Воздушная среда внутри промышленных зданий загрязняется гораздо интенсивнее, нежели в квартирах и частных домах. Виды и количество вредных выбросов зависит от множества факторов – отрасли производства, типа сырья, применяемого технологического оборудования и так далее. Рассчитать и спроектировать вентиляцию производственных помещений, удаляющую все вредности, довольно сложно. Постараемся на доступном языке изложить расчетные методики, прописанные в нормативных документах.

Алгоритм проектирования

Организация воздухообмена внутри общественного здания либо на производстве выполняется в несколько этапов:

1. Сбор исходных данных - характеристики сооружения, число работников и тяжесть труда, разновидности и количество образующихся вредностей, локализация мест выделения. Очень полезно вникнуть в суть технологического процесса.
2. Выбор вентиляционной системы цеха или офиса, разработка схем. К проектным решениям выдвигается 3 основных требования – эффективность, соответствие нормам СНиП (СанПин) и экономическая обоснованность.
3. Расчет воздухообмена – определение объема приточного и вытяжного воздуха для каждого помещения.
4. Аэродинамический расчет воздуховодов (если они есть), подбор и расстановка вентиляционного оборудования. Уточнение схем подачи притока и удаления загрязненного воздуха.
5. Монтаж вентиляции согласно проекту, запуск, дальнейшая эксплуатация и обслуживание.

Примечание. Для лучшего понимания процесса список работ сильно упрощен. На всех стадиях разработки документации требуются различные согласования, уточнения и дополнительные обследования. Инженер – проектировщик постоянно работает в связке с технологами предприятия.

Нас интересуют пункты №2 и 3 – выбор оптимальной схемы воздухообмена и определение расходов воздуха. Аэродинамика, монтаж вентканалов и оборудования – обширные темы других публикаций.

Виды вентиляционных систем

Чтобы правильно организовать обновление воздушной среды помещения, нужно выбрать оптимальный способ вентилирования либо комбинацию нескольких вариантов. Ниже на структурной схеме упрощенно показана классификация существующих вентсистем, устраиваемых на производстве.

Разъясним каждую разновидность воздухообмена подробнее:

1. К неорганизованной естественной вентиляции относится проветривание и инфильтрация – проникновение воздуха через дверные притворы и прочие щели. Организованная подача – аэрация – производится из окон посредством вытяжных дефлекторов и зенитных фонарей.
2. Вспомогательные крышные и потолочные вентиляторы повышают интенсивность обмена при естественном движении воздушных масс.
3. Механическая система подразумевает принудительную раздачу и отбор воздуха вентиляторами посредством воздуховодов. Сюда же относится аварийная вентиляция и различные местные отсосы – зонты, панели, укрытия, вытяжные лабораторные шкафы.
4. Кондиционирование – доведение воздушной среды цеха либо офиса до требуемой кондиции. Перед подачей в рабочую зону воздух очищается фильтрами, / осушается, подогревается или .

Нагрев / охлаждение воздуха с помощью теплообменников – калориферов

Справка. Согласно нормативной документации, к обслуживаемой (рабочей) зоне относится нижняя часть объема цеха высотой 2 метра от пола, где постоянно находятся люди.

Зачастую механическая приточная вентиляция объединяется с воздушным – зимой уличный поток нагревается до оптимальной температуры, водяные радиаторы не ставятся. Загрязненный горячий воздух направляется в рекуператор, где отдает 50-70% теплоты притоку.

Добиться максимальной эффективности работы при умеренной цене оборудования позволяет комбинация перечисленных вариантов. Пример: в сварочном цехе допускается проектировать естественную аэрацию при условии, что каждый пост оборудован принудительной местной вытяжкой.

Схема движения потоков при естественной аэрации

Прямые указания по разработке воздухообменных схем дают санитарные и отраслевые нормы, ничего изобретать и придумывать не нужно. Документы разработаны отдельно для общественных зданий и различных производств – металлургических, химических, предприятий общественного питания и так далее.

Пример. Разрабатывая вентилирование горячего сварочного цеха, находим документ «Санитарные правила при сварке, наплавке и резке металлов», читаем раздел 3, пункты 41-60. Там изложены все требования к местной и общеобменной вентиляции в зависимости от числа работников и расхода материалов.

Приточная и вытяжная вентиляция промышленных помещений выбирается в зависимости от назначения, экономической целесообразности и согласно действующим нормативам:

1. В офисных зданиях принято делать природный воздухообмен – аэрацию, проветривание. При повышенном скоплении людей предусматривается установка вспомогательных вентиляторов либо организовывается воздухообмен с механическим побуждением.
2. В машиностроительных, ремонтных и прокатных цехах больших размеров устраивать принудительное вентилирование обойдется чересчур дорого. Общепринятая схема: естественная вытяжка через зенитные фонари либо дефлекторы, приток организован из открываемых фрамуг. Причем зимой распахиваются верхние окна (высота - 4 м), летом – нижние.
3. При выделении токсичных, опасных и вредных для здоровья паров аэрация и проветривание не допускается.
4. На рабочих местах рядом с нагретым оборудованием проще и правильнее организовать душирование людей свежим воздухом, чем постоянно обновлять весь объем цеха.
5. На малых производствах с небольшим количеством источников загрязнения лучше установить локальные отсосы в виде зонтов или панелей, а общее вентилирование предусмотреть естественным.
6. В производственных корпусах с большим числом рабочих мест и источников выделения вредностей нужно делать мощный принудительный воздухообмен. Городить 50 и более локальных вытяжек нецелесообразно, разве что подобные мероприятия продиктованы нормами.
7. В лабораториях и рабочих помещениях химических заводов вся вентиляция делается механической, причем рециркуляция запрещена.

Проект общеобменной принудительной вентиляции трехэтажного здания с применением центрального кондиционера (продольный разрез)

Примечание. Рециркуляция – возврат части отобранного воздуха обратно в цех с целью экономии теплоты (летом – холода), затраченной на нагрев. После фильтрования эта часть перемешивается со свежим уличным потоком в различных соотношениях.

Поскольку в рамках одной публикации нереально рассмотреть все разновидности производств, мы изложили общие принципы планирования воздухообмена. Более детальное описание представлено в соответствующей технической литературе, например, учебное пособие О. Д. Волкова «Проектирование вентиляции промышленного здания». Второй достоверный источник – форум инженеров АВОК (http://forum.abok.ru).

Методики расчета воздухообмена

Цель вычислений - определить расход подаваемого приточного воздуха. Если на производстве используются точечные вытяжки, то удаляемое зонтами количество воздушной смеси прибавляется к полученному объему притока.

Для справки. Вытяжные устройства очень слабо влияют на движение потоков внутри здания. Сообщить им нужное направление помогают приточные струи.

Согласно СНиП, расчет вентиляции производственного помещения делается по следующим показателям:

• излишки теплоты, исходящие от нагретого оборудования и продукции;
• водяной пар, насыщающий цеховой воздух;
• вредные (токсичные) выбросы в виде газов, пыли и аэрозолей;
• число работников предприятия.

Важный момент. В подсобных и различных бытовых комнатах нормативная база также предусматривает расчет по кратности обмена. Ознакомиться с методикой и воспользоваться онлайн-калькулятором можно .

Пример системы локальных отсосов, действующих от одного вентилятора. Предусмотрено улавливание пыли скруббером и дополнительным фильтром

В идеале расход притока считается по всем показателям. Самый больший из полученных результатов принимается для последующей разработки системы. Один нюанс: если выделяется 2 вида опасных газов, взаимодействующих друг с другом, приток рассчитывается по каждому из них, а результаты суммируются.

Считаем расход по выделениям теплоты

Прежде чем взяться за вычисления, нужно провести подготовительные работы по сбору исходных данных:

• выяснить площади всех горячих поверхностей;
• узнать температуру нагрева;
• подсчитать выделяемое количество теплоты;
• определить температуру воздушной среды в рабочей зоне и за ее пределами (выше 2 м над полами).

На практике задача решается совместно с инженером-технологом предприятия, предоставляющим сведения о производственном оборудовании, характеристиках продукции и тонкостях процесса изготовления. Зная указанные параметры, выполняйте расчет по формуле:

Расшифровка обозначений:

· L – искомый объем воздуха, подаваемый приточными установками либо проникающий через фрамуги, м³/ч;

• Lwz – количество воздуха, забираемое из обслуживаемой зоны точечными отсосами, м³/ч;
• Q – величина тепловыделений, Вт;
• c – теплоемкость воздушной смеси, принимаем равной 1.006 кДж/(кг °C);
• Tin – температура подаваемой в цех смеси;
• Tl, Twz – температуры воздуха выше рабочей зоны и в ее пределах.

Расчет кажется громоздким, но при наличии данных выполняется без проблем. Пример: тепловой поток внутри помещения Q составляет 20000 Вт, вытяжные панели удаляют 2000 м³/ч (Lwz) температура на улице + 20 °С, внутри – плюс 30 и 25 соответственно. Считаем: L = 2000 + = 8157 м³/ч.

Избытки водяных паров

Следующая формула практически повторяет предыдущую, только параметры теплоты заменены обозначениями влажности:

• W – количество паров воды, поступающих от источников за единицу времени, грамм/час;
• Din – содержание влаги в притоке, г/кг;
• Dwz, Dl – влагосодержание воздушной среды рабочей зоны и верхней части помещения соответственно;
• остальные обозначения – как в предыдущей формуле.

Сложность методики заключается в получении исходных данных. Когда объект построен и производство работает, показатели влажности определить нетрудно. Другой вопрос – рассчитать выделения паров внутри цеха на стадии проектирования. Разработкой должны заниматься 2 специалиста – инженер-технолог и проектировщик вентсистем.

Выбросы пыли и вредных веществ

В данном случае важно хорошо изучить тонкости технологического процесса. Задача – составить список вредностей, определить их концентрацию и вычислить расход подаваемого чистого воздуха. Расчетная формула:

• Mpo – масса вредного вещества либо пыли, выделяемой за единицу времени, мг/час;
• Qin – содержание этого вещества в уличном воздухе, мг/м³;
• Qwz – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредности в объеме обслуживаемой зоны, мг/м³;
• Ql – концентрация аэрозоля или пыли в оставшейся части цеха;
• расшифровка обозначений L и Lwz дана в первой формуле.

Алгоритм работы вентиляции выглядит следующим образом. В помещение направляется расчетное количество притока, разбавляющее внутренний воздух и понижающее концентрацию загрязнителей. Львиную долю вредных и летучих веществ втягивают локальные зонты, расположенные над источниками, смесь газов удаляет механическая вытяжка.

Количество работающих людей

Методика применяется для расчета притока в офисные и другие общественные здания, где отсутствуют промышленные загрязнители. Нужно выяснить количество постоянных рабочих мест (обозначается латинской буквой N) и воспользоваться формулой:

Параметр m показывает объем воздушной чистой смеси, выделяемый на 1 рабочее место. В проветриваемых офисах значение m принимается равным 30 м³/ч, полностью закрытых – 60 м³/ч.

Замечание. В расчет принимаются только постоянные рабочие места, где сотрудники пребывают не менее 2 часов в день. Число посетителей роли не играет.

Расчет зонта местной вытяжки

Задача локального отсоса – отобрать вредный газ и пыль на этапе выделения, прямо от источника. Чтобы добиться максимальной эффективности, нужно правильно подобрать размер зонта в зависимости от габаритов источника и высоты подвеса. Методику вычислений удобнее рассматривать с привязкой к чертежу отсоса.

Расшифруем буквенные обозначения на схеме:

• А, Б – искомые размеры зонта в плане;
• h – расстояние от нижней кромки втягивающего устройства до поверхности очага выброса;
• а, б – размеры перекрываемого оборудования;
• D – диаметр вентиляционного воздуховода;
• H – высота подвеса, принимается не более 1.8…2 м;
• α (альфа) – угол раскрытия зонта, в идеале не превышает 60°.

Первым делом рассчитываем габариты отсоса в плане по простым формулам:

• F – площадь широкой части зонта, вычисляется как А х Б;
• ʋ — скорость воздушного потока в створе короба, для нетоксичных газов и пыли принимаем 0.15…0.25 м/с.

Примечание. Если необходимо отсасывать токсичные вредности, нормы требуют увеличить скорость вытяжного потока до 0.75…1.05 м/с.

Зная количество отбираемого воздуха, нетрудно подобрать канальный вентилятор требуемой производительности. Сечение и диаметр вытяжного воздуховода определяется по обратной формуле:

Заключение

Проектирование вентиляционных сетей – задача опытных инженеров. Поэтому наша публикация носит ознакомительный характер, пояснения и расчетные алгоритмы несколько упрощены. Если вы хотите досконально разобраться в вопросах вентилирования помещений на производстве, рекомендуем изучить соответствующую техническую литературу, другого пути не существует. Напоследок – методика расчета воздушного отопления в рамках видеосюжета.

Применительно к промышленности вентиляция производственных помещений – это комплекс мер, оборудования и организации его обслуживания, преследующий цели поддержания стабильного воздухообмена и перемещения воздушных потоков в помещениях.

Вентиляционные системы устанавливаются для поддержания нормативных метеорологических параметров в помещениях разной функциональности. Классифицировать виды вентиляции производственных помещений можно по следующим признакам:

• Способ организации воздухообмена – естественная и принудительная (механическая) вентиляция .
• Назначение: приточная или вытяжная вентиляция .
• Зона обслуживания: общеобменная или местная система.
• Конструктивно: канальная или бесканальная система вентиляции.

Виды промышленной вентиляции

Такая естественная вентиляция производственных помещений основана на естественной тяге воздуха, на появление которой влияют следующие факторы:

• Разность наружных температур воздуха и температуры внутри помещений (аэрация).
• Разность атмосферного давления между нижним уровнем в помещении и вытяжкой, которая монтируется на крыше.
• Скорость и давление ветра.

Организация работы естественной вентиляции помещений не потребует значительных вливаний в оборудование. Установка естественной вентиляции – самая простая из существующих систем и не требует подвода электричества. Недостатки – зависимость от значений температуры, давления, направления и скорости ветра. Точный расчет естественной вентиляции производственных помещений производится по формулам:

Варианты обмена воздушных потоков

Действующие нормы вентиляции производственных помещений отражены в СНиП 41-01-2003 от 26.06.2003 года. Согласно этим предписаниям общеобменная вентиляция должна обеспечивать обмен воздуха во всем помещении. Правильно установленная общеобменная вентиляция производственных помещений удаляет отработанные массы по всему объему помещения, а приточное оборудование подает чистый воздух обратно.

• Приточный обмен воздушных масс

Ассимиляция лишней влаги, тепла и разбавление вредных выделений и примесей – задачи приточной общеобменной вентиляции. Все это позволяет соблюдать санитарно-гигиенические нормативы и стандарты для комфортного нахождения на рабочем участке.

Если в помещении холодно, то приточная общеобменная вентиляция решает и проблемы механического побуждения, очищения и подогрева приточных воздушных масс.

• Вытяжка общеобменного типа

Простейший прибор для организации общеобменной вытяжной системы вентиляции – вентилятор с воздухоотводом в окна или в вытяжной канал. При длине воздуховода больше 30-40 м и снижении давления больше 30-40 кг/м2 осевой вентилятор следует заменить на центральный. Общеобменные системы вентиляции производственных помещений часто работают в паре с другими вентиляционными системами (чаще это естественная или механическая вентиляция), так как из-за разнородности вредных примесей и разных условий их образования применение какой-то одной системы малоэффективно.

• Воздуховоды при вентилировании помещений

Использование вентиляционных систем предполагает в некоторых случаях для эффективного перемещения воздуха наличие сети воздуховодов, то есть канальные системы. При отсутствии вентиляционных каналов такая система называется бесканальной. Например, вентилятор устанавливается в перекрытии или в стене, при наличии системы естественной вентиляции и т.д. Любая вентиляционная система обладает 4 главными свойствами: функциональность, объем обслуживаемых площадей, способ перемещения воздушных масс и конструктивное исполнение.

Лекция 7. Вентиляция

1.Вентиляция производственных помещений

2.Назначение и классификации систем вентиляции

3.Естественная вентиляция

4.Искусственная вентиляция

2.4. Вентиляция производственных помещений

2.4.1. Назначение и классификация систем вентиляции

Для поддержания требуемых параметров чистоты воздуха и параметров микроклимата производственного помещения применяют различные виды вентиляции. Вентиляция – это организованный воздухообмен, заключающийся в удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного воздуха. В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция может быть естественной или механической.

2.4.2. Естественная вентиляция

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха (тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор). Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестны объемы воздуха, которые поступают и удаляются из помещения. Воздухообмен зависит от направления и силы ветра, температуры наружного и внутреннего воздуха. Организованная естественная вентиляция называется аэрацией. Для аэрации в стенах здания делают отверстия для поступления наружного воздуха, а в верхней части здания устанавливают специальные устройства (фонари) для удаления отработанного воздуха. В результате этого необходимо рассчитать площади приточных и вытяжных аэрационных отверстий, обеспечивающих нужный воздухообмен.

2.4.3. Искусственная вентиляция

Искусственная (механическая) вентиляция в отличии от естественной, предоставляет возможность очищать воздух перед его выбросом в атмосферу, улавливать вредные вещества непосредственно около мест их образования, обрабатывать приточный воздух (очищать, подогревать, увлажнять) более целенаправленно подавать воздух в рабочую зону.

Общеобменная искусственная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоту воздушной среды во всем объеме рабочей зоны помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии значительных токсических выделений, а также в случаях, когда характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции. Различают четыре основные схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх, снизу вниз.

Рис. 2.4.1. Схема организации воздухообмена при общеобменной вентиляции

Схемы сверху вниз и сверху вверх целесообразно применять в случае, если приточный воздух в холодный период имеет температуру ниже температуры воздуха в помещении. Приточный воздух, прежде чем достичь рабочей зоны, нагревается за счет воздуха помещения. Другие две схемы рекомендуется использовать тогда, когда приточный воздух в холодный период подогревается и его температура выше температуры внутреннего воздуха.

Если в производственных помещениях выделяются газы с плотностью, превышающей плотность воздуха, то общеобменная вентиляция должна обеспечивать удаление 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% - из верхней. Если плотность газов меньше плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха осуществляется в верхней зоне.

Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция состоит из двух установок: для подачи чистого воздуха и отвода загрязненного. Отношение этих двух потоков называют вентиляционным воздушным балансом. Этот баланс может быть уравновешенным (если приток равен вытяжке), положительным (если преобладает приток) и отрицательным (если преобладает вытяжка).

Местная вентиляция также бывает приточной в виде воздушного душирования (когда свежий воздух подают в зону дыхания работающего) или вытяжной (когда загрязненный воздух удаляют от источника выделения вредных веществ при помощи вытяжных зонтов, панелей, щелей и др.).

Приточная вентиляция . Схема приточной механической вентиляции (рис 2.4.2) включает воздухозаборное устройство 1; фильтр для очистки воздуха 2; воздухонагреватель (калорифер) 3; вентилятор 5, сеть воздуховодов 4 и приточные патрубки с насадками 6. Если нет необходимости в подогреве приточного воздуха, то его пропускают непосредственно в производственные помещения по обводному каналу 7.

Воздухозаборные устройства необходимо располагать в местах, где воздух не загрязнен пылью и газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных шахт вытяжной вентиляции: по вертикали - ниже 6 м и по горизонтали - не ближе 2,5 м.

Приточный воздух направляется в помещение, как правило, рассеянным потоком для чего используются специальные насадки.

Рис. 2.4.2. Схема приточной вентиляции

Вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция . Вытяжная вентиляция (рис. 2.4.3.) состоит из очистительного устройства 1, вентилятора 2, центрального 3 и отсасывающих воздуховодов 4.

Рис 2.4.3. Схема вытяжной вентиляции

Воздух после очистки необходимо выбрасывать на высоте не меньше чем 1 м над коньком крыши. Запрещается делать выбросные отверстия непосредственно в окнах.

В условиях промышленного производства наиболее распространена приточно-вытяжная система вентиляции с общим притоком в рабочую зону и местной вытяжкой вредных веществ непосредственно от мест их образования.

В производственных помещениях, где выделяется значительное количество вредных газов, паров, пыли вытяжка должна быть на 10% большей, чем приток, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения с меньшей токсичностью.

В системе приточно-вытяжной вентиляции возможно использование не только наружного воздуха, но и воздуха самих помещений после его очистки. Такое повторное использование воздуха помещений называется рециркуляцией и осуществляется в холодный период года для экономии тепла, необходимого для подогрева приточного воздуха. Однако возможность рециркуляции оговаривается целым рядом санитарно-гигиенических и противопожарных требований.

Местная вентиляция

Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.

Местная приточная вентиляция , при которой осуществляется концентрированная подача приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.

Воздушные души используются для предотвращения перегрева рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаются своими физико-химическими характеристиками от остального помещения).

Воздушные и воздушно-тепловые завесы предназначены для предотвращения проникновения в помещения значительных масс холодного наружного воздуха при необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса создается струей воздуха, которая направляется из узкой длинной щели, под некоторым углом навстречу потока холодного воздуха. Канал с щелью размещают сбоку или внизу ворот или дверей (рис. 2.4.4).

Рис. 2.4.4 Воздушно-тепловые завесы:

а - с нижней подачей воздуха, б - с боковой двухсторонней подачей воздуха; в - с боковой односторонней подачей воздуха

Местная вытяжная вентиляция осуществляется при помощи местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, бортовых отсосов (рис. 2.4.5) и других устройств.

Конструкция местного отсоса должна обеспечить максимальное улавливание вредных выделений при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и следить за технологическим процессом Основными факторами при выборе типа местного отсоса являются характеристика вредных выделений (температура, плотность паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования.

Рис 2. 4.5. - Примеры местной вытяжной вентиляции

а - вытяжной зонт, б - всасывающая панель в - вытяжной шкаф с комбинированной вытяжкой г - бортовой отсос с передувом

По степени изоляции области действия местной вытяжной вентиляции от окружающего пространства различают отсосы открытого типа и отсосы от полых,укрытий (рис 2.4.6.).

Создание комфортных условий на рабочем месте не только способствует повышению производительности труда, но и является обязательным требованием санитарных органов. Поэтому системы вентиляции для производственных помещений также важны, как нормальное освещение и сети центрального отопления.

Их монтаж, ввиду сложности, не может быть осуществлен своими руками, однако, понимание принципов разработки, конструирования и функционирования вряд ли будет лишним.

Устройство вентиляции промышленных комплексов

Задачи

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений производится с помощью сложных инженерных систем, в состав которых, помимо воздуховодов, входит множество дополнительного оборудования: , фильтров, рекуператоров, калориферов, охладителей и так далее.

Независимо от типа производства, площади цехов и уровня загрязненности воздуха, система вентилирования должна выполнять следующие задачи:

• обеспечивать работников чистым и свежим воздухом;
• удалять из помещения пыль и неприятные запахи;
• фильтровать вредные примеси, которые могут образовываться во время тех или иных технологических операций.

Для воздухообмена в промышленных цехах используется естественная и механическая вентиляция, конструируемые по СНиП 41.01-2003.

Помимо комфортной воздушной среды, проектирование вентиляции производственных помещений должно преследовать цель создания приемлемой для работы температуры. Это также предусмотрено нормативными документами, регламентирующими санитарное состояние цехов на заводах и фабриках.

Обратите внимание! При изготовлении определенных видов продукции (например, лекарственных препаратов или продуктов переработки нефти) могут выделяться вещества, опасные для здоровья человека. В этом случае вентиляционная система должна обеспечивать их быстрое и эффективное удаление.

Принципы проектирования

Расчет вентиляции производственного помещения должен осуществляться только высококвалифицированными инженерами. При этом необходимо учитывать характер производства, площадь помещения, количество трудящихся, климатические условия и множество других параметров.

Тем не менее, каждая промышленная вентиляционная система строится, опираясь на принципы, перечисленные ниже:

1. Любая система проветривания состоит из вытяжных и приточных устройств, воздуховодов и оборудования, создающего комфортный микроклимат в помещении (калориферы, кондиционеры, стабилизаторы влажности и так далее).

1. Обязательным компонентом вентиляции производственных помещений является оборудование, удаляющее из воздуха пыль, аэрозоли и газы, являющиеся результатом работы технологического оборудования.
2. Некоторые производства (фармацевтика, высокоточная электроника) требуют особых условий окружающей среды. В этом случае в состав вентиляционной системы включаются дополнительные узлы (например, особые фильтры или мощные кондиционеры).
3. Инструкция по эксплуатации некоторых видов оборудования предусматривает, что участки цехов, где возможно появление опасных для здоровья испарений, должны оснащаться специальными вытяжками-уловителями, отделенными от общецеховой сети.

1. Частью любой системы воздухообмена являются устройства, осуществляющие санитарно-гигиенический контроль систем вентиляции производственных помещений. В зависимости от показаний тех или иных датчиков подключается дополнительное оборудование, очищающее воздух или удаляющее вредные примеси.
2. При проектировании промышленных вентиляционных сетей учитывается и такой параметр, как цена их эксплуатации. Желательно, чтобы горячий воздух, выходящий из помещения, использовался в теплообменниках, а холодный – для охлаждения станков и другого оборудования.

Разновидности

В зависимости от выполняемых задач промышленная :

1. Общеобменная – обеспечивает общее замещение воздуха в помещениях. В качестве примера можно привести обычный осевой вентилятор, вставляемый в оконный или стеновой вентиляционный канал. Мощность оборудования подбирается исходя из сечения и длины воздуховода.
2. Индивидуальная (местная) – очищает воздух непосредственно на рабочем месте. Представляет собой вытяжку, которая удаляет вредные примеси, пыль, дым и другие вещества, способные причинить вред здоровью человека.
3. Аварийная – используется для экстренной очистки воздуха от дыма, газа или других опасных примесей. Требования к вентиляции производственных помещений, применяемой только в экстренных случаях, отличаются от общих нормативов, и здесь рассматриваться не будут.

Кроме того, по способу организации воздушного потока промышленные вентиляции бывают:

• естественные;
• механические.

При естественной схеме вентиляции приток и удаление воздушных масс осуществляется благодаря тяге, возникающей из-за разности температуры и давления снаружи и внутри производственного помещения.

На эффективность работы такой вентиляции оказывают влияние:

• разность температур окружающего воздуха на улице и внутри цеха;
• разность атмосферного давления в районе пола производственного помещения и выходящего отверстия вытяжного канала;
• скорость перемещения воздушных масс на улице.

К преимуществам естественной системы проветривания можно отнести экономичность, экологичность и бесшумность. Однако при определенных погодных условиях ее эффективность резко падает.

Механическая вентиляция лишена этого недостатка. Кроме того, она может перемещать воздушный поток на любое расстояние по воздуховодам любого сечения и конфигурации. Кроме того, в этом случае возможен монтаж оборудования, осуществляющего подогрев воздуха, его охлаждение, осушение, увлажнение, фильтрацию и так далее.

Чаще всего используется комбинация естественной и механической вентиляционных систем.

Нормативы

Нормы вентиляции производственных помещений закреплены СНиП 2.04.05-91 и 41-01-2003. Согласно этим документам система вентиляции должна быть смонтирована во всех без исключения производственных помещениях, независимо от их функционального назначения, площади и количества работающих в них людей.

Мощность оборудования должна быть такова, чтобы максимально быстро очистить воздух в помещении в случае задымления либо выброса опасных веществ.

Кроме того, при проектировании во внимание должны приниматься следующие параметры:

• функциональность помещения;
• площадь;
• климатические условия;
• наличие и количество загрязняющих веществ;
• влажность воздуха;
• температура внутри цеха;
• пожаробезопасность и так далее.

Обратите внимание! Основным параметром, который необходимо учитывать, является норма обеспечения каждого работника свежим воздухом.

Она равна 30 куб. метрам в час при площади помещения равной или меньшей 40 кв. метрам. В больших производственных комплексах норматив увеличивается пропорционально.

Рассчитывая технические характеристики вентиляционной системы, следует также обратить внимание на следующие нюансы:

1. Шум, издаваемый системой проветривания, не должен выделяться на фоне звуков, издаваемых станками и технологическим оборудованием, иначе находиться в цеху будет некомфортно.
2. Воздухообменная сеть не должна приводить к дополнительному загрязнению воздуха в производственном помещении. Это часто происходит в том случае, когда давно смонтированная система не подвергалась периодической очистке от накопившейся там пыли и других примесей.

Монтаж промышленной вентиляции

Выбор оптимальной схемы

Современный рынок инженерных систем предлагает огромный выбор различных вентиляционных систем, которые дают возможность создать на рабочем месте наиболее комфортные условия. Широкий ассортимент устройств, отличающихся между собой как по стоимости, так и по функциональности, способен удовлетворить потребности даже самого привередливого заказчика.

При конструировании промышленной вентиляции необходимо позаботиться о приобретении и установке не только приточного оборудования, которое поставляет чистый воздух внутрь заводских цехов, но и вытяжных установок, удаляющих от рабочих мест воздух, загрязненный дымом, пылью, вредными веществами и, иногда, болезнетворными микроорганизмами.

Выбор той или иной разновидности оборудования производится индивидуально с учетом особенностей, присущих конкретному промышленному объекту.

Готовая вентиляционная система должна быть:

• экономичной;
• эффективной;
• надежной;
• быстроокупаемой.

Чистый и прохладный воздух в цеху не только благотворно скажется на работоспособности и настроении сотрудников, но и продлит срок службы технологического оборудования и используемых инструментов.

Также экономически целесообразно при разработке проекта сразу же предусматривать включение в состав вентиляционной сети устройство по созданию комфортного микроклимата независимо от внешних условий.

Совет! Для управления рабочими параметрами системы вентиляции рекомендуется использовать автоматические компьютеризированные системы, которые меняют те или иные параметры с учетом данных, получаемых от внешних датчиков. Так достигается максимальная эффективность и экономичность работы.

Монтаж оборудования

При установке промышленных вентиляционных систем необходимо учитывать множество нюансов и особенностей, от которых зависит как эффективность ее эксплуатации, так и долговечность конструкции. Поэтому монтировать отдельные элементы воздухообменной сети должны только высококвалифицированные специалисты, имеющие соответствующие знания и опыт.

Также важно правильно выбрать места для установки электрического оборудования: теплообменников, вентиляторных установок, фильтрационных систем и так далее.

В дальнейшем от этого помещения осуществляется разводка воздуховодов.

Установка воздушных каналов

Вентиляционные каналы в промышленных помещениях, как правило, прикрепляются к потолку. После этого их можно замаскировать подвесными декоративными панелями. В помещениях коммерческого назначения целесообразно использовать воздушные каналы из пластика или меди, имеющие более привлекательный внешний вид.

В современном строительстве используется две основных разновидности воздушных каналов:

1. Жесткие. Производятся из многослойного алюминия, оцинковки и стекловолокна. Из них монтируется практически вся вентиляционная система. Для обустройства поворотов, обводов, разветвлений применяются специальные фасонные детали. Если предполагается транспортировка воздуха, содержащего агрессивные примеси, необходимо использовать воздуховоды с повышенной толщиной стенок.
2. Гибкие . Их основное назначение – соединение отдельных участков и всасывающих отверстий с магистральными воздуховодами. Часто гибкие алюминиевые рукава используются для монтажа местной вентиляции, очищающей воздух возле каждого рабочего места.

Порядок установки вентиляционных каналов в помещении производственного назначения следующий:

1. Прежде всего, следует рассчитать толщину стенок и сечение воздушного канала. Потом на основании этих данных вычисляется вес каждого элемента вентиляционной системы. В некоторых случаях невозможно установить каналы квадратного сечения из-за недостатка места. Если вы столкнулись с такой ситуацией, рекомендуется остановить свой выбор на прямоугольных воздуховодах.
2. После этого на месте монтажа необходимо обозначить точки закрепления воздуховодов. Это позволяет посчитать количество кронштейнов и другой необходимой фурнитуры. Помните, что устанавливаемые крепежные скобы должны исключать колебания длинных по протяженности участков сети во время прохождения по ним воздуха. Лучше предусмотреть избыточное количество креплений, которые выдержат вес каналов при появлении повышенной нагрузки.
3. После закрепления магистральных каналов производится монтаж индивидуальных распылителей и всасывающих устройств. В этом случае как раз рекомендуется использование гибких шлангов нужного сечения.

Вывод

Проектирование и установка промышленной системы вентиляции – очень сложный и ответственный процесс. Готовая инженерная сеть должна полностью соответствовать строгим правилам, закрепленным действующими строительными нормами и правилами.

От этого зависит не только эффективность ее функционирования, но и здоровье, а может быть, жизнь работников. Более подробно об этом вопросе вы можете узнать из видео в этой статье.

Работа на заводах и других производственных предприятиях часто предполагает использование вредных для человека веществ, образование токсичных испарений, неприятные запахи. Всё это опасно для жизни и здоровья работников, поэтому в подобных помещениях должна быть установлена система вентиляции, которая будет обеспечивать воздухообмен нужной интенсивности, и создаст комфортные условия работы для людей.
Даже если требуется присутствие только одного человека, требования к вентиляции производственных помещений должны быть соблюдены. Для производственных помещений требования к микроклимату устанавливаются в зависимости от категории работ. Ниже приведена таблица нормативных параметров в соответствии со СНиП 41-01-2003.

Виды производственной вентиляции

Есть несколько особенностей, по которым можно выделить несколько видов вентиляции производственных помещений.

По принципу работы - на естественные и механические.
Естественная вентиляция происходит за счёт разницы температур у разных воздушных потоков или благодаря специальному расположению окон в помещении. Но эта система не отличается эффективностью, поэтому на производствах, связанных с выбросом вредных веществ, используется механическая вентиляция. Она не только очищает воздух, но и препятствует попаданию вредных испарений в рабочие помещения, гарантирует безопасность трудящихся.

По организации воздухообмена - на общеобменные и местные.
Общеобменная вентиляция производственных помещений создаёт равномерный воздухообмен, при этом все параметры: температура, влажность, скорость движения воздуха становятся одинаковыми в любой точке помещения. Эта система позволяет быстро избавляться от небольших загрязнений.

Если в определённом месте выделяется много вредных веществ и испарений, то местная вентиляция просто необходима. Она предназначена для очищения небольшого объёма воздуха, располагается рядом с устройством, загрязняющим воздух. Её можно комбинировать с общей вентиляцией для достижения лучшего результата. Местная вытяжка осуществляется либо вытяжным зонтом, устанавливаемым непосредственно над оборудованием, либо гибким воздуховодом, подключаемым к выхлопному отверстию на оборудовании.

Местная вытяжка через вытяжной зонт Местная вытяжка от оборудования

Если вредные вещества выделяются в нескольких точках помещения, то гораздо эффективнее будет работать более локальная система вентиляции. Она представляет собой вытяжной зонт, монтируется в непосредственной близости от источника выделений.

Для того чтобы рассчитать мощность вытяжного устройства, нужно знать размеры источника выброса, а так же его технологические характеристики: электрическую/тепловую мощность, концентрацию выделяемых вредных веществ и т.п. Габариты зонта должны превышать габариты источника выброса на 10 - 20 см с каждой стороны.

По типу устройства - на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

На предприятиях чаще всего используется именно последняя разновидность: она представляет собой комбинацию функций вытяжной, приточной вентиляции производственных помещений, то есть обеспечивает полноценный обмен воздуха, а не только вывод загрязнённых воздушных масс или подачу чистого воздуха.

1. Вытяжная вентиляция производственных помещений принудительно удаляет воздух из помещения, организованного притока воздуха нет. Система обеспечивает только вывод воздуха, удаление загрязнений, а подача воздуха происходит через щели, форточки, двери.
2. С приточными системами этот принцип работает с точностью наоборот: воздух, подаваемый снаружи, вызывает слишком большое давление в комнате и лишний воздух сам удаляется через те же зазоры в стенах, дверных и оконных проёмах.

Обе эти системы мало результативны, а для производств, в процессе работы которых выделяются опасные вещества они не могут быть применены, ведь велика вероятность, что вредный воздух попадёт в рабочую зону. К тому же для организации рабочей вытяжной системы на производстве, нужно будет задействовать оборудование большой электрической мощности, потому что они будут подвергаться серьёзным нагрузкам. Также потребуется организация распределительной системы воздуховодов.

Расчёт вентиляции производственного помещения

При расчёте вентиляции производственного помещения нужно определить, какой тип системы требуется: общеобменный или местный.

Расчет общеобменной системы производится по следующим формулам:

L = l * n, где
L - необходимый расход воздуха на помещение

n - количество людей в помещении

l - удельный расход воздуха из расчёта на одного человека (в соответствии со СНиП 41-01-2003).

Эта расчётная формула относится к производствам, на которых не выделяется вредных веществ. В противном случае, расчёт вентиляции производственных помещений будет производится для каждого вида веществ следующим образом:

L = Lм.в. + (mв.в. - Lм.в. (Cу.в. - Cп.в.))/(C1 - Cп.в.)

L м.в. - расход воздуха удаляемый местными вытяжками, м 3 /ч;

m в.в. - вредные вещества поступающие в помещение снаружи, мг/ч;

C у.в - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м 3 ;

C п.в - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м 3 ;

C 1 - требуемая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м 3 ;

Если в процессе работы объекта выделяется не одно, а несколько вредных веществ, то объём воздухообмена рассчитывается для каждого из них по выше приведённой формуле, а затем полученные значения суммируются.

Проектирование и монтаж системы вентиляции на производстве

В планировании и установке вентиляции на производстве есть несколько этапов:

• Подготовка и утверждение технического задания на проектирование вентиляции (содержит в себе технологические характеристики оборудования, требования по воздухообмену и т.п.)
• Стадия проектирования. Производится аэродинамический расчет системы для определения размеров воздуховодов и характеристик оборудования. Подбираются вентиляционные агрегаты и дополнительные компоненты для балансировки и наладки системы. Выбирается система управления вентиляцией. Именно на стадии проекта систему можно сделать энергоэффективной и соответственно не дорогой в обслуживании.
• Закупка и поставка материалов и оборудования. Осуществляется по заранее подготовленной спецификации, после согласования с Заказчиком.
• Монтажные работы. Проведение монтажа - один из самых ответственных этапов во всем проекте. Монтаж должны выполнять квалифицированные специалисты, иначе система может не только не выдать проектные расходы, но и вовсе выйти из строя.
• Пуско-наладка. Любая система вентиляции имеет систему пуска и управления. Так же для выхода на проектные мощности, систему воздуховодов требуется отбалансировать.

  
  Проектирование системы подразумевает на только расчёт, но и распределение основных узлов системы на схеме.

  
  

  Требования к вентиляции в производственных помещениях

  Согласно СНиП 41-01-2003 в производственных помещениях должны быть учтены следующие условия:

  • Уровень шума от оборудования, в том числе вентиляционного не должен превышать 110 дБА.
  • Система не должна быть взрывоопасна.
  • Вентиляция должна удалять вредные вещества без их попадания в рабочую зону.
  • Устройства должны быть ремонтопригодны.
  • Оборудование системы должно пройти гигиеническую и пожарную сертификацию, подтверждающую, что они сделаны из безопасных для человека материалов.
  • Воздуховоды, которые выводят вредные для человека или взрывоопасные испарения могут быть пересечены трубопроводами с теплоносителем только при условии, что температура последнего будет ниже температуры воспламенения вещества более, чем на 20 °С.
  • Воздуховоды должны быть покрыты материалами, устойчивыми к коррозии или сделаны из них. Если проход окрашен горючей краской, то покрытие не должно превышать 0,2 мм в толщину.
  • В холодное время года температура производственного помещения не должна опускаться ниже 5 °С, если это нерабочее время, и не ниже 10 °С, если в помещении находятся люди.
  • В тёплое время года температура в производственных помещениях не нормируется, если они не используются по назначению или в нерабочее время.
  • В тёплое время года норма температуры в производственных помещениях равна температуре воздуха на улице. Если на производстве она выше, то её стоит понижать, чтобы она не превышала уличную температуру более чем на 4 °С. Однако, стоит учитывать, что при этом она не должна падать ниже 29 °С.
  • Влажность воздуха и скорость его движения в тёплое время года не нормируются.
  • Для производств, процессе работы которых, выделяются вредные вещества следует соблюдать нормы ПДК (предельно допустимой концентрации). Для рабочих зон, расположены непосредственно на производстве концентрация опасных веществ не должна быть больше 30% от предельно допустимой концентрации.

  Все эти требования являются необходимыми, но не всегда достаточными для полноценно качественного технологического процесса и комфортных условий работы людей. Помимо общих требований СНиП для каждого вида производства есть также ряд своих требований и их много.
  

  Более подробно о вентиляции некоторых из видов производственных цехов можно прочитать в соответствующей статье «Вентиляция цеха».
  

  В заключение хотелось бы отметить, что серьезная промышленная вентиляция производств очень тонкий и сложный в расчетах процесс. Не стоит пренебрегать общими правилами при подборе системы и конечно мы рекомендуем Вам обращаться с такими задачами к специалистам.