Вентиляция и расчёт необходимого воздухообмена при ведении работ с вредными веществами

Вентиляция– это система мероприятий и устройств, для обеспечения на рабочих местах микроклиматических условий и чистоты воздушной среды в соответствии с требованиями промсанитарии и гигиены труда. Основная задача вентиляции удаление из помещений загрязненного или нагретого воздуха и подача чистого воздуха, создание необходимого воздухообмена за счет подвижности воздуха в рабочей зоне.

Воздухообмен – интенсивность поступления или удаления воздуха из помещений. За счёт разности температур воздуха в помещении и наруже, а также воздушного напора (ветровой нагрузки) происходит циркуляция воздуха ( рис.2.3.8).

Основной характеристикой воздухообмена является кратность воздухообмена (К):

(2.3.10)

где L – воздухообмен, м³/ч;

V – объем вентилируемого воздуха, м³.

Рис. 2.3.8 Распределение давления воздуха при действии ветра в здании и около него.

Кратность характеризует сколько раз в течение часа произошел воздухообмен в помещение. Необходимая кратность воздухообмена определяется расчётным путем в зависимости от вида и количества выделяющихся вредностей в помещении.

Определение необходимого воздухообмена при выделении газов, паров, пыли (м³/ч):

(2.3.11)

где Q_г – количество вредных выделений в помещении, мг/ч;

ПДК – предельнодопустимая концентрация вредных веществ, мг/м³;

С – концентрация вредных веществ (паров, газов, пыли), мг/м³.

При выделение в помещение нескольких вредных веществ расчёт ведут по каждому из этих веществ, а воздухообмен принимают по максимальному. Если вредные вещества обладают однонаправленным действием, то принимают суммарный воздухообмен.

При наличии взрывоопасных веществ воздухообмен принимают с учетом ПДВК в помещении.

При наличии нескольких негативных факторов (пыль, газ, влажность, тепло) расчет ведут с учетом всех факторов. После определения необходимого воздухообмена определяют кратность воздухообмена (К). В тех случаях, когда количество вредных веществ определить трудно, расчёт воздухообмена проводят за кратностью воздухообмена (по справочнику по проектированию промышленных сооружений), а потом по формуле (2.3.10) определяют необходимый воздухообмен для вентиляции.

При отсутствии избыточных выделений теплоты и влаги, выделения газов, паров и пыли необходимый воздухообмен определяется санитарными нормами в зависимости от объема помещения на 1 человека.

Если V<20 м³ на человека, то величина воздухообмена должна быть не менее 30 м³/ч на человека, и не менее 20 м³/ч при V>20 м³ на человека. При отсутствии естественного проветривания воздухообмен должен быть не менее 60 м³/ч на человека, а кратность не менее 1.

В зависимости от отношения подаваемого воздуха в помещение (Lп) и удаляемом в единицу времени (Lуд) вентиляционный воздушный баланс может быть уравновешенным (Lп /Lуд = 1), положительным (Lп/Lуд > 1), отрицательным (Lп/Lуд < 1). В основном применяется уравновешенный воздухообмен.

Классификация системы вентиляции. Вентиляция классифицируется: по назначению: на основную и аварийную; по способу перемещения воздуха - на естественную, искусственную (механическую) и совмещенную; по месту действия - на общеобменную, местную, комбинированную; по направлению потока - на приточную, вытяжную, приточно-вытяжную (рис.2.3.9-2.3.10).

Искусственные источники вентиляции. Механическая вентиляция может быть в зависимости от способа воздухообмена: приточной, вытяжной, приточно-вытяжной; в зависимости от назначения - общеобменная и местная.

Для удаления токсичных веществ, избыточного тепла и влаги, обеспечения необходимого микроклимата и чистой воздушной среды во всем объеме помещения применяется общеобменная вентиляция. Местная вентиляция предназначена для создания нормируемых условий микроклимата и чистого воздуха непосредственно на рабочих местах (рис. 2.3.4.3).

Приточная вентиляция обеспечивает приток воздуха в верхнюю часть помещения или в зону дыхания человека. Вентилятором подаётся наружный воздух через воздухоприёмные фильтры, где производится его очистка от вредностей, при необходимости нагревается, охлаждается или увлажняется в теплообменнике, проходит глушитель шума и затем подается по всему периметру помещения через проточные отверстия. Загрязненный воздух выдавливается через неплотности, окна и двери наружу. Согласно санитарным правилам заборные устройства воздуха должны находится на высоте 2-3 м от уровня земли.

Вытяжная вентиляция создает небольшое разряжение в помещение за счет выброса воздуха наружу из помещения. Воздух с помещения забирается с помощью воздухозаборников в местах наибольшего загрязнения вредными веществами и через воздуховоды подается в вентиляционную шахту. Приёмные устройства забора воздуха расположены на уровне 0,3 м от пола при запыленности, на уровне >2 м от пола при удалении паров, газов, тепла и влаги, на уровне 0,4 м от потолка при удалении взрывоопасных смесей.

Приточно-вытяжная вентиляция предусматривает подачу воздуха в помещение приточной вентиляцией, а удаление – вытяжной.

Местная приточная вентиляция включает: воздушные души, местный оазис, воздушные и воздушно-тепловые завесы.

Воздушное душирование заключается в подаче в рабочую зону воздушной струи с определенными параметрами (16-18 ⁰С и 1-3,5 м/с).

Воздушное душирование применяют в цехах с интенсивностью теплоснабжения 350 Вт/м² и более. Температура и скорость подачи воздуха назначаются с учётом микроклиматических условий на рабочем месте и категории работ по тяжести.

Местный оазис – это подача чистого воздуха в нижнюю часть рабочей зоны, отделенную со всех сторон кроме верха лёгкими щитами.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы предназначены для исключения проникновения в помещение холодного воздуха. Воздушные завесы бывают с подачей холодного и подогретого воздуха сверху, снизу или с двух боковых сторон ворот или входных дверей. Критерием качества работы вентиляционной системы, обеспечивающей воздушные и воздушно-тепловые завесы, является температура воздуха в рабочих помещениях на постоянных рабочих местах. При открывании дверей (ворот) она не должна быть ниже: 14 ⁰С при легкой физической работе; 12 ⁰С при работе средней тяжести; 8 ⁰С при тяжелой работе.

Рис. 2.3.13 Воздушная завеса у дверей цеха.

Местная вытяжная вентиляция выполняется при помощи вытяжных зонтов, вытяжных шкафов, бортовых отсосов, аспирационных кожухов и др. Различают вытяжную вентиляцию закрытого (источник вредных веществ помещен полностью в вытяжные камеры и отделен воздушной средой от рабочей зоны) и открытого типа (отделенные местные отсосы в местах выделений).

Аварийная вентиляция устраивается только вытяжной и, в основном, механической. Аварийная вентиляция должна обеспечивать: кратность воздухообмена не менее 8 в помещениях высотой до 6 м и воздухообмен не менее 50 м³/ч на 1 м² площади помещений высотой более 6 м. На случай возникновения пожара в зависимости от взрывопожароопасности помещений устанавливают обязательно аварийную противодымную вентиляцию, предназначенную для удаления дыма из помещения при эвакуации путём подачи наружного воздуха с подпором не менее 20 Па в лифтовые шахты, незадымляемые лестничные клетки, тамбуры-шлюзы.

Эффективность работы систем вентиляции оценивают по определённому фактическому забору воздуха с расчётным.

Фактический воздухообмен определяется по формуле м³/ч:

(2.3.12)

где Vc – среднее значение скорости воздушного потока, м/с (определяют приборами : анемометрами АС-3; МС-13; термометрами ЭА-2А; микроанемометром МИН-240 и др.);

F – поперёчное сечение воздуховода системы, м².

Кондиционирование воздуха в промышленных зданиях заключается в поддерживании заданных параметров воздушной среды – температуры и влажности. Различают промышленные кондиционеры следующих видов: центральные, устанавливаемые за пределами кондиционируемых помещений и местные, расположенные непосредственно в помещении.