Оздоровление воздушной среды и нормализация параметров микроклимата

а) легкие физические работы с энергозатратами до 172 Дж/с (150 ккал/ч), к которым относятся, например, основные процессы точного приборостроения и машиностроения;

б) физические работы средней тяжести с энергозатратами  172 - 293 Дж/с (150 - 250 ккал/ч), например, в механосборочных, механизированных литейных, прокатных,  термических цехах и т. п.;

в) тяжелые физические работы с энергозатратами более 293 Дж/с, к которым относятся работы, связанные  с систематическим физическим напряжением и переносом  значительных (более 10 кг) тяжестей; это -  кузнечные цехи с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой  и заливкой опок и т. п.;

    3) характеристика помещения по избыткам явной теплоты: все производственные помещения делятся на помещения с незначительными избытками явной теплоты,  приходящимися на 1 м³ объема помещения, 23,2 Дж/(м³с) и менее, и со значительными избытками - более 23,2 Дж/(м³с).

    Явная теплота  - теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов,  людей и других источников, в результате инсоляции и  воздействующая на температуру воздуха в этом помещении.

  Мероприятия по оздоровлению воздушной  среды

    Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий,  к основным из которых относятся:

    1. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление ими. Эти мероприятия  имеют большое значение для защиты от воздействия вредных  веществ, теплового излучения, особенно при выполнении  тяжелых работ. Автоматизация процессов, сопровождающихся  выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и улучшает условия труда, поскольку рабочие выводятся из опасной зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением вместо ручной дает возможность резко оздоровить условия труда сварщика,  применение роботов-манипуляторов позволяет устранить тяжелый ручной труд.

    2. Применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону. При проектировании новых технологических процессов и оборудования необходимо добиваться исключения или резкого уменьшения выделения вредных веществ в воздух производственных помещений. Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными, переходом с твердого и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный нагрев; применением пылеподавления водой (увлажнение, мокрый помол) при измельчении и транспортировке материалов и т. д.

    Большое значение для оздоровления воздушной  среды имеет  надежная герметизация, оборудования, в котором находятся  вредные вещества, в частности, нагревательных печей, газопроводов,  насосов, компрессоров, конвейеров и т. д. Через неплотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости материалов происходит истечение находящихся под давлением газов. Количество вытекающего газа зависит от его физических свойств,  площади неплотностей и разницы давлений снаружи и внутри оборудования.

    3. Защита от источников тепловых излучений. Это важно для снижения температуры воздуха в помещении и теплового облучения работающих.

    4. Устройство вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной среды в производственных помещениях.

    5. Применение средств индивидуальной защиты.

    Вентиляция  как средство защиты воздушной среды производственных помещений

    Задачей вентиляции является обеспечение чистоты  воздуха и заданных метеорологических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.

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

    Вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система вентиляции, - для подачи (притока) или удаления воздуха из помещения или (и) для того и другого одновременно.

    По  месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.

    Действие  общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения 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 необходимых параметров воздушной Среды во всем объеме помещения.

    Воздухообмен  в помещении можно значительно  сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой.

    Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

    В производственных помещениях, в которых  возможно внезапное поступление  в воздух рабочей зоны больших  количеств вредных паров и  газов, наряду с рабочей предусматривается устройство аварийной вентиляции.

    На  производстве часто устраивают комбинированные  системы вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т.п.).

    Для эффективной работы системы вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

    1. Количество приточного воздуха  должно соответствовать количеству  удаляемого (вытяжки); разница между  ними должна быть минимальной.

    В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха обязательно было больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества. Количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, в результате чего в помещении создается небольшое разрежение.

    Возможны  такие схемы воздухообмена, когда  во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли.

    2. Приточные и вытяжные системы  в помещении должны быть правильно  размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.

    Приток  воздуха должен производиться, как  правило, в рабочую зону, а вытяжка - из верхней зоны помещения.

    3. Система вентиляции не должна  вызывать переохлаждения или  перегрева работающих.

    4. Система вентиляции не должна  создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

    5. Система вентиляции должна быть  электро-, пожаро- и взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и эффективна.

  Естественная  вентиляция

    Воздухообмен  при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра.

    Естественная  вентиляция может быть неорганизованной и организованной.

    При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание).

    Организованная  естественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами, и поддается регулировке.

    Аэрация. Осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих цехах за счет совместного и раздельного действия гравитационного и ветрового давлений. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы, расположенные на небольшой высоте от пола (1-1,5 м), а удаляется через проемы в фонаре здания.

    Поступление наружного воздуха в зимнее время  осуществляется через проемы, расположенные на высоте 4-7 м от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен.

    При обдувании зданий ветром с наветренной  стороны создается повышенное давление воздуха, а на заветренной стороне - разрежение.

    Под напором воздуха с наветренной  стороны наружный воздух будет поступать  через нижние проемы и, распространяясь в нижней части здания, вытеснять более нагретый и загрязненный воздух через проемы в фонаре здания наружу. Таким образом, действие ветра усиливает воздухообмен, происходящий за счет гравитационного давления.

    Преимуществом аэрации является то, что большие  объемы воздуха подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система аэрации значительно дешевле механических систем вентиляции.

    Недостатки: в летнее время эффективность  аэрации снижается вследствие повышения температуры наружного воздуха; поступающий в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлаждается).

    Вентиляция  с помощью дефлекторов. Дефлекторы представляют собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции, например, для вытяжки горячих газов от кузнечных горнов, печей и т.д.

     В настоящее  время наибольшее распространение  получил дефлектор ЦАГИ (рис.12).

    Рис. 12.  Дефлектор ЦАГИ.

1 - диффузор, 2 - цилиндрическая обечайка, 3 - колпак, 4 - конус, 5 - патрубок

    Ветер, обдувая обечайку дефлектора, создает  разрежение на большей части его  окружности, вследствие чего воздух из помещения движется по воздуховоду и патрубку 5 и затем выходит наружу через две кольцевые щели между обечайкой 2 и краями колпака 3 и конуса 4. Эффективность работы дефлекторов зависит главным образом от скорости ветра, а также высоты установки их над коньком крыши.

  Механическая  вентиляция

    В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами.

    Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов (рис. 13,а ): воздухозаборное устройство 1 для забора чистого воздуха; воздуховоды 2, по которым воздух подается в помещение; фильтры 3 для очистки воздуха от пыли; калориферы 4 для нагрева воздуха; вентилятор 5; приточные насадки 6; регулирующие устройства, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

    Вытяжная  вентиляция. Установки вытяжной вентиляции включают в себя (рис. 8,б ): вытяжные отверстия или насадки 7; вентилятор 5; воздуховоды 2; устройство для очистки воздуха от пыли и газов 8; устройство для выброса воздуха 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши.

     Рис. 13. Механическая вентиляция:

    а) – приточная; б) – вытяжная; в) – приточно-вытяжная.

    При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в помещение через  неплотности в ограждающих конструкциях. В ряде случаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

    Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией (рис.13,а и б), работающими одновременно.

    Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией (рис.13,в) характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами 12. В результате использования такой системы достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха в холодное время года и на его очистку.