Искусственная вентиляция. В отличие от естественной механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха (очистку, увлажнение, нагрев или охлаждение) и очистку от пыли, газов и других примесей удаляемого воздуха перед выбросом его в атмосферу. Из других достоинств механической вентиляции следует отметить такие, как равномерная работа круглый год в необходимых объемах независимо от наружных погодно-климатических условий, а также возможность подачи воздуха в любую точку рабочего помещения и удаления воздуха из любой точки; при необходимости величины воздухообменов можно менять в значительных пределах.
В борьбе с производственными вредностями ведущее место занимает местная механическая вытяжная вентиляция. Она предназначена для улавливания и удаления загрязненного воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений. Эффективность действия местной вытяжной вентиляции зависит от рационального выбора и совершенства конструкции воздухоприемника местного отсоса, степени укрытия и достаточности разряжения, создаваемого установкой, и других условий.
Элементами вытяжной установки являются отсос (возпухоприемник), через который воздух удаляется из помещения, воздуховоды; вентилятор; оборудование для очистки воздуха от пыли и газов; устройство для выброса воздуха - вытяжная шахта.
Отсосы местной вытяжной вентиляции подразделяются на отсосы открытого и закрытого типов.
Местные отсосы открытого типа включают: защитно-обеспыливающие кожухи, вытяжные зонты, бортовые отсосы, шарнирно-телескопические отсосы, встроенные в рабочие места, инструменты, перемещаемые отсосы. Характерной особенностью отсосов открытого типа является то, что всасывающее отверстие располагается на некотором расстоянии от источника образования или выделения вредных веществ.
Защитный противопылевой кожух находит применение для удаления пылевого факела, образующегося при обработке материалов с помощью точильных, шлифовальных, полировальных кругов. Кожух присоединяется в направлении перемещения частиц и снабжается специальным козырьком. Расчет необходимого воздухообмена производится с учетом диаметра круга, скорости его вращения и других условий.
Вытяжные зонты служат для локализации и удаления избыточного конвекционного тепла, других вредных веществ, которые создают устойчивый восходящий поток с тепловыделениями. Площадь зонта должна перекрывать площадь выделения вредностей. Зонты делаются открытыми со всех сторон и со свесами, которые могут быть выполнены из твердого материала либо из плотной ткани, облегчающей выполнение производственных операций под зонтом.
К отсосам закрытого типа относятся вытяжные шкафы, укрытия-боксы, камеры и кабины.
Вытяжные шкафы находят широкое применение при различных операциях, связанных с выделением вредных газов, паров и т. д.
Укрытия-боксы без открытых проемов применяются при работе с особо токсичными и радиоактивными веществами. Боксы оборудуются манипуляторами или встроенными резиновыми рукавами и перчатками.
Местная вытяжная вентиляция закрытого типа при полном укрытии источников вредности является наиболее эффективным способом вентиляции, она носит название аспирации.
Для перемещения воздуха в системах механической вентиляции используются специальные воздуходувные машины-вентиляторы, которые приводятся в действие электродвигателями. Наиболее распространенными являются центробежные (радиальные) и осевые вентиляторы.
Центробежный вентилятор состоит из корпуса улиткообразной формы с размещенным внутри него лопастным колесом. При вращении колеса воздух засасывается через воздухоприемное отверстие и под влиянием центробежной силы меняет свое направление на радиальное, поступает в нагнетательное отверстие кожуха и далее в воздуховод, создавая определенное давление.
Вентиляторы различают по номерам. Номер вентилятора соответствует величине диаметра рабочего колеса в дециметрах.
Осевой вентилятор состоит из расположенных наклонно к плоскости вращения лопастей, заключенных в цилиндрический кожух. При вращении колеса воздух перемещается параллельно оси вращения. Осевые вентиляторы используют в малопротяженных системах преимущественно для общеобменных и аварийных вытяжек, а также в рудничной вентиляции. Их достоинством является реверсивность, т. е. они могут работать как на приток, так и на вытяжку в зависимости от направления вращения лопастей.
Для подачи воздуха к намеченным местам устраиваются каналы-воздуховоды. Они обычно выполняются из листовой стали, но при наличии в воздухе агрессивных агентов (паров кислот, щелочей и др.) - из нержавеющей стали, керамики, пластмасс, дерева и других материалов.
Удаляемый из производственных помещений загрязненный воздух должен подвергаться очистке с целью предупреждения загрязнения окружающей атмосферы. Очистка основана на использовании таких физико-химических явлений, как абсорбция и адсорбция, хемосорбция, каталитическое и высокотемпературное дожигание.
существуют разнообразные виды и типы пылеуловителей. Выбор определяется физико-химическими
пылеосадочные камеры, оседает в результате резкого уменьшения скорости его движения.
инерционные пылеуловители - металлический резервуар, сужающийся в нижней части. Воздух поступает по касательной к внутренней его поверхности в верхней части. При этом пылевые частицы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам циклона, теряют скорость при ударе о них и поступают в нижнюю часть циклона, где собираются в специальном пылесборник. Задержка значительно возрастает при распылении воды внутри циклона. По этому принципу устроены центробежные скрубберы и циклоны-промыватели. Пыль из них удаляется вместе с водой в виде шлама в специальные отстойники.
Электрофильтры. Действие основано на создании сильного электрического поля, при этом происходит ионизация воздуха, и частицы пыли, получая заряд, оседают на электродах с противоположным зарядом. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специальных механизмов, после чего пыль собирается в пыленакопители и удаляется. Применяются коксовые и гравийные фильтры, орошаемые водой. Для тонкой и средней очистки воздуха от примесей в системах приточной и вытяжной вентиляции широко используются фильтры, в которых воздух пропускается через пористые фильтрующие материалы, способные задерживать пыль, масляные аэрозоли и другие примеси. В качестве фильтрующих материалов применяют сетки, ткани, войлок, металлические или фарфоровые кольца, различные пористые материалы. Общим недостатком таких фильтров является ограниченный срок службы из-за быстрого засорения материала.
Местная приточная механическая вентиляций служит для создания требуемых гигиенических условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относятся воздушные души, воздушные и воздушно-тепловые завесы, оазисы.
Воздушный душ представляет собой направленный на работающего поток свежего воздуха с целью предупреждения перегревов за счет улучшения теплоотдачи организма путем конвекции и испарения. Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах, на которых рабочие подвержены инфракрасному облучению интенсивностью 350 Вт/м2 и более.
Температура воздуха и скорость обдува определяются интенсивностью облучения, степенью тяжести работы и временем года (температура воздуха колеблется в пределах 18 - 24 °С, скорость движения воздуха 0,5 - 3,5 м/с). Скорость движения воздуха должна пропорционально возрастать с ростом интенсивности облучения и тяжести труда. Она больше в теплое время года. Температура подаваемого воздуха находится в обратной зависимости от указанных условий. На приточных воздуховодах устанавливаются специальные патрубки, позволяющие изменять направление струи в зависимости от положения работающего.
Охлаждающий эффект душирующих агрегатов повышается при тонкодисперстном распылении воды в струе воздуха. Однако этот способ неприменим в цехах со значительной запыленностью воздуха.
Воздушные оазисы предусматривают улучшение метеорологических условий на ограниченной площади помещения, которая для этого отгораживается со всех сторон легкими передвижными перегородками и заполняется более холодным и чистым воздухом с заданными скоростями движения.
Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты работающих от охлаждения воздухом, проникающим через ворота или другие проемы в наружных ограждениях, а также с целью предотвратить проникновение воздуха из смежных помещений через часто открываемые проемы. Завесы устраивают 2 типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом приточного воздуха в калориферах. Подаваемый воздух через щелевидный воздуховод поступает со скоростью 10 – 15 м/с под определенным углом навстречу холодному потоку, препятствуя его попаданию в помещение, и, частично смешиваясь с ним, поступает в рабочее помещение.
Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, избыточное (преимущественно конвекционное) тепло, и влага выделяются рассредоточенно, по всему рабочему помещению и удалить их с помощью местных отсосов технически не представляется возможным, а также в тех случаях, когда необходимо разбавить до ПДК остатки воздуха, не захватываемого местными отсосами.
Принцип действия общеобменной вентиляции основан на разбавлении загрязненного, перегретого или переувлажненного воздуха до уровней соответствующих гигиеническим требованиям, что является менее эффективным и значительно менее экономичным.
Устройство приточной вентиляции производственных помещений. Приточный воздух необходимо подвергать обработке: подогреву или охлаждению, очищать от пыли, а в некоторых случаях увлажнять.
Приточная вентиляционная установка состоит из устройства для забора воздуха - воздухоприемника, воздуховодов, фильтров для очистки воздуха от загрязнений, калориферов для подогрева воздуха, вентилятора, воздухораспределителей или насадков, через которые воздух подается в помещение. Фильтр, калорифер и вентилятор обычно устанавливаются в одном помещении, в так называемой приточной вентиляционной камере.
Забор наружного воздуха установками приточной вентиляции производится через специальные воздухоприемные устройства (шахты, проемы в стенах), которые должны размещаться в наиболее чистой зоне, на высоте не менее 2 м над уровнем земли (чтобы избежать попадания поднимающейся с поверхности пыли). При строительстве многопролетных сблокированных зданий допускается размещение воздухозаборных отверстий над кровлей здания. Важно правильно с учетом розы ветров разместить относительно друг друга воздухозаборные устройства и шахты для удаления воздуха, а также вытяжные аэрационные фонари. Воздухозаборные устройства должны защищаться козырьками, решетками, жалюзями.
Подогрев воздуха в холодное время года осуществляется калориферами. В качестве теплоносителя используют горячую воду или пар. Увлажнение приточного воздуха производится в специальных агрегатах - камерах орошения обычно путем мелкодисперсного распыления воды. Может потребоваться увлажнение подогретого воздуха в зимнее время, поскольку его относительная влажность может снижаться до величин, значительно ниже нормируемых. Охлаждение воздуха достигается путем распыления воды или пропускания через калорифер хладоносителя.
Вентиляционные камеры должны быть максимально уплотнены во избежание подсоса загрязненного воздуха из прилегающих помещений, располагаться вне зоны выделения избыточного тепла, запыленности и загазованности. Они должны содержаться в чистоте, иметь свободный доступ для наблюдения, эксплуатации оборудования и уборки.
Воздуховоды в установках приточной вентиляции выполняются обычно из листовой стали, имеют круглое или прямоугольное сечение. На магистральных воздуховодах, а также конечных их разветвлениях могут устанавливаться шиберы или клапаны, предназначенные для регулировки подачи воздуха. Прокладка воздуховодов по цеху по возможности не должна загромождать помещения, мешать производственному процессу, снижать естественное освещение и создавать тени при искусственном освещении.
Распределение воздуха в помещении производится с помощью специальных устройств - воздухораспределительных насадок, обеспечивающих заданное направление и скорость движения приточного воздуха. Скорость воздуха и его температура определяется расчетным путем с учетом нормативных требований.
При одновременном выделении нескольких вредных веществ однонаправленного действия расчет общеобменной вентиляции должен вестись путем суммирования объемов воздуха, необходимого для разбавления каждого вещества в отдельности до установленной для каждого из них предельно допустимой концентрации.
Извлечение и раздача воздуха при общеобменной механической вентиляции могут быть рассеянными и сосредоточенными. При организации воздухообмена надо исходить из того, что воздух должен извлекаться из зон наибольшего загрязнения, а подаваться как можно ближе к местам постоянного пребывания рабочих на высоте 1,5 -2 м от пола и иметь температуру в соответствии с санитарными нормами с учетом конкретных условий. Однако приточный воздух может подаваться и в другие зоны.
Так, в помещениях с избыточными тепловыделениями, при отсутствии загрязнения воздуха вредными веществами приточный воздух более низкой температуры может подаваться на высоте 3 - 4 м от пола, с тем чтобы он, смешиваясь с теплым воздухом помещения, не вызывал переохлаждения работающих.
В запыленных помещениях воздух подается в верхнюю зону с небольшими скоростями, чтобы не препятствовать седиментации пыли и не поднимать в воздух уже осевшую пыль.
В помещениях с избыточным содержанием влаги воздух также подается в верхнюю зону.
Рециркуляция воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции применяется в холодное и переходное время года в целях экономии тепла, затрачиваемого на подогрев воздуха. При рециркуляции часть воздуха, удаляемого из помещения после соответствующей очистки от вредных веществ, снова направляется в помещение.
В соответствии с нормативами при использовании принципа рециркуляции необходимо соблюдать следующие условия: количество наружного воздуха должно составлять не менее 20% от общего количества воздуха, подаваемого в помещение; воздух, поступающий в помещение, не должен содержать более 30 ПДК вредных веществ 4-го класса опасности. При наличии в воздухе более вредных веществ - 1, 2, 3-го классов опасности - рециркуляция запрещается. Применение рециркуляции также недопустимо в производственных помещениях, воздух которых может содержать неприятные запахи или болезнетворные бактерии, вирусы, грибы. Рециркуляция недопустима в пожароопасных noмещениях.
