Вентиляция цеха обычно совмещается с воздушным отоплением.
В целом же производительность и компоновка систем вентиляции цехов зависит от производственных процессов, происходящих в этих цехах. Промышленная вентиляция цеха одного назначения может в значительной мере отличаться от вентиляции цеха другого назначения.
При выборе и установке оборудования следует учитывать все особенности здания и непосредственного назначения цеха. Если все расчеты будут составлены верно, а все требования будут соблюдены, то воздухообмен будет функционировать правильно, а вместе с ним не будет нарушена работа самого цеха.
Цели вентиляции в зависимости от назначения цеха
В зависимости от назначения цеха система вентиляции в нем может выполнять различные функции:
- Наиболее простой вариант — вентиляция цехов сборки или механообработки. Здесь может быть применена обычная общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с относительно небольшим расходом.
- На деревообрабатывающих предприятиях основная задача вентиляции состоит в том, чтобы удалить от мест обработки древесины стружки, пыли и т.п. Для этого необходима мощная вытяжная вентиляция. Она уносит вредные вещества и в специальных устройствах (циклоны, фильтры) отделяет их от воздуха и собирает в бункер.
- При сборке космических кораблей вентиляция цеха решает задачу не только удаления вредных отходов. Здесь также важно точное поддержание температуры в цехе. Поэтому на таких предприятиях предусматривается мощная система кондиционирования воздуха с точным поддержанием температуры. Учитывая её мощность (холодпроизводительность до 4МВт и более), такую систему строят, как правило, на базе чиллера.
- Наиболее мощная вентиляция характерна для цехов металлургических предприятий. Например, на заводе «Северсталь» в г. Череповец установлены вентиляторы электрической мощностью в 1 000 кВт каждый, а диаметры воздуховодов доходят до 6 метров. Основная задача — удаление огромного количества пыли и тепла.
Требования к микроклимату цехов
Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха в рабочих зонах (рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся рабочие места) следует принимать на теплый, холодный и переходный периоды года, исходя из категории работы по тяжести, по назначению помещений, по избыткам явного тепла согласно таблице 1.
При этом отметим, что в производственных помещениях с площадью пола на одного работающего более 100 м 2 нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, указанные в табл. 1, допускается обеспечивать только на постоянных рабочих местах. В нерабочее время в отапливаемых производственных помещениях температура воздуха в холодный и переходный периоды года не нормируется.
Таблица 1. Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений (согласно СН 245-71 — «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий»)
| Характеристика производственных помещений | Категория работы | Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха ниже + 10 °С) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| На постоянных рабочих местах | |||||
| Оптимальные | |||||
| температура воздуха в °С | относительная влажность воздуха в % | скорость движения воздуха в м/сек | |||
| Помещения, характеризуемые незначительными избытками явного тепла (20 ккал/м3*ч и менее) | Легкая | 20-22 | 60-30 | Не более 0,2 | |
| Средней тяжести | 17-19 | 60-30 | Не более 0,3 | ||
| Тяжелая | 16-18 | 60-30 | То же | ||
| Помещения, характеризуемые значительными избытками явного тепла (более 20 ккал/м3*ч) | Легкая | 20-22 | 60-30 | Не более 0,2 | |
| Средней тяжести | 17-19 | 60-30 | Не более 0,3 | ||
| Тяжелая | 16-18 | 60-30 | То же | ||
| Характеристика производственных помещений | Категория работы | Холодный и переходный периоды года (температура наружного воздуха ниже + 10 °С) | |||
| На постоянных рабочих местах | Допустимая температура воздуха в °С вне постоянных рабочих мест | ||||
| Допустимые | |||||
| температура воздуха в °С | относительная влажность воздуха в % | скорость движения воздуха в м/сек | |||
| Помещения, характеризуемые незначительными избытками явного тепла (20 ккал/м3*ч и менее) | Легкая | 17-22 | Не более 75 | Не более 0,3 | 15-22 |
| Средней тяжести | 15-20 | То же | Не более 0,5 | 13-20 | |
| Тяжелая | 13-18 | « | То же | 12-18 | |
| Помещения, характеризуемые значительными избытками явного тепла (более 20 ккал/м3*ч) | Легкая | 17-24 | Не более 75 | Не более 0,5 | 15-26 |
| Средней тяжести | 16-22 | То же | Не более 0,5 | 15-24 | |
| Тяжелая | 13-17 | « | То же | 12-19 | |
Воздушное душирование
Как известно, для цеховых помещений характерны высокие потолки (до 10 метров и выше). При этом оптимальной схемой вентиляции является воздушное душирование. Воздушное душирование следует предусматривать на постоянных рабочих местах, характеризуемых воздействием лучистого тепла на работающих 300 ккал/м 2 ч и более.
При воздушном душировании особое значение следует уделять температуре и скорости движения воздуха. Данные параметры регламентируются нормативами. Так, температуры и скорости движения воздуха на постоянных рабочих местах, обслуживаемых воздушными душами, следует предусматривать в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2. Нормы температур и скоростей движения воздуха при воздушном душировании
| Периоды года | Категория работы | При тепловом облучении | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| от 300 до 600 ккал/м2*ч | более 600 до 1200 ккал/м2*ч | более 1200 до 1800 ккал/м2*ч | |||||
| температура воздуха в °С | скорость движения воздуха в м3/сек | температура воздуха в °С | скорость движения воздуха в м/сек | температура воздуха в °С | скорость движения воздуха в м/сек | ||
| Теплый (температура наружного воздуха + 10 °С и выше) | Легкая | 22-24 | 0,5-1,0 | 21-23 | 0,7-1,5 | 20-22 | 1,0-2,0 |
| Средней тяжести | 21-23 | 0,7-1,5 | 20-22 | 1,5-2,0 | 19-21 | 1,5-2,5 | |
| Тяжелая | 20-22 | 1,0-2,0 | 19-21 | 1,5-2,5 | 18-20 | 2,0-3,0 | |
| Холодный и переходный (температура наружного воздуха ниже + 10 °С) | Легкая | 22-23 | 0,5-0,7 | 21-22 | 0,5-1,0 | 20-21 | 1,0-1,5 |
| Средней тяжести | 21-22 | 0,7-1,0 | 20-21 | 1,0-1,5 | 19-20 | 1,5-2,0 | |
| Тяжелая | 20-21 | 1,0-1,5 | 19-20 | 1,5-2,0 | 18-19 | 2,0-2,5 | |
| Периоды года | Категория работы | При тепловом облучении | |||||
| более 1800 до 2400 ккал/м2*ч | 2400 ккал/м2*ч и более | ||||||
| температура воздуха в °С | скорость движения воздуха в м/сек | температура воздуха в °С | скорость движения воздуха в м/сек | ||||
| Теплый (температура наружного воздуха + 10 °С и выше) | Легкая | 19-22 | 2,0-3,0 | 19-20 | 2,5-3,5 | ||
| Средней тяжести | 18-21 | 2,0-3,5 | 18-19 | 3,0-3,5 | |||
| Тяжелая | 18-19 | 3,0-3,5 | 18-19 | 3,0-3,5 | |||
| Холодный и переходный (температура наружного воздуха ниже + 10 °С) | Легкая | 19-22 | 1,5-2,0 | 19-22 | 1,5-2,0 | ||
| Средней тяжести | 19-21 | 2,0-2,5 | 19-21 | 2,0-2,5 | |||
| Тяжелая | 18-19 | 2,5-3,0 | 18-19 | 2,5-3,0 | |||
Как видно из таблиц 1 и 2, нормативные параметры микроклимата в цехах зависят от тяжести работы сотрудников предприятия. Выделяют три уровня категории тяжести работы — легкая, средняя и тяжелая:
- Категория легких работ (затраты энергии до 150 ккал/ч). Сюда относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей (основные процессы швейного производства, точного приборостроения и машиностроения, полиграфической промышленности, работы контролеров, работников связи, конторские работы и т.п.);
- Категория работ средней тяжести (затраты энергии более 150 и до 250 ккал/ч). Это работы, связанные с постоянной ходьбой, переноской небольших тяжестей (до 10 кг) и выполняемые стоя (основные процессы в прядильно-ткацком производстве, в механосборочных цехах, при механической обработке древесины, в сварочных цехах, в механизированных мартеновских, литейных, прокатных, кузнечных, термических цехах и т.п.);
- Тяжелые работы (затраты энергии более 250 ккал/ч). Под тяжелыми работами подразумеваются работы, связанные с систематическим физическим напряжением, а также с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей (цехи кузнечные с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой и заливкой опок и т.п.).