Системы восприятия человеком состояния среды обитания

В системах лучистого и панельного отопления функции отопительных приборов выполняют стены, потолок, пол (в них закладываются нагревательные трубы или спирали, нагреваемые электротоком). Это обеспечивает равномерную постоянную температуру во всем помещении.

Вентиляция.

Важным средством обеспечения  нормальных санитарно-гигиенических  и метеорологических условий  в производственных помещениях является, вентиляция.

Вентиляция - это организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего. Применение вентиляции должно быть обосновано расчетами, при которых учитываются температура, влажность воздуха, выделение вредных веществ, избыточное тепловыделение.

По способу подачи в помещение  воздуха и удаления его, вентиляцию делят на: естественную, механическую, смешанную.Естественная вентиляция - создает необходимый воздухообмен за счет разности температур в помещении и наружного воздуха (тепловой напор), а также за счет действия ветра (ветровой напор). Разность температур воздуха внутри помещения (где она более высокая) и снаружи вызывает поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха. При действии ветра с наветренной стороны здания создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение. С заветренной стороны здания создается пониженное давление, вследствие чего происходит удаление теплого или загрязненного воздуха из помещения.

Естественная вентиляция может  быть организованной и неорганизованной. Неорганизованная естественная вентиляция -инфильтрация или естественное проветривание - осуществляется сменой воздуха в помещениях через окна, форточки, двери, специальные проемы и поры стен. 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.

Организованная естественная вентиляция или аэрация, обеспечивает воздухообмен в заранее рассчитанных объемах и регулируемый в соответствии с метеорологическими условиями. Различают бесканальную и канальную аэрацию. Бесканальная аэрация осуществляется при помощи проемов в стенах и потолке и рекомендуется в помещениях большого объема и в цехах с большими избытками тепла.

Для получения расчетного воздухообмена  вентиляционные проемы в стенах, а  также в кровле здания (аэрационные  фонари) оборудуют фрамугами, которые  открываются и закрываются с  пола помещения. В стенах здания проемы устанавливаются на двух уровнях: на высоте 1-1,5 м от пола и на высоте 4-6 м от пола. В верхней части здания (обычно в перекрытии) оборудуются  застекленные светоаэрационные фонари.

В летнее время свежий воздух поступает  через открытия нижние проемы и удаляется  через верхние. В зимнее время  поступление наружного воздуха  происходит через верхние проемы в стенах (рис. 1.). Высота, принимается  с таким расчетом, чтобы достаточно нагреваться за счет перемешивания  с теплым воздухом помещения. Таким  образом, предупреждается переохлаждение работающих. Манипулируя фрамугами, можно регулировать воздухообмен при  изменении наружной температуры  воздуха и скорости ветра. Площадь  вентиляционных проемов и фонарей  рассчитывают в зависимости от необходимого воздухообмена.

 
Рис. 1. Схема аэрации:

а - теплое время года; б - холодное время года

Канальную аэрацию применяют в производственных помещениях небольшого объема, а также в помещениях, расположенных в многоэтажных производственных и жилых зданиях. Загрязненный воздух удаляется через вентиляционные каналы в стенах.

Для усиления вытяжки на выходе из каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы - устройства создающие тягу при обдувании их ветром. При этом поток ветра, ударяясь о дефлектор и обтекая его, создает вокруг большей части его периметра разрежение, обеспечивающее подсос воздуха из канала. Наибольшее распространение получили дефлекторы типа ЦАГИ (рис. 2.), которые представляют собой цилиндрическую обечайку, укрепленную над вытяжной трубой. Для улучшения подсасывания воздуха давлением ветра труба оканчивается плавным расширением - диффузором. Для предотвращения попадания дождя в дефлектор предусмотрен колпак.

 
 Рис. 2. Схема дефлектора типа ЦАГИ:

1 - диффузор; 2 - конус; 3 - лапки, удерживающие  колпак и обечайку; 4 - обечайка; 5 – колпак. 

 

Естественная вентиляция экономична и проста в эксплуатации. Недостатками ее является то, что воздух не подвергается очистке и подогреву при поступлении  в помещение, а удаляемый воздух также не очищается и загрязняет атмосферу.

Механическая (искусственная) вентиляция - вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием специальных механических побудителей (механических вентиляторов или эжекторов).

При механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора воздуха, создаваемого вентиляторами, что сопровождается циркуляцией воздушных масс в  несколько раз больших объема подаваемого или удаляемого воздуха. Возникающая циркуляция является основной причиной распространения и перемешивания  вредных выделений и создания в помещении разных по концентрации и температуре воздушных зон.

Воздухообмен осуществляется независимо от внешних метеорологических условий, при этом поступающий воздух может  подогреваться или охлаждаться, подвергаться увлажнению либо осушению. Выбрасываемый воздух подвергается очистке.

Механическая вентиляция может  быть: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная (рис. 3.).При приточной системе вентиляциипроизводится забор воздуха через воздухозаборное устройство, затем воздух проходит через калорифер, где воздух нагревается и увлажняется и вентилятором подается по воздухопроводам в помещение через насадки для регулировки притока воздуха. Загрязненный воздух вытесняется через двери, окна, фонари, щели. При необходимости приточный воздух подвергается очистке; для этих целей используются фильтры различной конструкции.  

 

 

 

 
Рис. 3. Схема приточной, вытяжной и приточно-вытяжной механической вентиляции:

а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная; 1 - воздухоприемник для забора чистого  воздуха; 2 - воздуховоды; 3 - фильтр для  очистки воздуха от пыли; 4 - калориферы; 5 - вентиляторы; 6 - воздухораспределительные устройства (насадки); 7 - вытяжные трубы  для выброса удаляемого воздуха  в атмосферу; 8 - устройства для очистки  удаляемого воздуха; 9 - воздухозаборные  отверстия для удаляемого воздуха; 10 - клапаны для регулирования  количества свежего вторичного рециркуляционного  и выбрасываемого воздуха; 11 - помещение, обслуживаемое приточно-вытяжной вентиляцией; 12 - воздуховод для системы рециркуляции.  

Распределение воздуха в помещении  производится с помощью воздухораспределительных насадок, обеспечивающих заданное направление  и скорость движения приточного воздуха. Скорость воздуха и его температура  определяется расчетным путем с  учетом нормативных требований.

Приточную систему применяют для  вентиляции помещений, в которые  нежелательно попадание загрязненного  воздуха из соседних помещений или  холодного воздуха извне, а также  для помещений содержащих малую  концентрацию вредных веществ.

При вытяжной системе вентиляции загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через воздухоотводы с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выходом в атмосферу очищается от пыли и газов. Свежий воздух поступает через окна, двери и неплотности конструкций. Эта система используется при вентиляции помещений, имеющих в воздухе большую концентрацию вредных веществ (вредные цеха, химические и биологические лаборатории), а также влаги и тепла.

Приточно-вытяжная система  вентиляции - наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно. В помещениях, в которых постоянно выделяются вещества, вытяжная вентиляция должна превышать нагнетательную примерно на 20%. В этих случаях вытяжка производится из мест скопления вредных веществ, а подача чистого воздуха - на рабочие места.

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% 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 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.

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 осушке  или увлажнению, очистке, 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;

- возможность очищать загрязненный  воздух перед выбросом его  в атмосферу.

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

По назначению вентиляция может  быть общеобменной и местной. Общеобменная вентиляция обеспечивает поддержание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная - для рабочих мест. Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, избыточное тепло и влага выделяются рассредоточено по всему рабочему помещению и удалить их с помощью местных отсосов технически не представляется возможным, а также в тех случаях, когда необходимо разбавить до ПДК остатки воздуха, не захватываемого местными отсосами. Для эффективной работы системы общеобменной вентиляции при поддержании требуемых параметров микроклимата количество воздуха, поступающего в помещение, должно быть практически равно количеству воздуха, удаляемого из него.

Местная вентиляция бывает вытяжная и приточная. Вытяжная вентиляция удаляет загрязненный воздух по воздуховодам; воздух забирается через воздухоприемники, которые могут быть выполнены в виде: вытяжного шкафа, вытяжного зонта, бортовых отсосов (рис. 4). 

 

 

 

 
Рис. 4. Устройства местной вентиляции:

а - укрытие-бокс; б - бортовые отсосы (1 - однобортовой; 2 - двухбортовой); в - боковые  отсосы (1 - односторонний; 2 - угловой); г - отсос от рабочих столов; д - отсос  витражного типа; е - вытяжные шкафы (1-е  верхним отсосом; 2-е нижним отсосом; 3-е комбинированным отсосом); ж - вытяжные зонты (1 - прямой; 2 - наклонный).  

 

Вытяжные шкафы наиболее эффективное устройство, 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.

Местная вытяжная вентиляция закрытого  типа при полном укрытии источников вредности является наиболее эффективным  способом вентиляции, она носит название аспирации.

Бортовые отсосы - устраивают у производственных ванн для удаления вредных паров и газов, которые выделяются из растворов ванн. При ширине ванны до 0,7 м устанавливают однобортные отсосы с одной из продольных ее сторон. При ширине ванны более 0,7 м (до 1 м) применяют двухбортовые отсосы.

Вытяжные зонты служат для улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающий воздух. Зонты могут быть как с естественной, так и с механической вытяжкой. 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 менее 60°.

Для удаления пыли от различных станков  применяют пылеприемные устройства в виде защитно-обеспыливающих кожухов, воронок и т.д.

В тех случаях, когда с помощью  вытяжки необходимо удалить очень  агрессивные среды, способные к  взрыву пыли, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т.д.), применяют эжекционные установки (рис. 5).

 
  

Рис. 5. Эжектор:

1 - трубопровод сжатого воздуха; 2 - сопло; 3 - камера разрежения; 4 - конфузор; 5 - горловина; 6 - диффузор.