Вентиляция производственных помещений

Наиболее важное значение для профилактики профес­сиональных заболеваний и нормализации воздушной сре­ды имеет вентиляция.

Вентиляция - это комплекс взаимосвязанных уст­ройств и процессов для создания требуемого воздухообме­на в помещениях. В соответствии с СНБ 4.02.01-03 под вентиляцией понимают обмен воздуха в помещении для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других ве­ществ с целью обеспечения допустимых параметров мик­роклимата и чистоты воздуха.

Основной задачей вентиляции является удаление из рабочей зоны загрязненного, увлажненного или перегре­того воздуха и подача взамен его воздуха соответствующе­го качества, иными словами» организация воздухообмена в помещении.

Рис. 2.13. Схема аэрации здания

Воздухообменом называется количест­во вентиляционного воздуха, необходимое для обеспечения соот­ветствия санитарно-гигиенических усло­вий труда требовани­ям ГОСТ 12.1.005, СН 245-71, СНБ 4.02.01-03 и др.

Необходимый воздухообмен являет­ся исходной величиной для расчета системы вентиляции (подбор вентиляционного оборудования, расчет сечения воздуховодов и т.д.).

В зависимости от способа перемещения воздуха в поме­щении вентиляция подразделяется на естественную и ис­кусственную, (механическую).

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температуры воздуха в помещении и снаружи (тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор). Ес­тественное движение воздуха в помещении происходит вследствие разности его плотностей снаружи и внутри по­мещения (тепловое давление) или разности давления на­ружного воздуха с наветренной и заветренной сторон зда­ния (ветровое давление) (рис. 2.13). Величина давления или разрежения в помещении зависит от скорости ветра. Обычно при обдуве здания ветром в помещении создается повышенное давление воздуха с наветренной стороны, а пониженное - с заветренной, что приводит к дополнитель­ной вытяжке воздуха из помещений. Однако при расчете естественной вентиляции учитывается только тепловое давление, поскольку сила ветра непостоянна.

Схема движения воздушных потоков при естественной вентиляции здания показана на рис. 2.14.

Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной. Вентиляция считается организован­ной, если направление воздушных потоков и воздухооб­мен в помещении организуются с помощью специальных устройств, в качестве которых используются вытяжные каналы в стерах, шахты, форточки, фрамуги оконных блоков, проемы в потолке, аэрационные фонари и т.п.

Рис. 2.14. Схема движения воздушных потоков при естественной вентиляции здания: а - при безветрии; б - при ветре; 1 - вытяжные и приточные отверстия; 2 - тепловыделяющий агрегат

Для обеспечения расчетного воздухообмена вентиляционные каналы и проемы в стенах, а также в кровле зданий (аэра­ционные фонари) оборудуются фрамугами, которые от­крываются и закрываются специальными приспособле­ниями с ручным или механическим приводом непосред­ственно с уровня отметки пола помещения. Манипулируя фрамугами, можно регулировать воздухообмен при изме­нении наружной температуры воздуха или скорости вет­ра. Площадь вентиляционных проемов и фонарей рассчи­тывают в зависимости от необходимого воздухообмена.

Систему естественного организованного воздухообмена в помещении называют аэрацией. Ее, как правило, применя­ют в помещениях со значительными выделениями теплоты.

Для использования ветрового давления, а также удале­ния небольших объемов воздуха применяют дефлекторы - специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах или шахтах. Их также используют и для ор­ганизации местной вентиляции.

Основным достоинством аэрации является возмож­ность создания интенсив­ного воздухообмена в поме­щении при низких энер­гозатратах, а также отно­сительная простота ее уст­ройства и обслуживания.

К недостаткам аэрации следует отнести невозмож­ность предварительной под­готовки воздуха (очистка, нагрев и увлажнение), а также очистки удаляемого из помещения воздуха.

При неорганизованной естественной вентиляции воздухообмен осуществля­ется за счет вытеснения внутреннего теплого возду­ха наружным через неплотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), а также через форточки, окна, двери, открываемые без всякой системы.

Естественную вентиляцию через открывающиеся окна и проемы допускается устраивать в помещениях без выде­ления вредных веществ и веществ с резко выраженным неприятным запахом с объемом на каждого работающего 40 м³ и более.

Искусственная (механическая) вентиляция устраня­ет недостатки естественной вентиляции. Она предназна­чена для обеспечения в рабочих помещениях оптималь­ных или допустимых микроклиматических условий и снижения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до ПДК. При механической вентиляции воздухооб­мен в помещении осуществляется за счет напора воздуха, создаваемого вентиляторами.

Чаще всего на производстве используют смешанную вентиляцию (естественную в сочетании с механической). По степени охвата помещения или по месту действия системы вентиляции делятся на об­щеобменные и местные (локальные).

По способу организации воздухообмена в помещении механическая общеобменная вентиляция может быть выполнена в виде приточной, вытяжной или приточно-вытяжной (рис. 2.16).

В системе приточной вентиляции воздух с помощью вентилятора подается в помещение организованно, повы­шая в нем давление, а уходит неорганизованно, вытесняясь через щели, проемы окон и дверей в соседние помеще­ния или наружу. Количество подаваемого воздуха можно регулировать клапанами или заслонками, устанавливае­мыми на вентиляционных каналах.

При вытяжной вентиляции воздух организованно удаляется вентиляторами через сеть воздуховодов из по­мещения, в котором вследствие этого снижается давле­ние. Взамен загрязненного в вентилируемое помещение подсасывается воздух из соседних помещений и снаружи через открытые проемы окон, двери, ворота или неплот­ности ограждающих конструкций.

В системе приточно-вытяжной вентиляции воздух ор­ганизованно подается и удаляется в вентилируемое поме­щение через отдельные воздуховоды. В зависимости от со­отношения расходов удаляемого и подаваемого воздуха, давление в помещении может снижаться или повышаться (отрицательный или положительный баланс).

Общеобменную вентиляцию устраивают, если:

♦ в производственное помещение попадают вредные выделения вследствие невозможности полной герметиза­ции производственного оборудования;

♦ Отсутствуют строго фиксированные источники вред­ных выделений;

♦ работа местных отсосов является недостаточно эф­фективной.

Общеобменная вентиляция обеспечивает необходимые параметры микроклимата и снижение концентрации вредных веществ до допустимых значений во всем Объеме производственного помещения.

Различают четыре основные схемы организации возду­хообмена в помещении при общеобменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх и снизу вниз. Кро­ме того, возможны различные комбинации из этих схем.

Местная вентиляция предназначена для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда непосредственно на рабочем месте, она может быть вытяжной и приточной.

Местная вытяжная вентиляция - система, при. кото­рой вытяжные устройства в виде зонтов, укрытий и дру­гих приспособлений размещаются непосредственно у мест выделения вредных веществ и предназначены для их улавливания и удаления. Это наиболее эффективный и де­шевый способ, обеспечивающий удаление максимального количества вредных веществ при минимальном объеме удаляемого воздуха.

Гигиеническое значение местной вентиляции заключа­ется в том, что она полностью исключает или сокращает проникновение вредных выделений в зону дыхания работа­ющих. Экономическое значение ее состоит в том, что вред­ные вещества отводятся в больших концентрациях, чем при общеобменной вентиляции, а, следовательно, сокращаются воздухообмен и затраты на подготовку и очистку воздуха.

Различают три вида местных укрытий: полностью за­крывающие источник выделения вредных веществ; нахо­дящиеся вне источника выделения (открытые отсосы); передувки. Укрытия, полностью закрывающие источник выделе­ния вредных веществ, наиболее эффективны, но не всегда применимы по условиям технологии. В качестве уст­ройств местной вентиляции можно использовать капсулирование (оборудование полностью заключают в кожух - капсулу), аспщщцию (вредные выделения удаляют из внутренних объемов технологического оборудования), вытяжные зонты, вытяжные шкафы, всасывающие пане­ли, витринные, фасонные и бортовые отсосы и др.

Наиболее часто на производстве используют местные отсосы (рис. 2.18). Конструкция местного отсоса должна обеспечивать максимальное удаление вредных веществ с минимальным расходом воздуха. В то же время она не должна загромождать помещения и затруднять работу обслуживающего персонала.

Вытяжные зонты представляют собой простые и наи­более распространенные местные отсосы. Их устанавлива­ют для локализации вредных выделений, имеющих тен­денцию подниматься вверх, например при выделениях теплоты или вредных веществ, которые легче окружаю­щего воздуха при незначительной его подвижности в по­мещении. Зонты могут быть как с естественной, так и с механической вытяжкой.

Зонт над источником вредных выделений располагают на высоте 1,6-1,8 м над полом. Наилучшие условия для равномерного удаления вредных выделений создаются, если угол раскрытия зонта не менее 60°. Лишь при малой высоте помещения допускается увеличение угла до 90°. В современном технологическом оборудовании отсосы предусматриваются в самой его конструкции.

Вытяжные шкафы обеспечивают наибольшую локали­зацию вредных выделений при минимальном расходе воздуха. Они выпускаются разных модификаций (рис. 2.19). Шкафы с верхним отсосом (рис. 2.19, а) используются при значительных тепло- и влаговыделениях. Для проведения работ, связанных с выделением газов и паров тяжелее воз­духа, можно применять шкафы с нижним отсосом (рис. 2.19, б, г). Удобен в работе вытяжной шкаф с комбиниро­ванным удалением воздуха (рис. 2.19, в). Портативный шкаф с горизонтальной «улиткой» и боковым отсосом воз­духа (рис. 2.19, д) рекомендуется при работе с пылящими веществами, так как «улитка», создавая вращение возду­ха, способствует осаждению крупных примесей и пыли.

Скорость движения воздуха в створе шкафа должна быть не менее 0,5-0,7 м/с при удалении паров и газов не­токсических и малотоксических веществ и 1,0-1,5 м/с при удалении сильнодействующих ядовитых веществ (па­ры ртути, свинца, цианистые соединения и т.п.).

Всасывающие панели рекомендуется устанавливать в качестве местных отсосов при работах, сопровождающих­ся выделением вредных газов и пыли. Благодаря наклон­ному расположению всасывающего отверстия поток за­грязненного воздуха отклоняется от зоны дыхания рабо­тающего. Площадь эффективного сечения всасывающей панели должна составлять 23% от общей площади. Реко­мендуется принимать следующие скорости движения воз­духа в эффективном сечении панелей: для вредных паров и газов без пыли - 2-3,5 м/с, а в смеси с горячей дисперс­ной пылью - 3,5-4,5 м/с. Панель функционирует эффективно в том случае, если на 1 м² ее площади приходится 3300 м³/ч удаляемого воздуха.

Бортовые отсосы предусматривают в случаях, когда к соответствующим устройствам необходим доступ или по­дача изделий для обработки осуществляется с помощью грузоподъемных механизмов, т.е. пространство над по­верхностью выделения вредных веществ должно быть сво­бодным. Принцип действия бортовых отсосов, представ­ляющих собой щелевидные воздуховоды размером 40-100 мм, состоит в том, что засасываемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает за собой вред­ные выделения, не давая им распространиться по производ­ственному помещению.

В системе местной приточной вентиляции подача приточного воздуха производится непосредственно в зону нахождения рабочего, т.е. требуемое качество воздушной среды обеспечивается только в этой зоне.

Местная приточная вентиляция выполняется в виде воздушных душей, воздушных и тепловых завес. Воздуш­ные души используются в горячих цехах или в случаях, когда достижение требуемых условий воздушной среды при помощи общеобменной вентиляции связано с переме­щением больших масс воздуха.

Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха, действие которого основано на увеличении отдачи теплоты человеком при возрастании скорости обдувающего воздуха. Скорость обдува составля­ет от 1 до 3,5 м/с в зависимости от интенсивности теплово­го облучения. Воздух для обдува работающих предвари­тельно может нагреваться или охлаждаться в зависимос­ти от периода года и места его забора. Воздухораспредели­тели для душирования рабочих мест оборудуются устрой­ствами для регулирования расхода и направления струи в горизонтальной плоскости на угол до 180° и в вертикаль­ной плоскости - на 30°.

Водовоздушные души применяют в тех случаях, когда температура воздуха на рабочем месте превышает 30 °С.

Воздушные и воздушно-тепловые завесы служат для предупреждения проникновения холодного воздуха внутрь зданий при открывании наружных дверей или во­рот. Они применяются в случаях, если наружные двери (ворота), ведущие в цехи, складские помещения, вестибюли и т.д., открываются чаще пяти раз или открыты не ме­нее 40 мин в смену, а также у технологических проемов отапливаемых зданий в районах с расчетной температу­рой наружного воздуха ниже -15 °С (рис. 2.20).

Система, в которой сочетаются элементы общеобмен­ной и местной вентиляции, называется комбинированной системой вентиляции. Такая система устраивается в тех случаях, когда все выделяющиеся вредные вещества не­возможно удалить местными вытяжными устройствами.

Аварийная вентиляция представляет собой, как пра­вило, самостоятельную вентиляционную установку и при­меняется для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств, а также произ­водств, связанных с использованием вредных веществ. Ее устраивают в тех производственных помещениях, в кото­рых возможно внезапное поступление больших количеств вредных или горючих газов, паров или аэрозолей.

Для аварийной вентиляции можно использовать:

♦ основные системы вытяжной общеобменной вентиля­ции с резервными вентиляторами, рассчитанными на ава­рийный расход воздуха;

♦ системы аварийной вытяжной вентиляции в дополне­ние к основным системам, если расход воздуха основных систем не полностью обеспечивает аварийный воздухооб­мен, с резервными вентиляторами для основных систем;

♦ только системы аварийной вытяжной вентиляции, если использование основных систем невозможно или не­целесообразно;

♦только системы аварийной приточной вентиляции
для одноэтажных зданий.

Для автоматического включения аварийную вентиляцию блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК, либо на величину нижнего концентрационного предела распространения пла­мени для взрывоопасных смесей. Аварийная вентиляция устраивается только вытяжной для предотвращения перето­ка вредных или взрывоопасных веществ в соседние помеще­ния. Кратность вытяжной вентиляции определяется отрас­левыми правилами техники безопасности и производствен­ной санитарии и может колебаться в широких пределах.