2.3 Расчет оптимальных параметров воздушной среды.

Помещение относится к классу помещения без повышенной опасности, так как в помещении нет токопроводящей пыли, сырости и токопроводящих полов (деревянные полы). В помещении выполняются работы физической средней тяжести без переноски тяжестей, что соответствует классу 2а. Из [8] для данной категории работ оптимальными являются следующие параметры в холодный и переходной период года: температура 18-20°С, относительная влажность 60-40%,скорость движения воздуха не более 0.2 м/с. В теплый период оптимальными являются следующие параметры: температура 21-23°С, относительная влажность 60-40%, скорость движения воздуха не более 0.3 м/с. В помещении в холодный и переходной период года фактическая температура 18-20°С, относительная влажность 50-60%, скорость движения воздуха 0.1 м/с, что соответствует нормам. В теплый период года в помещении фактическая температура 22-24°С, относительная влажность 50-60%, скорость движения воздуха 0.2 м/с, что соответствует нормам. В процессе пайки, которая производится вручную, происходит выделение паров припоя, содержащего в своем составе свинец, относящийся к 1-у классу опасности, и имеющий ПДК - 0,01-0,007 мг/м³ согласно [5].. Для пайки радиокомпонентов используется припой марки ПОС-61, содержащий примерно 39% свинца.

Расчёты выделения вредных веществ и влаги

Влаговыделение

Количество влаги выделяемое людьми г/ч определяется по формуле:

W=n ·ω

Где:

n= 3 – число людей находящихся в помещении;

ω = 80 г/ч – количество влаги выделяемое одним человеком при температуре в рабочей зоне равной 24 град. – из табл.1 [5], получено методом интерполяции.

W= 3·80 = 240 г/ч

Газовыделение

Количество двуокиси углерода, содержащегося в выдыхаемом человеком воздухе, определяется по табл.5 [5].

Т. к. выполняется физическая работа средней тяжести, то массовый расход двуокиси углерода СО₂одним человеком составляет 70 г/ч., т.к. в лаборатории находятся 3 человека, то общее количество выделяемого СО₂составит 210 г/ч.

Для расчета массы вредных веществ, образующихся при пайке необходимо знать количество припоя, расходуемого на операции пайки. Пайка осуществляется припоем ПОС-61. Свинец составляет 39 %.

Исходя, из полной загруженности монтажник за 1 час может затратить в среднем 4,6 г припоя [10]. Часовая концентрация свинца находится по формуле:

М= N* Мпр, где

N - процентное содержание вредного вещества

Мсв=0,39*4,6=1,8 г

В процессе пайки в воздухе рабочей зоны за 1 час работы выделяется от 0,02 до 0,04% массы компонента [10]. Отсюда имеем: m=0,0004*1,8=0,72 мг/ч

Общее количество свинца, выделяющегося в воздух при пайке, составит 2.16 мг/ч

Расчёты выделений тепла

Тепловыделение от людей

Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха.

При физической работе средней тяжести, температуре окружающего воздуха 10 град. выделяется 165 Вт, а при температуре 35 град. происходит выделение 8 Вт. Линейной интерполяцией между этими двумя значениями получаем, что при t= 24°C:

Q_чел = 165 - 14×6.28 = 77 Вт,

Т. к. на каждый градус в среднем приходится 6.28 Вт.

Соответственно 3 человека выделяют 231 Вт

Тепловыделение от источников искусственного освещения и устройств вычислительной техники

Расчёт тепловыделения от источников искусственного освещения производится по следующей формуле:

Q = N₁ · η₁ · 1000 + N₂ · η₂ · 1000

Где:

N₁= 0.48 кВт – суммарная мощность источников общего освещения;

η₁= 0.55 – коэффициент тепловых потерь для газоразрядных ламп.

N₂= 0.48 кВт – суммарная мощность источников местного освещения;

η₂= 0.9 – коэффициент тепловых потерь для ламп накаливания.

Qосв = 0.48·0.55·1000 + 0.3·0.9·1000 = 534 Вт

Расчёт тепловыделения от устройств вычислительной техники производится по аналогичной формуле:

Q = N · η · 1000

Где:

N= 0.202 кВт – суммарная мощность устройств вычислительной техники (системный блок + монитор + программатор);

η = 0.6 – коэффициент тепловых потерь для устройств вычислительной техники.

Qвыч_тех = 0.202 · 0.6 · 1000 = 121 Вт

Тепловыделения от паяльника.

Q_п=n×N ×h×10³, где:

N= 10 Вт – мощность паяльника;

h= 0.3 – коэффициент тепловых потерь;

n= 3 – число паяльников;

Q_п= 3×0.01×0.3×10³= 9 Вт.

Теплопоступления от солнечной радиации.

В помещении имеется два окна, выходящих на юг. Площадь остекления составляет F_ост= 4 м² (высота стекла 2 м, ширина 1 м.). Коэффициент А_ост= 0.7 (табл. 8 [5]) учитывает использование матовых стекол в рамах. Коэффициентq_ост= 185 Вт/ м² выбирается из таблицы 6 в пособии [5] для южного направления на широте Москвы (55°) и с учетом двойного остекления с металлическими переплетами. Теплопоступления через перекрытия (q_п) не учитываем, т.к. лаборатория находится на 2- ом этаже 6 – этажного здания.

Q_ост=F_ост×q_ост×А_ост= 4×185×0.7 = 518 Вт.

Определение потребного воздухообмена

Потребный воздухообмен при поступлении вредных веществ в воздух рабочей зоны

В помещениях, загрязнённых вредными парами, количество воздуха G, необходимого для разбавления концентрации вредных веществ до допустимых, рассчитывается по формуле:

G= К · В/(q2 –q1)

Где:

В = 210 г/ч – количество вредных веществ выделяющихся в помещении за 1 час;

К = 1.7[5];

q2 = 30 г/куб.м – концентрация двуокиси углерода в удаляемом воздухе, принимается равной предельно допустимой – из [9];

q1 = 9 г/куб.м – концентрация двуокиси углерода в приточном воздухе, составляет 30% от ПДК. Для СО₂:

Для свинца:

G= К · В/(q2 –q1)

Где:

В = 0.72 мг/ч – количество свинца, выделяющегося на рабочем месте за 1 час;

К = 1.7;

q2 = 0.01 мг/м³концентрация свинца в удаляемом воздухе, принимается равной предельно допустимой – из [5];

q1 = 0.003 мг/м³– концентрация свинца в приточном воздухе, составляет 30% от ПДК

G= 0.72×1.7/(0.01-0.003) = 175 м³/ч.

Воздухообмен обеспечивающий удаление избытков тепла

Объём приточного воздуха, необходимого для поглощения избытков тепла G, рассчитывается по следующей формуле:

Где:

Q– теплоизбытки

Q=Qп +Qосв +Qвыч.тех. +Qост +Qчел=9+534+121+518+231=1413 Вт

ρ= 1.2 кг/куб.м – плотность приточного воздуха[5];

tуд =tр.з. + а(Н – 2) [5];

tр.з. = 24 град. – температура в рабочей зоне [6];

а = 1.2 град./м – нарастание температуры на каждый метр

высоты;

Н= 3 м – высота от пола до вытяжного отверстия.

tпр = 22.3 град. – температура приточного воздуха[6].

Определение потребного воздухообмена для удаления избытка влаги

Расчёт расхода воздухаG, ведётся по следующей формуле:

Где:

W= 240 г/ч – количество водяного пара выделяющегося в помещении;

ρ= 1.2 кг/куб.м – плотность приточного воздуха;

dв = 12 г/кг – влагосодержание вытяжного воздуха приtв = 25.2 град. и относительной влажности 60%;

dп = 7 г/кг - влагосодержание приточного воздуха приtп = 22.3 град. и относительной влажности 40%;

( dв иdп определяются поi-dдиаграмме – рис.1 [5])

G= 240/ (12-5)×1.2 =28.5 м³/ч.