Анализ вредных факторов воздушной среды

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

 

 

 

АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

 

 

Методические указания

К выполнению лабораторной работы  на ПК

 

Новосибирск

2010

 

Рецензент:

Составитель:

Анализ вредных факторов воздушной среды: Методические указания.  2010. – 14 с.

 

Анализируются вредные факторы воздушной среды – неблагоприятный микроклимат и вредные вещества. Производится оценка влияния вредных факторов на человека посредством сравнения их параметров с допустимыми значениями. Выбираются средства снижения уровня воздействия вредных факторов.

Выполняется на ПК по специально разработанной программе AIR 2 U и предназначена для подготовки инженеров всех специальностей по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности».

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие сведения	4
2. Порядок выполнения работы	5
2.1. Холодный период года (tн£+100С)	5
2.2. Теплый период года (tн>+100С)	6
2.3. Вредные вещества	6
2.4. Завершение работы	7
3. Средства улучшения воздушной среды	7
3.1. Микроклимат	7
3.2. Вредные вещества	10
4. Варианты заданий	11
Приложение	13

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с показателями и нормированием вредных факторов воздушной среды; выбрать средства для уменьшения их отрицательного влияния на человека.

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Состояние воздушной среды характеризуется параметрами микроклимата и наличием вредных веществ.

Микроклимат в помещении оценивают по сочетанию следующих факторов:

· температура воздуха t, град;

· скорость движения воздуха V, м/с;

· относительная влажность W, %;

· перепад между внутренней и наружной температурами (t _вн - t _н), град - для судовых помещений, оборудованных системой вентиляции.

Мерой содержания вредных пылей и газообразных веществ является их концентрация q, мг/м³.

Работа состоит из двух этапов.

1. Оценка параметров микроклимата и концентрации вредных веществ на действующем объекте посредством их сравнения с нормативными значениями.

2. Выбор и расчет средств уменьшения влияния вредных факторов воздушной среды.

Лабораторная работа выполняется в Excel 97. Основные положения по использованию этой подпрограммы размещены в файле Help 1

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ячейки, где размещен пакет программы и расчетные формулы, защищены от изменений. При ошибочной попытке произвести изменения в этих ячейках на мониторе появляется предупреждение: Ячейка защищена от изменений. В этом случае для продолжения действий с программой необходимо щелкнуть левой клавишей мыши на ОК.

1. Открыть Мои документы, папку БЖД, программу AIR2 U.

2. По указанию преподавателя выбрать вариант задания (см. гл. 4).

3. Ознакомиться с общим порядком выполнения работы (Лист 1), расчетными схемами и средствами улучшения воздушной среды. Переход на листы программы осуществляется щелчком левой клавиши мыши по ярлыку листа.

2.1. Холодный период года (t _н £ +10⁰С)

1. Ввести в п. 2.1.1 программы (столбец H) исходные данные для холодного периода года (табл. 4.1). Для этого требуется установить курсор мыши (селектор) в этой ячейке, щелкнуть левой клавишей мыши и после ввода значения с клавиатуры нажать клавишу Enter или перейти в другую ячейку навигационной клавишей.

2. Следует учитывать, что первые четыре варианта работы касаются производственных помещений, а варианты с 5 по10 – судовых.

3. Выполнить оценку микроклимата по п. 2.1.2 программы. Допустимые параметры микроклимата приведены в приложении. При нормировании производственных помещений температура принимается по верхнему пределу, относительная влажность задается диапазоном значений, а для судовых помещений – температура и скорость движения воздуха принимается по верхнему пределу.

4.

6

Внести в п. 2.1.2 нормативные параметры микроклимата, а в отчёт (Лист 6) - полученные расчётные значения.

5. Если параметры микроклимата не соответствуют допустимым значениям, то, используя гл. 3, необходимо выбрать средства улучшения системы воздушного отопления и определить количество панельных радиаторов альтернативной системы водяного отопления.

6. Занести в отчет (Лист 6) данные оценки и основные характеристики средств улучшения микроклимата.

 

2.2. ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА (T _Н > +10⁰С)

1. Ввести в программу (п. 2.2.1) исходные данные по выбранному варианту (табл. 4.2).

2. Выполнить оценку микроклимата на действующем объекте. Для этого в п. 2.2.2 программы надо подставить нормативные параметры микроклимата из Приложения. Для вариантов 1–4 (производственные помещения) подставляется нижний предел оптимальной температуры, диапазон относительной влажности и нормативная скорость движения воздуха (табл. 1). Для вариантов 5–10 (судовые помещения) – среднее значение оптимальной температуры для легкой работы (табл. 1), верхний предел допустимой скорости движения воздуха и перепад температур (табл. 2).

3. В случае невыполнения нормативных параметров микроклимата необходимо выбрать средства его улучшения (см. гл. 3).

4. Занести в отчет (Лист 6) результаты оценки микроклимата и основные характеристики выбранных средств его улучшения.

 

Вредные вещества

1. Ввести в программу (п. 2.3.1) исходные данные из табл. 4.3 для общеобменной и местной вытяжной вентиляции.

2. Выполнить по п. 2.3.2 программы оценку состояния воздушной среды на действующем 1-м объекте, где применяется общеобменная вентиляция, и на 2-м объекте, где установлена местная вытяжная вентиляция. Для этого необходимо из табл. 3 и 4 Приложения в зависимости от номера вещества подставить значения предельно-допустимой концентрации (ПДК), нижнего концентрационного предела взрываемости (НКПВ) и рекомендуемой скорости движения воздуха на вытяжке в зависимости от класса опасности вещества (гл. 3.2.).

3. Занести в отчет (Лист 6) результаты оценки состояния воздушной среды.

4. Определить расчетом по п. 2.3.3 программы характеристики общеобменной и местной вытяжной вентиляции и результаты занести в отчет (Лист 6).

 

2.4. ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ

     Отчет по работе может выводиться на печать или оформляться в рукописном виде.

     После предъявления отчета преподавателю необходимо закрыть программу AIR 2 U без сохранения результатов. Для этого надо щелкнуть на меню Файл и строку Закрыть. В появившемся окне щелкнуть по кнопке NO, затем снова Файл и Выход.

МИКРОКЛИМАТ

В холодный период года для поддержания нормативной температуры воздуха в помещении применяют систему воздушного отопления (зимнего кондиционирования), электрическое или водяное отопление, а также увеличивают теплоизоляцию оконных проемов посредством установки в производственных и жилых помещениях специальных стеклопакетов, коэффициент теплопередачи которых составляет К=8-10кДж/(м² · град).

Программа (п. 2.1.3) дает несколько вариантов решений по улучшению микроклимата:

· увеличить производительность вентиляции, однако для обеспечения допустимой скорости движения воздуха может потребоваться установка большого количества воздухораспределителей п, что технически трудно осуществимо;

· уменьшить коэффициент теплопередачи оконных проемов посредством установки специальных стеклопакетов в производственных помещениях;

· увеличить температуру приточного воздуха.

Подстановка параметров каждого из перечисленных решений в исходные данные программы обеспечивает выполнение в помещении нормативных параметров микроклимата. Однако их реализация может быть технически затруднительна или ограничена санитарными требованиями, поэтому при поиске решения должны учитываться следующие ограничения.

1. Количество воздухораспределителей должно быть не более 10 для производственных помещений, не более 6 - для машинных отделений судов, а для остальных помещений судна - не более 4.

2. Коэффициент теплопередачи специальных стеклопакетов составляет не менее 8кДж/(м² ·град).

3. Разность между внутренней температурой в помещении и температурой приточного воздуха не должна превышать 18⁰С.

Необходимо выбрать одно или два из указанных решений, при условии выполнения нормативных величин параметров микроклимата и при соблюдении вышеизложенных ограничений.

Например, можно ввести в исходные данные температуру приточного воздуха несколько выше необходимой, но превышающую температуру внутри помещения не более чем на 18⁰С; программа при этом будет рекомендовать новую производительность вентиляции, которую надо подставить в исходные данные вместе с соответствующим количеством воздухораспределителей. Затем следует проконтролировать в п. 2.1.2 программы соответствие параметров микроклимата нормативным значениям.

При проверке возможности установки специальных стеклопакетов в производственных помещениях надо подставить в исходные данные программы значение К=8-10кДж/(м² · град). В результате потребуется другая температура приточного воздуха, которую рекомендует программа. Эту температуру, при условии выполнения ограничения 3, надо подставить в исходные данные и определить по программе требуемое количество воздухораспределителей, после подстановки которого в исходные данные необходимо проконтролировать соответствие параметров микроклимата нормативным.

Возможны и другие решения для улучшения микроклимата, которые можно выбрать по программе.

По программе (п. 2.1.3) определяются также характеристики альтернативной системы водяного отопления. Количество панельных радиаторов определяется путем подбора характеристик системы, исходя из следующих соображений:

· коэффициент теплопередачи радиаторов К=28-36кДж/(м² · град);

· площадь поверхности радиатора F =0,6-3м²;

· средняя температура теплоносителя t=80-90⁰.

     При расчёте подставляют в программу такие значения этих характеристик, чтобы получить количество радиаторов, близкое к целому числу.

В теплый период года необходимо системой кондиционирования воздуха (СКВ) подавать в помещение охлаждённый воздух для поглощения теплоизбытков, которые обусловлены тепловыделениями Q_изб от людей, оборудования, освещения и солнечной радиации, а также теплом, проникающем через оконные проёмы и стенки.

Производственные помещения.

По программе (п. 2.2.3) можно определить необходимую температуру приточного воздуха t _пр, количество воздухораспределителей для обеспечения допустимой скорости движения воздуха и ожидаемую температуру воздуха внутри помещения (ячейка H 33) при этих параметрах. Если при этом не выдерживается допустимая разность между внутренней температурой в помещении и температурой приточного воздуха, равная 16⁰С, то необходимо увеличить производительность вентиляции (СКВ) в п. 2.2.1 программы. При этом должно выполняться ограничение 1 по количеству воздухораспределителей (см. холодный период года). Рекомендуемое (округлённое) количество воздухораспределителей необходимо подставить в п. 2.2.1 программы.

Судовые помещения.

Для судовых помещений (варианты 5-10), оборудованных системой вентиляции, на первой стадии расчёта, в случае невыполнения нормируемого перепада температур (t _вн – t _н), увеличивают производительность вентиляции в исходных данных, а необходимое (округлённое) количество воздухораспределителей подставляют в исходные данные, учитывая ограничение по их количеству (см. холодный период года). На второй стадии расчёта определяют характеристики СКВ для этого помещения аналогично производственным помещениям.

 

ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

Для уменьшения концентрации вредных пылей, паров, газов применяют общеобменную и местную вытяжную вентиляцию, а также средства индивидуальной защиты (СИЗ). При выделении вредных веществ по всему объёму помещения используют общеобменную вентиляцию, а если вредные вещества выделяются на постоянном рабочем месте, то применяют местную вытяжную вентиляцию (вытяжные зонты). Скорость движения воздуха в таких системах выбирают в зависимости от класса опасности вещества (табл. 4 Приложения).

По программе (Лист 5) необходимо оценить условия работы на действующем объекте по степени загрязнения воздушной среды вредными веществами, т.е. сравнить их концентрацию с предельно допустимой (ПДК) и, если наблюдается превышение нормы, найти необходимую производительность вентиляции по ПДК и по нижнему концентрационному пределу воспламенения (НКПВ).

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Т аблица 4.1

Исходные данные для расчёта параметров микроклимата

В холодный период года

 

Величина	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Производительность системы вентиляции L, м3/ч	150	250	250	80	70	300	200	1600	250	70
Удельная теплоёмкость воздуха С, кДж/(кг*град)	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Плотность воздуха r, кг/м3	1,29	1,32	1,32	1,27	1,28	1,26	1,27	1,29	1,25	1,25
Площадь окон или ограждения помещения F огр ., м2	6	8	10	12	4	28	8	60	20	18
Коэффициент теплопередачи К, кДж/(м2*град)	18	20	22	23	5,7	16	12	13	10	8
Температура наружного воздуха t н, град	0	-5	-10	5	3	8	5	0	10	10
Температура приточного воздуха t пр, град	24	25	24	24	23	23	18	14	23	22
Площадь сечения воздухораспределителя F в, м2	0,1	0,08	0,12	0,1	-	0,1	0,07	-	0,08	-
Количество воздухораспределителей n	4	2	1	1	-	2	1	-	1	-
Относительная влажность W, %	50	60	45	55	-	-	-	-	-	-

Таблица 4.2

Исходные данные для расчёта параметров микроклимата

В тёплый период года

Величина	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Производительность вентиляции L, м3/ч	200	300	350	250	70	120	600	5400	200	150
Избыточная теплота Qизб ., кДж/ч	2500	3100	3000	2000	1000	1600	6500	4500	1900	1000
Удельная теплоёмкость воздуха С, кДж/(кг*град)	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Плотность воздуха r, кг/м3	1,29	1,29	1,18	1,18	1,29	1,18	1,17	1,17	1,17	1,17
Площадь окон или ограждения помещения F огр, м2	6	8	10	12	4	10	6	60	10	18
Коэффициент теплопередачи К, кДж/(м2*град)	18	20	22	23	5,7	12	10	10	12	8
Наружная температура t н, град	25	25	27	26	25	26	28	28	30	28
Площадь сечения воздухораспределителя F в, м2	0,06	0,08	0,1	0,12	0,07	0,1	0,1	0,3	0,06	0,03
Количество воздухораспределителей n	2	2	3	1	1	1	2	3	1	1
Относительная влажность W, %	55	40	60	45	-	-	-	-	-	-

Таблица 4.3

Исходные данные для расчета общеобменной и местной вытяжной вентиляции

Величина	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Номер вещества (табл. 3 Прилож.)	4	5	6	7	8	9	10	12	13	14
Общеобменная вентиляция
Производительность вентиляционной системы L, м3/ч	3000	400	600	500	1000	2000	2500	100	50	350
Кол-во вредного вещества G, мГ/ч	80 000	100 000	80 000	120 000	90 000	15 000	35 000	160	300	400
Местная вытяжная вентиляция
Номер вещества (табл. 3 Прилож.)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	11
Производительность вентиляционной системы L, м3/ч	800	300	200	800	500	900	250	850	600	950
Площадь сечения рабочего проема вытяжного зонта F В, м2	1,5	1	0,8	0,8	1,5	1,7	1,2	0,8	0,7	1,1

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Предельно допустимая концентрация (ПДК)

и нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ)

пылей и газообразных веществ

 

Номер вещества	Название	ПДК q, мГ/м3	Класс опасности	НКПВ Р, мГ/м3

Пыли