Правила и нормы метеорологических условий рабочей зоны (стр. 7 из 10)
Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах для защиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес — для предотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный период года через открывающиеся ворота или двери.
Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к системам вентиляции:
превышение объема приточного воздуха над объемом вытяжки 10.. .15%;
подача воздуха в зоны с наименьшим выделением вредностей и удаление из мест наибольшего его загрязнения;
отсутствие переохлаждения или перегревания работающих;
выход загрязненного воздуха только в проветриваемые участки прилегающей территории;
соответствие уровней шума и вибрации при работе вентиляции установленным нормам;
простота устройства и надежность в эксплуатации;
пожаро- и взрывобезопасность.
Определение необходимого воздухообмена
Воздухообмен, м3/ч, при нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ или содержании их в пределах норм можно определить по формуле
где п — численность работающих; L1 — расход воздуха на одного работающего, м3/ч, не менее: 30 при объеме помещения, приходящемся на одного рабочего, менее 20м3; 20 — при 20...40 м3 и 40 — в производственных помещениях без световых проемов.
Для помещения, в котором работает 7 человек, воздухообмен равен 140 м3/ч
Для помещений, где на одного работающего приходится более 40 м3 воздуха, и при естественной вентиляции (через открытые форточки, двери и т. п.) воздухообмен не рассчитывают.
Для санитарно-бытовых, общественных и вспомогательных помещений необходимое для удаления вредностей количество воздуха допускается определять по кратности воздухообмена. Например, коэффициент кратности воздухообмена для административных помещений равен 1,5 (по вытяжке), вестибюлей — 2 (по притоку), залов совещаний вместимостью до 100 человек — 3 (по притоку и вытяжке), курительных — 10 (по вытяжке), помещений для отдыха — 5 (по притоку) и 4 (по вытяжке), умывальных — 1 (по вытяжке) и т. д.
При выделении в воздух производственных помещений вредных веществ производительность систем вентиляции по притоку и вытяжке следует определять, руководствуясь количеством вредностей, поступающих в помещения.
Количество воздуха, необходимое для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне, рассчитывают:
а) для помещений с тепловыделениями — по избыточному количеству явной теплоты;
б) для помещений с тепло- и влаговыделениями — по избыточному количеству явной теплоты, влаги и скрытой теплоты в рабочей зоне;
в) для помещений с выделением вредных газов и пыли — по количеству вредностей, поступающих в рабочую зону, исходя из условий снижения их концентраций до предельно допустимых. Если неизвестно количество вредностей, выделяющихся в пределах рабочей зоны, то воздухообмен следует рассчитывать по всему помещению на основе полного количества выделяющихся в нем вредностей.
Воздухообмен, м3/ч, необходимый для поддержания температуры воздуха в помещении в заданных пределах,
где Q - избыточное количество теплоты, выделяемое всеми источниками внутри помещения, кДж/ч; см - удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 0,99 кДж/(кг • К);
Тв-нормативное значение температуры внутреннего воздуха в помещении, К; Тн.в. - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К; рн.в. -плотность наружного воздуха, кг/м3.
Максимальную производительность систем вентиляции большинства зданий, необходимую для удаления избыточного количества выделяемой теплоты, определяют по летнему периоду с учетом теплоты от солнечной радиации.
Воздухообмен, требуемый для сохранения оптимальной относительной влажности воздуха в помещении,
Где W— количество водяных паров, выделяющихся в помещении г/ч; dв , dн — влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха при максимальном его насыщении и заданной температуре, г/кг; φв, φн — относительная влажность соответственно внутреннего и наружного воздуха, %.
Расчет воздухообмена для удаления избыточного тепла.
Исходные данные:
категория тяжести работ - IIа (средней тяжести); количество работников – 24 человека Fост=72м2;
Fп=432м2; Установочная мощность – 9,6кВт; Вид топлива – ЭП (электрическая печь);
расходуемая мощность светильников – 4,8 кВТ; количество воздуха, удаляемое через местные отсосы – L0.3=600м3/час; t0.3=36oC; tп=22оС;
Порядок расчета:
Количество тепла, поступающего от солнечной радиации:
Qост=Fост*qост*Aост=72*140*0,7=7056Вт;
Для покрытий:
Qп.рад=Fп*qп*Кп=432*15*0,5=3240Вт;
Fост и Fп – площадь поверхности остекления и покрытия, м2;
qост и qп – теплопоступления (qост=70-210; qост=140Вт/м2; qп=6-24; qп=15Вт/м2)
Аост – коэффициент остекления
Кп – коэффициент теплоотдачи покрытия
Тепловыделения в производственное помещение от оборудования, приводимого в движение электродвигателем.
Q=1000 N*n1*n2*n3*n4=1000*9.6*0.15=1440Вт;
Тепловыделения от электрических печей и ванн.
Q=1000 N*L*n=1000*9.6*0.7*1=6720Вт;
L – коэффициент, учитывающий долю тепла, выходящего в цех;
n – коэффициент одновременности работы печей
Тепловыделения от искусственного освещения.
Q=1000*N=1000*4.8=4800Вт;
5. Необходимое количество воздуха
L1=L0.3 + (Qя – L0.3*C*p(t0.3-tn)/C*p*(tyx-tn));
Qя – избыток явного тепла в помещении
(Qя= 7056+3240+1440+6720+4800=23256 кДж/ч);
р – плотность поступающего воздуха; р=1,2 кг/см3;
tyx – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределы рабочей или обследуемой зоны;
tyx =7+tп=7+22=29оС;
С – массовая удельная теплоемкость воздуха, С = 1кДж/кг*оС;
L1= 600+(23256-600*1*1.2(36-22)/1*1.2(29-22))=600+(23256-10080/8.4)=2168,6 м3/ч
Расчет естественной общеобменной вентиляции
Естественная вентиляция зданий и помещений обусловлена тепловым напором (разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха) и ветровым напором. Согласно закону Гей—Люссака при нагревании воздуха на 1 К его объем увеличивается на 1/273, а плотность соответственно уменьшается. Следовательно, тепловой напор тем больше, чем значительнее разница температур наружного и внутреннего воздуха. В соответствии с указаниями СНиП 2.04.05—91 ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания. Поэтому естественную вентиляцию рассчитывают, основываясь только на действии теплового напора.
Естественная вентиляция зданий осуществляется посредством удаления загрязненного воздуха с помощью вытяжных труб (шахт) и поступления чистого наружного воздуха через приточные каналы или неплотности в строительных конструкциях (рис. 2).
Разность давлений, Па, на концах вытяжной трубы:
где g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; h —длина вытяжной трубы, м; pн, pв - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3: при нормальном атмосферном давлении и температуре Т (К) плотность воздуха р = 353/ T (здесь 353 — переводной коэффициент).
ΔН=9,81*4*(1,3-1,19)=4,3 Па
Рис. 2 Схема действия естественной вентиляции зданий
Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,
V=(2*4,3/1,3)1/2=2,58 м/с
Действительная скорость движения воздуха в трубе меньше теоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящее от формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Эту скорость рассчитывают по формуле
где ψ = 0,32...0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.
Vд=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)1/2=1,3 м/с
По найденному значению Vдвычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м2,
Sr= L/(3600 Vд),
где L — требуемый воздухообмен, м3/ч.
Sr=2168,6/(3600*1,3)=0,5
Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:
n = Sr/S,
где S— площадь поперечного сечения шахты, м2.
n=0,5/0,25=2
Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет использования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка,работа ющего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток
Рис. 3. 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 корпуса к трубе
Рис. 4. Схема работы дефлекторов: