Рекомендованные тип вытяжного шкафа и расчетная скорость движения воздуха при различных выполняемых операциях

Приложение 3.2

 

Операция или процесс	Характер вредных выделений	Зона возможного выбивания	Расчетная ско- рость, м/с	Рекомендуемый тип шкафа и его особенности
А. Термическая обработка металлов
Закалка и отпуск в масле	Пары масла, непре- дельные углеводо- роды	Верх	0,3...0,5	а – шкаф с отсосом в двух зонах. Ширина отверстия равна ширине ванны. Вытяжка естественная
Закалка в селитровой ванне t = 400...700 °С	Аэрозоль селитры, теплота	Верх	0,3...0,5	а – шкаф с отсосом в двух зонах. Ширина отверстия равна ширине ванны. Вытяжка естественная
Закалка в соляной ванне t = 850...1100 °С	Аэрозоль солей, теплота	Верх	0,5	б – шкаф с верхним отсосом. Вытяжка естественная
Свинцовая ванна t = 400 °С	Пары и аэрозоль свинца	Верх	1,5	в – шкаф с отсосом в двух зонах. Вытяжка естественная
Цианирование в солях t = 800...900 °С	Пары цианистых солей	Верх	1,5	в – шкаф с отсосом в двух зонах. Вытяжка естественная
Б. Гальваническая обработка металлов
Кадмирование, цианистое меднение или серебрение	Пары синильной кислоты	По всему сечению	1...1,5	г – шкаф с отсосом в двух зонах
Хромирование	Хромовый ангидрит	По всему сечению	1...1,5	д – шкаф с отсосом в двух зонах
Цианистое цинкование	Пары синильной кислоты	По всему сечению	1...1,5	д – шкаф с отсосом в двух зонах
Обезжиривание в бензоле и хлорированных углеводородах	Пары бензола и углеводорода	По всему сечению	0,7	д – шкаф с отсосом в двух зонах
Травление в азотной кислоте	Пары кислоты и окислы азота	По всему сечению	0,7	д – шкаф с отсосом в двух зонах
Травление в азотной и соляной кислотах	Пары и туманы кислоты	По всему сечению	0,5...0,7	д – шкаф с отсосом в двух зонах

Продолжение прил. 3.2

В. Окраска деталей и мелких изделий
Окраска кистевая и окунанием	Пары растворите- лей и краски	Низ	0,5...0,7	г – шкаф с отсосом в двух зонах
Окраска пульверизационная	Пары растворите- лей и краски	По периметру	1...1,5	е – шкаф с отсосом в тыльной час- ти
Г. Процессы с пылевыделением
Гидропескоструйная очистка	Силикатная пыль	По периметру	1...1,5	ж – шкаф с отсосом в виде двух боковых вертикальных улиток
Металлизация распылением	Пыль металлов	По периметру	0,7...1,5	ж – шкаф с отсосом в виде двух боковых вертикальных улиток
Д. Операции различного характера
Разные работы, проводимые в химических вытяжных шкафах	Разные пары, газы или пыль	По всему сечению открытой створки	0,3 – 0,5; при сильной токсич- ности 0,7 – 1,0	з – шкаф с отсосом в двух зонах и регулированием
Работа с ртутью при ее нагреве	Пары ртути	По всему сечению открытой створки	1 – 1,5	з – шкаф с отсосом в двух зонах и регулированием
Стеклодувные работы с газо- выми грелками	Теплота, газы	Верх	не менее 0,3	и – шкаф с верхним отсосом
Пайка свинцом (третником)	Пары и аэрозоли свинца	По всему сечению	0,5 – 0,7	к – шкаф двухсторонний. Скорость на рабочем месте не менее 0,2 м/с
Точечная сварка мелких изде- лий	Аэрозоли металла	По всему сечению	0,3 – 0,5	к – шкаф двухсторонний. Скорость на рабочем месте не менее 0,2 м/с

Примечание. Расход удаляемого воздуха L, м /ч из шкафов при термической обработке металла (операция А) определяется по

формуле:

L

= 114 3 hQF 2,

где h – высота открытого проема, м;

Q – тепловыделения в шкафу, Вт;

F – площадь открытого рабочего проема шкафа, м.

При других операциях (Б, В, Г, Д) – по скорости v в рабочем проеме по формуле (3.1).

Приложение 3.3

 

 

Скорость* подсоса воздуха в вытяжных шкафах (зонтах) и кратность обмена для различных

веществ

 

Группа веществ	ПДК газов или паров, мг/м	Скорость под- соса воздуха v, м/с	Кратность воздухообмена –1 K, ч
I группа
Ацетон, бензин, спирты (эти- ловый и бутиловый), эфиры уксусной кислоты	100...1000	0,35...0,50	150...200
II группа
Аммиак, бензол, сероуглерод, спирт метиловый, дихлорэтан, четыреххлористый углерод	10...100	0,50...0,75	200...250
III группа
Анилин, окислы азота, окись цинка, серная кислота, серово- дород	1,0...10	0,75...1,00	250...300
IV группа
Мышьяк, пары ртути, хлор, сулема, фосфор желтый, циа- нистый водород	Менее 1,0	1,0...2,0	350...500

 

–––*––––––

В случае удаления зонтом теплоты, водяных паров либо нетоксической

пыли среднюю скорость в расчетном сечении зонта допускают 0,15...0,25 м/с.

Лабораторная работа 4

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Цель работы – ознакомление с порядком нормирования естест- венного и искусственного освещения и исследование условий зри- тельной работы в лаборатории. Изучение количественных и качест- венных характеристик освещения, оценка влияния типа источника искусственного освещения и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока.

 

Общие сведения

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

К количественным показателям относятся:

– световой поток Φ – мощность световой энергии, излучаемой источником света; измеряется в люменах (лм).

– сила света I – величина пространственной плотности светового потока, определяется как отношение светового потока dΦ, исходяще- го от источника и равномерно распространяющегося внутри элемен- тарного телесного угла dω (ср), к величине этого угла. Измеряется в канделах (кд):

I = dФ,

dω

– освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока, равномерно падаю- щего на освещаемую поверхность, к ее площади d S, м2. Измеряется в люксах (лк):

E = dФ,

d S

– яркость B – поверхностная плотность силы света в заданном направлении. Яркость, являющаяся характеристикой светящихся тел, равна отношению силы света в каком-либо направлении к площади

проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению.

B = I,

d S cosα

где B – яркость поверхности, кд/м2;

d S – площадь светящейся поверхности, м2;

α – угол между нормалью к поверхности и направлением излу- чения, град.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют следующие показатели:

– коэффициент отражения ρ – характеризует способность по- верхности отражать падающий на нее световой поток:

Фотр

ρ=,

Фпад

где Φотр – отраженный от поверхности световой поток, лм; Φпад– падающий на поверхность световой поток, лм.

– фон – поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется коэффициентом отражения. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95. При ρ > 0,4 фон считается светлым, при ρ = 0,2...0,4 – средним и при ρ < 0,2 – темным.

– контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знака, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона:

B − B

k = ф о,

B

ф

 

где B ф – яркость фона, кд/м2;

B о – яркость объекта, кд/м2.

Контраст считается большим, если k > 0,5 (объект резко выделя- ется на фоне), средним при k = 0,2...0,5 (объект и фон заметно отли- чаются по яркости) и малым при k < 0,2 (объект слабо заметен на фо- не).

– показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением:

= − ⋅

P (S

1) 1000,

где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

– показатель дискомфорта М – критерий оценки дискомфорт- ной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравно- мерном распределении яркостей в поле зрения.

– коэффициент пульсации освещенности K п – это критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результа- те изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током:

E − E

K = (

п

max min) ⋅100,

2 E

ср

где K п – коэффициент пульсации освещенности, %;

Е max, Е min, Е ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний соответст- венно, лк.

Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утом- ляют зрение, но и могут вызвать неадекватное восприятие наблю- даемого объекта за счет появление стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекраще- ние движения объекта, освещаемого светом, периодически изме- няющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте f всп = f вращ, медленно вращающимся в обратную сторону при f всп > f вращ, медленно вращающимся в ту же сторону при f всп < f вращ, где f всп и f вращ – частоты вспышек и вращения диска соответственно. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.

Значение K п меняется от нескольких процентов (для ламп накали- вания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Малое значение K п для ламп накаливания объясняется боль-

шой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока Φнак ламп в момент перехода мгно- венного значения переменного напряжения сети через ноль (рис. 4.1). В то же время газоразрядные лампы обладают малой инер- цией и меняют свой световой поток Φлюм почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (см. рис. 4.1), где Φнак и Φлюм – све- товые потоки ламп накаливания и люминесцентных (газоразрядных) ламп соответственно.

 

 

Рис. 4.1. Характер изменения светового потока люминесцентных ламп и ламп накаливания во времени вследствие изменения напряжения питающей сети

 

Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности люми- несцентные лампы включают в разные фазы трехфазной электриче- ской сети. Это хорошо поясняет нижняя кривая на рис. 4.2, где пока- зан характер изменения во времени светового потока (и связанной с ним освещенности), создаваемого тремя люминесцентными лампами 3Φлюм, включенными одновременно в одну фазу L 1 и в три различные фазы трехфазной сети. В последнем случае за счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарно- го светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее

значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.

L1 L1 L1 L1

Рис. 4.2. Характер изменения во времени светового потока, создаваемого тремя люминесцентными лампами, включенными одновременно в одну фазу L 1 и в три различные фазы сети

 

В производственных помещениях используют следующие виды освещения:

– естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода;

– искусственное освещение, создаваемое искусственными ис- точниками света;

– совмещенное освещение, при котором недостаточное по нор- мам естественное освещение дополняют искусственным.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее – через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровлях и перекры- тиях; комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

По конструктивному исполнению искусственное освещение мо- жет быть двух видов – общее и комбинированное.

Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, свароч- ные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освеще- ние (с учетом расположения рабочих мест).

Комбинированное освещение включает в себя общее и местное ос- вещение (местное освещение применяется в местах, где оборудова- ние создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности распо- ложены вертикально (штампы, гильотинные ножницы)). Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение под- разделяют на:

– рабочее;

– аварийное (освещение безопасности и эвакуационное);

– охранное;

– дежурное.

Нормирование естественной и искусственной освещенности осу- ществляется в соответствии со СНиП 23-05–95 «Естественное и ис- кусственное освещение» [1].

Поскольку для естественной освещенности характерно изменение ее в чрезвычайно широких пределах, в качестве нормируемой вели- чины взята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО):

e

= E

вн

E

нар

⋅100, (4.1)

где е – коэффициент естественной освещенности, %;

Е вн – освещенность внутри помещения, лк;

Е нар – горизонтальная наружная освещенность, лк.

Для производственных помещений в соответствии со СНиП 23-05–95 [1] в зависимости от размеров рассматриваемого объекта и характеристики зрительной работы по точности установ- лены восемь разрядов зрительной работы.

Нормированное значение КЕО е нопределяется с учетом:

– разряда зрительной работы;

– системы освещения (боковое, верхнее, комбинированное);

– района расположения здания (для каждой из пяти групп обеспе- ченности естественным светом вводится свой поправочный коэффи- циент светового климата).

При нормировании искусственного освещения нормируемой ве- личиной является минимальная освещенность рабочей поверхности Е. Также нормируется коэффициент пульсации освещенности K п и

показатель ослепленности Р. Нормированное значение освещенности определяется с учетом:

– разряда зрительной работы;

– подразряда зрительной работы (для производственных по- мещений для первых пяти разрядов установлено по четыре подраз- ряда);

– системы освещения (общее, комбинированное).

Нормативные значения КЕО и освещенности для непроизводст- венных и производственных помещений приведены в прил. 4.1 и 4.2.

При установлении нормируемой освещенности принимается во внимание ряд дополнительных признаков, характеризующих выпол- няемую работу и условия ее выполнения, для которых предусматри- вается повышение требуемых уровней освещенности. К ним отно- сятся:

1) зрительная работа I–IV разрядов выполняется более половины рабочего дня;

2) повышенная опасность травматизма (работа на дисковых пи- лах, гильотинных ножницах и т.п.) при освещенности от системы общего освещения 150 лк и менее;

3) специальные повышенные санитарные требования (на пред- приятиях пищевой и химико-фармацевтической промышленности) при освещенности от системы общего освещения 500 лк и менее;

4) работа или производственное обучение подростков при осве- щенности от системы общего освещения 300 лк и менее;

5) отсутствие в помещении естественного света и постоянное пре- бывание работающих при освещенности от системы искусственного освещения 750 лк и менее;

6) наблюдение деталей, вращающихся со скоростью, равной или более 500 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью, равной или более 1,5 м/мин;

7) постоянный поиск объектов различения на поверхности разме- ром 0,1 м2 и более;

8) помещения, где более половины работающих старше 40 лет.

Кроме этого, в помещениях без естественного света освещенность рабочей поверхности, создаваемую светильниками общего освеще- ния в системе комбинированного, следует повышать на одну сту- пень.

Возможно также снижение требуемых уровней освещенности, ко- торое может производиться при использовании ламп накаливания, а также для производственных помещений, где пребывание работаю-

щих кратковременно и имеется оборудование, не требующего посто- янного обслуживания.

Переход от регламентированной разрядами и подразрядами рабо- ты к более высоким или более низким значениям освещенности осу- ществляется с помощью ступенчатой шкалы, содержащий возрас- тающий ряд цифр (каждой ступени соответствует определенная ос- вещенность, лк): 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75;

100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500;

3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

При наличии нескольких признаков, указывающих на необходи- мость повышения или снижения нормируемой освещенности, пере- мещение по шкале освещенности производится не более чем на одну ступень.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делятся на группы:

– лампы накаливания;

– газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления (металлогалогенные, ксеноновые, ДРЛ и др.);

– светодиодные лампы.

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового из- лучения. Видимое излучение получается в результате нагрева элек- трическим током вольфрамовой нити.

Недостатки ламп накаливания: низкая световая отдача, малый срок службы, преобладание в спектре желтых и красных лучей, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

Преимущества: невысокая стоимость, удобство в эксплуатации, простота изготовления, низкая инерционность при включении, от- сутствие дополнительных пусковых устройств, надежность работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях, простота утилизации.

Улучшенные лампы накаливания за счет добавления в газ- наполнитель галогенных элементов, которые уменьшают испарение вольфрама, называют галогенные лампы накаливания.

В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спек- тра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металла, а также за счет явления люминес- ценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразу- ет в видимый свет.

Основной недостаток газоразрядных ламп – пульсация светового по- тока, которая может привести к появлению стробоскопического эффекта.

Преимущества перед лампами накаливания: большая световая отдача, значительно больший срок службы, от таких ламп можно по- лучить световой поток любого желаемого спектра, подбирая инерт- ные газы, пары металла и люминофор.

Светодиодные лампы – наиболее современные источники света. Принцип работы светодиодной лампы заключается в том, что элек- трический разряд, проходящий через полупроводник, преобразуется в световое излучение.

Одно из самых главных достоинств светодиодных ламп – крайне низкое энергопотребление. К другим преимуществам ламп также от- носят: рекордно долгий срок службы, высокую прочность и устойчи- вость к механическим воздействиям, экологическую безопасность (не содержат ртути) и т.п.

Недостаток таких ламп – их высокая стоимость.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться следующими рекомендациями: отда- вать предпочтение газоразрядным и светодиодным лампам как энер- гетически более экономичным и обладающим большим сроком службы.

Использование ламп накаливания допускается лишь в тех случа- ях, когда применение других ламп невозможно или нецелесообразно.