1.1.4. Розрахунок повітрообміну за вологовиділеннями

У повітря виробничих приміщень може надходити волога внаслідок виробничих процесів від тех­нологічного обладнання, та від працюючих лю­дей (випаровування поту та видихання повітря). За гігієнічними нор­мами вологість повітря не повинна перевищувати 75 % в холодний пе­ріод року, а в теплий період – залежно від температури повітря (див. табл. Д. 1.2).  Обмін повітря, м3/год, виходячи з допустимого вмісту в повітрі приміщення парів води, визначають за формулою: ,                                                   (1.6) де W – надлишки вологи у приміщенні, що утворюються протягом  години, г/год;  — вологовміст відповідно внутрішнього і зовнішнього припливного повітря, у грамах на 1кг сухого повітря (табл. Д. 1.3); у – густина повітря, кг/м3, при температурі приміщення;  т – коефіцієнт, що залежить від висоти приміщення Н: при Н>5 м  т = 0,6–0,8; при Н = 5–3,5 м т= 0,8–0,9, при Н<3,5. м  т =1. Виділення вологи від людей наведені у табл. Д.1.4 залежно від температури повітря і важкості роботи, що виконується.  Для випадку, коли з приміщення необхідно одночасно відводити надлишки тепла і вологи, обмін повітря розраховують графоаналітич­ним способом за допомогою I – dдіаграми для вологого повітря. 1.1.5. Розрахунок повітрообміну залежно  від кількості працюючих

Для виробничих приміщень, у яких внаслідок технологічних про­цесів не виділяються шкідливості, необхідну кількість повітря для вентиляції , м3/год , визначають з урахуванням кількості працюючих за формулою: LN=NLl,                                                                (1.7)  де N – чисельність працюючих;  Ll – нормативна кількість повітря на одного працю­ючого,   м3/(год.люд.), яка залежить від питомого об’єму приміщення   Vn м3/люд. (Vn= V/N, де V – вільний об’єм приміщення, м3). Якщо Vn ≤ 20 м3/ люд., то L1 ≥ 30 м3/(год. люд.), а якщо Vn > 20 м3/ люд., то L1 ≥ 20 м3/(год. люд.).

1.1.6. Розрахунок повітрообміну за його кратністю

Іноді якість вентиляції оцінюють за показником кратності повітрообміну, 1/год: , де V –  вільний об’єм приміщення.  Показник кратності повітрообміну показує, скільки разів за годи­ну повітря у приміщенні повністю замінюється свіжим.  Обмін повітря за значенням показника розраховують так. Спочатку визначають, скільки шкідливої речовини надходить у повітря приміщення та фактичну її кон­центрацію, що утворюється у приміщенні протягом однієї години  , мг/(м3год): ,                                                         (1.8) де G –- фактичне надходження шкідливої речовини у повітря приміщення за годину, мг/год; V –   вільний об’єм приміщення, м3.  Потім визначають значення К, 1/год, за яким шкідлива речовина буде розбавлена до допустимої концентрації: ,                                                    (1.9) де    –ГДК шкідливої речовини у повітрі робочої зони, мг/м3 .  Необхідну кількість повітря, м3/год, для видалення надлишків шкідливої речовини визначають за формулою:  ,                                                      (1.10) 1.1.7. Приклади розрахунків повітрообміну при загальній вентиляції

Приклад 1.1  Визначити потрібний повітрообмін та його кратність для цеху, який має довжину 60 м, ширину 12 м, висоту 6 м. Вільний об’єм при­міщення становить 85 %. У повітря цеху виділяється пил у кількості G= 100 г/год., ГДК якого 4 мг/м3. Прийнято, що концентрація пилу у робочій зоні qp.з.= 3,5 мг/м3, концентрація пилу у повітрі, яке подається у приміщення, q0= 0,2 мг/м3. Пил рівномірно розподілений у повітрі приміщення.  Розв’язання

1. Коефіцієнт нерівномірності приймаємо k = 1,0; тоді концен­трація пилу у повітрі, що видаляється, дорівнюватиме концентрації його у робочій зоні (q= qpi).

2. Потрібний повітрообмін, м 3 /год:

  3. Вільній об’єм цеху: V = А·В·H·0,85 = 60·12·6·0,85 = 3672 (м3). 4. Кратність повітрообміну у цеху: тобто за 1 годину повітря в цеху має обмінюватися 8,25 раза.

Приклад 1.2  За даними прикладу 1.1 визначити необхідний повітрообмін у це­ху та кратність повітрообміну, якщо місцевими відсмоктувачами від­бирається з робочої зони Lm = 2000 м3/год повітря, яке містить qM= 20 мг/м3 пилу.  Розв’язання  1.                Кількість пилу, що видаляється місцевого вентиляцією протягом години, мг/год: Gm = qH·LM= 20 · 2000 = 40000. 2.                Кількість пилу, що надходить у повітря цеху протягом години, г:  G1=G–GМ= 100–40 = 60.  3. Потрібний повітрообмін, м3/год: . 4. Кратність повітрообміну: K =  /V= 8180 / 3672 = 2,2 (1/год). 5. Співвідношення повітрообмінів в цеху тільки при загальній вентиляції до потрібного повітрообміну при загальній та наявності мі­сцевої вентиляції становитиме:  Lm/ =30303 /8180=3,7, тобто влаштування місцевої вентиляції дає змогу зменшити загальний повітрообмін у 3,7 раза.

Приклад 1.3  На термічній дільниці цеху, вільний об’єм якої V = 500 м3, пра­цюють n = 4 електропечі, кожна потужністю N = 5 кВт. Вентиляційні отвори витяжної вентиляції розташовані на висоті h = 5 м, температура зовнішнього повітря tn= +22°С, температура у робочій зоні(tp.з) по­винна бути не вищою 26°С. Температурний градієнт ∆t= 1,2°С/м. Ма­сова ізобарна теплоємність повітря с = 1кДж/(кг-град.), його густина  =1,2 кг/м3. Коефіцієнт нерівномірності розподілу тепла у приміщенні k = 1,2. На нагрівання повітря йде 70 % потужності електропечі. Втрати тепла через зовнішні огородження становлять 5 %. Визначити необхід­ний повітрообмін та його кратність в приміщенні, якщо місцева венти­ляція відсутня.  Розв’язання  1. Визначаємо загальну кількість тепловиділень за годину: Q= n·N·0,7·3600= 4·5·0,7·3600 = 50400 (кДж). 2. Надлишки тепла: Qнад=Q·0,95 = 50400·0,95 = 47880 (кДж).

1.  Температура повітря, що видаляється:

tn= tp.з+∆t(h–hp.з)=26+1,2(5–2)=29.6(°С)

1.   Необхідна кількість повітря:

1. Кратність повітрообміну:

  Приклад 1.4 Визначити необхідний обмін повітря та кратність його обміну для випадку, вказаного у прикладі 1.3, за умови, що від кожної печі надхо­дить G1 = 25 г чадного газу за годину. Граничнодопустима концентра­ція чадного газу у робочій зоні  qГДК= 20 мг/м3. Прийняти концентрацію газу у повітрі, що видаляється з приміщення, 20 мг/м3 (0,02 г/м’1), у припливному повітріq0= 0,005 г/м3, коефіцієнт нерівномірності k = 1,2 Розв’язання  1.                Загальна кількість чадного газу, що надходить у повітря при­міщення:  G= G1·n= 25 · 4 = 100 (г/год). 2.                Необхідна кількість повітря для розбавлення чадного газу у робочій зоні до рівня ГДК: 3.                Кількість повітря, яке необхідно подати для збалансування тепла (з прикладу  1.3), становить 6300 м3/год. Остаточно приймаємо більший з двох розрахованих для різних видів шкідливостей об’ємів повітря, тобто:  4. Кратність обміну повітря становитиме: 

Приклад 1.5  У виробничому приміщенні в повітря з технологічного обладнан­ня надходить волога у кількості W1= 2600 г/год. Розміри приміщення, м: A·B·H=12·8·4. Працюючих (п) – 12 осіб. Робота, що виконує­ться, середньої важ­кості. Вологомісткість повітря, що видаляється,dВ= 20 г/кг, зовнішнього –  dЗ =18 г/кг. Температура повітря t = 20°С.  Густина повітря у = 1,2 кг/м3. Визначити необхідний повітрообмін і кратність обміну повітря.  Розв’язання

1. З табл. Д. 1.4 кількість вологовиділень від людини W1при температурі повітря 20°С та середньої важкості виконуваної роботи становить 160 г/год.

2. Кількість виділеної вологи від працюючих за годину:

W2=n·W1=12·160=1920 (г/год). 3.                Сумарна кількість виділення вологи:  W=W1 +W2 =2600 + 1920 = 4520 (г/год).

1. При висоті приміщення 4 м приймаємо коефіцієнт, що враховує висоту,  т = 0,85.

2. Необхідна кількість повітря для видалення надлишкової вологи:

. 6. Кратність обміну повітря : .

Приклад 1.6  У приміщенні, де відсутні джерела виділення шкідливостей, пра­цюють одночасно N= 18 чоловік. Розміри приміщення у метрахА·B·H=10·6·3,2 , меблі та виробниче устаткування займають 15 % об’єму. Визначити найменшу необхідну кількість повітря для вентиля­ції та кратність повітрообміну.  Розв’язання  1.                Вільний об’єм приміщення:  V= Vбуд·0,85 = А·В·Н·0,85 = 10·6·3,2·0,85 = 163,2 (м3).  2.                Питомий вільний об’єм приміщення, м3/люд.:  Vn.= V/N= 163,2/18 = 9,07 < 20 .  3. Нормована  кількість  повітря  на  одну  людину  при V< 20 м3/люд. становить: L1≥30м3/(год. люд.). 4. Найменша необхідна кількість повітря для вентиляції: LN=N·L1=18·30 = 540 (м3 /гoд). 5. Кратність повітрообміну : К = LN/V= 540/163,2 = 3,3 (1/год).

Приклад 1.7  У малярному цеху, вільний об’єм якого (V) 1800 м3, виконується покриття деталей фарбою, основним розчинником якої є бензол. При висіканні фарби за годину випаровується 120 г розчинника. Коефіці­єнт нерівномірності k=1. Концентрація бензолу у зовнішньому повітрі qo= 0,05 мг/м3. Визначити кількість повітря, яку необхідно подати у приміщення, щоб концентрація парів бензолу qне перевищувала гра­ничнодопустимої, двома методами: точним і спрощеним (за кратністю обміну повітря). Порівняти кратність обміну за цими розрахунками.  Розв’язання 1 1. Граничнодопустима концентрація бензолу: qГДК =5 мг/м3 (табл. Д. 1.1) 2. Необхідна кількість повітря за формулою 1.1:   3. Кратність обміну повітря:  К = Lш /V= 24242/1800 = 13,5 (1/год). Розв’язання 2  1.                Фактична концентрація бензолу, яка утворюється у приміщенні протягом години:  qф= G/V= 120 /1800 = 0,067 (г/м3).  2.                Необхідна кратність обміну повітря: К = qф / qГДК =67/5 = 13,4 (1/год).  3.                Кількість повітря за необхідної кратності обміну: L=K·V=13.4·1800= 23400 (м3/год). 4.                Остаточно приймаємо L= Lш = 24242 (м3/год) як більшу з двох розрахованих.

401. Галузь застосування

Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою (далі – Норми) є обов’язковими для юридичних і фізичних осіб незалежно від форм власності та виду діяльності.

Норми встановлюють порядок визначення категорій приміщень і будинків (або частин будинків у межах протипожежних відсіків) виробничого, складського призначення, а також зовнішніх установок за вибухопожежною і пожежною небезпекою залежно від кількості і властивостей речовин і матеріалів, що в них знаходяться (обертаються), з урахуванням особливостей технологічних процесів виробництв та об’ємно-планувальних рішень, наявності технічних засобів, що запобігають аварійним ситуаціям. Ці Норми повинні використовуватися під час розробки відо

Категорії приміщень, будинків та зовнішніх установок, які визначені відповідно до цих Норм, слід використовувати для встановлення нормативних вимог щодо забезпечення вибухопожежної та пожежної безпеки вказаних приміщень та будинків стосовно планування і забудови, поверховості, площ, розташування приміщень, конструктивних рішень, інженерного обладнання, систем протипожежного захисту.

Ці норми використовуються на стадії проектування, будівництва, розширення, реконструкції, технічного переоснащення приміщень, будинків та зовнішніх установок.

Норми не поширюються на:

- приміщення та будинки для виробництва і збереження вибухових речовин (далі - ВР), будинки і споруди, які проектуються за спеціальними нормами і правилами, що затверджені у встановленому порядку;

- зовнішні установки для виробництва і зберігання ВР;

- зовнішні установки, які проектуються за спеціальними нормами і правилами, затвердженими у встановленому порядку.

2. Нормативні посилання

1.      ДСТУ 2272:2006 Пожежна безпека. Терміни та визначення основних понять.

2.      ДСТУ 3855-99 Пожежна безпека. Визначення пожежної небезпеки матеріалів та конструкцій. Терміни та визначення.

3.      ДБН В.1.1-7-2002 Захист від пожежі. Пожежна безпека об’єктів будівництва.

4.      НПАОП 0.00-4.33 - 99 Положення щодо розробки планів локалізації і ліквідації аварійних ситуацій і аварій.

5.      НПАОП 40.1-1.32-01 Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок.

6.      ГОСТ 12.1.044 - 89 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения (ССБП. Пожежовибухонебезпека речовин і матеріалів. Номенклатура показників і методи їх визначення).

7.      ГОСТ 12.1.010 - 76* ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования (ССБП. Вибухобезпека. Загальні вимоги).

8.      НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

Під час використання цих Норм необхідно перевіряти чинність зазначених у цьому розділі нормативно-правових актів, нормативних та інших документів за відповідними інформаційними покажчиками. Якщо документ замінено (змінено), то, застосовуючи ці Норми, слід керуватися зміненим (заміненим) документом.

3. Визначення понять

У цих Нормах використано терміни у таких значеннях:

   Аварія– раптова подія, така як потужний  вихід  небезпечних речовин, пожежа або вибух, внаслідок порушення експлуатації підприємства (об’єкта),  що призводить до раптової загрози життю і здоров’ю людей, оточуючому середовищу, матеріальним цінностям на території підприємства та/або за його межами [4].

Блок технологічний - апарат (обладнання) або група (з мінімальною кількістю) апаратів (обладнання), які одночасно можуть бути відключені (ізольовані) від технологічної системи без небезпечних змін режиму, що призводять до розвитку аварії.

Важкогорючі речовини і матеріали – речовини і матеріали, здатні горіти у повітрі під час дії зовнішнього джерела запалювання, але не здатні самостійно горіти після його видалення [6].

Вогнегасна речовина – Речовина або однорідна суміш, яка за своїми фізико-хімічними властивостями придатна до застосування в технічних засобах задля припинення горіння [1].

Вибух- швидке екзотермічне хімічне перетворення вибухонебезпечного середовища, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснених газів, здатних виконувати роботу [7].

Виробниче приміщення - замкнутий простір у спеціально призначеному  будинку (споруді), в якому по змінах або періодично (протягом робочого дня) здійснюєтьсятрудова діяльність людей.

Горюча речовина (горючий матеріал) - речовина (матеріал), здатна (здатний) до участі у горінні в ролі відновника [1].

Дифузійне горіння - горіння за умов, коли горюча речовина і окисник розділені зоною горіння [1].

Зовнішня установка – установка, розміщена поза приміщеннями (ззовні будинків), просто неба, або під дахом чи за сітчастими захисними конструкціями [5].

Категорія за вибухопожежною та пожежною небезпекою (будинку, приміщення) – класифікаційна характеристика вибухопожежної та пожежної небезпеки будинку (приміщення), що визначається кількістю та пожежовибухонебезпечними властивостями речовин і матеріалів, що знаходяться (обертаються) в них, з урахуванням особливостей технологічних процесів розміщених у них виробництв.

Легкозаймиста рідина (ЛЗР) – горюча рідина з температурою спалаху не більше 61^оС у закритому тиглі або 66 ^оС у відкритому тиглі. Особливо небезпечними називають легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28 ^оС.

Масова швидкість вигоряння – втрата маси матеріалу (речовини) під час горіння за одиницю часу з одиниці поверхні за встановленими умовами випробування.

Нижня (верхня) концентраційна межа поширення полум’я – мінімальний (максимальний) вміст горючої речовини в однорідній суміші з окислювальним середовищем, за якого можливе поширення полум’я  по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання [6].

Пожежа - позарегламентний процес знищення або пошкодження вогнем майна, під час якого виникають чинники, небезпечні для живих істот і довкілля [1].

Пожежна небезпека об’єкта - сукупність чинників, які зумовлюють можливість виникнення та (або) розвитку пожежі на об’єкті [1].

Пожежна навантага – кількість теплоти, що може виділитися в разі повного згоряння всіх горючих матеріалів, які є у приміщенні або іншому просторі, включно з пóкривами стін, перегородок, підлоги та стель [1].

Питома пожежна навантага – пожежна навантага, що припадає на одиницю площі підлоги приміщення, будинку чи споруди [1].

Протипожежний відсік – частина простору будинку чи споруди, виділена протипожежними перешкодами [1].

Протипожежна секція – частина протипожежного відсіку, відокремлена від інших частин протипожежного відсіку огороджувальними конструкціями з нормованими межами вогнестійкості та поширення вогню по них [3].

Протипожежна перешкода – конструкція у вигляді стіни, перегородки, перекриття або об’ємний елемент будинку, призначений для стримування розвитку пожежі до прилеглого приміщення [1].

Складське приміщення - спеціально обладнане ізольоване приміщення основного виробничого і допоміжного призначення для накопичення, зберігання готової продукції і оперативного виконання заявок споживача на неї.

Теплота згоряння масова – кількість теплоти, виділеної внаслідок повного згоряння матеріалу (речовини) у розрахунку на одиницю його маси [2].

Температура спалаху – найменша температура конденсованої речовини, за якої в умовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюються пара, здатна спалахувати у повітрі від зовнішнього джерела запалювання; при цьому стійке горіння не виникає.

Установка– сукупність обладнання (апаратів), що виконує певну функцію у технологічному процесі [4].

Час перекривання - проміжок часу від початку потрапляння горючих рідин або газу з трубопроводу внаслідок перфорації, розриву, зміни номінального тиску тощо до повного припинення потрапляння вказаних речовин у приміщення.

4.      Позначення і скорочення

ВР – вибухові речовини;

ГГ – горючий газ;

ГР – горюча рідина;

ЗВГ - зріджені вуглеводневі гази;

ЛЗР – легкозаймиста рідина;

С_НКМП – нижня концентраційна межа поширення полум’я.

5. Загальні положення

5.1. За вибухопожежною та пожежною небезпекою приміщення та будинки поділяють на категорії А, Б, В, Г та Д, а зовнішні установки – на категорії А_з, Б_з, В_з, Г_з та Д_з.

5.2. Категорії приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою визначають для найбільш несприятливого щодо виникнення пожежі або вибуху періоду, виходячи з виду горючих речовин і матеріалів, які знаходяться (обертаються) в апаратах, приміщеннях та зовнішніх установках, їх кількості,  пожежонебезпечних властивостей, особливостей технологічних процесів.

5.3. Визначати категорію приміщень слід послідовно по низхідній – від більш вибухопожежонебезпечної категорії А до Д.

5.4. Визначення пожежонебезпечних властивостей речовин та матеріалів проводиться на підставі результатів випробувань або розрахунків за стандартними методиками з урахуванням параметрів стану (тиску, температури тощо).