Вентиляция производственных помещений: виды, требования, проектирование и контроль

Проектирование вентиляции производственных помещений – довольно сложная задача. Создание схем осуществляется с учетом специфики деятельности предприятия. Рассмотрим далее, что собой представляет вентиляция производственных помещений. Ее виды и требования к ней также будут описаны в статье.

Классификация

Основная задача системы вентиляции производственных помещений заключается в оперативном "улавливании" всех примесей и их удаление. Те или иные установки выбираются в зависимости от конкретных условий работы. Воздух в агрегатах может перемещаться механическим или естественным путем. Существует также классификация по принципу работы. Вентиляция может быть приточной, вытяжной или смешанной. В каждой группе существуют свои подгруппы оборудования. Так, приточная вентиляция может быть локальной. Она представлена в виде воздушного душа, завесы или оазиса. Общеобменная вентиляция производственных помещений обеспечивает рассредоточенный или направленный приток.

Естественная фильтрация

Приточно-вытяжная вентиляция в производственном помещении функционирует из-за разницы давления и температуры на улице и в цеху. Движущей силой в таком случае будет тепловой либо ветровой напор. Из-за перепада давления расширенные массы вытесняются из цеха. На их место, в свою очередь, затягиваются холодные – чистые. В наветренном участке образуется область высокого давления. Она усиливает приток наружного воздуха. С подветренной стороны давления всегда снижено. Это способствует оттоку отработанных масс. Вентиляционные системы и оборудование, функционирование которых основывается на физических законах, применяются, как правило, на предприятиях с интенсивным тепловыделением. Однако далеко не всегда мощный обмен обеспечит формирование надлежащих условий работы сотрудников. Чем сильнее перепад температур у потолка и пола, чем выше сам цех, тем эффективнее работает естественная вентиляция производственных помещений. Если в окнах и стенах есть щели, двери или ворота часто открываются, могут появляться сквозняки. Это способствует снижению температуры в цеху. В летнее время на участках, удаленных от окон и дверей, нормы вентиляции существенно нарушаются.

Аэрация

Для нее используется гибкий воздуховод. Аэрация осуществляется по принципу естественной тяги. В некоторых случаях при сооружении здания расчет системы вентиляции производственного помещения не осуществляется, установки не монтируются. В таких случаях в цеху можно разместить каналы и шахты, функционирующие от теплового напора. Гибкий воздуховод прикрывается дефлектором. Ветер обдувает его, за счет чего формируется область разрежения. Такие отводы для вентиляции нашли широкое применение на сельскохозяйственных и животноводческих фермах, в небольших пекарнях, в кузнях. Их устанавливают на самом высоком участке крыши. Аэрация считается одним из наиболее эффективных методов естественной вентиляции. Часто она используется на предприятиях, где образуется большое количество тепла, ядов и газов.

Устройство

Естественная вентиляция производственных помещений предполагает обустройство трех уровней проемов с форточками, имеющими специфическую конструкцию. Первые 2 ряда располагают от пола на высоте 1-4 м. В крыше монтируют светоаэрационные фонари, оснащенные регулируемыми форточками. Летом чистые потоки проходят через нижние фрамуги, а грязные – направляются вверх. При расчете системы определяется площадь проемов и форточек. Наихудшими условиями функционирования установки считается безветренная погода. Ее берут в качестве точки отсчета. При ветре такая вентиляция производственных помещений работает эффективно. Однако при определенной силе и направлении ветра может появиться обратная тяга. В результате воздух, смешанный с газами и пылью, направляется в помещения, где находятся люди. Для предотвращения распространения вредных веществ устанавливаются фонари с защитой от ветра. Летом приточные массы охлаждаются путем распыления в них холодной воды. Она поступает из форсунок, которые находятся у форточек. При таком охлаждении немного повышается влажность.

СНиП: вентиляция и кондиционирование

В Правилах установлен ряд предписаний для зданий, в которых используется естественная схема фильтрации. В частности, необходимо, чтобы периметр сооружения был открыт для доступа воздуха. В Правилах также указано, что аэрируются цеха высотой не более 1 этажа или расположенные на последних этажах здания. В многопролетных помещениях монтаж естественной вентиляции существенно затруднен. Если ширина цеха больше 100 м, чистые потоки к его центру практически не поступают. В таких случаях монтируют специальные фонари Батурина (незадуваемые). В них предусмотрены отдельные каналы для притока и вытяжки. Однако в зимнее время такая установка может спровоцировать нежелательное понижение температуры в цеху. Чтобы предотвратить такие последствия, монтируется принудительная (искусственная) вентиляция производственных помещений.

Преимущества и недостатки аэрации

Управление элементами вентиляции осуществляется механическим путем. Одним из основных достоинств аэрационной схемы выступает низкая стоимость комплектующих. При этом установка может обеспечить достаточно мощный воздухообмен. Между тем, есть у нее и несколько недостатков. В первую очередь функционирование системы зависит от погодных условий. Кроме этого, как выше уже было сказано, она не обеспечивает доставку чистых потоков к удаленным участкам цеха. Еще одним минусом является сложность управления. Не используется аэрация на предприятиях, где применяются технологии, подразумевающие распространение вредных веществ.

Принудительная вентиляция производственных помещений

Она позволяет довести показатели потоков, подаваемых в цех, до нормативных. Требуемые параметры определены в СНиП. Вентиляция и кондиционирование принудительным способом имеют следующие достоинства:

1. Функционирование установок не связано с показателями температуры снаружи цеха.
2. Удалять потоки, а также подавать их можно из любого участка.
3. Расчет системы отличается точностью.
4. Допускается изменение кратности в любом диапазоне. Она рассчитывается исходя из диаметра и скорости шлифовального/точильного круга.
   

Наиболее популярные установки

В настоящее время широко распространена вытяжная вентиляция. Установка ограничивает распространение загрязненных потоков и удаляет их непосредственно из источника. Качество работы вентиляции зависит от правильности подбора оборудования, степени разряженности атмосферы, формы приемников. Ключевыми элементами установок являются:

1. Отсос.
2. Вентилятор.
3. Отвод.
4. Фильтры.
5. Вытяжной канал.

Весь объем грязны потоков должен улавливать приемник и передавать его далее по другим элементам.

Специфика отсосов

Воздухоприемники бывают закрытого и открытого типа. Последние включают в себя:

1. Защитный кожух.
2. Вытяжной зонт.

Защитный кожух устраняет поток пыли, который образуется, к примеру, в столярном цехе при полировке, шлифовке и пр. Он оснащается козырьком и устанавливается поперек перемещения частиц. Вытяжной зонт уменьшает площадь распространения горячего воздуха, содержащего вредные примеси и поднимающегося по принципу конвекции, и удаляют его. Он должен иметь такой размер, чтобы полностью закрывать источник. Зонт может оснащаться свесами. Они выполняются из плотного полотна либо жестких листов. Удобнее использовать открытые зонты. В них свесы не мешают доступу сотрудников предприятия. На вредном производстве скорость потока, попадающего в зонт, составляет от 0.5 м/с, если он без примесей, то 0.15-0.25 м/с.

Бортовые/шарнирно-телескопические отсосы

Они устанавливаются непосредственно на рабочем месте на гальванических либо травильных ваннах. Воздух перемещается над ними и втягивает вредные пары кислот и щелочей до того, как они начнут распространяться по цеху. При небольшой (до 70 см) ширине ванны, устанавливаются однобортовые отсосы, если этот параметр больше указанного значения – монтируются двубортовые элементы. Кроме этого, последние оснащаются конструкциями, обеспечивающими сдувание испарений с поверхности жидкости. Объем потока, пропускаемого через эти установки, будет зависеть от уровня ядовитости пара, температуры. Немаловажное значение имеет и размер поверхности жидкости. Поскольку пары быстро разрушают металл, отсосы выполняют из ПВХ и прочих устойчивых материалов. Достаточно распространены шарнирно-телескопические приемники. Вентиляционные трубы для вытяжки такого типа оснащаются выдвижными элементами. Их можно приблизить непосредственно к источнику загрязнения. В цехах с паяльниками и сварными аппаратами отсосы устанавливаются непосредственно в инструменты.

Приемники закрытого типа

К ним относят:

1. Кабины.
2. Вытяжные шкафы.
3. Камеры.
4. Боксы-укрытия.

Последние используются на предприятиях с особо ядовитыми и радиоактивными веществами, где работники осуществляют все манипуляции в перчатках или с применением механических устройств. Шкафы монтируются в цехах с интенсивным выделением вредных газов. Вентиляционные трубы для вытяжки с полной изоляцией источника загрязнения считаются самыми эффективными.

Электроустановки

Системы вентиляции производственных помещений принудительного типа оснащаются специальными агрегатами. Они представляют собой электровентиляторы. Как правило, устанавливаются осевые или радиальные модели. Последние именуются также "улитками" из-за формы корпуса. В него встраивается колесо с лопастями. В процессе движения потоки попадают в корпус, меняют направление и подаются в отвод под давлением. Всасываемые массы часто насыщены агрессивными и опасными соединениями, а иногда и взрывоопасными веществами. В зависимости от примесей, на предприятиях устанавливают вентиляторы:

1. Стандартные. Они предназначены для улавливания потоков с незначительным содержанием пыли, температура которых до 80 град.
2. Антикоррозийного типа. Такие установки применяют для улавливания испарений кислот и щелочей.
3. Имеющие защиту от искр. Они используются для взрывоопасных смесей.
4. Пылевые. Эти установки предназначены для фильтрации потоков, содержащих частицы в количестве больше 100 мг/м³.

Осевые вентиляторы включают в себя наклонные лопасти, вмонтированные в цилиндрический корпус. В процессе работы потоки движутся параллельно оси. Эти агрегаты устанавливаются, как правило, в рудниках, аварийных каналах и пр. Преимущество таких устройств в том, что они могут подавать воздух в противоположных направлениях.

Пылеуловители

Действующие нормы и стандарты определяют требования к вентиляции производственных помещений. Установки должны функционировать так, чтобы содержание вредных примесей было в пределах допустимого значения. Соответственно, одним из ключевых параметров выступает эффективность очистки. В некоторых случаях для фильтрации воздуха достаточно одного пылеуловителя. В этой ситуации очистку называют одноступенчатой. Если загрязнение воздуха значительное, организуется многоступенчатая фильтрация. Тип очистного сооружения будет зависеть от формы, химического состава и объема примесей. Самой простой конструкцией пылеуловителя считается пылеосадочная камера. В ней существенно снижается интенсивность движения потока, за счет чего вредные примеси оседают. Однако такая установка может использоваться только для первичной фильтрации. Пылеосадочные камеры могут быть лабиринтовыми, простыми, с отбойником.

Циклоны

Они представляют собой инерционные пылеуловители и используются для фильтрации воздуха с содержанием частиц, более 10 микрон. Циклон выполнен как цилиндрическая металлическая емкость, сужающаяся книзу. Воздух подается сверху. Под воздействием центробежной силы пылевые частицы ударяются об стенки и падают. Через трубу выходит очищенный воздух. Для увеличения объема задержанной пыли внутри корпуса распыляется вода. Эти установки называют циклонами-промывателями. В последнее время наибольшую популярность приобрели ротоклоны и ротационные пылеуловители.

Фильтры

Они также используются для очищения воздуха. Фильтры могут работать на электричестве. В этом случае частицы, заряженные положительно, притягиваются к отрицательным электродам. Через фильтр проходит высокое напряжение. Для последующей очистки электродов от пыли осуществляется периодическое автоматическое потряхивание. Пойманная пыль направляется в накопители. На практике также используются коксовые и гравийные фильтры. Устройства тонкой и средней очистки изготавливаются из специального материала. Это может быть синтетика, войлок, пористые ткани, сетки. Они улавливают не только пыль, но и мелкие частицы масел. Однако такие материалы быстро забиваются, требуют регулярной очистки либо замены. При необходимости провести фильтрацию воздуха от взрывоопасных соединений или газов, а также агрессивных веществ применяются эжекционные системы. В них присутствует 4 камеры: диффузор, горловина, конфузор и для разряжения. Потоки входят в них под высоким давлением. Направление задает компрессор или вентилятор. Динамическое давление в диффузоре преобразуется в статическое. После этого поток направляется наружу.

Альтернативный вариант

Перед направлением воздуха в помещение его необходимо обработать: согреть или охладить, отфильтровать. В некоторых случаях требуется также его увлажнение. Для этих целей используется приточная вентиляция. Она состоит из:

1. Заборника.
2. Отводов.
3. Фильтров.
4. Обогревателей.
5. Вентиляторов.
6. Распределителей.

Монтаж установок осуществляется по определенным правилам. Для вентилятора, фильтра и нагревателя предусматривается приточная камера. Приемники следует располагать на высоте 2 метра от земли, в местах, удаленных от источников загрязнения. В некоторых случаях допускается монтаж над крышей сооружения. При выборе места установки следует учитывать направление ветра. С внешней стороны воздухозаборники прикрываются зонтиками, жалюзи или решетками. Фильтры в установках могут быть различного типа. Как правило, используются приспособления из нетканых материалов. В зимнее время подогрев воздуха осуществляется с помощью калориферов или тенов. В качестве теплоносителя выступает электроэнергия либо вода. Для увлажнения устанавливаются специальные оросительные камеры. В них происходит распыление мелкодисперсной воздушной фракции. Аналогичным образом осуществляется охлаждение.

Местные установки

К ним относят воздушные души. Они представляют собой чистые потоки, направляемые на рабочие участки. Цель такого душа состоит в усилении теплоотдачи организма сотрудника для предотвращения перегрева. Установки могут быть мобильными или стационарными. Душами оснащаются горячие цеха, а также помещения с инфракрасным облучением больше 350 Вт/м2. Нормы зависят от температуры, тяжести работы, а также интенсивности излучения. Средняя t в душе – +18...+24 град. Поток перемещается со скоростью 0.5-3.5 м/сек. Ее показатель прямо пропорционален интенсивности излучения и температуре воздуха.

Оазисы и завесы

Эти устройства часто используются на крупных предприятиях. Оазисы обслуживают участок цеха, отгороженный от остальной площади с помощью легких ширм. В его пределах воздух перемещается с определенной скоростью и имеет заданную температуру. Завесы используются для предотвращения переохлаждения работников и выхолаживания цеха через проемы или открытые двери. Они могут быть без подогрева или с ним.

Предупредительный надзор

Такой санитарный контроль систем вентиляции производственных помещений выполняется при:

1. Реконструкции, планировании, строительстве или изменении технологии/профиля предприятия, участка, цеха.
2. Запуске смонтированных или отремонтированных очистных установок.
3. Введении новых технологических агрегатов, процессов или химических веществ, способных оказать вредное влияние на окружающую среду либо человека.

Реконструированные или вновь построенные вентиляционные системы запускаются комиссией в установленном порядке. В нее входит представитель санэпидемслужбы. Оценку и обследование вентиляционной системы можно проводить после окончания всех строительно-монтажных мероприятий. При этом перед осмотром необходимо наладить все технологические процессы согласно регламенту. В ходе обследования производственные установки должны функционировать с запланированной нагрузкой, вентиляционные устройства должны выйти на заданную производительность. Предупредительный надзор выполняется в виде:

1. Оформления заключений по проектным материалам о правильности подбора вентиляционной схемы. В качестве документов для сверки выступают рабочие и технические чертежи.
2. Наблюдения за процессом монтажа вентиляционных установок.
3. Участия в приеме и оформлении заключений о соответствии агрегатов действующим санитарно-гигиеническим предписаниям.

Текущее обследование

Оно выполняется в форме выборочного контроля:

1. Состояния среды на участках нахождения заборных устройств. Осмотр может осуществляться и непосредственно на рабочих местах.
2. Работы, состояния, эксплуатации систем вентиляции.

Периодичность и объем выборочного обследования устанавливается санитарным врачом. При этом учитывается степень вероятного негативного воздействия производственной среды на конкретном предприятии на персонал.