Расчетные температуры, кратности воздухообменов

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель занятия: изучить различные виды промышленной вентиляции, гигиенические требования к организации вентиляции производственных помещений аптек; освоить методы определения необходимого воздухообмена и его кратности в различных аптечных помещениях, гигиенической оценки эффективности вентиляционных систем.

Контрольные вопросы

1. Источники загрязнений воздуха производственных помещений аптек. Назначение и виды вентиляции.

2. Естественная вентиляция, организованный и неорганизованный воздухообмен, аэрация. Факторы, определяющие интенсивность вентиляции.

3. Искусственная вентиляция. Системы вентиляции.

4. Организация воздухообмена аптечных учреждений. Особенности организации вентиляции в производственных помещениях аптек с выделением в воздух избыточного тепла, водяных паров, пыли, ядовитых паров и газов.

5. Воздушный баланс, кондиционирование воздуха

6. Особенности системы подготовки вентиляционного воздуха на предприятиях фармацевтической промышленности

7. Гигиеническая оценка эффективности вентиляционных систем производственных помещений. Определение необходимого воздухообмена в различных аптечных помещениях и его кратности.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Источники загрязнений воздуха производственных помещений аптек. Назначение и виды вентиляции.

Вентиляция в производственных помещениях является исключительно важным и эффективным средством охраны здоровья работающих и профилактики заболеваний.

В производственных помещениях многие технологические процессы сопровождаются выделением тепла, влаги, вредных веществ в виде паров, газов и пыли. Наряду с этим воздух помещений постоянно загрязняется выдыхаемым человеком углекислым газом, продуктами разложения пота, сальных желез, органических веществ, содержащихся в одежде и обуви, а также химическими веществами, выделяющимися из полимерных материалов. Для поддержания заданных параметров воздушной среды в помещении необходимы подача свежего и удаление загрязненного воздуха.

Воздух химико-фармацевтических предприятий и аптечных производственных помещений может загрязняться в процессе изготовления и выдачи лекарств, при проведении химического анализа приготовленных препаратов. Например, при развешивании, дозировке, пересыпке, расфасовке, химическом анализе лекарственных препаратов в ассистентской, фасовочной, в комнате провизора-аналитика воздух загрязняется пылью, парами и газами лекарственных веществ. В моечной, дистилляционно-стерилизационной воздух может содержать избыточное тепло и влагу. Длительное пребывание большого количества людей в помещении торгового зала вызывает изменения физических свойств и химического состава воздуха (температуры, влажности, содержания диоксида углерода, количества микроорганизмов и др.).

Поддержание в производственных помещениях параметров воздушной среды, удовлетворяющих гигиеническим требованиям, осуществляется различными системами вентиляции, при проектировании которых учитываются количества выделяющихся вредностей. Промышленная вентиляция занимает важное место в комплексе профилактических мероприятий по оздоровлению воздушной среды производственных помещений, направленных на улучшение условий труда рабочих. Непосредственное ее назначение - борьба с избытком тепла и влаги, а также газов, паров и пыли.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной, механической и смешанной вентиляции.

Естественная вентиляция, организованный и неорганизованный воздухообмен, аэрация.

Факторы, определяющие интенсивность вентиляции.

Побудителем движения воздуха при естественной вентиляции является давление ветра на стены здания (ветровой напор), обеспечивающее движение воздуха через помещение в горизонтальном направлении, и разница температур в помещении и снаружи (тепловой напор), вызывающий перемещение конвекционных токов воздуха по вертикали и удаление нагретого, загрязненного воздуха через отверстия в верхней части помещения.

Естественная вентиляция может применяться в форме сквозного проветривания, осуществляемого за счет ветрового напора, и в форме управляемой вентиляции - аэрации. Сквозное проветривание применяется обычно в производственных помещениях с большим числом работающих и при отсутствии в воздухе вредных выделений (токсической пыли, паров и газов). Аэрация используется только в помещениях с избыточным теплом (так называемых горячих цехах) с выделением тепла более 23 Вт/м³. Наружный воздух при аэрации поступает в помещение через открытые оконные проемы и фрамуги, а загрязненный, уносящий с собой избыток тепла, влаги, производственную пыль, удаляется из цеха через верхние проемы или специальные устройства. Местная естественная вытяжная вентиляция организуется в виде вытяжных шахт (труб), расположенных над местами выделения горячих паров и газов (нагревательные печи, кузнечные горны) и выведенных на крышу здания. Для повышения эффективности естественной вытяжки внутри вытяжных шахт устанавливаются дефлекторы различной конструкции.

Искусственная вентиляция. Системы вентиляции.

Побудителем движения воздуха при механической вентиляции служат специальные устройства (вентиляторы, эжекторы).

Механическая вентиляция подразделяется по направлению воздушного потока на приточную и вытяжную. Они могут быть в форме общей (общеобменной) и местной (локальной) вентиляции. Общеобменная вентиляция предназначена для создания оптимальных и допустимых метеорологических условий во всем помещении. Она обычно применяется, если рабочие места равномерно располагаются по всему помещению, а вредные выделения поступают непосредственно в воздух рабочей зоны. Поступающий воздух должен распределяться равномерно по всему объему помещения.

Приточные отверстия общей вентиляции, как правило, подают воздух в нижнюю (рабочую) зону помещения. Подача воздуха в верхнюю зону возможна в двух случаях: при наличии в помещении постоянных источников пыли (во избежание подъема осевшей пыли) и водяных паров, которые могут конденсироваться в прохладном приточном воздухе, поэтому воздух подается нагретым до 30-35 С в верхнюю зону помещения. Местная приточная вентиляция (в комбинации с аэрацией или механической приточно-вытяжной вентиляцией) применяется, как правило, в горячих цехах в виде «воздушного душа», подающего прохладный (18 С) воздух прямо на работающего человека, «воздушного оазиса», представляющего собой огражденное водяной пленкой место отдыха рабочих, внутрь которого подается прохладный воздух, а также в виде «воздушной тепловой завесы» (потока теплого воздуха не выше 50-70 С в дверных наружных проемах производственных помещений и у наружных ворот). Скорость выпуска воздуха из щелей или отверстий воздушных и воздушнотепловых завес должна быть у наружных дверей не более 8 м/с и у ворот - 25 м/с.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления загрязненного вредными выделениями воздуха из помещения, например из моечной аптек, комнаты химика-аналитика.

Общая вытяжная вентиляция удаляет загрязненный воздух из верхней зоны производственных помещений. Местная вытяжная вентиляция применяется непосредственно в местах выделения вредных веществ, образующихся при ряде операций (взвешивании, дозировании, загрузке и др.), для предотвращения их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция является наиболее эффективным способом борьбы с избыточными тепло- и влаговыделениями, газами, парами, пылью. Поскольку концентрация вредных выделений в месте образования более высокая, расход воздуха для их удаления требуется значительно меньший, чем при общеобменной вентиляции.

Местные отсосы должны отвечать следующим требованиям:

- высокая герметичность,

- удобство обслуживания,

- стойкость к агрессивным средам,

- малые расходы воздуха,

- высокая эффективность улавливания вредных веществ.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. Они улавливают вредные вещества максимально полно при минимальном объеме удаляемого воздуха. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие пылящее оборудование. В ряде случаев герметизацию укрытий невозможно осуществить по технологическим причинам. В этих случаях применяют отсосы с частичным укрытием (вытяжной шкаф) или открытые: вытяжные зонты, вытяжные панели, бортовые отсосы и другие устройства. Вытяжные шкафы почти полностью укрывают источник вредных выделений. Незакрытыми остаются только рабочие проемы, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Вытяжные зонты применяются для улавливания вредных выделений, поднимающихся вверх. Зонты устанавливаются над скоплением источников тепло- и влаговыделений и другими источниками нетоксичных вредностей, выделяющихся вместе с теплом. Отсасывающие панели применяются для удаления вредных выделений в том случае, когда зона вредных выделений относительно велика и более полное укрытие организовать невозможно. Бортовые отсосы устанавливаются по периметру открытых ванн, содержащих технические растворы, с поверхности которых выделяются вредные пары и газы. Принцип работы этих отсосов состоит в том, что приточный воздух захватывает вредные пары, газы и уносит их в вытяжной воздуховод.

Организация воздухообмена аптечных учреждений.

В аптечных учреждениях системы вентиляции и кондиционирования считаются эффективными, если с их помощью поддерживаются микроклиматические условия в помещениях в соответствии с требованиями санитарных регламентов и удаляются вредные вещества из воздуха рабочей зоны до уровней ПДК.

Вся система искусственной вентиляции аптечных помещений должна быть смонтирована таким образом, чтобы воздух из одного помещения не проникал в другие. Разный характер работы в различных помещениях аптеки требует особенно тщательного подхода к выбору системы вентиляции и типа вентиляционных устройств.

Так, в ассистентской — основном производственном помещении, где можно ожидать выделения лекарственной пыли, газообразных лекар­ственных и химических веществ, устраивается общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с преобладанием вытяжки над притоком (+2—3). Вытяжные и приточные отверстия располагаются в верхней зоне помещения. Такую же вентиляцию следует предусмотреть в распаковочной, дистилляционной, дефектарской, расфасовочной, кладовых, в комнате провизора-аналитика. В последней, помимо общеобменной приточно-вытяжной вентиляции, должна быть местная вытяжная вентиляция — вытяжной шкаф.

На вентиляцию моечной и дистилляционно-стерилизацион-ной должно быть обращено особое внимание, так как от ее правильного устройства и эксплуатации зависят микроклиматические условия всей аптеки. Вследствие того, что в этих помещениях, особенно в моечной, имеются источники тепло- и влаговыделения, при недостаточно эффективной работе вентиляции горячий и влажный воздух может проникать в другие помещения аптеки, поэтому в моечной и дистилляционно-стерилизационной должна функционировать приточно-вытяжная вентиляция с кратностью воздухообмена +3—4. В моечной, кроме того, необходимо устройство местной вытяжной вентиляции над моечными ваннами в виде зонта.

В торговом зале также необходима общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с преобладанием вытяжки над притоком (+3-4).

Вентиляция асептического блока и особенно асептической комнаты должна обеспечивать движение воздушных потоков из асептической в прилегающие к ней помещения — шлюз, а затем в коридор. Необходимо создать подпор воздуха из асептической, препятствующий проникновению неочи­щенного воздуха снаружи. Вентиляция асептической должна обес­печивать воздухообмен с кратностью +4—2. Подача воздуха долж­на осуществляться через потолочную перфорированную панель и боковые приточные щели на уровне не ниже 2,5 м от пола. Вы­тяжные отверстия должны располагаться в противоположном конце асептической внизу у пола. Подаваемый воздух необходи­мо очищать, пропуская его через специальные фильтры.

Санитарный контроль за вентиляцией включает в себя проверку достаточности воздухообмена и соответствия качества подаваемого воздуха санитарным требованиям.

Гигиенические требования к вентиляционному и температурному режимам аптечных организаций представлены в таблице 1.

Таблица 1

РАСЧЕТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, КРАТНОСТИ ВОЗДУХООБМЕНОВ

АПТЕЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ (АПТЕК)

Особенности организации вентиляции в производственных помещениях аптек с выделением в воздух избыточного тепла, водяных паров, пыли, ядовитых паров и газов.

В помещениях с избыточным теплом наиболее эффективным является поддержание оптимальных и допустимых температур воздуха в целом за счет общеобменной естественной (аэрация) или механической вентиляции с использованием местного притока воздуха в виде воздушного душирования для отдельных рабочих мест. Для «горячих цехов» аэрация - наиболее дешевый и надежный способ вентиляции.

Для обеспечения нормального теплового баланса организма в помещениях с избыточной влагой вентиляция должна способствовать удалению излишка влаги и предупреждению образования конденсата водяных паров в воздухе и на внутренних поверхностях ограждений. Для этого наиболее рациональны герметичные местные вытяжные устройства в виде отсосов. При невозможности их использования применяется общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с подачей подогретого сухого воздуха в рабочую и верхнюю зоны и извлечением влажного теплого воздуха из верхней зоны помещения.

Для удаления вредных паров и газов наиболее эффективна местная вытяжная вентиляция с организацией подачи приточного воздуха в верхнюю зону помещения. При невозможности ее использования применяется общеобменная приточная вентиляция, которая при подаче чистого воздуха в рабочую зону (на высоте 1,2-1,5 м от пола) способствует разбавлению поступающих в помещение вредных веществ до ПДК. Извлечение загрязненного воздуха в этих случаях рекомендуется производить из зон, наиболее приближенных к местам выделения вредностей, а при избытке тепла - из верхней зоны, даже при выделении тяжелых газов и паров. Для борьбы с пылью единственно эффективным средством обеспыливания является местная вытяжная вентиляция, удаляющая пыль из очага ее образования. В случаях, когда образуется аэрозоль конденсации или работы выполняются не на фиксированных рабочих местах, приходится использовать общеобменную приточную вентиляцию, рассчитанную на разбавление аэрозоля.

Скорость отсоса загрязненного воздуха зависит от дисперсности загрязнений и степени их токсичности (класса опасности). Грубодисперсную пыль рекомендуется удалять со скоростью не менее 4 м/с, мелкодисперсную - 2 м/с. Для удаления высокотоксичных паров и газов рекомендуется соблюдать скорость отсоса не менее 1,5 м/с, для малотоксичных - 0,7 м/с. Воздуховоды для отсоса пыли не должны иметь острых углов в местах изменения их направления и не должны быть объединены с воздуховодами, удаляющими пары воды или ядовитых веществ, во избежание накопления пылевых отложений и закупорки воздуховодов.

Соотношение общего количества приточного и удаляемого воздуха (воздушный баланс)

Воздушный баланс считается уравновешенным, если количество воздуха, поступающее в помещение, равно количеству воздуха, которое за это время удаляется из помещения вытяжной вентиляцией. Если количество организованно подаваемого в помещение воздуха больше, чем количество удаляемого, в помещении создается повышенное давление; в этом случае воздушный баланс положительный. Обычно положительный воздушный баланс применяется в помещениях, куда нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений («чистые» помещения: асептический блок аптек) или холодного воздуха снаружи. Благодаря избыточному давлению воздуха в асептическом блоке движение воздушных потоков будет направлено из этого блока в прилегающие к нему помещения. Если из помещения за счет вытяжной вентиляции удаляется больше воздуха, чем подается приточной вентиляцией, воздушный баланс отрицательный (помещения с вредными выделениями). Также в асептическом блоке рекомендуется с помощью специального оборудования создание горизонтальных или вертикальных ламинарных потоков чистого воздуха во всем помещении или в отдельных локальных зонах для защиты наиболее ответственных участков или операций (чистые камеры). Чистые камеры или столы с ламинарным потоком воздуха должны иметь рабочие поверхности и колпак из гладкого прочного материала. Скорость ламинарного потока - в пределах 0,3-0,6 м/с при регулярном контроле стерильности воздуха не реже 1 раза в месяц.

Кондиционирование воздуха

Под кондиционированием воздуха понимают создание и автоматическое поддержание в закрытых помещениях постоянства таких показателей воздушной среды, как температура, влажность, давление, газовый и ионный состав, запах и скорость движения воздуха. Устройство, осуществляющее требуемую обработку воздуха (очистку, подогрев или охлаждение и др.), называется установкой кондиционирования, или кондиционером. С помощью кондиционеров в помещениях обеспечивается необходимый микроклимат для создания условий комфорта и нормального протекания технологических процессов.

Особенности системы подготовки вентиляционного воздуха на предприятиях фармацевтической промышленности

В связи с внедрением на многих предприятиях фармацевтической промышленности правил GMP («надлежащей производственной практики») одним из основных вопросов является подготовка так называемых чистых производственных помещений (ЧПП), или «чистых зон», в которых происходят наиболее ответственные технологические операции получения лекарственных препаратов.

Чистые помещения являются главным потребителем и составной частью системы подготовки воздуха. Основные возможные источники загрязнения воздуха: персонал, оборудование, технологический процесс, выделяющиеся в воздух частицы, образующие аэрозоль из твердых частиц, взвешенных в воздухе, или туман из жидких. Для удаления частиц, образующих аэрозоли или туманы, предназначена система многоступенчатой фильтрации атмосферного воздуха.

Одним из основных документов, описывающих метод многоступенчатой фильтрации воздуха, является «Типовая схема подготовки вентиляционного воздуха».

Система очистки воздуха в предложенной схеме состоит из нескольких фильтров: фильтра грубой очистки, фильтра тонкой очистки, высокоэффективных фильтров финишной очистки. После прохождения фильтра грубой очистки воздух поступает в центральный кондиционер, где последовательно подвергается нагреванию, охлаждению и снова нагреванию, затем поступает в пароувлажнитель и через вентилятор в фильтр тонкой очистки, после этого - в высокоэффективный фильтр. Далее воздух поступает в чистые помещения различных зон А, В, С, D, к которым предъявляются соответствующие требования по содержанию механических частиц размером 0,5 мкм и содержанию микроорганизмов. В данном варианте типовой схемы также осуществляется дифференцированный возврат рециркулирующего воздуха, который позволяет уменьшить затраты на подготовку воздуха. Система работает с двумя кондиционерами.

Определение необходимого воздухообмена в производственных помещениях

Вентиляцию (воздухообмен) характеризуют объем вентиляциии кратность воздухообмена.

Объем вентиляции — это количество воздуха (в м³), поступающего в помещение на протяжении часа. Расчет величины подаваемого и удаляемого воздуха проводится исходя из количества вредных выделений, подлежащих разбавлению до допустимых уровней. При расчетах воздухообмена помещений определяется расход приточного воздуха, необходимого для поглощения избыточного тепла, влаги, вредных веществ.

Необходимый объем воздуха, подаваемого в помещения при газовыделении, рассчитывается по формуле:

Если в помещении в воздух рабочей зоны выделяется не одно, а несколько различных вредных ингредиентов (пары, газы), расчет производительности общеобменной вентиляции имеет свои особенности. Так, при одновременном выделении в рабочую зону химических веществ, не обладающих однонаправленным характером токсического действия, производится расчет объема общеобменной вентиляции отдельно для разбавления каждого компонента до ПДК.

При однонаправленном действии химических веществ, одновременно выделяющихся в рабочую зону, расчетный воздухообмен находят суммированием объемов воздуха, полученных из расчета по каждому веществу. При этом допустимыми для проектирования считают такие концентрации (С), которые удовлетворяют условию:

Необходимое количество воздуха, подаваемого в помещения при пылевыделении, рассчитывается по формуле:

Расчет приточного воздуха, необходимого для разбавления избыточных тепловыделений при устройстве аэрации, производится по формуле:

Если в помещении качество воздуха ухудшается только в результате присутствия людей, то расчет объема вентиляции проводится по количеству диоксида углерода по формуле:

К • n

L = ^{______________} ,

Р₁ – Р₂

где L – объем вентиляции, м³;

К – количество СО₂, выдыхаемое человеком в час (22,6 л);

n – число людей в помещении;

Р₁ – максимально допустимое содержание СО₂ в помещении (0,1% = 1%₀ = 1 л/м³);

Р₂ – содержание СО₂ в атмосферном воздухе (0,04%=0,4%₀ =0,4 л/м³).

Определение и оценка эффективности вентиляционных систем

Эффективность работы вентиляционных систем определяется по результатам объективных размеров. С этой целью определяют объем воздуха, подаваемого или удаляемого данной системой в единицу времени. Он рассчитывается по формуле:

Q = V • S • t

где:

Q – искомое количество воздуха (м³);

V - скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии, м/с;

S - площадь сечения вентиляционного отверстия, м²;

t - время вентиляции (сек)

Кратность воздухообмена – величина, показывающая, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении заменяется на наружный. Кратность воздухообмена определяется по формуле:

P=Q/K,

где Р – кратность воздухообмена

Q – количество воздуха подаваемого или удаляемого из помещения (м³/ч)

К – объем помещения (м³)

Перед величиной кратности воздухообмена обычно ставится знак (+) или (-). В первом случае это означает воздухообмен по притоку, а во втором - по вытяжке. Зная необходимый объем подаваемого или удаляемого воздуха, можно рассчитать требуемую кратность воздуха по притоку или по вытяжке.

Пример 1. При санитарно-гигиеническом обследовании воздушной среды в послеоперационной палате объемом 69,7м³, где находятся 4 больных, содержание СО₂ составило 0,12%. Определите необходимый и фактический объем вентиляции и кратность воздухообмена.

Решение: К ∙ n 22,6∙ 4

1. L _{необходимый объем вентиляции} = ^_______ = ^__________ = 150,6 м³

Р - Р₁ 1- 0,4

150,6 м³

Р_{необходимая кратность воздухообмена} = ^____________ = 2, 16 раза

69,7 м³

К ∙ n 22,6∙ 4

2. L _{фактический объем вентиляции} = ^________ = ^___________ = 113 м³

Р - Р₁ 1,2 - 0,4

113 м³

Р_{фактическая кратность воздухообмена} = ^____________ = 1, 62 раза

69,7 м³

Заключение: фактическая кратность воздухообмена (1,62 раза в 1 ч) значительно ниже необходимой (2,16 раза в 1 ч), что свидетельствует о неэффективности вентиляции в обследованной палате.

Пример 2. В палате кубатурой 60 м³, где находятся три человека, проветривание происходит за счет форточки, которую открывают на 10 мин каждый час. Скорость движения воздуха в вентиляционном отверстии – 1 м/с, площадь форточки – 0,15 м². Определите кратность воздухообмена.

Решение:

1. Определяем фактический объем подаваемого в помещение воздуха и фактическую кратность воздухообмена:

за 10 мин (600 секунд) в палату поступает

Q = V • S • t = 1•0,15м² • 600 = 90м³

Кратность воздухообмена при этом составляет: Р = ^_______ = 1,5

60

2. Определяем необходимый объем вентиляции и кратность воздухообмена:

22,6 ∙ 3 113

L = ^__________ = 113 м³; Р = ^_________ = 1,9 раза

1- 0,4 60

Заключение: Фактическая кратность воздухообмена ниже необходимой для обследуемого помещения, что свидетельствует о неэффективности вентиляции в обследованной палате.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Решите ситуационные задачи

Задача 1

Определите фактическую и необходимую кратность воздухообмена для жилой комнаты объемом 5,5 х 3,9 х 2,8 м, в которой проживает 3 человека. Содержание СО₂ в момент исследования составило 0,19%.

Дайте гигиеническую оценку объема вентиляции и кратности воздухообмена.

Задача 2

На кафедре в учебном классе глубиной 6,2 м, длиной 8 м, высотой 3,1 м занимается 14 студентов. К концу занятий концентрация СО₂ составила 0,18%.

Каков фактический и необходимый объем вентиляции и кратность воздухообмена?

Задача 3

В аудитории с объемом 8х15х5 м занимается 80 студентов. Аудитория оборудована приточно-вытяжной вентиляцией. Определить, какое количество воздуха должно подаваться в аудиторию в течение часа. Какая при этом будет кратность воздухообмена.

Задача 4

В больничной палате объемом 60 м³ находятся 4 больных. Проветривают ее путем открытия форточки на 10 мин через каждый час. Площадь форточки 0,15 м². Скорость движения воздуха 1м/с.