Проект оптимизации сводных показателей машиностроительного цеха (стр. 11 из 12)

б – зона досягаемости пальцев при вытянутой руке;

в – зона легкой досягаемости ладони;

г – оптимальное пространство для грубой ручной работы;

д – оптимальное пространство для тонкой ручной работы.

Рис. 5.1. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости

Определим оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости:

Дисплей – размещается в зоне а (в центре);

Системный блок – размещается в предусмотренной нише стола;

Клавиатура – размещается в зоне г/д;

Манипулятор типа “мышь” – размещается в зоне в справа;

Сканер – размещается в зоне а/б (слева);

Принтер – размещается в зоне а (справа);

Документация, необходимая при работе – размещается в зоне легкой досягаемости ладони – в;

Литература, неиспользуемая постоянно – размещается в выдвижных ящиках стола.

Во время пользования компьютером медики советуют устанавливать монитор на расстоянии 50–60 см от глаз. Специалисты также считают, что верхняя часть дисплея должна быть на уровне глаз или чуть ниже, угол считывания (направление взгляда) должен быть на 20° ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению. Должна быть предусмотрена возможность регулирования экрана: по высоте ±3 см, по наклону от -10° до +20° относительно вертикали, по часовой стрелке и против часовой стрелке относительно вертикальной оси.

Кресло и клавиатура устанавливаются так, чтобы не надо было далеко тянуться. При изменении положения тела (например, с вертикального на наклонное), обязательно надо изменить положение клавиатуры. Клавиатура должна иметь возможность перемещения по горизонтали, должна быть легко достигаема и расположена таким образом, чтобы руки находились на расстоянии 50–75 мм от туловища, что обеспечивает оптимальные условия работы с ней при изменении положения туловища.

6.4 Система оптимизации параметров воздушной среды (микроклимата)

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата – создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата. В санитарных нормах установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения (таблица 5.2).

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5м3/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры, приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.2. Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Период	Параметр микроклимата	Величина
Холодный	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	20…23°С 40…60% до 0,2м/с
Теплый	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	20…25°С 40…60% 0,1…0,2м/с

Таблица 6.3. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Характеристика помещения	Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час
Объем до 20м3 на человека 20…40м3 на человека Более 40м3 на человека	Не менее 30 Не менее 20 Естественная вентиляция

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система). Для поддержания необходимых температуры и влажности рабочее помещение оснащено системами отопления и кондиционирования, обеспечивающими постоянный и равномерный нагрев, циркуляцию, а также очистку воздуха от пыли и вредных веществ. Для поддержания в помещениях нормального, отвечающего гигиеническим требованиям состава воздуха, удаления из него вредных газов, паров и пыли используют вентиляцию.

Воздухообмен, обеспечивающий удаление избытков тепла.

Для удаления избытков тепла при отсутствии в воздухе вредных веществ используют механическую вентиляцию. В помещениях с значительными тепловыделениями объем приточного воздуха, необходимого для поглощения избытков тепла, рассчитывают по формуле:

, (6.1)

где G - объем приточного воздуха, м3 /ч;

Q - теплоизбытки, Вт;

Ср - удельная теплоемкость воздуха (Ср =103 Дж/(кг · С));

r - плотность приточного воздуха ( r =1,29 кг/м3 );

t уд - температура удаляемого воздуха;

t пр - температура приточного воздуха.

Температура приточного воздуха принимается по СНиП-П-33-75 для теплого времени года. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:

tуд = tрз + а · (H-2), (6.2)

где, t - температура в рабочей зоне по ГОСТ12.005.-88 (t =24 C);

а - нарастание температуры на каждый 1м высоты, (а=1);

Н - высота помещения, (Н=2,75м).

Теплоизбытки определяются как разность между теплом Qприх, выделяемом в помещении, и Qрасх, удаляемом из помещения. Тепло, выделяемое в помещении, в котором работает программист, определяется как сумма составляющих тепловыделений от людей, солнечной радиации, источников искусственного освещения и средств вычислительной техники:

Qприх = Qлюд + Qсол + Qосв + Q ВТ, (6.3)

Тепловыделения от людей рассчитываются по формуле:

Qлюд = n · q, (6.4)

где n - число человек, работающих в помещении (n=4);

q - удельная теплота, выделяемая одним человеком (при температуре 20˚С, q=80Вт).

Qлюд = 4 · 80 = 320 Вт.

Расчет тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации производится по формуле:

Qсол = Fост · qост · Aост, (6.5)

где Fост - площадь поверхности остекления (Fост=3м2);

qост - тепловыделения от солнечной радиации через 1м2 поверхности остекления (с учетом ориентации окон на восток qост=170 Вт/м2);

Аост - коэффициент учета характера остекления (для двойного остекления в одной раме Аост =1,15).

Qсол = 3 · 170 · 1.15 = 586.5 Вт.

Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения производится по формуле:

Qосв= hосв · Nосв, (6.6)

где Nосв - суммарная мощность источников освещения;

hосв - коэффициент тепловых потерь (для люминесцентных ламп h =0,55).

Qосв= 0.55 · (8·40) = 176 Вт.

Тепловыделения от средств вычислительной техники рассчитываются по аналогичной формуле:

QВТ = hВТ · NВТ , (6.8)

где NВТ - суммарная мощность устройств вычислительной техники типа IВМ РС (мощность одной ЭВМ равна 300 Вт, всего ЭВМ в помещении - 4);

h - коэффициент тепловых потерь (для устройств вычислительной техники h=0,6).

QВТ = 0.6 · 4 · 300 = 720 Вт.

Таким образом, получаем:

Qприх = 320 + 586 + 176 + 720 = 1802 Вт.

При открытии дверей и окон естественный расход тепла:

Qрасх = 0.1 · Qприх = 180 Вт.

В результате получим объем вентилируемого воздуха для теплого времени года:

6.5 Проектирование систем вентиляции

Определение поперечных размеров воздуховодов для отдельных участков вентиляционной сети:

Потребная площадь воздуховода определяется по формуле:

(6.9)

где G - объем приточного воздуха (G=1646 м3 /ч);

V - допустимые скорости движения воздуха в воздуховодах(V=4м/с).

f = 0.07 (

)

Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, то есть f=0,083 м2 . По справочнику находим, что для площади f=0,083 м2 условный диаметр воздуховода равен d=315 мм.

Подбор вентилятора и электродвигателя.

Требуемое давление, создаваемое вентилятором, с учетом запаса на непредвиденное сопротивление в сети в размере 10%, составит

Pтр = 1.1 · P = 1.1 · 17.7 = 17.47(Па);

В вентиляционной установке для рассматриваемого помещения следует использовать осевой вентилятор, так как сопротивление сети меньше 200 Па. Выберем вентилятор по аэродинамическим характеристикам, то есть зависимостям между полным давлением Ртр, создаваемым вентилятором, и производительностью (G, м3/ч).

С учетом возможных дополнительных потерь или подсоса воздуха в воздуховодах потребная производительность вентилятора увеличивается на 10%:

Gтр = 1.1 · G = 1.1 · 1646 = 1810.6 (м3/ч);

По справочнику выбираем осевой вентилятор О6-300 N4 с КПД вентилятора для первого исполнения (непосредственный привод от электродвигателя, колесо на валу электродвигателя) h в = 0.65. КПД ременной передачи для первого исполнения вентилятора hрп =1.

Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

(6.11)