4.4.1 Нормирование метеорологических условий производственной среды

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" необходимо определить нормы оптимальных и допустимых параметров микроклимата: температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.

Оптимальные параметры задаются в зависимости от категории тяжести выполняемой работы и от периода года (холодного или переходного и теплого). В связи со спецификой рабочего процесса, работа студента на фрезерном станке с чпу относится к классу IIа – средней тяжести, т.е связанная с постоянной ходьбой, перемещением мелких изделий или предметов в положении стоя или сидя . Оптимальные и допустимые нормы параметров принимаются в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88

Категория работ	Энергозатраты		Характеристика работы
	ккал/час	Вт
Средней тяжести IIа	151÷200	175÷232	Связанная с постоянной ходьбой, перемещением мелких изделий или предметов в положении стоя или сидя

Период года	Категория работ	Температура, С	Относительная влажность,%	Скорость движения воздуха υв, м/с
Холодный и переходный	Средней тяжести IIа	17 ÷ 23	75	≤ 0,3
Теплый	Средней тяжести IIа	18 ÷ 27	65 (при 26 С)	0,2 ÷ 0,4

4.4.2 Мероприятия, обеспечивающие нормативные метеорологические условия

Для оздоровления воздушной среды и нормализации микроклимата предусматривается комплекс мероприятий, основными из которых являются:

• рациональное размещение оборудования

• устройство вентиляции и отопления

• рациональная организация отдыха

В целях предупреждения опасности отравления и обеспечения допустимых гигиенических условий труда предусматривается вентиляция.

В зависимости от характера выделяющихся в производственное помещение вредностей выбирается система вентиляции, приводится расчет необходимого воздухообмена в соответствии с СНиП 2.04.05-91 с учетом вида вредного фактора загрязняющего воздушную среду (токсичные вещества, теплоизбытки, влагоизбытки) и расхода воздуха, удаляемого местными отсосами.

Вентиляция. Для обеспечения санитарно-гигиенических требований к параметрам воздушной среды в помещении цеха предусматривается естественная и искусственная вентиляция.

Естественная вентиляция (через встроенные в стены шахты-короба). Искусственная вентиляция - общая приточная и местная вытяжная в виде вытяжных зонтов, установленных над рабочим столом.

Расчет воздухообмена искусственной вентиляции.

В помещениях, где образуется избыток тепла, применяется формула:

L = L_рз + [3,6Q_изб - C_рL_рз(t_рз - t _п)]/ [C_р(t_ух - t_п)], м³/ч,

где Q_изб - количество избыточного тепла, выделившегося в помещение, кДж; C_р - теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(кгC); L_рз - количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны помещения местными отсосами; t_рз, t_п ,t_ух -температура воздуха, С; соответственно: рабочей зоны; подаваемого в помещение; уходящего из помещения.

При этом температура уходящего из помещения воздуха определяется из зависимости:

t_ух = t_рз + t(h-2) ,С,

где t - температурный градиент по высоте помещения, С/м ( t = 0,5  1,5); h - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м; 2 - высота рабочей зоны, м.

Температура подаваемого воздуха (t_п) должна быть на 5 - 8 С ниже температуры воздуха в рабочей зоне или t_п = t + 0,001P_п, где P_п -полное давление вентилятора, Па; t - температура наружного воздуха, С; Q_изб - количество избыточного тепла, представляет собой разность между значениями явной теплоты Q_я, выделяемой в ходе технологического процесса (оборудованием, работающими и др.), и теплоты, уходящей из помещения Q_ух (потребляемой в ходе процесса, отводимой в строительные конструкции и др.):

Q_изб = Q_я - Q_ух.

Поскольку вентиляция рассчитывается для летнего периода, то Q_ух допускается принимать равной 0. Тогда Q_изб = Q_я, которая складывается из теплоты, выделяемой в помещение от технологического оборудования (Q_об), от оборудования, приводимого в действие электродвигателями (Q_э), от источников искусственного освещения (Q_осв) и от работающих (Q_р), т.е.:

Q_изб = Q_об + Q_э + Q_осв + Q_р, Вт

Q_об - теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования вычисляются по формуле:

Q_об = _оF_о(t_н + t_рз), Вт,

где _о- коэффициент теплоотдачи, Вт /(м²К); F_о - площадь нагретой поверхности оборудования или трубопроводов, м²; t_н - температура поверхности теплоизолированного оборудования, С (можно принять равной 45 С); t_рз- температура в рабочей зоне помещения .

Значение коэффициента теплоотдачи может быть приближенно вычислено из соотношения:

_о = 11,6υ_в , Вт/(м²К) ,

где υ_в - скорость движения воздуха в помещении в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, м/с.

Q_э - теплопоступления от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:

Q_э = 0,25W1000 ,Вт ,

где W - суммарная мощность электродвигателей, Вт;

Q_осв - теплопоступления от источников искусственного освещения:

Q_осв = kESq , Вт,

где k = 1 для люминесцентных ламп; Е - нормированная освещенность в соответствии со СНиП 23.05-95, лк; S - освещаемая площадь помещения, м²; q - удельные тепловыделения. Для ламп светильников диффузионного рассеивания q = 0,094 Вт/(м^2лк).

Q_р - теплопоступления от работающих:

Q_р = qn ,Вт

где q - тепловыделения одним человеком (кДж/ч); n - количество работающих в смену. 1 Вт = 3,6 кДж/ч

Характер работы	Количество тепла, кДж/ч, выделяемого людьми при температуре в помещении (в С)
	15	20	25	30
Легкая работа	567	546	525	525
Работа средней тяжести	756	735	714	714
Тяжелая работа	1050	1050	1050	1050

Определяем количество избыточного тепла, образующегося в помещении.

1. Теплопоступления от рабочих:

Q_р = q  n = 714  1 = 714 кДж/ч = 198 Вт.

2. Теплопоступления от источников искусственного освещения:

Q_осв = k  E  S  q = 1  150  90  0,094 = 1269 Вт.

3. Теплопоступления от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:

Q_э = 0,25  W  1000 = 0,25  4,5 1000 = 1125 Вт.

4. Теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования:

Q_об = _о  F_о  (t_н + t_рз) ,Вт.

Коэффициент теплоотдачи:

_о = 11,6V_в = 11,60,3 = 6,35 Вт/(м²К)

Q_об = _о  F_о  (t_н + t_рз) = 6,35  1,2  (45 + 25) = 533,4 Вт.

Общее количество избыточной теплоты, выделяемой в ходе технологического процесса:

Q_изб = Q_об + Q_э + Q_осв + Q_р = 533,4 + 1125 + 1269 + 198 = 3125,4 Вт.

Определяем температуру уходящего из помещения воздуха:

t_ух = t_рз + t(h-2) = 25 + 1 (3,5 – 2) = 26,5С.

Определяем температуру подаваемого воздуха:

t_п = 20 С.

Определяем требуемый воздухообмен:

L = L_рз + [3,6Q_изб - C_рL_рз(t_рз - t _п)]/ [C_р(t_ух - t_п)] = 0 + [3,6 3125,4 – 1,2  0  (25 – 20)]/ [1,2(26,5 – 20)] = 1442,5 м³/ч.

После определения требуемого воздухообмена производится подбор типа исполнения вентилятора и электродвигателя к нему. В зависимости от состава перемещаемой среды по типу исполнения вентиляторы бывают:

- обычного исполнения - для перемещения неагрессивных сред с температурой не выше 80 С, при содержании пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м³, например, марок - Ц4-70, Ц4-76, Ц14-46;

- пылевые - для перемещения воздуха с содержанием пыли более 100 мг/м³, например, марки Ц6-45,ЦП 7-40;

- взрывобезопасного исполнения, если в транспортируемом воздухе содержатся горючие пары, газы и взрывоопасная пыль.

Выбираем вентилятор Ц4-70.

В данном помещении устанавливают двигатели со степенью защиты JР 23.

Отопление. Система отопления двухтрубная с верхней разводкой. Прокладка труб открытая, теплоноситель - перегретая вода (t = 73 С), поступающая из наружных тепловых сетей. Отопление осуществляется радиаторами типа HI40-АО.