Powietrze w budynkach przemysłowych jest znacznie bardziej zanieczyszczone niż w mieszkaniach i domach prywatnych. Rodzaje i ilość szkodliwych emisji zależą od wielu czynników - przemysłu produkcyjnego, rodzaju surowców, stosowanego sprzętu technologicznego i tak dalej. Trudno jest obliczyć i zaprojektować wentylację pomieszczeń przemysłowych, która usuwa wszystkie szkodliwe skutki. Postaramy się przedstawić w przystępnym języku metody obliczeniowe określone w dokumentach regulacyjnych.
Algorytm projektowania
Organizacja wymiany powietrza w budynku publicznym lub w produkcji odbywa się w kilku etapach:
- Gromadzenie danych początkowych - charakterystyka struktury, liczba pracowników i dotkliwość pracy, odmiany i wielkość generowanego zagrożenia, lokalizacja miejsc alokacji. Bardzo przydatne jest zrozumienie istoty procesu.
- Wybór systemu wentylacji warsztatu lub biura, opracowanie schematów. Przy podejmowaniu decyzji projektowych stawiane są trzy podstawowe wymagania - wydajność, zgodność ze standardami SNiP (SanPin) i wykonalność ekonomiczna.
- Obliczanie wymiany powietrza - określenie objętości powietrza nawiewanego i wywiewanego dla każdego pomieszczenia.
- Obliczenia aerodynamiczne kanałów powietrznych (jeżeli występują), wybór i rozmieszczenie urządzeń wentylacyjnych. Wyjaśnienie schematów dostarczania i usuwania zanieczyszczonego powietrza.
- Montaż wentylacji zgodnie z projektem, uruchomienie, dalsza obsługa i konserwacja.
Uwaga. Aby lepiej zrozumieć proces, lista prac jest znacznie uproszczona. Na wszystkich etapach opracowywania dokumentacji wymagane są różne zatwierdzenia, wyjaśnienia i dodatkowe badania. Inżynier projektu stale współpracuje z technologami firmy.
Interesują nas punkty nr 2 i 3 - wybór optymalnego schematu wymiany powietrza i określenie przepływu powietrza. Aerodynamika, instalacja kanałów wentylacyjnych i sprzętu to obszerne tematy innych publikacji.
Rodzaje systemów wentylacyjnych
Aby właściwie zorganizować aktualizację środowiska powietrznego w pomieszczeniu, musisz wybrać najlepszą metodę wentylacji lub kombinację kilku opcji. Schemat klasyfikacji istniejących systemów wentylacyjnych rozmieszczonych podczas produkcji pokazano w uproszczonej formie poniżej na schemacie strukturalnym.
Wyjaśnij bardziej szczegółowo każdy rodzaj wymiany powietrza:
- Niezorganizowana naturalna wentylacja obejmuje wentylację i infiltrację - przenikanie powietrza przez narteksy drzwi i inne szczeliny. Zorganizowane zasilanie - napowietrzanie - odbywa się z okien za pomocą deflektorów spalin i świateł przeciwlotniczych.
- Pomocnicze wentylatory dachowe i sufitowe zwiększają intensywność wymiany podczas naturalnego ruchu mas powietrza.
- System mechaniczny obejmuje wymuszony rozdział i wyciąg powietrza przez wentylatory przez kanały powietrzne. Obejmuje to również wentylację awaryjną i różne lokalne układy wydechowe - parasole, panele, schrony, wyciągi.
- Klimatyzacja - doprowadzenie powietrza z warsztatu lub biura do wymaganego stanu. Przed wprowadzeniem do obszaru roboczego powietrze jest oczyszczane przez filtry, nawilżane / suszone, ogrzewane lub chłodzone.
Odniesienie. Zgodnie z dokumentacją normatywną dolna część objętości warsztatu o wysokości 2 metrów od podłogi, na której stale przebywają ludzie, odnosi się do strefy serwisowanej (roboczej).
Często wentylacja mechaniczna łączy się z ogrzewaniem powietrzem - zimą strumień uliczny ogrzewa się do optymalnej temperatury, grzejniki wodne nie są instalowane. Zanieczyszczone gorące powietrze jest przesyłane do rekuperatora, gdzie oddaje dopływ 50–70% ciepła.
Połączenie wymienionych opcji pozwala osiągnąć maksymalną wydajność operacyjną przy umiarkowanej cenie sprzętu. Przykład: w warsztacie spawalniczym można zaprojektować naturalne napowietrzanie, pod warunkiem że każde stanowisko jest wyposażone w wymuszony miejscowy wyciąg.
Wskazówki dotyczące wyboru
Bezpośrednie instrukcje dotyczące rozwoju systemów wymiany powietrza dają standardy sanitarne i branżowe, nic nie trzeba wymyślać ani wymyślać. Dokumenty opracowuje się osobno dla budynków użyteczności publicznej i różnych branż - metalurgicznej, chemicznej, gastronomicznej i tak dalej.
Przykład. Opracowując wentylację warsztatu spawalniczego na gorąco, znajdujemy dokument „Zasady sanitarne dotyczące spawania, napawania i cięcia metali”, czytamy rozdział 3, paragrafy 41–60. Określa wszystkie wymagania dotyczące lokalnej i ogólnej wentylacji, w zależności od liczby pracowników i zużycia materiałów.
Wentylacja nawiewno-wywiewna pomieszczeń przemysłowych dobierana jest w zależności od celu, ekonomicznej wykonalności i zgodnie z obowiązującymi normami:
- W budynkach biurowych zwykle wykonuje się naturalną wymianę powietrza - napowietrzanie, wentylację. Przy zwiększonym tłoku zapewniona jest instalacja wentylatorów pomocniczych lub wymiana powietrza z motywacją mechaniczną.
- W dużych warsztatach budowy maszyn, naprawach i walcowaniu ustawianie wentylacji wymuszonej będzie zbyt kosztowne. Ogólnie przyjęty schemat: naturalny układ wydechowy przez światła przeciwlotnicze lub deflektory, dopływ jest zorganizowany z otwieranych rygli. Ponadto zimą otwierają się górne okna (wysokość - 4 m), latem - niższe.
- Po uwolnieniu toksycznych, niebezpiecznych i niezdrowych oparów napowietrzanie i wentylacja są niedozwolone.
- W miejscach pracy w pobliżu ogrzewanych urządzeń łatwiej i dokładniej udusić ludzi świeżym powietrzem, niż stale aktualizować cały warsztat.
- W małych gałęziach przemysłu z niewielką liczbą źródeł zanieczyszczeń lepiej jest zainstalować ssanie lokalne w postaci parasoli lub paneli i zapewnić ogólną wentylację.
- W budynkach produkcyjnych o dużej liczbie miejsc pracy i źródłach niebezpiecznych emisji konieczna jest silna wymuszona wymiana powietrza. Ogrodzenie 50 lub więcej lokalnych okapów jest niepraktyczne, chyba że takie zdarzenia są podyktowane przepisami.
- W laboratoriach i pracowniach zakładów chemicznych cała wentylacja jest mechaniczna, a recykling jest zabroniony.
Uwaga. Recykling - oddawanie części wybranego powietrza z powrotem do sklepu w celu zaoszczędzenia ciepła (w lecie - zimno) przeznaczonego na ogrzewanie. Po filtracji tę część miesza się ze świeżym strumieniem ulicznym w różnych proporcjach.
Ponieważ rozważanie wszystkich odmian produkcji w ramach jednej publikacji jest nierealistyczne, przedstawiliśmy ogólne zasady planowania wymiany powietrza. Bardziej szczegółowy opis znajduje się w odpowiedniej literaturze technicznej, na przykład w podręczniku O. D. Volkova „Projektowanie wentylacji budynku przemysłowego”. Drugim wiarygodnym źródłem jest Forum Inżynierów ABOK (http://forum.abok.ru).
Metody obliczania wymiany powietrza
Celem obliczeń jest określenie natężenia przepływu powietrza nawiewanego. Jeśli w produkcji stosowane są okapy punktowe, do otrzymanej objętości dopływu dodaje się ilość mieszaniny powietrza usuniętej przez parasole.
Na przykład. Urządzenia wyciągowe mają bardzo niewielki wpływ na ruch przepływów w budynku. Dysze powietrza nawiewanego pomagają wskazać właściwy kierunek.
Według SNiP obliczenia wentylacji w pomieszczeniu produkcyjnym wykonuje się zgodnie z następującymi wskaźnikami:
- nadmiar ciepła pochodzący z ogrzewanego sprzętu i produktów;
- para wodna nasycająca powietrze w sklepie;
- szkodliwe (toksyczne) emisje w postaci gazów, pyłu i aerozoli;
- liczba pracowników.
Ważny punkt. W przypadku pomieszczeń gospodarczych i różnych pomieszczeń domowych ramy regulacyjne przewidują również obliczanie mnogości wymiany.Możesz zapoznać się z metodologią i skorzystać z kalkulatora online na tej stronie.
Idealnie, współczynnik napływu jest brany pod uwagę dla wszystkich wskaźników. Największy z uzyskanych wyników jest akceptowany do dalszego rozwoju systemu. Jedno zastrzeżenie: jeśli uwalniane są 2 rodzaje niebezpiecznych gazów, które oddziałują ze sobą, napływ jest obliczany dla każdego z nich, a wyniki są podsumowywane.
Rozważamy przepływ ciepła
Przed przystąpieniem do obliczeń należy przeprowadzić prace przygotowawcze w celu zebrania danych źródłowych:
- znajdź obszar wszystkich gorących powierzchni;
- sprawdzić temperaturę ogrzewania;
- obliczyć ilość uwolnionego ciepła;
- określić temperaturę powietrza w obszarze roboczym i poza nim (powyżej 2 m nad podłogą).
W praktyce problem jest rozwiązywany wspólnie z inżynierem procesu w przedsiębiorstwie, który dostarcza informacji na temat wyposażenia produkcyjnego, cech produktu i zawiłości procesu produkcyjnego. Znając te parametry, wykonaj obliczenia zgodnie ze wzorem:
Objaśnienie symboli:
· L - pożądana objętość powietrza dostarczanego przez centrale wentylacyjne lub przenikającego przez rygle, m³ / h;
- Lwz - ilość powietrza pobieranego z obszaru obsługi przez ssanie punktowe, m³ / h;
- Q - ilość ciepła, W;
- c jest pojemnością cieplną mieszanki powietrza równą 1,006 kJ / (kg ° C);
- Cyna to temperatura mieszaniny dostarczanej do warsztatu;
- Tl, Twz - temperatura powietrza powyżej obszaru roboczego i wewnątrz niego.
Obliczenia wydają się kłopotliwe, ale jeśli istnieją dane, przebiegają bez problemów. Przykład: przepływ ciepła w pomieszczeniu Q wynosi 20 000 W, panele wyciągowe usuwają 2000 m³ / h (Lwz) temperatury zewnętrznej + 20 ° C, wewnątrz - plus odpowiednio 30 i 25. Rozważamy: L = 2000 + [3,6 x 20000 - 1,006 x 2000 (25-20) / 1,006 (30-20)] = 8157 m³ / h.
Nadmiar pary wodnej
Poniższy wzór praktycznie powtarza poprzedni, tylko parametry ciepła są zastępowane symbolami wilgotności:
- W - ilość pary wodnej pochodzącej ze źródeł na jednostkę czasu, gram / godzinę;
- Din - zawartość wilgoci w napływie, g / kg;
- Dwz, Dl - odpowiednio wilgotność powietrza w obszarze roboczym i górnej części pomieszczenia;
- pozostała notacja jest taka jak w poprzedniej formule.
Złożoność metody polega na uzyskaniu danych źródłowych. Po wybudowaniu obiektu i uruchomieniu produkcji odczytów wilgotności nie jest trudno określić. Inną kwestią jest obliczenie emisji oparów w warsztacie na etapie projektowania. Opracowanie powinno być przeprowadzone przez 2 specjalistów - inżyniera procesu i projektanta systemów wentylacyjnych.
Pył i niebezpieczne emisje
W takim przypadku ważne jest dokładne zbadanie zawiłości procesu. Zadanie polega na sporządzeniu listy zagrożeń, określeniu ich stężenia i obliczeniu natężenia przepływu dostarczanego czystego powietrza. Formuła rozliczenia:
- Mpo - masa emitowanej szkodliwej substancji lub pyłu na jednostkę czasu, mg / godzinę;
- Qin jest zawartością tej substancji w powietrzu ulicznym, mg / m³;
- Qwz - maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC) szkodliwości w objętości obsługiwanej strefy, mg / m³;
- Ql - stężenie aerozolu lub pyłu w pozostałej części warsztatu;
- dekodowanie zapisu L i Lwz podano w pierwszym wzorze.
Algorytm operacji wentylacji jest następujący. Szacowana ilość napływu jest wysyłana do pomieszczenia, rozrzedzając powietrze wewnętrzne i obniżając stężenie zanieczyszczeń. Lokalny udział szkodliwych i lotnych substancji jest wciągany przez lokalne parasole znajdujące się nad źródłami, mieszanina gazów jest usuwana przez mechaniczną osłonę.
Liczba osób pracujących
Metodologię stosuje się do obliczenia napływu do biur i innych budynków użyteczności publicznej, w których nie występują zanieczyszczenia przemysłowe. Musisz znaleźć liczbę stałych miejsc pracy (oznaczonych literą łacińską N) i użyć wzoru:
Parametr m pokazuje objętość czystej mieszaniny powietrza przypisanej do 1 miejsca pracy. W pomieszczeniach wentylowanych przyjmuje się, że wartość m wynosi 30 m³ / h, przy pełnym zamknięciu - 60 m³ / h.
Komentarz.Pod uwagę brane są tylko stałe prace, w których pracownicy przebywają co najmniej 2 godziny dziennie. Liczba odwiedzających nie ma znaczenia.
Obliczanie lokalnego parasola z kapturem
Zadaniem lokalnego zasysania jest usuwanie szkodliwego gazu i pyłu na etapie wydobycia bezpośrednio ze źródła. Aby osiągnąć maksymalną wydajność, musisz wybrać odpowiedni rozmiar parasola w zależności od wymiarów źródła i wysokości zawieszenia. Metoda obliczania jest wygodniejsza do rozważenia w odniesieniu do rysunku ssania.
Rozszyfruj literę na schemacie:
- A, B - pożądane wymiary parasola w planie;
- h jest odległością od dolnej krawędzi zwijacza do powierzchni źródła emisji;
- a, b - wielkość nakładających się urządzeń;
- D jest średnicą kanału wentylacyjnego;
- H - wysokość zawieszenia, nie większa niż 1,8 ... 2 m;
- α (alfa) - kąt otwarcia parasola, idealnie nie przekracza 60 °.
Przede wszystkim obliczamy wymiary ssania w oparciu o proste formuły:
Następnie za pomocą metody wyboru określamy kąt otwarcia i przystępujemy do obliczania przepływu powietrza wlotowego:
- F jest obszarem szerokiej części parasola, obliczonym jako A x B;
- ʋ - prędkość przepływu powietrza w sekcji miernika, dla nietoksycznych gazów i pyłów przyjmujemy 0,15 ... 0,25 m / s.
Uwaga. Jeśli konieczne jest wyssanie zagrożeń toksycznych, normy wymagają zwiększenia prędkości przepływu spalin do 0,75 ... 1,05 m / s.
Znając ilość pobieranego powietrza, nie jest trudno wybrać wentylator kanałowy o wymaganej wydajności. Przekrój i średnica przewodu wydechowego jest określona odwrotnym wzorem:
Wniosek
Projektowanie sieci wentylacyjnych jest zadaniem doświadczonych inżynierów. Dlatego nasza publikacja ma jedynie charakter orientacyjny, wyjaśnienia i algorytmy obliczeniowe są nieco uproszczone. Jeśli chcesz dokładnie zrozumieć kwestie wentylacji pomieszczeń w miejscu pracy, zalecamy zapoznanie się z odpowiednią literaturą techniczną, nie ma innej drogi. Wreszcie - metodologia obliczania ogrzewania powietrza w filmie.