Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий. Виды вентиляции

В зависимости от побудителя (движущей силы), обеспечивающего смену воздуха в производственном помещении, различают вентиляцию естественную, при которой перемещение воздуха осуществляется под действием естественных сил, и механическую (искусственную), когда перемещение воздуха обеспечивается вентилятором. Иногда на производстве применяют смешанную вентиляцию (естественную в сочетании с механической).

Воздухообмен при естественной вентиляции обусловлен разностью температур и, следовательно, разностью плотностей воздуха внутри и снаружи помещения (гравитационное давление), а также действием ветра (ветровое давление). Воздух может поступать в производственное помещение и удаляться из него через специально предусмотренные проемы, отверстия - в случае организованной естественной вентиляции, или аэрации, а также через различные неплотности - неорганизованный воздухообмен, инфильтрация. Если аэрация поддастся регулированию и расчету, то инфильтрация регулированию практически не поддастся, и при расчете естественной вентиляции ее не учитывают. Аэрацию, как правило, применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация вредных газов, паров, пыли в приточном воздухе не превышает 30% от ПДК.

Для обеспечения естественной вентиляции производственного помещения в наружных ограждениях зданий предусматриваются специальные проемы, оборудованные фрамугами или жалюзи, расположенными на высоте 1... 1,5 м (используются в летнее время) и 4...7 м (используются в зимнее время) от уровня пола. Для удобства открывания фрамуг с отметки пола используют специальные приспособления с ручным или механическим приводом.

Основным достоинством аэрации является возможность создания большой кратности воздухообмена (до нескольких миллионов м3/ч) в помещении при малых энергозатратах, а также ее относительная простота устройства и обслуживания. К недостаткам аэрации относится невозможность предварительной подготовки воздуха (очистка, нагрев и увлажнение), а также очистки удаляемого из помещения воздуха.

Помимо гравитационного давления весьма существенное влияние на аэрацию зданий оказывает и ветровое давление. При обдувании здания ветром создается повышенное давление с наветренной стороны и пониженное - с заветренной, что, в свою очередь, приводит к дополнительной вытяжке вредных веществ из производственных помещений. Однако при расчете естественной вентиляции принято учитывать только действие гравитационного давления, поскольку сила ветра непостоянна. Воздействие ветра принимается во внимание при решении вопросов размещения зданий на промышленной площадке и защите вытяжных проемов аэрационных фонарей от задувания. Это необходимо для того, чтобы ликвидировать нежелательное поступление наружного воздуха через фонарь, так как это вызывает перемещение загрязненного воздуха из верхней зоны в рабочую ("опрокидывание" тяги).

Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы, специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах или шахтах. Их также используют и для местной вентиляции.

Наибольшее распространение получили дефлекторы ЦАГИ (рис. 7.6). Эффективность работы дефлектора зависит от силы ветра и высоты его установки над коньком крыши.

Для ориентировочного расчета определяют диаметр подводящего патрубка Д) (в м) и соответствующие ему конструктивные размеры

где Lд - производительность дефлектора, м3/ч; vд -скорость воздуха в патрубке дефлектора, м/с, которая принимается равной половине скорости ветра; обычно vд = 1,5...2 м/с при скорости ветра 3...4 м/с.

Более точно дефлектор можно подобрать по специальным графикам, которые учитывают скорость ветра, гравитационное давление и их совместное воздействие.

При использовании механической вентиляции, в отличие от естественной, имеется возможность производить предварительную очистку, нагревание или охлаждение, увлажнение приточного воздуха, а также очистку выбрасываемого в окружающую среду загрязненного воздуха. Кроме того, имеется возможность перемещать воздух по воздуховодам на большие расстояния, т. е. подавать его практически в любое место вентилируемого помещения или удалять его из любого места.

По способу организации воздухообмена механическая вентиляция бывает приточная (воздушный баланс в помещении положительный), вытяжная (баланс отрицательный) и при точно-вытяжная (баланс уравновешенный). Характер воздушного баланса имеет важное санитарно-гигиеническое значение. Так, при отрицательном балансе воздух из вентилируемого помещения со значительными выделениями вредных веществ нс перетекает в помещение с меньшими выделениями или без них. Положительный же баланс позволяет практически полностью изолировать помещение от проникновения в него производственных вредностей. Такую вентиляцию используют, например, в тамбур-шлюзах, отделяющих взрывоопасные производства от невзрывоопасных. Уравновешенный баланс обеспечивает автономность воздухообмена данного помещения.

Основные схемы механической вентиляции показаны на рис. 7.7. В случае приточной вентиляции фильтры, калориферы и вентиляторы обычно устанавливают в так называемых вентиляционных камерах, причем для производств категорий А и Б, а также помещений, в которых выделяются газы или пыли первого класса опасности, эти камеры должны быть изолированы от основного производственного помещения.

Приточные установки, обслуживающие помещения с производствами различных категорий пожароопасности, иногда допускается устанавливать в одной вентиляционной камере при обязательном устройстве в воздухоотводах, обслуживающих взрывоопасные помещения, самозакрывающихся обратных клапанов, срабатывающих при прекращении работы вентилятора. Обратные клапаны должны быть установлены в пределах камеры на подающем участке воздухоотвода.

Воздух подается в рабочую зону на уровне человеческого роста (до 2 м), при этом скорость его истечения из приточных отверстий должна быть ограничена допускаемым уровнем шума для данного производства или помещения и скоростью воздуха на рабочем месте.

Для обеспечения более быстрого падения скоростей и температур в струе воздуха применяют специальные воздухораспределительные устройства в виде плафонов, перфорированных решеток, панелей и т.д. При этом воздух необходимо подавать так, чтобы он не проходил через зоны с большим загрязнением в зоны помещений с меньшим загрязнением. При проектировании вентиляции следует предусматривать удаление загрязненного воздуха непосредственно от места выделения вредностей (местная вентиляция) или из тех зон помещения, в которых наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ или наиболее высокая температура. Место выброса вредных выделений должно быть расположено на 1...1,5 м выше конька крыши.