Вентиляция рабочей зоны

ПЛАН

ВСТУПЛЕНИЕ

1. Общие сведения о  загрязнении воздуха рабочей  зоны

1.1 Нормирование содержания  вредных веществ в воздухе  рабочей зоны

1.2 Метеорологические условия  и их нормирование в производственных  помещениях

2. Мероприятия по оздоровлению  воздушной среды

3. Вентиляция как средство защиты воздушной среды производственных помещений

3.1 Естественная вентиляция

3.2 Механическая вентиляция

3.3 Местная вентиляция

4. Оборудование для вентиляционных  систем и устройства очистки  воздуха

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВСТУПЛЕНИЕ

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. По этой причине указанные  характеристики приняты в качестве нормируемых параметров микроклимата. Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности  и скорости движения воздуха для  рабочей зоны производственных помещений  устанавливаются в зависимости  от тяжести выполняемой работы, периода  года и количества избытков явного тепла в помещении.

Оптимальными микроклиматическими  условиями считаются такие сочетания  параметров микроклимата, которые при  длительном и систематическом воздействии  на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и  теплового состояния организма  без напряжения реакций терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и способствуют поддержанию высокого уровня работоспособности.

Допустимыми условиями считаются  такие параметры микроклимата, которые  при длительном и систематическом  воздействии на человека могут вызвать  преходящие и быстро нормализующиеся  изменения функционального и  теплового состояния организма  и напряжение реакций терморегуляции, не выходящих за пределы физиологических  приспособительных возможностей. При  этом не возникает нарушений здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные  теплоощущения и понижение работоспособности.

Поэтому в производственных помещениях должны обеспечиваться по возможности оптимальные параметры  микроклимата. Одним из необходимых  условий здорового и высокопроизводительного  труда является обеспечение чистоты  воздуха и нормальных метеорологических  условий в рабочей зоне помещений, т. е. пространстве высотой до 2 м  над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места.

1. Общие сведения  о загрязнении воздуха рабочей  зоны

Атмосферный воздух в своем  составе содержит (% по объему): азота - 78,08; кислорода - 20,95; аргона, неона и  других инертных газов - 0,93; углекислого  газа - 0,03; прочих газов - 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для  дыхания. Воздух рабочей зоны редко  имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические  процессы сопровождаются выделением в  воздух производственных помещений  вредных веществ - паров, газов, твердых  и жидких частиц. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и  жидкие частицы вещества - дисперсные системы - аэрозоли, которые делятся  на пыль (размер твердых частиц более 1 мкм), дым (менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм). Пыль бывает крупно - (размер частиц более 50 мкм), средне - (50 - 10 мкм) и мелкодисперсной (менее 10 мкм).

Поступление в воздух рабочей  зоны того или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также  от промежуточных и конечных продуктов. Так, пары выделяются в результате применении различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути  и т. д., а газы - чаще всего при  проведении технологического процесса, например, при сварке, литье, термической  обработке металлов.

Причины выделения пыли на предприятиях машиностроения могут  быть самыми разнообразными. Пыль образуется при дроблении и размоле, транспортировании  измельченного материала, механической обработке хрупких материалов, отделке  поверхности (шлифовании, глянцевании), упаковке и расфасовке и т. п. Эти  причины пылеобразования являются основными, или первичными. В условиях производства может возникать и  вторичное пылеобразование, например, при уборке помещений, движении людей  и т. п. Такое выделение пыли иногда бывает весьма нежелательным (в электровакуумной промышленности, приборостроении). Дым  возникает при сгорании топлива  в печах и энергоустановках, а  туман - при использовании смазочно-охлаждающих  жидкостей, в гальванических и травильных цехах при обработке металлов.

Вредные вещества проникают  в организм человека главным образом  через дыхательные пути, а также  через кожу и с пищей. Большинство  этих веществ относится к опасным  и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое  действие на организм человека. Эти  вещества, хорошо растворяясь в биологических  средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение  нормальной жизнедеятельности. По характеру  воздействия на организм человека вредные  вещества подразделяются на:

1. общетоксические - вызывающие  отравление всего организма (окись  углерода, цианистые соединения, свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его  соединения и др.).

2. раздражающие - вызывающие  раздражение дыхательного тракта  и слизистых оболочек (хлор, аммиак, сернистый газ, фтористый водород,  окислы азота, озон, ацетон и  др.).

3. сенсибилизирующие - действующие  как аллергены (формальдегид, различные  растворители и лаки на основе  нитро - и нитрозосоединений и  др.).

4. канцерогенные - вызывающие  раковые заболевания (никель и  его соединения, амины, окислы  хрома, асбест и др.).

5. мутагенные - приводящие  к изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные вещества  и др.).

6. влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, марганец, стирол, радиоактивные вещества  и др.).¹

1.1 Нормирование  содержания вредных веществ в  воздухе рабочей зоны

ГОСТ 12.1.005 - 88 установлены  предельно допустимые концентрации вредных веществ q ПДК (мг/м ) в воздухе  рабочей зоны производственных помещений. Вредные вещества по степени воздействия  на организм человека подразделяются на следующие классы: 1-й - чрезвычайно  опасные, 2-й - высоко опасные, 3-я - умеренно опасные, 4-й - малоопасные. В качестве примера в табл. 1 приведены нормативные  данные для ряда веществ (всего нормируется  более 700 веществ).

Таблица 1. - Значения допустимых концентраций веществ

1.2 Метеорологические  условия и их нормирование  в производственных помещениях

Метеорологические условия, или микроклимат, в производственных условиях определяются следующими параметрами: температурой воздуха t (°С), относительной влажностью ( % ), скоростью движения воздуха на рабочем месте V(м/с). Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении Р, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а, следовательно, и на процесс дыхания.

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком  диапазоне давлений 734 - 1267 гПа (550 - 950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей  по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное  ощущение.

Необходимость учета основных параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственных помещений.

Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени  физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа). Отдача теплоты  организмом человека в окружающую среду  происходит в результате теплопроводности через одежду Qт, конвекции у тела Qк, излучения на окружающие поверхности Qи, испарения влаги с поверхности  кожи Qисп. Часть теплоты расходуется  на нагрев вдыхаемого воздуха Qв.

Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее  данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

Q=Qт+Qк+Qи+Qисп+Qв,

поэтому температура внутренних органов человека остается постоянной (около 36,6° С). Эта способность  человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении  параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.

При высокой температуре  воздуха в помещении кровеносные  сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности  тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается.

Однако при температурах окружающего воздуха и поверхностей оборудования и помещений 30 - 35° С  отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается. При более  высокой температуре воздуха  большая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности  кожи. В этих условиях организм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и соли, играющие важную роль в жизнедеятельности организма. Поэтому в горячих цехах рабочим  дают подсоленную воду.

При понижении температуры  окружающего воздуха реакция  человеческого организма иная: кровеносные  сосуды кожи сужаются, приток крови  к поверхности тела замедляется, и отдача теплоты конвекцией и  излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.

Влажность воздуха оказывает  большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность (ц>85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность (ц<20%) вызывает пересыхание  слизистых оболочек дыхательных  путей.

Оптимальные величины относительной  влажности составляют 40 - 60%.Движение воздуха в помещениях является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека.

В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его  состояние, но оказывает неблагоприятное  воздействие при низкой температуре  воздуха в холодный период года.

Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 - 0,5 м/с, а летом - 0,2 - 1,0 м/с. В горячих  цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих (воздушное душирование) до 3,5 м/с.

2. Мероприятия  по оздоровлению воздушной среды

Требуемое состояние воздуха  рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий, к основным из которых относятся:

1. Механизация и автоматизация  производственных процессов, дистанционное  управление ими. Эти мероприятия  имеют большое значение для  защиты от воздействия вредных  веществ, теплового излучения,  особенно при выполнении тяжелых  работ.

Автоматизация процессов, сопровождающихся выделением вредных веществ, не только повышает производительность, но и  улучшает условия труда, поскольку  рабочие выводятся из опасной  зоны. Например, внедрение автоматической сварки с дистанционным управлением  вместо ручной дает возможность резко  оздоровить условия труда сварщика.

2. Применение технологических  процессов и оборудования, исключающих  образование вредных веществ  или попадание их в рабочую  зону. При проектировании новых  технологических процессов и  оборудования необходимо добиваться  исключения или резкого уменьшения  выделения вредных веществ в  воздух производственных помещений.  Этого можно достичь, например, заменой токсичных веществ не  токсичными, переходом с твердого  и жидкого топлива на газообразное, электрический высокочастотный  нагрев.

Большое значение для оздоровления воздушной среды имеет надежная герметизация оборудования, в котором  находятся вредные вещества, в  частности, нагревательных печей, газопроводов, насосов, компрессоров, конвейеров и  т. д.

Через не плотности в соединениях, а также вследствие газопроницаемости  материалов происходит истечение находящихся  под давлением газов.

3. Защита от источников  тепловых излучений. Это важно  для снижения температуры воздуха  в помещении и теплового облучения  работающих.

4. Устройство вентиляции  и отопления, что имеет большое  значение для оздоровления воздушной  среды в производственных помещениях.

5. Применение средств  индивидуальной защиты.

3. Вентиляция как  средство защиты воздушной среды  производственных помещений

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха  и заданных метеорологических условий  в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного  или нагретого воздуха из помещения  и подачей в него свежего воздуха.

По способу перемещения  воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественной) и с механическим (механической). Возможно также сочетание  естественной и механической вентиляции (смешанная вентиляция). Вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система вентиляции, для подачи (притока) или удаления воздуха из помещения или (и) для того и другого  одновременно.

По месту действия вентиляция бывает обще обменной и местной. Действие обще обменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда  вредные вещества, теплота, влага  выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении  можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое  оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых  производится отсос загрязненного  воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой. Местная вентиляция по сравнению с обще обменной требует  значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

В производственных помещениях, в которых возможно внезапное  поступление в воздух рабочей  зоны больших количеств вредных  паров и газов, наряду с рабочей  предусматривается устройство аварийной  вентиляции.

На производстве часто  устраивают комбинированные системы  вентиляции (обще обменную с местной, обще обменную с аварийной и т.п.). Для эффективной работы системы  вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие  технические и санитарно-гигиенические  требования:

1. Количество приточного  воздуха должно соответствовать  количеству удаляемого (вытяжки); разница  между ними должна быть минимальной.  В ряде случаев необходимо  так организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха  обязательно было больше другого.  Например, при проектировании вентиляции  двух смежных помещений, в одном  из которых выделяются вредные  вещества. Количество удаляемого  воздуха из этого помещения  должно быть больше количества  приточного воздуха, в результате  чего в помещении создается  небольшое разрежение. Возможны  такие схемы воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли.

2. Приточные и вытяжные  системы в помещении должны  быть правильно размещены. Свежий  воздух необходимо подавать в  те части помещения, где количество  вредных веществ минимально, а  удалять, где выделения максимальны.  Приток воздуха должен производиться,  как правило, в рабочую зону, а вытяжка из верхней зоны  помещения.

3. Система вентиляции  не должна вызывать переохлаждения  или перегрева работающих.

4. Система вентиляции  не должна создавать шум на  рабочих местах, превышающий предельно  допустимые уровни.

5. Система вентиляции  должна быть электро -, пожаро - и взрывобезопасна, проста по  устройству, надежна в эксплуатации  и эффективна.

3.1 Естественная  вентиляция

Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении  и наружного воздуха, а также  в результате действия ветра. Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через не плотности  и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные  проемы (проветривание). Организованная естественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами, и поддается  регулировке.

Аэрация осуществляется в  холодных цехах за счет ветрового  давления, а в горячих цехах  за счет совместного и раздельного  действия гравитационного и ветрового  давлений. В летнее время свежий воздух поступает в помещение  через нижние проемы, расположенные  на небольшой высоте от пола (11,5 м), а  удаляется через проемы в фонаре здания.

Поступление наружного воздуха  в зимнее время осуществляется через  проемы, расположенные на высоте 47 м  от пола. Высота принимается с таким  расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны, успел достаточно нагреться за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен. При  обдувании зданий ветром с наветренной  стороны создается повышенное давление воздуха, а на заветренной стороне  разрежение. Под напором воздуха  с наветренной стороны наружный воздух будет поступать через  нижние проемы и, распространяясь в  нижней части здания, вытеснять более  нагретый и загрязненный воздух через  проемы в фонаре здания наружу. Таким  образом, действие ветра усиливает  воздухообмен, происходящий за счет гравитационного  давления.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха  подаются и удаляются без применения вентиляторов и воздуховодов. Система  аэрации значительно дешевле  механических систем вентиляции. Недостатки: в летнее время эффективность  аэрации снижается вследствие повышения  температуры наружного воздуха; поступающий в помещение воздух не обрабатывается (не очищается, не охлаждается). Дефлекторы представляют собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема, а также для местной вентиляции, например, для вытяжки горячих газов от кузнечных горнов, печей и т.д.²

3.2 Механическая  вентиляция

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами  и в некоторых случаях эжекторами. Приточная вентиляция. Установки  приточной вентиляции обычно состоят  из следующих элементов: воздухозаборное  устройство для забора чистого воздуха; воздуховоды, по которым воздух подается в помещение; фильтры для очистки  воздуха от пыли; калориферы для  нагрева воздуха; вентилятор; приточные  насадки; регулирующие устройства, которые  устанавливаются в воздухоприемном  устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Вытяжная вентиляция. Установки  вытяжной вентиляции включают в себя: вытяжные отверстия или насадки; вентилятор; воздуховоды; устройство для  очистки воздуха от пыли и газов; устройство для выброса воздух, которое  должно быть расположено на 11,5 м  выше конька крыши.

При работе вытяжной системы  чистый воздух поступает в помещение  через не плотности в ограждающих  конструкциях. В ряде случаев это  обстоятельство является серьезным  недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может  вызвать простудные заболевания. Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной  вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией, работающими одновременно.

Приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией характерна тем, что воздух, отсасываемый из помещения  вытяжной системой, частично повторно подают в это помещение через  приточную систему, соединенную  с вытяжной системой воздуховодом. Регулировка количества свежего, вторичного и выбрасываемого воздуха производится клапанами. В результате использования  такой системы достигается экономия расходуемой теплоты на нагрев воздуха  в холодное время года и на его  очистку.

Для рециркуляции разрешается  использовать воздух помещений, в которых  отсутствуют выделения вредных  веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, причем концентрация этих веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает 0,3 концентрации ПДК.

3.3 Местная вентиляция

Местная вентиляция бывает приточной и вытяжной. Местная  приточная вентиляция служит для  создания требуемых условий воздушной  среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относятся: воздушные души и оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы. Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах под воздействием лучистого потока теплоты интенсивностью 350 Вт/м и более. Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха. Скорость обдува составляет 13,5 м/с в зависимости от интенсивности облучения. Эффективность душирующих агрегатов повышается при распылении воды в струе воздуха.

Воздушные оазисы это часть  производственной площади, которая  отделяется со всех сторон легкими  передвижными перегородками и заполняется  воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения. Воздушные  и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим  через ворота холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей  воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха  в калориферах.

Работа завес основана на том, что подаваемый воздух к воротам  выходит через специальный воздуховод с щелью под определенным углом  с большой скоростью (до 1015 м/с) навстречу  входящему холодному потоку и  смешивается с ним. Полученная смесь  более теплого воздуха поступает  на рабочие места или (при недостаточном  нагреве) отклоняется в сторону  от них. При работе завес создается  дополнительное сопротивление проходу  холодного воздуха через ворота.

Местная вытяжная вентиляция. Ее применение основано на улавливании  и удалении вредных веществ непосредственно  у источника их образования. Устройства местной вытяжной вентиляции делают в виде укрытий или местных  отсосов. Укрытия с отсосом характерны тем, что источник вредных выделений  находится внутри них.

Они могут быть выполнены  как укрытия - кожухи, полностью или  частично заключающие оборудование (вытяжные шкафы, витринные укрытия, кабины и камеры). Внутри укрытий  создается разрежение, в результате чего вредные вещества не могут попасть  в воздух помещения. Такой способ предотвращения выделения вредных  веществ в помещении называется аспирацией.

Аспирационные системы обычно блокируют с пусковыми устройствами технологического оборудования с тем, чтобы отсос вредных веществ  производился не только в месте их выделения, но и в момент образования.

Полное укрытие машин  и механизмов, выделяющих вредные  вещества, наиболее совершенный и  эффективный способ предотвращения их попадания в воздух помещения. Важно еще на стадии проектирования разрабатывать технологическое  оборудование таким образом, чтобы  такие вентиляционные устройства органически  входили бы в общую конструкцию, не мешая технологическому процессу и одновременно полностью решая  санитарно-гигиенические задачи.

Защитно-обеспыливающие кожухи устанавливаются на станки, на которых  обработка материалов сопровождается пылевыделением и отлетанием крупных частиц, которые могут нанести травму. Это шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные станки по металлу, деревообрабатывающие станки и др.

Вытяжные шкафы находят  широкое применение при термической  и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих  материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных  газов и паров.

Кабины и камеры представляют собой емкости определенного  объема, внутри которых производятся работы, связанные с выделением вредных  веществ (пескоструйная и дробеметная  обработка, окрасочные работы и т.д.).Вытяжные зонты применяют для локализации  вредных веществ, поднимающихся  вверх, а именно при тепло - и влаговыделениях.

Всасывающие панели применяют  в тех случаях, когда применение вытяжных зонтов недопустимо по условию  попадания вредных веществ в  органы дыхания работающих. Эффективным  местным отсосом является панель Чернобережского, применяемая при  таких операциях, как газовая  сварка, пайка и т.п.

Пылегазоприемники, воронки  применяются при проведения пайки  и сварочных работ. Они располагаются  в непосредственной близости от места  пайки или сварки. Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении  гальванопокрытий с открытой поверхности  ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении чрезвычайно вредный цианистый  водород, при хромировании окись  хрома и т.д.