Нормируемая кратность воздухообмена для производственных помещений таблица. Расчет воздухообмена в производственном помещении

При проектировании систем вентиляции разработчики обязаны обращать внимание на указания, рекомендации и требования контролирующих инстанций. Нормы, на которые необходимо ориентироваться, ‒ это СанПины, ГОСТы, данные АВОК и так далее. Они достаточно подробны, многочисленны и сложны, так как учитывают большое количество параметров:

• назначение объекта ‒ например, если обсчитывается вентиляция технических помещений, нормы будут существенно отличаться от применимых для жилых пространств;
• размеры помещения - от этого зависит количество подаваемого/удаляемого воздуха, модели и мощность вентиляционных установок, тип используемой системы и так далее;
• количество одновременно находящихся на объекте людей;
• время года, температурный режим, влажность ‒ особенно это актуально для жилых пространств, но и для склада важно, в каких условиях хранится продукция;
• требования пожаробезопасности, другие специфические условия.

Основные методики расчета, учитываемые при нормировании вентиляции

Специалисты ориентируются на обобщенные таблицы. В них учитываются необходимые параметры и после расчета по всем возможным методикам выбирается наибольшее значение ‒ его и берут за основу при проектировании (этот подход не используется при организации подобных систем в бассейнах). Вне зависимости от того, что именно в них описывается ‒ воздухообмен в детском саду или вентиляция складских помещений, нормы базируются на нескольких ключевых показателях:

• объем и расход воздуха на одного человека;
• уровень аэродинамического сопротивления в системе;
• допустимый процент вредных выделений;
• ориентировочно возможная мощность воздухонагревателей и вентиляционного оборудования;
• количество окон, влажность, температура и так далее.

В жилых, общественных и производственных помещениях, где люди проводят много времени, расчет производят по следующим методикам:

• по площади, без учета количества людей ‒ нормы оговаривают ориентирование на объемы приточного воздуха для объектов разного назначения (например, для жилых это 3 куб. м/час на 1 кв. м);
• по нормам санитарно-гигиенического характера (для одного человека) ‒ жилым пространствам необходимо 30 куб. м/час, для производственных, больших, чем 20 кв. м ‒ не менее 20, если организуется вентиляция офисных помещений, нормы предусматривают 40 куб. м;
• по нормам вытяжки (кратность) ‒ учитывается, сколько раз в течение часа обновляется состав аэромасс в помещении (в сводных таблицах приводятся нормативные кратности).

Особенности норм для жилого и офисного типов помещений

К жилым пространствам предъявляются высокие требования ‒ при проектировании вентиляции должна обеспечиваться безопасность людей. В подобном строительстве обычно используется классическая схема аэрации ‒ естественно-вытяжная, с каналами. Удаляются загрязненные массы, в первую очередь, из санитарной зоны ‒ кухонь, ванных ‒ причем пространство считается по умолчанию единым по уровню давления и негерметичным, поэтому при расчете учитывают подрезку дверных полотен и параметры окон.

Нормы воздухообмена подразделяются по назначению помещений:

• для жилых комнат ‒ постоянный параметр кратности не менее 30 куб.м/час или 0,35 1 /ч, но при общей площади квартиры менее 20 кв. м ‒ 3 куб. м на 1 куб.м помещения;
• для кухонь с электроплитой 60 куб.м/час, с газовой ‒ 90, минимальный ‒ 30 и 45 соответственно;
• для ванной и туалетных комнат — 25 куб.м/час при разделении санузла, 50 при совмещенной организации;
• для постирочных, гардеробных, подсобных комнат ‒ кратность не менее 1 на один час.

Это краткое описание, так как жилищное проектирование ‒ объемная, сложная отрасль, и в нем учитывается впечатляюще большое количество нормативных показателей. То же, в принципе, касается и офисных пространств ‒ там люди проводят много времени, причем объединяясь порой в немаленькие группы. По проектировочным нормам для подобных объектов необходимо учитывать, чтобы:

• температура воздуха поддерживалась на уровне 19-21 градуса Цельсия в холодный период и 23-25 в теплый;
• в помещениях без окон была организована механическая система вентилирования, а в санузлах, курительных, офисах более 35 кв. м ‒ независимые вытяжные системы;
• подвижность воздуха поддерживалась на уровне 0,2-0,5 м/сек;
• кратность составляла: для стандартных кабинетов (начальственные, бухгалтерские, рабочие и так далее) ‒ 1,5 на приток, для копировальных и переплетно-брошюровочных служб ‒ 3-5, на вытяжку для гардеробных ‒ 2, уборных ‒ 50, кладовых ‒ 1-1,5.

Нормирование технических, производственных и складских объектов

Нормы вентиляции в производственных помещениях и в складских зонах формируются несколько иным способом. Здесь, кроме нужд людей, необходимо учитывать особенности и технические требования для оборудования и содержащихся в помещении товаров, веществ. Если говорить о санитарной составляющей, то в зале без окон необходимо организовать подачу наружных аэромасс ‒ на одного человека 60 куб. м/час. Также нормируется (по отдельным наименованиям):

• содержание пыли;
• присутствие и уровень вредных паров, газов, испарений;
• температура в помещении (в том числе избыточная теплота), влажность.

Как правило, система, которая организуется в помещении, сочетает естественные и механические источники вентилирования и базируется на приточно-вытяжном принципе. Основной параметр ‒ кратность. Для производственно-складских помещений она может варьироваться от единицы до 10. В целом расчет по одной лишь кратности недостаточен и нужно учитывать:

• скорость всасывания воздушных масс ‒ для малотоксичных газов 0,5-0,7 м/сек, для высокотоксичных 1,2-1,7;
• необходимый расход аварийной вентиляции ‒ с коэффициентом не менее 8;
• соответствие специфике хранящихся ценностей (для склада ГСМ, например, воздухообмен должен быть не меньше 2,5, а при хранении ацетона ‒ 9-10).

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

для выполнения расчетов по охране труда

в дипломных проектах

Н. Новгород

1. Расчет воздухообмена в производственном помещении.............................. 3

2. Расчет воздухообмена в сварочных цехах.................................................... 5

3. Расчет местной вытяжной вентиляции......................................................... 15

4. Расчет искусственного освещения................................................................ 18

5. Расчет естественного освещения.................................................................. 32

6. Определение уровня шума в производственных помещениях................... 39

7. Расчет виброизоляции.................................................................................. 46

8. Расчет защитного заземления...................................................................... 52

9. Расчет зануления.......................................................................................... 57

10. Расчет электромагнитного излучения..................................................................... 60

11. Список литературы................................................................................................... 62

Расчет воздухообмена в производственном помещении.

Расчет количества приточного воздуха, необходимого для общеобменной вентиляции выполняется из условия выделения в производственном помещении вредных веществ (например, окиси углерода СО) и избытков явного тепла.

Приведенный ниже расчет воздухообмена выполнен в соответствии со СниП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования” для теплого периода года, как наиболее тяжелого режима работы системы механической вентиляции.

1.1.Расчет воздухообмена из условия выделения вредных веществ:

,

где L в - количество приточного или удаляемого воздуха в зависимости от принятой схемы механической вентиляции, м 3 /c ,

G вр - количество вредных веществ, выделяемых в производственном помещении, мг/с ,

q ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м 3 . Определяется из ГОСТ 12.1005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”.

q П - концентрация вредных веществ в наружном воздухе, подаваемом в помещение, мг/м 3:

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ, расчет ведут по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха в наибольших количестве.

Так, например, в термических цехах при работе закалочных агрегатов. Работающих на природном газе, воздух рабочей зоны загрязняется оксидом углерода (СО). Количество оксида углерода, поступающего в воздух рабочей зоны, определяется по формуле:

,

где В - расход природного газа, кг/ч ;

b - количество отходящих газов, образующихся при сжигании 1кг топлива, кг/кг (для газовых печей 15 кг/кг );

р - процентное содержание СО в отходящих газах (3-5%).

Расход природного газа определяется по формуле:

,

где a - удельный расход топлива на 1кВт мощности, принимается равным 0.58кг/кВтч ;

К р - коэффициент режима работы печи с учетом разогрева и регулирования процессом горения, принимается равным от 1.2 до1.5;

N -мощность печей, кВт .

1.2.Расчет воздухообмена из условия выделения избыточного явного тепла.

При выделении избыточного явного тепла в производственном помещении количество приточного (удаляемого) воздуха определяется из условия компенсации избытков этого тепла:

.

Здесь Q д - избытки явного тепла в производственном помещении, Вт , есть разность между поступающим в помещение явным теплом и количеством уходящего из помещения тепла определяется из формулы:

где q -удельный избыток явного тепла, Вт/м 3 .

В холодных цехах (механических, сборочных и др.) удельный избыток явного тепла составляет не менее q =23 Вт/м 3 . В горячих цехах (литейных, кузнечных, прокатных, термических, котельных и др.) удельный избыток явного тепла в оценочных работах принимается равным 100¸200 Вт/м 3 в более точных расчетах величины Q д определяют с учетом тепла, выделяемого всеми энергетическими установками.

V - объем производственного помещения, м 3 ;

С в - массовая теплоемкость приточного воздуха, принимаемая 1000 Дж/(кг×К);

r в - плотность приточного воздуха, принимаемая 1.2 кг/м 3 ;

t уд - температура удаляемого из помещения воздуха, определяемая по формуле:

где t норм - нормируемая температура в помещении выбирается по ГОСТ 12.1.005-88 в зависимости от категории помещения для теплого периода года;

Dt - градиент температуры, принимаемый для непроизводственного помещения равным 0.5 град/м , для производственных помещений равным 1.5 град/м ;

Н - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м ;

t п - температура приточного воздуха. Принимается на 5¸8 С 0 ниже температуры нормированной в рабочей зоне.

доцент Миронова Е.М.

л а б о р а т о р н а я р а б о т а

Расчет кратности воздухообмена в помещении

Методические указания

Цель работы:

Ознакомиться с понятием кратности воздухообмена в помещениях и приобрести практические навыки по расчету этой метеорологической величины.

Учебные вопросы:

Определение кратности воздухообмена в помещении, осуществляемого путем естественной аэрации.

Расчет площади открытой фрамуги, через которую поступает атмосферный воздух в помещение, необходимой для достижения заданной кратности воздухообмена.

Определение времени проветривания помещения при периодическом открывании фрамуги известной площади.

Порядок выполнения работы:

Изучить методику определения кратности воздухообмена помещения.

Получить у преподавателя задание на проведение расчетов.

Провести расчеты по определению кратности воздухообмена, площади сечения на воздухообмен и времени воздухообмена.

1. КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

Воздухообменом называют замену загрязненного воздуха чистым. Воздухообмен делят на естественный и искусственный. Естественный происходит вследствие разности и перепада давления воздуха внутри помещения и снаружи. Осуществляется он с помощью периодического открывания форточек, фрамуг, окон (аэрация), а также через щели стен, окон, двери (инфильтрация).

Искусственный воздухообмен осуществляется путем использования различных систем механической вентиляции и кондиционирования.

Кратность воздухообмена определяет, сколько раз в час необходимо менять весь воздух помещения, чтобы очистить его до предела допустимой концентрации загрязнения (ПДК).

Кратность воздухообмена N задается формулой:

раз в 1 час. (1)

где: V (м 3 /ч) – необходимое количество чистого воздуха, поступающего в помещение в течение 1 часа; W (м 3) – объем помещения.

Путем естественной аэрации обычно достигают трех – четырехкратного воздухообмена, а при необходимости большей кратности прибегают к механической вентиляции.

Объем чистого приточного воздуха, который должен разбавлять вредные газы до предельно допустимой концентрации, определяется по формуле:

м 3 /ч, (2)

где: В – количество вредного вещества (газа), поступающего в помещение в 1 час, мг/ч;

ρ В - ПДК вредного вещества в воздухе рабочего помещения, мг/м 3 ;

ρ 0 – концентрация того же вредного вещества в приточном наружном воздухе, мг/м 3 .

Количество вредных газов В , находящихся в воздухе рабочего помещения, можно определить несколькими способами:

а) Измерением концентрации газа на единицу объема b с помощью газоанализатора. Тогда количество вредного вещества определяется по формуле:

B = a ∙ b ∙ W мг/ч,

где: а – коэффициент инфильтрации (для камеральных цехов а=1 , для гаражей а=2 );

b – концентрация вредного вещества в воздухе (мг/м 3 в 1 час);

W (м 3) – кубатура рабочего помещения.

б) Определением расхода вредного вещества всеми работающими за смену (8 часов) в одном рабочем помещении

мг/ч,

где b п – количество материала, содержащего вредное вещество, расходуемое всеми работающими в данном помещении, мг.

в) С учетом выделения углекислого газа (СО 2) в процессе дыхания человека в объеме 22,6 литров в 1 час. Тогда

В=22,6· n л/ч,

где: n – число работающих в помещении.

2. УСЛОВИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ КРАТНОСТИ ВОЗДУХООБМЕНА ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОЙ АЭРАЦИИ

Величина потока воздуха Q , проникающего внутрь помещения в результате перепада давлений, определяется формулой:

М 3 /с, (3)

где: α = 0,6

- коэффициент, учитывающий расход воздуха через фрамугу применительно к зданиям промышленного и городского типа;

S (м 2) – суммарная площадь сечений, через которые поступает воздух в помещение; u 1 (м/с) – скорость ветра с наветренной стороны здания;

а 1 – соответствующий аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и конструкционных особенностей здания,

;

u 2 (м/с) – скорость ветра с подветренной стороны, для средних условий

а 2 – соответствующий аэродинамический коэффициент,

;

Для обеспечения заданной кратности воздухообмена N требуется выполнение условия:

V = 3600 Q (4),

где коэффициент 3600 появился в результате перевода часа в секунды.

Согласно (1), (3), условие (4) можно переписать в виде:

,

, м 2 (5)

Предполагается, что чистый воздух поступает в помещение через сечение S непрерывно в течение всего рабочего дня.

Во избежание сквозняков, а также в холодное время года аэрацию помещения осуществляют с помощью периодического открывания фрамуг. В этом случае кратность воздухообмена показывает, сколько раз в 1 час необходимо проветривать помещение. Время проветривания t можно определить из условия:

(6)

В формуле (6) площадь S 1 считать известной.

3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВОЗДУХООБМЕНА

Задача 1.

Определить кратность воздухообмена производственного помещения высотой h = 3,5 м, в котором работают 20 человек, на каждого человека приходится 4,5 м 2 площади. Загрязнение воздуха происходит за счет выдыхаемого углекислого газа. Принудительная вентиляция отсутствует.

Количество вредного вещества В, поступающего в помещение в 1 час, задается формулой:

B = 22,6∙ n (л/ч)

Предельно допустимая концентрация СО 2 составляет 0,1 % или ρ В = 1 л/м 3 . В атмосферном воздухе углекислого газа содержится 0,035 %, т. е. ρ о = 0,35 л/м 3 . Тогда объем чистого воздуха V , необходимого для n человек, согласно формуле (2), составит:

м 3 /ч

Кратность воздухообмена определяется по формуле (1):

раз в 1 час

Для рассматриваемого производственного помещения n = 20 человек, объем .

Согласно формуле (7):

N =

раза в 1 час.

Следовательно, если 3 раза в 1 час производить замену загрязненного воздуха помещения чистым воздухом, концентрация углекислого газа в помещении будет ниже предельно допустимой.

Ответ: N = 3.

Задача 2.

Определить площадь сечения S , через которую в помещение поступает чистый воздух, для обеспечения кратности воздухообмена N = 3 в помещении объемом

.

Скорости ветра с наветренной и подветренной сторон и соответствующие коэффициенты заданы: u 1 = 5 м/с; а 1 = 0,8; u 2 = 2,5 м/с; а 2 = 0,3; α = 0,7.

Воспользуемся формулой (5):

Следовательно, аэрацию рабочего помещения можно осуществлять с помощью открытой в течение всего рабочего дня форточки, площадью S =50 см * 20 см

Ответ: S = 0,1 м 2

Задача 3.

Определить время проветривания помещения объемом

, необходимое для полной замены загрязненного воздуха чистым, считая площадь открытой фрамуги известной:S 1 =1м 2 ;u 1 = 5 м/с; а 1 = 0,8; u 2 = 2,5 м/с;

а 2 = 0,3; α = 0,7.

Воспользуемся формулой (6):

Следовательно, достаточно двух минут, чтобы полностью проветрить помещение данного объема.

Ответ: t = 106 с.

Аэрацию помещения, объемом 315 м 3 , где работают 20 человек, можно осуществлять с помощью постоянно открытой форточки, площадью 0,1 м 2 . Возможно также периодическое, через каждые 20 минут, проветривание помещения с помощью открывания на 2 минуты фрамуги, площадью 1 м 2 .

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ СТУДЕНТАМ

В помещении, объемом W , работает n человек. 1% помещения занят мебелью и производственным оборудованием. Определить воздухообмен помещения в результате естественной аэрации, считая загрязнителем воздуха углекислый газ, образующийся при дыхании людей.

Определить площадь S открытой на протяжении всего рабочего дня фрамуги, обеспечивающей данную кратность воздухообмена N .

Определить время t проветривания помещения при периодическом открывании N раз в 1 час фрамуги, площадью S 1 (S 1 >S) .

Исходные данные для выполнения задания выдаются преподавателем.