L'aria all'interno degli edifici industriali è molto più inquinata che negli appartamenti e nelle case private. I tipi e la quantità di emissioni nocive dipendono da molti fattori: l'industria di produzione, il tipo di materie prime, le attrezzature tecnologiche utilizzate e così via. È piuttosto difficile calcolare e progettare la ventilazione dei locali industriali, eliminando tutta la nocività. Cercheremo di presentare in una lingua accessibile i metodi di calcolo prescritti nei documenti normativi.
Algoritmo di progettazione
L'organizzazione del ricambio d'aria all'interno di un edificio pubblico o in produzione viene effettuata in più fasi:
- La raccolta dei dati iniziali: le caratteristiche della struttura, il numero di lavoratori e la gravità del lavoro, le varietà e la quantità di pericolo generato, la localizzazione dei luoghi di assegnazione. È molto utile comprendere l'essenza del processo.
- La scelta del sistema di ventilazione dell'officina o dell'ufficio, lo sviluppo di schemi. Per le decisioni di progettazione sono previsti tre requisiti di base: efficienza, conformità agli standard SNiP (SanPin) e fattibilità economica.
- Calcolo dello scambio d'aria - determinazione del volume di aria di alimentazione e di scarico per ogni stanza.
- Calcolo aerodinamico dei condotti dell'aria (se presente), selezione e posizionamento delle apparecchiature di ventilazione. Chiarimento degli schemi di fornitura e rimozione di aria inquinata.
- Installazione di ventilazione secondo il progetto, avvio, ulteriore funzionamento e manutenzione.
Nota. Per una migliore comprensione del processo, l'elenco di lavoro è notevolmente semplificato. In tutte le fasi dello sviluppo della documentazione sono necessarie varie approvazioni, chiarimenti ed esami aggiuntivi. L'ingegnere progettista lavora costantemente in collaborazione con i tecnologi dell'azienda.
Siamo interessati ai punti 2 e 3: la scelta dello schema di scambio d'aria ottimale e la determinazione del flusso d'aria. L'aerodinamica, l'installazione di condotti e apparecchiature di ventilazione sono argomenti estesi di altre pubblicazioni.
Tipi di sistemi di ventilazione
Per organizzare correttamente l'aggiornamento dell'ambiente dell'aria della stanza, è necessario scegliere il metodo di ventilazione migliore o una combinazione di diverse opzioni. Lo schema di classificazione dei sistemi di ventilazione esistenti disposti in produzione è mostrato sotto forma semplificata nel diagramma strutturale.
Spiegare ogni tipo di scambio d'aria in modo più dettagliato:
- La ventilazione naturale non organizzata comprende la ventilazione e l'infiltrazione: la penetrazione dell'aria attraverso i nartece della porta e altri spazi vuoti. Il rifornimento organizzato - aerazione - viene effettuato dalle finestre attraverso i deflettori di scarico e le luci antiaeree.
- I ventilatori ausiliari del tetto e del soffitto aumentano l'intensità di scambio durante il movimento naturale delle masse d'aria.
- Un sistema meccanico prevede la distribuzione forzata e l'estrazione dell'aria da parte dei ventilatori attraverso i condotti dell'aria. Ciò include anche la ventilazione di emergenza e vari scarichi locali: ombrelli, pannelli, rifugi, cappe chimiche.
- Aria condizionata: portare l'aria dell'officina o dell'ufficio alle condizioni richieste. Prima di essere immessa nell'area di lavoro, l'aria viene pulita da filtri, umidificata / essiccata, riscaldata o raffreddata.
Riferimento. Secondo la documentazione normativa, la parte inferiore del volume dell'officina a 2 metri di altezza dal pavimento, dove le persone sono costantemente localizzate, appartiene alla zona di manutenzione (di lavoro).
Spesso, la ventilazione meccanica è combinata con il riscaldamento dell'aria - in inverno, il flusso stradale si riscalda alla temperatura ottimale, i radiatori dell'acqua non sono installati. L'aria calda contaminata viene inviata al recuperatore, dove fornisce il 50-70% del calore all'afflusso.
Una combinazione delle opzioni elencate consente di raggiungere la massima efficienza operativa a un prezzo moderato delle attrezzature. Esempio: nell'officina di saldatura è consentito progettare aerazione naturale purché ogni stazione sia dotata di uno scarico locale forzato.
Suggerimenti per la selezione
Le istruzioni dirette sullo sviluppo di schemi di scambio aereo forniscono norme sanitarie e di settore, nulla deve essere inventato o inventato. I documenti sono sviluppati separatamente per edifici pubblici e varie industrie - metallurgiche, chimiche, di catering e così via.
Esempio. Quando si sviluppa la ventilazione di un'officina di saldatura a caldo, troviamo il documento "Regole sanitarie per la saldatura, la superficie e il taglio dei metalli", leggiamo la sezione 3, paragrafi 41-60. Stabilisce tutti i requisiti per la ventilazione locale e generale, a seconda del numero di dipendenti e del consumo di materiali.
La ventilazione di approvvigionamento e di scarico dei locali industriali è selezionata in base allo scopo, alla fattibilità economica e in conformità alle norme applicabili:
- Negli edifici per uffici, è consuetudine effettuare scambi d'aria naturali: aerazione, ventilazione. Con un aumento dell'affollamento, viene fornita l'installazione di ventilatori ausiliari o il ricambio d'aria viene organizzato con motivazione meccanica.
- Nelle officine di costruzione di macchine, riparazione e laminazione di grandi dimensioni, organizzare la ventilazione forzata sarà troppo costoso. Lo schema generalmente accettato: scarico naturale attraverso luci o deflettori antiaerei, l'afflusso è organizzato da traversi apribili. Inoltre, in inverno, le finestre superiori si aprono (altezza - 4 m), in estate - più in basso.
- Quando vengono rilasciati vapori tossici, pericolosi e nocivi, l'aerazione e la ventilazione non sono consentite.
- Nei luoghi di lavoro vicino ad apparecchiature riscaldate, è più facile e più corretto strangolare le persone con aria fresca piuttosto che aggiornare costantemente l'intero laboratorio.
- Nelle piccole industrie con un piccolo numero di fonti di inquinamento, è meglio installare l'aspirazione locale sotto forma di ombrelli o pannelli e dovrebbe essere fornita una ventilazione generale.
- Negli edifici di produzione con un gran numero di lavori e fonti di emissioni pericolose, deve essere effettuato un potente scambio d'aria forzato. Recintare 50 o più cappe locali non è pratico, a meno che tali eventi non siano dettati dalle regole.
- Nei laboratori e nei laboratori degli impianti chimici, tutta la ventilazione è meccanica e il riciclaggio è proibito.
Nota. Riciclaggio - restituire una parte dell'aria selezionata al negozio per risparmiare calore (in estate - freddo) speso per il riscaldamento. Dopo la filtrazione, questa parte viene miscelata con un flusso di strada fresco in vari rapporti.
Poiché non è realistico prendere in considerazione tutte le varietà di produzione nell'ambito di una pubblicazione, abbiamo delineato i principi generali per la pianificazione dello scambio aereo. Una descrizione più dettagliata è presentata nella relativa documentazione tecnica, ad esempio un libro di testo di O. D. Volkov "Progettare la ventilazione di un edificio industriale". La seconda fonte affidabile è il Forum degli ingegneri ABOK (http://forum.abok.ru).
Metodi per il calcolo dello scambio d'aria
Lo scopo dei calcoli è determinare la portata dell'aria di mandata. Se nella produzione vengono utilizzate cappe a punta, la quantità di miscela d'aria rimossa dagli ombrelli viene aggiunta al volume di afflusso ricevuto.
Per riferimento. I dispositivi di scarico hanno un effetto molto limitato sul movimento dei flussi all'interno dell'edificio. I getti d'aria di mandata aiutano a dire loro la giusta direzione.
Secondo SNiP, il calcolo della ventilazione di una sala di produzione viene effettuato secondo i seguenti indicatori:
- calore in eccesso proveniente da apparecchiature e prodotti riscaldati;
- vapore acqueo che satura l'aria del negozio;
- emissioni nocive (tossiche) sotto forma di gas, polvere e aerosol;
- il numero di dipendenti.
Un punto importante Nei locali di servizio e nei vari locali domestici, il quadro normativo prevede anche il calcolo della molteplicità degli scambi.Puoi familiarizzare con la metodologia e utilizzare il calcolatore online in questa pagina.
Idealmente, il tasso di afflusso è considerato per tutti gli indicatori. Il più grande dei risultati ottenuti è accettato per il successivo sviluppo del sistema. Un avvertimento: se vengono rilasciati 2 tipi di gas pericolosi che interagiscono tra loro, l'afflusso viene calcolato per ciascuno di essi e i risultati vengono riepilogati.
Consideriamo il flusso di calore
Prima di eseguire i calcoli, è necessario eseguire lavori preparatori per raccogliere i dati di origine:
- scoprire l'area di tutte le superfici calde;
- scoprire la temperatura di riscaldamento;
- calcola la quantità di calore rilasciato;
- determinare la temperatura dell'aria nell'area di lavoro e oltre (oltre 2 m sopra i pavimenti).
In pratica, il problema viene risolto in collaborazione con l'ingegnere di processo dell'impresa, che fornisce informazioni sulle apparecchiature di produzione, le caratteristiche del prodotto e la complessità del processo di produzione. Conoscendo questi parametri, esegui il calcolo secondo la formula:
Spiegazione dei simboli:
· L - il volume d'aria desiderato fornito dalle unità di trattamento dell'aria o che penetra attraverso le traverse, m³ / h;
- Lwz - la quantità di aria prelevata dall'area di servizio mediante aspirazione puntiforme, m³ / h;
- Q - la quantità di calore, W;
- c è la capacità termica della miscela d'aria, presa pari a 1,006 kJ / (kg ° C);
- Lo stagno è la temperatura della miscela fornita all'officina;
- Tl, Twz - temperatura dell'aria sopra l'area di lavoro e al suo interno.
Il calcolo sembra complicato, ma se ci sono dati, viene eseguito senza problemi. Esempio: il flusso di calore interno Q è di 20.000 W, i pannelli di scarico rimuovono 2.000 m³ / h (Lwz), la temperatura esterna è + 20 ° C e l'interno è rispettivamente di + 30 e 25. Consideriamo: L = 2000 + [3,6 x 20000 - 1,006 x 2000 (25 - 20) / 1,006 (30 - 20)] = 8157 m³ / h.
Vapore acqueo in eccesso
La seguente formula praticamente ripete la precedente, solo i parametri di calore sono sostituiti da simboli di umidità:
- W - la quantità di vapore acqueo proveniente da fonti per unità di tempo, grammi / ora;
- Din - contenuto di umidità nell'afflusso, g / kg;
- Dwz, Dl - contenuto di umidità dell'aria nell'area di lavoro e nella parte superiore della stanza, rispettivamente;
- la notazione rimanente è come nella formula precedente.
La complessità del metodo sta nell'ottenere i dati di origine. Quando la struttura è costruita e la produzione è in esecuzione, le letture dell'umidità non sono difficili da determinare. Un altro problema è calcolare le emissioni di vapore all'interno dell'officina in fase di progettazione. Lo sviluppo dovrebbe essere condotto da 2 specialisti: un ingegnere di processo e un progettista di sistemi di ventilazione.
Polvere ed emissioni pericolose
In questo caso, è importante studiare bene la complessità del processo. Il compito è quello di compilare un elenco di pericoli, determinare la loro concentrazione e calcolare la portata dell'aria pulita fornita. Formula di regolamento:
- Mpo - massa di sostanza nociva o polvere emessa per unità di tempo, mg / ora;
- Qin è il contenuto di questa sostanza nell'aria di strada, mg / m³;
- Qwz - concentrazione massima ammissibile (MPC) di nocività nel volume della zona servita, mg / m³;
- Ql - concentrazione di aerosol o polvere nella parte restante dell'officina;
- la decodifica della notazione L e Lwz è data nella prima formula.
L'algoritmo di funzionamento della ventilazione è il seguente. La quantità stimata di afflusso viene inviata nella stanza, diluendo l'aria interna e riducendo la concentrazione di inquinanti. La quota locale di sostanze nocive e volatili viene assorbita da ombrelli locali situati sopra le fonti, una miscela di gas viene rimossa da una cappa meccanica.
Numero di persone che lavorano
La metodologia viene utilizzata per calcolare l'afflusso verso uffici e altri edifici pubblici in cui non vi sono inquinanti industriali. È necessario scoprire il numero di lavori permanenti (indicato dalla lettera latina N) e utilizzare la formula:
Il parametro m mostra il volume della miscela di aria pulita assegnato a 1 posto di lavoro. Negli uffici ventilati, il valore di m è considerato 30 m³ / h, completamente chiuso - 60 m³ / h.
Commento.Vengono presi in considerazione solo i lavori permanenti, in cui i dipendenti rimangono almeno 2 ore al giorno. Il numero di visitatori non ha importanza.
Calcolo di un ombrello cappuccio locale
Il compito dell'aspirazione locale è di rimuovere gas e polvere dannosi nella fase di estrazione, direttamente dalla fonte. Per ottenere la massima efficienza, è necessario scegliere la giusta dimensione dell'ombrello in base alle dimensioni della sorgente e all'altezza della sospensione. Il metodo di calcolo è più conveniente da considerare con riferimento al disegno dell'aspirazione.
Decifrare le lettere nel diagramma:
- A, B - le dimensioni desiderate dell'ombrello nel piano;
- h è la distanza dal bordo inferiore del divaricatore alla superficie della sorgente di rilascio;
- a, b - la dimensione dell'attrezzatura sovrapposta;
- D è il diametro del condotto di ventilazione;
- H - altezza della sospensione, presa non più di 1,8 ... 2 m;
- α (alfa) - l'angolo di apertura dell'ombrello, idealmente non supera i 60 °.
Innanzitutto, calcoliamo le dimensioni dell'aspirazione in termini di semplici formule:
Inoltre, con il metodo di selezione, determiniamo l'angolo di apertura e procediamo al calcolo del flusso d'aria in aspirazione:
- F è l'area della parte larga dell'ombrello, calcolata come A x B;
- ʋ - velocità del flusso d'aria nella sezione relativa, per gas e polvere non tossici prendiamo 0,15 ... 0,25 m / s.
Nota. Se è necessario aspirare rischi tossici, le norme richiedono un aumento della velocità del flusso di scarico a 0,75 ... 1,05 m / s.
Conoscendo la quantità di aria aspirata, non è difficile scegliere un ventilatore da condotto della capacità richiesta. La sezione e il diametro del condotto di scarico sono determinati dalla formula inversa:
Conclusione
La progettazione di reti di ventilazione è compito di ingegneri esperti. Pertanto, la nostra pubblicazione è puramente indicativa, le spiegazioni e gli algoritmi di calcolo sono in qualche modo semplificati. Se si desidera comprendere a fondo le problematiche della ventilazione dei locali sul luogo di lavoro, si consiglia di studiare la documentazione tecnica pertinente, non esiste altro modo. Infine, una metodologia per il calcolo del riscaldamento dell'aria nel video.