1. Основные положения.

В целях поддержания в цехах оптимальных условий микроклимата и предотвращения чрезвычайных ситуаций, (массовые отравления, взрывы), для удаления вредных газов, пыли и влаги устанавливается вентиляция.

Вентиляцией называется организованный регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязнённого воздуха и подачу на его место свежего.

В зависимости от способа движения воздуха вентиляция может быть естественная и механическая.

Естественная – вентиляция, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания.

Механическая – вентиляция, с помощью которой воздух подаётся в производственное помещение или удаляется из него по системе вентиляционных каналов за счёт работы вентилятора. Она позволяет поддерживать в рабочих помещениях постоянную температуру и влажность.

В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция подразделяется на местную, общеобменную, смешанную и аварийную.

Общеобменная вентиляция – предназначена для удаления избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всём объёме рабочей зоны помещений. Она создаёт условия воздушной среды, одинаковые по всему объёму вентилируемого помещения, и применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению.

В зависимости от требований производства и санитарно – гигиенических правил приточный воздух можно нагреть, охладить, увлажнить, а удаляемый из помещений воздух очистить от пыли и газа.

Обычно объём воздуха L_пр, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объёму воздуха L_в, удаляемого из помещения.

Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.

2. Порядок выполнения работы.

1. Выбрать вариант по таблице вариантов и выписать расчётные данные.

2. Ознакомится с методикой расчёта.

3. Рассчитать необходимый расход воздуха для отвода избыточного тепла, выделяе-

мого различным электрооборудованием и работающим персоналом, L₁ (2).

4. Рассчитать необходимый расход воздуха для поддержания концентрации вредных

веществ в заданных пределах, L₂ (9).

5. Сравнить величины L₁ и L₂ и выбором наибольшей из них, определить потребный

воздухообмен L (м³ / ч). Он должен быть больше необходимого воздухообмена для всего производственного помещения, (1) .

6. В зависимости от потребного воздухообмена L и внутреннего свободного объема помещения V_с, определить кратность воздухообмена К (12).

7. Сравнить полученную кратность воздухообмена с кратностью для заданных производственных помещений (см. примечание). Сделать вывод, оформить работу, сдать преподавателю на проверку.

2. Методика расчёта потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяется из условий отвода избыточного тепла, удаления избыточной влаги, удаления ядовитых и вредных газов, а также пыли.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объёма помещения, приходящегося на одного работающего. Отсутствием вредных выделений считается такое их количеств в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую. При этом предельно допустимые концентрации вредных и ядовитых веществ в воздухе рабочей зоны должны соответствовать ГОСТ 12.1.005 – 91. [2]

Если в производственном помещении объём воздуха на каждого работающего составляет V_{пр i}< 20м ³ , то расход воздуха L _i должен быть не менее 30м ³ на каждого работающего. Если V_{пр i} = 20 … 40м ³, то L _i ≥ 20м³ / ч. В помещениях с V_{пр i} > 40м ³ и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. При отсутствии естественной вентиляции расход воздуха на одного работающего должен быть не менее 60м ³ / ч.

Для качественной оценки эффективности воздухообмена принимают понятие кратности воздухообмена К – отношение объёма воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м ³ / ч), к свободному объёму вентилируемого помещения V _с (м ³).

При правильной организации вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом:

L _пп = n · L _i; (1) [3]

Где n – число работающих в данном помещении.

В данной практической работе рассчитаем потребную кратность воздухообмена для случаев отвода избыточного тепла и удаления вредных газов.

а. Необходимый воздухообмен для отвода избыточного тепла.

(2) [3]

Где L₁ – воздухообмен, необходимый для отвода избыточного тепла (м ² / ч);

Q – избыточное количество тепла, (кДж / ч);

с – теплоёмкость воздуха, (Дж / (кг · ⁰ С), с = 1,006 · 10 ³ дж / кг · ⁰ С;

ρ – плотность воздуха, (кг / м ³);

(3) [4]

Где t_пр – температура приточного воздуха, (⁰С); Она зависит от географического расположения завода. Для Москвы – принимается равной 22,3 ⁰С.

T _ух – температура воздуха, уходящего из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, (⁰ С), которая принимается на 3 – 5 ⁰ С выше расчётной температуры наружного воздуха.

Избыточное количество тепла, подлежащего удалению из производственного помещения, определяется по тепловому балансу:

Q = Σ Q _пр – Σ Q_расх; (4) [4]

Где Σ Q_пр – тепло, поступающее в помещение от различных источников, (кДж / ч);

Σ Q_расх – тепло, расходуемое стенами здания и уходящие с нагретыми материалами, (кДж / ч), рассчитывается согласно методики, изложенной в СниП 2.04.05 – 86.

Так как перепад температур воздуха внутри здания и снаружи в тёплый период года небольшой (3 – 5), то при расчёте воздухообмена по избытку тепловыделений, потери тепла через конструкции зданий можно не учитывать. А несколько увеличившийся воздухообмен благоприятно повлияет на микроклимат рабочего помещения в наиболее жаркие дни.

Основными источниками тепловыделения в производственных помещениях являются:

• Горячие поверхности ( печи, сушильные камеры, системы отопления и т.д.);

• Остывшие массы (металл, масла, вода и т.д.);

• Оборудование с приводом от электродвигателей;

• Солнечная радиация;

• Персонал работающий в помещении.

Для упрощения расчётов в данной практической работе избыточное количество тепла определяется только с учётом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала.

Таким образом: Q = Σ · Q _пр; (5) [4]

ΣQ _пр = Q_э.о. + Q _р; (6) [4]

Где Q _э.о. – тепло, выделяемое при работе оборудования с приводом от электродвигате- лей, (кДж / ч);

Q _р – тепло, выделяемое работающим персоналом, (кДж / ч).

(7) [4]

Где β – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы. Принимается равным 0,25 … 0,35;

N – общая установочная мощность электродвигателей, (кВт);

Q _р – определяется по формуле: Q _р = n · q _р (8) [4]

300 кДж / ч – при лёгкой работе;

400 кДж /ч – при работе средней тяжести;

500 кДж / ч – при тяжёлой работе.

Где n – число работающего персонала, (чел);

q _р – тепло, выделяемое одним

человеком, (кДж / ч);

б. Необходимый воздухообмен для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах.

При работе вентиляции, когда существует равенство масс приточного и удаляемого воздуха можно принять, что вредные вещества не накапливаются в производственном помещении. Следовательно, концентрация вредных веществ в удаляемом из помещения воздухе c _ух не должна превышать ПДК, т.е. с _ух ≤ ПДК = с _пдк.

Необходимый воздухообмен для удаления вредных газов рассчитывается по формуле:

L ₂ = G_вр / (с _пдк – с _пр); (9) [3]

Где G _вр – количество вредных веществ, выделяемых в производственном помеще- нии, (мг / ч); с _пдк – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, (мг / м ³); с _пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, (мг / м ³). Концентра ция вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 30% ПДК, т.е. с _пр ≤ 0.3 · ПДК.

в. Определение потребной кратности воздухообмена.

Величина, показывающая во сколько раз потребный воздухообмен больше объёма воздуха, находящегося в производственном помещении (определяющая кратность смены воздуха), называется потребной кратностью воздухообмена. Она вычисляется по формуле:

К = L / V _с; (10) [4]

Где К –потребная кратность воздухообмена; L – потребный воздухообмен, (м ³ / ч). Определяется сравнением величин L ₁ и L ₂ и выбором наибольшей из них; V_с – внутренний свободный объём помещения, (м ³). Он определяется, как раз- ность между объёмом помещения и объёмом, занимаемым производствен- ным оборудованием. Если свободный объём помещения определить невоз- можно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объёма помещения.

Кратность воздухообмена производственных помещений обычно составляет от 1 до 10. Для цехов литейных, кузнечно-прессовых, термических, сварочных, химических производств кратность воздухообмена составляет 2 – 10, для цехов машиностроения и приборостроения – 1 – 3.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. СниП 2.04.05 – 91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», М., ЦИТП, Минстроя РФ, 1991.

2. ГОСТ 12.1.005 – 91 ССТБ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

3. «Безопасность жизнедеятельности». Учебник для ВУЗов, под общей редакцией С.В. Белова, - М., «Высшая школа», 1999.

4. «Безопасность жизнедеятельности». Учебник для СПО, под общей редакцией С.В. Белова, - М., «Высшая школа», 2000.

Варианты практических заданий по теме: «Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции».

Варианты задания для студентов соответствуют их порядковому номеру в классном журнале.

№ варианта	Габариты помещения			Установочная мощность электродвигателей	Число работающего персонала	Категория тяжести труда	Наименование вредного вещества.	Количество вредного вещества	ПДК вредного вещества.
	Длина	Ширина	Высота
	м	м	м	кВт	чел			Gвр мг/ч	мг / ч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	90	32	8	105	121	лёгкая	Пары свинца	90	0,01
2	-,,-	-,,-	-,,-	117	158	Средней тяжести	-,,-	100	-,,-
3	-,,-	-,,-	-,,-	160	171	тяжёлая	-,,-	80	-,,-
4.	62	25	7,5	172	185	лёгкая	-,,-	60	-,,-
5.	-,,-	-,,-	-,,-	180	191	Средней тяжести	-,,-	70	-,,-
6.	-,,-	-,,-	-,,-	190	164	тяжёлая	-,,-	50	-,,-
7.	98	35	7	160	150	лёгкая	Древесная пыль	30000	6
8.	-,,-	-,,-	-,,-	90	120	Средней тяжести	-,,-	45000	-,,-
9.	-,,-	-,,-	-,,-	120	130	тяжёлая	-,,-	70000	-,,-
10.	80	20	15	130	90	лёгкая	-,,-	25000	-,,-
11.	-,,-	-,,-	-,,-	30	148	Средней тяжести	-,,-	58000	-,,-
12.	-,,-	-,,-	-,,-	50	80	тяжёлая	-,,-	91000	-,,-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
13.	40	20	10	40	40	лёгкая	ацетон	10000	200
14.	-,,-	-,,-	-,,-	60	55	Средней тяжести	-,,-	8500	-,,-
15.	-,,-	-,,-	-,,-	75	62	тяжёлая	-,,-	9500	-,,-
16.	50	30	12	190	200	лёгкая	-,,-	12000	-,,-
17.	-,,-	-,,-	-,,-	186	300	Средней тяжести	-,,-	7600	-,,-
18.	-,,-	-,,-	-,,-	185	188	Тяжёлая	-,,-	5200	-,,-
19.	30	20	7	60	58	лёгкая	аммиак	90	12
20.	-,,-	-,,-	-,,-	52	40	Среднеё тяжести	-,,-	80	-,,-
21.	-,,-	-,,-	-,,-	25	44	тяжёлая	-,,-	45	-,,-
22.	-,,-	-,,-	-,,-	60	50	-,,-	-,,-	40	-,,-
23.	50	30	10	35	30	лёгкая	-,,-	60	-,,-
24.	-,,-	-,,-	-,,-	25	30	тяжёлая	-,,-	75	-,,-
25.	-,,-	-,,-	-,,-	40	50	Средней тяжести	-,,-	55	-,,-
26.	20	20	9	15	20	лёгкая	Сероводород	105	24
27.	-,,-	-,,-	-,,-	16	25	Средней тяжести	-,,-	110	24
28.	-,,-	-,,-	-,,-	18	32	тяжёлая	-,,-	115	-,,-
29.	20	12	7	8	10	лёгкая	-,,-	85	-,,-
30.	-,,-	-,,-	-,,-	12	12	Средней тяжести	-,,-	60	-,,-
31.	-,,-	-,,-	-,,-	9	15	тяжёлая	-,,-	70	-,,-