Определение количества вредностей, которые выделяются в производственном помещении

Оно устанавливается (оценивается) как по экспериментальным данным, так и по методикам [3, 4, 5]. Сущность оценки покажем на примере образования двух видов вредностей.

Выделение тепла от наружных поверхностей оборудования рассчитывается [3]:

(3.4)

где Q – количество тепла, выделяющегося в помещении, Дж/с;

a – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²×К);

F_т – площадь теплоотдающей поверхности оборудования, м²;

t_н – наружная температура стенки оборудования, °С;

t_о – температура окружающего воздуха, °С.

При испарении вредных веществ с открытых поверхностей

G = W×F_и, кг/с (3.5)

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, кг/с;

W – интенсивность испарения веществ с поверхности, кг/(с×м²);

F_и – площадь испарения, м².

Рассмотрим несколько вариантов расчета необходимого воздухообмена, т.е. такого количества подаваемого воздуха в помещение, при котором будет обеспечено соблюдение санитарных норм [3, 5, 6].

При выделении вредных веществ в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства массы вредностей в помещении и в удаляемом из помещения воздухе. Это условие можно представить в виде материального баланса

G + L×q_пр = L×q_уд, (3.6)

где G – масса вредных веществ, выделяющихся в помещении, мг/ч;

L – необходимый воздухообмен, м³/ч;

q_пр, – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³;

q_уд, – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м³.

Тогда

м³/ч (3.7)

Для обеспечения санитарных норм в помещении принимают

q_уд = q_ПДК,

где q_ПДК – предельно-допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (по ГОСТ 12.1.005-88), мг/ м³.

Поэтому

м³/ч (3.8)

Если наружный воздух не содержит вредностей, то

мг/м³ (3.9)

Если в помещении выделяются несколько не однонаправленного действия вредных веществ, то определяют необходимый воздухообмен для каждого вещества в отдельности, а дальнейший расчет системы вентиляции ведут для наибольшей величины из ряда полученных значений необходимого воздухообмена.

Если в помещении выделяются несколько вредных веществ однонаправленного действия, то определяют необходимый воздухообмен для каждого вещества в отдельности, а дальнейший расчет системы вентиляции ведут по их сумме.

При выделении тепла в производственном помещении определяют необходимый воздухообмен исходя из равенства выделяемого тепла в помещении и удаляемого вентиляцией.

Это условие можно представить в виде теплового баланса

c×m×t_пр + Q_изб = c×m×t_уд, (3.10)

где c – теплоемкость воздуха, кДж/(кг×К);

m – масса воздуха, подаваемого в помещение, кг/ч;

Q_изб, – избыточное количество тепла, т.е. разность между его приходом и уходом, кДж/ч;

t_пр и t_уд – соответственно температура приточного и удаляемого воздуха, °С.

Решая уравнение, получим

кг/ч (3.11)

Учитывая соотношение между массой воздуха и объемом

кг/м³

получим

м³/ч (3.12)

где r _п – плотность приточного воздуха, кг/м³.

В связи с тем, что общеобменная вентиляция должна обеспечить допустимую температуру воздуха на рабочих места, имеем

t_уд = t_р.з. + Dt×(H – 2), (3.13)

где t_р.з. – допустимая температура воздуха в рабочей зоне в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, °С;

H – высота производственного помещения, м;

Dt – температурный градиент по высоте помещения, °С/м;

2 – высота рабочей зоны, м.

Обычно принимают Dt = 2–5 °С/м.

Если в помещении выделяются пары воды, то необходимый воздухообмен для их удаления можно определить по формуле

, м³/ч (3.14)

где G_вп – масса паров воды, выделяющихся в помещении, г/ч;

d_уд и d_пр – соответственно влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг.

Если неизвестно количество вредных выделений и их виды, то общеобменную вентиляцию рассчитывают по кратности воздухообмена.

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час меняется воздух в помещении и равна отношению объема проходящего через помещение воздуха, к объему этого помещения.

К = L/V, 1/ч (3.15)

где L – расход воздуха на вентиляцию, м³/ч;

V – объем производственного помещения, м³.

Нормами вентиляции установлена кратность воздухообмена для всех бытовых помещений, а также для помещений вспомогательного и производственного назначения К = 1 – 10. Для взрывоопасных помещений К³6.

При заданной кратности воздухообмена необходимый воздухообмен равен

L = К×V, м³/ч (3.16)

Если невозможно в производственном помещении организовать естественное проветривание (например, пост управления в сталеплавильном цехе), то согласно ДНАОП 0.03-3.01-71 в данном помещении необходимо обеспечить воздухообмен не менее 60 м³/ч на одного работающего.

Необходимый воздухообмен для данного типа помещений можно определить по формуле

L = 60×N, м³/ч (3.17)

где N – число работающих в данном помещении.

Выбор типа вентиляции

При выборе типа общеобменной вентиляции (естественной или механической) учитывают экономические требования и возможность достижения необходимых санитарно-гигиенических результатов. Если эта вентиляция организуется в производственных помещениях при помощи специальных приточных и вытяжных окон, то она называется аэрацией. Аэрация позволяет организовать воздухообмен большого объема (до нескольких миллионов м³/ч воздуха) без вентиляторов и воздуховодов, что значительно дешевле механической вентиляции. Кроме этого аэрация работает без шумовых эффектов в отличии от механической. Однако аэрация имеет недостатки:

– зависимость воздухообмена от температуры наружного воздуха из-за чего летом аэрация может не обеспечивать необходимый воздухообмен;

– невозможность обработки входящего воздуха.

Механическая вентиляция не имеет этих недостатков.

Очень часто в производственных помещениях применяют смешанную вентиляцию, т.е. предусматривают и естественную и механическую. Если можно выделить локализованные источники вредностей, то там применяют механическую вытяжную вентиляцию. Если в рабочей зоне не обеспечивается требуемая чистота или температура воздуха, то там можно применить приточную механическую вентиляцию, т.е. воздушное душирование.