Назначение систем вентиляции
Окружающий воздух представляет собой смесь газов, состоящую в основном из азота, кислорода и водяных паров (влаги). Воздух, не содержащий водяных паров, называется сухим, а содержащий их – влажным. В состав сухого воздуха входят (% по объему): азот – 78,08; кислород – 20,9; инертные газы – 0,94; углекислый газ – 0,03. Практически в вентиляции приходится иметь дело только с влажным воздухом. В зависимости от метеорологических условий содержание водяных паров колеблется от 0,5 до 25 г на 1 кг воздуха.
Состояние воздуха характеризуют его основные параметры: температура, относительная влажность, подвижность (скорость) и барометрическое давление. Относительная влажность – это отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе водяных паров, насыщающих (максимально возможных) этот же объем воздуха при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах.
Человек хорошо себя чувствует только в довольно узком диапазоне сочетаний различных параметров воздуха. В связи с этим, в рабочей зоне помещений необходимо поддерживать определенные параметры воздуха с учетом категории тяжести работы (легкой, средней тяжести и тяжелой), времени года и количества избыточного тепла, выделяющегося в помещениях. В производственных помещениях нет необходимости поддерживать требуемые параметры воздуха по всему объему. Важно, чтобы только в зоне, где находятся люди, называемой рабочей зоной (высота ее принимается 2 м), или в местах у технологического оборудования параметры воздуха не отклонялись от нормируемых переделов.
Параметры воздуха могут быть оптимальными, при которых человек не ощущает ни тепла, ни холода, чувствует себя комфортно, и допустимыми, при которых самочувствие человека и производительность его труда незначительно отличаются от оптимальных. Так, для производственных помещений в холодный период года при работе средней тяжести установлены следующие оптимальные параметры воздуха: температура 18 – 20 °С, относительная влажность 40–60 % и подвижность не более 0,2 м/с. Допустимые параметры воздуха для тех же условий имеют более широкий диапазон: температура 17 – 23 °С, относительная влажность не выше 75 % и подвижность не более 0,3 м/с. В производственных помещениях наиболее часто предусматривается поддержание допустимых параметров воздуха.
Производственные процессы могут сопровождаться выделением в воздух рабочих помещений вредных для человека газов и паров, количество которых зависит от особенностей технологического процесса, степени герметизации оборудования и пр. Содержание вредных газов и паров в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимой концентрации (ПДК). Предельно допустимая концентрация – это максимально возможное количество вредного вещества, мг/м3, в единице объема воздуха, которое в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья людей, работающих в данных условиях и не сказывается на последующих поколениях.
Кроме того, от технологического оборудования может поступить большое количество тепла, влаги, пыли и углекислого газа. При легкой работе теплоотдача одного рабочего в окружающую среду составляет около 150 Вт, при тяжелой – 300 Вт и более. Каждый час с поверхности тела человека испаряется 60 – 400 г водяных паров, а от органов дыхания поступает 20 – 40 л углекислого газа.
Воздух обладает способностью усваивать поступающие в него избыточное тепло, влагу, пары, газы, пыль, т.е. ассимилировать вредности, но при этом повышается его температура, увеличиваются влагосодержание, загазованность, запыленность. Происходит изменение химического состава и физических свойств воздуха, что неблагоприятно отражается на самочувствии находящихся в этом помещении людей и отрицательно влияет на ход технологических процессов. Такой воздух должен быть удален из помещения.
Для поддержания в помещениях нормальных условий воздушной среды, соответствующих санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям, устраивают вентиляцию, которая создает организованный воздухообмен – удаляет загрязненный воздух и подает вместо него обработанный (нагретый или охлажденный, увлажненный или осушенный) свежий и чистый воздух.
Массы удаляемого воздуха и воздуха, подаваемого либо проникаемого в помещение через неплотности строительных конструкций, всегда равны.
Вентиляция в большинстве случаев может обеспечить в помещениях только допустимые санитарно-гигиенические условия. Параметры воздуха, строго определенные по температуре и влажности, в том числе и оптимальные, обеспечиваются применением систем кондиционирования воздуха.