Способы вентиляции воздушной среды. Расчет воздухообмена .

 

К основным мероприятиям, которые обеспечивают надлежащее состояние воздуха рабочей зоны производственных помещений, относятся:

усовершенствование технологических процессов,

дистанционное управление, автоматизация и механизация;

устройство вентиляции и отопления в производственных помещениях, а также использование рабочими средств индивидуальной защиты и предупредительных приспособлений.

Автоматизация и механизация процессов, которые сопровождаются выделением вредных веществ, не только повышают производительность, но и улучшают условия работы.

Вентиляция – это организованное перемещение воздуха загрязненного из помещения наружу, а свежего – наоборот.

Вентиляцию классифицируют:

-по способу перемещения воздуха;

-по назначению;

-по месту и времени действия.

Относительно способа перемещения воздуха, различают естественную, механическую (искусственную) и смешанную вентиляцию.

Естественная вентиляция происходит благодаря разности температур воздуха в помещении и на дворе. Механическая вентиляция обменивает воздух с помощью специальных механизмов и приспособлений. Смешанная предусматривает общее использование естественной и механической вентиляции.

Относительно назначения вентиляция бывает приточная, вытяжная, приточно-витяжная.

Приточна вентиляция предназначена для подачи воздуха с целью разрежения (разбавления) вредностей к допустимым границам, вытяжная – для удаления вредностей от места их образования.

Относительно места действия вентиляцию различают общеобменную и местную, а относительно времени действия – постоянно действующую и аварийную.

Общая, или общеобменная вентиляция предназначена для обмена воздуха во всем помещении, а местная – только на определенных рабочих местах.

Для эффективной работы системы вентиляции необходимо выполнение таких требований:

-количество приточного воздух должно соответствовать количеству удаляемого, с минимальной разностью;

-правильное размещение систем вентиляции. Свежий воздух подается в места с минимальным содержимым вредных веществ, а удаляется из мест с максимальным содержанием вредных веществ;

-система вентиляции не должна вызывать переохлаждение или перегрев работающих или создавать повышенный уровень шума;

-система вентиляции должна быть електро-, пожаро-, и взрывобезопасная, простая по исполнению, надежная в эксплуатации.

Местная вентиляция обеспечивает нормальную воздушная среду непосредственно на рабочих местах. Местные вытяжные системы: зонты, отсасывающие панели, бортовые на нижние отсосы, вытяжные шкафы и вентилируемые камеры, аспирационные укрытия; местные приточные системы: воздушные души с горизонтальными и наклонными струями, воздушные занавесы шиберного и смешанного типа.

Секундный объем вытяжки воздуха зонтом определяется по формуле

V_з = ABW, где A и B – стороны зонта, г; W – скорость воздуха, который отсасывается, в нижнем сечении зона, м/с.

Зонты используют для удаления вредностей с плотностью меньшей, чем плотность воздуха. Нижнее сечение зонта делается геометрически подобным к источнику выделения вредностей, угол раскрытия зонта γ может быть не меньше 60⁰.

Стороны зонта определяются из соотношений

А = а +2 ∙ 0,4 h; В = в + 2 ∙ 0,4 h, где а и у – стороны источника вредностей.

Для полного укрыти источники вредных выделений оснащают кожухами, оставляя (постоянно или периодически) открытыми только рабочие отверстия.

Секундный объем воздуха V_к, что отсасывается изпод кожуха, определяется по формуле:

V_к = 1,1 АВ,

где 1,1 – коеффициент запаса, который учитывает возможные неплотности в конструкции кожуха; А и В – размеры сторон рабочего отверстия, м; W – скорость воздуха, который отсасываетсся через рабочее отверстие кожуха, м/с.

В цехах металлургических предприятий широко применяют воздушный душ. При выполнении ручных операций с большим физическим напряжением, а также при значительной интенсивности излучения необходима высокая скорость обдувающего воздух, приблизительно 1 м/с; большая чем 5 м/с скорость вызывавет неприятные ощущения (шум в ушах и т.п.).

Ширина струи душу на рабочем месте – 0,8-1,0 м (кроме случаев, когда рабочие площадки большие).

Воздух, обдувая, охлаждает прежде всего отрытые участки тела; кроме того, охлаждается поверхность одежды, усиливается обмен воздуха под одеждой.

Структура струи также влияет на эффективность обдувания. “Закрученный” поток (например, от осевого вентилятора) еффективней, чем “раскрученный”, или созданный цилиндрической насадкой.

Следует избегать направления струи обдувающего воздух от источника тепла к рабочему месту, так как при этом горячий воздух и газы задуваются на работающего.

Стационарный воздушный душ представляет собой общий воздуховод с приточными (душирующими) насадками, которые направляют воздушную струю на рабочие места.

Воздушный оазис может создавать заданные метеорологические условия в отдельных зонах рабочих помещений с высокой температурой воздуха. Рабочую площадку со всех сторон огораживают на высоту 2 м и в огражденное пространство через воздухораспределители подают на малых скоростях охлажденный воздух, огражденный участок заполняется воздухом меньшей температуры.

Воздушные завесы создают подачей воздуха через распределители в полу: снизу вверх или от стен сбоку. Воздушные завесы используют, чтобы воспрепятствовать прониканию загрязненного воздуха в производственные помещения и в других случаях.

Технические мероприятия по устранению вредных выделений. Охрана воздушной среды на рабочих местах металлургических цехов является важнейшей социальной задачей. Основным и принципиальным направлением в комплексном решении этого вопроса является ликвидация или уменьшение вредных выделений в окружающую среду и эффективная очистка газов.

Некоторые промышленные предприятия работают в замкнутом цикле без выбросов загрязнений, при этом одновременно имеют большой экономический эффект от улавливания и переработки ценных пылевых и газовых веществ, которое содержатся в газе. Вместе с тем, на подавляющем большинстве производств эти проблемы еще далеки от решения. Поэтому, основными мероприятиями, которые устраняют ли уменьшают загрязнения воздушной среды, является замена и усовершенствование технологических процессов и технологического оборудования, при работе которго выделяются вредные вещества в окружающую среду.

4.2. Защита от шума и вибрации.

Средства и методы защиты от шума и вибрации, которые применяютсяна рабочих местах производственных и вспомогательных помещений относительно защищаемого объекта,делятся на средства и методы коллективной защиты и средства индивидуальной защиты.

Средства и методы коллективной защиты от шума, в зависимости от способа реализации делятся на акустические, архитектурно-планировочные и организационно-технические. Среди акустических различают средства звукоизоляции, звукопоглощения, виброизоляция, демпфирование и глушители шума.

Чтобы решить вопрос о необходимости и целесообразности снижения шума, необходимо знать уровни шума на рабочих местах.

К методам, которые снижают шум в источнике, относятся електрофизические, создание неразъемных соединений свариванием, склеиванием, прессованием и с помощью безударных специальных заклепок, автоматизация формовки и зачистки в литейном производстве, литье под давлением, технология профильного шлифования, уплотнение прессованием вместо вибрационного и ударного, применение гидравлического привода вместо пневматического, тонкое литье вместо ковки и т.п..

Серьезного ослабления шума можно достичь качественным монтажом отдельных узлов машин, их динамическим балансированием и своевременными планово-предупредительными ремонтами. Нарушение правил технической эксплуатации приводит к тому, что малошумное оборудование становится источником интенсивного шума.

Для поглощения звука используют способность строительных материалов и конструкций рассеивать энергию звуковых колебаний. При падении на звукопоглощающую поверхность, сделанную из пористого материала, значительная часть звуковой энергии расходуется на колебание воздуха в порах, вследствие чего он разогревается, а теплота рассеивается.

Наиболее интенсивно поглощают звук волнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и т.п...

Существенным образом снизить шум можно, если поставить на его пути изолирующие препятствия: стены, перегородки, перекрытия, звукоизолирующие кожухи и экраны. Физическая суть звукоизоляции состоит в том, что наибольшая часть падающей звуковой энергии отражается от специально выполненных ограждений и только незначительная часть проникает сквозь ограду.

Звуковые волны при встрече с препятствием частично отражаются преломляются и поглощаются материалом, и частично одолевают препятствие.

Наиболее эффективным коллективным средством защиты от вибрации является изоляция персонала или виброчувствительных объектов от источника вибрации.

Эффективными являются амортизаторы, изготовленные из стальных пружин, резины и других упругих материалов. Применяют комбинированные резино-металлические и пружинно-пластмассовые амортизаторы, опорные виброизоляторы с гидрошарнирами и пневморезиновые амортизаторы, в которых используют упругие свойства сжатого воздуха и самой резины.

В промышленности довольно распространена активноя виброзащита, что предусматривает дополнительный активный источник энергии (сервомеханизм), с помощью которого осуществляется обратная связь от изолируемого объекта к системе виброизоляции.

Уровень вибраций уменьшается виброгашением, то есть введением в систему дополнительных реактивных связей установкой агрегатов на виброгасящие опоры. При этом массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 мм, а для особенн ответственных сооружений – 0,005 мм.

Под вибропоглощением следует понимать уменьшение вибрации кожухов и ограждений, чьи колебания происходят в резонансном режиме с основным оборудованием. Это достигают нанесением на вибрирующую поверхность материалов, которые имеют большое внутреннее трение (резина, пластики, вибропоглощающие мастики) и рассеивают энергию колебаний.

На рабочих местах, где не удается снизить шум и вибрацию к допустимым уровням техническими средствами, или где это нецелесообразно из технико-экономических соображений, применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ не только оказывают содействие профилактике заболеваний, прямо или косвенно связанных с влиянием шума (тугоухость, шумовая болезнь, нарушения нервной, сердечно-сосудистой систем и т.п.), но и повышают трудоспособность человека.

В зависимости от конструктивного исполнения СИЗ делятся на противошумовые наушники, противошумовые вкладыши, противошумовые шлемы и каски, противошумовые костюмы. Относительно эффективности защиты от шума, массы и силы прижатия к околоушной зоне наушники и вкладыши делятся на три группы: А, Б и В. СИЗ выбирают исходя из частотного спектра шума на рабочем месте и учитывают удобство их ношения при выполнении данной рабочей операции и климатические условия.

При работе с ручным механизированным электрическим и пневматическим инструментом применяют СИЗ рук от действия вибраций. Это варежки, а также виброзащитные прокладки или пластины, оснащенные креплениями к рукам. Учитывая неблагоприятное действие холода на развитие виброболезни, в зимнее время рабочих надо обеспечивать теплыми варежками.

При работе с ручными механизмами и при условиях соблюдения гигиенических норм, суммарное время работы в контакте с вибрацией не должено превышать 2/3 рабочего времени. Кроме того, одноразовое беспрерывное действие вибрации, включая микропаузы, не должно превышать для ручных машин 15-20 мин. Обеденный перерыв рекомендуется не менее чем 40 мин, необходимы также два регламентированных перерыва (для активного отдыха, производственной гимнастики за специальным комплексом, физиопрофилактических процедур): 20 мин через 1-2 ч после начала смены и 30 мин через 2 ч после обеденного перерыва.

Условия безопасной работы с источниками ионизирующих излучений. Безопасных условий работы с источниками ионизирующих излучений можно достичь правильным выбором оборудования, временной защитой, расстоянием, экранами, средствами индивидуальной защиты. Все указанные типы защиты применяют при использовании радиоактивных изотопов в доменном производстве, дефектоскопии и др.

Контейнеры, которые используются для источника излучения, рассчитаны таким образом, чтобы степень ослабления ионизирующих излучений гарантировала радиационную безопасность окружающего рабочего пространства. Это условие достигается выбором вида материала и толщины стенок контейнера.

4.3.Освещение производственных помещений

Основные светотехнические понятия и единицы.

Важнейшим источником информации, которая поступает в мозг человека, является зрение. Из всей информации за счет зрения человек получает около 95%. Вместе с тем, освещение влияет на общее состояние человека его безопасности и производительность труда. Максимальной производительности труда соопветствует оптимальная освещенность. Выяснено, что увеличение освещенности от 100 до 1000 лк при наружной зрительной работе повышает производительность на 10-20, уменьшает брак на 20 и снижает число несчастных случаев на 30%.

При недостаточной или непостоянной освещенности орган зрения вынужден приспосабливаться, что возможное благодаря способност глаз к аккомодации и адаптаци.

Аккомодация – это способность глаз приспособиться к ясному видению предметов, которые находятся на разных расстояниях.

Адаптация – это способность глаз менять чувствительность при изменениях условий освещения.

Световое излучение является частью электромагнитного излучения с длинами волн от 10 до 340000 нм, которое называется оптическим спектром и которое делится на ультрафиолетовое – 10-380 нм, видимое – 380-770 нм, инфракрасное – 770-34000 нм.

В видимой части спектра различают цвета от фиолетового (380 нм) до красного (770 нм).

Кандела (кд) – сила света, что излучается из поверхности площадью 1/600000 м² (государственный световой эталон) в перпендикулярном направлении при температуре затвердения платины.

Люмен (л) – единица измерения светового потока, который оценивается по световым ощущениям человеческого глаза.

Люкс (лк) – единица измерения освещения, которое характеризуется плотностью светового потока на освещаемой поверхности.

Типы, виды и системы освещения. Освещение производственных помещений может быть естественное, создаваемое светом неба (прямое и отраженное), искусственное (от электрических ламп) и совмещенное (при использовании естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение может быть:

-боковое – через отверстия, прорезы во внешних стенах помещений. Оно бывает одностороннее и двосторонне;

-верхнее – через отверстия, прорезы в крыше здания;

-комбинированное (верхнее плюс боковое).

Естественное освещение нормируется коэффициентом естественного освещения КЕО, %,

 

Е_вн

КЕО = -----* 100

Е_н

 

Где КЕО - коэффициент естественной освещенности; Е_вн – освещенность в помещении; Е_н – освещенность наружная.

При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее отдаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.

При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке посреди помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола.

При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точках расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности или пола. Первая и последняя точки берутся на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок.

Естественное освещение может быть следующих видов:

-рабочее – освещение, предназначенное для выполнения работы;

-дежурное – освещение в нерабочее время;

-аварийное – при отключении рабочего освещения для нормального окончания работ;

-эвакуационное – для эвакуации людей;

охранное – для охраны ночью.

Системы искусственного освещения:

-общее – светильники в верхней зоне помещения;

-местное – светильники непосредственно на рабочих местах;

-комбинированное – объединение общего и местного.

 

Требования к производственному освещению. Для оптимальной освещенности на рабочем месте необходимо придерживать следующих требований.

-Соответствия между освещенностью на рабочем месте и характеристикой зрительной работы, которая зависит от таких параметров:

-объекту распознавания – наименьшего размера предмета, который нужно хорошо видеть в процессе работы; фона поверхности, близлежащей непосредственно к объекту распознавания, или на которой он рассматривается. Эта величина имеет три значения: светлый, средний и темный, что зависит от коэффициента отражения поверхности, которая соответственно имеет значения: свыше 0,4; 0,4-0,2 и меньше чем 0,2.

-Контраста объекта распознавание с фоном, который зависит от соотношения яркостей объекта распознавания и фона. Контраст имеет также три значения: малыйй, средний и большой.

-Равномерность освещение для уменьшения усталости глаз за счет адаптации, а также отсутствие резких теней и блесткости, которые оказывают содействие ослепленности.

-Постоянство освещенности во время работы, которое достигается большей частью стабилизацией напряжения при искусственном освещении.

-Выбор соответствующего условиям работы спектрального состава света, оптимальной направленности светового потока и электробезопасности всех элементов систем освещения.

Нормирование производственного освещения.

Производственное освещение нормируется в соответствии с СНиП П-4-79, где представлены нормированные значения освещенности при естественном, искусственном и совмещенном освещении на рабочих поверхностях для производственных помещений. Норму освещенности выбирают в зависимости от характеристики зрительной работы. Все виды работ относительно зрительного напряжения делятся на восемь разрядов с подразделами. Разряд работы зависит от величины объекта распознавания, а подразряд определяется фоном и контрастом между объектом распознавания и фоном.

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей и территорий, которые требуют обслуживания при аварийном режиме, может достигать 5% рабочего освещения, но не менее чем 2 лк внутри зданий и 1 лк для территории. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов, на земле и на лестницах в помещении 0,5 лк, а на открытых территориях – 0,2 лк.

Искусственные источники света. Для искусственного освещения производственных помещений служат приборы: ближнего действия – светильники, дальнего действия – прожекторы.

Осветительный прибор состоит из источника света и осветительной арматуры. Источниками света являются: лампы накаливания и газоразрядные лампы (люминесцентные типа ДРЛ, ДРИ). Лампы накаливания выпускаются для местного и общего освещения. Коэффициент их полезного действия 6-8%, а срок службы до 1000 ч. Они изготовляются разной мощности (15-1500 Вт) и напряжения(12, 36, 127, 220 В), а также разных типов: бесспиральные, газонаполненные, в колбах с покрытием, которое рассеивают свет. Буквы и цифры на них означают: В – вакуумная, Г – газонаполненная, Б – бесспиральная, Бк – бесспиральная криптоновая; 127, 135, 220, 235 – напряжение, В; 15-1500 – номинальная мощность, Вт.

Лампы накаливания для местного освещения имеют буквенные пометки: МО – обычного исполнения, МОД – лампа-светильник с отражательным диффузным слоем, МОЗ – то же с зеркальным слоем. Цифры за этими буквами означают напряжение (В) и мощность лампы (Вт).

Газоразрядные лампы имеют преимущества сравнительно с лампами накаливанияивания: высокую светоотдачу, продолжительный срок службы (в 5-10 раз;); спектр излучения люминесцентных ламп близкий к спектру естественного света.

Основные недостатки газоразрядных источников света – сложная схема включения, а также стробоскопный эффект, который в некоторых производственных помещениях недопустим (работа оборудования с открытыми вращающимися частями).

Лампы накаливания несложные в изготовлении, простые и надежные в эксплуатации. Их недостатки: низкая световая отдача, маленький срок службы, неблагоприятный спектральный состав, который искажает светопередачу.

Широко применяются в металлургической промышленности экономические и благоприятные с гигиеничной точки зрения газоразрядные источники, которые различаются за спектральным составом света.

Лампы дневного света (ЛД) и дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ) имеют голубоватый цвет свечения, которое по спектру близко к дневному свету (преобладают, сине-фиолетовая и желто-зеленая часть спектра, меньшая интенсивность окраски в красной части). Спектр других типов ламп существенным образом отличается от спектра дневного света. Лампы белого света (ЛБ) имеют немного желтоватый оттенок, тепло-белого цвета (ЛТБ) – розовый оттенок. Важный недостаток ламп ДРЛ (ртутные дуговые высокого давления) – это преобладание в спектре сине-зеленой части. Поэтому их нельзя применять там, где объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности. Перспективными являются металлогалогеновые лампы типа ДРИ. В них высокая светоотдача и хороший спектральный состав.

Светильники характеризуются распределением светового потока в пространстве защитным углом и коэффициентом полезного действия. Защитный угол светильника определяется как угол между горизонталью и касательной к светящемуся телу лампы и края светильника. В зависимости от того, какую частицу всего светового потока составляет поток нижней полусферы, светильники разделяют на пять классов: прямого света (П), если эта часть больше, чем 80%; преимущественно прямого света (Н) – 60-80%; рассеянного света (Р) – 40-60%; преимущественно отраженного света (В) – 20-40% и отраженного света (О) – меньше чем 20%.