Правила и нормы метеорологических условий рабочей зоны
Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па,
находят по формуле
Нп=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па
Где ψT
— коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала,
из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена
0,01; lT — длина трубы соответствующего
участка сети, м; vcp —
средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети,
м/с; dT, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.
Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность
вентиляторов, м3/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в
вентиляционной сети:
где kл — поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха:
при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из труб
длиной до 50 м kп = 1,1, в остальных случаях kп = 1,15.
Lв=1,1*1000=11000
м3/ч
На основе известных величин LB и Нс по номограммам (рис. 7) выбирают марку
вентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) и в
зависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнение
вентилятора.
Рис. 7. Номограмма для
выбора вентиляторов серии Ц 4-70
Центробежные вентиляторы с колесами диаметром 0,5 м и более должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, >0,8; при лопастях,
загнутых вперед, >0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, >0,65.
КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевых
вентиляторов с колесами диаметром 0,5 м и более — не менее 0,6.
Мощность электродвигателя, кВт, для принятого вентилятора
рассчитывают по формуле
Где kз= 1,05...1,5— коэффициент запаса; ηв
— КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов η|в = 0,4.
.0,8; ηп — КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9,
клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощью
муфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.
Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимо
добиваться выполнения следующего условия:
где D — диаметр рабочего колеса вентилятора,
м; n —частота вращения вентилятора, мин-1:
n = A/(60N); А — безразмерный параметр,
определяемый по номограммам при выборе вентилятора; N— номер
вентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).
Расчет местной вентиляции
Расчет производительности вытяжного зонта. Над оборудованием, являющимся
источником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха
(кузнечные горны, горячие ванны или печи и т. п.), чаще всего устанавливают
вытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том,
что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы и
аэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрывать
поверхность выделения вредностей, а его рабочий проем - быть максимально
приближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонта
принимают в пределах 0,15...1,25 м/с, причем большие ее значения при большей
токсичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объем
воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м3/ч,
находят из выражения
L =
3600a6v,
где а,6 — размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v — скорость движения воздуха в
приемной части зонта, м/с.
L=3600*0,4*0,6*0,2=173 м3/ч
Расчет местной вентиляции наплавочных установок. Выделяющиеся при полуавтоматической и
автоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляются
через воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250...350 мм. В
этом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м3/ч,
рассчитывают по формуле
где k0 — коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, для
воронкообразного 13,2; I—сварочный
ток, А.
L=12*(1000)1/3=120 м3/ч
Рис. 8. Вытяжная вентиляция на рабочем месте сварщика: 1 — вентилятор; 2 — вытяжная труба; 3 — стол сварщика; 4 — стена
|
Рис. 9. Схема вытяжной вентиляции
заточного станка
|
Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли часто
служат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами
(рис.9), которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причем
вытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещения
пылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого через
него воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней части
кожуха. Производительность вентиляции, м3/ч, заточных, шлифовальных
и аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивных
кругов:
L=1000DA,
где D — диаметр
абразивного круга, м; А — коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при D<0,25м, 1,8 при D= 0,25...0,6м
и 1,6 при D>0,6m.
L=1000*0.3*1.8=540 м3/ч
6.2.2 Кондиционирование воздуха
Кондиционирование — это процесс поддержания температуры,
влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими
требованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основных
требований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенных
соотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха;
средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений
(стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью
движения воздуха внутри помещения.
Кроме того, системой кондиционирования воздуха должна регулироваться
концентрация газов, паров и пыли в помещении. Если система предназначена для
создания комфортных условий людям, то она должна также уменьшать запахи,
выделяемые человеческим телом.
Кондиционером называют техническое устройство (рис.10),
которое с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в
помещении заданные параметры воздушной среды. В зависимости от предъявляемых
требований по обеспечению необходимого состояния воздуха помещений кондиционеры
бывают двух типов: полного кондиционирования (обеспечивают постоянными
температуру, относительную влажность, скорость движения и чистоту воздуха) и
неполного кондиционирования (поддерживают постоянными только часть параметров
или один из них - чаще всего температуру).
По способу холодоснабжения различают автономные и неавтономные
кондиционеры. В автономные кондиционеры для охлаждения воздуха встроены
холодильные агрегаты, а неавтономные снабжают холодоносителем централизованно.
По способу подготовки и распределения воздуха кондиционеры
делят на центральные и местные.
Конструкция центральных кондиционеров предполагает
приготовление воздуха вне пределов обслуживаемых помещений и распределение его
по системам воздуховодов. Их применяют в помещениях большого объема, так как
производительность таких кондиционеров по воздуху сравнительно высока и
составляет 30...250 тыс. м3/ч.
Местные кондиционеры подготавливают воздух непосредственно в
обслуживаемых помещениях и подают его сосредоточенно в определенную зону. Их
применяют в сравнительно небольших помещениях (объемом до 500 м3). Производительность таких кондиционеров по воздуху 1,5...20 тыс. м3/ч.
Кондиционирование воздуха по сравнению с вентиляцией требует
больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, но вложенные денежные
средства окупаются за счет повышения производительности труда и качества
выпускаемой продукции, снижения заболеваемости работающих и процента
бракованных изделий.
Рис. 10. Схема кондиционера:
1- заборный воздуховод; 2- фильтр; 3- соединительный
воздуховод; 4- калорифер; 5- форсунки увлажнителя воздуха; 6- каплеуловитель;
7- калорифер второй ступени; 8- вентилятор; 9- отводной воздуховод.
6.2.3 Отопление производственных помещений
Отопление предназначено для поддержания нормируемой
температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме
того, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так как
одновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружают
различные системы отопления.
В холодный и переходный периоды года следует отапливать все
здания и сооружения, в которых время пребывания людей превышает 2 ч, а также
помещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим
условиям. Это требование не распространяется на помещения, где работа по
условиям труда приравнивается к работе вне зданий или постоянное пребывание
людей необязательно (например, склады, кладовые и т. п.). В последней ситуации
следует предусмотреть специальные устройства на рабочих местах или дополнительные
помещения для обогревания работающих.
В нерабочее время в отапливаемых помещениях зданий и сооружений
различного назначения в холодный и переходный периоды года должна
поддерживаться температура 5 °С, если это необходимо и допустимо по условиям
производства. В данном случае мощность системы отопления должна быть
достаточной для восстановления нормального температурного режима в помещениях к
началу рабочего времени.
К системам Отопления предъявляют следующие санитарно-гигиенические
требования: равномерный прогрев воздуха помещений; возможность регулирования
количества выделяемой теплоты и совмещения процессов отопления и вентиляции;
отсутствие загрязнения воздуха помещений вредными выделениями и неприятными
запахами; пожаро- и взрывобезопасность; удобство в эксплуатации и ремонте.
Отопление производственных помещений по радиусу действия
бывает местное и центральное.
Местное отопление устраивают в одном или нескольких смежных помещениях площадью
менее 500 м2. В системах такого отопления генератор теплоты,
нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном
устройстве. Воздух в этих системах чаще всего нагревается за счет использования
теплоты сгорающего в печах топлива (дров, угля, торфа и т. д.). Значительно
реже в качестве своеобразных отопительных приборов применяются полы или
стеновые панели со встроенными электронагревательными элементами, а иногда —
электрорадиаторы. Существуют также воздушные (основной элемент — калорифер) и
газовые (при сжигании газа в отопительных приборах) системы местного отопления.
Центральное отопление по виду используемого теплоносителя может быть водяное (рис.
11), паровое (рис. 12), воздушное и комбинированное. Системы центрального
отопления включают в себя генератор теплоты, нагревательные приборы, средства
передачи теплоносителя (трубопроводы) и средства обеспечения работоспособности
(запорная арматура, предохранительные клапаны, манометры и пр.). Как правило, в
таких системах теплота вырабатывается за пределами отапливаемых помещений.
Системы отопления должны компенсировать теплопотери через
строительные ограждения, расход теплоты на нагрев нагнетаемого холодного
воздуха, поступающих извне сырья, машин, оборудования и на технологические
нужды.
При отсутствии точных данных о строительном материале
ограждений, толщине слоев материалов ограждающих конструкций и вследствие этого
невозможности определения термического сопротивления стен, потолков, полов,
окон и прочих элементов расход теплоты приближенно определяют с помощью
удельных характеристик.(5)
Рис. 11. Схема системы
центрального водяного отопления с искусственным побуждением:
/ — котел; 2— главный горячий стояк; 3— расширительный
сосуд; 4 — сливная труба; 5—водяная магистраль; б—горячие стояки; 7—вентили; 8—
приборы отопления; 9 — стояки охлажденной воды; 10 — обратная магистраль; 11
— центральный водопровод; 12— канализация; 13— воздухосборник; 14— насос
|
Рис. 12. Схема системы
центрального парового отопления:
I — паровой котел; 2— главный паровой
стояк; 3 — паровая магистраль; 4 — паровые стояки; 5— паровые вентили;
6—нагревательные приборы; 7— конденсационные стояки; <?—конденсационная
магистраль; 9— конденсационный горшок; 10 — сливной бак;
II — насос;
12— обратный клапан; 13 — канализация; 14— центральный водопровод
|
Расход теплоты через наружные ограждения зданий, кВт,
где q0 — удельная отопительная характеристика здания,
представляющая собой поток теплоты, теряемой 1 м3 объема здания по наружному обмеру в единицу времени при разности температур
внутреннего и наружного воздуха в 1 К, Вт/(м3 • К): в зависимости от
объема и назначения здания q0 = 0,105...0,7 Вт/(м3 • К); Vн — объем здания без подвальной части по наружному обмеру, м3; Тв
— средняя расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений здания,
К; Тн — расчетная зимняя температура наружного воздуха для
проектирования систем отопления, К: для Волгограда 248 К, Кирова 242 К, Москвы
247 К, Санкт-Петербурга 249 К, Ульяновска 244 К, Челябинска 241 К.
Q0=10-3*0,5*500*(295-248)=11,75
кВт
Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий, кВт,
где qв — удельная вентиляционная характеристика, т. е. расход
теплоты на вентиляцию 1 м3 здания при разности внутренней и наружной
температур в 1 К, Вт/ (м3 • К): в зависимости от объема и назначения
здания qв = 0,17...1,396 Вт/(м3 * К); Тн.в — расчетное значение
температуры наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К: для
Волгограда 259 К, Вятки 254 К, Москвы 258 К, Санкт-Петербурга 261 К, Ульяновска
255 К, Челябинска 252 К.
Qв=10-3*1,2*500*(295-260)=21
кВт
Количество теплоты, поглощаемое ввозимыми в помещения
материалами, машинами и оборудованием, кВт,
где см — массовая теплоемкость материалов или
оборудования, кДж/(кг-К): для воды 4,19, зерна 2,1...2,5, железа 0,48, кирпича
0,92, соломы 2,3; m — масса ввозимых в помещения сырья
или оборудования, кг; Тм — температура ввозимых в помещение
материалов, сырья или оборудования, К: для металлов Тм = Тн,
для несыпучих материалов Ти = Ти + 10, сыпучих материалов
Тм = Тн + 20; τ — время нагрева материалов, машин
или оборудования до температуры помещения, ч.
Qм=0,48*500*(295-282)/3600*1,5=0,58
кВт
Количество теплоты, потребляемой на технологические нужды, кВт,
определяют через расход горячей воды или пара:
где Gr —
расход на технологические нужды воды или пара, кг/ч: для ремонтных мастерских
100...120, на одну корову 0,625, на теленка 0,083 и т. д.; i — теплосодержание воды или пара на выходе из котла,
кДж/кг; kв — коэффициент возврата конденсата или
горячей воды, изменяющийся в пределах 0...0,7: в расчетах обычно принимают kв = 0,7; iB — теплосодержание возвращаемых в котел конденсата или воды, кДж/кг: в
расчетах можно принять равным 270...295 кДж/кг.
Qт=100*(270-0,7*280)/3600=5,45 кВт
Тепловая мощность котельной установки РК с учетом расхода теплоты на
собственные нужды котельной и потерь в теплосетях принимается на 10...15 %
больше суммарного расхода теплоты:
Рк=(1,1...1,15)( Q0+ QB+ QM+ QT).
Рк=1,12*(11,75 +21+0,58 +5,45)=43,5
кВт
По полученному значению Рк подбирают тип и марку
котла. Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой
тепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не
более четырех, чугунных — не более шести. Следует учитывать, что при выходе из
строя одного котла оставшиеся должны обеспечить не менее 75...80 % расчетной
тепловой мощности котельной установки.
Для непосредственного обогрева помещений применяют
нагревательные приборы различных видов и конструкций: радиаторы, чугунные
ребристые трубы, конвекторы и пр.
Общую площадь поверхности нагревательных приборов, м2,
определяют по формуле
'
где k — коэффициент теплопередачи стенок
нагревательных приборов, Вт/(м2 • К): для чугуна 7,4, для стали 8,3;
Тr — температура воды или пара на входе
в нагревательный прибор, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348,
высокого давления 393...398; для паровых радиаторов 383...388; Tх — температура воды на выходе из нагревательного
прибора, К: для водяных радиаторов низкого давления 338...348, для паровых и
водяных радиаторов высокого давления 368.
F=1000*(11,75 +21+0,58 +5,45)/7.4*(0.5*(345+339)-295)=30 м2
По известному значению F находят требуемое число секций нагревательных приборов:
где f—
площадь одной секции нагревательного прибора, м2, зависящая от его
типа: 0,254 у радиаторов М-140; 0,299 у М-140-АО; 0,64 у МЗ-500-1; 0,73 у
конвектора плинтусного типа 15КП-1; 1 у чугунной ребристой трубы диаметром 500 мм.
При использовании радиаторов МЗ-500-1 необходимо:
n=30/0,64=47 секций
Заключение
Микроклимат
производственных помещений определяется сочетанием температуры, влажности,
подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей и их тепловым
излучением, а также атмосферного давления. Параметры микроклимата определяют
теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на
функциональное состояние различных систем организма, самочувствие,
работоспособность и здоровье. Параметры микроклимата производственных помещений
зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата,
сезона года, условий отопления и вентиляции.
Борьба с
неблагоприятным влиянием производственного микроклимата осуществляется с
использованием архитектурно-планировочных, инженерно-технологических,
санитарно-технических, медико-профилактических и организационных мероприятий.
В профилактике вредного
влияния высоких температур инфракрасного излучения ведущая роль принадлежит
технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических
процессов и оборудования, автоматизация и механизация процессов, дистанционное
управление, использование систем вентиляции и кондиционирования.
Для предупреждения
попадания в производственные помещения холодного воздуха необходимо оборудовать
у входных ворот воздушные завесы, тамбуры-шлюзы.
При невозможности
обогрева всего здания применяется воздушное и лучистое отопление. При работе на
открытом воздухе в холодных климатических зонах страны устраиваются перерывы на
обогрев в специально оборудованных тепловых помещениях.
В профилактике
переохлаждения важную роль играет спецодежда, обувь, рукавицы (из шерсти, меха,
искусственных тканей с теплозащитными свойствами, обогревающая одежда).
Способами улучшения
метеорологических условий на рабочем месте является устройство систем искусственной
вентиляции, кондиционирования и отопления производственных помещений.
Список литературы
1.
Безопасность жизнедеятельности
(медико-биологические основы) /Феоктистова О.Г., Феоктистова Т.Г, Экзерцева
Е.В., М.:Феникс, 2006.
2.
Безопасность жизнедеятельности.
Учебник для студентов средних проф. учеб. Заведений // Под ред. С.В.
Белова.—М.: Высш. шк., 2000.—343с.: ил.
3.
Гигиенические требования к
организации технологических процессов, производственному оборудованию и
рабочему инструменту. СП 2.2.2.1327-03
4.
ГОСТ 12.1.005-88 "Общие
санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".
5.
Б.И. Зотов, В.И. Курдюмов Безопасность
жизнедеятельности на производстве. – М.: КолосС, 2004.
6.
Методические рекомендации
"Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических
требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и
перегревания" N 5168-90 от 05.03.90.
7.
Мучин П.В. Безопасность
жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов. Новосибирск: СГГА, 2003.
8.
Охрана окружающей среды: учеб. для
техн. спец. вузов/ С. В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др./ под ред.
С.В.Белова.- М.: Высшая школа, 1991.
9.
Руководство Р 2.2.013-94. Гигиена
труда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и
опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового
процесса. Госкомсанэпиднадзор России, М, 1994.
9. Руководство Р 2.2.4/2.1.8.
Гигиеническая оценка и контроль физических факторов производственной и
окружающей среды
10. Санитарные правила и нормы СанПиН
2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений"
11.
Седельников Ф.И. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда)/ Учебное пособие
(электронная версия). – Вологда, 2001.
12.
Строительные нормы и правила. СНиП 2.01.01. "Строительная климатология и
геофизика".
13.
Строительные нормы и правила. СНиП 41.01-2003 "Отопление, вентиляция и
кондиционирование".
14.Титов И.К. Основы безопасности
жизнедеятельности. - М., 1996
15. #"1.files/image036.jpg">
Таблица 2
Время пребывания на
рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин
Таблица 3
Требования к измерительным
приборам
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|