Качество воздуха и виды промышленной вентиляции

57. Качество воздуха и виды промышленной вентиляции

Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом [14].

Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной (предназначенной для размещения промышленных предприятий, опытных производств научно-исследовательских институтов и т.п.), так и в селитебной зоне (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) населенных пунктов. Основные термины и определения, касающиеся показателей загрязнения атмосферы, программ наблюдения, поведения примесей в атмосферном воздухе определены ГОСТом 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения [14].

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений [11]. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.

Как следует из определения, ПДКрз представляет собой норматив, ограничивающий воздействие вредного вещества на взрослую работоспособную часть населения в течение периода времени, установленного трудовым законодательством. Совершенно недопустимо сравнивать уровни загрязнения селитебной зоны с установленными ПДКрз, а также говорить о ПДК в воздухе вообще, не уточняя, о каком нормативе идет речь.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) — концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека [11].

Таблица 3. Соотношение различных видов ПДК в воздухе для некоторых веществ [11]

Вещество ПДKсс, мг/м3 ПДKмр, мг/м3 vПДKрз, мг/м3

Азота оксид (II) 0,06 0,6 30

Kобальта сульфат 0,0004 0,001 0,005

4-хлоранилин 0,01 0,04 0,30

Классификация вентиляционных систем

Вентиляцию и кондиционирование воздуха предусматривают для обеспечения установленных санитарными и техническими нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях зданий и сооружений.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению из него загрязненного системы вентиляции подразделяют на три группы: естественную, механическую и смешанную. Вентиляцию с естественным побуждением (в том числе периодическое проветривание) проектируют, если она допустима по условиям ведения технологического процесса или пребывания людей, а также хранения изделий или материалов. Вентиляцию с механическим побуждением следует проектировать, если требуемые метеорологические условия и чистота воздуха в помещениях не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением. Смешанную вентиляцию проектируют, если допустимо и возможно частичное использование вентиляции с естественным побуждением для притока или удаления воздуха.

По назначению системы вентиляции подразделяют на рабочие и аварийные. Рабочие системы постоянно создают необходимые метеорологические, санитарно-гигиенические, пожаро- и взрывобезопасные условия. Аварийные системы вентиляции включают в работу только при отключении рабочей вентиляции, нарушении герметизации или внезапном поступлении в воздух производственного помещения опасных токсических или взры¬воопасных веществ, а также при загрязнении воздуха парами и газами категорий А, 1-го и 2-го классов опасности (ГОСТ 12.1.005 и ГОСТ 12.1.007).

По способу воздухообмена системы вентиляции можно подразделить на общеобменные и местные. Общеобменная вентиляция характеризуется подачей или удалением воздуха по бесканальной системе или по системе каналов, расположенных в вентилируемом помещении. Такую вентиляцию устраивают, если нет необходимости по токсичности ограничить распространение выделяющихся вредностей определенными, участками помещений, а также, если вредности выделяются равномерно по всему помещению.

Местная вентиляция характеризуется тем, что при ней создаются специальные метеорологические и санитарно-гигиенические и взрывобезопасные условия на рабочем месте. Это достигается удалением загрязненного воздуха местной вытяжной вентиляцией и подачей чистого воздуха к рабочему месту местной приточной вентиляцией.

Естественная вентиляция

Системы вентиляции с естественным побуждением производственных помещений, в которых отсутствуют избытки явного тепла в теплый период года, необходимо рассчитывать на действие ветра. Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. Неорганизованная, или нерегулируемая, естественная вентиляция помещений (инфильтрация) осуществляется через неплотности конструкций (притворы окон, дверей), а также через поры стен и перегородок.

Воздухообмен при такой системе вентиляции вызывается разностью температур воздуха снаружи и внутри помещения (различием между удельными массами наружного и внутреннего воздуха), что вызывает его перемещение.

Организованная, или регулируемая, естественная вентиляция осуществляется аэрацией или дефлекторами. Удаление загрязненного воздуха из помещения и подача в него чистого наружного воздуха при естественной организованной вентиляции может осуществляться через проемы, сделанные в стенках (окна) и перекрытиях (фонари) или по специальным воздухоотводам. В первом случае вентиляцию называют бесканальной, а во втором — канальной. Примером бесканальной естественной вентиляции служит аэрация, а канальной — вентиляция с помощью дефлекторов.

Аэрация. Это естественный воздухообмен в зданиях, происходящий через окна и световые фонари с использованием теплового и ветрового напоров в горячих цехах и только ветрового напора в холодных цехах. Для этой цели в световых проемах окон и фонарей устраивают верхние и нижние открывающиеся фрамуги (рисунок 2, а, б). Открывая фрамуги до разной степени и в определенном месте, можно регулировать поступление, направление и скорость движения воздуха в помещении, т. е. воздухообмен.

Устраивая аэрацию в помещении, необходимо учитывать, что в цехах с вредными выделениями поступление воздуха должно быть организовано таким образом, чтобы не препятствовать естественному удалению газов и паров через фонари. Кроме того, следует учитывать розу ветров, чтобы не допустить занесения в цех вредных выделений от близкорасположенных предприятий, а также своих зданий и помещений. Для этого располагают вентилируемые здания с надветренной стороны зданий, из которых выделяются вредные вещества. Управление фрамугами должно быть механизировано и легко осуществляться снизу, изнутри и снаружи помещений. Воздух, поступающий в зону пребывания рабочих, должен иметь температуру, соответствующую санитарно-гигиеническим требованиям.

Аэрацию рекомендуется применять для вентиляции производственных помещений большого объема, в которых устройство и эксплуатация механической вентиляции сложны, не экономичны и связаны со значительными затратами.

Дефлекторы. Они представляют собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных трубах или каналах, усиливающие при обдувании их ветром разрежение в трубе или канале. Их используют в зданиях, имеющих небольшой объем для естественной вентиляции. Дефлекторы применяют для удаления загрязненного или перегретого воздуха из производственных помещений при общеобменной вытяжке, из гаражей, депо, литейных, бытовых помещений, а также для локальной вытяжки (рисунок 3).

Для предотвращения разрушительного действия воздуха, содержащего примеси, на материал воздуховодов и дефлекторов их покрывают антикоррозийными лаками или красками.

Дефлекторы следует устанавливать как можно выше над коньком крыши или самой высокой ее части. В противном случае не только не используется напор ветра, но воздух при определенном направлении его вдоль и поперек конька крыши может поступать через дефлектор внутрь помещения. Нельзя устанавливать дефлекторы с подветренной стороны зданий вблизи выступающих стен соседних зданий или брандмауэров. В таких случаях вследствие повышенного давления, образующегося у стен с подветренной стороны, через дефлектор будет поступать внутрь помещения наружный воздух. В результате этого воздушная среда может ухудшиться не только по токсичности, но и по взрывоопасности

5 Механическая вентиляция

Вентиляция с механическим побуждением может быть общеобменной и местной. Общеобменная механическая вентиляция может быть бесканальной и канальной. Наиболее распространена канальная вентиляция, она характеризуется тем, что при ней смена воздуха осуществляется принудительно осевыми или центобежными вентиляторами или эжекторными установками, перемещающими воздух по специальным каналам.

Общеобменная приточная механическая вентиляция. Эту систему вентиляции (рисунок 4) часто совмещают с системой центрального отопления. При низких температурах наружного воздуха в совмещенных системах отключение приточной механической вентиляции не допускается из-за возможного выхода из строя приборов отопления. Причиной этого являются большие потери тепла, не компенсируемые приточной вентиляцией. При общеобменной приточной системе вентиляции вне здания устраивают воздухоприемное устройство (шахту) для забора чистого воздуха. Воздухоприемное устройство может быть размещено над землей и над кровлей. Приемные отверстия (проемы) для забора наружного воздуха систем с механическим побуждением следует размещать на высоте не менее 2 м, а при размещении их в зеленой зоне — не менее 1 м от уровня земли до низа проемов. Приемные устройства для наружного воздуха следует размещать в местах, где отсутствуют загрязнения вредными газами и парами, выделяющимися в воздух в процессе эксплуатации или при аварии емкостей и аппаратов, исключена возможность попадания искр или предусмотрена защита от них.

Приемные устройства для приточных вентиляционных систем, систем кондиционирования воздуха и воздушного отопления, предназначенных для обслуживания помещений с производствами категорий А, Б и Е. Допускается проектировать общими в любом сочетании. Приемные устройства систем, обслуживающих помещения с производствами категорий В, Г и Д или вспомогательные помещения предприятий, проектируют отдельно.

Приемные устройства для наружного воздуха, подаваемого в помещения с электрическим оборудованием, смежные с помещениями с производствами категорий А, Б и Е, в которых применяются горючие газы (в том числе сжиженные), следует располагать в местах, где исключено образование взрывоопасных концентраций этих газов в воздухе.[3]

Местная приточная механическая вентиляция. Местная приточная механическая вентиляция (воздушное душирование) в ограниченной зоне создает условия воздушной среды, отличающиеся от тех, которые имеются в цехе. Воздушное душирование с подачей воздуха на места постоянного пребывания работающих следует предусматривать:

а) при тепловом облучении интенсивностью 350 Вт/м2 (300 ккал/м2 • ч) и более — с подачей наружного воздуха для поддержания параметров воздушной среды (температуры и скорости движения воздуха;

б) при открытых производственных процессах, сопровождающихся выделением вредных веществ, и невозможности устройства укрытий или местной вытяжной вентиляции для удаления вредностей — с подачей наружного воздуха для поддержания параметров воздушной среды.

Воздушные души устраивают для уменьшения вредного влияния теплоизлучения оборудования, нарушающего теплообмен организма человека, а также для разбавления загрязнений до допустимой концентрации. Эта система вентиляции нужна, если общеобменная вентиляция не может обеспечить необходимых санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах. Ее устраивают у рабочих мест в горячих цехах (кузнечных, термических, у прессов горячего прессования, литейных, сушильных).

Общеобменная вытяжная механическая вентиляция. Удаление воздуха из помещений системами местной и общеобменной вентиляции следует предусматривать непосредственно от мест выделения вредностей или из зон наибольшего загрязнения воздуха в помещениях с таким расчетом, чтобы потоки наиболее загрязненного воздуха не проходили через зону дыхания людей, находящихся на рабочих местах, или через зоны частого их пребывания. Для удаления вредных, пожаро- и взрывоопасных веществ (газов, паров и пыли), а также тепла и водяных паров от мест их образования и выделения следует проектировать системы местных отсосов (рисунок 5).

Рисунок -5 – Схема механической общеобменной вытяжной вентиляции:

1- станки; 2- стружко-пылеприемник; 3,4 – шиберы; 5- паро- газо-пылеприемник, удаляющий загрязнения из верхней зоны помещения; 6- магитсральные воздуховоды; 7- циклон; 8- вентилятор; 9- вытяжная шахта; 10- бункер

Местная вытяжная механическая вентиляция. Эту вентиляцию устраивают если необходимо предотвратить поступление образующихся при производственных процессах вредных и опасных выделений (газов, паров или пыли) в воздух всего производственного помещения. Выделяемые от технологического оборудования избыточное тепло, пары и пыль при поступлении в рабочую зону в больших количествах могут служить причиной заболеваний, отравлений и поражений организма, причиной пожара и взрыва, а в отдельных случаях — причиной травматизма.

Местную вытяжную вентиляцию предусматривают у станков, прессов, ванн, аппаратов, в различных соединениях трубопроводов и в других местах образования вредных выделений путем устройства различных специальных укрытий, вытяжных камер, кабин, шкафов, зонтов, панелей, бортовых и кольцевых отсосов (рисунок 6).

Местная — локализующая система вентиляции исключает распространение вредностей по помещению. Благодаря ей вредности удаляют у мест их образования путем устройства совершенных укрытий у производственных установок с обязательной компенсацией удаляемого воздуха. Местные отсосы, удаляющие вредные вещества 1-го и 2-го классов опасности от технологического оборудования, следует блокировать с этим оборудованием таким образом, чтобы оно не могло работать при бездействии местной вытяжной вентиляции. Если остановка производственного процесса при выключении местной вытяжной вентиляции невозможна или при остановке оборудования (процесса) продолжается выделение вредных веществ в воздух помещений в количествах, превышающих ПДК, установленные для рабочей зоны, предусматривают установку резервных вентиляторов для местных отсосов с автоматическим переключением.

Общеобменная приточно-вытяжная механическая вентиляция. Эта система характеризуется наличием двух систем вентиляции — приточной и вытяжной (рисунок 7). Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция может быть без рециркуляции (разомкнутой) и с рециркуляцией (замкнутой). Разомкнутая система имеет две отдельные системы — приточную и вытяжную, из которых одна система вентиляции подает в помещение чистый воздух, а вторая одновременно удаляет из него загрязненный с предварительной его очисткой и обезвреживанием перед выбросом в атмосферу. Разомкнутые приточно-вытяжные системы вентиляции применяют в помещениях с производствами категорий А, Б, Е и в помещениях, в которых выделяются вредные пары и газы 1-го и 2-го классов опасности.

Приточно-вытяжная система в сообщающихся между собой помещениях должна быть устроена таким образом, чтобы исключалась возможность поступления воздуха из помещений с большим выделением вредностей или с наличием токсических, взрывоопасных газов, паров или пыли в помещения, где этих загрязнений меньше или нет. С этой целью в помещениях, где выделяются вредные пары и газы, приток предусматривают меньшим, чем количества удаляемого воздуха, чтобы вызвать подсос воздуха из помещений, где нет вредных выделений.

Назначение приточных систем вентиляции — возмещать воздух, удаляемый общеобменной вытяжной вентиляцией, местными отсосами и расходуемый на технологические нужды (горение, компрессорные установки, пневмотранспорт).

Приточно-вытяжная система вентиляции с рециркуляцией представляет собой замкнутую приточно-вытяжную вентиляцию, в которой воздух, отсасываемый вытяжной системой, вторично подается в помещение приточной системой вентиляции с частичной подачей свежего воздуха не менее 10—15 % подаваемого объема. Вентиляцию с рециркуляцией устраивают только в помещениях, где отсутствуют вредные, токсические, пожаро- и взрывоопасные загрязнения. Не допускается устраивать вентиляцию с рециркуляцией в помещениях с пожаро- и взрывоопасными производствами категорий А, Б, Е и в помещениях с вредными выделениями паров и газов 1-го и 2-го классов опасности.[9]

Аварийная механическая вентиляция. Аварийная вентиляция устраивается в помещениях (дополнительно к обычной рабочей вентиляции), в которых существует опасность прорыва в помещение большого количества ядовитых пожаро- и взрывоопасных веществ. Аварийная вентиляция должна, как правило, предусматриваться вытяжной.

Системы аварийной вытяжной вентиляции в помещениях с производствами категорий А, Б и Е следует предусматривать с механическим побуждением, вентиляторами во взрывобезопасном исполнении и электродвигателями, соответствующими требованиям «Правил устройства электроустановок». В помещениях с производствами категорий В, Г и Д допускается применять системы аварийной вентиляции с естественным побуждением при условии обеспечения требуемой ее производительности при любых параметрах наружного воздуха.

Если свойства взрывоопасных газов или паров таковы, что перемещение их вентиляторами недопустимо, следует предусматривать системы аварийной вентиляции при помощи эжекторов. Для одноэтажных зданий, имеющих аэрационные фонари, допускается проектировать системы приточной аварийной вентиляции, если при аварии в помещение поступают газы или пары легче воздуха.

Выброс воздуха необходимо проектировать с учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере. Не следует допускать выброс воздуха в непроветриваемые участки прилегающей территории. Аварийная вентиляция должна быть сблокирована с газоанализаторами, настроенными на допустимую концентрацию вредных веществ. Система аварийной вентиляции должна включаться автоматически при остановке любой из основных систем вентиляции. Кроме того, запуск вентиляторов и открывание проемов для удаления воздуха аварийной вентиляцией следует, как правило, проектировать дистанционными или из доступных мест как изнутри, так и снаружи помещений.[9]

Качество воздуха и виды промышленной вентиляции