Гигиенические основы вентиляции

Вредные факторы, устраняемые вентиляцией:

- избыточная теплота (конвекционная и лучистая);

- избыточные водяные пары — влага;

- газы и пары химических веществ;

- токсичная и нетоксичная пыль;

- радиоактивные вещества.

Избыточная теплота. Взрослый человек в спокойном состоянии и при нормальных микроклиматических условиях выделяет в окружающую среду 85 — 120 Вт, из которых 20 % — конвекцией; 55 % — излучением и 25 % — испарением влаги. Количество выделяемой человеком теплоты изменяется в зависимости от физической нагрузки и температуры воздуха в помещении (табл. 13.1, или (5.16)).

Таблица 13.1. Количество теплоты и влаги, выделяемой за 1 ч взрослыми людьми (мужчинами) в зависимости от их физической нагрузки и температуры воздуха в помещении ( Q_явн, Вт; G_n, г/ч)

Примечания. 1. При t = 35 ^оС выделений явной теплоты почти нет (5 — 10 Вт). 2. Женщины выделяют 85 %, а дети —75 % теплоты и влаги по сравнению с мужчинами.

«Явное» тепловыделение - теплота, выделяемая организмом человека, повышающая температуру воздуха помещения.

«Скрытая» теплота идет на испарение влаги, она хотя и увеличивает энтальпию воздуха, но почти не изменяет его температуру.

Количество теплоты, поступающей в помещение от солнечной радиации, при t_н> 10^оС:

для остекленных поверхностей, освещенных солнцем,

Q_c = [k_с k_1сq_c + k₂(t_н - t_в)]/F; (13.1)

для остекленных поверхностей, находящихся в тени,

Q_т = [k_т k_1тq_т + k₂(t_н - t_в)]/F; (13.2)

где q_c, q_т — количество теплоты, поступающей в помещение от солнечной радиации через 1 м² обычного одинарного стекла окон, освещенных солнцем или находящихся в тени (справочное), Вт/м²; k_с, k_т — коэффициенты, учитывающие затемнения стекол переплетами рам и загрязнения атмосферы; k_1с, k_1т — коэффициенты, учитывающие изменение теплопоступления за счет солнечной радиации при применении остекления, отличного от остекления из листового одинарного стекла; k₂ — коэффициент теплопередачи остекления, Вт/(м²·К); F —площадь проема в строительной конструкции.

При расчете вентиляции поступление теплоты от теплопередачи окон [второй член в (13.1) и (13.2)] не учитывается.

Рассмотрим источники поглощения теплоты - расходную часть теплового баланса.

Влаговыделение. Большая влажность воздуха при высокой температуре вызывает накопление теплоты в организме, так как отдача теплоты испарением уменьшается. Повышенная влажность воздуха при низкой температуре вызывает охлаждение организма, так как влажная кожа и влажный воздух более теплопроводны.

При избыточной влаге и температуре ниже точки росы образуется туман, который конденсируются на ограждающих конструкциях, что вызывает их преждевременное разрушение.

Значительное количество влаги может выделяться при испарении с открытой поверхности воды (бани, прачечные). Расход теплоты в этом случае учитывается тогда, когда температуры испаряющейся воды ниже окружающего воздуха, но выше точки росы.

Ориентировочный расход теплоты Q₂¹, Вт

Q₂¹ = Gr/1000, (13.3)

где G — количество испаряющейся влаги, г/с; r — теплота испарения, кДж/кг.

Газовыделение. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций. Согласно ГОСТ 12.1.005—88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны — концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Таблица 13.2. Предельно допустимые концентрации, мг/м³, некоторых вредных веществ в воздушной среде

* Опасны также при поступлении через кожу.

** При продолжительности работы в атмосфере, содержащей оксид углерода, менее 1 ч ПДК оксида углерода может быть повышена.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на 4 класса: 1 — чрезвычайно опасные; 2 — высокоопасные; 3 — умеренно опасные и 4 — малоопасные. В табл. 13.2 приведены данные о ПДК некоторых вредных веществ для воздуха рабочей зоны производственных помещений и атмосферного воздуха населенных пунктов. Полные сведения о ПДК приведены соответственно в ГОСТ 12.1.005—88 и СН 245-71.

Таблица 13.3. Изменение состава воздуха по объему, %

Человек в состоянии покоя в течение 1 ч вдыхает и выдыхает в среднем 500 л воздуха. При дыхании состав воздуха изменяется (табл. 13.3). Содержание углекислоты в воздухе, если оно обусловливается пребыванием людей в помещении, может служить показателем загрязнения воздуха в результате жизнедеятельности организма человека.

В цехах и отделах промышленных предприятий воздух загрязняется главным образом газами и парами, образующимися при протекании технологических процессов. Многие из них опасны для здоровья человека.

Вредное влияние на здоровье человека оказывает пыль, находящаяся в воздухе. Наиболее опасна для организма человека пыль, содержащая двуокись кремния (SiO₂), асбестовая пыль, а также пыль ядовитых веществ (окись свинца и др.). Мельчайшие частички свинцовой пыли, попавшие в организм, вызывают хроническое отравление. Вредность пыли зависит также и от ее крупности и формы: чем мельче пыль и чем острее ее форма, тем она вреднее (опаснее), так как может глубоко проникать в дыхательные пути. Следует, кроме этого, иметь в виду, что некоторые виды пыли в определенной концентрации взрывоопасны.

Очень важным показателем санитарного состояния воздуха в помещениях является количество находящихся в нем микроорганизмов. Число их увеличивается при загрязнении воздуха пылью. Воздух считается загрязненным, если в 1 м³ находится более 4500 микроорганизмов.

Загрязнения радиоактивными веществами подобны обычным промышленным химическим загрязнениям, но отличаются oт них повышенной токсичностью; при скоплении в большом количестве они могут представлять опасность радиоактивного поражения. Влияние радиоактивных примесей на здоровье человека постоянно изучается и тщательно проверяется.

Мероприятия по борьбе с запыленностью воздуха помещений определяют на основе данных технологов и норм проектирования. При этом пылящее оборудование герметизируют, а вентиляцию локализуют. Для локализации пылевыделяющих очагов применяют различные укрытия. Общеобменную вентиляцию для борьбы с пылью используют очень редко. Осуществляя общеобменную вентиляцию, следует иметь в виду, что крупные и тяжелые взвешенные в воздухе частицы, выпадая из воздуха, быстро оседают на различных поверхностях и только мельчайшие перемешиваются с воздухом и, подобно газам, разносятся токами по помещению, участвуя в циркуляции. Допустимую концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений принимают согласно ГОСТ 12.1.005—88.