Вентиляция производственных помещений. Особенности и порядок расчета вытяжной и приточной вентиляции Система вентиляции на вредном производстве

Все живое в природе, так или иначе, зависит от чистого свежего воздуха, а человеческий организм устроен так, что ему необходимо ежесекундное насыщение кислородом. Особенно это ощутимо, когда человек переносит физические нагрузки, например, при выполнении какой-либо работы.

Поступление свежего воздуха особенно актуально, если рабочее место расположено в производственном цехе. Оборудование, находящееся в нем, и связанные с ним технологические процессы зачастую являются основным источником попадания в воздух различных ядовитых испарений, газов, грязи пыли, химических примесей. Поэтому вентиляция на производстве – крайне необходимая мера в организации любого технологического процесса.

Ошибочно мнение, что создание вентиляции в производственных помещениях (цехах, участках) практически ничем не отличается от организации процесса кондиционирования, например, офисного или жилого помещения. В этом случае стоит поставить акцент на том, что производственная вентиляция – это не одноразовая мера, а целый комплекс инженерных разработок.

Вентиляция на производстве выполняет куда более глубокую роль, чем вентиляция (кондиционирование) в каком-либо другом помещении. Именно производственное вентилирование призвано обеспечить бесперебойное очищение воздуха от различных примесей, его функциональную циркуляцию, при этом не нарушая ход технологических процессов, а создавая благоприятные условия для их успешного выполнения.

Вентиляция как инженерно-технологический комплекс подразделяется на два основных вида:

• местная;
• общеобменная.

Основной целью вентиляции местного характера является локализация и последующее удаление вредных веществ непосредственно в самом месте их первоначального образования. Как правило, вредоносный источник со всех сторон закрывается так называемыми щитами, которые образуют колпак. Внутри этого укрытия давление значительно меньше атмосферного, благодаря чему создается разрежение при отсосе воздуха (вредные примеси не поступают в окружающее помещение). Вентиляция местного типа весьма эффективна и при этом ее организация не требует колоссальных финансовых вложений, так как удаление загрязнений из воздуха достигается при его небольшом расходе.

В случаях, когда вредоносные источники не могут быть локализованы в полном объеме, применяется общеобменный тип вентилирования. Из названия становится понятно, что ее целью является комплексная очистка воздуха во всех производственных помещениях, а проводится она путем разбавления общего содержания примесей, грязи пыли, а также влаги и тепла.

Классификация производственной вентиляции по способу действия

По способу воздействия существует следующие виды вентиляции :

1. вентилирование приточного действия;
2. вентилирование вытяжного действия;
3. вентилирование приточно-вытяжного действия.

Приточная вентиляция на производстве призвана обеспечивать свободное поступление свежего воздуха в объемах, достаточных для целевого функционирования производства. Как правило, в системах приточного типа широко используются канальные вентиляторы. Они способны полностью обеспечить принудительное поступление воздуха в цех. Одновременно давление воздуха в разы увеличивается по сравнению с показателями атмосферного давления и, соответственно, происходит неорганизованное, естественное выдавливание загрязненного воздуха через разные выходы, щели и отверстия на улицу или в соседние помещения.

Вытяжная вентиляция на производстве призвана удалять отработанный воздух (с загрязнениями, либо влажный, либо горячий), при этом порции свежего воздуха поступают внутрь помещения неорганизованно, через двери, окна, стеновые проемы и т.д. Такой тип вентиляции особенно эффективен в производствах, технологические процессы которых подразумевают выделение достаточного количества вредных веществ, влаги, тепла, а также присутствие большого скопления людей.

Самая простая установка вытяжного типа состоит из электродвигателя и вентилятора. Если требуется очистить воздух в помещениях большой площади или сложной планировки, тогда минимальный набор добавляется еще специальными фильтрами и разветвленной системой воздуховодов для вывода отработанного воздуха на улицу.

Приточно-вытяжная вентиляция на производстве обеспечивает как поступление свежего воздуха в помещение, так и одновременное удаление из него отработанного. Распространение воздушных потоков может осуществляться двумя способами:

• перемешиванием;
• вытеснением.

В первом случае на потолочных или стеновых площадках производственного цеха или участка монтируются высокоскоростные диффузоры, сквозь которые принудительно поступает уличный воздух. При попадании в закрытое помещение он естественным образом миксуется с отработанным и, уже перемешанный (с загрязнениями), удаляется через специальные диффузионные клапана.

Во втором случае в нижней части помещения (как правило, на поверхности пола) монтируются несколько низкоскоростных воздухораспределителей, которые обеспечивают принудительное поступление приточного воздуха. Так как воздухораспределитель находится внизу, соответственно свежий (охлажденный) воздух распределяется в нижней части помещения, и, следуя законом физики, теплый воздух поднимается вверх и удаляется через вентиляционные отверстия естественным образом.

Организация вентиляции естественного типа

Естественная вентиляция на производстве организуется по принципу самовозникающей разницы в давлении воздушных потоков, их направлении и разницы в температурных характеристиках. Примером примитивной вентиляции естественно типа может служить самый простой сквозняк, для получения которого необходимо просто открыть двери и окна в производственном помещении. Такой способ вентилирования еще носит название неорганизованного, так как все построено на элементарных физических явлениях.

Организованный способ естественной вентиляции предусматривает использование специальных коробов с заслонками, с помощью которых можно регулировать силу и степень естественного потока воздуха.

Основным преимуществом вентиляции естественного характера является низкая себестоимость ее организации. Создание такого способа вентилирования не предусматривает покупку специальных фильтров, вентиляторов, воздухообменников, диффузоров и прочих приспособлений. А существенным недостатком является невозможность полного контроля за воздушными потоками, а также низкая степень обновления воздушных масс.

Вентиляция рабочих мест сварочного производства

Вентиляция в сварочном производстве призвана особенно качественно и тщательно очищать воздушные массы от вредных примесей, так как сварочные работы относятся к наиболее вредному для здоровья человека виду работ, в процесс сварки непременно образуются окиси азота, углерода, фтора и много других различных химических соединений.

Вид и организационный тип вентиляции такого цеха зависит, прежде всего, от габаритов и мощности выпуска сварочно-соединяемых изделий.

Если мощность сварочного цеха невелика, а объемы выпускаемой продукции также незначительны, то на сварочном рабочем месте можно организовать вентиляцию местного назначения.


Если технологические процессы предполагает постоянное локальное перемещение рабочих по всей площади цеха, то организация мобильных постов с местной вентиляцией теряет свою актуальность. В этом случае целесообразно организовать вентиляцию общеобменного типа. Как правило, такая вытяжка затрагивает нижнюю и верхнюю часть помещения, а принудительные потоки дополнительно обеспечивают и обогрев помещения, что особенно актуально для сварочных работ в холодное время года.

Производственное вентилирование уже давно перестало быть простой производственной необходимостью. В различных производствах современных направлений (мощностей и объемов) вентиляция стала выступать в роли наиважнейшего инженерного комплекса, потому как правильная организация и последующее выполнение мероприятий по оснащению производства вентиляционными системами способствует созданию здорового микроклимата в цехах и на участках производства. А значит, и дает возможность качественного выполнения технологических процессов, направленная на соблюдение основных положений по технике безопасности, в также способствует правильной организации каждого рабочего места, а главное, исключает нанесение вреда здоровья работнику, задействованному в производстве.

Принципиальное отличие промышленной вентиляции в том, что оборудование справляется с обслуживанием крупных помещений, зачастую с весьма сложными условиями микроклимата. В воздух могут выделяться вредные вещества, горячий пар или пыль. Основная задача вытяжной вентиляции производственных помещений оперативно «уловить» все нежелательные примеси и удалить их, не нанося вред окружающей среде.

Виды вентиляции помещений

По методу движения воздуха существует два типа вентиляции:

• механическая;
• естественная.

Согласно принципу работы все вентиляционные установки делятся на:

• Приточные (для подачи свежего воздуха), могут быть локальными (оазис, завеса или воздушный душ), а также общие (приток направленный или рассредоточенный).
• Вытяжные (эвакуируют отработанный воздух), бывают общими или локальными.

Естественная вентиляция в производственных зданиях

Любая естественная приточная или вытяжная вентиляция производственного помещения функционирует, используя разницу температур и давления воздуха в цехе и на улице. Значит, движущей силой естественной тяги являются ветровой и тепловой напоры.

Вследствие перепада температур из цеха вытесняются расширенные теплые воздушные массы, а на их место затягиваются чистые, холодные. С наветренной области формируется область повышенного давления, усиливающая приток свежего воздуха снаружи. С подветренной стороны здания давление наоборот всегда понижено, что способствует оттоку отработанного воздуха. Физические законы успешно применяют для вентиляции предприятий с интенсивным тепловыделением. Но не во всех случаях мощный обмен воздуха гарантирует создание всех необходимых условий для работы персонала.

Чем заметнее перепад температуры возле пола и у потолка цеха, а также чем выше помещение, тем эффективнее будет работать система.

Если в стенах и окнах цеха есть щели, часто открываются двери или ворота, вероятно появление сквозняков и понижение температуры. Летом же на удаленных от дверей и окон участках нормы вентиляции производственных помещений нарушаются.

Аэрация воздуха в помещении

Аэрация в некоторых случаях создает эффективный воздухообмен на основе естественной тяги. Для ее реализации устанавливаются аэрационные фонари – специально разработанные элементы вентиляции.

Иногда при строительстве производственного помещения расчет вентиляции не производится, оборудование не монтируют. Тогда можно в уже готовом цеху разместить шахты и каналы, работающие за счет теплового напора. Выходы шахт прикрывают оголовками-дефлекторами. Ветер обдувает дефлектор и формирует в трубе область разрежения, усиливая подсос воздуха. Подобная система широко используется в сельскохозяйственных и животноводческих постройках, кузнях, небольших пекарнях. Устанавливается труба на самом высоком выступе крыши.

Аэрация это один из наиболее эффективных примеров естественной промышленной вентиляции. Ее используют на производствах с обильным образованием газов, ядов и тепла.

Устройство естественной вентиляции на производстве

В обслуживаемых зданиях обустраивают 3 уровня проемов с форточками особой конструкции. Первые два ряда проемов располагаются на высоте 1-4 метров от пола. В крыше устанавливают светоаэрационные фонари с регулируемыми форточками.

Летом потоки чистого воздуха попадают сквозь нижние фрамуги, а грязные уходят вверх. В холодное время года воздух проникает через средний ряд форточек и, согреваясь, достигает уровня нахождения персонала.

Разным положением форточек регулируется интенсивность вентиляции. Рассчитывая вентиляцию производственного помещения, определяют площадь форточек, проемов. Так как наихудшее время для работы системы – теплая безветренная погода, ее и берут за точку отсчетов.

При ветреной погоде естественная тяга работает качественнее. Но при сочетании определенной силы и направлении ветра может создаваться обратная тяга.

Перемешанный с пылью и газами чистый воздух направляется в зоны нахождения людей. Чтобы предупредить распространение пыли и грязи, устанавливают фонари незадуваемой конструкции с защитой от ветра.

В жаркое время года приточный воздух охлаждается методом распыления в нем холодной воды из форсунок, расположенных в области форточек. Воздух охлаждается и немного увеличивается влажность.

К зданиям с естественной аэрацией предъявляются некоторые требования:

• периметр его должен быть открыт доступу воздуха;
• аэрируются одноэтажные цеха или расположенные на последних этажах многоэтажек.

Очень сложно смонтировать естественную вентиляцию в многопролетных промышленных помещениях. При ширине цеха более 100 метров доставка чистого воздуха к центру здания практически неосуществима. Тогда для аэрации устанавливают незадуваемые фонари Батурина с отдельным каналом для вытяжки и притока. Зимой такая система может вызвать нежелательное падение температуры в рабочей зоне производственного помещения. Поэтому в многопролетных цехах обычно устанавливается принудительная вентиляция с обогревом притока.

Управление всеми элементами аэрации осуществляется механически.

Преимущество такого вида вентиляции производственных помещений в возможности обеспечения мощного воздухообмена.

Другой плюс в невысокой стоимости механизмов.

Недостатки:

• зависимость от погоды;
• сложность управления;
• невозможность обеспечения удаленных рабочих мест свежим воздухом.

Аэрация, как вид вентиляции производственных помещений, неприемлема, если технология подразумевает распространение вредных примесей, пыли. Потому что фильтрация отработанных воздушных масс невозможна.

Принудительная вентиляция в производственных помещениях

Приточная или вытяжная схемы вентиляции производственных помещений на механической тяге дают возможность довести параметры подаваемого в помещение воздуха до требуемых (увлажнить, отфильтровать, охладить, нагреть и обезвредить воздух).

Преимущества принудительной вентиляции:

• ее работа не связана с температурой снаружи;
• подавать, удалять воздух можно из необходимой точки;
• существует возможность изменять кратность вентиляции производственного помещения в любых пределах;
• можно произвести точный расчет вытяжной или приточной вентиляции производственного помещения.

Среди применяемых сегодня видов вентиляции производственных помещений наиболее широко распространена принудительная вытяжная.

Вентиляция производственных помещений ограничивает распространение грязного воздуха и отводит его прямо из источника появления.

На качество работы местной вентиляции производственного помещения влияет правильность подбора оборудования, форма воздухоприемников, степень разряженности атмосферы.

Все виды вытяжных установок для вентиляции производственных помещений состоят из таких компонентов как:

• отсос (воздухоприемник);
• вентилятор;
• воздуховоды;
• фильтры;
• вытяжной канал.

Весь объем грязного воздуха должен улавливаться воздухоприемником и далее передаваться по системе местной вентиляции производственного помещения.

Виды производственных воздухоприемников

Отсосы или воздухоприемники для вентиляционных систем бывают двух типов:

• закрытого;
• открытого.

Вентиляционные воздухоприемники открытого типа состоят из:

• защитного кожуха;
• зонта вытяжного;
• отсосов бортовых или шарнирно-телескопических (устанавливаются непосредственно на рабочем месте);
• передвигаемые воздухоприемники.

Такие приемники отличаются тем, что проем для поступления грязного воздуха находится немного поодаль от места его выброса.

Кожух защитный противопылевой устраняет столб пыли (так называемый пылевой факел), образующийся, например, на столярном производстве: при шлифовке, полировке, на точильных станках. Устройство содержит козырек и устанавливается поперек движению пылинок.

Кратность местной вентиляции производственного помещения рассчитывается исходя из скорости и диаметра точильного или шлифовального круга.

Зонты вытяжные уменьшают зону распространения и отводят горячий воздух, содержащий опасные примеси и поднимающийся вверх согласно принципу конвекции. Размер зонта должен полностью покрывать площадь источника горячего воздуха. Зонты выполняются со свесами или без них. Свесы изготавливаются из жестких листов или плотного полотна. Открытые зонты удобнее, так как свесы не мешает доступу персонала.

На вредных производствах скорость потока воздуха, попадающего в зонт, должна быть от 0,5 метров в секунду и выше. Если зонт удаляет горячий воздух без примесей, скорость должна быть от 0,15 до 0,25 метров в секунду.

На травильных и гальванических ваннах устанавливаются воздухоприемники в виде щелей или бортовые отсосы. Воздух двигается над ванной и вытягивает вредные испарения щелочей и кислот до их распространения по всему помещению.

Если ширина ванной невелика (до 70 см), устанавливают однобортовые отсосы.

Широкие ванны оснащают двухбортовыми отсосами, а также конструкциями, сдувающими испарения с поверхности жидкости, «с передувкой».

Объем воздуха, пропускаемый через такие устройства, зависит от площади поверхности жидкости, степени ядовитости паров, температуры жидкости. Так как пары быстро разрушают металлические конструкции, вентиляция производственных помещений данного направления изготавливается из устойчивых материалов, например ПВХ.

В цехах сварочных работ и пайки отсосы устанавливаются на вертикальные или скошенные панели с множеством отверстий.

Очень распространены телескопические и шарнирные отсосы. Благодаря выдвигающейся трубе, всасывающий конец можно приближать к необходимому месту.

В цехах с полуавтоматическими сварными аппаратами и паяльниками, работающими в углекислом газе, отсосы монтируются непосредственно в инструменты. Такое оборудование эффективно при воздухообмене до 20 кубометров в час.

Если место работы сварщика не зафиксировано, используются передвижные отсосы, некоторые из них на присосках крепятся к сварочному аппарату.

Отсосы закрытого типа:

• вытяжные шкафы;
• кабины;
• боксы-укрытия;
• камеры.

Вытяжные шкафы устанавливаются в цехах с обильным выделением ядовитых паров и газов.

Боксы-укрытия не предусматривают открытые проемы и используются на производствах с радиоактивными и особо ядовитыми веществами. Все манипуляции рабочий совершает посредством резиновых перчаток и встроенных рукавов или механических устройств.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях с полной изоляцией источников опасных выделений называется аспирацией и считается одной из наиболее безопасных и эффективных схем.

Виды производственных вентиляторов

Воздух в системах принудительной вентиляции приводится в движение механическими устройствами: воздуходувными машинами, работающими от электричества. Чаще всего устанавливают радиальные или осевые модели.

Радиальный или центробежный вентилятор называется еще «улиткой» по форме корпуса, в которое встроено колесо с лопастями. Во время кручения колеса воздух проникает в корпус, изменяет направление и под давлением подается в воздуховод.

Вытяжной воздух часто насыщен вредными и агрессивными компонентами и даже взрывчатыми веществами. В зависимости от возможных примесей используются вентиляторы:

• стандартного вида для воздуха температурой до +80 градусов с небольшим количеством пыли;
• антикоррозийного вида – для паров щелочей и кислот;
• с защитой от искр – для взрывоопасных воздушных смесей;
• пылевые – используются если пыли в воздухе больше 100 миллиграмм на кубометр.

Номера вентиляторов обозначают диаметр колеса, выраженный в дециметрах.

Осевые вентиляторы представляют собой наклонные лопасти, установленные в цилиндрический корпус. При работе воздух двигается параллельно оси вентилятора. Такие модели устанавливают чаще в некрупных сетях, аварийных вытяжных каналах и в рудниках. Их преимущество в том, что один вентилятор может подавать воздух в двух противоположных направлениях, осуществляя и вытяжку, и приток.

Воздух подается в необходимые точки по воздуховодам. Чаще всего их изготавливают из листового металла, а при работе с агрессивными веществами – из пластика, керамики и других устойчивых материалов.

Пылеуловители и фильтры для работы на производстве

Качество выбросов воздуха в атмосферу регламентируется требованиями к вентиляции производственных помещений. Поэтому грязный воздух из промышленных цехов необходимо фильтровать перед выбросом в окружающую среду. Один из важнейших параметров, рассчитываемый для вентиляции производственного помещения – эффективность очистки воздуха.

Она подсчитывается так:

где Квх – это концентрация примесей в воздухе до фильтра, Квых – концентрация после фильтра.

Иногда единственный пылеуловитель или фильтр достаточно очищает воздух, тогда очистка именуется одноступенчатой. Если же воздух очень загрязнен, необходимо организовать многоступенчатую очистку.

Вид очистительной системы зависит от количества примесей, химического состава и формы.

Самая простая конструкция пылеуловителей – пылеосадочные камеры. В них резко снижается скорость воздушного потока и за счет этого оседают механические примеси. Такой вид очистки подходит лишь для первичной очистки и не слишком эффективен.

Пылеосадочные камеры бывают:

• простыми;
• лабиринтовыми;
• с отбойником.

Чтобы уловить пыль с частицами больше 10 микрон используют циклоны – инерционные уловители пыли.

Циклон – это цилиндрическая емкость из металла, сужающаяся снизу. Сверху подается воздух, частицы пыли под влиянием центробежных сил ударяются о стенки и падают вниз. Чистый воздух выводится через специальную трубу.

Два небольших циклона, установленные друг за другом, увеличивают эффективность очистки на 90% по сравнению с одним большим.

Чтобы еще увеличить объем задержанной пыли, в корпусе циклона распыляют воду. Такие устройства называются циклонами-промывателями. Пыль смывается водой и направляется в отстойники.

Современный вид пылеуловителей – ротационные или ротоклоны. Их работа основана на сочетании сил Кориолиса и центробежной силы. Конструкция ротоклонов напоминает центробежный вентилятор.

Электрофильтры – это еще один способ очистить воздух от пыли. Положительно заряженные частицы пыли притягиваются к электродам с отрицательным зарядом. Через фильтр пропускают высокое напряжение. Чтобы очистить электроды от пыли, они время от времени производится автоматическое потряхивание. Пыль попадает в накопители.

Используются также гравийные и коксовые фильтры, смачиваемые водой.

Фильтры средней и тонкой очистки выполняются из фильтровального материала: войлока, синтетических нетканых материалов, мелких сеток, пористых тканей. Они улавливают мельчайшие частички масел, пыль, но достаточно быстро забиваются и требуют замены или очистки.

Если воздух необходимо очистить от очень агрессивных, взрывоопасных веществ или газов, используются эжекционные системы.

Эжектор состоит из четырех камер: разряжения, конфузора, горловины, диффузора. Воздух в них попадает под большим давлением, увлекаемый мощным вентилятором или компрессором. В диффузоре динамическое давление преобразуется в статическое, после чего воздушная масса увлекается наружу.

Приточная вентиляция на производстве

Нормы вентиляции производственных помещений указаны в СНиП 41-01-2003. Перед подачей в помещение воздух следует обрабатывать: охлаждать или согревать, фильтровать от пыли, иногда повышать его влажность.

Устройство приточной вентиляции:

• воздухозаборник;
• воздуховоды;
• фильтры;
• обогреватели;
• вентилятор;
• распределители воздуха.

При монтаже вентиляции производственного помещения для размещения нагревателя, фильтра и вентилятора организуется приточная камера.

Воздухоприемники располагают на высоте 2 м над уровнем земли, в отдаленных от источников загрязнений местах, иногда над крышей здания. При подборе места учитывается направление ветров. Снаружи воздухозаборные устройства прикрывают жалюзи, решетки или зонтики.

Приточный воздух очищается фильтрами самого разного типа, чаще из нетканых материалов.

Воздух зимой подогревается тенами или калориферами. Теплоносителем выступает вода или электроэнергия. При необходимости увлажнения устанавливаются камеры орошения, где распыляется мелкодисперсная фракция воздуха. Таким же способом охлаждается воздух.

Местная приточная система в помещении

Требования к вентиляции производственных помещений не всегда удовлетворяются общеобменной вентиляцией. И тогда устанавливается местная приточная система.

Виды местной приточной вентиляции:

• воздушно-тепловые завесы;
• воздушные души;
• оазисы;
• воздушные завесы.

Воздушный душ это поток чистого воздуха, направленный на рабочее место. Цель его – усилить теплоотдачу организма сотрудника и предотвратить перегрев.

Установки душирования могут быть:

• стационарными;
• мобильными.

Душирование организуется в горячих цехах, а также при инфракрасном облучении персонала более 350 Вт/кв. метр.

Нормы вентиляции производственных помещений такого типа зависят от тяжести работы, температуры воздуха в цехе и интенсивности ИК-облучения. В среднем температура воздуха в воздушном душе от +18 до +24 градусов. Двигается поток со скоростью от 0,5 до 3,5 метра в секунду. Скорость прямо пропорциональна температуре воздуха и интенсивности облучения. А температура приточного потока обратно пропорциональна этим показателям.

Для изменения направления потока воздуха на концы воздуховодов крепят специальные вращающиеся патрубки.

Воздушные оазисы обслуживают целый участок цеха, который отгораживается от остальной площади легкими ширмами. На участке воздух двигается с рассчитанной скоростью и температурой. В оазисе кратность вентиляции промышленного помещения тщательно рассчитывается.

Воздушно-тепловые и воздушные завесы предназначены для предупреждения переохлаждения сотрудников и выхолаживания помещений через открытые двери или проемы.

Существует 2 вида завес:

• с подогревом приточного воздуха;
• без подогрева.

Общеобменная вентиляция необходима в тех случаях, когда влага, жар и загрязнения поступают по всему объему цеха и с помощью локальных мер нормы вентиляции производственных помещений соблюсти невозможно. При общеобменной системе вентиляции отработанный воздух в производственном помещении разбавляется чистым до требований санитарно-гигиенического контроля. Это не экономная и не очень эффективная система.

Лекция 7. Вентиляция

1.Вентиляция производственных помещений

2.Назначение и классификации систем вентиляции

3.Естественная вентиляция

4.Искусственная вентиляция

2.4. Вентиляция производственных помещений

2.4.1. Назначение и классификация систем вентиляции

Для поддержания требуемых параметров чистоты воздуха и параметров микроклимата производственного помещения применяют различные виды вентиляции. Вентиляция – это организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного воздуха. В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция может быть естественной или механической.

2.4.2. Естественная вентиляция

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха (тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор). Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестны объемы воздуха, которые поступают и удаляются из помещения. Воздухообмен зависит от направления и силы ветра, температуры наружного и внутреннего воздуха. Организованная естественная вентиляция называется аэрацией. Для аэрации в стенах здания делают отверстия для поступления наружного воздуха, а в верхней части здания устанавливают специальные устройства (фонари) для удаления отработанного воздуха. В результате этого необходимо рассчитать площади приточных и вытяжных аэрационных отверстий, обеспечивающих нужный воздухообмен.

2.4.3. Искусственная вентиляция

Искусственная (механическая) вентиляция в отличии от естественной, предоставляет возможность очищать воздух перед его выбросом в атмосферу, улавливать вредные вещества непосредственно около мест их образования, обрабатывать приточный воздух (очищать, подогревать, увлажнять) более целенаправленно подавать воздух в рабочую зону.

Общеобменная искусственная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоту воздушной среды во всем объеме рабочей зоны помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии значительных токсических выделений, а также в случаях, когда характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции. Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх, снизу вниз.

Рис. 2.4.1. Схема организации воздухообмена при общеобменной вентиляции

Схемы сверху вниз и сверху вверх целесообразно применять в случае, если приточный воздух в холодный период имеет температуру ниже температуры воздуха в помещении. Приточный воздух, прежде чем достичь рабочей зоны, нагревается за счет воздуха помещения. Другие две схемы рекомендуется использовать тогда, когда приточный воздух в холодный период подогревается и его температура выше температуры внутреннего воздуха.

Если в производственных помещениях выделяются газы с плотностью, превышающей плотность воздуха, то общеобменная вентиляция должна обеспечивать удаление 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% - из верхней. Если плотность газов меньше плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха осуществляется в верхней зоне.

Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция состоит из двух установок: для подачи чистого воздуха и отвода загрязненного. Отношение этих двух потоков называют вентиляционным воздушным балансом. Этот баланс может быть уравновешенным (если приток равен вытяжке), положительным (если преобладает приток) и отрицательным (если преобладает вытяжка).

Местная вентиляция также бывает приточной в виде воздушного душирования (когда свежий воздух подают в зону дыхания работающего) или вытяжной (когда загрязненный воздух удаляют от источника выделения вредных веществ при помощи вытяжных зонтов, панелей, щелей и др.).

Приточная вентиляция . Схема приточной механической вентиляции (рис 2.4.2) включает воздухозаборное устройство 1; фильтр для очистки воздуха 2; воздухонагреватель (калорифер) 3; вентилятор 5, сеть воздуховодов 4 и приточные патрубки с насадками 6. Если нет необходимости в подогреве приточного воздуха, то его пропускают непосредственно в производственные помещения по обводному каналу 7.

Воздухозаборные устройства необходимо располагать в местах, где воздух не загрязнен пылью и газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных шахт вытяжной вентиляции: по вертикали - ниже 6 м и по горизонтали - не ближе 2,5 м.

Приточный воздух направляется в помещение, как правило, рассеянным потоком для чего используются специальные насадки.

Рис. 2.4.2. Схема приточной вентиляции

Вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция . Вытяжная вентиляция (рис. 2.4.3.) состоит из очистительного устройства 1, вентилятора 2, центрального 3 и отсасывающих воздуховодов 4.

Рис 2.4.3. Схема вытяжной вентиляции

Воздух после очистки необходимо выбрасывать на высоте не меньше чем 1 м над коньком крыши. Запрещается делать выбросные отверстия непосредственно в окнах.

В условиях промышленного производства наиболее распространена приточно-вытяжная система вентиляции с общим притоком в рабочую зону и местной вытяжкой вредных веществ непосредственно от мест их образования.

В производственных помещениях, где выделяется значительное количество вредных газов, паров, пыли вытяжка должна быть на 10% большей, чем приток, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения с меньшей токсичностью.

В системе приточно-вытяжной вентиляции возможно использование не только наружного воздуха, но и воздуха самих помещений после его очистки. Такое повторное использование воздуха помещений называется рециркуляцией и осуществляется в холодный период года для экономии тепла, необходимого для подогрева приточного воздуха. Однако возможность рециркуляции оговаривается целым рядом санитарно-гигиенических и противопожарных требований.

Местная вентиляция

Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.

Местная приточная вентиляция , при которой осуществляется концентрированная подача приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.

Воздушные души используются для предотвращения перегрева рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаются своими физико-химическими характеристиками от остального помещения).

Воздушные и воздушно-тепловые завесы предназначены для предотвращения проникновения в помещения значительных масс холодного наружного воздуха при необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса создается струей воздуха, которая направляется из узкой длинной щели, под некоторым углом навстречу потока холодного воздуха. Канал с щелью размещают сбоку или внизу ворот или дверей (рис. 2.4.4).

Рис. 2.4.4 Воздушно-тепловые завесы:

а - с нижней подачей воздуха, б - с боковой двухсторонней подачей воздуха; в - с боковой односторонней подачей воздуха

Местная вытяжная вентиляция осуществляется при помощи местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, бортовых отсосов (рис. 2.4.5) и других устройств.

Конструкция местного отсоса должна обеспечить максимальное улавливание вредных выделений при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и следить за технологическим процессом Основными факторами при выборе типа местного отсоса являются характеристика вредных выделений (температура, плотность паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования.

Рис 2. 4.5. - Примеры местной вытяжной вентиляции

а - вытяжной зонт, б - всасывающая панель в - вытяжной шкаф с комбинированной вытяжкой г - бортовой отсос с передувом

По степени изоляции области действия местной вытяжной вентиляции от окружающего пространства различают отсосы открытого типа и отсосы от полых,укрытий (рис 2.4.6.).

Промышленное производство характеризуется специфическими условиями труда, среди которых могут быть токсические, газовые, тепловые выбросы от технологического оборудования в окружающую среду. Чтобы ликвидировать подобные негативные факторы, внутри промышленного цеха организовывается производственная вентиляция – сложная, многоуровневая система нормализации микроклиматических показателей. Предназначена для отведения от рабочей зоны персонала вредных теплогазовыделений промышленной техники.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования. Рассмотрим подробнее.

По принципу функционирования

• Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
  Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

• Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
  Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

• Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
• Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
• Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

• Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
• Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
• Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Оборудование для вентиляции производственных помещений

Система принудительной приточной вентиляции состоит из следующих элементов:

• воздуховоды;
• вентилятор;
• воздушные фильтры;
• воздушные клапаны;
• воздухозаборные решетки;
• шумопоглощающая изоляция;
• калорифер (нагревание воздуха);
• автоматический блок управления при необходимости.

Устройство механической вытяжной вентиляции организовано по такой же модели, за исключением калорифера, фильтров, которые для удаляемого воздуха не нужны.

Локальная вытяжная вентиляция производственных помещений организовывается вытяжными зонтами, гибкими воздуховодами, подключенными к общей системе воздухообмена.

Кроме того, приточно-вытяжное вентилирование может оснащаться рекуператором тепла для экономии электроэнергии во время обогрева входящего потока. Приточные массы нагреваются за счет тепла удаляемого воздуха, не смешиваясь с ним при этом.

Требования к производственной вентиляции

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений регулируется общими требованиями СанПиН, а также параметрами, характерными непосредственно данному цеху предприятия. К ним относятся:

• механическая вентиляция производственных помещений должна отвечать правилам пожарной безопасности;
• удаление опасных для здоровья веществ, выбросов без допуска в рабочую зону персонала;
• обязателен гигиенический и пожарный сертификат о безопасности материалов, из которых произведены элементы вентсистемы;
• антикоррозийное покрытие воздуховодов, либо они должны быть сделаны из материалов, устойчивых к подобным воздействиям;
• толщина покрытия вентиляционных каналов горючей краской не должна превышать 0,2 мм;
• для расположенных непосредственно внутри цеха рабочих зон персонала концентрация вредных веществ не должна составлять более 30 %;
• влажностный, скоростной показатели воздухопотока не нормируются в летний период;
• в зимний период температурный показатель воздуха внутри цеха с находящимся там персоналом – минимум 10⁰ С, при отсутствии людей – минимум 5⁰ С;
• в летний период температурные показатели внутреннего и наружного воздухопотоков равны, либо внутренняя температура не превышает наружную более чем на 4⁰ С;
• неиспользуемые летом цеха требования к производственной вентиляции не регламентируют по температурному показателю;
• общий уровень шума внутри промышленного цеха не должен превышать 110 дБа, сюда включается и рабочий шум системы вентилирования.

Приведенный перечень довольно общий. На практике требования к вентиляции производственных помещений дополняются индивидуальными параметрами производства, конструкции цеха, спецификой выпускаемой продукции и т.д. Кроме того, необходимо обязательно учитывать, как взаимодействуют отопление и вентиляция внутри цеха. А также следует принимать в расчет, что освещение и вентиляция производственных помещений также взаимосвязаны.

Устройство вентиляции. Этапы работ

Согласно СНиП, производственная вентиляция и кондиционирование обязательно должны быть установлены во всех помещениях цеха без исключения.

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений выполняют следующие задачи:

• отведение воздушных масс, наполненных излишним теплом, ядовитыми парами, газовыми образованиями, частицами гари, дыма и т.д.;
• дополнительная очистка системой фильтрации воздухопотока, исходящего от технологического оборудования и содержащего опасные примеси;
• снабжение персонала постоянным притоком свежего воздуха, нормализация температурно-влажностного баланса, который определяет санитарно-гигиенический контроль.

Установка системы вентиляции производственных помещений происходит в несколько этапов:

• подготовительный – начальный этап, на котором производится проектирование, соответствующие расчеты. Исходя из этого выбирается оптимальное оборудование, транспортируются комплектующие, основные элементы, узлы;
• монтажный – происходит составление отдельных элементов, воздуховодов в единый комплекс. Вентиляционная система монтируется, собирается электрическая составляющая, подключается к электросети;
• пуско-наладочный – тестовая проверка правильного функционирования, качества, эффективности, подписание акта сдачи в эксплуатацию.

Проектирование вентиляции производственных помещений

Проектирование вентиляции производственных помещений – сложный, многокомпонентный процесс, который лучше всего доверить профессиональным инженерам-проектировщикам с многолетним опытом работы в данной сфере. Перечень действий, осуществляемых при проектировании системы вентиляции производственных помещений:

• подготовка технического задания на проектирование, которое включает необходимые требования по организации воздухообмена, параметры технологического оснащения;
• утверждение технического задания;
• производится аэродинамический расчет общеобменной вентиляции, локальных вытяжек воздуха в производственных помещениях, цель которого – определение оптимального внутреннего сечения воздуховодных путей;
• подбор вентиляционного оборудования по рассчитанным характеристикам, параметрам;
• выбор дополнительных элементов, необходимых для наладки, балансировки вентсистемы;
• составление чертежей будущей системы вентилирования при помощи специализированных программ;
• составление схем распределения ключевых узлов системы в соответствии с нормами, требованиями.

Вентиляция производственных зданий. Документация

В число необходимой документации при проектировании и установке системы вентилирования входят:

• базовая информация о специфике производства, конструкции помещений, зданий;
• общая схема оптимального расположения вентиляционного оборудования;
• спецификация вентсистемы;
• перечень материалов, из которых необходимо изготовить элементы будущей установки;
• документы по тепловой, противопожарной изоляции вентканалов;
• чертежи вентиляционной сети, включающие схему здания, отметки уровня напольного покрытия, размеры и диаметр вентиляционных каналов, пересечение воздуховодов с другими конструктивными элементами и отрезки их изоляции;
• отдельные чертежи важных узловых соединений, стыковок;
• схемы нестандартных креплений, если они буду использоваться;
• схемы нетипичных конструкций, элементов, узлов.

Для проведения установки вентиляционной системы необходима технологическая карта, в которой определяется перечень параметров, обязательных к выполнению:

• особенности проведения монтажных работ, связанные со спецификой производства;
• требования к транспортировке материалов, изделий, качеству проводимых работ, страховочным работам и т.д.;
• схемы производственного контроля качества проводимых работ;
• определение степени качества оборудования, материалов, технологии работ;
• перечень необходимых транспортных, материальных, технологических ресурсов;
• график выполнения установочных работ;
• технические, экономические затраты.

Расчет системы вентиляции производственного помещения

Расчет вентиляции производственного помещения должен производиться только высококвалифицированными специалистами. Процесс довольно сложный, учитывающий многие нюансы, которые необходимо увязать в общую эффективную схему вентилирования так, чтобы она показывала необходимые результаты.

При этом необходимо помнить, что при расчете всегда учитываются виды вентиляции производственных помещений, которые решено установить. Как пример кратко приведем две формулы расчетов.

Первая из них применяется для цехов, в которых нет вредных для здоровья человека выбросов:

L = I * n

L – нужный расход воздушных масс для конкретного цеха, помещения;

I – расход воздуха для одного человека, определенный санитарно-гигиеническими, строительными нормами;

n – количественный состав персонала.

Для помещений, где предполагаются выбросы технологическим оборудованием опасных веществ, используется другая расчетная формула:

L = L м.в. + (m в.в. – L м.в. (Су.в. – Сп.в.)) / (С1 – Сп.в.)

L м.в. – воздухопоток, удаляемый местными вытяжками;

m в.в. – опасные вещества (мг/ч), поступающие извне;

Су.в. – количество опасных веществ (мг/м³) в удаляемом воздухе;

Сп.в. – количество ядовитых веществ в приточном воздухе;

С1 – количество опасных веществ (мг/м³), допустимое нормами.

Если опасных веществ выделяется несколько видов, для каждого из них производятся расчеты по данной формуле, результаты суммируются.

Монтаж производственной вентиляции

Производственная вытяжная, приточная системы вентилирования запускаются в процесс монтажа только после того, как утвержден проект, проведены и согласованы все предварительные работы. Место установки, расположения основных элементов определяется на стадии проектирования.

Сначала монтируются основные структурные элементы. После от них разводится система воздуховодов. Во врем монтажа учитываются многие особенности, например, пространственная ориентация вентканалов, материал их изготовления, конструкция потолка, строительные элементы, наличие балок и т.д.

Все это непосредственно имеет значение для того, каким образом будут крепится вентиляционные узлы, трубы воздуховодов. В промышленных цехах вентканалы монтируются к потолку. Для помещений коммерческого назначения предпочтительно использовать пластиковые каналы из-за их более привлекательного исполнения. Чаще всего используются жесткие или гибкие воздуховоды, имеющие свои преимущества, особенности.

Монтаж производится в строгом соответствии с проектом, расчетами, соблюдая при этом необходимые требования к вентиляции производственных помещений.

Производственный контроль вентиляции

Для отслеживания качества микроклиматической среды непосредственно внутри рабочей зоны персонала осуществляется производственный контроль вентиляции. Следует различать проверку эффективности функционирования вентиляционной системы, воздуховодов и производственный контроль систем вентиляции.

В первом случае подразумевается проверка расхода воздуха внутри вентканалов, распределительных решеток, сверяется соответствие данных показателей с проектными расчетами.

Во втором – производственный контроль вентиляции означает снятие параметров воздушной среды именно в рабочей зоне персонала, определение уровня влажности, температуры на соответствие санитарным нормам. Также контроль систем вентиляции производственных помещений предназначен для слежения за уровнем содержания опасных, ядовитых веществ в воздухопотоке, соблюдается ли запроектированная кратность воздухообмена.

Данная процедура довольно дорогостоящая, проводится аккредитованными лабораториями. Как правило, проверяются производства с выбросом опасных веществ в воздух в процессе своей деятельности, также учреждения здравоохранения, другие общественно-культурные, социально важные объекты, которые подвергаются периодическим проверкам со стороны государства.

Выполняет следующие задачи:

• контроль систем вентиляции производственных помещений призван обеспечить безопасные условия труда прежде всего персонала;
• обеспечивает безопасные условия самого производства продукции;
• отслеживать температурно-влажностные показатели, параметры кратности воздушного обмена, концентрацию вредных паров в рабочей зоне для последующей корректировки работы вентсистемы (при необходимости);
• свести к минимуму возникновение опасных, внештатных ситуаций на производстве.

Вентиляция в производственном цехе представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных между собой процессов и устройств, нацеленный на создание качественного воздухообмена внутри производственного помещения.

Система вентиляции цеха играет гораздо более важную роль, чем аналогичная система в любом другом помещении. Главный акцент состоит в том, что это целая система инженерных разработок, которая призвана обеспечить бесперебойную фильтрацию воздуха от вредных и токсичных примесей и его функциональную циркуляцию, не нарушая при этом ход технологических процессов, а способствуя благоприятным условиям для их успешного выполнения.

Виды вентиляции промышленных цехов

В зависимости от способа перемещения воздуха, вентиляция производственных цехов может быть:

• естественная;
• механическая.
  

В первом случае, воздухообмен происходит за счет температурной разницы и разницы в давлении потоков воздуха. Такой тип вентилирования может быть неорганизованным (основанным на элементарных физических явлениях — например, сквозняк) и организованным (аэрация). Для этого задействуют спецконструкции (например, короба с заслонами), позволяющие регулировать величину и силу воздушного потока.

Механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха (охлаждение, нагрев, увлажнение) и фильтрацию загрязненного воздуха перед выбросом в атмосферу.

*При создании проекта вентиляции цеха и определении норм воздухообмена при естественной и механической вентиляции, руководствуются СНиП 41-01-2003.

Как инженерно-технологический объект, вентиляцию промышленных цехов можно условно разделить на 2 вида, по способу организации воздухообмена:

• местного типа;
• общеобменного типа.

В первом случае, главная задача местной вентиляции заключается в локализации и последующем удалении вредных и токсичных веществ и выбросов, непосредственно в месте их возникновения. На практике, источник загрязнения укрывается со всех сторон т.н. щитами, формируя своеобразный колпак. Внутри подобного укрытия возникает разрежение при отсосе воздушных масс потому, что давление внутри ниже атмосферного. Такая мера препятствует поступлению вредных примесей в помещение. Местная система вентиляции цеха достаточно эффективно справляется с очищением воздуха, а ее организация довольно бюджетна.

В тех случаях, когда местная вентиляция не может локализовать источники загрязнения в полном объеме, задействуют общеобменный тип вентиляции. Его цель заключается в комплексном очищении воздуха во всех производственных помещениях (либо их значительной части), посредством разбавления концентрации вредных примесей, пыли и грязи, тепловых излучений и проч.

Общеобменная вентиляция отлично справляется с поглощением тепла и, в основном, применяется в случаях, когда нет выброса вредных примесей в атмосферу производственных помещений. Если специфика производства предполагает выброс газов, вредных паров, канцерогенов и пыли, применяют вентиляцию смешанного типа: общеобменная+местные отсосы.

В отдельных случаях предприятия, чье производство связано со значительным пылевыделением или выбросом токсичных примесей, полностью отказываются от общеобменной вентиляции. Объясняется это тем, что мощная общеобменная система может попросту разнести эти вредности и пыль по всей территории цеха.

Ключевая концепция построения вентиляционных систем заключается в том, чтобы удалить максимальный объем вредностей при помощи местных отсосов (а это главный базис, на котором строится промышленная вытяжная вентиляция), а оставшиеся примеси разбавить притоком свежего воздуха, снизив их концентрацию до предельного допустимого уровня.

Классификация вентиляции промышленных цехов по способу действия:

• приточная вентиляция цеха;
• вытяжная вентиляция цеха;
• приточно-вытяжная вентиляция цеха.
  

Приточная вентиляция в цехе Вытяжная вентиляция в цехе

Приточная система вентиляции цеха нацелена на обеспечение свободного притока свежего воздуха в объемах, которого будет достаточно для полноценного функционирования производства. В системах приточного типа, в основном, используют канальные вентиляторы, которые производят забор воздуха извне с последующим его пропуском через калориферы, где происходит нагрев и увлажнение (если требуется).

Такие системы способны полностью обеспечить принудительное поступление воздушных масс в цех. При этом, давление воздуха увеличивается в сравнении в показателями давления атмосферного, что способствует естественному (неорганизованному) выдавливанию отработанного воздуха на улицу через щели, выходы или отверстия.

Местная приточная вентиляция может быть нескольких видов и включать такое оборудование, как:

• воздушный душ (поток чистого воздуха, направляемый на рабочее место: стационарные и мобильные)
• воздушные и воздушно-тепловые завесы (с подогревом и без)
• оазисы (обслуживают целые участки цеха, где воздух двигается с рассчитанной скоростью и температурой)

Вытяжная система выполняет удаление загрязненного/влажного/горячего/токсичного воздуха, а его замещение на чистый происходит неорганизованно — через оконные и дверные проемы и т. п. Такая вентиляция цеха очень актуальна при технологических процессах, предполагающих большое выделение тепла, влаги, вредных испарений и при значительном штате задействованных на производстве сотрудников.

Все виды вытяжных вентиляционных установок производственных цехов состоят из нескольких компонентов:

• отсоса (открытого типа — состоящие из защитного кожуха, вытяжного зонта, шарнирно-телескопических/бортовых отсосов, воздухоприемников; или закрытого типа — к которым можно отнести вытяжные шкафы (для производств с повышенным выделением токсичных газов и ядовитых паров), камеры, боксы-укрытия (для работы с особо ядовитыми и радиоактивными веществами), кабины)
• вентилятора (центробежного или осевого);
• вытяжного канала;
• фильтра;
• воздуховода

Приточно-вытяжная вентиляция цеха осуществляет удаление грязного воздуха с одновременной подачей свежих воздушных масс. Распределение потоков может происходить 2 способами:

• путем перемешивания;
• путем вытеснения.

Для первого варианта в потолочном или стеновом пространстве производят монтаж высокоскоростных диффузоров, через которые уличный воздух принудительно попадает в помещение. Внутри он естественным образом перемешивается с отработанным и удаляется через диффузный клапан.

Во втором варианте, на уровне пола производят монтаж воздухораспределителей, через которые происходит принудительный приток свежего воздуха. Прохладный воздух распределяется внизу помещения, а теплый поднимается наверх и естественным образом вытесняется через вентиляционные решетки.

Особенности расчетов и устройства вентиляции в цехах различного назначения

Проектирование вентиляции цеха - сложная инженерная задача, для решения которой необходимо выполнить тщательные расчеты, которые в значительной степени зависят от его назначения. Производственная вентиляция должна удалять все вредности, включая горячий воздух, взрывоопасные примеси и ядовитые выделения, пары воды — все, что выделяется в процессе производства продукцией, оборудованием и персоналом.

Расчет системы вентиляции цеха выполняется отдельно по каждому из видов загрязнений:

По излишкам тепла:

Q = Q u + (3,6V - cQu * (Tz - Tp) / c * (T 1 - T p ), где

Q u (м 3) — объем, который отводится местным отсосом,

V (Ватт) — кол-во теплоты, которое выделяет продукция или оборудование,

с (кДж)-показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочные данные),

T z (°С) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места,

Т р (°С) — t приточных воздушных масс,

Т 1 — t воздуха, удаляемого вентиляцией общеобменного типа.

Для взрывоопасного или токсичного производства:

При таких расчетах, ключевая задача — разбавить токсичные выбросы и испарения до предельного допустимого уровня.

Q = Qu + (M - Qu(Km - Kp)/(Ku - Kp) , где

М (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час,

K m (мг/м 3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимых местными системами,

К р (мг/м 3) — кол-во отравляющих вещ-в в приточных воздушных массах,

K u (мг/м 3) — содержание токсичных вещ-в в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги:

Q = Q u + (W - 1,2 (O m -O p) / (O1-Op)), где

W (мг*час) - кол-во влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час,

O m (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами,

О р (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха.,

О 1 (грамм*кг) — кол-во пара, отводимое общеобменной системой.

По выделениям от персонала:

Q = N * m , где

N - число работников,

m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м 3 на человека в проветриваемом помещении, 60 м 3 — в непроветриваемом).

Расчет вытяжной вентиляции цеха

Определить кол-во вытяжного воздуха можно по следующей формуле:

L=3600*V *S , где

L (м 3) — расход воздуха,

V — скорость воздушного потока в вытяжном устройстве,

S — площадь проема установки вытяжного типа.

Особенности вентиляции цехов различной направленности

Вентиляция механического цеха

Вредности: тепловые выделения от электрических двигателей, персонала, пары аэрозолей и охлаждающих жидкостей, масла, эмульсии, пыль — наждачная и механическая.

Местные отсосы: над шлифовальными/обдирочными станками, станками без охлаждения, баками для эмульсий, ваннами для мытья деталей.

Общеобменная : приток воздуха сверху; расчет воздуха по избыткам влаги и тепла — не менее 30 м 3 на 1 чел.

Вредности : тепло от прессов, пары растворителей, клея, отходы деревообработки — пыль, стружки, опилки

Отопление: воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: напольные и подпольные для отходов древесных, отсосы от станков; очищение воздуха происходит в рукавных фильтрах, циклонах

Общеобменная: рассредоточенный приток воздуха в верхнюю зону, через воздуховоды перфорированного типа (в основном)

Вредности: испарения щелочей, кислот, электролитов, избыток тепла и влаги, пыль, водород цианистый

Отопление : воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: бортовые для ванн, независимые вытяжные системы над ваннами с цианистыми и кислыми растворами, взрывобезопасные вентиляторы, обязательное оснащение отсосов для ванн с кислотами различным типов резервными вентиляторами. Обязательная фильтрация вытягиваемых воздушных масс

Общеобменная: воздуховоды из антикоррозийных материалов или обязательное антикоррозийное покрытие всех воздуховодов; подача 5% от притока во все смежные помещения; 3-кратный воздухообмен в отделениях для приготовления растворов и цианистых солей. Обязательная фильтрация вытягиваемых воздушных масс.

Вредности: фтористые соединения, окиси азота, углерода, озона

Отопление: воздушное, совмещенное с системой вентиляции

Местные отсосы: желательны (по возможности)

Общеобменная: вытяжка: 2/3 из нижней зоны, 1/3 — из верхней. Расчет воздуха на разбавление вредных выбросов от сварки до предельного допустимого уровня.

Расчет производится исходя из веса сварочных электродов, которые расходуются за 1 час: для ручной сварки — 1500-4500 м 3 *ч на 1 кг. электродов, 1700-2000 м 3 *ч для полуавтоматической на углекислом газу, 2500-5400 м 3 *ч — для сварки с использованием порошковой проволоки.

Вентиляция цеха покраски

Вредности : испарения растворителей/разбавителей, частицы краски

Отопление : центральное, либо воздушное, которое совмещено с вентиляцией

Местные отсосы: у агрегатов обезжиривания, окрасочных камер, установок струйного облива, камер сушки, столов, стендов, ванн окунания.

Общеобменная: приток для компенсации местной вытяжки + 1 крат, общеобменная вытяжная вентиляция не меньше 1 крат из верхней зоны.

Вентиляция в литейных цехах

Главная задача вентиляции литейного цеха — справиться с огромным количеством тепла, которое выбрасывается в производственные помещения.

Вредности: лучистое тепло, огромное количество тепловыделений, аммиак, сернистый газ, окись углерода

Отопление: совместно с системой вентиляции

Местные отсосы : практически для всех видов оборудования горячего цеха

Общеобменная вытяжная с механическим побуждением в верхней зоне цеха +аэрация + душирование рабочих мест + общеобменная приточная вентиляция.

Создание и проектирование вентиляции в производственных цехах любого назначения доверяется исключительно профессионалам, которые обеспечат соблюдение всех необходимых нормативов и выполнят расчеты, с учетом особенностей вашего производства.