Способи забезпечення нормальних умов мікроклімату

При проектуванні техпроцесів необхідно застосовувати наступні способи забезпечення нормальних умов мікроклімату:

1) автоматизація і дистанційне керування устаткуванням, що дозволяють вивести робочого з небезпечної зони;

2) конструктивне виконання устаткування, яке виключає чи знижує ризик попадання небезпечних факторів мікроклімату в робочу зону (герметичність, теплоізоляція, теплопоглинання і т. п.);

3) створення оптимальних умов (кондиціонування повітря);

4) створення допустимих умов (вентиляція і опалювання).

Окрім цього, необхідно розробляти заходи, які не змінюють параметри мікроклімату, але покращують теплове самопочуття працюючого або знижують шкідливу дію цих параметрів:

5) механізація, що знижує тяжкість робіт;

6) використання спецодяг, ЗІЗ;

7) медико-профілактичні заходи, оздоровлення;

8) юридичні заходи, що компенсують шкідливу дію мікроклімату.

При виборі тих або інших способів забезпечення нормальних умов мікроклімату враховуються економічні, технічні і соціальні аспекти проектованого виробництва. Найбільш переважною в санітарно-гігієнічному відношенні є автоматизація виробництва. При цій технології робочі можуть знаходитися в окремих приміщеннях, виконувати роботу операторського типу. Але ця технологія дорога, навіть якщо її економічна ефективність дуже висока, то при цьому може бути великий термін окупності, що також може бути не вигідним. Звичайна технологія припускає знаходження людини і управління устаткуванням в робочій зоні. Тоді необхідно створювати в приміщеннях оптимальні або допустимі параметри мікроклімату.

Промислова вентиляція і кондиціонування

Вентиляцією називається організований і регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення забрудненого повітря і подачу на його місце свіжого.

Системи вентиляції класифікуються за способом переміщення повітря, за напрямом потоку повітря, за зоною дії, за часом роботи.

За способом переміщення повітря розрізняють системи природної і механічної вентиляції.

Природна вентиляція – це система вентиляції, переміщення повітряних мас в якій здійснюється завдяки виникаючій різниці тиску зовні і усередині будівлі. Різниця тиску обумовлена різницею щільностей зовнішнього і внутрішнього повітря (гравітаційний тиск, тепловий або вітровий натиск), що діє на будівлю. При дії вітру на поверхнях будівлі з підвітряного боку утворюється надмірний тиск, на завітреній стороні - розрідження. Розподіл тиску по поверхні будівель і їх значення залежать від напряму і сили вітру, а також від взаємного розташування будівель.

Природна вентиляція підрозділяється на організовану і неорганізовану.

Неорганізована природна вентиляція - інфільтрація, або природне провітрювання, що здійснюється зміною повітря в приміщеннях через нещільність в огорожах та елементах будівельних конструкцій завдяки різниці тиску зовні і усередині приміщення. Такий повітрообмін залежить від випадкових чинників – сили і напряму вітру, температури повітря усередині і зовні будівлі і т. ін.

Для постійного повітрообміну, яке потрібне за умовами підтримки чистоти повітря в приміщенні, необхідна організована вентиляція. Організована природна вентиляція може бути витяжною без організованої притоки повітря (канальна) і припливно-витяжною з організованою притокою повітря (канальна і безканальна аерація).

Аерація - це організована природна загальнообмінна вентиляція приміщень в результаті надходження і видалення повітря через фрамуги вікон і ліхтарів, що відкриваються. Регулюється різним ступенем відкриття фрамуг (залежно від температури зовнішнього повітря, швидкості і напряму вітру). Як спосіб вентиляції аерація знайшла широке застосування в промислових будівлях, що характеризуються технологічними процесами з великими тепловиділеннями. Основною гідністю аерації є можливість здійснювати великі повітрообміни без витрат механічної енергії. До недоліків аерації слід віднести те, що в теплий період року ефективність аерації може істотно падати унаслідок підвищення температури зовнішнього повітря.

Механічна вентиляція – це система вентиляції, за допомогою якої повітря подається у виробничі приміщення або видаляється з них по системам вентиляційних каналів з використанням для цього спеціальних механічних спонукачів.

Механічна вентиляція в порівнянні з природною має ряд переваг: великий радіус дії унаслідок значного тиску, що створюється вентилятором; можливість змінювати або зберігати необхідний повітрообмін незалежно від температури зовнішнього повітря і швидкості вітру; можливість попередньо очищати, осушати або зволожувати повітря та ін. До недоліків механічної вентиляції слід віднести значну вартість споруди і експлуатації та необхідність проведення заходів щодо боротьби з шумом.

Системи механічної вентиляції підрозділяються на загальнообмінні, місцеві, змішані, аварійні і системи кондиціонування.

Загальнообмінна вентиляція застосовується у випадках, коли шкідливі виділення поступають безпосередньо в повітря приміщення, де робочі місця не фіксовані, а розташовуються по всьому приміщенню. Зазвичай об'єм повітря L_np, що подається в приміщення при загальнообмінній вентиляції, дорівнює об'єму повітря L_в, що видаляється з приміщення: L_np = L_в, різниця не повинна перевищувати 10...15%. Проте у ряді випадків виникає необхідність порушити цю рівність, наприклад, в особливо чистих цехах, для яких об'єм притоки повітря L_np робиться більше об'єму витяжки L_в, за рахунок чого створюється деякий надлишок тиску у виробничому приміщенні, що виключає попадання пилу з сусідніх приміщень.

Суттєвий вплив на мікроклімат у робочій зоні надають правильно організовані приток та видалення повітря, їх об'єм та взаємне розташування. Взагалі розрізняють чотири основні схеми організації повітрообміну при загальнообмінній вентиляції:

1) приток зверху – витяг знизу; 2) приток зверху – витяг зверху;

3) приток знизу – витяг зверху; 4) приток знизу – витяг знизу.

Вибір тієї чи іншої схеми залежить, від наявності у робочій зоні шкідливих домішок, їх фізичних властивостей, і в першу чергу, їх щільності, а також від розподілу параметрів мікроклімату, хоча залежно від особливостей виробництва допускається комбіноване застосування. Якщо щільність домішок менше щільності повітря, то видалення забрудненого повітря здійснюється у верхній зоні, а приплив свіжого повітря – безпосередньо в робочу зону (тобто 2 або 3 схеми). При видаленні забрудненого повітря з щільністю домішок, яка значно перевищує щільність повітря, використовують схеми 1 або 4, тобто видалення здійснюють знизу на 60-70%, а з верхньої частини видаляється 30-40% забрудненого повітря. Найбільш рівномірний розподіл повітря можливий у разі, коли приток рівномірний по всій ширині приміщення, а витяг зосереджений.

За способом подачі і видалення повітря розрізняють чотири види загальнообмінної вентиляції: припливна, витяжна, припливно-витяжна, система з рециркуляцією.

По припливній системі повітря подається в приміщення після підготовки його в припливній камері. У приміщенні при цьому створюється надмірний тиск, за рахунок якого повітря йде назовні через вікна, двері або в інші приміщення. Припливну систему застосовують у разі, коли небажане попадання забрудненого повітря з сусідніх приміщень або холодного повітря ззовні.

Витяжна система для видалення повітря з приміщень. При цьому створюється знижений тиск в приміщенні і повітря з сусідніх приміщень або зовнішнє повітря поступає в дане приміщення. Витяжну систему доцільно застосовувати у разі, коли шкідливі виділення даного приміщення не повинні розповсюджуватися на сусідні приміщення.

Припливно-витяжна система - найбільш поширена система, при якій повітря подається в приміщення припливною системою, а видаляється витяжною, причому системи працюють одночасно.

Систему з частковою рециркуляцією застосовують в окремих випадках для скорочення експлуатаційних витрат на нагрівання повітря. Цю систему дозволяється використовувати тільки для тих приміщень, в яких відсутні виділення шкідливих речовин або речовини, що виділяються, відносяться до 4-го класу небезпеки, і концентрація їх в повітрі не перевищує 30 % гранично допустимій концентрації (ГДК). Застосування рециркуляції не допускається і в тому випадку, якщо в повітрі приміщень містяться хвороботворні бактерії, віруси або є різко виражені неприємні запахи.

Для якісної оцінки ефективності повітрообміну застосовують поняття кратності повітрообміну

k = L /V , (2.1)

де L – кількість повітря, що поступає в приміщення в одиницю часу, м³/ч,

V – об'єм вентильованого приміщення, м³.

При правильно організованій вентиляції кратність повітрообміну повинна бути значно більше одиниці.

Кількість повітря, що поступає в приміщення при загальнообмінній вентиляції, залежить від кількості працюючих

L = nL₁, (2.2)

де п – кількість працюючих в приміщенні, чол.;

L₁ – кількість повітря, яке приходиться на одного працюючого, м³/ч.

За допомогою місцевої вентиляції необхідні метеорологічні умови створюються на окремих робочих місцях, уловлювання шкідливих речовин здійснюється безпосередньо у джерелах їх виникнення.

Змішана система вентиляції є поєднанням елементів місцевої і загальнообмінної вентиляції. Місцева система видаляє шкідливі речовини з кожухів і укриттів машин. Проте частина шкідливих речовин через нещільність укриттів проникає в приміщення. Ця частина видаляється загальнообмінною вентиляцією.

Аварійна вентиляція передбачається в тих виробничих приміщеннях, де можливе раптове надходження в повітря великої кількості шкідливих або вибухонебезпечних речовин. Продуктивність аварійної вентиляції визначають відповідно до вимог нормативних документів в технологічній частині проекту. Якщо такі документи відсутні, то продуктивність аварійної вентиляції приймається такою, щоб вона разом з основною вентиляцією забезпечувала в приміщенні не менше восьми повітрообмінів за 1 год. Система аварійної вентиляції повинна включатися автоматично при досягненні ГДК шкідливих виділень або при зупинці однієї з систем загальнообмінної або місцевої вентиляції. Викид повітря аварійних систем повинен здійснюватися з урахуванням можливості максимального розсіювання шкідливих і вибухонебезпечних речовин в атмосфері.

Для створення оптимальних метеорологічних умов у виробничих приміщеннях застосовують найбільш досконалий вид промислової вентиляції – кондиціонування повітря.

Кондиціонуванням повітря називається його автоматична обробка з метою підтримки у виробничих приміщеннях заданих метеорологічних умов, незалежно від зміни зовнішніх умов і режимів та характеру технологічних процесів в приміщенні.

Розрізняють комфортне і технологічне кондиціонування повітря. Метою комфортного є створення в приміщеннях повітряного середовища, найбільш сприятливого для роботи і відпочинку людей. Технологічне кондиціонування забезпечує створення параметрів повітряного середовища, що задовольняють вимогам технологічного процесу. При цьому в приміщеннях, де працюють люди, враховуються і санітарно-гігієнічні вимоги.

До складу систем кондиціонування входять устаткування для обробки повітря, його переміщення і розподілу, джерела тепло- і холодозабезпечення, засоби автоматичного регулювання. Основним вузлом є кондиціонер. Кондиціонери можуть бути місцевими (для обслуговування окремих приміщень) і центральними (для обслуговування декількох окремих приміщень).

Кондиціонером є пристрій, в якому автоматично регулюються t та φ і на виході забезпечуються стабільні параметри при широкому діапазоні змін параметрів зовнішнього повітря. Швидкість V, м/с забезпечується мінімально можливою конструкцією і практично завжди постійна. При рішенні питання про доцільність кондиціонування повітря необхідно враховувати питання економії.

Правильний вибір системи вентиляції має велике санітарно-гігієнічне та економічне значення.

При роботі на відкритому повітрі у несприятливих умовах для забезпечення раціональних режимів праці нормуються ні параметри мікроклімату, а тривалість робочої зміни, вводяться додаткові перерви.