Общие принципы проектирования и расчета вентиляции

РАЗДЕЛ 1. РАСЧЕТ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

БЕЗОПАСНОСТИ

Тема. Расчет вентиляции

 

1. Теоретические положения.

2. Расчет вентиляции.

 

Время: часа.

Литература

1. Курдюмов В.И., Зотов Б.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. – М.: КолоС, 2005. – 216 с.

 

Теоретические положения

Общие принципы проектирования и расчета вентиляции

Для проектирования и расчета вентиляции производственных помещений необходимы следующие данные:

- наименование цеха и его размеры;

- число рабочих мест и их назначение;

- численность работающих;

- характер и категория работ по уровню энергозатрат (приложение Б);

- перечень и размещение оборудования, машин;

- время работы;

- места выделения загрязнений (газов, паров, пыли, аэрозолей);

- интенсивность теплового облучения работников;

- зна­чения предельно допустимых концентраций вредных веществ (по ГОСТ 12.1.005 - 88* «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» или по гигиеническим нормативам ГН 2.2.5.686-98);

- характеристика веществ по пожаро- и взрывоопас­ности.

Располагая указанными данными, приступают к проектирова­нию вентиляции, которая по способу побуждения воздуха может быть принудительной (механической) или естественной.

Механическая вентиляция по принципу действия может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Приточную вентиляцию применяют в производственных поме­щениях со значительным выделением теплоты при малой концен­трации вредных веществ в воздухе, а также для усиления воздуш­ного подпора в помещениях с локальным выделением вредных ве­ществ при наличии систем местной вытяжной вентиляции. Это позволяет предотвратить распространение таких веществ по всему объему помещения.

Приточная механическая вентиляция чаще всего предназначается для компенсации расхода воздуха по обшеобменной вытяж­ной и по местной вытяжной системам.

Вытяжную вентиляцию применяют для активного удаления воздуха, равномерно загрязненного по всему объему помещения, при малых концентрациях вредных веществ в воздухе и неболь­шой кратности воздухообмена.

Кратность воздухообмена, ч^-1, оп­ределяют по формуле

k = L/ V_вн,

где L - объем удаляемого из помещения или подаваемого в помещение воздуха, м³/ч;

V_вн - внутренний объем помещения, м³.

Приточно-вытяжную вентиляцию применяют при значитель­ном выделении вредных веществ в воздух помещений, в которых необходимо обеспечить особо надежный воздухообмен с повы­шенной кратностью (рисунок 1).

Рисунок 1 – Механическая приточно-вытяжная вентиляция:

а -общий вид: 1 - воздухоприемное устройство; 2-калорифер; 3, 4 - соответственно при­точный и вытяжной вентиляторы; 5, 6 - соответственно вытяжные и приточные воздуховоды; 7 -фильтр (пылеуловитель); 8, 9 - соответственно приточные и вытяжные вентиляционные насадки;

б -схема работы приточной части системы вентиляции;

в -схема работы вытяжной части системы вентиляции.

 

В тех случаях, когда возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны опасных токсических и взрывоопасных веществ, проектируют аварийную вентиляцию. При отсутствии в ведом­ственных документах указаний об аварийной вентиляции следует предусматривать, чтобы она с совместно действующей вентиляци­ей другого назначения (чаще всего рабочей) обеспечивала при не­обходимости воздухообмен кратностью k ≥8 ч^-1.

Аварийная вентиляция должна быть, как правило, вытяжной и удалять воздух наружу. Выбросы аварийной вентиляции не следу­ет располагать в местах постоянного пребывания людей и разме­щения воздухозаборных устройств систем вентиляции и кондици­онирования.

Естественная вентиляция может осуществляться посредством аэрации или через вытяжные каналы и шахты.

Аэрация - организованный управляемый воздухообмен за счет естественных природных сил (ветрового и теплового напоров). Аэрацию применяют для вентиляции производственных помеще­ний большого объема, в которых применение механической вен­тиляции в целом для всего помещения потребует больших капи­тальных вложений и эксплуатационных затрат.

Естественная вентиляция через специально предусмотренные вытяжные каналы или шахты рекомендуется для помещений не­больших объемов при кратности воздухообмена k ≤3 ч^-1.Для по­вышения эффективности работы такой вентиляции на верхнем конце наружной части вытяжных каналов монтируют дефлекторы. Такую систему вентиляции следует применять в помещениях с не­значительным выделением вредных веществ (хранилищах, поме­щениях для хранения минеральных удобрений, кормоцехах, неф­техранилищах, животноводческих помещениях).

При естественной вентиляции воздух в помещения следует по­давать через проемы, расположенные в обеих продольных стенах: в теплый период года на уровне не более 1,8 м от пола до нижнего края проема, в холодный период года на уровне не ниже 4 м.

Подача приточного воздуха без его подогрева в холодный пери­од года на более низких отметках допускается только при осуще­ствлении мероприятий, предотвращающих непосредственное воз­действие холодного воздуха на работающих.

Выброс воздуха в атмосферу под действием теплового и ветро­вого напоров следует предусматривать через открывающиеся про­емы окон и фонарей, шахты с дефлекторами и без них, исключая случаи, для которых технико-экономическими расчетами обосно­вано применение вытяжки воздуха системами с механическим пробуждением. Число шахт для удаления воздуха из верхней зоны следует принимать минимальным.

Дефлекторы (рисунок 2) обеспечивают устойчивую вытяжку воз­духа независимо от направления ветра. Они предназначены для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет ис­пользования ветрового напора. Дефлекторы устроены таким об­разом, что при обдувании их ветром участок, работающий на вы­тяжку, имеет большую площадь, чем участок, работающий на приток. В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, и производительность вентиляции возрас­тает.

В шахтах и дефлекторах при необходимости следует предусмат­ривать регулирующие клапаны с приводом, обеспечивающим уп­равление ими из рабочей зоны.

Рисунок 2 – Дефлекторы:

а – ЦАГИ: 1 – колпак; 2 – обечайка; 3 – конус; 4 – диффузор; 5 – шахта;

б – остроугольный: 1 – фланец; 2 – диффузор; 3 – колпак; 4 – корпус;

5 - лапка;

в – звездообразный: 1 – колпак; 2 – корпус; 3 – косынка для крепления к трубе

 

Управление фрамугами должно быть механизировано и легко осуществляться изнутри и снаружи помещений.

Воздухоприемные отверстия приточных систем с механичес­ким побуждением, как правило, следует предусматривать в сте­нах зданий. Допускается также применение отдельно установленных воздухоприемных устройств.

Воздухоприемные отвер­стия необходимо размещать на высоте не менее 2 м от уровня земли, а при заборе воздуха из зеленой зоны - не менее 1 м от уровня земли.

При проектировании вытяжной механической вентиляции сле­дует учитывать плотность удаляемых паров и газов. Причем если она меньше плотности воздуха, то воздухоприемники располага­ют в верхней части помещений, а если больше - в их нижней части.

Выброс в атмосферу загрязненного воздуха, удаляемого меха­нической вентиляцией, должен предусматриваться над кровлей зданий. Выброс воздуха через отверстия в стенах без устройства шахт, выведенных выше кровли, не допускается. В виде исключе­ния выброс может предусматриваться через отверстия в стенах и окнах, если вредные вещества не будут заноситься в другие поме­щения.

Выброс в атмосферу взрывоопасных газов должен происходить на расстоянии по горизонтали, равном не менее 10 эквивалентных диаметров (по площади) выбросной трубы, но не менее 20 м от места выброса дымовых газов.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в местах значи­тельного выделения газов, паров, пыли, аэрозолей. Такая венти­ляция предотвращает попадание опасных и вредных веществ в воздух производственных помещений.

Местную вытяжную вентиляцию следует применять на газо- и электросварочных постах, металлорежущих и заточных станках, в кузнечных цехах, гальванических установках, аккумуляторных це­хах, на постах технического обслуживания, в помещениях у мест пуска автомобилей и тракторов.

Технологические выбросы, а также выбросы воздуха, содержа­щего пыль, ядовитые газы и пары, следует очищать перед выпус­ком их в атмосферу.

Объем воздуха, который необходимо подавать в помещение с требуемыми параметрами воздушной среды в рабочей или обслу­живаемой зоне, следует рассчитывать на основании количеств теплоты, влаги и поступающих вредных веществ с учетом нерав­номерности их распределения по площади помещения. При этом принимают во внимание количество удаляемого из рабочей или обслуживаемой зоны воздуха местными вытяжными устройствами и общеобменной вентиляцией. Запрещается рассчитывать необ­ходимый воздухообмен для производственных помещений по табличным значениям кратности воздухообмена k. По этому па­раметру допускается рассчитывать воздухообмен в основном санитарно-бытовых и общественно-административных помеще­ний (таблица 1).

 

Таблица 1 – Кратность воздухообмена в зависимости от типа помещений

Наименование помещений	Кратность воздухообмена, k, ч-1
Вестибюли		-
Гардеробные, умывальные	-
Уборные	-	75 м3 на одну сетку 50 м3 на один унитаз 25 м3 на один писсуар
Курительные	-
Помещения для личной гигиены женщин
Помещения для отдыха
Помещения для обогрева работающих
Помещения общественных организаций	-	1,5
Залы собраний вместимостью:
до 100 чел.
более 100 чел.	40 м3 на одного человека (в холодный и переходной периоды года 50 % рециркуляции)

При затруднениях в определении количества выделяющихся вредных веществ расчет воздухообмена проводят согласно Сани­тарным нормам, в которых указано: «Впроизводственных поме­щениях с объемом на одного работающего менее 20 м³ следует проектировать подачу наружного воздуха в количестве не менее 30 м³/ч на каждого работающего, более 20 м³ - не менее 20 м³/ч на каждого работающего».

Если в воздух рабочей зоны выделяется несколько вредных ве­ществ однонаправленного действия, то при расчете общеобмен­ной вентиляции следует суммировать объемы воздуха, необходи­мые для разбавления каждого вещества в отдельности. Вредные вещества однонаправленного или однородного действия влияют на одни и те же системы организма, поэтому при замене одного компонента смеси другим токсичность смеси не изменяется.

Од­нонаправленностью действия обладают, например, смеси углево­дородов, сильные минеральные кислоты (серная, соляная, азот­ная), аммиак и оксиды азота, угарный газ и цементная пыль. В этом случае допустимое содержание вредных веществ определяют по формуле

С₁/g_ПДК1 + С₂/g _ПДК2 + … + С_i/ g _ПДКi ≤ 1,

где С₁, С₂,...,С_i – концентрации вредных веществ в воздухе помещения, мг/м³.

g_ПДК1, g _{ПДК2, …,} g _ПДКi - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, мг/м³.

На следующем этапе проектирования составляют расчетную схему сети воздуховодов, на которой указывают местные вытяж­ные устройства и сопротивления (колена, повороты, шиберы, расширения, сужения), а также номера расчетных участков сети.

Рас­четный участок - это воздуховод, по которому проходит одинако­вый объем воздуха при одинаковой скорости.

По количеству воздуха, проходящего в воздуховоде за единицу времени, и его полному давлению подбирают центробежный вен­тилятор по аэродинамическим характеристикам. При подборе вентилятора нужно обеспечить максимальное значение коэффи­циента полезного действия (КПД) установки и снижение уровня шума при работе.

В соответствии со Строительными нормами и правилами выби­рают вентилятор нужного исполнения: обычного, антикоррозион­ного, взрывобезопасного, пылевого.

Рассчитывают необходимую мощность электродвигателя, по которой подбирают электродвига­тель соответствующего исполнения. Выбирают способ соединения электродвигателя с вентилятором.

Определяют способ обработки приточного воздуха: очистка, подогрев, увлажнение, охлаждение.

Выбросы в атмосферу содержащего вредные вещества воздуха, удаляемого из систем общеобменной вытяжной вентиляции, и рассеивание этих веществ следует предусматривать и обосновы­вать расчетом таким образом, чтобы концентрации их не превы­шали в атмосферном воздухе населенных пунктов максимальных среднесуточных значений, указанных в таблице А.1 приложения.

Степень очистки выбросов воздуха, содержащего пыль, прини­мают по таблице 2.

Таблица 2 – Допустимое содержание пыли в выбросах воздуха в зависимости от ее ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений

ПДК пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений, мг/м3	Допустимое содержание пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу, мг/м3
≤ 2
от 2 до 4
от 2 до 6
от 6 до 10

 

Если в выбросах воздуха содержание пыли не превышает значений, указанных в таблице 2, то этот воздух разрешается не подвергать очистке.

Для очистки воздуха, удаляемого из помещений, используют инерционные и центробежные пылеотделители, а также фильтры различных конструкций.

 

Расчет вентиляции

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: