Вентиляция как средство защиты воздушной среды
Производственных помещений
Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных микроклиматических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего [4].
По способу перемещения воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественной) и с механическим (механической). Возможно также сочетание естественной и механической вентиляции (смешанная).
Вентиляция бывает приточной, вытяжной или приточно-вытяжной в зависимости от того, для чего служит система вентиляции, - для подачи (притока) или удаления воздуха из помещения или (и) для того и другого одновременно.
По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.
Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.
Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой.
Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.
В производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных паров и газов, наряду с рабочей предусматривается устройство аварийной вентиляции.
На производстве часто устраивают комбинированные системы вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т.п.).
Определение потребного воздухообмена
При общеобменной вентиляции
При нормальном микроклимате (отсутствие избыточного тепла, влажности) в случае, когда нет выделений вредных веществ в результате технологических процессов или из материалов, хранящихся в помещении (или их содержание находится в пределах санитарных норм, воздухообмен можно определить по формуле
L = N× l [м3/ч],
где N - число работающих, l -расход воздуха на одного работающего.
При отсутствии естественной вентиляции l = 60 м3/чел.
Расчет общеобменной вентиляции при выделении
вредных веществ и избыточного тепла
Выделение вредных веществ. Пусть G - количество выделяемого вредного вещества мг/ч, qприт - концентрация этого же вредного вещества в приточном воздухе, qвыт - концентрация вещества в вытяжном воздухе, L1 - количество воздуха, поступающего в помещение, L2 - количество воздуха, удаляемого из помещения. Тогда, по закону сохранения вещества, имеем:
G + L1×qприт = L2×qвыт. Но, поскольку одним из требований, предъявляемых к вентиляции является L1» L2 = Lв, получим
(1.2)
Воздух, поступающий извне как бы разбавляет воздух в помещении до концентрации qвыт. Но по санитарным требованиям должно выполняться условие qвыт £ ПДК. Следовательно, потребный воздухообмен
(1.3)
Требование к концентрации вещества в приточном воздухе:
qприт £ 0,3 ПДК. (1.4)
В случае выделения нескольких веществ, не обладающих эффектом суммации потребный воздухообмен рассчитывается по каждому из них, а затем выбирается максимальное значение.
В случае n суммирующихся веществ окончательная величина потребного воздухообмена рассчитывается как 
.
Выделение избыточного тепла. При вентиляции избыточное тепло Q расходуется на нагрев поступающего воздуха (изменение температуры с t = tприт до t = t выт:
Q = c×m×(tвыт - tприт), (1.5)
где m = L×r - масса воздуха.
Отсюда получим:
(1.6)
Обычно бывает известна температура в рабочей зоне tрз, т.е. в объеме пространства, высотой 2 м над полом или рабочей площадкой.
Температура вытяжного воздуха определяется по формуле
tвыт = tрз +Dt×(Н-2), где Н - высота вытяжных отверстий над уровнем рабочей площадки, Dt = 0,5...1 0С/м - температурный градиент по высоте (в задачах принимать Dt = 10С/м).
