9.2 Мероприятия, обеспечивающие улучшение микроклимата производственных помещений. Отопопление, вентиляция, кондиционирование воздуха.

Борьба с неблагоприятным влиянием производственного микроклимата осуществляется с использованием технологических, санитарно-технических и медико-профилактических мероприятий.

В профилактике вредного влияния высоких температур основное место должны занимать технологические мероприятия: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, автоматизация и механизация процессов, дистанционное управление.

К санитарно-техническим мероприятиям относятся средства локализации тепловыделений и теплоизоляции, направленные на снижение интенсивности теплового излучения и тепловыделений от оборудования.

Эффективными средствами снижения тепловыделений являются: покрытие нагревающихся поверхностей и парогазотрубопроводов теплоизоляционными материалами (стекловата, асбестовая мастика, асботермит и др.); гермитизация оборудования; применение отражательных теплопоглатительных и тепловыделяющих экранов и завес, а также применение водовоздушного и воздушного душирования; устройство вентиляционных систем; использование индивидуальных средств защиты.

К медико-профилактическим мероприятиям относятся: организация рационального режима труда и отдыха; обеспечение питьевого режима; повышение устойчивости к высоким температурам путем использования фармакологических средств (приём дибазола, аскорбиновой кислоты, глюкозы), вдыхания кислорода; прохождение предварительных (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода предусматривают задержку тепла: предупреждение выхолаживания производственного помещения (тепловые, воздушные завесы или тамбуры) подбор рациональных режимов труда и отдыха, использование средств индивидуальной защиты, а также мероприятий по повышению защитных сил организма. Для работающих длительное время на холоде людей предусматривают специально оборудованные помещения для периодического обогрева.

Источники повышенного влаговыделения с открытой поверхностью испарения (ванны, красильные и промывочные аппараты, и другие ёмкости с водой и растворами) снабжают крышками или оборудуют местными отсосами.

Отопление. Система отопления может быть паровой, водяной, воздушной, совмещённой (водяное плюс воздушное) и кондиционированной.

Выбор системы отопления производится в соответствии с категорией производства по взрывопожарной и пожарной опасности со Строительными Нормами и Правилами (СниП) 2.04.05.-91. Допустимые температуры теплоносителя систем отопления принимаются также по СНиП 2.04.05.- 91.

Системы отопления и параметры теплоносителя следует предусматривать с учётом тепловой энерции ограждающих конструкций, характером и назначением зданий. При устройстве систем отопления потери тепла должны составлять не более 10% расхода тепла на отопление.

Системы отопления зданий должны предусматривать: равномерное нагревание воздуха помещения; безопасность в отношении взрыва и пожара; увязку с системами вентиляции; уровни шума в пределах, допустимых нормами; минимальное загрязнение вредными выделениями и неприятными запахами воздуха помещений; удобство при эксплуатации и ремонте.

Температура теплоносителя в помещениях с производствами категорий А, Б, и В не должна превышать 80% от значений пределов самовоспламенения газов, паров, пыли, если возможно соприкосновение с горячими поверхностями оборудования и трубопроводов систем отопления, размещенными внутри рабочих помещений.

Вентиляция. Обеспечение нормальных метеорологических условий и чистоты воздуха на рабочих местах в значительной степени зависит от правильно организованной системы вентиляции. Общие требования к системам вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления производственных зданий и сооружений определены в СНиП 2.04.05.91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Основное требование СНиПа — работа вен­тиляционных систем должна создавать на постоянных рабочих местах, в рабочей и обслуживаемых зонах помещений метеорологические условия и чистоту воздушной среды, соответствующие действующим санитарным нормам. Технические решения при проектировании вентиляционных систем, а также требования, предъявляемые к ним при сооружении и эксплуатации, должны соответствовать строительным нормам и правилам.

По способу организации воздухообмена вентиляция может быть общеобменной, местной и комбинированной.

Общеобменную вентиляцию, при которой смена воздуха происходит во всем объеме помещения, наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению.

Местная вентиляция предназначена для удаления вредных выделений (газы, нары, пыль, избыточное тепло) в местах их образования и последующего удаления из помещения.

Комбинированная система предусматривает одновременную работу местной и общеобменной вентиляции. На устройство и эксплуатацию местной вентиляции требуются значительно меньшие затраты.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция может быть естественной и механической. При естественной вентиляции воздух перемещается под влиянием естественных факторов: теплового напора или действия ветра. При механической вентиляции воздух перемещается с помощью вентиляторов, эжекторов и др. Сочетание естественной и искусственной вентиляции образует смешанную систему вентиляции.

В зависимости от назначения вентиляции — подача (приток) воздуха в помещение или удаление (вытяжка) его из помещения, вентиляцию называют приточной и вытяжной. При одновременной подаче и удалении воздуха вентиляция называется приточно-вытяжной.

В производственных помещениях, в которых возможны внезапные выбросы в воздух рабочей зоны больших количеств вредных или взрывоопасных веществ, предусматривают аварийную вентиляцию.

Во всех помещениях должна быть предусмотрена естественная вентиляция. Естественное движение воздуха в помещении происходит вследствие разности его плотностей вне и внутри помещения (тепловое давление), а также под действием разности давлений наружного воздуха с наветренной и подветренной сторон здания (рис. 9.1). Давление или разрежение зависят от скорости ветра. Наружный воздух может поступать в помещение через открытые проемы с наветренной стороны здания и выходить через отверстия на противоположной подветренной стороне и отверстия в крыше.

Естественная вентиляция значительно дешевле механической, так как большие объемы воздуха поддаются в помещение и удаляются из него без применения вентиляторов и воздуховодов. Вентиляция происходит через вытяжные каналы, шахты, форточки и фрамуги зданий.

Естественная вентиляция может иметь неорганизованный и организованный характер. При неорганизованной вентиляции воздух подается и удаляется из помещения через неплотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), а также через форточки, окна, открываемые без всякой системы. Естественная вентиляция считается организованной, если направление воздушных потоков и воздухообмен регулируются с помощью специальных устройств. Систему организованного естественного воздухообмена называют аэрацией. Если аэрация легко поддается регулированию и расчету, то инфильтрация регулированию практически не поддается. Аэрацию, как правило, применяют в цехах со значительными выделениями тепла. Недостаток естественной вентиляции состоит в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной очистки и подогрева, а удаляемый не очищается от выбросов и загрязняет наружный воздух. Кроме того, эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха, особенно в безветренную погоду.

Приточный воздух с помощью естественной вентиляции в теплый период года следует подавать на высоте не менее 0,3 м и не более 1,8 м, а в холодный период года - не менее 4 м от уровня пола, чтобы холодный воздух извне не попадал в зону рабочих мест. Общая площадь каналов для подачи воздуха через боковые световые проемы должна быть не менее 20% площади световых проемов, а фрамуги и жалюзи должны иметь устройства, направляющие приточный воздух вверх в холодный период года и вниз в теплый период года. Для удобства открывания фрамуг с отметки пола используют специальные приспособления с ручным или механическим приводом.

Помимо гравитационного давления весьма существенное влияние на аэрацию зданий оказывает и ветровое давление.

Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы, специальные насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов. С их помощью усиливают тягу. Поток ветра, обтекая дефлектор, создает в канале некоторое разрежение, в результате чего скорость движения воздуха по каналу увеличивается.

В химической промышленности наибольшее распространение получил дефлектор типа ЦАГИ, его схема дана на рис. 9.2.

Дефлектор представляет собой цилиндрическую обечайку 3, укрепленную над вытяжной трубой. Чтобы облегчить выход воздуха, на конце трубы имеется диффузор. Колпак 4 препятствует попаданию дождя в дефлектор.

При использовании механической вентиляции в отличие от естественной имеется возможность предварительно очищать, нагревать или охлаждать, увлажнять приточный воздух, а также очищать выбрасываемый в окружающую атмосферу загрязненный воздух. Кроме того, воздух можно подавать по воздуховодам в любую зону помещения или удалять его из мест наиболее интенсивного образования вредностей.

В химической промышленности наиболее распространены приточно-вытяжная общеобменная механическая вентиляция, комбинируемая с локальной механической вентиляцией.

К недостаткам механической вентиляции следует отнести необходимость звукоизоляции, значительную стоимость сооружения и эксплуатации, а также большую энергоемкость.

Приточно-вытяжная общеобменная механическая вентиляция состоит из двух отдельных установок: через одну подается чистый воздух, через другую удаляется загрязненный (рис. 9.3).

Отношение количества подаваемого воздуха к количеству удаляемого называется вентиляционным воздушным балансом. При равенстве притока и вытяжки баланс называется уравновешенным, при превышении притока над вытяжкой - положительным, в противоположном случае — отрицательным. Характер воздушного баланса имеет важное санитарно-гигиепическое значение. Так, при отрицательном балансе воздух из вентилируемого помещения со значительными выделениями вредных веществ не перетекает в помещения с меньшими выделениями или в помещения, где этих выделении вообще нет. Положительный же баланс дает возможность практически полностью изолировать помещение от проникновения в него производственных вредностей. Такую вентиляцию используют, например, в тамбур-шлюзах, отделяющих взрывоопасные производства от невзрывоопасных.

Приточные вентиляционные системы обычно состоят из воз-духозаборных устройств, устанавливаемых снаружи здания в тех местах, где воздух наименее загрязнен; устройств, предназначенных для придания воздуху необходимых качеств (фильтры, калориферы); воздуховодов для перемещения воздуха к месту назначения; возбудителей движения воздуха (вентиляторов, эжекторов); воздухораспределительных устройств, обеспечивающих подачу воздуха в нужное место с заданной скоростью и в требуемом количестве.

Вытяжные вентиляционные системы помимо воздуховодов по которым удаляемый воздух транспортируется из помещения к месту выброса, имеют различные по виду и форме местные укрытия, максимально сокращающие выделение вредностей в рабочее помещение; устройства для очистки удаляемого воздуха в тех случаях, когда воздух используется для рециркуляции или настолько загрязнен, что выброс его в атмосферу недопустим по санитарным требованиям. Устройства для выброса удаляемого из помещения воздуха в атмосферу должно быть расположено на 1—1,5 м выше конька крыши.

Место для забора свежего воздуха выбирают с учетом направления ветра, с наветренной стороны по отношению к выбросным отверстиям и на расстоянии не менее 8 м от них, вдали от мест загрязнений.

Воздух должен подаваться в рабочую зону на уровне дыхания (до 2 м) в месте наименьшего выделения вредностей. Вытяжные отверстия располагают возможно ближе к местам наибольшего выделения вредностей. Вытяжные вентиляционные камеры устраивают отдельно от приточных вентиляционных камер.

Местная вентиляция предназначена для улавливания вредностей у мест их выделения и предотвращения их перемешивания с воздухом помещения. Гигиеническое значение местной вентиляции заключается в том, что она полностью исключает или сокращает проникновение вредных выделений в зону дыхания работающего. Местная вытяжная вентиляция удаляет вредные выделения непосредственно у мест их возникновения. Местная приточная вентиляция подает чистый охлажденный (нагретый) воздух в рабочую зону, создавая в ней благоприятную метеорологическую обстановку.

Различают три вида укрытий: полностью закрывающие источник выделения вредностей, находящиеся вне источника выделений (открытые отсосы) и передувки.

Укрытия, полностью закрывающие источники выделения вредностей наиболее эффективны, но не всегда применимы по условиям технологии. Для защиты работающих применяют капсулирование (оборудование полностью заключают в кожух - капсулу), аспирацию (вредные выделения удаляют из внутренних объемов технологического оборудования), вытяжные шкафы, зонты, укрытия витринного типа, кабины, камеры и т. д.

Аспирация широко применяется в химической промышленности для отвода вредных выделений от электролитических ванн, емкостей, промывных аппаратов, сушилок и др.

Вытяжной шкаф (рис. 9.4, а) представляет собой устройство большой емкости, внутри которого проводят работы с вредными веществами. Скорость движения воздуха, засасываемого в шкаф через рабочее отверстие, должна быть не менее 0,5—0,7 м/с при удалении паров и газов, обладающих малой токсичностью, и 1-1,5 м при удалении сильнодействующих вредных веществ (пары свинца, ртути, цианистые соединения и др.).

Вытяжные зонты (рис. 9.4, б) применяют для локализации вредных веществ при выделениях тепла, создающих устойчивый восходящий поток. Зонты делают открытыми со всех сторон или частично открытыми, а по форме сечения - прямоугольными или круглыми.

Бортовые отсосы применяют тогда, когда пространство над поверхностью выделения вредных веществ должно оставаться совершенно свободным, а выделения не нагреваются до такой степени, чтобы подниматься вверх. Такого рода отсосы применяют, например, в производстве синтетического волокна для удаления паров диметилформамида.

Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах. Воздушный душ представляет направленный на рабочего поток воздуха. Его действие основано на увеличении отдачи тепла человека при возрастании скорости обдувающего воздуха.

Воздушные завесы используют для ограничения поступления холодного воздуха в помещение через часто открываемые двери и ворота. Воздух подают через выпускные щели, максимально приближенные к плоскости проёма. Завеса может быть и воздушно-тепловой, если воздух перед подачей нагреть.

Допускается рассчитывать количество вентиляционного воздуха по кратностям воздухообмена, установленным ведомственными норматив­ными документами.

Кратность воздухообмена К показывает, сколько раз в течение часа воздух в помещении должен быть заменен полностью.

где К— кратность воздухообмена, ч-1; V—объем воздуха для вентиляции помещения, м/ч; V_п — объем помещения, м³.

Для большинства помещений химических производств при нормальном ведении технологического процесса К колеблется от 3 до 10 ч^-1.

Для механического перемещения воздуха, как в приточной, так и в вытяжной вентиляционных системах применяются вентиляторы (центробежные и осевые), реже — эжекторы. В зависимости от условий эксплуатации вентиляторы изготавливают из определенных материалов и различной конструкции (обычного исполнения, антикоррозионнго исполнения, взрывозащитного исполнения).

Если в удаляемых выбросах содержится очень агрессивная среда, например, пыль, способная взрываться не только от удара, но и от трения, а также присутствуют взрывоопасные газы и пары (ацетилен, эфир и др.), то сле­дует применить эжекторную вентиляцию, при которой пары, газы и пыль не соприкасаются с рабочим колесом - вентилятора (рис. 9.5). Воздух нагнетается в эжектор вентилятором высокого давления (или компрессором), установленным за пределами вентилируемого помещения, и в камере 2 в результате эжекции создается разрежение, под воздействием которого воз­дух засасывается из вентилируемого помещения.

Аварийная вентиляция представляет собой самостоятельную вентиляционную установку и имеет большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств и производств, связанных с использованием вредных веществ. Для автоматического включения аварийную вентиляцию блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК (вредное вещество) либо на величину НКПВ (взрывоопасные смеси). Кроме того, должен быть предусмотрен дистанционный пуск пусковыми устройствами, расположенными у входных дверей снаружи помещения.

Аварийную вентиляцию всегда устраивают только вытяжной, чтобы предотвратить переток вредных веществ в соседние помещения. Кратность вытяжки определяется отраслевыми правилами техники безопасности и промышленной санитарии.

Если в ведомственных нормативных документах отсутствуют указания о воздухообмене аварийной вентиляции, то следует помнить, что аварийная вентиляция вместе с постоянно действующей вентиляцией должна обеспечивать кратность воздухообмена в помещении не менее восьми. Такой воздухообмен рекомендован нормами и является минимальным.

Следует учитывать, что несмотря на большое значение вентиляции как фактора оздоровления условий труда, ее возможности не безграничны и необходимо наряду с вентиляцией использовать меры технического порядка, уменьшающие выделение вредностей и явного тепла.

Кондиционирование воздуха. Обычные системы вентиляции не способны поддерживать сразу все параметры воздуха в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребывания людей. Эту задачу может выполнить кондиционирование, которое является наиболее совершенным видом механической вентиляции и автоматически поддерживает оптимальный микроклимат на рабочем месте независимо от наружных условий. В общем случае под кондиционированием подразумевается нагревание или охлаждение, увлажнение или осушка воздуха и очистка его от пыли. В некоторых случаях необходимо кроме того ионизировать воздух, исключить неприятные запахи, или придать приятные для обоняния человека запахи. Различают системы комфортного кондиционирования, обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для человека, и системы технологического кондиционирования, предназначенные для поддержания в производственном помещении требуемых технологическим процессом условий. Для этого используют различные типы кондиционеров.

Кондиционирование воздуха требует по сравнению с вентиляцией больших затрат, но эти затраты быстро окупаются, так как повышается производительность труда, люди меньше болеют и т. д.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

В связи с тем, что микроклимат на рабочем месте может существенно влиять на работоспособность и самочувствие человека, необходим постоянный контроль параметров среды. Температуру воздуха в производственных помещениях измеряют обычным ртутным или спиртовым термометром. Для измерения температуры и скорости воздуха в помещениях производственного назначения, оборудованных системами вентиляции и кондиционирования предназначен цифровой комбинированный термоанимометр. Термоанимометр используют службы санэпидемнадзора и охраны труда для контроля параметров микроклимата производственных помещений и аттестации рабочих мест на промышленных предприятиях.

Для непрерывной регистрации температуры во времени применяют самопишущие приборы — термографы. Температуру следует измерять на высоте 1,5 м от пола и на расстоянии не менее 1 м.