Оздоровление воздушной среды с помощью производственной вентиляции

Производственная вентиляция — это система устройств для обеспечения иа рабочих местах микроклимата и чистоты воздушной среды в соответствии с допустимыми санитарногигиеническими нормами. Вентиляция удаляет загрязненный и подает в рабочую зону свежий, чистый воздух, а также создает его необходимую подвижность. Интенсивность поступления или удаления воздуха из помещения называют воздухообменом. Отношение воздухообмена (L, м3/ч) к объему вентилируемого помещения (V, м3) называют кратностью воздухообмена:

K=L/V. (8.1).

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа заменяется весь воздух в помещении.

По назначению вентиляцию подразделяют на основную (рабочую), предназначенную для обеспечения требуемой чистоты воздуха при нормальном режиме технологического процесса, и аварийную, выполняемую лишь в тех помещениях, где возможны внезапные (аварийные) выбросы большого количества вредных веществ.

В зависимости от побудителя движения воздуха различают вентиляцию естественную, при которой движение воздуха осуществляется за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха и под действием ветрового давления, искусственную, осуществляемую с помощью вентиляторов, и смешанную.

По направлению потока воздуха вентиляция бывает приточной (чистый наружный воздух попадает в рабочую зону, разбавляя концентрацию вредных веществ), вытяжной (загрязненный воздух удаляют из рабочей зоны) и приточно-вытяжной, совмещающей приточную и вытяжную вентиляцию.

По месту действия различают общеобменную и местную вентиляцию. Общеобменная вентиляция осуществляет замену воздуха по всему помещению и наиболее целесообразна, когда вредные вещества выделяются равномерно по всему помещению. Если в помещении имеются ярко выраженные локализованные (местные) источники выделения вредных веществ (стол электросварщика, кузнечный горн и др.), то общеобменная вентиляция может привести к распространению их по всему объему помещения и дать отрицательный эффект на других рабочих местах. В этих случаях отдельно или вместе с общеобменной применяют местную вентиляцию (местный отсос, локализованная подача чистого воздуха и т. п.).

Естественную вентиляцию подразделяют на неорганизованную (инфильтрацию), осуществляемую через открытые двери, форточки, неплотности конструкции помещения, и организованную, осуществляемую через специальные каналы или открываемые фрамуги (аэрация).

Каналы устраивают в стенах зданий или пристраивают к ним. Загрязненный воздух через жалюзийные решетки 1 (рис. 8.1) поступает в вертикальные каналы 2, проходит сборный канал 3, вытяжную шахту 4, дефлектор 5 и выходит наружу. Чистый воздух поступает через двери, форточки, окна и т. п. Дефлектор устанавливают на верхний конец шахты для повышения тяги. Принцип его действия основан на использовании энергии ветра. Обтекая корпус дефлектора (рис. 8.2), ветер создает внутри него повышенное разрежение, за счет чего и усиливается вытяжка. Тягу увеличивает также конический расширяющийся диффузор дефлектора 1.

Аэрацию устраивают в высоких (до 6−8 м) помещениях, имеющих три ряда открывающихся окон (фрамуг): два ряда в боковых стенах и один ряд в верхней части крыши (световые фонари). Через окна в стенах осуществляется приток или вытяжка воздуха, а через световые фонари 3 (рис. 8.3, а) — только вытяжка. Зимой открывают фрамуги верхнего ряда, чтобы поступающий к рабочим местам холодный воздух успел нагреться. Летом открывают фрамуги нижнего ряда, через которые поступает свежий воздух, а загрязненный воздух при этом выходит через световые фонари.

Механическую вентиляцию осуществляют с помощью вентиляторов, системы воздуховодов, по которым подают и удаляют воздух из любой зоны помещения. Ее основные достоинства: возможность подачи воздуха в больших объемах, обработка и перемещение его на большие расстояния. Механическая вентиляция может быть выполнена приточной, приточно-вытяжной, общеобменной и местной.

Рис. 8.1. Схема естественной вытяжной канальной вентиляции:

1 — жалюзийная решетка; 2 — вертикальный канал; 3 — горизонтальный сборный канал; 4 — вытяжная шахта; 5 — дефлектор

Рис. 8.2. Схема дефлектора:

1 — диффузор; 2 — обечайка; 3 — колпак Действие ветра усиливает аэрацию. Однако при определенных направлениях он может блокировать световые фонари сквозным потоком и ухудшать удаление загрязненного воздуха. Чтобы избежать этого, около фонарей устанавливают ветрозащитные экраны (рис. 8.3, б), которые исключают блокировку и одновременно усиливают вытяжку. Регулируют воздухообмен открытием фрамуг. В некоторых случаях для усиления аэрации в кровле здания размещают вытяжные шахты с дефлекторами. Аэрация возрастает при наличии тепловыделений внутри помещений. Аэрация обеспечивает высокую кратность воздухообмена (40 и более).

Рис. 8.3. Схема аэрации производственных помещений:

а — в зимнее время при отсутствии ветра: б — в летнее время с боковым ветром; 1 и 2 — фрамуги соответственно нижнего и верхнего рядов; 3 — световые фонари; 4 — ветрозащитные экраны Система приточной вентиляции работает следующим образом. Наружный воздух вентилятором 4 (рис. 8.4) через воздухоприемник 1 подается к фильтрам 2, где он очищается от пыли, далее при необходимости подогревается, охлаждается или увлажняется в теплообменнике 3, проходит глушитель шума 5 и по воздуховодам 6, расположенным по периметру помещения, через приточные отверстия 7 поступает к рабочим местам. Обычно приточный воздух подают в верхнюю часть помещения или в зону дыхания человека. Приточная вентиляция создает некоторое избыточное давление в помещении, за счет чего загрязненный воздух выходит наружу через двери, окна, форточки.

Воздуховоды выполняют круглого или прямоугольного сечения из листовой оцинкованной или нержавеющей стали, пластмассы, иногда из кирпича, бетона или других материалов. Для перемещения воздуха применяют центробежные или осевые вентиляторы.

Вытяжная вентиляция состоит из воздухозаборников 8, расположенных по периметру помещения или в местах с наибольшим выделением вредных веществ, воздуховодов 9, вентилятора 10, оборудования для очистки выбрасываемого воздуха 11, вытяжной шахты 12, устанавливаемой на 1−1,5 м выше конька крыши.

Рис. 8.4. Схема общеобменной механической вентиляции:

1 — воздухоприемник; 2 — противопылевой фильтр; 3 — оборудование для тепловлажностной обработки воздуха; 4 — приточный вентилятор; 5 — глушитель шума; 6 — приточный воздуховод; 7 — приточные воздухораспределительные насадки; 8 — воздухозаборники (вытяжные отверстия); 9 — вытяжной воздуховод; 10 — вытяжной вентилятор; 11 — оборудование для очистки вытяжного воздуха; 12 — вытяжная шахта; 13 — регулировочные клапаны; 14 — рециркуляционный воздуховод; ПВК — приточная вентиляционная камера; ВВК — вытяжная вентиляционная камера В производственных помещениях с выделением вредных или горючих газов удалять загрязненный воздух следует из верхней зоны с воздухообменом кратностью не менее 1 раза в час, а в помещениях высотой более 6,0 м необходим воздухообмен не менее 6 м³ в час на каждый 1 м² площади помещения.

Приемные отверстия для удаления воздуха системами общеобменной вытяжной вентиляции из верхней зоны помещения следует размещать: для удаления избытков теплоты, влаги, вредных газов — под потолком, но не ниже 2 м от пола; для удаления взрывоопасных смесей, газов, паров, аэрозолей — не ниже 0,4 м от потолка. Приемные отверстия для удаления воздуха из нижней зоны размещают на высоте 0,3 м от пола до низа отверстий. Из нижней зоны следует удалять воздух, загрязненный пылями и аэрозолями.

Вытяжная вентиляция создает некоторое разрежение в помещении, которое компенсируется притоком воздуха снаружи или из смежных цехов. Это явление приводит к чрезмерной подвижности воздуха, образованию сквозняков, особенно около дверей и окон, охлаждению цеха в зимних условиях, подсосу вредных веществ из других участков. Поэтому чаще всего вытяжную вентиляцию устраивают совместно с приточной.

При приточно-вытяжной вентиляции воздух подают в помещение приточной вентиляцией, а удаляют — вытяжной. Иногда приточную и вытяжную вентиляции соединяют рециркуляционным воздуховодом 14, по которому часть удаляемого воздуха повторно направляется к рабочим местам. Этим достигается экономия энергии на тепловлажностную обработку воздуха. Для рециркуляции разрешается использовать воздух с концентрацией вредных веществ не более 30% ПДК, не содержащий неприятных запахов, болезнетворных бактерий, вирусов, грибов. Объем рециркуляционного воздуха регулируют клапанами 13.

Оборудование для подачи и обработки приточного и вытяжного воздуха (вентиляторы, фильтры, калориферы, увлажнители и т. п.) обычно располагают в отдельных помещениях — приточно-вентиляционных и вытяжных вентиляционных камерах.

Местная механическая вентиляция может быть приточной и вытяжной. К местной приточной вентиляции относят воздушные души, местные оазисы, воздушные завесы.

Воздушное душирование (рис. 8.5, а) представляет собой подачу на рабочее место воздушной струи горизонтально или сверху под углом с заданными температурой и скоростью движения воздуха. Его применяют в горячих цехах с интенсивностью теплового облучения 140 Вт/м и более для обеспечения необходимого температурного режима, а также на других участках для снижения в рабочей зоне концентрации вредных веществ. Температура и скорость движения воздуха при воздушном душировании установлены в зависимости от категории работ, температуры воздуха в рабочей зоне (вне струи) и поверхностной плотности лучистого теплового потока (в пределах 16−28 °С и 1−3,5 м/с).

Местный оазис (рис. 8.5, б) представляет собой подачу чистого воздуха в нижнюю часть рабочей зоны, отгороженную со всех сторон, кроме верха, легкими щитами.

Воздушная завеса — воздушный поток, направленный иод углом в створ ворот, дверей для защиты помещения от проникновения в него холодного воздуха. Воздушные завесы (рис. 8.5, в) бывают с подачей холодного и подогретого воздуха (до 50 °C для дверей и до 70 °C для ворот), с подачей воздуха снизу, сверху, с одной или двух боковых сторон.

Местную вытяжную вентиляцию выполняют также в виде аспирационных кожухов, вытяжных зонтов, вытяжных шкафов бортовых отсосов из ванн (рис. 8.6).

Рис. 8.5. Местные приточные вентиляционные устройства:

а — воздушный душ; б — местный оазис; в — воздушнотепловая завеса с нижней подачей воздуха.

Аварийную вентиляцию устраивают только вытяжной и, как правило, механической. Она может быть отдельной или совмещенной с основной вентиляцией, должна обеспечивать кратность воздухообмена в соответствии с технологической частью проекта вентиляционной системы.

Рис. 8.6. Местные вытяжные вентиляционные устройства:

а — аспирационный кожух; б — вытяжной зонт; в — вытяжной шкаф; г — бортовой отсос из ванны.