Ventilația spațiilor de producție: reguli de organizare a schimbului de aer

Principala funcție pe care o îndeplinește ventilația spațiilor de producție este eliminarea aerului uzat și introducerea aerului proaspăt. Cu ajutorul ei, în ateliere și birourile întreprinderii se creează un mediu de aer confortabil, care respectă cerințele normative.

Este dificil să supraestimezi rolul unui sistem eficient de ventilație. La urma urmei, recunoașteți, doar în condiții de aer curat, temperatură și umiditate normale se poate obține o creștere a productivității muncii.

Pentru a înțelege cum să organizați un schimb de aer suficient al clădirii, este necesar să vă familiarizați cu tipurile și particularitățile de funcționare ale diferitelor sisteme de ventilație.

Vom explica cum funcționează ventilația naturală și mecanică, vom descrie modalitățile de amenajare a ventilației locale a zonei de lucru și vom explica principiile de calcul al schimbului de aer.

Clasificarea sistemelor de ventilație

Toate sistemele de ventilație existente sunt grupate după 4 caracteristici:

1. După modul de deplasare a aerului, ventilația se numește: naturală, mecanică sau artificială, combinată, atunci când sunt prezente simultan ambele variante.
2. După direcția fluxului de aer, sistemele de ventilație se împart în: de alimentare, de evacuare sau de alimentare și evacuare.
3. După locul de acțiune, sistemele de ventilație se grupează în 3 categorii: generală, locală, combinată.
4. După destinație, se evidențiază sistemele de lucru și de urgență.

Baza pentru proiectarea ventilației pentru locurile de muncă din producție o constituie normele prevăzute în SNiP 41-01-2003. Schimbul natural și mecanic de aer funcționează după scheme diferite.

În timp ce procesele care au loc în ventilația naturală depind de presiunea termică și eoliană și sunt practic independente de om, schimbul forțat de aer este posibil doar cu participarea sa activă.

Schema de acțiune a schimbului natural de aer

Ventilarea spațiilor realizată prin prima metodă nu este altceva decât o simplă aerisire. Are loc fără intervenția umană și este posibilă atunci când împrejmuirile nu sunt suficient de etanșe și permit pătrunderea aerului în încăpere atât din exterior, cât și din interior.

Direcția este influențată de presiune. Dacă valorile acesteia sunt mai mari în exterior, atunci se deschide calea pentru pătrunderea aerului curat din stradă în încăpere. În caz contrar, aerul cald din încăpere găsește căi de ieșire în exterior. De cele mai multe ori, aceste procese se desfășoară în paralel.

Marele avantaj al ventilației naturale constă în faptul că amenajarea sa nu necesită costuri semnificative nici pentru echipamente, nici pentru alimentarea cu energie electrică. Dintre toate schemele existente, aceasta este cea mai simplă.

Ventilația naturală activă are loc neorganizat, datorită unor circumstanțe întâmplătoare. Se observă în condițiile în care temperatura aerului din exterior și din interiorul clădirii diferă semnificativ.

Contribuie la acest proces și apariția unor zone separate cu valori ridicate și scăzute ale presiunii pe partea carcasei suflate intens de vânt și, respectiv, pe partea sa mai protejată. Într-o astfel de situație, se observă infiltrația – aerul pătrunde în încăpere din partea dinspre vânt și iese în exterior din partea opusă vântului.

Coeficientul de schimb de aer, care caracterizează intensitatea procesului, în cazul ventilației naturale nu depășește 0,5.

Condițiile confortabile pentru persoanele aflate în spațiul industrial și pentru echipamentele în funcțiune nu pot fi asigurate de ventilația neorganizată. Aici trebuie să fie prezente în mod obligatoriu sisteme special concepute.

Ventilația naturală de tip organizat se realizează prin aerare sau cu ajutorul deflectoarelor. Atât alimentarea, cât și evacuarea aerului din încăpere au loc fie prin deschideri în structurile de închidere, fie prin conducte de aer. În ventilația canalizată este obligatoriu prezent un deflector.

Când se vorbește despre ventilația în producție, nu se are în vedere doar echipamentul, ci și întreținerea acestuia și un întreg ansamblu de măsuri privind crearea unui microclimat sănătos.

Ventilația naturală cu utilizarea aerării

În atelierele unde tehnologia prevede formarea de căldură în cantități mari, aerarea presupune un schimb de aer realizat prin luminatoare și deschideri de ferestre sub acțiunea presiunii termice și a vântului. În atelierele reci, asimilarea aerului are loc doar sub acțiunea vântului.

La instalarea aerării este necesară o luare în considerare obligatorie a rozei vânturilor, altfel în spațiul de producție pot pătrunde emisii nocive din coșurile întreprinderilor vecine. Nimic nu trebuie să împiedice nici ieșirea vaporilor și gazelor nocive prin luminatoare.

Cele mai bune condiții pentru ventilație le creează amplasarea clădirii pe partea dinspre vânt în raport cu producția dăunătoare. Deschiderea și închiderea ferestrelor de aerisire trebuie să fie automatizată, pentru a putea fi controlate de jos.

Amplasarea diferită a acestora permite reglarea alimentării cu aer proaspăt. Aerarea este o opțiune mai potrivită pentru atelierele de volum mare, în care nu există posibilitatea de a aplica ventilația mecanică din cauza costului ridicat al acesteia.

Prin intermediul aerării, în anumite cazuri, se reușește organizarea, bazându-se pe tirajul natural, a unui schimb eficient de aer. În acest scop se instalează luminatoare de aerisire.

Înălțimea recomandată a alimentării cu aer în încăpere pentru acest tip de ventilație este de minimum 0,3 m și maximum 1,8 m în perioada caldă și minimum 4 m în perioada rece. Varianta optimă este reprezentată de ferestre de aerisire cu construcție specială pe 3 niveluri. Când este cald, aerul proaspăt trece prin ferestrele de aerisire aflate în partea de jos, iar cel poluat iese prin partea de sus.

Rândul mijlociu de ferestre de aerisire asigură fluxul de aer la temperaturi negative. În timpul în care masa de aer atinge nivelul podelei, aceasta reușește să se încălzească.

Când este necesară eliminarea unui volum mare de aer, este necesar un deflector de dimensiuni considerabile sau mai multe mai mici, echivalente celui mai mare ca performanță.

În clădirile de producție de volum mic, pe canalele sau țevile destinate extracției, se instalează deflectoare. Cu ajutorul lor se elimină aerul uzat din atelierele unde există o extracție generală.

De asemenea, acestea sunt utilizate pentru evacuarea gazelor încălzite de la cuptoare, prese, forje. La instalarea lor se pleacă de la traiectoria fluxului de aer dominant.

Ventilația artificială sau mecanică

Fiind mai avansată decât cea naturală, acest tip de ventilație implică investiții financiare și operaționale semnificative. Într-un astfel de sistem pot fi prezente dispozitive nu doar de purificare, ci și de ionizare, umidificare și încălzire a aerului.

În schema ventilației mecanice intră: puțul de admisie a aerului (1), caloriferul (2), alimentarea cu aer (3), ventilatorul de extracție (4), conductele de aer ale instalației de extracție (5), canalele de ventilație (6), ciclonul (7)

Ventilația mecanică poate fi atât de alimentare, cât și de extracție sau combinată, adică de alimentare și extracție.

Avantajele sale sunt evidente:

• asigurarea prizei de aer curat și prelucrarea acestuia — încălzire, uscare, umidificare;
• deplasarea maselor de aer pe distanțe semnificative;
• livrarea aerului curat direct la locul de muncă;
• eliminarea aerului poluat și purificarea acestuia;
• independența funcționării – eficiența sistemului nu depinde de condițiile ambientale.

În general, sistemele de extracție și de alimentare funcționează împreună, dar uneori se recomandă utilizarea doar a unuia dintre aceste două tipuri.

Rolul ventilației de alimentare este de a asigura alimentarea spațiului de lucru cu aer care are un efect benefic asupra sănătății oamenilor.

Se aplică acolo unde procesele de producție sunt însoțite de degajări mari de căldură, care conțin o cantitate nesemnificativă de substanțe nocive. Aerul curat, care intră prin conductele de aer, este distribuit la locurile de muncă prin intermediul duzelor de distribuție.

Sistemele care elimină din încăpere aerul care conține diverși poluanți se numesc sisteme de extracție. Acest tip de schimb de aer este utilizat în spațiile de producție unde nu există emisii nocive și nu este exclusă o valoare minimă a unui parametru precum rata de schimb a aerului.

Acestea pot fi depozite, încăperi auxiliare, încăperi de serviciu. Alimentarea cu aer este asigurată prin infiltrație. Cu sarcina de eliminare eficientă a aerului poluat și purificarea acestuia se descurcă bine sistemele de aspirație.

În cazul necesității unui schimb de aer activ și fiabil, se aplică ventilația de alimentare și extracție. Pentru a izola cumva încăperile puțin poluate de atelierele învecinate cu un nivel ridicat de poluare, în sistem se creează o ușoară presiune.

Schema schimbului de aer la întreprindere se montează pe baza calculelor. Precizia acestora este cheia funcționării corecte și eficiente a sistemului.

În etapa lucrărilor de proiectare pentru crearea sistemului de ventilare de alimentare și extracție, se calculează debitul de aer, pentru care se utilizează formula:

Lotc = 3600FWo

F – suprafața totală a deschiderilor în m², Wo — valoarea medie a vitezei cu care are loc aspirarea aerului. Acest parametru depinde de toxicitatea emisiilor și de tipul operațiilor efectuate.

Dispozitivele de evacuare pot fi amplasate la diferite înălțimi. Principalul lucru este ca fluxurile de aer poluate să nu își modifice traiectoria naturală de mișcare. Emisiile care au o greutate specifică mai mare decât a aerului se află întotdeauna în zona inferioară, de aceea și dispozitivele pentru captarea lor trebuie amplasate acolo.

În perioada toamnă-iarnă, aerul furnizat în încăpere trebuie încălzit. Pentru a reduce costurile, se utilizează recircularea, care presupune încălzirea unei părți din aerul purificat și returnarea acestuia în încăpere.

Pentru funcționarea PVU cu recuperare trebuie respectate 2 reguli:

1. Din exterior intră cel puțin 10% aer proaspăt, iar în aerul returnat, conținutul de impurități poluante nu depășește 30% față de capacitatea maximă admisă.
2. Este interzisă utilizarea recirculării în producția în care în masa de aer sunt prezente praf exploziv, microorganisme capabile să provoace diferite boli, emisii aparținând claselor de pericol 1-3.

Alegerea tipului de ventilație în funcție de locul de acțiune depinde de greutatea emisiilor, de concentrarea lor și de temperatură. Ventilația generală permite evacuarea întregului volum de aer murdar, indiferent de punctele din care acesta intră.

Ventilația mecanică poate fi atât generală, cât și locală. Prima dintre acestea poate fi cu canale sau fără canale.

Cea mai răspândită este varianta cu canale. Aici, pentru deplasarea aerului prin conducte speciale, este prevăzută o instalație de ejecție sau se utilizează un ventilator — de tip axial sau centrifug.

Dacă nu există conducte de aer, atunci sistemul se numește fără canale. Echipamentul de ventilație în acest caz se montează direct în perete sau în planșeu. Condiția principală – existența ventilației naturale.

Posibilitatea apariției în încăpere a unor emisii cu un grad ridicat de pericol de explozie nu permite montarea echipamentului de ventilație pe conductele de aer, motiv pentru care în aceste cazuri se folosesc ejecții.

Sistemul de ventilație artificială generală de alimentare este adesea conectat la încălzirea centrală. În afara clădirii se organizează prize de aer pentru intrarea aerului proaspăt.

Puțurile se amplasează deasupra acoperișului și deasupra solului. Principalul este ca în apropierea prizelor să nu existe unități de producție cu emisii nocive.

Orificiile de admisie a aerului însele trebuie să se afle la o distanță de cel puțin 2 m de sol, iar dacă producția este amplasată într-o zonă verde, distanța minimă admisă de la nivelul solului până la punctul inferior al deschiderii trebuie să fie de 1 m.

Principiul de funcționare al ventilației generale de alimentare este simplu:

• Ventilatorul aspiră masele de aer prin calorifer;
• Aerul se încălzește și se umidifică;
• Fluxurile de aer pătrund în interiorul clădirii prin canale speciale de ventilație.

Volumul aerului intrat este coordonat de supape sau clapete destinate acestui scop.

Vaporii concentrați, gazele pe care ventilația generală și locală nu a reușit să le elimine sunt diluate de sistemul de alimentare cu aer general. De asemenea, acesta asimilează umiditatea și căldura în exces.

Ventilația artificială generală de tip alimentare-aspirație poate fi deschisă sau închisă. În primul caz, sunt două sisteme independente, dintre care unul insuflă aer, iar celălalt elimină în paralel aerul epuizat neutralizat anterior.

Aceste sisteme sunt potrivite pentru atelierele unde se degajă substanțe de clasele de pericol 1-2, iar producția în sine aparține categoriilor A, B, V.

Pe lângă ventilația de lucru în încăperile de producție potențial periculoase, trebuie să existe și o variantă de urgență. Aceasta se face în principal prin aspirație. Pentru încăperile aparținând categoriilor A, B, E, sistemul este echipat cu acționare mecanică.

Toate elementele sistemului trebuie să respecte cerințele PUE. În atelierele din categoriile V, G, D este permisă ventilația naturală dacă performanța este asigurată în cele mai nefavorabile condiții meteorologice.

Grilajele și racordurile sistemului de ventilație de urgență sunt amplasate în locurile cu cea mai mare concentrație de substanțe periculoase.

Pe conductele și puțurile ventilației de urgență nu este necesar să se instaleze umbrele. Orificiile în sine nu trebuie amplasate acolo unde se află permanent persoane. Acest lucru va înrăutăți microclimatul local.

Rolul ventilației de urgență este de a reduce saturația emisiilor cu substanțe nocive pe durata evacuării lucrătorilor din atelier. Cu cât mai multe persoane lucrează în producție, cu atât mai mult timp durează procesul de evacuare.

Ventilația de urgență de alimentare se instalează în atelierele unde, în caz de urgență, va avea loc o emisie de vapori sau gaze mai ușoare decât aerul. Comutarea pe ventilația de urgență trebuie să se producă automat imediat ce sistemul obișnuit se defectează.

Ventilarea locală a încăperilor

Aspirația locală elimină aerul viciat în locurile unde are loc poluarea acestuia. Setul de aspirații industriale include ventilatoare de aspirație, conducte, grilaje de ventilație.

Ventilația locală destinată eliminării de la echipamente a substanțelor din clasele de pericol 1 și 2 este astfel concepută încât, cu sistemul de ventilație oprit, pornirea echipamentului să fie imposibilă.

În unele cazuri, se prevăd ventilatoare de rezervă și se dotează aspirațiile locale cu automatizări. O astfel de ventilație se împarte în două tipuri - de alimentare și de aspirație. Tipul de ventilație de alimentare se realizează sub formă de perdele termice, dușuri de aer.

Perdele termice de aer

Deschiderile care rămân deschise pentru o perioadă îndelungată (mai mult de 40 m pe schimb) sau se deschid destul de frecvent (de peste 5 ori) contribuie la răcirea excesivă a persoanelor aflate în încăpere. La consecințe negative duce și funcționarea instalațiilor de uscare, care emit poluanți.

În aceste cazuri, se instalează perdele de aer. Ele acționează ca o barieră în calea aerului rece sau foarte supraîncălzit.

Perdelele de aer și cele aerotermice se proiectează astfel încât, pe timp rece, la deschiderea deschiderilor, temperatura din ateliere să nu scadă sub următoarele valori:

• 14°C — în timpul efectuării unei activități care nu necesită efort fizic mare;
• 12°C — când munca este clasificată ca fiind de intensitate medie;
• 8°C — la efectuarea unei munci grele.

Dacă locurile de muncă se află în apropierea porților și a deschiderilor tehnologice, se instalează ecrane sau despărțitori. Perdeaua aerotermică de lângă ușile care dau spre exterior trebuie să fie formată din aer cu o temperatură maximă de 50°C, iar la porți — de cel mult 70°C.

Aspirația locală cu utilizarea unor aspirații speciale

Sistemul local de aspirare cu ajutorul unor dispozitive speciale de aspirare captează mai întâi, apoi evacuează impuritățile dăunătoare sănătății sub formă de gaze, fum și praf.

Acesta este un fel de duș de aer, a cărui sarcină constă în insuflarea aerului proaspăt într-un loc fix și reducerea temperaturii în zona de admisie. Se folosește în producție acolo unde muncitorii sunt expuși la temperaturi ridicate și la energie radiantă cu o intensitate de peste 300 kcal/m² pe oră, emisă de cuptoarele de încălzire și de topire.

Astfel de instalații pot fi atât staționare, cât și mobile. Ele trebuie să asigure o viteză de suflare de la 1 la 3,5 m/s.

Utilizarea dușului de aer este una dintre modalitățile de stabilire a echilibrului termic între om și mediul în care este nevoit să se afle.

Există și conceptul de oază de aer, care reprezintă același dispozitiv integrat în sistemul de ventilație locală. Acesta creează într-o anumită parte a incintei de producție un microclimat cu parametri prestabiliți.

Aerul purificat, furnizat într-o zonă delimitată prestabilită, este de obicei supus unui tratament special de termoumiditate.

Oaza de aer creează condiții îmbunătățite la locul de muncă și neutralizează efectul substanțelor nocive. Adesea, acestea sunt cabine separate, dar când instalarea lor nu este posibilă, la locurile de muncă se dirijează un jet de aer.

Dacă dispozitivul local de aspirare este apropiat direct de locul de emisie a substanțelor care poluează spațiul, se va reuși eliminarea aerului care conține un procent mai mare al acestora decât în cazul ventilației de tip general. Ventilația locală permite reducerea semnificativă a schimbului de aer.

Calculul schimbului de aer

Dacă, în urma activității de producție, nu se emit substanțe nocive, atunci cantitatea de aer necesară pentru ventilație se calculează conform formulei:

L = N x Ln, unde

N — numărul de persoane aflate de obicei în încăpere, Ln — volumul de aer necesar pentru o persoană, măsurat în m³/h. Conform normei, acesta este cuprins între 20 și 60 m³/h.

Folosind un astfel de parametru precum rata de schimb a aerului, calculul se efectuează conform formulei:

L = n x S x H, unde

n — rata de schimb de aer din încăpere (pentru încăperi industriale n=2), S — suprafața încăperii în m², iar H — înălțimea acesteia în m.

Concluzii și material video util pe această temă

Aici găsiți totul despre subtilitățile diverselor sisteme de ventilație:

Detalii despre montarea sistemului:

Oricare ar fi sistemul de ventilație ales, acesta trebuie să posede două proprietăți principale: o execuție constructivă corectă și funcționalitate. Numai în îndeplinirea acestor condiții, la locul de producție va fi menținut un microclimat optim pentru sănătate.

Aveți ceva de adăugat sau întrebări legate de subiectul organizării ventilației în clădirile industriale? Vă rugăm să lăsați comentarii la publicație. Formularul de contact se află în blocul de jos.