Теплове опромінення

Дія тепла не обмежується змінами, які виникають на опроміненій ділянці шкіри, – на опромінення реагує весь організм. В ньому відбуваються біохімічні зсуви, має місце порушення серцево-судинної та нервової систем. Тривала дія інфрачервоних променів з довжиною хвилі 0.72-1.5 мкм (промені Фохта) викликає катаракту очей (помутніння кришталику).

Променисте тепло, крім безпосередньої дії на людей, нагріває оточуючі конструкції (підлогу, стіни, перекриття, обладнання), в результаті чого температура повітря в приміщенні підвищується, що також погіршує умови праці.

У більшості промислових джерел максимум енергії, що випромінюється припадає на довгохвильову частину спектру (інфрачервоні промені) з довжиною хвилі > 0.78 мкм.

При проектуванні нових виробництв з джерелами теплового випромінювання необхідно знати, яке теплове опромінення буде діяти на працюючих. Порядок розрахунку теплового опромінення на робочому місці наступний.

Визначають інтенсивність опромінення на робочому місці (в ккал/м²год), знаючи відстань джерела випромінювання до працюючого, згідно виразу

(2.3)

де: – температура випромінюючої поверхні; – коефіцієнт, який залежить від фізичних властивостей випромінюючої поверхні; – величина, яка враховує одяг людини ( – для шкіри людини та бавовняної тканини, – для сукна); – приведена ступінь чорноти, яка враховує неповне поглинання променистої енергії реальними (сірими) тілами та відбиті потоки тепла , де та – відповідно ступінь чорноти випромінюючого тіла та опроміненої людини; – коефіцієнт опроміненості, що показує яка частина променистого потоку від випромінюючого тіла попадає на тіло людини, цей коефіцієнт залежить від відносної відстані – відстань від джерела випромінювання до людини, – еквівалентний розмір випромінювача (сторона квадрату, площа якого рівна випромінюючій поверхні), при близькому розташуванні людини до джерела , звичайно (визначається по довідникам); – кут між нормаллю до випромінюючої поверхні та напрямком від центру випромінюючої поверхні до робочого місця.

Підраховану величину інтенсивності опромінення порівнюють з допустимою по нормам ( <300 ккал/м²год). Якщо >300 ккал/м²год, то виникає необхідність в проведенні заходів по зменшенню дії випромінювання на працюючих. Інтенсивність опромінення в ряді випадків складає значну величину (до 3000-6000 ккал/м²год, і більше). В цих випадках променисте тепло стає основним шкідливим виробничим фактором.

Засоби захисту від променистого тепла наступні: теплоізоляція гарячих поверхонь, екранування теплових випромінювань, застосування повітряного душирування, застосування захисного одягу, організація раціонального відпочинку.

Повітряне душирування застосовується в гарячих цехах. При цьому збільшення швидкості обдуву працюючих допускається до 3.5 м/с.

Теплоізоляція не лише зменшує інтенсивність теплового випромінювання від нагрітих тіл та загальне тепловиділення, але також запобігає опікам при дотиканні до цих поверхонь. За діючими санітарними нормами температура неізольованих нагрітих поверхонь не повинна перевищувати 45°С. Для теплоізоляції використовують спеціальні бетони та цеглу, мінеральну та скляну вату, азбест, войлок і т.п.

Екранування. За принципом дії екрани поділяються на тепловідбиваючі, теплопоглинаючі, тепловідвідні. Належність екрану до тієї чи іншої групи залежить від того, яка властивість проявляється в ньому найсильніше. Крім того в залежності від можливості спостереження за робочим процесом екрани поділяють на три типи: непрозорі, напівпрозорі та прозорі.

Відбиваючі екрани: листовий алюміній, біла жерсть, альфоль (алюмінієва фольга) і т.п.

В теплопоглинаючих екранах використовуються матеріали з великим термічним опором – азбестові плити, вогнетривку цеглу та інші.

Екрани, що відводять тепло: зварні чи литі конструкції, які охолоджуються проточною водою.

До напівпрозорих екранів відносяться металеві сітки, ланцюгові ланки, армоване скло. Для прозорих екранів використовують силікатне, кварцове чи органічне скло, напилене тонкою металевою плівкою (до 2 мкм).

Найпоширеніші та найефективніші в гарячих цехах водяні завіси.

2.2.3. Нормалізація параметрів мікроклімату. Заходи нормалізації

На сьогодні основними нормативними документами, що регламентують параметри мікроклімату виробничих приміщень є ДСН 3.3.6.042–99 та ГОСТ 12.1.005–88. Вказані параметри нормуються для робочої зони – визначеного простору, в якому знаходяться робочі місця постійного або непостійного (тимчасового) перебування працівників.

В основу принципів нормування параметрів мікроклімату покладена диференційна оцінка оптимальних та допустимих метеорологічних умов у робочій зоні в залежності від категорії робіт, періоду року та виду робочих місць.

Під оптимальними мікрокліматичними умовами розуміють поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину забезпечують зберігання нормального теплового стану організму без активізації механізмів терморегуляції. Вони забезпечують відчуття теплового комфорту та створюють перед­умови для високого рівня працездатності:

Допустимі мікрокліматичні умови – це поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливі на людину можуть викликати зміни теплового стану організму, що швидко минають і нормалізуються та супроводжуються напруженням механізмів терморегуляції в межах фізіологічної адаптації. При цьому не виникає ушкоджень або порушень стану здоров'я, але можуть спостерігатись дискомфортні тепловідчуття, погіршення самопочуття та зниження працездатності.

Оптимальні та допустимі параметри мікроклімату в робочій зоні виробничих приміщень для різних категорій робіт у теплий та холодний періоди року наведені в таблиці 2.3. Період року визначається за середньодобовою температурою зовнішнього середовища . При +10 °С – холодний період, а якщо +10 °С – теплий період року.

Допустимі величини параметрів мікрокліматичних умов встановлюються у випадках, коли на робочих місцях не можна забезпечити оптимальних умов мікроклімату за технологічними вимогами виробництва, технічною недосяжністю та економіч­но обґрунтованою недоцільністю.

Інтенсивність теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь техноло­гічного устаткування, освітлювальних приладів, інсоляція від засклених огороджень не повинна перевищувати:

· 35 , при опроміненні 50% і більше поверхні тіла;

· 70 , при опроміненні від 25% до 50% поверхні тіла;

· 100 , при опроміненні не більше 25% поверхні тіла.

Визначення параметрів мікроклімату

Для того щоб визначити, чи відповідає повітряне середовище даного приміщення встановленим нормам, необхідно кількісно оцінити кожний з його параметрів.

Температуру вимірюють ртутними чи спиртовими термометрами. В приміщеннях зі значними тепловими випромінюваннями використовують парний термометр, що складається з двох термометрів (із зачорненим та посрібленим резервуаром). Для неперервної регістрації температури навколишнього повітряного середовища застосовують самозаписувальні прилади — термографи. Температуру повітря вимірюють у кількох точках робочої зони, як правило на рівні 1,3 – 1,5 м від підлоги в різний час. На тих робочих місцях, де температура повітря біля підлоги помітно відрізняється від температури повітря верхньої зони приміщення, вона вимірюється й на рівні ніг (0,2 – 0,3 м від підлоги).

Відносна вологість повітря (відношення фактичного вмісту маси водяних парів, що містяться в даний час в 1 м³ повітря, до максимально можливого їх вмісту при даній температурі) визначається психрометром Августа, аспіраційним психрометром, гігрометром та гігрографом.

Для вимірювання швидкості руху повітря використовують крильчасті (0,3 – 0,5 м/с) та чашкові (1 – 20 м/с) анемометри, а для визначення малих швидкостей руху повітря (менше 0,5 м/с) – термоанемометри та кататермометри.

Температура нагрітих поверхонь вимірюється за допомогою електротермометрів, термопар та інших контактних приладів.

Для вимірювання інтенсивності теплового опромінення використовують актинометри, спеціальні радіометри.

Загальні заходи та засоби нормалізації параметрів мікроклімату

Нормалізація параметрів мікроклімату здійснюється за допомогою комплексу заходів та засобів колективного захисту, які включають будівельно-планувальні, організаційно-технологічні, санітарно-гігієнічні, технічні та інші. Для профілактики перегрівань та переохолоджень робітників використовуються засоби індивідуального захисту.

Розглянемо основні заходи та засоби, які використовуються на виробництві.

Удосконалення технологічних процесів та устаткування. Впровадження нових технологій та устаткування, які не пов'язані з необхідністю проведення робіт в умовах інтенсивного нагріву дасть можливість зменшити виділення тепла у виробничі приміщення. Наприклад, заміна гарячого способу обробки металу – холодним, нагрів полум'ям – індуктивним, горнових печей – тунельними тощо.

Раціональне розміщення технологічного устаткування. Основні джерела теплоти бажано розміщувати безпосередньо під аераційним ліхтарем, біля зовнішніх стін будівлі й в один ряд на такій відстані один від одного, щоб теплові потоки від них не перехрещувались на робочих місцях. Для охолодження гарячих виробів необхідно передбачити окремі приміщення. Найкращим рішенням є розміщення обладнання, що виділяє тепло в ізольованих приміщеннях або на відкритих майданчиках.

Автоматизація та дистанційне керування технологічними процесами. Цей захід дозволяє в багатьох випадках вивести людину із виробничих зон, де діють несприятливі чинники (наприклад автоматизоване завантаження печей у металургії, управління розливом сталі тощо).

Раціональна вентиляція, опалення та кондиціонування повітря. Вони є найбільш поширеними способами нормалізації мікроклімату у виробничих приміщеннях. Так зване повітряне та водоповітряне душирування широко використовується для запобігання перегрівання робітників у гарячих цехах.

Забезпечити нормальні теплові умови в холодний період року в надто габаритних та полегшених промислових будівлях дуже важко і економічно недоцільно. Найбільш раціональним варіантом у цьому випадку є застосування променистого нагрівання постійних робочих місць та окремих дільниць. Захист від протягів досягається шляхом щільного закривання вікон, дверей та інших отворів, а також влаштування повітряних і повітряно-теплових завіс на дверях і воротах.

Раціоналізація режимів праці та відпочинку досягається скороченням тривалості робочої зміни, введенням додаткових перерв, створенням умов для ефективного відпочинку в приміщеннях з нормальними метеорологічними умовами. Якщо організувати окреме приміщення важко, то в гарячих цехах створюють зони відпочинку — охолоджувальні альтанки, де засобами вентиляції забезпечують нормальні температурні умови.

Для робітників, що працюють на відкритому повітрі зимою, обладнують примі­щення для зігрівання, в яких температуру підтримують дещо вищою за комфортну.

Застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів. Як теплоізоляційні матеріали широко використовуються: азбест, азбоцемент, мінеральна вата, склоткани­на, керамзит, пінопласт та ін.

На виробництві застосовують також захисні екрани для огородження джерел теплового випромінювання від робочих місць. За принципом дії теплозахисні екрани поділяються на:

· тепловідбивні (поліровані або покриті білою фарбою металеві листи, загартова­не скло з плівковим покриттям, металізовані тканини, плівковий матеріал);

· теплопоглинальні (металеві листи та коробки з теплоізоляцією, загартоване силікатне органічне скло та ін.);

· тепловідвідні (водяні завіси та металеві листи або сітки, з яких стікає вода);

· комбіновані.

Використання засобів індивідуального захисту. Важливе значення для профілакти­ки перегрівання мають індивідуальні засоби захисту. Спецодяг повинен бути повітро– та вологопроникним (бавовняним, з льону, грубововняного сукна), мати зручний покрій. Для роботи в екстремальних умовах (наприклад, при пожежі) застосовують спеціальні костюми з металізованої тканини. Для захисту голови від теплового опромінення застосовують дюралеві, фіброві каски, повстяні капелюхи; очей — окуляри (темні, або з прозорим шаром металу); обличчя — маски з відкидним прозорим екраном. Захист від дії зниженої температури досягається використанням теплого спецодягу, а під час опадів — плащів та гумових чобіт.

2.3 ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ

2.3.1. Вплив шкідливих речовин на організм людини

Для створення нормальних умов виробничої діяльності необхідно забезпечити не лише комфортні метеорологічні умови, а й необхідну чистоту повітря. Внаслідок виробничої діяльності у повітряне середовище приміщень можуть надходити різнома­нітні шкідливі речовини, що використовуються в технологічних процесах. Шкідлива речовина — це речовина, що контактуючи з організмом людини, може викликати захворювання чи відхилення у стані здоров'я як під час впливу речовини, так і в подальший період життя теперішнього і наступних поколінь.

Шкідливі речовини можуть потрапити в організм людини через органи дихання, органи травлення, а також шкіру та слизові оболонки. Через дихальні шляхи потрапляють пари, газо- та пилоподібні речовини, а через шкіру – переважно рідини. Через шлунково-кишкові шляхи потрапляють речовини під час ковтання, або при внесенні їх у рот забрудненими руками.

Основним шляхом, яким найчастіше потрапляють промислові шкідливі речовини в організм людини є дихальні шляхи. Завдяки величезній (понад 90 м²) всмоктувальній поверхні легень утворюються сприятливі умови для надходження шкідливих речовин у кров, якою вони розносяться по всьому організму. Слід зазначити, що ураження шкіри (порізи, рани) прискорюють потраплянню шкідливих речовин у організм людини.

Шкідливі речовини, що потрапили тим, чи іншим шляхом у організм можуть викликати отруєння (гострі чи хронічні). Ступінь отруєння залежить від токсичності речовин, їх кількості, часу дії, шляху, яким вони потрапили в організм, метеорологічних умов, індивідуальних особливостей організму та ін. Гострі отруєння виникають у результаті короткочасної (протягом доби) дії значних доз шкідливих речовин. Хронічні отруєння розвиваються внаслідок тривалої дії на людину невеликих концентрацій шкідливих речовин, що незначно перевищують ГДК. Шкідливі речовини потрапивши в організм розподіляються в ньому нерівномірно. Найбільша кількість свинцю накопичується в кістках, фтору — в зубах, марганцю — в печінці і т. п. Такі речовини мають властивість утворювати в організмі так зване «депо» і затримуватись у ньому тривалий час.

При хронічному отруєнні шкідливі речовини можуть не лише накопичуватись в організмі (матеріальна кумуляція), але й викликати «накопичення» функціональних ефектів (функціональна кумуляція).

В санітарно-гігієнічній практиці прийнято поділяти шкідливі речовини на хімічні речовини та промисловий пил.

Хімічні речовини (шкідливі та небезпечні) відповідно до ГОСТ 12.0.003–74 за характером впливу на організм людини поділяються на:

· загальнотоксичні, що викликають отруєння всього організму (ртуть, оксид вуг­лецю, толуол, анілін та ін.);

· подразнювальні, що викликають подразнення дихальних шляхів та слизових оболонок (хлор, аміак, сірководень, озон та ін.);

· сенсибілізуючі, що діють як алергени (альдегіди, розчинники та лаки на основі нітросполук та ін.);

· канцерогенні, що викликають ракові захворювання (ароматичні вуглеводні, аміносполуки, азбест та ін.);

· мутагенні, що викликають зміни спадкової інформації (свинець, радіоактивні речовини, формальдегід та ін.);

· такі, що впливають на репродуктивну (відтворення потомства) функцію (бен­зол, свинець, марганець, нікотин та ін.).

Слід зазначити, що існують й інші різновиди класифікацій шкідливих речовин: за переважаючою дією на певні органи чи системи людини (серцеві, кишково-шлункові, печінкові, ниркові і т. д.), за основною шкідливою дією (задушливі, наркотичні, подразнювальні і т. д.), за тривалістю дії (летальні, тимчасові, короткочасні) та ін.

Виробничий пил досить поширений небезпечний та шкідливий виробничий чинник. З пилом стикаються робітники гірничодобувної промисловості, машинобудування, металургії, текстильної промисловості, сільського господарства і т. п. Залежно від походження пил може бути органічним (тваринний, рослинний, штучний), неорганічним (металевий, мінеральний) та змішаним.

Пил може здійснювати на людину фіброгенну дію, при якій у легенях відбувається розростання сполучних тканин, що порушує нормальну будову та функцію органу. Шкідливість виробничого пилу зумовлена його здатністю викликати професійні захворювання легень, у першу чергу пневмоконіози.

Уражаюча дія пилу, в основному, визначається його токсичністю та особливістю дії на організм людини, концентрацією, дисперсністю (розміром) частинок пилу, їх формою та твердістю, волокнистістю, питомою поверхнею і т. п.

Необхідно враховувати, що у виробничих умовах працівники, як правило, зазнають одночасного впливу кількох шкідливих речовин у тому числі й пилу. При цьому їхня спільна дія може бути взаємопідсиленою, взаємопослабленою чи «незалежною». На дію шкідливих речовин впливають також інші шкідливі і небезпечні чинники. Наприклад, підвищена температура і вологість як і значне м'язове напруження, в більшості випадків підсилюють дію шкідливих речовин.

Суттєве значення мають індивідуальні особливості людини. З огляду на це для робітників, які працюють у шкідливих умовах проводяться обов'язкові попередні (при прийнятті на роботу) та періодичні (1 раз на 3, 6, 12 та 24 місяці, залежно від токсичності речовин) медичні огляди.

2.3.2 Нормування шкідливих речовин

Шкідливі речовини, що потрапили в організм людини спричинюють порушення здоров'я лише в тому випадку, коли їхня кількість у повітрі перевищує граничну для кожної речовини величину. Під гранично допустимою концентрацією (ГДК) шкід­ливої речовини у повітрі робочої зони розуміють таку максимальну концентрацію даної речовини в повітрі робочої зони, яка при щоденній (крім вихідних днів) роботі протягом 8 годин чи іншої тривалості (але не більше 40 годин на тиждень) не призводить до зниження працездатності і захворювання в період трудової діяльності та у наступний період життя, а також не справляє несприятливого впливу на здоров'я нащадків.

ГДК шкідливої речовини у повітрі робочої зони встановлюється для речовин, що здатні чинити шкідливий вплив на організм працюючих при інгаляційному надходженні.

За величиною ГДК у повітрі робочої зони шкідливі речовини поділяються на чотири класи небезпеки (ГОСТ 12.1.007–76):

· 1–й — речовини надзвичайно небезпечні, ГДК менше 0,1 мг/м³ (свинець, ртуть, озон та ін.).

· 2–й — речовини високонебезпечні, ГДК 0,1—1,0 мг/м³ (кислоти сірчана та соляна, хлор, фенол, їдкі луги та ін.).

· 3–й — речовини помірно небезпечні, ГДК 1,1—10,0 мг/м³ (вінілацетат, толуол, ксилол, спирт метиловий та ін.).

· 4–й — речовини малонебезпечні, ГДК більше 10,0 мг/м³ (аміак, бензин, ацетон, гас та ін.).

При вмісті в повітрі робочої зони кількох речовин односпрямованої дії необхідно дотримуватись наступної умови:

(2.4)

де С₁, С₂, С₃... С_п – фактичні концентрації шкідливих речовин у повітрі, мг/м³; ГДК₁, ГДК₂... ГДК_п – гранично допустимі концентрації відповідних шкідливих речовин, мг/м³.

До шкідливих речовин односпрямованої дії належать шкідливі речовини, які є близькими за хімічною будовою та характером впливу на організм людини.

При одночасному вмісті в повітрі кількох шкідливих речовин, що не мають односпрямованої дії, ГДК залишаються такими самими, як і при їх ізольованій дії.

Для контролю концентрації шкідливих речовин у повітрі виробничих приміщень та робочих зон використовують наступні методи:

· Експрес-метод, який ґрунтується на явищі колориметрії (зміні кольору індика­торного порошку в результаті дії відповідної шкідливої речовини) і дозволяє швидко та з достатньою точністю визначити концентрацію шкідливої речовини безпосередньо у робочій зоні. Для цього методу використовують газоаналізатори (УГ–2, ГХ–4, СТХ–17.ФОН–1 та інші).

· лабораторний метод, що полягає у відборі проб повітря з робочої зони і проведенні фізико-хімічного аналізу (хроматографічного, фотоколориметричного та ін.) в лабораторних умовах. Цей метод дозволяє одержати точні результати, однак вимагає значного часу.

· метод неперервної автоматичної реєстрації вмісту в повітрі шкідливих хімічних речовин з використанням газоаналізаторів та газосигналізаторів (ФКГ–ЗМ на хлор, «Сирена–2» на аміак, «Фотон» на сірководень, стаціонарні широкого спектра: ЩИТ–2, СПА–1,СТХ–18).

Запиленість повітря можна визначити ваговим, електроіндукційним, фотометрич­ним та іншими методами. Найчастіше використовують ваговий метод. Для цього зважу­ють спеціальний фільтр до і після протягування через нього певного об'єму запиленого повітря, а потім вираховують вагу пилу в міліграмах на кубічний метр повітря.

2.4. ВЕНТИЛЯЦІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМІЩЕНЬ

2.4.1. Призначення та класифікація систем вентиляції

Під вентиляцією розуміють сукупність заходів та засобів призначених для забезпечення на постійних робочих місцях та зонах обслуговування виробничих примі­щень метеорологічних умов та чистоти повітряного середовища, що відповідають гігієнічним та технічним вимогам. Основне завдання вентиляції – вилучити із примі­щення забруднене, вологе або нагріте повітря та подати чисте свіже повітря.

Вентиляція класифікується за такими ознаками:

· за способом переміщення повітря – природна, штучна (механічна) та суміще­на (природна та штучна одночасно);

· за напрямком потоку повітря – припливна, витяжна, припливно-витяжна;

· за місцем дії – загально обмінна, місцева, комбінована;

· за призначенням – робоча, аварійна.

Припливна вентиляція слугує для подачі чистого повітря ззовні у приміщення. При витяжній вентиляції повітря вилучається з приміщення, а зовнішнє надходить через вікна, двері, нещільності будівельних конструкцій. Припливно-витяжна вентиляція поєднує першу й другу.

Загальнообмінна вентиляція підтримує нормальне повітряне середовище у всьому об'ємі робочої зони виробничого приміщення (цеху). За допомогою місцевої вентиляції шкідливі виділення вилучаються або розчиняються шляхом припливу чистого повітря безпосередньо у місцях їх утворення. Комбінована вентиляція поєднує загальнообмінну та місцеву.

Аварійну вентиляцію влаштовують у тих виробничих приміщеннях, в яких можуть статися аварії з виділенням значної кількості шкідливостей, а також коли при виході з ладу робочої вентиляції в повітрі можуть утворюватись небезпечні для життя працівників або вибухонебезпечні концентрації. Аварійна вентиляція, як правило, проектується витяжною.

2.4.2. Природна вентиляція

Природна вентиляція відбувається внаслідок теплового та вітрового напорів. Тепло­вий напір обумовлений різницею температур, а значить і густини внутрішнього і зовнішнього повітря. Вітровий напір обумовлений тим, що при обдуванні вітром будівлі, з її навітряної сторони утворюється підвищений тиск, а з підвітряної – розрідження (рис. 2.3).

Природна вентиляція може бути неорганізованою і організованою. При неорганізо­ваній вентиляції невідомі об'єми повітря, що надходять та вилучаються із приміщення, а сам повітрообмін залежить від випадкових чинників (напрямку та сили вітру, температури зовнішнього та внутрішнього повітря). Неорганізована природна вентиляція включає інфіль­трацію – просочування повітря через нещільності у вікнах, дверях, перекриттях тощо та провітрювання, що здійснюється при відкриванні вікон та кватирок.

Організована природна вентиляція називається аерацією. Для аерації в стінах будівлі роблять отвори для надходження зовнішнього повітря, а на даху чи у верхній частині будівлі встановлюють спеціальні пристрої (ліхтарі) для видалення відпрацьованого повітря. Для регулювання надходження та видалення повітря передбачено перекривання на необхідну величину аераційних отворів та ліхтарів. Це особливо важливо у холодну пору року.

У виробничих приміщеннях внаслідок надходження тепла від устаткування, нагрітих матеріалів та речовин, людей, температура повітря як в теплий, так і в холодний періоди року, зазвичай, вище температури зовнішнього повітря. Середній тиск повітря в приміщенні практично дорівнює тиску зовнішнього повітря, однак рівність тисків спостерігається в певній горизонтальній площині, що знаходиться приблизно посередині висоти приміщення і називається площиною рівних тисків (рис. 2.4). Тиск на рівні цієї площини можна прийняти рівним нулю. Тоді тиски, що створюються стовпами висотою від центру нижніх відкритих отворів до площини рівних тисків, становлять всередині приміщення , зовні . Значить, на рівні центру нижніх отворів створюється розрі­дження , завдяки якому повітря надходить через нижні отвори в примі­щення. На рівні центру верхніх отворів створюється тиск , що спричиняє рух повітря з приміщення назовні. Таким чином, завдяки різниці тисків у приміщенні відбувається повітрообмін. Тиск теплового напору Н_т дорівнює:

, (2.5)

де , — густина зовнішнього та внутрішнього повітря, кг/м³; - відстань між центрами нижніх та верхніх вентиляційних отворів, м.

Швидкість руху повітря у вентиляційному отворі розраховується за формулою:

(2.6)

де g – прискорення вільного падіння, 9,8 м/с²; – густина повітря, кг/м³; – різниця тисків всередині будівлі та зовні, кг/м².

Об'єм повітря L, що надходить чи виходить через вентиляційний отвір становить:

, (2.7)

де F – площа вентиляційного отвору, – коефіцієнт втрат, який залежить від конструкції стулок та кута їх розкриття.

Наведені формули є вірними лиш у випадку безвітряної погоди, або для будівель, що добре захищені від вітру. Якщо ж будівля обдувається вітром (рис. 2.3) то підвище­ний тиск (навітряна сторона будівлі) чи розрідження (підвітряна сторона) визначається за формулою:

, (2.8)

де Н_в – вітровий тиск чи розрідження, кгс/м²; К – аеродинамічний коефіцієнт, що залежить від конфігурації будівлі. Зазвичай приймають К = 0,7 - 0,85 на навітряній стороні та 0,3 - 0,5 – на підвітряній.

Для збільшення природної тяги за рахунок енергії вітру над витяжними каналами встановлюють спеціальні насадки, які отримали назву дефлекторів (рис. 2.5).

Дія дефлектора базується на тому, що при його обтіканні вітром приблизно на 5/7 поверхні насадки утворюється розрідження, внаслідок чого у витяжно­му каналі збільшується тяга.

Рис. 2.5. До принципу дії дефлектора

Діаметр горловини (патрубка) дефлектора набли­жено визначають за формулою:

, (2.6)

де — продуктивність дефлектора, м³/год; V – швидкість вітру, м/с.

Дефлектори необхідно розташовувати на найвищих ділянках покрівлі, вище гребеня даху в зоні ефективної дії вітру.

Перевагою природної вентиляції є її дешевизна та простота експлуатації. Основний її недолік у тому, що повітря надходить у приміщення без попереднього очищення, а видалене відпрацьоване повітря також не очищується і забруднює довкілля.

2.4.3. Штучна вентиляція

Штучна (механічна) вентиляція, на відміну від природної, дає можливість очищу­вати повітря перед його викидом в атмосферу, вловлювати шкідливі речовини безпосередньо біля місць їх утворення, обробляти припливне повітря (очищувати, підігрівати, зволожувати тощо), більш цілеспрямовано подавати повітря в робочу зону. Окрім того, механічна вентиляція дає можливість організувати повітрозабір у найбільш чистій зоні території підприємства і навіть за її межами.

При штучній вентиляції повітрообмін здійснюється внаслідок різниці тисків, що створюється вентилятором. Вона застосовується в тих випадках, коли тепловиділення у виробничому приміщенні недостатні для постійного (протягом року) використання аерації, або коли кількість чи токсичність шкідливих речовин, які виділяються у повітря приміщення є такою, що виникає необхідність постійного повітрообміну незалежно від метеорологічних умов навколишнього середовища.

Механічна вентиляція може бути робочою або аварійною. Остання повинна передбачатися у виробничих приміщеннях, де можливе раптове надходження у повітря значної кількості шкідливих чи вибухонебезпечних речовин. Аварійна вентиляція повинна вмикатись автоматично у разі досягнення граничної концентрації небезпечних виділень і забезпечувати швидке їх вилучення із приміщення. Як правило, аварійна вентиляція повинна забезпечувати 8 – 12-кратний повітрообмін за годину в приміщенні.

Робоча вентиляція може бути загальнообмінною, місцевою чи комбінованою.

2.4.3.1. Загальнообмінна штучна вентиляція

Загальнообмінна вентиляція забезпечує створення необхідного мікроклімату та чистоти повітряного середовища у всьому об'ємі робочої зони приміщення. Вона застосовується для видалення надлишкового тепла при відсутності токсичних виділень, а також у випадках, коли характер технологічного процесу та особливості виробничого устаткування виключають можливість використання місцевої витяжної вентиляції.

Розрізняють чотири основні схеми організації повітрообміну при загальнообмінній вентиляції: зверху вниз, зверху вверх, знизу вверх, знизу вниз (рис. 2.6).

Схеми зверху вниз (рис. 2.6, а) та зверху вверх (рис. 2.6, б) доцільно застосовувати у випадку, коли припливне повітря в холодний період року має температуру нижчу температури приміщення. Припливне повітря перш ніж досягти робочої зони нагрівається за рахунок повітря приміщення. Інші дві схеми (рис. 2.6, в та 2.6, г) рекомендується використовувати тоді, коли припливне повітря в холодний період року підігрівається і його температура вища за температуру внутрішнього повітря.

Якщо у виробничих приміщеннях виділяються гази та пари з густиною, що перевищує густину повітря (наприклад, пари кислот, бензину, гасу тощо), то загальнообмінна вентиляція повинна забезпечити видалення 60% повітря з нижньої зони приміщення та 40% – з верхньої. Якщо густина газів менша за густину повітря, то видалення забрудненого повітря здійснюється у верхній зоні.

Рис. 2.6. Схема організації повітрообміну при загальнообмінній вентиляції

Загальнообмінна штучна вентиляція може бути припливною, витяжною чи припливно-витяжною.

Припливна загальнообмінна вентиляція забезпечує подачу чистого зовніш­нього повітря у приміщення. При цьому видалення забрудненого повітря здійснюється через вентиляційні отвори, фрамуги, дефлектори. Даний вид механічної вентиляції застосовується у виробничих приміщеннях зі значним тепловиділенням і низькою концентрацією шкідливих речовин.

Витяжна загальнообмінна вентиляція застосовується у виробничих приміщеннях, в яких відсутні шкідливі речовини, а необхідна кратність повітрообміну є невеликою, а також у допоміжних, побутових та складських приміщеннях. Повітря після очищення необхідно викидати на висоті не менше ніж 1 м над гребенем даху. Забороняється робити викидні отвори безпосередньо у вікнах.

Припливно-витяжна загальнообмінна вентиляція застосовується у примі­щеннях, в яких необхідно забезпечити підвищений та надійний повітрообмін. При цьому виді механічної вентиляції у виробничих приміщеннях, де виділяється значна кількість шкідливих газів, парів, пилу витяжка повинна бути на 10% більшою ніж приплив, щоб шкідливі речовини не витіснялись у суміжні приміщення з меншою шкідливістю.

В системі припливно-витяжної вентиляції можливе використання не лише зовніш­нього повітря, але й повітря самих приміщень після його очищення. Таке повторне використання повітря приміщень називається рециркуляцією і здійснюється в холодний період року для економії тепла, що витрачається на підігрівання припливного повітря. Однак можливість рециркуляції обумовлюється цілою низкою санітарно-гігієнічних та протипожежних вимог.

Поиск по сайту: