2. Вентиляция производственныхпомещений

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха. Чистый атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему): азота - 78,08; кислорода – 20,95; инертных газов – 0,93; углекислого газа – 0,03; прочих газов – 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен длядыхания.

Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так как мно- гие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух производственных помещений вредных веществ – паров, газов, твердых и жидких частиц.

Химические вредные вещества по характеру воздействия на человека и по вызывае- мым последствиям делят на группы:

1. Общетоксичные (ртуть, соединенияфосфора).

2. Раздражающие (кислоты, щелочи, аммиак, хлор,сера).

3. Аллергенные (соединения никеля,алкалоиды).

4. Нервно-паралитические (аммиак,сероводород).

5. Удушающие (окись углерода, ацетилен, инертныегазы).

6. Наркотические (бензол, дихлорэтан, ацетон,сероуглерод).

7. Канцерогенные (ароматические углеводороды,асбест).

8. Мутагенные (соединения свинца, ртути,формальдегид).

9. Влияющие на репродуктивную функцию (свинец,ртуть).

ГОСТ 12.1.005-76 устанавливает следующие нормативные показатели вредных ве- ществ: относительно безопасные уровни воздействия (ОБУВ); предельно допустимые кон- центрации (ПДК); средние смертельные концентрации в воздухе (ССКВ); средние смер- тельные дозы при попадании в желудок (ССДЖ).

Согласно этому документу все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на следующие классы: 1-й – чрезвычайно опасные; 2-й - высо- коопасные; 3-й – умеренно опасные; 4-й – малоопасные.

Попадающие в организм вредные вещества приводят к нарушению здоровья лишь в том случае, если их количество в воздухе превышает определенную для каждого вещества величину. Поэтому для профилактики профессиональных заболеваний большое значение имеет установление предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Под предельно допустимой концентрацией вредных веществ в воздухе рабочей зоны понимают концентрацию, которая при ежедневной работе в течение 8 ч или при другой продолжительности (но не более 40 ч в неделю) во время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или других отклонений в состоянии здоровья.

Первые ПДК для 40 токсичных веществ были утверждены в СССР еще в 1939 г. В ныне действующей нормативной документации их более 800.

Эффективным средством обеспечения допустимых параметров микроклимата и надлежащей чистоты воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиля- цией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удале- ние из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественная) и с механическим (механическая). Возможно также сочетание естественной и механической вентиляции (смешанная вентиляция).

В зависимости от того, для чего служит система вентиляции – для подачи (притока) или удаления (вытяжки) воздуха из помещения или для того и другого одновременно, она называется приточной, вытяжной или приточно-вытяжной вентиляцией.

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной. Действие общеобме- нной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха по- мещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание не- обходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения, не допуская распространения по помещению. С этой це- лью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воз- духа. Такая вентиляция называется местной вытяжной.

В соответствии с санитарными нормами все производственные помещения должны вентилироваться. Расчет вентиляции начинают с определения необходимого воздухообме- на, исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных ве- ществ. Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие крат- ности воздухообмена.

нии

Кратность воздухообменапоказывает, сколько раз в час меняется воздух в помеще-

К_в=L/V, (17.7)

где L – объем воздуха, поступающего в помещение в единицу времени, м³/ч; V – объем

вентилируемого помещения, м³.

При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы. При K_в<3 ч^-1рекомендуется применять естественную си- стему вентиляции, при K_в<3…5 ч^-1- искусственную.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходя- щегося на одного работающего. В производственных помещениях с объемом воздуха на одного работающего менее 20 м³расход воздуха должен быть не менее 30 м³/ч на работни- ка. В помещениях, где на каждого работника приходится от 20 до 40 м³, расход воздуха должен быть не менее 20 м³/ч. В помещениях, где на каждого работающего приходится бо- лее 40 м³объема помещения, расход воздуха не рассчитывают.

Воздухообмен для удаления избыточного тепларассчитывают по следующей формуле:

L_q

N

^Cyд^tyд^Cпр^tпр

,м³/ч, (17.8)

где N – количество избыточного тепла в помещении, Вт; С - теплоемкость воздуха, Дж/кг⁰С, С=1,05 Дж/кг⁰С;ρ_удиρ_пр- плотность воздуха при температуреt_удиt_пр, кг/м³;t_удиt_пр–температура соответственно удаляемого и приточного воздуха,^оС.

Плотность воздуха определяется по формуле:

_{ 1}.293

t25 _1t

,кг / м³

, (17.9)

где t – температура воздуха,^оС; α - коэффициент избытка воздуха, равный α =1/273.

Избыточная теплота N определяется теплом, излучаемым от людей N_люд., нагретого оборудования N_обор. и электрооборудования N_эл., освещения N_осв., с поверхности воды N_в., и теплом, выходящим через ограждения N_огр(прил. 2).

^NNлюд^Nосв^Nэл^Nоб^Nв^Nогр

(17.10)

Необходимый воздухообмен по количеству выделяющихся в помещении вредныхве-ществопределяют по формуле

^Ln.г

 ^Gn.г ,м^3/чПДКХ

, (17.11)

гдеG_п.г.- поступление вредных пылей и газов в помещении, г/ч; ПДК – предельно до- пустимая концентрация вредных веществ, г/м³(см. таблицу 17.2); Х – содержание вредных веществ в приточном воздухе, г/м³.

Таблица 17.2. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Вещества	ПДК, мг/м3	Вещества	ПДК, мг/м3
Азота окислы	5	Серная кислота	1
Акролеин	0,7	Сероводород	10
Амилацетат	100	Соляная кислота	5
Аммиак	20	Спирт метиловый (метанол)	5
Ацетон	200	Спирт этиловый	1000
Бензин растворитель	300	Тетрахлорэтилен	10

Продолжение таблицы 17.2.

Бензин топливный	100	Тетраэтилсвинец	0,005
Бутил ацетат	200	Толуол	50
Гексахлоран	0,1	Трихлорэтилен	10
Дихдордифенилтрихлорэтан	0,1	Углерода окись (СО)	20
Керосин	300	Фтористый водород	0,5
Ксилол	50	Щелочи	0,5
Ртуть металлическая	0,01	Сварочная аэрозоль	6
Свинец и его соединения	0,01	Окись марганца	0,3

Расчет воздухообмена для удаления избыточной влаги

Для вентилирования помещений для удаления избыточной влаги воздухообмен нахо- дят исходя из санитарных требований

^Lвл



^q_max^*

 

^Gвл

• 

  

  ^q_max^*

,кг/ч

, (17.12)

_ 100

^уд

_ 100

^пр

где G_вл- количество влаги, выделяющейся в помещении в единицу времени, г/ч; g_max- максимально возможное содержание паров в воздухе при заданной температуре, г/кг (см. таблицу 17.3); φ - относительная влажность воздуха соответственно в помещении и при- точного воздуха, %.

Таблица 17.3. Максимальное содержание водяных паровg_maxпри заданной температуре

Температура	Содержание пара при мак- симальном насыщении, г/кг	Температура,оС	Содержание пара, г/кг
-15	1,1	30	20,3
-10	1,7	35	35,0
-5	2,6	40	46,3
-0	3,8	45	60,7
5	5,4	50	79,0
10	7,5	55	102,3
15	10,5	60	131,7
20	14,4	65	168,9
25	19,5	70	216,1

Количество влаги, выделяющейся в помещении в единицу времени, определяется по формуле

G_влG_1G_2G_3...G_n

(17.13)

где G₁, G₂, G_n– количество влаги, выделяющейся от животных, людей, с открытых по- верхностей воды и т.д., г/ч (прил. 2).

Санитарными нормами не предусматривается допустимое влагосодержание, а указы- вается только относительная влажность воздуха и температура помещения, на основании которых и определяют G_влс помощью i-d диаграммы.

При одновременном выделении в помещении вредных веществ, теплоты и влаги при- нимают наибольшее количество воздуха, полученное в расчетах для каждого вида произ- водственных выделений.

При сравнительно небольших воздухообменах широко применяется естественная вен- тиляция, которая позволяет без затрат энергии перемещать большие объемы воздуха.

Естественная вентиляцияможет быть неорганизованной (инфильтрация) и органи- зованной (аэрация, рисунок 17.1). Для естественной вентиляции производственных поме- щений применяется организованная (поддающаяся регулировке) вентиляция. Воздухооб- мен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур помещения и наружного воздуха, а также в результате действия ветра. Возникающая при этом разность давлений обусловлена разностью наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание.

Разность давлений (тепловой напор), Па, определяют по формуле

Р_т= g h (_н-_в), (17.14)

где g – ускорение свободного падения, м/с²; h –длина вытяжной трубы, м;_н,_в– плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м³.

При действии ветра на поверхностях зданий с подветренной стороны образуется избы- точное давление, на заветренной стороне – разряжение. Распределение давлений на по- верхности зданий и их величина зависят от направления и силы ветра, а также от взаимо- расположения зданий. Ветровой напор, м/с, определяют по формуле

V (17.15)

По требуемому воздухообмену (L) рассчитывают суммарную площадь вытяжных про- емов, м²

F =L/(V), (17.16)

где L, м³/с, V - скорость воздуха, м/с;- коэффициент расхода, зависящий от кон- струкции створок переплета в проеме и угла открытия створки (для створных переплетов, открытых на 90° -= 0,6, на 30 -= 3,2).

Определяют число вытяжных устройств

где f_о- площадь одного проема,м².

n = F /f_о, (17.17)

Аэрация в теплый период года будет работать хуже ( так как температуры наружного и внутреннего воздуха будут примерно одинаковы).