Мероприятия по нормализации воздушной среды производственных помещений

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин

Температура воздуха на рабочем месте, ºС	Время пребывания, не более при категориях работ, ч.
I (а и б)	II (а и б)	III
32,5		-	-
		-	-
31,5	2,5		-
			-
30,5		2,5
29,5	5,5		2,5
28,5		5,5
27,5	-		5,5
	-
26,5	-	-
	-	-

Таблица 3.2.

Температура воздуха на рабочем месте, ºС	Время пребывания, не более при категориях работ, ч.
Iа	Iб	IIа	IIб	III
	-	-	-	-
	-	-	-	-
	-	-	-
	-	-	-
	-	-
	-	-
	-
					-
					-
				-	-
				-	-
			-	-	-
			-	-	-
		-	-	-	-

Пребывание в условиях дискомфортного микроклимата в зависимости от степени дискомфорта, возраста человека и ряда других факторов может привести к возникновению острой или хронической формы тепловой патологии. При остром действии перегрева может возникать острая гипертермия, которая характеризуется повышением температуры тела до 38–40°С, потоотделением, тахикардией, учащением дыхания, головокружением, нарушением зрительного восприятия. Тепловой удар обычно возникает при сочетании высокой температуры воздуха с очень высокой влажностью.

Комфортные условия микроклимата обеспечиваются, прежде всего, системами отопления и вентиляции, устройствами кондиционирования воздуха.

Задача вентиляции заключается в том, чтобы поддерживать в помещении состав и состояние воздуха, удовлетворяющего гигиеническим требованиям.

Вентиляция предусматривается во всех помещениях.

Для эффективной работы система вентиляции должна удовлетворять следующим требованиям:

1) количество приточного воздуха должно соответствовать количеству удаляемого;

2) если в одном из смежных помещений выделяются вредные вещества, то количество удаляемого из этого помещения воздуха должно быть больше подаваемого;

3) если возможно внезапное выделение большого количества вредных веществ, то должна быть аварийная вентиляция;

4) минимальное количество наружного воздуха, подаваемого системами вентиляции в помещение, должно быть не менее 30 м³/ч на одного человека при объёме помещения менее 20 м³ и не менее 20 м³/ч при объёме помещения более 20 м³;

5) система вентиляции не должна создавать шум и вибрацию выше норм.

Вентиляция в производственных помещениях может быть различных видов (рис.3.2)

Рис. 3.2. Виды вентиляция производственных помещений

По способу перемещения воздуха вентиляция бывает естественная, искусственная и смешенная.

Естественная вентиляция создаёт необходимый воздухообмен за счёт разности плотности тёплого воздуха внутри помещения, и более холодного снаружи, а также в результате ветра [4].

Естественная вентиляция может осуществляться посредством инфильтрации, аэрации или через вытяжные каналы и шахты.

Инфильтрация – неорганизованная естественная вентиляция, 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.

Аэрация – организованный управляемый воздухообмен за счёт естественных природных сил: ветрового и теплового напоров. Тепловой напор обусловлен разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха. Ветровой напор обусловлен образованием на поверхности здания под действием ветра избыточного давления и разряжения.

Её применяют для вентиляции производственных помещений большого объёма, а также в помещениях с технологическими процессами, сопровождающимися выделением большого количества тепла, в которых применение механической вентиляции в целом для всего помещения потребует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

При естественной вентиляции воздух в помещение следует подавать через проёмы, расположенные в обеих продольных стенах: в тёплый период года на уровне не более 1,8 м от пола до нижнего края проёма, в холодный период года на уровне не ниже 4 метров.

Подача приточного воздуха без его подогрева в холодный период года на более низких отметках допускается только при осуществлении мероприятий, предотвращающих непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих.

Выброс воздуха в атмосферу под действием теплового и ветрового напоров следует предусматривать через открывающиеся проёмы окон и фонарей. Управление фрамугами должно быть механизировано и легко осуществляться изнутри и снаружи помещений.

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

Естественная вентиляция через специально предусмотренные вытяжные каналы или шахты рекомендуется для помещений небольших объёмов при кратности воздухообмена К ≤3 ч^-1.

Кратность воздухообмена (К) определяется по формуле:

, (3.1)

где L – объём удаляемого или подаваемого в помещение воздуха, м³/ч, V_ВН – внутренний объём помещения, м³.

Для повышения работы естественной вентиляции на верхнем конце наружной части вытяжных каналов монтируются дефлекторы (рис.3.3). Такую систему вентиляции следует применять в помещениях с незначительным выделением вредных веществ.

Дефлекторы обеспечивают устойчивую вытяжку воздуха независимо от направления ветра. Они предназначены для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счёт использования ветрового напора. Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром, участок, работающий на вытяжку, имеет бОльшую площадь, чем участок, работающий на приток. В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, и производительность вентиляции возрастает.

Когда поток ветра обтекает лобовую часть дефлектора, в нем появляется зона положительного давления, а в оставшейся части - разрежение, которое, в зависимости от силы ветра, создает дополнительную тягу в вентиляции.

В шахтах и дефлекторах при необходимости следует предусматривать регулирующие клапаны с приводом, обеспечивающим управление ими из рабочей зоны.

Рис.3.3. Дефлекторы: а – дефлектор круглой формы Центрального аэрогидродинамического института: 1 - патрубок; 2 - диффузор; 3 - корпус дефлектора; 4 - лапки для крепления зонта-колпака; 5 - зонт-колпак; б – дефлектор конструкции Вольперта: 1 - нижний стакан; 2 - верхний стакан; 3 – крышка; в – дефлектор конструкции Григоровича: 1 - стакан; 2 – крышка; г – звездообразный.

В промышленности производят дефлекторы со следующими стандартными диаметрами горловин: 200, 315, 400, 500, 630, 710, 800, 900 и 1000 мм. По требованиям потребителей допускается изготовление дефлекторов, диаметр горловины которых более 1000 мм. Поэтому при проектировании естественной вентиляции, полученное расчётное значение диаметра патрубка дефлектора следует округлять в бОльшую сторону.

Механическая (искусственная) вентиляция обеспечивает поддержание постоянного воздухообмена независимо от внешних метеорологических условий за счёт комплекса систем воздуховодов и механических вентиляторов.

По назначению различают приточную, вытяжную, приточно-вытяжную вентиляции.

Приточная общеобменная система вентиляции производит забор воздуха извне вентилятором через калорифер, где воздух нагревается и увлажняется, а затем подаётся в помещение. Её применяют в производственных помещениях со значительным выделением теплоты или малой концентрации вредных веществ в воздухе.

Приточная механическая вентиляция чаще всего предназначена для компенсации расхода воздуха по общеобменной вытяжной и по местной вытяжной системам.

Вытяжная система вентиляции удаляет загрязнённый и перегретый воздух через сеть воздуховодов при помощи вентилятора. Её применяют для активного удаления воздуха, равномерно загрязнённого по всему объёму помещения при малых концентрациях вредных веществ в воздухе и небольшой кратности воздухообмена. При этом запрещается рассчитывать необходимый воздухообмен для производственных помещений по табличным значениям кратности воздухообмена К. По этому параметру допускается рассчитывать воздухообмен в основном санитарно-бытовых и общественно-административных помещений (СНиП 2.08.01-89, СНиП 2.08.02-89).

Приточно-вытяжная система вентиляции состоит из двух отдельных систем – приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязнённый. Данную систему вентиляции применяют при значительном выделении вредных веществ в воздух помещений, в которых необходимо обеспечить особо надёжный воздухообмен с повышенной кратностью.

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.

Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязнённого, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до определённых допустимых норм. Эта система вентиляции наиболее часто применяется в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При этом метеорологические условия и чистоту воздуха в производственных помещениях следует обеспечивать в пределах расчётных параметров наружного воздуха, а также с учётом особенностей технологических процессов. Так, например, в холодное время года воздух из помещения удаляется нагретый, а подаётся в помещение холодный. Поэтому для сохранения комфортной температуры в помещении приточный воздух необходимо подогревать.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения, не допуская распространения по помещению. Для этого применяют местную вытяжную вентиляцию (местные отсосы). Местная вентиляция обеспечивает вентиляцию непосредственно у рабочего места. Местные отсосы подразделяются на простые, когда улавливание ограничивается одним отсасыванием загрязнённого воздуха, и с поддувом, когда направленной струёй воздуха направляют вредные вещества к месту, где они подхватываются отсосом.

При создании механической вентиляции следует учитывать, что необходимо организовывать рециркуляцию воздуха, кроме помещений, оговоренных в СНиПе 41-01-2003. К таким помещениям относятся:

а) помещения, в которых максимальный расход наружного воздуха определяется массой выделяемых вредных веществ 1-го и 2-го классов опасности;

б) помещения, в воздухе которых имеются болезнетворные бактерии и грибки в концентрациях, превышающих установленные Госсанэпиднадзором России, или резко выраженные неприятные запахи;

в) лабораторные помещения научно-исследовательского и производственного назначения, в которых могут производиться работы с вредными или горючими газами, парами и аэрозолями;

г) из систем местных отсосов вредных веществ и взрывоопасных смесей с воздухом и др.

При этом рециркуляция воздуха допускается из систем местных отсосов пылевоздушных смесей (кроме взрывоопасных пылевоздушных смесей) после их очистки от пыли.

3.3. Алгоритм расчёта естественной вентиляции

1. Определение вредных веществ, выделяющихся в воздух и их количества.

2. Определение ПДК [мг/м³], выделяющихся вредных веществ.

3. Определение воздухообмена (L [м³/ч]), необходимого для поддержания в помещении допустимой концентрации вредных газов или паров.

, (3.2)

где G – количество вредных газов или паров, выделяющихся в помещение за единицу времени, мг/ч; С_Н – концентрация вредных веществ в воздухе, поступающем в помещение, мг/м3: обычно С_Н = 0, в остальных случаях С_Н не должна превышать 30% от ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений.

4. Определение плотности воздуха ρ [кг/м³].

, (3.3)

где t – температура воздуха, при которой определяют плотность, ºС.

5. Вычисление суммарной площади сечения вентиляционных каналов ∑F [м²].

, (3.4)

где ψ (пси) – коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в каналах (обычно принимают ψ =0); h – высота вытяжных каналов, м; ρ_н – плотность наружного воздуха, кг/м³; ρ_в – плотность внутреннего воздуха, кг/м³.

6. Определение числа вытяжных каналов (n_выт)

, (3.5)

где f – площадь сечения одного вытяжного канала, м² (принимается конструктивно с учётом стандартного ряда дефлекторов).

7. Определение объёма воздуха, удаляемого через один дефлектор, L_Д [м³/ч].

, (3.6)

8. Определение диаметра патрубка дефлектора D_П [м].

, (3.7)

где К_ЭФ – коэффициент эффективности: для дефлекторов ЦАГИ К_ЭФ = 0,4, для звёздообразных К_ЭФ = 0,42; v_в – средняя скорость ветра, м/с (по СНиП 23-01-99).

9. Корректировка рассчитанного диаметра D_П с учётом стандартного ряда значений диаметров горловин дефлекторов.

3.4. Порядок расчёта механической вентиляции

Расчёт механической вентиляции сводится к определению необходимого воздухообмена, построению схемы сети вентиляции, расчёту сопротивлений движению воздуха и выбору вентилятора. Воздухообмен при расчёте механической вентиляции может быть определён по трём параметрам: по выделению вредных веществ, по избыткам явной теплоты, по избыткам влаги. Далее подробно рассмотрим определение воздухообмена по каждому направлению.