Что такое производственная вентиляция?

Промышленное производство характеризуется специфическими условиями труда, среди которых могут быть токсические, газовые, тепловые выбросы от технологического оборудования в окружающую среду. Чтобы ликвидировать подобные негативные факторы, внутри промышленного цеха организовывается производственная вентиляция – сложная, многоуровневая система нормализации микроклиматических показателей. Предназначена для отведения от рабочей зоны персонала вредных теплогазовыделений промышленной техники.

Виды производственной вентиляции

Классификация промышленного вентилирования проводится по критериям локализации, направленности и способа функционирования. Рассмотрим подробнее.

По принципу функционирования

• Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
  Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

• Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
  Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

• Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
• Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
• Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

• Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
• Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
• Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Оборудование для вентиляции производственных помещений

Система принудительной приточной вентиляции состоит из следующих элементов:

• воздуховоды;
• вентилятор;
• воздушные фильтры;
• воздушные клапаны;
• воздухозаборные решетки;
• шумопоглощающая изоляция;
• калорифер (нагревание воздуха);
• автоматический блок управления при необходимости.

Устройство механической вытяжной вентиляции организовано по такой же модели, за исключением калорифера, фильтров, которые для удаляемого воздуха не нужны.

Локальная вытяжная вентиляция производственных помещений организовывается вытяжными зонтами, гибкими воздуховодами, подключенными к общей системе воздухообмена.

Кроме того, приточно-вытяжное вентилирование может оснащаться рекуператором тепла для экономии электроэнергии во время обогрева входящего потока. Приточные массы нагреваются за счет тепла удаляемого воздуха, не смешиваясь с ним при этом.

Требования к производственной вентиляции

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений регулируется общими требованиями СанПиН, а также параметрами, характерными непосредственно данному цеху предприятия. К ним относятся:

• механическая вентиляция производственных помещений должна отвечать правилам пожарной безопасности;
• удаление опасных для здоровья веществ, выбросов без допуска в рабочую зону персонала;
• обязателен гигиенический и пожарный сертификат о безопасности материалов, из которых произведены элементы вентсистемы;
• антикоррозийное покрытие воздуховодов, либо они должны быть сделаны из материалов, устойчивых к подобным воздействиям;
• толщина покрытия вентиляционных каналов горючей краской не должна превышать 0,2 мм;
• для расположенных непосредственно внутри цеха рабочих зон персонала концентрация вредных веществ не должна составлять более 30 %;
• влажностный, скоростной показатели воздухопотока не нормируются в летний период;
• в зимний период температурный показатель воздуха внутри цеха с находящимся там персоналом – минимум 10⁰ С, при отсутствии людей – минимум 5⁰ С;
• в летний период температурные показатели внутреннего и наружного воздухопотоков равны, либо внутренняя температура не превышает наружную более чем на 4⁰ С;
• неиспользуемые летом цеха требования к производственной вентиляции не регламентируют по температурному показателю;
• общий уровень шума внутри промышленного цеха не должен превышать 110 дБа, сюда включается и рабочий шум системы вентилирования.

Приведенный перечень довольно общий. На практике требования к вентиляции производственных помещений дополняются индивидуальными параметрами производства, конструкции цеха, спецификой выпускаемой продукции и т.д. Кроме того, необходимо обязательно учитывать, как взаимодействуют отопление и вентиляция внутри цеха. А также следует принимать в расчет, что освещение и вентиляция производственных помещений также взаимосвязаны.

Устройство вентиляции. Этапы работ

Согласно СНиП, производственная вентиляция и кондиционирование обязательно должны быть установлены во всех помещениях цеха без исключения.

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений выполняют следующие задачи:

• отведение воздушных масс, наполненных излишним теплом, ядовитыми парами, газовыми образованиями, частицами гари, дыма и т.д.;
• дополнительная очистка системой фильтрации воздухопотока, исходящего от технологического оборудования и содержащего опасные примеси;
• снабжение персонала постоянным притоком свежего воздуха, нормализация температурно-влажностного баланса, который определяет санитарно-гигиенический контроль.

Установка системы вентиляции производственных помещений происходит в несколько этапов:

• подготовительный – начальный этап, на котором производится проектирование, соответствующие расчеты. Исходя из этого выбирается оптимальное оборудование, транспортируются комплектующие, основные элементы, узлы;
• монтажный – происходит составление отдельных элементов, воздуховодов в единый комплекс. Вентиляционная система монтируется, собирается электрическая составляющая, подключается к электросети;
• пуско-наладочный – тестовая проверка правильного функционирования, качества, эффективности, подписание акта сдачи в эксплуатацию.

Проектирование вентиляции производственных помещений

Проектирование вентиляции производственных помещений – сложный, многокомпонентный процесс, который лучше всего доверить профессиональным инженерам-проектировщикам с многолетним опытом работы в данной сфере. Перечень действий, осуществляемых при проектировании системы вентиляции производственных помещений:

• подготовка технического задания на проектирование, которое включает необходимые требования по организации воздухообмена, параметры технологического оснащения;
• утверждение технического задания;
• производится аэродинамический расчет общеобменной вентиляции, локальных вытяжек воздуха в производственных помещениях, цель которого – определение оптимального внутреннего сечения воздуховодных путей;
• подбор вентиляционного оборудования по рассчитанным характеристикам, параметрам;
• выбор дополнительных элементов, необходимых для наладки, балансировки вентсистемы;
• составление чертежей будущей системы вентилирования при помощи специализированных программ;
• составление схем распределения ключевых узлов системы в соответствии с нормами, требованиями.

Вентиляция производственных зданий. Документация

В число необходимой документации при проектировании и установке системы вентилирования входят:

• базовая информация о специфике производства, конструкции помещений, зданий;
• общая схема оптимального расположения вентиляционного оборудования;
• спецификация вентсистемы;
• перечень материалов, из которых необходимо изготовить элементы будущей установки;
• документы по тепловой, противопожарной изоляции вентканалов;
• чертежи вентиляционной сети, включающие схему здания, отметки уровня напольного покрытия, размеры и диаметр вентиляционных каналов, пересечение воздуховодов с другими конструктивными элементами и отрезки их изоляции;
• отдельные чертежи важных узловых соединений, стыковок;
• схемы нестандартных креплений, если они буду использоваться;
• схемы нетипичных конструкций, элементов, узлов.

Для проведения установки вентиляционной системы необходима технологическая карта, в которой определяется перечень параметров, обязательных к выполнению:

• особенности проведения монтажных работ, связанные со спецификой производства;
• требования к транспортировке материалов, изделий, качеству проводимых работ, страховочным работам и т.д.;
• схемы производственного контроля качества проводимых работ;
• определение степени качества оборудования, материалов, технологии работ;
• перечень необходимых транспортных, материальных, технологических ресурсов;
• график выполнения установочных работ;
• технические, экономические затраты.

Вентиляция производственных помещений — виды систем, требования

Что такое промышленная вентиляция и зачем она нужна

Промышленная вентиляция, как понятно из названия, используется на производственных предприятиях. Коротко ее назначение можно сформулировать следующим образом: вентиляция нужна, чтобы удалить из рабочей зоны отработанный воздух и заменить его чистым.

На практике промышленная вентиляция решает четыре основные задачи:

1. Обеспечивает постоянную подачу чистого воздуха в производственные помещения.
2. Удаляет загрязняющие воздух газ, пыль, пары, токсичные вещества.
3. Уменьшает вероятность аварий на производстве вследствие возгораний или взрывов.
4. Помогает поддерживать комфортную температуру и влажность в производственных помещениях.

Где используется промышленная вентиляция

Промышленная вентиляционная установка наиболее востребована для решения задач воздухообмена в помещениях холодного (металло- и деревообработка, сварка), горячего (переплавка металлов, кулинария) и пропарочного (влажно-тепловая обработка изделий) производства. Также их используют в коммерческом секторе – в торговых центрах, гостиницах, офисах и т.д.

Нормы воздухообмена помещений производства

Так как здания промназначения по ряду факторов отличаются от зданий, в которых проживают люди, расчет воздухообменных процессов производится с учетом следующих параметров:

• количество персонала;
• число электроприборов;
• климатических условий;
• мощность естественной вентиляции;
• предназначение помещения;
• тепловыделяющие факторы;
• наличие примесей пыли и вредных веществ;
• химическое воздействие.

Нормы обмена воздухом закреплены в отраслевых стандартах предприятия, правилах техники безопасности. К зданиям промышленного назначения применяется СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопления, вентиляция и кондиционирование воздуха». Этими правилами руководствуются, осуществляя проектирование. Для соблюдения норм санитарии необходимо поступление воздушного притока приблизительно 30 м³/час на одного работающего человека, если объем вентилируемого помещения меньше 20 кубических метров. В случае отсутствия естественной вентиляции воздушный приток должен составлять 60-65 м³.

Проветривание проводится с целью обеспечения хорошего самочувствия сотрудников, снижения утомляемости и позволяет избавиться от большого количества накопившегося углекислого газа и токсичных паров. Не существует специальных требований к проветриванию производства. Однако в условиях больших площадей производственных цехов функцию проветривания выполняют непрерывно включенная система воздухооборота.

Нормы вентиляции в помещениях офисов

В помещениях офисов должны соблюдаться климатические условия, указанные в СанПиН 2.2.4.3359-16. В данном случае расчетная температура воздуха соответствует параметрам, измеренным на высоте двух метров от напольного покрытия на том месте, где большую часть времени пребывают сотрудники компании. В первом приближении температуру определяют по формуле:

где t(н.з.) – температура в нижней двухметровой зоне в ⁰С;
∆t – температурный перепад (градиент), приходящийся на 1 м. высоты, в ⁰С/м;
h – высота от пола до потолка в м.

Если тепло, поступающее от оборудования, не равно теплопотерям, температурный градиент будет составлять несколько градусов.

Нормы проветривания регулируются СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В соответствии с ГОСТ 30494-2011 скорость смены объема воздуха составляет 0,1 м/с

Приточная вентиляция в офисах способствует поступлению воздушных масс в помещения. Он подается с высоты двух метров над поверхностью земли. Часто воздух очищают и по необходимости осуществляют нагрев или охлаждение.

Важность правильного проектирования инженерных климатических систем

Создание проектной документации – один из важных этапов сооружения климатических систем. Хотя многие люди считают, что самой тяжелой работой является установка оборудования, именно от правильности проектирования зависит цена всей установки, ее характеристики, правильность монтажа, удобство в эксплуатации и надежность. Любая ошибка чревата исправлениями неполадок специалистами и растратами клиента.

Чтобы проектировщики могли начать работу по проекту, им нужна такая информация:

• Предназначение помещения;
• Его размеры, детальный план и исполнительные чертежи;
• Детализация всех особенностей помещения, его дизайна и технологических решений;
• Технические условия.

В процессе составления проекта, специалисты компании «Кливента» учитывают все особенности помещения, которые касаются с нормами противопожарной безопасности.

Проектировщики фирмы имеют большой опыт работы в этой сфере, поэтому, используя еще и специальное программное обеспечение, могут подобрать самую подходящую климатическую систему, с учетом особенностей помещения, бюджет клиента, функциональность и т.д.

От того, на сколько качественно будет составлен проект, зависит функциональность климатических систем после их установки. Поэтому не стоит доверять рядовым компаниям, работающим в этой сфере 1-2 года. Столь сложным делом должны заниматься исключительно профессионалы.

Виды промышленной вентиляции

Воздухообмен в промышленных местах можно осуществить разными способами. В зависимости от организации устройства, различают три вида производственной вентиляции:

1. Естественная
2. Механическая (искусственная)
3. Смешанная

Каждый вид имеет свои особенности и недостатки, которые следует учитывать при организации системы на производстве.

По принципу функционирования

• Естественная. Основывается на природной циркуляции воздушных потоков с разными температурой, давлением, плотностью. Тяжелый холодный воздушный поток вытесняет более легкий и теплый. В промышленном помещении этот процесс может происходить через естественные зазоры, неплотности оконных дверных проемов, либо организованные приточные и вытяжные проемы, закрытые решетками, дефлекторами.
  Зависит от атмосферных условий, силы и направления ветра, времени года (зимой проветривание осуществляется лучше за счет сильной тяги). Данный способ подходит далеко не всем производствам, особенно там, где есть вредные выбросы от работающей техники. Может устанавливаться, например, в помещениях сельскохозяйственного направления.

• Искусственная вентиляция. Если производство предполагает побочный эффект в виде токсичных теплогазовыделений, механическая вентиляция производственных помещений строго обязательна. Главная функция – отведение отработанного воздухопотока от рабочей зоны персонала, препятствие проникновению вредных паров в другие помещения, отсеки, а также подача свежего уличного воздуха (очищенного или неочищенного) общим потоком или адресно.
  Организовывается при помощи механических средств подачи-отведения воздушных масс (приточных, вытяжных вентиляторов, крышных установок). Является более эффективным способом очищения, циркуляции воздухопотока внутри промышленного цеха.

По принципу локализации

• Общеобменная. Рассчитана на равномерное очищение всего цеха от вредных технологических тепловыделений, нормализуя температурно-влажностный показатель, скорость движения воздуха. Быстро справляется с небольшим процентом загрязнения воздушных масс.
• Местная вентиляция. Применяется, когда есть локализация большого количества токсинов, паров, задымленности и т.д. в определенном месте. Устанавливается непосредственно над источником повышенного теплогазовыделения. Могут использоваться вытяжные зонты или гибкий воздуховод, подключенный непосредственно к оборудованию. Применяется совместно с общей вентиляционной системой в качестве дополнительного очищающего воздух оборудования.
• Аварийная. Устанавливается и применяется в дальнейшем при экстренных случаях, например, пожаре, чрезмерном выбросе ядовитых веществ промышленным оборудованием, высоком уровне задымленности и др.

По принципу направленности потока

• Установки приточной вентиляции. Принцип действия основан на вытеснении холодным притоком теплого отработанного воздуха через организованные вытяжные проемы вверху цеха. Могут быть как естественной организации, так и механической.
• Установки вытяжной вентиляции удаляют отработанный воздухопоток вместе с частицами гари, дыма, ядовитыми парами, лишним теплом и т.д. Конструктивно могут быть общими или локальными, чаще всего с принудительным побуждением, так как естественным путем удалить загрязненный воздух довольно проблематично.
• Приточно вытяжная установка применяется наиболее часто, обеспечивает необходимую циркуляцию воздушных масс внутри промышленного цеха. Чаще всего с механическим оснащением (приточные, вытяжные вентиляторы).

Для каких помещений нужна промышленная вентиляция

Такие помещения можно разделить на три категории:

1. Холодные: металло- и деревообрабатывающие производства, сварочные цеха. Их особенность – большое количество твердых или газообразных вредных веществ в воздухе.
2. Горячие: сталеплавильные предприятия или цеха для изготовления кулинарной продукции.
3. Пропарочные: связанные с влажно-тепловой обработкой изделий, например в швейном производстве.

Схема действия естественного воздухообмена

Вентилирование помещений, осуществляющееся первым способом, не что иное, как простое проветривание. Происходит оно без вмешательства человека и возможно, когда ограждения недостаточно плотные, и пропускают в помещение воздух как извне, так и изнутри.

На направление оказывает влияние давление. Если его показатели имеют более высокое значение снаружи, то открывается путь для проникновения в помещение чистого воздуха с улицы. В противном случае теплый воздух из помещения находит пути выхода наружу. Зачастую эти процессы протекают параллельно.

Большой плюс естественной вентиляции заключается в том, что ее устройство не требует значительных затрат ни на оборудование, ни на подвод электропитания. Из всех существующих схем эта самая простая

Активное естественное вентилирование происходит неорганизованно в силу случайно сложившихся обстоятельств. Оно наблюдается в условиях, когда температура воздуха снаружи и внутри здания резко отличаются.

Способствует этому процессу и появление отдельных участков с высокими и заниженными показателями давления со стороны корпуса, интенсивно обдуваемой ветром и с его более защищенной стороны соответственно. При таком раскладе наблюдается инфильтрация — воздух поступает в помещение с наветренной стороны, а выходит наружу с подветренной.

Коэффициент воздухообмена, характеризующий интенсивность процесса, при естественном способе вентилирования не превышает 0,5.

Комфортные условия, для находящихся в производственном помещении людей и работающего оборудования, неорганизованная вентиляция обеспечить не может. Здесь обязательно должны присутствовать специально разработанные системы.

Естественная вентиляция организованного вида реализуется путем аэрации или при помощи дефлекторов. Как подача, так и удаление воздуха из помещения происходит или через проемы в ограждающих конструкциях, или через воздухоотводы. В канальной вентиляции обязательно присутствует дефлектор.

Когда говорят о вентиляции на производстве, то имеют ввиду не только оборудование, но и его техобслуживание, и целый комплекс мероприятий, касающихся создания здорового микроклимата

Расчет вентиляции цеха

Для того чтобы спроектировать и установить вентиляцию необходимо качественно и с высокой точностью рассчитать масштабы ее работы. Расчет системы вентиляции цеха осуществляется на основе данных об объемах выделяемых вредных веществ, тепла и различных справочных показателей.

По излишкам тепла

Q = Qu + (3,6V — cQu * (Tz — Tp) / c * (T1 — Tp)), где

Qu (м3) — объем, который отводится местным отсосом;
V (Ватт) — количество теплоты, которое выделяет продукция или оборудование;
с (кДж) — показатель теплоемкости = 1,2 кДж (справочная информация);
Tz (°C) — t загрязненного воздуха, отводимого от рабочего места;
Tp (°C) — t приточных воздушных масс
T1 — t воздуха, удаляемого вентиляцией общеобменного типа.

Для взрывоопасного или токсичного производства

При таких расчетах ключевая задача — разбавить токсичные выбросы и испарения до предельного допустимого уровня

Q = Qu + (M — Qu(Km — Kp)/(Ku — Kp)), где

M (мг*час) — масса токсичных веществ, выделяемых за один час;
Km (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимых местными системами;
Kp (мг/м3) — количество отравляющих веществ в приточных воздушных массах;
Ku (мг/м3) — содержание токсичных веществ в воздухе, отводимое общеобменными системами.

По излишкам влаги

Q = Qu + (W — 1,2 (Om — Op) / O1 — Op)), где

W (мг*час) — количесиво влаги, которое попадает в помещение цеха за 1 час;
Om (грамм*кг) — объем пара, отводимый локальными системами;
Op (грамм*кг) — показатель влажности приточного воздуха;
O1 (грамм*кг) — количество пара, отводимое общеобменной системой.

По выделениям от персонала

N — число работников
m — расход воздуха из расчета на 1 чел*час (согласно СНиП составляет 30 м3 на человека в проветриваемом помещении, 60м3 — в нерповетриваемом).

Монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения. Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

Как известно для производственных помещений используют обще обменную и местную вентиляцию. Первая отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения. А вот с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования тех самых вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как зонты.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Вентиляция, созданная искусственно (механическая) на производстве

Данный вид обеспечивает поступление и удаление воздушных потоков с помощью вентиляторов. Организация механической системы требует вложения больших энергоресурсов и экономических затрат. Несмотря на это, имеет ряд преимуществ:

• Позволяет производить забор воздуха из необходимого места
• Есть возможность влиять на физические свойства: охлаждать или подогревать воздушный поток, повышать или понижать уровень влажности
• Можно осуществить подвод воздуха напрямую на рабочее место или отвод с последующей фильтрацией

Очищение загрязненного воздуха из помещений, обязательное условие на производстве. Данный фактор на строгом контроле у природоохранных организаций.

Механическая система в зависимости от конструкции, целей, и задач поставленных перед ней различается:

В производственных местах воздушная система подбирается исходя из нужд и специфики места эксплуатации.

Управление вентиляционными системами

Автоматизация управления вентсистем позволяет оптимизировать процесс и снизить эксплуатационные расходы. Такой подход позволяет минимизировать участие человека в управлении и снизить риск «человеческого фактора». Автоматическое управление подразумевает установку датчиков, регистрирующих температуру/влажность воздуха, концентрацию вредных веществ, степень задымленности или загазованности. Все датчики связаны с блоком управления, который благодаря заданным настройкам включает или отключает оборудование. Таким образом, автоматизация помогает соблюдать требования санитарных норм, быстро реагировать на аварийные ситуации и экономить значительные средства.