На производстве предъявляются высокие требования к организации труда и безопасности. Необходимо соблюдение различных нормативов. Одним из критериев является качество воздуха, которое должно обеспечиваться правильным воздухообменом. На большинстве предприятий необходима установка специальных вытяжек. Для обеспечения правильного воздухообмена необходимо произвести расчет вентиляции производственного помещения.
Классификация систем
Существующие вентиляционные системы можно классифицировать по 4 основным свойствам:
- Вентиляция промышленных зданий бывает естественной, искусственной, механической или совмещенной — в зависимости от того, каким образом происходит передвижение воздуха.
- В зависимости от направления потока воздуха системы бывают вытяжными, приточными или комбинированными.
- По месту действия — общеобменные, местные и совмещенные.
- По назначению сети — аварийные или рабочие.
Нормы проектирования вентиляционной магистрали описываются в пунктах СНиПа 41−01−2003. Естественный и механический воздухообмен обеспечиваются разными путями.
Если природный обмен воздуха зависит от внешних факторов, практически неподвластных человеку, таких как тепловой и ветровой напор, то искусственный полностью зависит от действий людей.
Естественный воздушный поток
Вентилирование, осуществляющееся естественным образом, является обычным проветриванием. Происходит оно без влияния человека, когда корпус помещения недостаточно плотный и пропускает воздух.
Большое влияние на направление потока оказывает давление. Если его показатели выше снаружи здания, то чистый воздух поступает извне, в обратном случае он выходит из помещения. Иногда такие процессы протекают совместно.
Активный воздухообмен зачастую происходит случайно, когда температура в помещении и на улице имеет большую разницу в показателях. Другое условие — это отдельные участки с разными коэффициентами давления со стороны корпуса, усиленно обдуваемые ветром. Это явление называется инфильтрацией — поток попадает внутрь с наветренной стороны и выводится наружу с подветренной.
При естественной вентиляции коэффициент обмена воздуха не превышает отметку 0,5. Но нельзя обеспечить комфортные условия труда при неорганизованном вентилировании помещения. Обязательно нужно провести расчеты и разработать систему циркуляции воздуха.
Реализовать натуральный воздухообмен можно при помощи дефлекторов или же путем аэрации. Подача и удаление проводится либо через специальные проемы, либо через воздухоотводы.
Использование аэрации
В помещениях, где технологически предусмотрено образование тепла, аэрация обеспечивает обмен, который проходит через световые фонари и проемы в окнах под действием ветрового напора и температуры. В холодных цехах обмен идет только под воздействием ветра.
При насыщении воздухом предприятия следует учитывать розу ветров, в противном случае внутрь могут попасть вредные выбросы из соседних производственных организаций.
Лучшим для предприятия будет расположение с наветренной стороны по отношению к вредным выбросам. Фрамуги должны открываться автоматически, чтобы ими можно было управлять снизу. Расположив их на разной высоте, можно регулировать поток. Аэрация — отличный вариант для больших предприятий, где тяжело применить механический воздухообмен из-за его большой стоимости.
Стандартная высота подачи воздуха в здание при аэрации — минимум 30 см и максимум 180 см в теплый сезон и минимум 400 см — в холодный.
Рекомендуемый вариант — установка форточек на 3 разных уровнях. В теплое время чистый воздух проходит через нижний уровень, грязный удаляется через верхний. Форточки, находящиеся в середине, используются в холодный период. Пока воздух достигает нижнего уровня, он успевает прогреться.
В небольших цехах на трубы, служащие вытяжками, устанавливают дефлекторы. Они помогают удалить нагретый от производства воздух. Еще их используют для отвода теплых газов от горнов, печей, прессов и т. д.
Искусственный воздухообмен
Искусственный тип обмена воздуха является более совершенным и требует немалых финансовых и эксплуатационных затрат. В такой сети могут также располагаться ионизирующие, подогревающие и другие устройства.
Искусственный воздухообмен еще называют механическим. Он бывает приточным, вытяжным или комбинированным. Такая система имеет немало плюсов:
Собирает чистый воздух и обрабатывает его — подогревает, подсушивает или увлажняет.- Может передвигать воздушные потоки на большие расстояния.
- Обеспечивает доставку воздуха в нужное место на предприятии.
- Может очистить и удалить грязные потоки из любой точки цеха.
- Не зависит от окружающей среды.
Чаще всего работают две системы — приточная и вытяжная. Однако бывают случаи, когда возможно применить лишь одну из них. Основная задача приточной — обеспечение рабочего места благоприятными условиями, в данном случае — чистым воздухом.
Используют такой тип воздухообмена на предприятиях, где преобладает высокая температура с малым количеством вредных выбросов. Свежий поток поступает по воздуховодам и доставляется на рабочие места путем работы распределительных насадок.
Системы, которые очищают загрязненный воздух, называют вытяжными. Чаще всего они работают в складских и бытовых помещениях.
Если существует необходимость создания надежной и активной сети, выполняют приточно-вытяжной воздухообмен. Чтобы воздух не попадал из загрязненных помещений в более или менее чистые, в системе создают давление.
При проектировании приточно-вытяжной системы необходимо рассчитать расход воздуха по формуле L отс = 3600 FW о, где F — общая сумма проемов в квадратных метрах, W о — средний коэффициент скорости притягивания воздуха. Эта характеристика зависит от вредности выбросов и вида необходимых операций.
Вытяжные устройства могут располагаться на любой высоте. Основная задача состоит в том, чтобы загрязненный воздух не менял свою натуральную траекторию перемещения. Загрязнения, которые тяжелее воздуха, всегда внизу, поэтому там тоже нужно размещать приборы для их забора.
В холодный сезон необходимо подогревать поступающий воздух. Самым экономичным вариантом будет рециркуляция, которая подразумевает подогрев части воздуха. При этом нужно выполнять некоторые условия:
- Уличный воздух должен поступать в количестве не меньше 10%, а обратно необходимо выпускать поток с 30% загрязнений относительно допустимой отметки.
- Категорически запрещено использовать рециркуляцию на предприятиях, где в воздухе присутствуют взрывоопасные вещества, болезнетворные микроорганизмы и другие опасные выбросы.
Самым распространенным считается канальный вариант. Он использует для продвижения воздуха по воздуховодам эжекторную установку, центровой и осевой вентилятор. Если воздуховодов нет, система именуется бесканальной. В этом случае устройства монтируют прямо в стену. При этом необходимо наличие естественной вентиляции.
Очень часто приточную вентиляционную сеть соединяют с отопительной системой. За пределами цеха монтируют специальные воздухоприемники для чистого воздуха.
Шахты устанавливают над крышей и землей. Нужно лишь, чтобы возле приемников не было источника вредных выбросов. Минимальное расстояние от земли должно составлять 200 см в обычной зоне и 100 см в зеленой зоне.
Принцип работы приточной вентиляции прост: вентилятор осуществляет забор воздуха через калорифер, где затем нагревается. Далее воздушные массы увлажняются либо подсушиваются и поступают в цеха. Объем поступающего воздуха можно контролировать клапанами и заслонами.
Бывают два вида общеобменной приточно-вытяжной вентиляции — замкнутые и разомкнутые системы. Во втором случае это две независимые сети, одна из них подает воздушные массы, вторая удаляет отработанный.
Перечисленные схемы подводят к цехам, имеющим 1−2-й классы опасности.
Аварийная вентиляция
У любого предприятия должна быть предусмотренная технологами аварийная вентиляция — на случай поступления большого количества вредных или горючих газов и других выбросов.
Рассчитывать расход воздуха необходимо, исходя из размеров помещения. Если у помещения высота менее 6 метров, то нужен восьмикратный обмен воздуха за 60 минут. Если же высота превышает отметку 6 метров, то необходимо удалять 50 куб. м в час на 1 кв. метр помещения.
Для аварийной вентиляции необходимы:
- Основные вытяжные сети с резервными вентиляторами.
- Дополнительные системы (вместе с резервом).
- Только аварийные магистрали, если использование главной системы невозможно.
Лучшим вариантом считается использование автоматической аварийной линии, которая не только работает в опасных ситуациях, но и предупреждает их. Вся работа осуществляется благодаря центральному процессору и датчикам, которые собирают информацию, анализируют ее и выполняют определенные действия.
Как правило, аварийная система использует только механическое удаление загрязнений при помощи вентиляторов. При этом стоит учитывать, что сеть должна оставаться герметичной, не позволяя выбросам проникнуть в другие цеха или помещения. В качестве дополнительных элементов применяют химические добавки, нейтрализующие опасность. Их количество определяется специальными документами.
В зависимости от назначения и физических параметров помещения, а также вероятности аварийной ситуации проводят расчет воздухообмена в производственных помещениях, в частности, определяют кратность по формуле:
К = L / V, где
L — количество воздушной массы, выводимой через вентиляцию.
V — объем помещения, откуда выводится воздух.
Если высота потолков не превышает 6 метров, то кратность должна равняться 8. В случае если высота превышает эту отметку, необходимо не меньше 50 куб. метров на квадратный метр помещения в час.
Аварийный воздухообмен может функционировать в двух режимах:
- Пассивный — система не работает и находится в «спящем режиме». Включается, если не хватает мощности обычной сети.
- Активный — сеть контролирует ситуацию при помощи датчиков и активно очищает воздух, когда нужно понизить концентрацию выбросов.
Местная вытяжка и формула расчета
Местная вытяжка удаляет воздух из мест, где он загрязняется. В состав такой системы входят вентиляторы, трубопроводы, решетки вентиляции. Локальное вентилирование проводят таким образом, что при работе с 1-м и 2-м классами опасных выбросов нельзя будет включить оборудование при выключенной системе.
Если компания не осуществляет выброс вредных веществ, то можно провести расчет общеобменной вентиляции производственного помещения как L = N х L н, где N — количество рабочих, находящихся в помещении, а L н — необходимый объем воздуха для одного человека, который измеряется в куб. м/ч.
Учитывая такой параметр, как кратность воздуха, расчет проводится по формуле L = n x S x Н, где n — кратность, равная 2 в производственном помещении, S — площадь, а Н — высота.
Вентиляция производственных цехов должна обладать двумя критериями — это грамотное исполнение и функциональность. Только в этом случае можно организовать рабочие места в соответствии с нормами. Поэтому так важно произвести точный расчет местной вентиляции.
