ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ПРАЦІ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ, ОПАЛЕННЯ І КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ

Методи регулювання параметрів повітряного середовища є невід'ємною частиною загальнодержавного підходу до керування навколишнім середовищем відповідно до стандарту ДСТУ І80 14001-97 (Системи управління навколишнім середовищем . Київ, Держстандарт України).

Методи керування якістю повітряного середовища можуть бути класифіковані за рівнем значимості:

♦ глобальний — «безвідходні» і передові технології, нові види палива й енергії, нові типи двигунів , міжнародне квотування викидів різних інгредієнтів, міжнародні угоди в галузі екологічного аудиту й ін.;

♦ регіональний — організаційно-планувальні (вибір території і розташування промислових об'єктів); організаційно- економічні (ліцензування діяльності, регіональне квотування викидів, установлення плати за викиди, штрафні санкції, страхування екологічних ризиків, пільги); нормативно-правові (установлення гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин у повітряному середовищі, установлення гранично допустимих викидів на джерелах викидів, нормування технологічних викидів, вимоги по інвентаризації викидів); вибір технологій, палива, застосування ефективних методів очищення й уловлювання забруднюючих речовин;

♦ підприємства — зниження викидів у джерелі утворення (технологічні методи, вибір устаткування і рівень його обслуговування, автоматизація технологічних процесів, придушення шкідливих речовин у зоні утворення, герметизація устаткування, уловлювання забрудненого повітря й ефективне очищення його, вентиляція, контроль якості повітряного середовища, відбір персоналу і контроль стану його здоров'я);

♦ на робочому місці — герметизація (локалізація) робочого місця і створення в ній нормальних параметрів повітряного середовища , застосування засобів індивідуального захисту, організаційні методи роботи.

Успіх функціонування системи керування параметрами повітряного середовища, що діє на людину, залежить від ефективності всіх її ієрархічних і функціональних рівнів. Однак, для сучасного підприємства найбільш розповсюдженим інженерним методом впливу на атмосферу є організація повітрообміну (вентиляція) у приміщеннях, а також локалізація джерел викидів з наступним видаленням забрудненого повітря і його очищенням (аспірація).

Вентиляція

Задачею вентиляції є забезпечення чистоти повітря і заданих метеорологічних умов у виробничих приміщеннях. Вентиляцією називають організований і регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення забрудненого повітря і подачу на його місце свіжого. За способом переміщення повітря розрізняють системи природної і механічної вентиляції. Якщо система механічної вентиляції призначена для подачі повітря, то вона називається припливною (рис. 1, а), якщо ж вона призначена для видалення повітря — витяжною (рис. 1, б). Можлива організація повітрообміну з одночасною подачею і видаленням повітря — припливно-витяжна вентиляція (рис. 1, в).

Рис. 1. Схеми механічної вентиляції:

а - припливна; б - витяжна; в - припливно-витяжна; 1 - повітрозабірний пристрій; 2 - повітронагрівач та зволожувач; 3 - вентилятор; 4 - магістральні повітроводи; 5 - насадки для регулювання припливу та забору повітря; 6 - очищувач; 7 - шахта для викиду забрудненого повітря.

В окремих випадках для скорочення експлуатаційних витрат на нагрівання повітря застосовують системи вентиляції з частковою рециркуляцією (до свіжого повітря підмішується повітря, вилучене із приміщення).

По місцю дії вентиляція буває загальнообмінною і місцевою. При загальнообмінній вентиляції необхідні параметри повітря

підтримуються у всьому об'ємі приміщення. Таку систему доцільно застосовувати, коли шкідливі речовини виділяються рівномірно по всьому приміщенню. Якщо робочі місця мають фіксоване розташування, то з економічних міркувань можна організувати оздоровлення повітряного середовища тільки в місцях перебування людей (наприклад, душировання робочих місць у гарячих цехах). Витрати на повітрообмін значно скорочуються, якщо уловлювати шкідливі речовини в місцях їхнього виділення, не допускаючи поширення по приміщенню. З цієї метою поруч із зоною утворення шкідливості встановлюють пристрої забору повітря (витяжки, панелі, що всмоктують, всмоктувачі). Така вентиляція називається місцевою (рис. 2).

Рис. 2. Похилий боковий (панельний) відсмоктувач над зварювальним столом: а - одностороннього всмоктування; б - двостороннього всмоктування.

У виробничих приміщеннях, у яких можливо раптове надходження великої кількості шкідливих речовин, передбачається влаштування аварійної вентиляції.

При проектуванні вентиляції необхідно дотримувати ряду вимог:

1. Обсяг припливу повітря Ь_п у приміщення повинний відповідати обсягу витяжки Ь_в. Різниця між цими обсягами не повинна перевищувати 10-15%. Можлива організація повітрообміну, коли обсяг припливного повітря більше обсягу повітря, що видаляється. При цьому в приміщенні створюється надлишковий тиск у порівнянні з атмосферним, що виключає інфільтрацію забруднюючих речовин у дане приміщення. Така організація вентиляції здійснюється у виробництвах, що пред'являють підвищені вимоги до чистоти повітряного середовища (наприклад, виробництво електронного устаткування). Для виключення витоків із приміщень з підвищеним рівнем забруднення обсяг повітря, що видаляється з них, повинен перевищувати обсяг повітря, що надходить. У такому приміщенні створюється незначне зниження тиску в порівнянні з тиском у зовнішньому середовищі.

2. При організації повітрообміну необхідно свіже повітря подавати в ті частини приміщення, де концентрація шкідливих речовин мінімальна, а видаляти повітря необхідно з найбільш забруднених зон. Якщо щільність шкідливих газів нижче щільності повітря, то видалення забрудненого повітря виконується з верхньої частини приміщення, при видаленні шкідливих речовин із щільністю більшою — з нижньої зони.

3. Система вентиляції не повинна створювати додаткових шкідливих і небезпечних факторів (переохолодження, перегрів, шум, вібрація, пожежовибухонебезпека).

4. Система вентиляції повинна бути надійною в експлуатації і економічною.

Визначення необхідного повітрообміну при загальнообмінній вентиляції. Відповідно до санітарних норм усі виробничі і допоміжні приміщення повинні вентилюватися. Необхідний повітрообмін (кількість повітря, що подається чи видаляється з приміщення) в одиницю часу (Ь, м³/год) може бути визначений різними методами в залежності від конкретних умов.

1. При нормальному мікрокліматі і відсутності шкідливих речовин повітрообмін може бути визначений по формулі:

Ь = п-Ь', (1)

де п — число працюючих;

Ь' — витрата повітря на одного працюючого, прийнята у залежності від об'єму приміщення, що приходиться на одного працюючого V, м³ (при V' < 20 м³ Ь' = 30 м³/год; при V' =20...40 м³ Ь'= 20 м³/год; при Ь' > 40 м³ і при наявності природної вентиляції повітрообмін не розраховують); при відсутності природної вентиляції (герметичні кабіни) Ь' = 60 м³/год).

2. При видаленні шкідливих речовин з приміщення необхідний повітрообмін визначається, виходячи з їх розведення до допустимих концентрацій. Розрахунок повітрообміну проводиться, виходячи з балансу утворюваних у приміщення шкідливі речовини і речовин, що видаляються з нього, по формулі:

Ь = ^Сшр^/(Свид ^{— С}прХ ⁽²⁾

де О_шр — маса шкідливих речовин, що виділяються у приміщенні за одиницю часу, мг/год;

С_вид і С_пр — концентрація шкідливих речовин, у повітрі що видаляються, і у припливному повітрі (С_вид < С_гдк , С_пр < 0,3С_гдк).

3. При боротьбі з надлишковим теплом повітрообмін визначається з умов асиміляції тепла і обсяг припливного повітря визначається по формулі:

Ь = Онад ^/(Рпр ^{- С}п ^-(^вид ^— ^пр)); ⁽³⁾

де Онад — надлишкові тепловиділення, ккал/год, (Онад = Осум — Овид, де Р_сум — сумарне надходження тепла, Р_вид — кількість тепла, що видаляється за рахунок тепловтрат);

Р_пр — густина припливного повітря, кг/м³ ;

с_п — теплоємність повітря, ккал/(кг-град), (теплоємність сухого повітря 0,24 ккал/(кг-град);

1_вид і ^_пр — температура повітря, що видаляється, і припливного повітря, ^оС.

4. Для орієнтованого визначення повітрообміну (Ь, м³/год) застосовується розрахунок по кратності повітрообміну. Кратність повітрообміну (К) показує, скількох разів за годину міняється повітря у всьому об'ємі приміщення (V, м³):

Ь=КУ , (4)

де К — коефіцієнт кратності повітрообміну (К=1...10).

Механічна вентиляція

Вентиляція, за допомогою якої повітря подається в приміщення чи видаляється з них з використанням механічних побудників руху повітря, називається механічною вентиляцією.

У системах механічної вентиляції рух повітря здійснюється в основному вентиляторами — повітродувними машинами (осьового чи відцентрового типу) і, в деяких випадках, ежекторами. Осьовий вентилятор являє собою розташоване в циліндричному кожусі лопаткове колесо, при обертанні якого повітря, що надходить у вентилятор, під дією лопаток переміщається в осьовому напрямку. До переваг осьових вентиляторів відноситься простота конструкції, велика продуктивність, можливість економічного регулювання продуктивності, можливість реверсування потоку повітря. До їх недоліків відноситься мала величина тиску (30-300 Па) і підвищений шум. Відцентровий вентилятор складається зі спірального корпуса з розміщеним усередині лопатковим колесом, при обертанні якого повітря, що припливає через вхідний отвір, попадає в канали між лопатками колеса і під дією відцентрової сили переміщається по цих каналах, збирається корпусом і викидається через випускний отвір. Тиск вентиляторів такого типу може досягати більш 10000 Па. У залежності від складу переміщуваного повітря вентилятори можуть виготовлятися з різних матеріалів і різної конструкції (звичайного, пилового, антикорозійного, вибухобезпечного виконання). При підборі вентиляторів потрібно знати необхідну продуктивність, створюваний тиск і, в окремих випадках, конструкт- тивне виконання. Повний тиск, що розвиває вентилятор, витрачається на подолання опорів на всмоктувальному і нагнітальному повітроводі при переміщенні повітря.

Установка вентиляційної системи (припливна, витяжна, припливно- витяжна) складається з повітрозабірних і пристроїв для викиду повітря (розташованих зовні будинку), пристроїв для очищення повітря від пилу і газів, калориферів для підігріву повітря в холодний період, повітроводів, вентилятора, пристроїв подачі і видалення повітря в приміщенні, дроселів і засувок. Розрахунок вентиляційної мережі полягає у визначенні втрат тиску при рухові повітря, що складаються з втрат на тертя повітря за рахунок шорсткості повітроводу) і в місцевих опорах (повороти, зміни площ, перетини, фільтри, калорифери й ін.). Повні втрати тиску (Па) визначають підсумовуванням втрат тиску на окремих розрахункових ділянках.

Порядок розрахунку вентиляційної мережі такий:

1. Вибирають конфігурацію мережі в залежності від розміщення приміщень, установок, робочих місць, що повинна обслуговувати вентиляційна система.

2. Знаючи необхідну витрату повітря на окремих ділянках повітроводів, визначають площі їхніх поперечних перерізів, виходячи з допустимих швидкостей руху повітря (у звичайних вентиляційних системах швидкість приймають 6-12 м/с, а в аспіраційних установках для запобігання засмічення — 10-25 м/с).

3. За формулою розраховують опір мережі, причому за розрахункову звичайно приймають найбільш протяжну магістраль.

4. По каталогах вибирають вентилятор і електродвигун.

Якщо опір мережі виявилося занадто великим, розміри повітроводів збільшують і роблять перерахунок мережі.

На підставі даних про необхідну продуктивність і тиск роблять вибір вентилятора за його аеродинамічною характеристикою, що графічно виражає зв'язок між тиском, продуктивністю і к. к. д. при визначених швидкостях обертання. При виборі вентилятора враховують, що його продуктивність пропорційна швидкості обертання робочого колеса, повний тиск — квадрату швидкості обертання, а споживана потужність — кубу швидкості обертання. Установочна потужність електродвигуна (^ кВт) для вентилятора розраховується за діючою методикаю.

Кондиціонування повітря

Кондиціонування повітря — це створення автоматичного підтримування в приміщенні, незалежно від зовнішніх умов (постійних чи таких, що змінюються), по визначеній програмі температури, вологості, чистоти і швидкості руху повітря. У відповідності з вимогами для конкретних приміщень повітря нагрівають або охолоджують, зволожують або висушують, очищають від забруднюючих речовин або піддають дезінфекції, дезодорації, озонуванню. Системи кондиціонування повітря повинні забезпечувати нормовані метеорологічні параметри та чистоту повітря в приміщенні при розрахункових параметрах зовнішнього повітря для теплого і холодного періодів року згідно ДСН 3.3.6.042-99 (Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень) та ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ (Воздух рабочей зоньї).

Кондиціонування повітря здійснюється комплексом технічних засобів — системою кондиціонування повітря (СКП). В склад СКП входять: прилади приготування, переміщення та розподілу повітря, засоби автоматики, дистанційного керування та контролю. Технічні засоби СКП повністю або частково агрегатуються в апараті — кондиціонері.

Установки для кондиціонування повітря можуть бути центральними (рис. 3), які обслуговують декілька приміщень або будинок, і
місцевими, які обслуговують невеликі приміщення. Також існують розробки кондиціонерів, які розташовуються на окремих робочих місцях.

Центральні кондиціонери збираються з типових секцій в залежності від потреб в обробці повітря та продуктивності. Продуктивність центральних кондиціонерів досягає 250000 м³/год і більше. Конструкція центрального кондиціонера передбачає приготування і обробку зовнішнього повітря та частини рециркуляційного повітря в окремих приміщеннях та роздачу повітря по повітроводам в приміщення, що обслуговуються. Для охолодження повітря застосовується розпилена холодна вода та компресорні холодильні пристрої, а для підігріву — різноманітні калорифери.

Повітря у приміщення

Теплоносій

Рис. 2.11. Схематична конструкція кондиціонера: 1 — корпус; 2 — фільтр; 3 — калорифер; 4 — краплеуловлювач; 5 — зволожуюча камера; 6 — вентилятор

Місцеві системи кондиціонування поділяються на автономні і неавтономні. Автономні кондиціонери можуть мати все устаткування для оброблення повітря і потребують тільки підключення до електромережі або також до водопостачання і каналізації. Неавтономні кондиціонери підключаються, окрім того, до систем подачі тепла та холоду. Останнім часом поширюється розповсюдження місцевих кондиціонерів типа "спліт"-системи. Кондиціонер типу "спліт"-система має два блока, один розташовується усередині приміщення, другій зовні на стіні будівлі. У першому блоці розташовані компресор, вентилятор, випаровувач (радіатор), у зовнішній частині розтало- вується конденсатор (радіатор) та вентилятор. Компресор, випаровувач та конденсатор з'єднані мідними трубами, в яких циркулює фреон. Робота кондиціонера здійснюється так: на вхід компресора подається газоподібний фреон під малим тиском 3.5 атмосфери. Компресор стискає фреон до 10... 15 атмосфер, при цьому фреон нагрівається і поступає в конденсатор, що розташований у зовнішній частині. При інтенсивному обдуві конденсатора зовнішнім вентилятором фреон
охолоджується та переходить в летку фазу. Далі з конденсатора леткий фреон прямує через знижуючий тиск клапан до випаровувача, де випаровується з поглинанням тепла. Температура поверхні випаровувача знижується, що охолоджує повітря, яке прямує через випаровувач за допомогою внутрішнього вентилятора до приміщення. Далі цикл повторюється. Таким чином, ця система тільки охолоджує внутрішнє повітря без подачі свіжого повітря. Існують "спліт" - кондиціонери, які спроможні не тільки охолоджувати, а й нагрівати повітря приміщень (реверсивні типи).

Вибір "спліт"-кондиціонера здійснюють за потужністю

(охолодження) з урахуванням усіх теплоприпливів — зовнішнього, від обладнання та робітників. Орієнтовно, розрахунок потрібної потужності (Р_к ) "спліт" — кондиціонера можна зробити по формулі:

Ок = Оз + Ос + Ор , (5)

де — зовнішній приплив тепла; орієнтовно = д^, де д — коефіцієнт (30...40 Вт/м³ ); для вікон південної орієнтації — д = 40 Вт/м³ , для північної — д = 30 Вт/м³, середнє значення д = 35 Вт/м³ ;

V — об'єм приміщення, м³.

— виділення тепла від обладнання, кВт (орієнтовно для персонального комп'ютера та копіювального пристрою = 0,3 кВт, для інших електричних приладів =0,3-Р,

де Р — паспортна потужність, кВт;

Р_р — виділення тепла від робітників (при спокійній роботі Р_р= 0,1 кВт).

Далі вибирають ближчу за потужністю марку кондиціонера або розраховують кількість заданих по потужності кондиціонерів.

4.13. Санітарно-гігієнічні вимоги до умов праці

Вимоги до розміщення та планування території підприємств

Розміщення території підприємства. Згідно вимог СН 245-71 ("Санитарнье нормьі проектирования промьішленньїх предприятий") та ДСН 173-96 ("Державні санітарні правила планування та забудови населених пунктів) промислові підприємства розміщують на території населених пунктів у спеціально виділених промислових районах або за межами населених пунктів на деякій відстані від них (в залежності від викиду шкідливих речовин).

Між підприємством та житловим районом створюється санітарно - захисна зона, тобто територія між місцями виділення в атмосферу виробничих шкідливостей та житловими чи громадськими будівлями, розміщеними у громадських місцях, ширина якої залежить від класу
підприємств, виробництв і об'єктів (табл. 1). Санітарними нормами встановлено п'ять класів підприємств, виробництв і об'єктів в залежності від потужності підприємства, умов технологічного процесу, характеру та кількості виділюваних в навколишнє середовище шкідливих речовин та речовин, що мають неприємний запах, чи шкідливих фізичних впливів, а також з урахуванням передбачуваних заходів щодо зменшення їх несприятливого впливу на довкілля.

До першого класу, наприклад, відносяться потужні виробництва, пов'язані із виплавкою чавуну, сталі, кольорових металів та ливарні виробництва. До другого класу — менш потужні металургійні та ливарні виробництва, виробнцтво свинцевих акумуляторів; до третього класу — малопотужні металургійні та ливарні виробництва, виробництва кабелю, пластмас, будівельних матеріалів; до четвертого класу — виробництва металообробної промисловості та приладів електро­технічної промисловості і до п'ятого класу відносятся виробництва приладів для електротехнічної промисловості, будівельних матеріалів, стиснених та зріджених продуктів розділення повітря і ін.

Санітарно-захисн зона чи її частина не може використовуватись для розміщення промилосової площадки виробництв того ж класу шкідливості, до якого відноситься розширюване підприємство. У межах санітарно-захисної зони дозволяється розміщувати менш шкідливі промислові підприємтва, а також пожежні депо, санітарно-побутові підприємтва, гаражі, склади та інше. Територія санітарно-захисної зони має бути упорядкована та озеленена.

Промислові підприємтва, що виділяють виробничі шкідливості (гази, дим, кіптяву, пил, неприємні запахи, шум) не дозволяється розміщувати по відношенню до житлового району з навітряного боку для вітрів переважного напрямку.

Планування території підприємств. Генеральні плани промислових підприємств розробляють у відповідності до санітарно-гігієнічних вимог та вимог безпеки праці і пожежної безпеки, тобто передбачають запобіганню виникнення небезпечних чи шкідливих виробничих факторів, що перевищують гранично допустимі концентрації чи рівні в атмосферному повітрі населених пунктів і водойм, а також розповсюдження пожеж. При цьому враховується також натуральне провітрювання та освітлення. Площадка промислового підприємства
повинна мати відносно рівну поверхню і нахил до 0,002% для стоку поверхневих вод.

За функціональним призначенням площадка підприємства розділяється на зони: передзаводську (за межами огорожі чи умовної межі підприємства), виробничу, підсобну і складську.

Забудова промислової площадки може бути суцільною або окремо розміщеними будівлями, одно- або багатоповерховими. Забороняється суцільна забудова із замкненим внутрішнім двором, бо в цьому випадку погіршується провітрювання та натуральне освітлення будівель.

Санітарні розриви між будівлями, що освітлюються через віконні прорізи, приймаються не менше найбільної висоти до верху карнизу будівель, що розміщені напроти.

Виробничі та складські приміщення можуть мати будь-яку форму та розміри, зумовлені виробничими вимогами, але, виходячи з санітарно- гігієнічних умов (освітлення, вентиляція), найбільш доцільні будівлі, що мають форму прямокутника. Конструкція виробничих будівель, число поверхів та площа обумовлюються технологічними процесами, категорією вибухопожежонебезпеки, наявністю шкідливих та небезпек- чних факторів.

Центральних вхід на територію підприємства слід передбачати з боку основного підходу чи під'їзду працівників. Територія підприємства повинна мати впорядковані пішоходні доріжки (тротуари) від централь­ного та додаткових прохідних пунктів до всіх будівель і споруд. До будівель і споруд по усій їх довжині має передбачатись під'їзд поже­жних автомобілів.

До будівель передбачається підвод мереж електроенергії, водо постачання та каналізації.

Територія підприємства має бути озеленена, площа цих ділянок повинна складати не менше 10% площі підприємства.

Водопостачання. Залежно від призначення будівлі і технології виробництва передбачають системи зовнішнього та внутрішнього водопостачання. В злежності від вимог технологічного процесу застосовують такі системи технологічного водопостачання: оборотну, повторного використання, охолодженої, дистильованої, пом'якшеної води та ін. Для скорочення розходу води на технологічні потреби слід застосовувати системи повторного та оборотного водопостачання.

Пристрої питного водопостачання (фонтанчики) рекомендується розміщувати у проходах виробничих приміщень, вестибюлях, кімнатах відпочинку, на відкритих площадках території підприємтва і, як вийняток, у виробничих цехах. Мережі господарчо-питного водопос­тачання мають бути відділені від мереж, що подають непитну воду.

Норми розходу води на господарсько-питні потреби становлять 45 л у гарячих цехах та 25 л на працівника в зміну у звичайних цехах.

Каналізація. Каналізація, що служить для відведення стічних вод, розділяється на виробничу, господарсько-фекальну та зливову. Каналізаційні системи склад адються з приймальних пристроїв (лотки, раковини), каналізаційних мереж, станції перекачки, очисних споруд та допоміжних пристроїв.

Забороняється спуск господарсько-фекальних та виробничих стічних вод у поглинаючі колодязі, щоб запобігти забрудненню водоносних шарів грунту. На ряді підприємтв здійснюється оборотна система водопостачання, при якій забруднена виробнича вода після очищення знову поступає для потреб технологічних процесів. Спуск незабруднених виробничих стічних вод (наприклад, з системи охородження) допускається у зливну каналізацію, що призначена для стікання атмосферних опадів.

Для багатьох підприємств допускається спуск стічних вод, що вміщують шкідливі речовини, після відповідної обробки, у міську каналізаційну мережі, якщо концентрація шкідливих речовин у суміші стічних вод підприємтва та міських стічних вод не перевищує встановлених норм.