным воздухом.

Однако при использовании кондиционеров у людей могут наблюдаться различные виды расстройств. Например: лихорадка увлажнителя, болезнь легионеров, синдром дискомфорта и повышение общей заболеваемости.

Лихорадка увлажнителя – сравнительно недавно идентифицированное заболевание, относящееся к экзогенным аллергическим альвеолитам. Оно характеризуется кратковременной лихорадкой (1 - 2 суток) с подъемом температуры тела до 38 – 39 ⁰С и симптомами трахеобронхита, которые появляются через 4 - 6 ч пребывания в помещениях, обслуживаемых кондиционерами контактного типа. Выздоровление наступает через 2-4 суток без лечения. Лихорадка увлажнителя возникает по понедельникам, а также в первый день выхода на работу после отпусков. Это заболевание многие исследователи наблюдали в виде спорадических случаев, связанных с использованием домашних кондиционеров и увлажнителей воздуха, и в виде вспышек, охватывающих до 50% рабочих и служащих.

При массовых исследованиях персонала в зданиях, оборудованных современными кондиционерами, 90% людей жалуются на неудовлетворительное самочувствие, дискомфорт, повышенную утомляемость, ощущение духоты, шум, посторонние запахи. Отмечено также существенное повышение общей заболева-емости. Предполагается иммунологическая природа увеличения заболеваемости.

Профилактика загрязнения кондиционеров микроорганизмами заключается в разрыве замкнутого контура циркуляции воды, предназначенной для термовлажной обработки воздуха, замене контактного способа увлажнения на бесконтактный.

 

Расчетные методы и схема исследования эффективности вентиляции

Величина необходимого обмена комнатного воздуха с наружным зависит от числа людей, находившихся в помещении, его кубатуры и характера проводимой работы. Она может быть определена на основе различных показателей, и в качестве санитарного показателя чистоты воздуха в помещениях жилых и общественных зданий взято содержание двуокиси углерода. Вентиляция не должна допускать превышения содержания углекислоты в помещении выше 0,1% (1‰), которое принято в качестве допустимой концентрации и для обычных жилых помещений, классов, больничных палат и т.д.

Чистота воздуха в помещениях обусловливается обеспечением для каждого человека необходимого объема воздуха помещения - так называемого воздушного куба и его регулярной сменой с наружным воздухом.

Количество потребного для этого вентиляционного воздуха на одного человека в час называется необходимым объемом вентиляции (потребная величина воздухообмена). Кратность воздухообмена показывает, сколько раз воздух в помещении заменяется в течение часа.

В жилых помещениях норма воздушного куба составляет 25-27 м³, объем вентиляции - 37,7 м³, отсюда для полного удаления загрязненного воздуха и замены его чистым атмосферным воздухом необходимо обеспечить примерно 1,5 – 2-кратный обмен комнатного воздуха с наружным в течение 1 часа. Таким образом, кратность воздухообмена служит основным критерием интенсивности вентиляции. Ее вычисляют путем деления количества воздуха, поступающего в помещение или удаляемого в течение 1 ч, на его кубатуру.

В помещениях, где производят тяжелую физическую работу, например в спортивных залах, указанные размеры воздушного куба и объем вентиляции будут недостаточными и кратность воздухообмена повышается, однако в пределах допускаемых величин, не вызывающих сильных токов воздуха.

В детских учреждениях объем вентиляции может быть меньше. Он также дифференцируется в зависимости от назначения отдельных общественных зданий (больницы, школы и т.д.). В среднем наиболее благоприятные условия воздушной среды в жилых и в большинстве общественных зданий достигается при 1,5 – 2-кратной смене воздуха за 1 ч.

При нормировании объема вентиляции иногда вместо кратности воздухообмена указывают количество приточного или удаляемого воздуха из расчета на одного человека в час.

А. Оценка искусственной вентиляции помещений.

1. Исследование микроклимата и химического состава воздуха в помещении (определение содержания СО₂, токсических веществ, пыли).

2. Определение направления движения воздуха в открытых вентиляционных отверстиях, используя листки бумаги, легкой ткани, для определения системы вентиляции (приточная или вытяжная).

3. Измерение площади вентиляционных отверстий и скорость движения подаваемого или удаляемого воздуха.

4. Определение количества удаляемого из помещения или поступающего в него воздуха. Для этого площадь вентиляционных отверстий умножают на скорость движения воздуха и на 3600. Полученная величина – объем воздуха, поступающий (удаляемый) в помещение за 1 час.

 

,

где Q - фактическая величина воздухообмена, м³;

V - скорость движения воздуха через вентиляционные отверстия, м/с;

S - площадь вентиляционного отверстия, м².

 

5. Сравнение объемов поступающего через все приточные отверстия воздуха с объемами удаляемого через вытяжные отверстия. Вычисление кратности воздухообмена по притоку и вытяжке.

 6. Сравнение полученных данных с установленными нормами кратности воздухообмена и объемом вентиляции.

7. Общее заключение об эффективности вентиляции и рекомендации по её улучшению.

Например. Бокс инфекционного отделения площадью 20 м² и высотой 3,3 м оборудован искусственной вентиляцией. Воздух в помещение поступает через вентиляционное отверстие площадью 0,04 м² со скоростью 1,5 м/с, удаляется через 2 круглых вентиляционных отверстия, диаметром 20 см, со скоростью

1,0 м/с. Дайте гигиеническую характеристику искусственной вентиляции.

Решение: 

Оцениваем приточную вентиляцию

Расчет количества поступающего воздуха:

Q = 0,04 м² х 1,5 м/с х 3600 с = 216 м³

Расчет объема помещения:

S = 20 м² х 3,3 м = 66,0 м³

Расчет кратности воздухообмена по притоку:

N = Q / S = 216 м³/66 м³ = 3,27