Микроклимат рабочей зоны производственных помещений

Показателями, характеризующими микроклимат в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», являются:

1) температура воздуха;

2) относительная влажность воздуха;

3) скорость движения воздуха;

4) интенсивность теплового излучения.

Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений должны соответствовать значениям, указанным в таблице.

Таблица 4.3

Оптимальные параметры метеоусловий производственной среды при обслуживании реактора-отстойника(выписка из ГОСТ 12.1.005-88)

Категория работы	Энергозатраты	Характеристика работы
ккал/ч	Вт
Легкие физические работы (категория Iб)	121-150 ккал/ч	140-174 Вт	Относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, аппаратчики, мастера в различных видах производства и т.п.)

Таблица 4.4

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне гальванического хромирования

Период года	Категория работ	Температура, °С	Относительная влажность, %	Скорость движения, м/с
оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных, не более	оптимальная, не более	допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных
верхняя граница	нижняя граница
на рабочих местах
постоянных	непостоянных	постоянных	непостоянных
Холодный	Средней тяжести - IIа	18-20	23	24	17	15	40-60	75	0,2	Не более 0,3
Теплый	Средней тяжести - IIа	21-23	27	29	18	17	40-60	65 (при 26°С)	0,3	0,2-0,4

Таблица 4.5

Класс условий труда по показателю ТНС-индекса (°С) для рабочих
помещений с нагревающим микроклиматом независимо от периода года и открытых территорий в теплый период года (верхняя граница)

Категория работ*	Класс условий труда
допустимый	вредный	опасный
	3.1	3.2	3.3	3.4
Iа	26,4	26,6	27,4	28,6	31,0	>31,0
I6	25,8	26,1	26,9	27,9	30,3	>30,3
IIа	25,1	25,5	26,2	27,3	29,9	>29,9
IIб	23,9	24,2	25,0	26,4	29,1	>29,1
Ш	21,8	22,0	23,4	25,7	27,9	>27,9

Таким образом, обслуживание очистных установок относится к легким физическим работам (I б); в холодный период года: температура в рабочей зоне помещения составляет 20°С, относительная влажность – 50%, скорость движения – 0,1 м/с; в теплый период года: температура в рабочей зоне помещения составляет 24°С, относительная влажность – 70%, скорость движения – 0,2 м/с.

Вентиляция

Под вентиляцией понимают организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место чистого, определенной влажности и температуры.

Вентиляция бывает естественная и принудительная, общая и местная, организованная и неорганизованная.

Естественная вентиляция осуществляется с помощью проемов в стенах (окон, дверей, фрамуг, форточек) или вентиляционных каналов без применения специальных механических воздушных насосов (вентиляторов, роторов, компрессоров).

Принудительная вентиляция – вентиляция, осуществляемая с помощью механических побудителей по специальным воздуховодам или каналам.

Общеобменная вентиляция осуществляется по всему объему помещения или рабочей зоны.

Местная вентиляция осуществляется в зоне ограниченного объема или рабочего места.

Естественная вентиляция осуществляется аэрационным, дефлекторным или смешанным способом.

Аэрационная вентиляция осуществляется за счет разности удельного веса холодного и теплого воздуха снаружи и внутри помещения или напора ветра.

Дефлекторная – разность давлений на концах вентиляционного канала, которая возникает за счет обдувания скоростным напором ветра одного из концов трубы.

Принудительная (механическая) вентиляция осуществляется тремя способами. Она бывает вытяжная, приточная и приточно-вытяжная.

При вытяжной вентиляции вентилятором откачивается воздух из помещения.

При приточной вентиляции свежий воздух нагнетается вентилятором в помещение, создавая в нем избыточное давление.

Приточно-вытяжная вентиляция предполагает наличие в одном помещении двух вентиляторов, один из которых работает в вытяжном режиме, а другой – в приточном.

V – объем помещения, из которого удаляется воздух, м³.

Расчет вентиляции

Исходные данные: количество ванн равно 3; схема отсоса обычная двусторонняя; В = 800 мм; L = 1500 мм; число поворотов 5; длина воздуховода l’ = 24 м; t_B = 60°С; h = 40; t₁ = 20º.

Методика расчета:

Определяем потери давления на трение на расчетном участке на 1 м магистрали

= 0,08 * 1,2 * 64 / 0,33 * 2 = 9,3 Н/м², [Мингазетдинов И.Х. и др. Инженерные основы проектирования систем вентиляции. Казань: Изд-во «Экоцентр», 2006. С. 50-52]]

где - диаметр воздуховода, м;

- скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с;

- плотность воздуха, перемешиваемого по воздуховоду, кг/м³;

- скоростное (динамическое) давление, Н/м².

2) Находим объем отсасываемого воздуха:

м³/ч

где L_в - объем воздуха, удаляемого через бортовой отсос, м³/ч;

a - расход воздуха отнесенные к 1 м длины ванны, зависящий от токсичности вредных выделений h (мм), шириной зеркала ванны В (мм) и типом отсоса, справочная данная a =1300 м³/(ч*град^2/3);

Δt = t₁ – t₂ – разность между температурой раствора в ванне и температурой воздуха в рабочей зоне Δt= 40°С;

l – длина ванны, м;

С_н – поправочный коэффициент на глубину уровня раствора в ванне h (мм),

С_v – поправочный коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха в помещении, тип отсоса обычный двусторонний, определяем по формуле:

С_v = ∆t h^0,2(1 – h^0,35∆t 10^-3) / ∆t – 10 ln(80/h) = 40·40^0,2(1 – 40^0,35 * 40 *
10^-3) / 40 – 10ln(80/40) = 2,2

Z = 5·1,5 + 1,6·1 = 9,1

Определяем сопротивление воздуховодов (повороты, разветвлении)

DP = (R· l’ + Z) = (9,3·24 + 9,1) = 232,3 Н/м²

DP - сопротивление воздуховодов, определяемое как сумма сопротивления прямых и изогнутых участков (повороты, разветвления) воздушных систем вентиляции, Н/м²;

Определяем мощность электродвигателя:

N= = 14 586·232,3 / 3600·102·0,55·1 = 16,78 кВт,

где L_н - количество отсасываемого воздуха, м³/ч;

- КПД вентилятора, =0,55-0,6;

- КПД передачи, принимаемый при размещении вентилятора на одном валу с двигателем =1; при клиноременной передаче = 0,95.

Таким образом, для общеобменной вентиляции выбран вентилятор марки ВР-80-70-12,5-02.

Таблица 4.6

Типоразмер вентилятора	Двигатель	Частота вращения рабочего колеса, об/мин	Параметры в рабочей зоне	Масса вентилятора, не более, кг
Типоразмер	Мощность, кВт	Производительность, тыс. м3/ч	Полное давление, Па
ВР-80-70-11, 5-02	АИР200М8	18,5	730	29,5-35,5	1280-1320	910

Освещенность

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

· световой потокФ – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

· сила света I – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла d_Ω, к величине этого угла; I=dФ/ d_Ω; измеряется в канделах (кд);

· освещенностьЕ – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м²), к ее площади; Е=dФ/dS; измеряется в люксах (лк);

· яркостьВ поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dI_α, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную этому направлению; dI_α/(dScosα); измеряется в кд·м^-2.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели, как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, видимость, показатель ослеплённости, спектральный состав света

Фон– это поверхность, на которой происходит различие объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения ρ) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад, ρ=Ф_отр/Ф_пад.

Контраст объекта с фоном k – степень различия объекта и фона – характеризуется отношением яркостей рассматриваемого объекта и фона.

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и комбинированное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов — общее и комбинированное.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным, бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т. д..

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности либо на безопасный путь эвакуации.

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы — газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Таблица 4.7

Классы условий труда в зависимости от параметров световой среды

Фактор, показатель	Класс условий труда
допустимый	вредный
	3.1	3.2
Естественное освещение:
Коэффициент естественной освещенности КЕО, %	≥0,5	0,1-0,5	<0,1
Искусственное освещение:
Освещенность рабочей поверхности (Е, лк) для разрядов зрительных работ:	I-Ш, А, Б1	Е	0,5Ен≤ - < Ен	<0,5Ен
IV-XIV, Б2, В, Г, Д, Е, Ж	Ен	<Ен
Прямая блесткость	Отсутствие	Наличие
Коэффициент пульсации освещенности (Кл,%)	Кпн	Кпн

Действующим нормативным документом является [СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение]. В производственном помещении применяется естественное и искусственное освещение. Естественное освещение осуществляется через световые проемы в наружных стенах (окна). Искусственное освещение предназначено для освещения рабочих поверхностей при недостаточности естественного освещения. Разряд зрительной работы VIIIа, КЕО при верхнем или комбинированном освещении – 3%, при боковом освещении – 1%.

6.4.1. Расчет общего освещения

Последовательность расчета:

1. Задаемся произвольно числом ламп (тип ламп – люминесцентный);

2. Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока. Световой поток (лм) одной лампы или группы люминесцентных ламп одного светильника

Ф_л = Е_н · S ·z · k ₃ /(N·n·η_н), лм, [Справочная книга для проектирования
электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга. М.: Энергия, 1976. 384 с.]

где Е_н – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение (Е_н = 200 лк);

S –площадь освещаемого помещения (S = 5600 м²);

z – коэффициент неравномерности освещения; обычно z = 0,4-0,9;

k₃ – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света; обычно k ₃ = 1,3-2;

N – число светильников, 45 шт.;

n – число ламп в светильнике, 10 шт.

η_н – коэффициент использования светового потока, η_н =14-60.

Коэффициент использования светового потока η_н, давший название методу расчета, определяют по [СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение] в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения

η_н = f (j)

j = AB / [H (A + B)]

где А и В — длина и ширина помещения в плане (А = 70 м, В = 80 м);

H — высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (Н = 15 м).

j =70 · 80/20(70+80) = 5600 / 3000 = 1,8

Коэффициент отражения потолка, стен и пола 50%, 50%, 20% исходя из этого и от индекса помещения по таблицам находим коэффициент использования, он равен η_н = 54.

Ф_л = (200 · 5600 · 0,9 · 1.3) / 45· 10 · 0,54 = 5392 ≈ 5200 лм.

По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239-79 и ГОСТ 6825-91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10-20%.

Таким образом, для искусственного освещения помещения площадью 5600 м² необходимо 45 светильников по 2 ЛЛ в каждом, мощностью – 20 Вт, с длиной волны – 604 нм, световым потоком – 5200 лм.