Анализ опасных и вредных факторов в малой энергетике

Октавные уровни звукового давления L, дБ, в расчетных точках внутри здания при работе одного источника шума определяли по формуле:

 (1)

где Lw – октавный уровень звуковой мощности, дБ; χ – коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля; Ф – фактор направленности источника шума; Ω – пространственный угол излучения источника, рад; r – расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м; k – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении; В – акустическая постоянная помещения, м2.

Акустическая постоянная помещения:

 (2)

где αcp – средний коэффициент звукопоглощения; А – эквивалентная площадь звукопоглощения, м2.

Эквивалентная площадь звукопоглощения:

 (3)

где αi – коэффициент звукопоглощения i-й поверхности; Si – площадь i-й поверхности, м2.

Для расчета приняты следующие значения:

Lw = 102 дБА, χ = 2; Ф = 1; Ω = 2π рад; r = 4 м; k = 1,25; αcp = 0,15; S = 260 м2; А = 39 м2; В = 45,9 м2.

Величина шума внутри здания составляет: L = 91,5 дБА.

Уровень звуковой мощности шума Lпр, дБ, прошедшей через ограждение на территорию, рассчитывается по формуле:

 (4)

где Li – уровень звуковой мощности источника, дБА; Вш – акустическая постоянная помещения с источником (источниками) шума, м2; k – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении; S – площадь ограждения, м2; R – изоляция воздушного шума ограждением, дБА.

Для расчета шума, прошедшего через стену, приняты следующие значения:

Lw = 91,5 дБА, Вш = 45,9 м2, k = 1,25; S = 80 м2, R = 54 дБ уменьшение шума стеной в один кирпич.

В результате расчета получается, что величина шума с наружной стороны здания составляет Lпр = 36,8 дБА.

Допустимые уровни шума на территории около домов согласно СН 2.2.4/2.1.8.562–96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» приведены в табл. 5.

Таблица 5 Допустимые уровни шума

Назначение территорий	Время суток, ч	Уровни звука и эквивалентные уровни звука (в дБА)
Территории, непосредственно прилегающие к жилым зданиям, домам отдыха, домам-интернатам для престарелых и инвалидов	7.00–23.00	55
	23.00–7.00	45

Таким образом, шум, создаваемый дизельной установкой, будет ниже допустимого для территории, непосредственно прилегающей к жилым домам. Поэтому специальных мероприятий по снижению шума не требуется.

Газопоршневые мини-ТЭЦ

Для оценки шумового воздействия электростанции, состоящей их 4 газопоршневых двигателей мощностью 1000 кВт, необходимо произвести расчет уровня звукового давления на территории, прилегающей к зданию.

Электростанция размещена в здании, имеющем размеры 30×16×6 м. Стены выполнены в один кирпич.

Согласно каталогу технических данных электроагрегат номинальной мощностью 1000кВт создает уровень звукового давления 99 дБА.

Акустический расчет уровня звукового давления L, дБ, в помещении с несколькими источниками шума:

 (5)

где Lw – октавный уровень звуковой мощности, дБ; χ – коэффициент, учитывающий влияние ближнего поля; Ф – фактор направленности источника шума; Ω – пространственный угол излучения источника, рад; r – расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м; k – коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении; В – акустическая постоянная помещения, м2.

Для расчета приняты следующие значения:

Lw = 99 дБА, χ = 2; Ф = 1; Ω = 2π рад; r = 1 м; k = 1,25; αcp = 0,15; S = 1032 м2; А = 154,8 м2; В = 182,12 м2.

Величина шума внутри здания составляет: L = 98,86 дБА.

Для расчета шума, прошедшего через стену, приняты следующие значения:

L = 98,86 дБА, Вш = 182,12 м2, k = 1,25; Sогр = 180 м2, R = 54 дБ уменьшение шума стеной в один кирпич.

В результате расчета получается, что величина шума с наружной стороны здания составляет Lпр = 43,9 дБА.

Таким образом, шум, создаваемый электростанцией, состоящей их 4 газопоршневых двигателей мощностью 1000 кВт, будет ниже допустимого для территории, непосредственно прилегающей к жилым домам. Поэтому специальных мероприятий по снижению шума не требуется.

[http://www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10000628]

Расчет системы вентиляции рабочего помещения для разработчиков энергетических установок мини-ТЭЦ.

Нормирование параметров микроклимата.

Для легкой категории работ представим в виде таблицы сравнения с фактическими нормативными параметрами параметры температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха:

Таблица 18. Оптимальные нормы микроклимата в помещении

Период года	Категория работ	Температура воздуха,гр.С не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	легкая-1а	22-24	40-60	0,1
Теплый	легкая-1а	23-25	40-60	0,1

 

Таблица 19. Фактические параметры микроклимата в помещении

Период года	Категория работ	Температура воздуха,гр.С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	легкая-1а	22	45	0,1
Теплый	легкая-1а	23	55	0,1

 

Из таблиц мы видим, что фактические параметры микроклимата в помещении соответствуют нормативным.

 

 

Нормирование уровней вредных химических веществ.

Источниками загрязнения помещения являются вредные вещества внешней среды и более ста соединений, выделяющихся из строительных материалов здания, мебели, одежды, обуви и биоактивные соединения(антропотоксины) самого человека.

Рассматривая загрязнение помещения вредными веществами внешней среды, надо прежде всего учитывать местоположение здания, в нашем случае это место вблизи автострады. Наиболее частыми загрязнителями, попадающими из внешней среды в помещение, являются оксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, свинец, пыль, сажа и др.

Строительные конструкции являются источниками поступления в помещение главным образом радона и торона, при этом наиболее высокая концентрация создается в домах из бетонных конструкций при плохом проветривании.

Мебель, одежда и обувь выделяют пыль с содержанием минерального волокна, углеводороды, полиэфирные смолы и другие соединения. Из биоактивных соединений наиболее значимы диоксид углерода, сероводород и др.

К наиболее опасным загрязнителям помещения относятся продукты курения, концентрация которых при наличии курящих людей в десятки раз выше, чем в их отсутствии.

В таблице приведем возможный состав вредных веществ в анализируемом помещении с указанием их предельно допустимых концентраций:

 

 

 

 

Таблица 20. Характеристика вредных веществ, содержащихся в воздухе помещения (ГОСТ 12.1.005-88 и ГН 2.2.5.686-98)

Вредные вещества	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Действие на человека
1. Внешние источники  (от автострады)
Оксид углерода	20	4	Блокирует гемоглобин, нарушает тканевое дыхание
Диоксид азота	5	2	Наркотическое действие, действие на кровеносную систему
Свинец (выхлопы автомобилей)	0,01/0,0070	1	Общетоксическое, канцерогенное
Пыль (сажа)	4	4	Раздражающее, канцерогенное
2. Строительные материалы (бетонные конструкции)
Радон, торон, полоний, уран	0,015	1	Канцерогенное, общетоксическое
3. Мебель, одежда, обувь
4. фенопласты	6	3	Общетоксическое, аллергическое, канцерогенное
Полиэфирный лак	6	2
Капролактам	10	3
Формальдегид	05	9
Бензол	5	2
Пыль растительного и животного происхождения	2-6	4
5. Антропоксины
Диоксид углерода	10	2	Раздражающее, действует на ЦНС
Сероводород	3	3
Микробы			Общетоксическое
Клещи			Аллергическое
6. Продукты курения
Никотин	10	3	Наркотическое

В помещении имеется приточно-вытяжная вентиляция.

Нормирование уровней аэроионизации.

Основное применение ионизаторов - создание в помещениях оптимальной концентрации отрицательно заряженных аэроионов, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности. Лишенный аэроионов воздух - "мертвый", ухудшает здоровье и ведет к заболеваниям.

В таблице приведем согласно СанПиН 2.2.2.542-96 уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещения:

Таблица 21. Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ВДТ и ПЭВМ

Уровни	Число ионов в 1 см. куб. воздуха
	n+	n-
Минимально необходимые	400	600
Оптимальные	1500-3000	3000-5000
Максимально допустимые	50000	50000

 

Расчет приточно-вытяжной вентиляции.

Системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. В помещениях рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более чем на 5 градусов. В помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении.

Расчет для помещения

Vвент - объем воздуха, необходимый для обмена;

Vпом - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:

• длина В = 8м.
• ширина А = 6м.
• высота Н = 3,5м.

Соответственно объем помещения равен:

V помещения  = А * В * H =168  м3

Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из уравнения теплового баланса:

Vвент * С( tуход - tприход ) * Y = 3600 * Qизбыт

Qизбыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

tуход = tр.м. + ( Н - 2 )t , где

t = 1-5 градусов - превышение t на 1м высоты помещения;

tр.м. = 25 градусов - температура на рабочем месте;

Н = 4.2 м - высота помещения;

tприход = 18 градусов.

tуход = 25 + ( 3,5 - 2 ) 2 = 28

Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3 , где

 

Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Qизб.1 = Е * р  , где

Е - коэффициент потерь электроэнергии на топлоотвод ( Е=0.55 для освещения);

р - мощность, р = 40 Вт * 14 = 560 Вт.

Qизб.1 = 0.55 * 560=308 Вт

Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Qизб.2 =m * S * k * Qc  , где

m - число окон, примем m = 4;

S - площадь окна, S = 2.3 * 2 = 4,6 м2.

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0.6;

Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Qизб.2 = 4 * 4,6  *  0,6 * 127 = 1402 Вт

Qизб.3 - тепловыделения людей

Qизб.3 = n * q  , где

q = 80 Вт/чел. , n - число людей, например, n = 15

 Qизб.3 = 15 * 80 = 1200 Вт

Qизбыт = 308 +1402 + 1200 = 2910 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

Vвент м3

К = 1048/186 = 6,2

Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

[Методические указания  «Безопасность и экологичность проектных решений для студентов инженерно-экономических специальностей». Москва, 1999]