Воздушные души

Системы местной приточной и вытяжной вентиляции

Лекция 7

Воздушные души

7.1. Воздушный душ, его назначение и области применения

Воздушным душем называют поток воздуха, направленный на ограниченное рабочее место или непосредственно на человека.

В противоположность общей вентиляции, которая ставит своей задачей поддерживать определенные условия воздушной среды во всем помещении, местный приток имеет целью создание местных условий воздушной среды на ограниченном участке помещения. Такими участками являются или места наиболее длительного пребывания в них рабочих, или места отдыха.

Таким образом, назначение воздушного душа заключается в том, чтобы в пространстве, ограниченной зоной действия потока, поддерживать особые,   отличные от господствующих во всем помещении условий воздушной среды. Эти условия должны удов­летворять определенным, заранее поставленным гигиеническим и физиологическим требованиям.

Воздушное душирование применяют для создания на постоянных рабочих местах требуемых метеорологических условий при тепловом облучении и при открытых производственных процессах, если технологическое оборудование, выделяющее вредные вещества, не имеет укрытий или местной вытяжной вентиляции.

Воздушный душ устраивают в следующих случаях:

1) при  нецелесообразности средствами вентиляции получать во всем объеме помещения надлежащие санитарно–гигиенические условия;

2) при наличии в помещении небольшого количества рабочих со строго фиксированными рабочими местами;

3) при наличии источников лучистого тепла, интенсивностью более 140 Вт/м².

4) для предотвращения распространения вредных веществ на постоянные рабочие места при открытых технологических процессах, сопровождающихся выделением вредных веществ, и невозможности устройства укрытия или местной вытяжной вентиляции.

Рекомендуемые материалы

Во многих случаях, когда работа производится в обстановке ощутимого теплового излучения, а средства общей вентиляции оказываются все же недостаточными, для того чтобы поддержи­вать требуемую температуру и влажность воздуха и устранить нарушение терморегуляции (нормального теплообмена между телом человека и окружающей средой), воздушные души долж­ны несколько корректировать условия воздушной среды. Сюда нужно отнести  металлургические  и  машиностроительные заводы (где души необходимы у промышленных печей, прокатных ста­нов, молотов, прессов и т. д.), стекольные заводы, красильные фабрики, хлебозаводы и т. п.

Таким же коррективом воздушные души должны служить при широко применяемом в настоящее время естественном вен­тилировании (аэрации) современных цехов. Это может иметь место в тех случаях, когда естественный приток, обусловливае­мый при аэрации расположением приточных отверстий (фрамуг и пр.), не может в достаточной степени обслужить рабочие ме­ста   (кузницы, литейные, термические и другие цехи).

Роль воздушных душей при вентилировании путем аэрации приобретает особое значение и в силу того, что естественный при­ток вводится без предварительной подготовки (без подогрева или охлаждения и т. д.), в то время как для воздушных душей та­кая предварительная подготовка может быть осуществлена с небольшими затратами.

В промышленных цехах, спроектированных с учетом аэрации, расход воздуха для воздушных душей составляет незначительный процент от естественного воздухообмена.

И наконец, в горячих цехах в районах с высокой наружной температурой, когда общая вентиляция (естественная или меха­ническая) поддерживает в цехах температуру воздуха на 3—5° выше наружной, воздушные души, устраиваемые на рабочих ме­стах, создают условия, близкие к комфортным, причем наруж­ный воздух для них подвергается предварительной обработке (охлаждению).

При проектировании воздушного душирования должны быть приняты меры, предотвращающие сдувание производственных вредных выделений на близко расположенные постоянные рабочие места.  Воздушная струя должна быть направлена так, чтобы по возможности исключалось подсасывание ею горячего или загрязненного газами воздуха.

Для воздушного душирования рабочих мест следует предусматривать воздухораспределители, обеспечивающие минимальную турбулизацию воздушной струи и имеющие устройства для изменения направления струи в горизонтальной плоскости на угол 180^о и в вертикальной плоскости на угол 30^о.

При проектировании воздушного душирования наружным воздухом следует принимать расчетные параметры  А для теплого периода года и Б для холодного периода.

Воздушное душирование при тепловом облучении должно обеспечивать на местах постоянного пребывания работающих температуру и скорость движения воздуха в соответствии с приложением Е СНиП 41– 01 – 2003.

7.2. Конструктивные решения воздушных душей.

Воздушные души классифицируются по нескольким признакам:

1. По характеру распределения потока:

— с рассосредоточенной подачей воздуха;

— с сосредоточенной подачей воздуха;

Сосредоточенная подача применяется только когда рабочее место строго фиксировано.

2. По качеству подаваемого воздуха:

— с обработкой подаваемого воздуха;

— без обработки подаваемого воздуха.

3. По месту забора воздуха:

— с забором наружного воздуха;

— с забором внутреннего воздуха (рециркуляционные).

При устройстве воздушного душа воздух подвергается той или иной обработке. Может меняться температура воздушного потока, относительная влажность, концентрация газов, скорость движения воздуха.

При борьбе с лучистым теплом бывает достаточно увеличить скорость воздушного потока до тех пор, пока температура окружающего воздуха не превышает 30^о. При t > 30^о увеличение скорости потока не может обеспечить нормальное самочувствие организма.

Системы, подающие воздух к воздушным душам, проектируются отдельными от систем другого назначения.

Расстояние от места выпуска воздуха до рабочего мета следует принимать не менее 1м при минимальном диаметре патрубка 0,3м, а воздушный поток должен быть направлен:

- на грудь человека горизонтально или сверху под углом до 45^о для обеспечения на рабочем месте нормируемых температур и скорости движения воздуха;

- в лицо (зону дыхания) горизонтально или сверху под углом до 45^о для обеспечения на рабочем месте допустимых концентраций по газу и пыли; при этом должны обеспечиваться нормируемые температура и скорость движения воздуха;

Если невозможно достигнуть нормируемой температуры воздуха в душирующей струе на рабочем месте повышением скорости движения воздуха, следует устанавливать форсунки тонкого распыла воды в потоке подаваемого воздуха на выходе из воздухораздающего устройства или применять адиабатическое охлаждение воздуха при централизованной обработке его в приточных камерах. Установки с применением искусственного холода требуют значительных эксплуатационных и капитальных затрат, поэтому искусственное охлаждение воздуха следует применять только в случаях, когда нормируемая температура воздуха на рабочем месте ниже температуры приточного воздуха, полученной его адиабатическим охлаждением.

При проектировании систем воздушного душирования, как правило, следует применять воздухораспределители УДВ. Воздухораспределители обычно устанавливают на высоте не менее 1,8м от пола (до их нижней кромки). Для душирования группы постоянных рабочих мест могут быть использованы воздухораспределители ВГК и ВСП.

Унифицированные душирующие воздухораспределители УДВ рекомендуются к предпочтительному применению. Они разработаны в следующих исполнениях: нижний подвод воздуха без увлажнения УДВн и с увлажнением УДВну; верхний подвод воздуха без увлажнения УДВв и с увлажнением УДВув. Душирование фиксированных рабочих мест может осуществляться душирующими патрубками различного типа: ППД, ПДн, ПДв, ПДУ, ВП.

При тепловом облучении постоянных рабочих мест нагретыми поверхностями интенсивностью от 140 до 350 Вт/м² предусматривается установка вентиляторов — вееров. При применении вентиляторов — вееров следует обеспечивать поддержание допустимой ГОСТ 12.1.005–88 температуры воздуха увеличивая скорость на 0,2м/с более указанной в этом ГОСТе. Для этой цели душирование рабочих мест внутренним воздухом осуществляется поворотными аэраторами  ПАМ–24. Расстояние от аэратора до рабочего места определяется конкретными условиями, максимальное расстояние равно 20м.

В помещениях общественных, административно–бытовых и производственных зданий, сооружаемых в IV климатическом районе, а также при обосновании и в других климатических районах, при избытках явной теплоты более 23 Вт/м³ следует предусматривать дополнительно к общеобменной приточной вентиляции установку потолочных вентиляторов для увеличения скорости движения воздуха на рабочих местах или на отдельных участках в теплый период года.

Для этой цели используют потолочные вентиляторы ВПК–15 "Союз", "Зангезур–3", "Зангезур–5".Применение потолочных вентиляторов не следует ограничивать районами с жарким климатом. Их рационально применять и в районах с умеренным климатом.

7.3. Расчет воздушных душей

Достижение нормируемых параметров воздуха определяется расчетом по предельным (осевым) значениям параметров воздушной струи на постоянном рабочем месте.

За расчетные величины на постоянном рабочем месте рекомендуется принимать:

– температуру смеси воздуха в воздушной струе-равной нормируемой по приложению Е СНиП41–01–2003, при тепловом облучении интенсивностью 140 Вт/м² и более. Для промежуточных значений поверхностей плотности лучистого теплового потока температуру смеси воздуха в душирующей струе следует определять интерполяцией.

– минимальную концентрацию вредных веществ в воздушной струе – равной ПДК по приложению 2 ГОСТ 12.1.005–88;

– скорость движения воздушной струи – соответствующей температуре смеси воздуха в душирующей струе по приложению Е СНиП41– 01 – 2003 при тепловом облучении интенсивностью 140 Вт/м²  и более.

При расчете определяется типоразмер душирующего воздухораспределителя F_o , скорость выпуска воздуха  и расход воздуха на воздухораспределитель L_o. Температура приточного воздуха на выходе из воздухораспределителя t_o должна быть меньше или равной нормируемой.

Расчет производится из условия обеспечения нормируемых параметров воздуха на постоянном рабочем месте по следующим формулам:

а) при тепловыделениях и t_норм > t_o, полученной при адиабатическом охлаждении воздуха или без охлаждения,

              ;                                   (7.1)

                    ,                                   (7.2)   

где, х - расстояние от воздухораспределителя до рабочего места, м;
т, п - соответственно скоростной и температурный коэффициенты воздухораспределителя (принимаются по справочной литературе);

б) при тепловыделениях и t_норм < t_o, полученной при адиабатическом охлаждении,

                                        ;                                                      (7.3)

                                        ;                                                       (7.4)  

                                        t_o = t_норм ,                                                        (7.5)

Бесплатная лекция: "5.3 Тройная факторизация" также доступна.

т.е. требуется неискусственное охлаждение воздуха;

в) при газо– и пылевыделениях  рассчитывается по формуле (7.2),а

                                               ,                               (7.6)

где, ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ на рабочем месте в соответствии с приложением 2 ГОСТ 12.1.005–88;
Z_рз и Z_о - концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в приточном воздухе на выходе из воздухораспределителя.

Если заданы величины т, п, F_o и х следует определять:  при  по формуле (7.4); t_o при  по формуле (7.5);  при  по формуле (7.2); t_o при  по формуле

                      .                               (7.7)