III. Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

 

Общие сведения

Вентиляция — организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными примесями (газами, парами, пылью), и подачу в него свежего воздуха.

По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненною системы вентиляции подразделяют на естественную, механическую и смешанную. По назначению вентиляция может быть общеобменной и местной.

 

Методика расчета

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1.005 – 88.

1. Расход приточного воздуха, м³/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты

(1)

где Q_изб — избыточное количество теплоты. кДж/ч; с — теплоемкость воздуха. Дж/(кг∙К); с = 1,2кДж/(кг∙К): ρ —плотность воздуха, кг/м³; t_уд — температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С; t_пр — температура приточного воздуха, °С.

Расчетное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; для Москвы ее принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3...5 °С выше расчетной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, кг/м³, поступающего в помещение

(2)

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяется по тепловому балансу:

Q_изб=åQ_пр - åQ_расх (3)

где åQ_пр – теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч; åQ_расх – теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.

К основным источникам тепловыделений в производствен­ных помещениях относятся:

горячие поверхности оборудования (печи, сушильные каме­ры, трубопроводы и др.);

оборудование с приводом от электродвигателей;

солнечная радиация;

персонал, работающий в помещении;

различные остывающие массы (металл, вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи зда­ния в теплый период года незначительный (3...5°С), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теп­лого периода года.

С учетом изложенного формула (3) принимает следующий вид:

Q_изб=åQ_пр (4)

В настоящем расчетном задании избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала:

åQ_пр=Q_э.о+ Q_р (5)

где Q_э.о – теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Q_р - теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.

Теплота, выделяемая электродвигателями оборудования

Q_э.о=3528bN (6)

где b - коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы; b=0,25…0,35; N - общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

Теплота, выделяемая работающим персоналом

Q_р =nK_p (7)

где n — число работающих, чел.; К_р— теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимается равной при легкой работе 300 кДж/ч; при работе средней тяжести 400кДж/ч; при тяжелой работе 500 кДж/ч).

2. Расход приточного воздуха, м³/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах

(8)

где G -количество выделяемых вредных веществ, мг/ч (см. таблицу); q_уд — кон­центрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м³ т. е. ; q_np — концентрация вредных ве­ществ в приточном воздухе, мг/м³.

(9)

3. Определение потребного воздухообмена.

Для определения потребного воздухообмена L необходимо сравнить величины L₁ и L₂, рассчитанные по формулам (1) и (8), и выбрать наибольшую из них.

4. Кратность воздухообмена, 1/ч

К=L/V_c (10)

где L – потребный воздухообмен, м³/ч; V_c - внутренний свободный объем помещения, м³.

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 (большие значения для помещений со значительными выделениями теплоты, вредных веществ или небольших по объему).

Для машино- и приборостроительных цехов рекомендуемая кратность воздухообмена составляет 1…3, для литейных, кузнечно-прессовых, термических цехов, химических производств – 3…10.

 

3. Порядок выполнения задания

3.1. Выбрать и записать в отчет исходные данные варианта (см. таблицу).

3.2. Выполнить расчет по варианту (см. п. 2).

3.3. Определить потребный воздухообмен (см. п. 2.3).

3.4. Сопоставить рассчитанную кратность воздухообмена с реко­мендуемой и сделать соответствующий вывод.

3.5. Подписать отчет и сдать преподавателю.

 

Литература

1. Безопасность жизнедеятельности/С. В. Белов, В. А. Девисилов, А. Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С. В. Белова. — М.: Высшая школа, НМЦ СПО, 2000. — 343 с.

2. ГОСТ 12.1.005—88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к I воздуху рабочей зоны.

3. СНиП 2.04.05—86. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/Госстрой ССР. – М.: ЦИТП Госстроя ССР, 1992.

Варианты заданий

к практическим занятиям по теме «Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции».

Вариант	Габаритные размеры цеха, м	Установочная мощность оборудования, кВт	Число работающих, чел.	Категория тяжести работы	Наименование вредного вещества	Количество выделяемого вредного веществ, мг/ч	ПДК вредного вещества, мг/м^3
длина	ширина	высота
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 80 80 80 80 80 80 80 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60	48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 24 24 24 24 24 24 24 24 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12				Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая » Средней тяжести Тяжелая Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая » » » » » Средней тяжести То же » » »	Ацетон » » » » » » » » » Древесная пыль То же » » » » » » » » Аэрозоль свинца То же » » » » » » » »	20000 30000 40000 50000 60000 20000 30000 40000 50000 60000 50000 70000 80000 90000 100000 110000 120000 130000 140000	200 200 200 200 200 200 200 200 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

Вариант определяют по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра. Для студентов, чьи фамилии начинаются с букв А…Д, - варианты 1…10; Е…К – 11…20; Л…Я – 21…30.

 

IV. Расчет общего освещения

Общие сведения

Внастоящее время 90 % информации человек получает с помощью органов зрения. Нерациональное освещение на рабочем месте в цехе, лаборатории, помещении ВЦ, офисе, дома при чтении приводит к повышенной утомляемости, снижению работоспособ­ности, перенапряжению органов зрения и снижению его остроты.

Рациональное освещение должно быть спроектировано в соот­ветствии с нормами, приведенными в СНиП 23-05—95.

Методика расчета

Учитывая заданные по варианту характеристики зрительной ра­боты (наименьший размер объекта различения, характеристика фона и контраст объекта различения с фоном), с помощью табл. 1 определяют разряд и подразряд зрительной работы, а также нор­мируемый уровень минимальности освещенности на рабочем месте.

 

1. Нормы проектирования искусственного освещения (фрагмент)

 

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта фоном	Характеристика фона	Освещенность, лк
комбинированное освещение	общее освещение
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а б   в     г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Светлый Средний
Очень высокой точности	0,15 – 0,3	II	а б   в     г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Светлый Средний

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта фоном	Характеристика фона	Освещенность, лк
комбинированное освещение	общее освещение
Высокой точности	0,3 – 0,5	III	а б   в     г	Малый Малый Средний Малый Средний Большой Средний Большой Большой	Темный Средний Темный Светлый Средний Темный Светлый Светлый Средний

Продолжение

Распределяют светильники и определяют их число.

Равномерное освещение горизонтальной рабочей поверхности достигается при определенных отношениях расстояния между центрами светильников L, м (L =1,75 Н) к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Н_р, м (в расчетах Н_р = Н).

Число светильников с люминесцентными лампами (ЛЛ), кото­рые приняты во всех вариантах в качестве источника света,

, (1)

где S— площадь помещения, м²; М— расстояние между параллельными ряда­ми, м.

В соответствии с рекомендациями

Мк 0,6Н_р (2)

Оптимальное значение М= 2...3 м.

Дтя достижения равномерной горизонтальной освещенности светильники с ЛЛ рекомендуется располагать сплошными рядами, параллельными стенам с окнами или длинным сторонам помеще­ния.

Для расчета общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности используют метод светового потока учиты­вающий световой поток, отраженный от потолка и стен.

Расчетный световой поток, лм, группы светильников с ЛЛ

(3)

 

где Е_н – нормированная минимальная освещенность, лк; Z – коэффициент минимальной освещенности; Z=E_ср/E_мин, для ЛЛ Z = 1,1; К – коэффициент запаса; η - коэффициент использования светового потока ламп (η зависит от КПД и кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения от по­толка r_п и стен r_с, высоты подвеса светильников над рабочей поверхностью Н_р показателя помещения i).

Показатель помещения

(4)

где А и В - соответственно длина и ширина помещения, м.

Значения коэффициента запаса зависят от характеристики помещения: для помещений с большим выделением тепла К=2, со средним К=1,8, с малым К=1,5.

Значения коэффициента использования светового потока приведены ниже.

Показатель помещения
Коэффициент использования светового потока η	0,28…0,46	0,34…0,57	0,37…0,62	0,39…0,65	0,40…0,66

По полученному значению светового потока с помощью табл. 2 подбирают лампы, учитывая, что в светильнике с ЛЛ может быть больше одной лампы, т. е. п может быть равно 2 или 4. В этом слу­чае световой поток группы ЛЛ необходимо уменьшить в 2 или 4 раза.