2. Санітарно – гігієнічні вимоги до повітря робочої зони
Організму людини перебуває в процесі теплової взаємодії з навколишнім середовищем. Нормальне протікання фізіологічних процесів в організмі можливо лише, коли виділюване організмом тепло безперервне приділяється в навколишнє середовище, а середовище здатне його повністю сприйняти. У цих умовах у людини не виникає, що турбують його теплових відчуттів холоду або перегріву.
Величина тепловиділення Q організмом людини залежить від:
• фізичної ( розумового навантаження людини в певних метеоумовах і становить у стані легкої фізичної роботи до 139 Вт і в стані важкої фізичної роботи - 290 Вт;
• параметрів мікроклімату. навколишнього середовища: t, 0C; 7 f, %; V, м/с; Р, Па (мм. рт. ст.).
Позначимо кількість тепла, яка виробляється в організмі, через Qм - так зване метаболічне тепло (Метаболізм від грецького metabole - зміна, обмін речовин в організмі).
Частина цього тепла затрачається на здійснення механічної роботи Qэкв (подих, серцева діяльність, рухи людини, а також здійснення зовнішньої фізичної роботи), а частина залишається в організмі й підлягає відводу в навколишнє середовище - Qотв, тобто
Qм = Qэкв + Qотв (1)
Віддача тепла організмом людину в навколишнє середовище регулюється механізмом терморегуляції з урахуванням мікроклімату й фізичного навантаження й відбувається тими ж шляхами, що й будь-якого нагрітого тіла (конвекцією, випромінюванням, випаром):
У стані спокою при температурі навколишнього повітря 180С (20 0С) тепловіддача організму людину становить:
- частки Qт і Qк близько 30 % усього тепла, що приділяється, причому Qт - частки Qизл ~ 45 %;
- частки Qисп ~ 20 %;
- частки Qдых ~ 5 %.

3. Мікроклімат робочої зони.
Нормальне теплове самопочуття (комфортні умови), відповідні до даного виду роботи, забезпечуються при дотриманні теплового балансу, внаслідок чого температура внутрішніх органів людини залишається постійної й рівної ~ 36,6 0C ( 0,5 0C).
Загальне рівняння теплового балансу організму людину:
S = Q - (7+ Q + Q + Q + Q + Q + Q), (2)
де S - надлишок (недолік) тепла в організмі, самопочуття людини.
При: S > 0, надлишок тепла, перегрівши організму
Тепловий дискомфорт
S < 0, недолік тепла, переохолодження організму
S = 0, теплова рівновага, оптимальні умови тепловий комфорт .
При зміні температури повітря, швидкості його руху й вологості, при наявності поблизу людини нагрітих поверхонь, в умовах фізичної роботи і т.д. ці співвідношення суттєво змінюються.
Значне відхилення метеорологічних умов робочої зони від оптимальних може бути причиною ряду фізіологічних порушень, в організмі працюючих, привести до різкого зниження працездатності й навіть до професійних захворювань.
Численними дослідженнями встановлений негативний однозначний вплив несприятливих метеорологічних умов (дискомфортний мікроклімат) на безпеку життєдіяльності людину в процесі праці.
Якщо вага й напруженість праці незмінні, а температура навколишнього середовища становить 30 0С, тобто на 10 0С вище оптимальної, то продуктивність праці на початку зміни на 20 - 25 %, а наприкінці її на 40 - 50 % нижче продуктивності при оптимальній температурі (20 0С). Найбільше сильно несприятливі умови мікроклімату позначаються на людях старше 45 років, тобто на робітників, що мають високу кваліфікацію, що й приносять виробництву більшу користь.
Дія окремих факторів мікроклімату може бути антагоністичним (коли дія одного фактора послабляється дією іншого) або синергитичні (коли дія одного фактора підсилюється дією іншого). Наприклад, підвищення швидкості руху повітря послабляє дія підвищеної температури й, навпаки, підсилює дія на організм зниженої температури. Підвищення вологості збільшує несприятливий вплив як підвищеної, так і зниженої температури.
У самому загальному виді дія метеоумов на організм людини можна охарактеризувати в такий спосіб:
• температура повітря дуже впливає на самопочуття людини й продуктивність праці.
• висока температура повітря (30 - 35 0С) у виробничих приміщеннях при збереженні інших параметрів викликає швидку стомлюваність працюючого, перегрівши організму й велике потовиділення.
У важких випадках наступає тепловий, а при роботі на відкритім повітрі - сонячний удар. Можлива судорожна хвороба, що є наслідком порушення водно-сольового балансу, що й характеризується слабістю, головним болем, різкими судорогами переважно в кінцівках.
Інтенсивне потовиділення ( до 6 - 10 л за зміну) при роботі в умовах впливу високої температури повітря (гарячі цехи) приводить до зневоднювання організму, втраті мінеральних солей і водорозчинних вітамінів (С, В1, В2). При важкій роботі в умовах високої температури може виділитися з потім до 50 - 60 г солі - NaСl замість 10 г у нормальних умовах (усього в організмі близько 140 г NaСl).
Тривалий і сильний вплив низьких температур може викликати різні несприятливі зміни в організмі людини. Місцеве й загальне охолодження організму є причиною багатьох захворювань: міозитів, невритів, радикулітів і ін., а також простудних захворювань. Будь-який ступінь охолодження характеризується зниженням частоти серцевих скорочень і розвитком процесів гальмування в корі головного мозку, що веде до зниження працездатності. При переохолодженні тіла до +24 0С наступає смерть.
Вологість дуже впливає на організм людини, на терморегуляцію.
Надлишкова вологість (більш 80 %) утрудняє випар вологи з поверхні шкіри. Це може привести до погіршення стану й зниженню працездатності людину. Підвищена вологість повітря (більш 75...85 %) у комбінації з низькими температурами виявляє значна охолодна дія, а в комбінації з високими - сприяє перегріванню організму.
Знижена відносна вологість менш 18 % (20 %) також несприятлива для людини, тому що приводить до висихання слизуватих оболонок і зниженню захисної діяльності верхніх дихальних шляхів.
Швидкість (рухливість) повітря на робочих місцях у виробничих приміщеннях має велике значення для створення сприятливих умов праці. Треба відзначити, що організм людини починає відчувати повітряні потоки при швидкості близько 0,15 м/с. Причому, якщо ці повітряні потоки мають температуру до 36 0С, організм людини відчуває освіжаюча дія, а при температурах вище 40 0С вони діють угнітаюче.
У зимовий час швидкість руху повітря не повинна перевищувати 0,2...0,5 м/с, а влітку - 0,2...1,0 м/с.
У гарячих цехах допускається збільшення швидкості обдува робітників (повітряне душування) до 3,5 м/с.
Виробнича діяльність людей на поверхні землі протікає звичайно при атмосферному тиску, близькому до тиску над рівнем моря, рівним 1000 гПа.
Однак у ряді випадків атмосферний тиск як професійний фактор може зустрічатися у вигляді двох основних форм: підвищеного й зниженого атмосферного тиску.
Організм людини зустрічається з умовами підвищеного тиску газового середовища в процесі водолазних спусків і кесонних робіт (будівельні роботи при спорудженні опор мостів, фундаментів гідротехнічних споруджень, при проходці стовбурів шахт, у портовім і доковім будівництві).
Від величини барометричного тиску залежить парціальний тиск кисню й азоту повітря, а, отже, і процес подиху.
4. Нормування метеорологічних умов
Нормальні метеорологічні умови в робочій зоні виробничих приміщень визначаються нормами метеорологічних умов.
При нормуванні умов для різних галузей промисловості виходять із загальних міжгалузевих норм ("Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони" ГОСТ12.1.005-88).
Нормуються оптимальні й припустимі температури повітря, відносна вологість і швидкість руху повітря для робочої зони виробничих приміщень із обліком постійних і непостійних робочих місць.
Норми враховують:
Пора року:
• холодний період (сезон) із середньодобовою температурою зовнішнього повітря нижче +10 0С;
• теплий період із середньодобовою температурою +100С и вище.
Категорії робіт. Параметри сприятливих метеорологічних умов різні для різних рівнів фізіологічного навантаження організму. Усі роботи підрозділяються по витратах енергії на наступні три категорії:
А. Легкі фізичні роботи (категорії Iа, Iб).
Iа - легкі фізичні роботи, при яких витрати енергії не перевищують 139 Вт). До них ставляться роботи, вироблені сидячи, що й супроводжуються незначною фізичною напругою (основні процеси точного приладобудування й машинобудування, на вартовому, швейному виробництвах, у сфері керування й ін.);
Iб - легкі фізичні роботи, при яких енерговитратні становлять 140...174 Вт. До них ставляться роботи, вироблені сидячи, коштуючи або пов'язані з ходьбою, що супроводжуються деякою фізичною напругою (ряд професій у поліграфічній промисловості, на підприємствах зв'язку, контролери, майстри в різних видах виробництва та ін.).
Б. Фізичні роботи середньої ваги. (Категорії Iiа, Iiб) - охоплюють види діяльності, при яких витрата енергії становить 175...232 Вт (категорія Iiа) і 233...290 Вт (категорія II б). До категорії Iiа ставляться роботи, пов'язані з постійною ходьбою, виконувані сидячи або коштуючи, але не потребуючі переміщення ваг ( механоскладальні цехи машинобудівних підприємств, прядильно-ткацьке виробництво та ін.)
До категорії Iiб ставляться роботи, пов'язані з ходьбою й перенесенням невеликої ( до 10 кг) ваги (механізовані ливарні, ковальські, термічні, зварювальні цехи машинобудівних заводів і металургійних підприємств).
В. Категорія важких фізичних робіт. (Категорія III) - охоплює види діяльності, при яких витрата енергії перевищує 290 Вт.
До категорії III ставляться роботи, пов'язані із систематичною фізичною напругою, а також з постійними пересуваннями й перенесенням значної ( понад 10 кг) ваги (основні процеси мартенівського, ливарного - з набиванням і заливанням опок, прокатного, ковальського - з ручним куванням, термічного виробництва та ін.).
Як вказувалося вище, ГОСТ 12.1.005-88* передбачені оптимальні й припустимі метеорологічні умови.
Оптимальні. Мікрокліматичні умови - комбінації параметрів мікроклімату, які при тривалому й систематичному впливі на людину забезпечують збереження нормального функціонального й теплового стану організму без напруги реакцій терморегуляції. Вони забезпечують відчуття теплового комфорту й створюють передумови для високого рівня працездатності.
Припустимі мікрокліматичні умови - комбінації параметрів мікроклімату, які при тривалому й систематичному впливі на людину можуть викликати прихожі, що й швидко нормалізуються зміни функціонального й теплового стану організму й напруга реакції терморегуляції, що не виходять за межі фізіологічних пристосувальних можливостей. При цьому не виникає ушкоджень або порушень стану здоров'я, але можуть спостерігатися дискомфортні тепло відчуття, погіршення самопочуття й зниження працездатності.
Оптимальні метеоумови забезпечують відчуття теплового комфорту й створюють передумови для високого рівня працездатності.
Припустимі метеоумови забезпечують нормальні умови праці, погіршення яких може привести до професійних захворювань.
Для забезпечення оптимальних значень параметрів необхідно затратити природно більше засобів (кондиціювання повітря), чому для забезпечення припустимих значень параметрів.
Згідно з нормами, вони створюються в кабінах, на пультах і постах керування технологічними процесами, у залах обчислювальної техніки, а також там, де застережене галузевими документами. В інших виробничих приміщеннях повинні забезпечуватися припустимі метеоумови.
Межі зміни параметрів
Параметр Оптимальні Припустимі
¦Температура повітря, 0С ¦ 16 – 25 : 13 – 29 ¦
: відносна вологість, % : 60 - 40 : до 75 :
: швидкість руху повітря, м/с : 0,1 - 0,4 : 0,1 - 0,6 :
У виробничих приміщеннях, де по технічних або економічним причинам неможливо забезпечити припустимі нормативні показники мікроклімату, повинні передбачатися заходу щодо захисту працюючих від перегрівання або охолодження.
5. Заходу щодо забезпечення нормальних метеорологічних умов на виробництві
Створення оптимальних метеорологічних умов і безпеки життєдіяльності працюючих у виробничих приміщеннях є складним завданням, рішення якої йде в наступних напрямках.
Планувальні заходи(розміщення цехів).
Гарячі цехи розміщають по можливості в одне- і двопрогінних будинках. При наявності більш двох прольотів гарячі прольоти чергуються з холодними. Внутрішні двори будинків П и Ш - образної форми розташовують паралельно або під кутом від 0 до 45 0 до напрямку пануючих вітрів, причому відкрита частина двору повинна бути звернена на подвітряну сторону.
Конструктивні заходи
У якості конструктивних заходів застосовують: теплову ізоляцію, екрани, герметизацію встаткування.
Захисні екрани й термоізоляція знижують інтенсивність теплової радіації від джерела тепла. Теплова ізоляція дає можливість не тільки поліпшити умови праці й зменшити втрати тепла, але й підвищити продуктивність печей, заощадити паливо, збільшити термін служби агрегатів, інтенсифікувати технологічний процес і т.д.
Для теплової ізоляції застосовують різні матеріали: азбест, асбоцемент, слюду, пінобетон, мінеральну вату й повсть і ін.
Печі екрануються із внутрішньої або зовнішньої сторони. Використовують екрани із цегли, листового заліза з азбестовим картоном, білої жерсті, алюмінію й інших матеріалів. Екрани можуть бути одне- і багатошаровими, а також з повітряним прошарком. У нагрівальних печей застосовуються водяні екрани й металеві екрани з водяним охолодженням.
Для поліпшення герметичності печей зовні їх обкладають аркушами алюмінію або оцинкованого заліза. Для зменшення теплових втрат площа робочих вікон печей роблять мінімально необхідної, важливо забезпечити щільне прилягання кришок, що закривають вікна.
Автоматизація, механізація, дистанційне керування виробничими процесами, роботизація.
Ці заходи радикально вирішують питання нормалізації мікроклімату.
У гарячих цехах механізація трудомістких робіт має особливе значення, тому що в цих умовах важка фізична праця підсилює напруга механізму терморегуляції організму. У механізації бідують розливання металу, заповнення плавильних агрегатів і нагрівальних печей, ковальські роботи, гаряче штампування й ін.
Дистанційне керування одержує все більше поширення, у першу чергу, для керування кранами в гарячих цехах, а також при транспортуванні речовин і матеріалів на будівництвах і ін.
Пристрій природньої (аерації) і штучної (механічної) вентиляції, кондиціювання.
(Питання організації вентиляції виробничих приміщень докладно будуть розглянуті в одній з наступних глав).
Аерація цехів дозволяє вивести з гарячих цехів велику кількість теплоутворень і знизити температуру повітря. При цьому уникають більших швидкостей руху повітря на робочих місцях.
Засобами механічної вентиляції є: місцеві вітсоси (парасолі, ковпаки й ін.), повітряне душування (системи стаціонарні або пересувні) і повітряні завіси.
Впровадження більш раціональних технологічних процесів і устаткування
При цьому здійснюється заміна гарячого способу обробки металу холодним, полум'яного нагрівання - індукційним, кільцевих печей у виробництві цегли - тунельними й т.п.
Застосування організаційних заходів
Здійснюється визначення режиму роботи з перервами для відпочинку в нормальних метеорологічних умовах, спеціальний питний режим - установки з газованої підсоленої (0,5 % повареної солі) води (Передбачено з розрахунку 4 - 5 дм3 на людину в зміну, воду газують вуглекислотою.
Спеціальний одяг і індивідуальний захисні засоби
Спеціальний одяг і індивідуальний захисні засоби служать для запобігання організму від перегріву або переохолодження.
Спецодяг робочих гарячих цехів виготовляють із сукна, брезенту, лляних тканин, а також із синтетичного волокна, хімічно обробленого, з вогнестійким просоченням і ін. Для захисту голови від перегріву й опіків застосовують капелюха із широкими полями з повсті, фетру або грубововняного сукна.
Для захисту ніг застосовують спецвзуття, підошва якої хромового дубління (але не гумова) і рифлена.
Для захисту рук використовують брезентові рукавиці.
Для захисту очей і особи використовують щитки з органічного скла, металевої сітки й комбіновані.
Узимку для працюючих на відкритім повітрі передбачені ватяні штани, ватяні куртки й валянки.
У цехах з охолодним метеорологічним комплексом захист робочих місць від потоку повітря здійснена пристроєм тамбурів, теплових завіс, опаленням, обігрівом приміщення, ЗІЗ, раціональним спецодягом.

6. Вентиляція та кондиційювання повітря
Основні поняття. Вентиляція є одним із найважливіших санітарно-гігієнічних заходів, що забезпечують нормалізацію повітряного середовища у приміщенні. Ефективна робота систем вентиляції сприяє також рішенню проблеми захисту повітряного басейну. Відповідно СНиП 2.04.05-92 /1/ у всіх виробничих приміщеннях повинна бути передбачена вентиляція.
Вентиляція – це організований, тобто під давальний розрахунку й регулюванню, повітрообмін у приміщеннях (житлових, промислових і суспільних будинків).
Неорганізоване находження і видалення повітря відбувається через щільності і пори зовнішніх огороджень (інфільтрація), через вікна, кватирки, прорізи (провітрювання).
Задача вентиляції – забезпечення чистоти повітряного середовища і вимогаючих нормами параметрів мікроклімату.
Питання, зв'язані з визначенням кількості повітря, що подається у приміщення, вибором місця і способів його подачі й видалення, щоб рішення було найбільш простим і економічним, складають основний зміст вентиляції як науки, що сприяється на загальну аеродинаміку. Аеродинамічна сутність вентиляції полягає в рішенні внутрішньої (плин повітря по трубах і каналах) і зовнішньої (випромінювання закономірностей поширення вільних струменів у приміщенні й спектрів усмоктування, а також обтікання вітром будинку).
Вентиляція досягається шляхом видалення забрудненого чи нагрітого повітря з приміщення й подачею в нього свіжого повітря.
Види вентиляції
По функціональному призначенню:
- робоча;
- аварійна (при виробничих неполадках і аваріях).
По способу переміщення повітря:
- природна;
- с механічними споткуванням;
- змішана.
По місцевій дії (охопленню приміщення):
- загально обмінна;
- місцева;
- комбінована.
Загальнообмінна вентиляція застосовується тоді, коли шкідливі речовини
та тепло розподіляються по усьому приміщенню рівномірно. Її дія основана на розведенні забрудненого чи підігрітого повітря свіжим повітрям до ГДК чи температур. Вона може бути виповнена у вигляді приточної, витяжної та приточно-витяжної.
Місцева вентиляція буває приточною та витяжною.
Місцева приточна вентиляція служить для подачі повітря на визначені робочі місця. Найбільш розповсюджені види місцевої вентиляції: повітряне душування , повітряно-теплова завіса у воріт, повітряні оазиси.
Повітряні душі – спрямований зі швидкістю 1-3,5 м/с потік повітря на робочі місця в гарячих цехах. Його дія сприяє збільшенню віддачі тепла шляхом конвекції (Qконв) і випару (Qвип).
Повітряно-теплова завіса (мал.1) у воріт служить для запобігання находження холодного зовнішнього повітря у виробниче приміщення. Його робота заснована на подачу підігрітого повітря до воріт з невеликими швидкостями через щілевидні повітроводи (частіше по висоті воріт). Це забезпечує захист людей від охолодження.

Повітряні оазиси призначені для забезпечення необхідних ГОСТ 12.1.005-82 /2/ метеорологічних умов на обмеженій площі приміщення, що для цього відкріплюються з усіх боків легкими пересувними перегородками і заповнюються повітрям із необхідними параметрами.
Місцева витяжна вентиляція застосовується в тому випадку, якщо шкідливі речовини можна уловити безпосередньо в місцях їхнього утворення, не допускаючи поширенню їх по приміщенню. Найбільш розповсюдженими видами витяжних пристроїв є: витяжні шафи (тип повного укриття), витяжні парасолі над джерелами тепло- і газовиділень, бортові отсоси від ванн у гальванічних цехах (Рис.3.2 та рис.3.3), якими обладнуються шліфувальні, обдирні, заточувальні верстати (по металу, склопластику, дереву).
Достоїнство місцевої вентиляції в порівнянні із загально обмінною полягає в значно менших витратах на пристрій і експлуатацію.
Аварійна вентиляція – спеціальна система витяжної вентиляції, котра призначена для швидкого видалення небезпечної речовини, яка проникає у приміщення з апаратів при виробничих неполадках та аваріях.
Загальні технічні та санітарно-гігієнічні вимоги до вентиляції
Кількість приточного повітря Lпр, м3/год, повинна відповідати, як правило, кількості видаляємого Lвид, м3/год
Lпр = Lвид (3)
У деяких випадках вимагається, щоб Lпр було менш чи більш Lвид. Наприклад, при вентиляції двох суміжних приміщень, в одному з котрих виділяються шкідливі речовини, для запобігання проникнення цих речовин у друге приміщення створюють розрідження, забезпечуючи Lпр  Lвид.
Приточне повітря необхідно подавати у ті частини приміщення, де кількість виділяючихся шкідливих речовин мінімально (“чиста зона”), а видаляти із зони максимальної концентрації шкідливих речовин та надлишків тепла (“забруднена зона”). Місце знаходження “чистої зони” визначає місце подачі приточного повітря – у робочу, верхню та нижню зони приміщення.
Місце для забору свіжого повітря вибирається ураховуючи напрямок вітру, із навітряної сторони по відношенню до джерел викидів, удалині від місць забруднення.
Система вентиляції не повинна створювати шум на робочих місцях, перевищуючий граничнодопустимі рівні.
Методи розрахунку продуктивності вентиляції
Визначення продуктивності загально обмінної вентиляції
Продуктивність загально обмінної вентиляції чи кількості повітря, поданого у приміщення L, м3/год, визначається різними методами у залежності від призначення приміщення та видів виділяючихся шкідливих речовин.
При відсутності у приміщенні шкідливих речовин (адміністративні та навчальних будівлях) продуктивність загально обмінної вентиляції визначається по формулі:
L=n L´, (4)
де n – кількість роботаючих;
L´ - витрата повітря, м3/год, прийнятий по санітарних нормах (СН 245-71) у
залежності від об´єма приміщення V, м3, що приходиться на одного
працівника:
при < 20 L´=30;
при 40 > > 20 L´=20;
при > 40 – допускається періодичне провітрювання.
При виділенні шкідливих речовин та тепла кількість повітря визначається з умов матеріального балансу, що надходять у приміщення та видаляємих шкідливих речовин, вологи чи теплового балансу при виділенні тепла:
а) при виділенні парів та газів
У + Lпр qпр= Lвид qвид (5 )
де У – кількість шкідливих речовин, поступаючи у приміщення, мг/год, у
результаті витоків, не щільностей в устаткуванні (приймається за даними
технологічної частини проекту чи з дослідних даних, отриманих на
родинних підприємствах);
Lпр, Lвид – відповідно кількість приточного чи видаляємого повітря, м3/год;
qпр, qвид – відповідно концентрація шкідливих речовин у приточному і
видаляємому повітрі, мг/м3;
Lпр qпр – кількість шкідливих речовин, поступаючих у приміщення з приточ-
ним повітрям;
Lвид qвид – кількість видаляємих із приміщення шкідливих речовин.
З рівняння (4), приймаючи Lпр=Lвид=L
L=У / qвид-qпр (6 )
Згідно ГОСТ 12.1.005-88 /2/ Суд ГДК, рівняння (3.4 ) приймає вид:
L=У / ГДК-qпр (7)
б) при виділенні зайвого (явного) тепла
L=Qяз / с пр (Твид – Тпр) (8 )
де Qяизб – зайве виділення явної теплоти, кДж/год;
с – удільна теплоємність повітря при постійному тиску, кДж/кг К;
пр – щільність приточного повітря, кг/м3;
Твид, Тпр – відповідно температура видаляємого та приточного повітря, К
в) при виділенні зайвої вологи
L= Ув.п / вид (dвид – dпр) (9)
де Ув.п – маса водяних парів, поступаючи у приміщення, г/год;
вид – щільність водяних парів, видаляємих із приміщення, кг/м3;
dвид, dпр – відповідно вологовмісті видаляємого та приточного повітря, г/кг.
У ГОСТі 12.1.005-88 [2] нормується не вологовміст повітря, а його відносна вологість та температура, по яким можна визначити dвид та dпр за допомогою І-d діаграми.
г) при виділенні пилу розрахунок продуктивності загально обмінної вентиляції, як правило, не робиться, так як пил розповсюджується по приміщенню нерівномірно і на деяких ділянках приміщення можуть спостерігатися збільшення його концентрації. Пил слід уловлювати безпосередньо у місці його виникнення за допомогою місцевих відсмоктувачів. У деяких випадках при незначному та розсіючему пилевиділенню загально обмінна вентиляція застосовується і для боротьби с пилом (наприклад, у типографіях, картонажних фабриках).
д) при одночасному виділенні шкідливих речовин, тепла та вологи приймають найбільшу кількість повітря, яку одержано у розрахунках для кожного вида виробничих виділень.
Визначення необхідної кількості повітря по кратності повітреобмінну:
L=K V, (10 )
де К – кратність повітреобмінну, год-1.
Кратність К показує, скільки разів за годину повітря зміняться у приміщенні. Величини кратності, приведені у довідковій літературі [3], можуть складати 1-10 та вище, в залежності від призначення приміщення, вида та кількості шкідливих речовин, що виділяються.
Метод застосовують для орієнтировочних розрахунків, коли невідомі види та кількість виділяючихся шкідливих речовин.
Природна вентиляція
Найбільше розповсюдження на підприємствах, насамперед машинобудівельних, отримала аерація й вентиляція за допомогою дефлекторів.
Загальні зведення про аерацію.
Аерація – природна вентиляція, виконуюча роль загально обмінної. У зовнішніх стінах будинку влаштовують два ряди прорізів. Нижній ряд (для теплого періоду року) розташовують на висоті 0,3-1,8 м, а верхній (для холодного та перехідного періодів) – на висоті 3-4 м від рівня землі. Верхня частина будинку обладнана конструкцією, яка називається аераційним ліхтарем. Ліхтарі розташовуються по усій довжині будинку, в них також передбачаються прорізи з відкриваючими стулками.
Повітрообмін при аерації здійснюється унаслідок різниці температур, отже, щільність повітря усередині ρср.п, кг/м3, та зовні приміщення ρз, кг/м3, а також у результаті дії вітру. Більш холодне повітря надходить у приміщення через прорізи у стінах, а більш теплий видаляється через прорізи ліхтаря. У теплий період року повітря надходить у робочу зону через нижні прорізи, а у холодний та перехідний – через верхні. Опустившись до робочої зони, холодне повітря нагрівається за рахунок перемішування з теплим повітрям приміщення.
Тиск, зумовлюючий повітрообмін, Р, Па, визначається як різниця гідростатичних тисків стовпів повітря зовні та усередині приміщення.
Р=h g ρз– h g ρср. п= h g (ρз - ρср. п), (11)
де h – відстань між осями нижніх та верхніх прорізів, м.
Цей тиск, названий гравітаційним, витрачається на подолання опору, зустрічаючихся на шляху руху повітря від його вхіда у будинок до виходу.
Нагріте у джерелах тепловиділень повітря підіймається до перекриття, де створюється позитивний тиск, зумовлюючий витяжку повітря, у нижній частині будинку тиск негативний, і свіже, повітря надходить до приміщення.
Площина переходу від негативного тиску до позитивного має назву площина рівних тисків. У цій площині тиск усередині приміщення буде дорівнювати зовнішньому, а різниця тисків дорівнює нулю. Положення цієї площини змінюється у залежності від величини відкриваємих верхніх та нижніх прорізів, а також питомої ваги зовнішнього та внутрішнього повітря і буде розташовуватися на висоті ближче до прорізів, які мають більший перетин.
Загальна величина гравітаційного тиску може бути представлена як сума тисків, забезпечуючих приплив та витяжку:
Р=h1 g (ρіз – ρср. п) + h2 g (ρз – ρср. п)=ΔР1 + ΔР2, (12)
де h1 – висота від центру нижніх прорізів до площини равних тисків, м;
h2 – висота від центру верхніх прорізів до площини равних тисків, м.
Розрахунок аерації
Метою розрахунку є визначення необхідної площі приточних та витяжних прорізів розрахунок роблять виходячи з рівняння балансу повітрообміну
Lпр= Lвид
та балансу тепла
Qяз=Qвид
Розрахунок надходження тепла Qяз у виробниче приміщення (тепловиділення від людей, від джерел освітлення, від виробничого обладнання, сонячної радіації та др.) приводиться у довідковій літературі.
Розрахунок аерації роблять для теплого періоду року, як найбільш несприятливого з аерації.
Аерація при дії вітрового тиску
Вищенаведений розрахунок аерації не враховує тиск вітру на будинок, який у теплий період року є основним діючим фактором. При обдуванні будинку вітром із навітряної сторони створюється підвищений тиск повітря, а на завітряній стороні – розрідження (рис.3.5), величини яких можуть бути визначені по формулі:
Рв=а ((Vв2 Р) / 2), (13)
де Vв – швидкість вітру, м/с;
а – аеродинамічний коефіцієнт, який залежить від конфігурації будинку
(а=0,7-0,85 для навітряної сторони, а=0,3-0,45 – для завітряної сторони).
Дію вітру підсилює повітрообмін, але при задуванні вітру у прорізи ліхтаря повітря опускається у робочу зону, змішуючись із пилом та газами. Для виключення цього явища встановлюють незадувні ліхтарі з вітрозахисними щитами. В цьому випадку з навітряної сторони щита (у прорізі) створюється розрідження й ліхтар працює на витяжку при будь-яких напрямках вітру (рис.3.6).
При розрахунку аерації при спільній дії вітру та тепло надлишків додатково до тиску вітру, що виникли через різницю температур, додають чи віднімають тиск, створений вітром.
Достоїнство і недоліки аерації
Достоїнство: значно менші експлуатаційні витрати у порівнянні з механічними системами вентиляції, тому що великі об’єми повітря (від 20 до 100 крат) подаються й видаляються без застосування вентиляторів; аерація є ефективним засобом для боротьби з надлишками явного тепла у гарячих цехах.
Недоліки: у теплий період року ефективність аерації значно падає унаслідок підвищення температури зовнішнього повітря; повітря, що надходить у приміщення не оброблюється ( не чиститься, не охолоджується).
Вентиляція за допомогою дефлекторів
Дефлектори – це насадки, які встановлюються на даху будинку, призначенні для видалення забрудненого чи перегрітого повітря з приміщення невеликих розмірів .
Робота дефлектора заснована на використанні енергії вітру та гравітаційного тиску. Вітер, обдуваючи обичайку, створює з протилежної сторони розрядження, в наслідок чого повітря з приміщення виходить назовні.
При орієнтировочному підборі дефлектора визначають діаметр патрубку, що підводиться, і відповідно конструктивні розміри дефлектора
Д = 0,0188 √ LgVg, (14)
де Lg – продуктивність дефлектора, м3/год;
Vg – швидкість повітря у патрубку, м/с, приймається ½ швидкості вітру (Vg=1,5-2 м/с).
Діаметри патрубків дефлекторів складають 0,2-1,0 м.
Механічна вентиляція
У системі механічної вентиляції рух повітря здійснюється вентиляторами.
Комбінована загально обмінна вентиляція
Припливна вентиляція. Установка приточної вентиляції ПУ складається зі слідующих елементів: повітрозабірного пристрою 1; фільтра для очищення повітря від пилу 2; калориферів 3, де повітря нагрівається; вентилятора 4; повітроводів 5; приточних насадок 6, через які повітря подається у приміщення; регулюючих пристроїв.
Фільтр, калорифери й вентилятори встановлюються у окремому приміщенні (вентиляційна камера). Швидкості випуску повітря з приточних насадок обмежуються допустимим шумом й рухливістю п