ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.05.2019
Просмотров: 361
Скачиваний: 1
РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК И ТЕХНОСФЕРА
Лекция № 3. Производственный микроклимат
Учебные вопросы
1. Промышленная вентиляция.
2. Кондиционирование воздуха.
2. Контроль показателей микроклимата.
Литература
1 Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учеб. для бакалавров по дисц. «Безопасность жизнедеятельности» / С. В. Белов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2013. - 682 с.
2 Занько, Н.Г. Безопасность жизнедеятельности [Электронный ресурс]: учебник / Н.Г. Занько, К.Р. Малаян, О.Н. Русак: под ред. О.Н. Русака. - СПб.: Лань, 2012. – 672 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/4227/.
3 Халилов, Ш.А. Безопасность жизнедеятельности [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Ш.А. Халилов, А.Н. Маликов, В.П. Гневанов; Под ред. Ш.А. Халилова. - М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2012. - 576 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=238589.
1. Промышленная вентиляция
Эффективным средством обеспечения допустимых показателей микроклимата воздуха рабочей зоны является вентиляция.
Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха и подачу на его место свежего.
По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.
Естественная вентиляция – это система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания.
Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне – разряжение.
Естественная вентиляция реализуется в виде инфильтрации и аэрации.
Неорганизованная естественная вентиляция – инфильтрация (естественное проветривание) осуществляется сменой воздуха в помещениях через наплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения.
Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направлений ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5…0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий до 1,5.
Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).
Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы (рисунок 1.1), расположенные не ниже 4,5 м от пола, в теплый период года приток наружного воздуха вводят через нижний ярус оконных проемов – на высоте 1,5…2 м.
Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии.
К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.
Рисунок 1.1 – Схемы аэрации в помещении
Механическая вентиляция - это вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей.
Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ:
большой радиус действия;
возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;
возможность подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;
возможность организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;
возможность улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения;
возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.
К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, а также необходимость проведения мероприятий по снижению шума.
Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, аварийные, смешанные и системы кондиционирования.
Общеобменная вентиляция - эта система вентиляции, которая предназначена для подачи чистого воздуха в помещение, ассимиляция избыточной теплоты, влаги и вредных веществ помещений. В последнем случае она применяется, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, а рабочие места не фиксированы и располагаются по всему помещению.
Обычно
объем воздуха LПР,
подаваемого в помещение при общеобменной
вентиляции, равен объему воздуха LВ,
удаляемого
из помещения.
Однако в ряде случаев возникает
необходимость нарушить это равенство
(рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 - Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:
а – LВ > LПР; б - LВ < LПР.
Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10... 15 %.
По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции (рисунок 1.3):
приточная;
вытяжная;
приточно-вытяжная;
системы с рециркуляцией..
По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.
Установки приточной вентиляции (рисунок 1.3, а) обычно состоят из следующих элементов:
воздухозаборного устройства 1;
воздуховодов 2,, по которым воздух подается в помещение;
фильтров 3 для очистки воздуха от пыли;
калориферов 4, в которых подогревается холодный наружный воздух;
побудителя движения 5;
увлажнителя-осушителя 6;
приточных отверстий или насадков 7, через которые воздух распределяется по помещению.
Воздух из помещения удаляется через неплотности ограждающих конструкций.
Рисунок 1.3 - Схемы общеобменной вентиляции:
а - приточная вентиляция (ПВ); б - вытяжная вентиляция (ВВ);
в - приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией
Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление, и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения в данном помещении не должны распространяться на соседние, например, для химических и биологических лабораторий.
Установки вытяжной вентиляции (рисунок 1.3, б) состоят из:
вытяжных отверстий или насадков 8, через которые воздух удаляется из помещения;
побудителя движения 5;
воздуховодов 2;
устройств для очистки воздуха от пыли или газов 9, устанавливаемых для защиты атмосферы;
устройства для выброса воздуха 10, которое располагается на 1...1,5 м выше конька крыши.
Чистый воздух поступает в производственное помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, что является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.
Пршпочно-вытяжная вентиляция - наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.
В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией (рисунок 1.3, в).
В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения II вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами 11 и 12. Свежая порция воздуха в таких системах обычно составляет 10...20 % общего количества подаваемого воздуха.
Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, и содержания их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 0,3 от предельно допустимых концентраций. Применение рециркуляции не допускается в зданиях учебных заведений и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.
Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем. Если плотность выделяющихся газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего - непосредственно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью большей плотности воздуха из нижней части помещения удаляется 60...70 и из верхней части 30...40 % загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется в верхней зоне, а подача свежего в количестве 60 - в рабочую зону и 40 % - в верхнюю зону.
Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят, исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена kВ – это отношение количества воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м3/ч), к объему вентилируемого помещения VП (м3). При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть в пределах 1...10.
При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.
В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего V< 20 м3 расход воздуха на одного работающего Li должен быть не менее 30 м3/ч.
В помещении с V = 20...40 м3 LПi > 20 м3/ч.
В помещениях с V > 40 м3 и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают.
В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять менее 60 м3/ч.
Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом определяют по формуле:
L = nLi, (1.1)
где п - число работающих в данном помещении.
При определении необходимого воздухообмена L для удаления вредных паров и газов используют уравнение
L = GВР/(ПДК – сПР), (1.2)
где GВР - масса вредных выделений в помещении, мг/ч;
ПДК - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3;
сПР - концентрация вещества в приточном воздухе, мг/м3.
Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать 0,3 ПДК.
При одновременном выделении в рабочую зону вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием на организм человека, необходимый воздухообмен принимают по наибольшему количеству воздуха, полученному в расчетах для каждого вредного вещества.
При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия (триоксид серы и диоксид серы; оксиды азота совместно с оксидом углерода и др.) расчет общеобменной вентиляции надлежит производить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его условных предельно допустимых концентраций.
С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах.
Широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция, основанная на использовании отсосов от укрытий.
Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми (рисунок 1.4). Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование (рисунок 1.4). Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.