Введение

    Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями  температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры  окружающих поверхностей. Гигиеническое  нормирование производственного микроклимата предусмотрено ССБТ и распространяется на рабочую зону, под которой понимается пространство высотой до 2 м над  уровнем пола или площадки, на которых  находятся места постоянного  или временного пребывания работающих.

    Оптимальными  микроклиматическими условиями  считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии  на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и  теплового состояния организма  без напряжения реакций терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и способствуют поддержанию высокого уровня работоспособности.

    Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией  называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязнённого воздуха и подачу на его место свежего.

    Отдельные приёмы организованной вентиляции закрытых помещений применялись ещё в  древности. Вентиляция помещений до начала XIX века сводилась, как правило, к естественному проветриванию. Теорию естественного движения воздуха  в каналах и трубах создал М. В. Ломоносов. В 1795 В. X. Фрибе впервые  изложил основные положения, определяющие интенсивность воздухообмена в  отапливаемом помещении сквозь неплотности  наружных ограждений, дверные проёмы и окна, положив этим начало учению о нейтральной зоне.

    В начале XIX в. получает развитие вентиляция с  тепловым побуждением приточного и  удаляемого из помещения воздуха. Отечественные  учёные отмечали несовершенство такого рода побуждения и связанные с  ним большие расходы теплоты. Академик Э. X. Ленд указывал, что полная вентиляция может быть достигнута только механическим способом.

    С появлением центробежных вентиляторов технология вентиляции помещений быстро совершенствуется. Первый успешно работавший центробежный вентилятор был предложен в 1832 А. А. Саблуковым. В 1835 этот вентилятор был  применён для проветривания Чагирского рудника на Алтае. Саблуков предложил  его и для вентиляции помещений, трюмов кораблей, для ускорения сушки, испарения и т. д. Широкое распространение  вентиляции с механическим побуждением  движения воздуха началось с конца XIX века.

    1. Типы вентиляционных систем.

    Неорганизованная  естественная вентиляция — инфильтрация, или естественное проветривание — осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов — силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий — до 1...1,5 ч.

    Для постоянного  воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха  в помещении, необходима организованная вентиляция. Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без  организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с  организованным притоком воздуха(канальная  и бесканальная аэрация).

    Вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или  удаляется из них по системам вентиляционных  каналов с использованием для  этого специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией.

    Механическая  вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ:

• большой радиус действия  вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; 
• возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;
• подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;
• организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;
• улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения,
• а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу.

    К недостаткам  механической вентиляции следует отнести  значительную стоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость  проведения мероприятий по борьбе с  шумом.

    Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные, аварийные  и системы кондиционирования.

    Общеобменная  вентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха , удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10...15%.

     Существенное  влияние на параметры воздушной  среды в рабочей зоне оказывают  правильная организация и устройство  приточных и вытяжных систем.

    По способу  подачи и удаления воздуха различают  четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые  нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне. Установки приточной  вентиляции обычно состоят их следующих элементов: воздухозаборного устройства для забора чистого воздуха; воздуховодов, по которым воздух подается в помещение, фильтров для очистки воздуха от пыли, калориферов, в которых подогревается холодный наружный воздух; побудителя движения , увлажнителя-осушителя приточных отверстий или насадков, через которые воздух распределяется по помещению. Воздух из помещения удаляется через неплотности ограждающих конструкций.

    Вытяжная  система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систем целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических и биологических лабораторий.

    Установки вытяжной вентиляции состоят из вытяжных отверстий или насадков, через которые воздух удаляется из помещения; побудителя движения; воздуховодов ; устройств для очистки воздуха от пыли или газов, устанавливаемых для защиты атмосферу и устройства для выброса воздуха 10, которое располагается на 1...1,5 м выше конька крыши. Чистый воздух поступает в производственное помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, что является недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

    Приточно-вытяжная вентиляция — наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

    В отдельных  случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют  системы вентиляции с частичной  рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами. Свежая порция воздуха в таких системах обычно составляет 20... 10 % общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности, и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30 % предельно допустимой концентрации (С_ПДК). Применение рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.

    Отдельные установки общеобменной механической вентиляции могут не включать всех указанных выше элементов. Например, приточные системы не всегда оборудуются  фильтрами и устройствами для  изменения влажности воздуха, а  иногда приточные и вытяжные установки  могут не иметь сети воздуховодов.

    Расчет  потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят, исходя из условий  производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности  воздухообмена применяют понятие  кратности воздухообмена к_в — отношение количества воздуха, поступающего в помещение в единицу времени Z (м³/ч), _к объему вентилируемого помещения. При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

    С помощью  местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т. д. Наиболее широкое распространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция.

    Конструкции местных отсосов могут быть полностью  закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое  оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др. Один из самых простых видов местных отсосов — вытяжной зонт. Он служит для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электро- и индукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми с одной, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта не менее 60°.

    Отсасывающие  панели применяют для удаления вредных  выделений, увлекаемых конвективными  токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая  сварка, резка металла и т. п. Вытяжные шкафы— наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые  воздух из помещения поступает в  шкаф. Форму проема выбирают в зависимости  от характера технологических операций.

    Необходимый воздухообмен в устройствах местной вытяжной вентиляции рассчитывают, исходя из условия локализации примесей, выделяющихся из источника образования. Требуемый часовой объем отсасываемого воздуха определяют как произведение площади приемных отверстий отсоса F(м²)на скорость воздуха в них. Скорость воздуха в проеме отсоса V (м/с) зависит от класса опасности вещества и типа воздухоприемника местной вентиляции (v = 0 5   5 м/с).

    Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией. [1]