Элеенты системы

ОСНОВЫ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ. ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННОГО  ОБОРУДОВАНИЯ.

 

    Проведение многих технологических процессов сопровождается выделением в производственные помещения теплоты, влаги, различных паров, газов и аэрозолей, что вызывает изменения состава и метеорологического состояния (микроклимата) воздушной среды в помещениях. Состав воздушной среды характеризуется концентрацией содержащихся в ней веществ. Микроклимат определяют следующие физические параметры воздушной среды: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха и барометрическое давление. Изменение состава и состояния воздушной среды может негативно влиять на самочувствие людей, снижать производительность труда и вызывать различные заболевания.

    Для нормирования вредного воздействия воздушной среды на организм человека разработаны гигиенические требования к составу и метеорологическому состоянию воздуха в производственных помещениях. Если поступающие в помещение теплота и влага вызывают отклонения состояния воздуха от гигиенических нормативов, то их называют соответственно избыточной теплотой и избыточной влагой и рассматривают как вредные факторы производственной среды. Аналогично, если концентрация выделяющихся в помещении веществ превышает норму, то их рассматривают как вредные выделения.

    Поддержание во всем помещении или в отдельных его зонах состава и метеорологического состояния воздушной среды, удовлетворяющих гигиеническим нормативам, обеспечивается вентиляцией, представляющей собой процесс удаления из помещения загрязненного воздуха и подачи в него свежего. В зависимости от способа подачи воздуха в помещение различают естественную вентиляцию, при которой перемещение воздуха происходит вследствие наличия ветрового напора или разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, и механическую вентиляцию, в которой для перемещения воздуха используются специальные механические побудители, как правило, вентиляторы.

   Вентиляция как организованный процесс удаления из помещения загрязненного воздуха и подачи в него свежего является процессом воздухообмена. Основной характеристикой системы вентиляции, организующей такой воздухообмен, является ее производительность. Она оценивается объемным расходом L, м /ч, численно равным количеству воздуха в м3, перемещаемого системой вентиляции в течение 1 ч.

   Системы механической вентиляции разделяют на общеобменные, местные и смешанные. Общеобменная вентиляция предназначена для удаления избытков теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме помещения. Применяется в тех случаях, когда вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения и рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Местная вентиляция используется для обеспечения допустимых условий в отдельных рабочих зонах и удаляет вредные выделения непосредственно у источника их образования. При смешанной системе вентиляции часть вредных выделений удаляется местной вентиляцией, а часть - общеобменной. Общеобменную вентиляцию по способу подачи и удаления воздуха разделяют на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную.

   При использовании приточной системы вентиляции в помещении создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит через окна и двери наружу или в другие помещения  Приточную систему применяют в случае, когда вентилируемое помещение должно быть защищено от проникновения в него загрязненного наружного воздуха и нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений. Так, например, осуществляется вентиляция «чистых комнат» - помещений с высокими требованиями к запыленности воздуха, используемых в электронной, авиационной и ряде других отраслей промышленности. Приточная система также возмещает объем воздуха, удаляемый местными отсосами или расходуемый на технологические нужды. Обычно она состоит из следующих элементов: воздухозаборного устройства для забора наружного воздуха, воздуховодов, фильтров для очистки воздуха, калориферов, которыми подогревается холодный наружный воздух, вентилятора, увлажнителя-осушителя воздуха и приточных воздухораспределителей (решетки, панели, насадки).

   При удалении воздуха вытяжной системой вентиляции  в помещении создается пониженное давление,за счет которого в вентилируемое помещение поступает воздух соседних помещений или наружный воздух. Такую систему необходимо применять в случае, когда вредные выделения в данном помещении не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов и лабораторий химического и биологического профиля. В состав вытяжной вентиляции, как правило, входят: вытяжные воздухораспределители (решетки), через которые воздух удаляется из помещения, воздуховоды, вентиляторы, устройства для очистки воздуха от загрязнений и устройства для выброса воздуха в атмосферу.

  В зависимости от характера движения воздуха в вентилируемом помещении выделяют два вида вентиляции: вентиляцию вытеснением и вентиляцию перемешиванием.

  Вентиляция вытеснением  используется обычно для вентилирования больших помещений. При этом воздух подается на нижний уровень помещения и движется в рабочую зону с малой скоростью. Для реализации принципа вытеснения приточный воздух должен быть несколько холоднее воздуха в помещении. Такой подход легко обеспечивает требуемые параметры микроклимата во всем объеме рабочей зоны, но он менее пригоден для небольших офисных помещений из-за сложности организации в них такого рода направленной подачи воздуха.

   Вентиляция перемешиванием  является основным видом вентиляции, применяемым для вентилирования как больших, так и небольших помещений. При таком методе вентиляции свежий воздух в рабочую зону поступает уже смешанным с воздухом помещения. При вентилировании перемещение воздуха в помещении осуществляется благодаря наличию в нем приточных струй, конвективных потоков и движению воздуха у всасывающих отверстий.

   Приточные струи, распространяющиеся в безграничном пространстве (на практике в помещении достаточно большого объема), называются свободными. Если температура струи не отличается от температуры окружающей среды, то струя называется изотермической. Параметры струи будут зависеть от некоторой опытной константы а, называемой коэффициентом турбулентной структуры. Значение этого коэффициента зависит от формы и конструктивного оформления приточного патрубка.

 

Основные требования к устройству вентиляции

   Для успешной работы системы вентиляции важно, чтобы ещё на стадии проектирования были выполнены следующие санитарно-гигиенические и технические требования:

 

    1. Объём притока воздуха в помещение Vпр должен соответствовать объёму вытяжки Vвыт; разница между этими объёмами не должна превышать 10-15%.

   В ряде случаев необходимо так организовывать воздухообмен, чтобы один из них обязательно был больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества, объём вытяжки из этого помещения делается больше объёма притока, т.е. Vвыт >Vпр, в результате чего в этом помещении создаётся небольшое раздражение и безвредный воздух из помещения 2 с небольшим избыточным давлением ΔP будет подсасываться в помещение 1, не давая возможности вредным веществам попадать в помещение 2.

   Возможны и такие случаи организации воздухообмена, когда во всём помещении поддерживается избыточное, по отношению к атмосферному, давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли, проникающей через различные неплотности и ограждения, объём притока воздуха делается больше объёма вытяжки, за счёт того и создаётся некоторый избыток давления (Pпом > Pатм).

 

   2.  Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных выделений минимально (или нет их вообще), а удалять, где выделения максимальны.

Механическая вентиляция осуществляется принудительно за счёт:

1)  механической тяги  осевыми или центробежными вентиляторами;

2)  эжекторными установками, перемещающими воздух по специальным каналам (воздуховодам), применяются во взрыво- и пожароопасных производствах, где искрение недопустимо.

   Эжекторное побуждение основано на следующем: воздух, создающий побуждение, нагнетается от вентиляторов, расположенных вне здания к соплу. Выходя из сопла с большой скоростью, создаёт разрежение в вытяжной камере, вызывающее подсос воздуха из вытяжного воздуховода. В основном этот способ применяется в вытяжных системах для удаления из помещения взрывоопасных газов и паров, где не должно быть искрения, там, где нельзя применить традиционные воздуходувки.

Основными элементами механической вентиляции являются:

 

1) воздухозаборник;

2) воздуховоды;

3) вентиляторы;

4) циклоны;

5) воздухоочистители;

6) калориферы;

7) увлажнители;

8) насадки.

 

Местная приточная вентиляция (воздушные души, завесы и др.)

    Воздушные души устраиваются для уменьшения вредного влияния теплового излучения от оборудования и установок, нарушающего нормальный теплообмен организма (рабочие места кузнечных, термических, литейных, сушильных цехов). Они могут осуществляться стационарными, переносными, передвижными установками. Струя воздуха направляется на верхнюю часть туловища горизонтально или наклонно, но с учётом соседних рабочих мест.

  Воздушные завесы устраивают для защиты рабочих от переохлаждения при проникновении в помещения большого количества холодного воздуха.

 Если вентиляция устроена таким образом, что в помещении поддерживаются постоянные заранее определённые условия (температура, влажность, чистота воздуха), независимо от наружных условий и колебаний технологического режима, - такие вентиляционные системы называются кондиционерами воздуха.

   Расчёт механической вентиляции прежде всего сводится к определению необходимого воздухообмена.

 

 

Возможны следующие конкретные условия:

1. При нормальном микроклимате  и отсутствии вредных веществ

 

L=N×L1 м3/ч,                                                                                            

где N - число работающих в наиболее многочисленной смене;

L1 - расход воздуха на  одного рабочего в час, принимаемый  в зависимости от объёма помещения,  приходящегося на каждого работающего  (при объёме на одного работающего  менее 20 м3 расход воздуха должен  быть не менее L1 = 30 м3/ч). При  объёме более 40 м3 на одного  работающего и наличии окон  и дверей воздухообмен не рассчитывается.

2. При выделении паров  или газов в помещении необходимый  воздухообмен определяется исходя  из условия разбавления их  до допустимых концентраций:

L=G/(qвыт-qпр),                                                                                        

где G - количество выделяющихся паров, газов, пыли, мг/ч;

qпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, м2/м3;

qвыт - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, м2/м3.

3. При борьбе с избыточным  теплом воздухообмен определяется  из условий ассимиляции теплоизбытков объёмом приточного воздуха, м3/ч:

L=Q/0,24ρ(t1-t2),                                                                                       

где Q - избыточное тепловыделение, ккал/ч;

0,24 - теплоёмкость сухого  воздуха, ккал/кг*град.;

ρ - плотность приточного воздуха, кг/м3;

t1 - температура уходящего  воздуха;

t2 – температура  приточного  воздуха.

4.  При влаговыделениях воздухообмен определяется по формуле:

L=W/(d1-d2),                                                                                              

где W - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

d1 - влагосодержание воздуха,  уходящего из помещения, г/м3;

d2 - влагосодержание наружного  воздуха, г/м3.

5.  Метод определения  воздухообмена по кратности применяется  для ориентировочных расчётов (инспекторский  метод):

L = V × K,                                                                                                   

где V - объём помещения;

  Таким образом, рассматривая данный вопрос, мы убедились, насколько важным аспектом в организации охраны труда является правильный расчет и выбор элементов систем механической вентиляции.

 

МОЛНИЕЗАЩИТА  ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

   Молниезащи́та — это комплекс технических решений и специальных приспособлений для обеспечения безопасности здания, а также имущества и людей находящихся в нем. На земном шаре ежегодно происходит до 16-и миллионов гроз, то есть около 44 тысяч за день. Прямой удар молнии очень опасен для здоровья людей, нередки случаи смертельного исхода. Для зданий и сооружений угрозами вследствие непосредственного контакта канала молнии с поражаемыми объектами являются возможность возгорания либо разрушения, а также повреждение чувствительного оборудования вследствие сопутствующего молнии импульсного электромагнитного поля.

Внешняя молниезащита представляет собой систему, обеспечивающую перехват молнии и отвод её в землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от повреждения и пожара. Система внешней молниезащиты, организованная по принципу молниеприёмной сетки, проектируется индивидуально под каждое конкретное здание. Задача внешней системы молниезащиты — на долю секунды раньше непосредственного контакта уловить разряд молнии и отправить его по токоотводам на заземление.

  Размещение устройств молниезащиты и их тип выбираются на стадии проектирования нового объекта, чтобы иметь возможность максимально использовать проводящие элементы этого объекта. Это облегчает разработку и исполнение устройств молниезащиты, совмещенных с самим зданием, позволяет улучшить его эстетический вид, повысить эффективность молниезащиты, минимизировать ее стоимость и трудозатраты. При этом средства и методы молниезащиты выбираются исходя из условия обеспечения требуемой надежности.