Оздоровлення повітря робочої зони

Основними заходами з оздоровлення повітря робочої зони є вентиляція та опалення. Розрахунок примусової вентиляції виробничого приміщення здійснюють за різними принципами [2, 3, 9, 10]. Найбільш поширеними є розрахунки по виділенню теплових надлишків та по кількості робітників в приміщенні. Розрахунок місцевої витяжної вентиляції докладно наведено у літературі [9, 10]. Розрахунок місцевої припливної вентиляції (повітряні душі, повітряні та повітряно-теплові завіси) наведено у літературі [2, 7]. Розрахунок природної вентиляції наведено у літературі [4, 10].

Приклад 1. Розрахувати необхідний повітрообмін приміщення. У приміщенні встановлене устаткування, загальна потужність якого 170 кВт, середня потужність одного електродвигуна не перевищує 10 кВт. Коефіцієнт завантаження електродвигунів – не менш 0, 8. У приміщення працюють 60 чоловік, категорія робіт з важкості – IIб (вага не перевищує 10 кг). Приміщення освітлюється 20 лампами потужністю 700 Вт, висота приміщення 7 м. Розрахунок зробити для періоду року із середньою температурою -10^оС.

Рішення. Розрахунок вентиляції у даному випадку необхідно робити по виділенню теплових надлишків, тому що в місцях виділення шкідливих

речовин повинна бути організована система місцевої вентиляції. Кількість повітря, яку необхідно подавати вентиляцією, м ³ /с, визначають за формулою:

(1)

де Q – кількість теплоти, яка виділяється всіма джерелами, кВт;

t_ух, t_пр – температура повітря, що виходить та припливає, ^оС;

– густина повітря при температурі t_пр, кг/м³;

С – теплоємність повітря при температурі t_пр, кДж/(кг∙ К).

Властивості повітря залежно від його температури t_пр визначають за даними табл. 2. За температуру повітря, що поступає до приміщення, приймають середнє значення температур повітря для розглянутого періоду року.

Таблиця 2 – Фізичні властивості повітря

Температуру повітря, що виходить з приміщення, визначають виходячи з необхідного значення температури робочої зони:

(2)

де t _р.з – температура повітря робочої зони (вибирають відповідно до вимог ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ 12.1. 005-88 залежно від категорії робіт з важкості й періоду року по табл. В.1 додатка В), ^оС;

Н – висота приміщення, м;

– градієнт збільшення температури по висоті (приймає значення в інтервалі 0, 5 - 1, 5), ^оС/м.

Якщо категорії робіт з важкості невідома, визначення ії здійснюють за допомогою табл..В.3 додатка В.

Температура повітря робочої зони, відповідно до вимог ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ12.1. 005-88 для категорії робіт з важкості IIб для холодного періоду року (середня температура повітря -10^оС) становить 18^оС. Тоді температура повітря, що виходить з приміщення, становить:

Властивості повітря, що припливає, при температурі -10^оС визначаємо за даними табл. 2:

.

Основними джерелами виділення тепла є:

- тепловиділення обладнання;

- тепловиділення від ламп штучного освітлення;

- тепловиділення від працюючих людей;

- тепловиділення від сонячної радіації.

Тепловиділення від обладнання, кВт, залежать від потужності встановлених електродвигунів, ступеня її використання, умов роботи і визначаються за формулою

(3)

де N – номінальна потужність електродвигунів, кВт;

k_заг – коефіцієнт завантаження електродвигунів (0, 5 – 0, 8);

k_од – коефіцієнт одночасної роботи (0, 5 – 1, 0);

– коефіцієнт корисної дії при даному завантаженні.

Коефіцієнт корисної дії при даному завантаженні визначається за формулою

(4)

K_п – поправочний коефіцієнт, що враховує повноту завантаження (при коефіцієнті завантаження, більшому або рівному 0, 8, поправочний коефіцієнт дорівнює 1, при менших значеннях визначається по каталогах);

- коефіцієнт корисної дії електродвигуна при повному навантаженні, визначається по каталогах або за даними табл. 3.

Таблиця 3 – Залежність коефіцієнта корисної дії електродвигуна від його номінальної потужності, кВт

N	Менше 0, 5	0, 5...5	5...10	10...28	28...50	Більше 50
	0, 75	0, 84	0, 85	0, 88	0, 9	0, 92

Кількість тепла визначаємо за формулами (3), (4) і даним табл. 3:

Кількість тепла, виділюваного працюючими людьми, Вт, визначають за формулою

(5)

де q – тепловиділення однієї людини, Вт/люд.;

n – кількість працюючих людей, люд.

Тепловиділення однієї людини приймаємо рівним 80 Вт. Тоді кількість тепла, виділюваного працюючими людьми, становить 4, 8 кВт.

Кількість тепла, виділюваного джерелами штучного освітлення, Вт, визначають за формулою

(6)

де Р – потужність ламп із урахуванням їх кількості, Вт;

Е – коефіцієнт, що враховує втрати тепла (0, 55).

Кількість тепла, виділюваного джерелами штучного освітлення, відповідно дорівнює:

Тепловиділення від сонячної радіації, Вт, визначають за формулою

(7)

де m – кількість вікон;

S – площа одного вікна, м²;

k – коефіцієнт, що враховує осклення віконних прорізів (для подвійного осклення дорівнює 0, 6);

Q_c – тепло, що надходить від одного вікна, Вт/м².

Кількість повітря, який необхідно подавати вентиляцією, визначаємо за формулою (1)

Розрахована система вентиляції забезпечить виконання нормативних вимог з якості повітря робочої зони.

Приклад 2. У приміщенні, де відсутні джерела виділення шкідливостей, працюють одночасно 10 операторів ПЕОМ. Розміри приміщення: А = 10 м, В = 6 м, Н = 3, 2 м, устаткування займає 15% об’єму. Визначити найменшу необхідну кількість повітря для вентиляції.

Рішення. Для приміщень, в яких відсутні виділення шкідливостей, розрахунок вентиляції здійснюється залежно від кількості працюючих. Необхідна кількість повітря (м³/год.), яка забезпечує відповідність параметрів повітря робочої зони нормованим значенням, визначається за наступною формулою

L = L′ ∙ N, (8)

де L′ – нормативна кількість повітря на одного працюючого, яка залежить від питомого об’єму приміщення, м³/(год.∙ люд.);

N – кількість працюючих.

Питомий об’єм приміщення V_n, (м³/люд.), визначається за формулою

V_n = V / N, (9)

де V – об’єм приміщення, м³.

Величина нормативної кількості повітря V′ визначається за таблицею В.5 додатка В.

Визначаємо вільний об’єм приміщення

V = A∙ B∙ H∙ 0, 85 = 10∙ 6∙ 3, 2∙ 0, 85 = 163, 2 м³.

Питомий вільний об’єм складає

V′ = V / N = 163, 2 / 10 = 16, 3 м³ /люд. < 20 м ³/ люд.

Нормована кількість повітря на одну людину за табл.. В.5 при V′ < 20 м³/люд. становить 30 м³/(год.∙ люд.).

Найменша необхідна кількість повітря для вентиляції:

L = L′ ∙ N = 30∙ 100 = 300 м³/год.

Розрахована система вентиляції забезпечить виконання нормативних вимог з якості повітря робочої зони.