V. Разработка мероприятий по обеспечению нормативных условий труда

Расчет мероприятий по обеспечению нормативных условий труда выполняется для реального цеха, участка, оценка которых осуществлялась в предыдущем разделе. Если нет реальных данных, можно воспользоваться исходными данными по варианту, соответствующему порядковому номеру студента в журнале преподавателя.

Студенты должны выполнить следующие расчеты:

1. Расчет механической системы вентиляции.

2. Расчет искусственного освещения.

3. Расчет акустической эффективности облицовки внутренних поверхностей помещения звукопоглощающими материалами.

4. Расчет заземляющего устройства.

5. Расчет зануления оборудования.

1. Расчет механической вентиляции.

Расчет механической вентиляции сводится к выбору вентилятора и определению мощности электродвигателя. Выбор вентилятора осуществляется по производительности и давлению (напору), которые он должен обеспечить в системе вентиляции. В связи с этим следует определить:

1. Количество воздуха, которое необходимо подавать или удалять из помещения (производительность вентилятора).

2. Необходимый напор вентилятора для подачи или удаления расчетного количества воздуха.

Зная количество воздуха и напор по каталогу или по номограммам подбирают вентилятор с таким расчетом, чтобы его КПД был не менее 0.6.

Необходимое количество воздуха определяется по СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование".

При отсутствии вредных выделений и наличии естественной вентиляции необходимый минимальный воздухообмен должен составлять на 1 человека не менее 30 м³ / ч в производственных помещениях и не менее 40 м³ /ч в помещениях общественного и административного назначения. В тех случаях, когда естественная вентиляция отсутствует, расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м³ / ч.

При выделении газо-, паро- или пылеобразных вредных веществ необходимый воздухообмен определяется исходя из разбавления их до допустимых концентраций по формуле 2:

где L_вв – обьем приточного или удаляемого воздуха, м³ / ч;

М_вв – количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения, мг / ч;

q_уд ,q_{пр –} концентрации вредных веществ в удаляемом и приточном воздухе соответственно, мг/м³ .

При одновременном содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, расчет воздухообмена общеобменной вентиляции подлежит производить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавления каждого вещества в отдельности до его предельно-допустимой концентрации с учетом загрязнения приточного воздуха.

К вредным веществам, обладающим суммацией действия, относятся вредные вещества, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны помещения нескольких вредных веществ, не обладающих суммацией действия, количество воздуха при расчете общеобменной вентиляции допускается принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача наибольшего объема чистого воздуха.

Перечень веществ, обладающих суммацией действия, представлен в табл. 7. Содержание вредных веществ в удаляемом воздухе по СНиП 41-01-2003 принимается равным ПДК_р.з. (табл.8). Концентрация вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 0.3 ПДК_р.з..

Если основной вредностью является избыточное тепло, то воздухообмен рассчитывается исходя из ассимиляции теплоизбытков по формуле 3:

гдеL_T – объем приточного или удаляемого воздуха, м³ / ч.;

Q_ИЗБ – количество явной теплоты, выделяющейся в помещении, кДж/ч , (ккал/ч);

Т_УД , Т_ПР – температура удаляемого и приточного воздуха, ⁰С;

c – теплоемкость воздуха, равная 1 кДж / кг ⁰С, (0,24 ккал / кг ⁰С ;

р – плотность воздуха, равная 1.2 кг / м³ .

Температура воздуха, удаляемого из помещения, может быть определена по эмпирической формуле 4:

где Т_Р.З. – нормируемая температура воздуха в рабочей зоне, ⁰С, (табл.9);

Т – температурный градиент по высоте помещения (Т=1-1.5 ⁰C/м);

h – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м.

Температуру приточного воздуха следует принимать на 2-3 ⁰С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.

Если источники выделения вредностей расположены на конкретных фиксированных рабочих местах, то для их локализации предусматривается местная вытяжная вентиляция, выполненная в виде вытяжных зонтов или других устройств.

Количество воздуха, которое необходимо удалять местной вентиляцией, определяется по формуле 5:

где L_{м –} количество удаляемого воздуха, м³ / ч;

F - площадь открытого проема вытяжного зонта ( устройства ), м²

v-скорость воздуха в проеме, м / с.

Рекомендуемые скорости воздуха приведены в табл. 10.

Давление (напор), создаваемое вентилятором определяется по формуле 6:

где 1.2 – коэффициент, учитывающий непредвиденные потери давления;

P_ТР – давление, необходимое для преодоления трения транспортируемой смеси о стенки воздуховодов, Па;

P_МС – сумма местных сопротивлений (при изменении направления потока, делении и слиянии потоков, преодолении сопротивления запорно-регулирующей арматуры и др.), Па.

P_ТР и P_МС определяются на основании аэродинамического расчета вентиляционной сети.

Исходные данные для расчета вентиляции приведены в табл. 6.

В зависимости от расчетного количества воздуха и величины напора по номограммам выбирается вентилятор. Затем выполняется расчет необходимой мощности, кВт, на валу вентилятора по формуле 7:

гдеL – производительность вентилятора, м³ / ч;

P_в – полное давление, создаваемое вентилятором, Па;

_в – КПД вентилятора (определяется по номограмме);

_n – КПД передачи (_n = 0.9-1).

Установочная мощность, кВт, электродвигателя вентилятора определяется по формуле 8:

где К – коэффициент запаса (табл.11).

Порядок расчета:

1.Определить производительность вентилятора в зависимости от вида вредности, указанной в варианте задания. При выделении в помещение вредных веществ расчет выполнять по формуле(2), явного тепла – по формулам (3,4), при отсутствии вредностей – по минимальному воздухообмену на 1 работающего.

2.Определить полное давление, развиваемое вентилятором по формуле(6).

3.В зависимости от производительности и давления по номограмме выбрать вентилятор, определить коэффициент полезного действия.

4.По формулам (7,8) определить необходимую мощность на валу

вентилятора и установочную мощность электродвигателя.

5. Сделать вывод.

Таблица 6

Исходные данные для расчета вентиляции

№ варианта	Помещение, вид работы	Количество работающих	Наименование вредности	Количество выделяющейся вредности в г/ч, КДж/ч	Высота расположения вытяжных устройств над уровнем пола h, м	Площадь проема вентиляционного укрытия местной вентиляции F, м2	Давление, развиваемое вентилятором, Па Ртр Рмс		Примечание
1	Паяльные работы припоем ПОСК-50-18		Свинец, олово, кадмий	1			300	420	Состав припоя ПОСК-50-18 : олово – 50%, кадмий – 18%, свинец – 32%
2	Шлифование древесины		Древесная и минеральная пыли	190			350	450	Состав пыли – древесная с содержанием SiO2 – 7%
3	Техническое обслуживание ЭВМ		Изопропиловый спирт	70			180	270
4	Нанесение ЛКМ на детали		Толуол Бензол	120 70			400	450
5	Машинный зал		Явное тепло	85000	4.5		350	670	Период года –теплый, категория тяжести работ – Iа, рабочие места – постоянные
6	Травление деталей		Азотная кислота			0.58	190	240
Продолжение таблицы 6
7	Лаборатория КИП	22					130	270	Вентиляция естественная отсутствует
8	Зарядка аккумуляторов		Серная кислота			1,5	370	480
9	Техобслуживание КИП		Этиловый спирт	4150			170	210
10	Сушильное отделение пиломатериалов		Явное тепло	29000	5		400	720	Период года –теплый,категория тяжести работ – IIб, рабочие места – постоянные
11	Механическая обработка древесины		Древесная пыль	250			300	400
12	Механическая обработка металлов		Металлическая пыль (сталь, чугун)			0.49	210	300
13	Изготовление клееных материалов из древесины		Формальдегид, фенол	20			350	370	Состав газа: формальдегид – 60%, фенол – 40%
14	Лаборатория ВТ		Пыль бумажная	25			270	350
15	Сушка покрытий из ЛКМ		Явное тепло	42000	4.5		510	630	Период года – теплый, категория тяжести работ – Iб, рабочие места – постоянные
16	Сушка клееных материалов из древесины		Фенол, Формальдегид	10 19			370	420
17	Конструкторское бюро	15					150	200	Естественная вентиляция отсутствует
Окончание таблицы 6
18	Изготовление тары		Древесная пыль	180			570	480
19	Нанесение ЛКМ на детали		Толуол Ксилол	150 200			400	700
20	Прессование клееных материалов		Явное тепло	25000	4.0		500	600	Период года – теплый, категория тяжести работ- IIа, рабочие места постоянные
21	Сварка электрическая		Окислы марганца			0.82	270	320
22	Отделение упаковки		Бумажная пыль	40			230	350
23	Отдел ИТР	25					125	300	Имеется естественная вентиляция
24	Заточка инструментов	15	Металлическая пыль и электрокорунд	95			290	350	Состав пыли: сталь – 90%, электрокорунд – 10%
25	Сушка древесной стружки		Явное тепло	32000	5		500	600	Период года – холодный, категория тяжести работ – Iа, рабочие места постоянные

Таблица 7

Перечень веществ, обладающих эффектом суммации

1		Аммиак, сероводород
2		Аммиак, сероводород, формальдегид
3		Аммиак, формальдегид
4		Азота диоксид и оксид, мазутная зола, серы диоксид
5		Азота диоксид, гексан, углерода оксид, формальдегид
6		Азота диоксид, гексен, серы диоксид, углерода оксид
7		Азота диоксид, серы диоксид
8		Азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол
9		Акриловая и метакриловая кислоты
10		Акриловая и метакриловая кислоты, бутилакрилат, бутилметакрилат, метилакрилат, метиметакрилат
11		Ацетальдегид, винилацетат
12		Ацетон, акролеин, фталевый ангидрид
13		Ацетон, фенол
14		Ацетон, ацетофенон
15		Ацетон, фурфурол, формальдегид и фенол
16		Ацетон, трикрезол
17		Ацетофенон, фенол
18		Аэрозоли пятиокиси ванадия и окислов марганца
19		Аэрозоли пятиокиси ванадия и сернистый ангидрид
20		Аэрозоли пятиокиси ванадия и трехокиси хрома
21		Бензол и ацетофенон
22		Валериановая, капроновая и масляная кислоты
23		Вольфрамовый и сернистый ангидриды
24		Гексахлоран и фозалон
25		2,З-Дихлор-1,4-нафтахинон и 1, 4-нафтахинон
26		1,2-Дихлорпропан, 1,2,З-Трихлорпропан и тетрахлорэтилен
27		Изопропилбензол и гидроперекись изопропилбензола
28		Изобутилкарбинол и диметилвинилкарбинол
29		Метилгидропиран и метилентетрагидропиран
30		Моно, ди- и трипропиламины
31		Мышьяковистый ангидрид и свинца ацетат
32		Мышьяковистый ангидрид и германий
33		Озон, двуокись азота и формальдегид
34		Пропионовая кислота и пропионовый альдегид
35		Свинца оксид, серы диоксид
36		Сероводород и динил
37		Сероводород, формальдегид
38		Сернокислые медь, кобальт, никель, серы диоксид
Окончание таблицы 7
39	Серы диоксид, кислота серная
40	Серы диоксид, никель металлический
41	Серы диоксид, сероводород
42	Серы диоксид, углерода оксид, фенол и пыль конверторного производства
43	Серы диоксид, фенол
44	Серы диоксид, фтористый водород
45	Серы диоксид и трехокись серы, аммиак и окислы азота
46	Сильные минеральные кислоты (серная, соляная и азотная)

Таблица 8.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в рабочей зоне.

(ГН 2.2.5.1313-03)

Наименование вещества	Класс опасности	ПДК, мг/м3
Древесная пыль	4	6
Бумажная пыль	4	6
Пыль стали и чугуна	4	6
Пыль древесная с примесью диоксида кремния от 2 до 10%	4	4
Пыль чугуна и стали в смеси с электрокорундом до 20%	4	6
Свинец	1	0.01
Олово	2	4
Кадмий	1	0.05
Изопропиловый спирт	3	10
Толуол	3	50
Ксилол	3	50
Бензол	2	15
Этиловый спирт	4	2000
Фенол	2	0.3
Формальдегид	2	0.5
Азотная кислота	3	2
Серная кислота	2	1
Окислы марганца	2	0,6

Таблица 9

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений. (СанПиН 2.2.4.548-96)

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат	Температура, С		Относительная влажность, %		Скорость движения, м/с
		оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более	оптимальная, не более	допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных
Холодный	Легкая – Iа Легкая – Iб Средней тяжести – Iiа Средней тяжести – Iiб Тяжелая - III	22-24 21-23 19-21 17-19 16-18	20-25 19-24 17-23 15-22 13-21	60-40 60-40 60-40 60-40 60-40	15-75 15-75 15-75 15-75 15-75	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3	0,1 0,1-0,2 0,1-0,3 0,2-0,4 0,2-0,4
Теплый	Легкая – Iа Легкая – Iб Средней тяжести – Iiа Средней тяжести – Iiб Тяжелая - III	23-25 22-24 20-22 19-21 18-20	21-28 20-28 18-27 16-27 15-26	60-40 60-40 60-40 60-40 60-40	55(при 28°С) 60 (при 27°С) 65(при 26°С) 70(при 25°С) 75(при 24°С и ниже)	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3	0,1-0,2 0,1-0,3 0,1-0,4 0,2-0,5 0,2-0,5

Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая – минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной

температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1 м/с - при легкой работе и ниже 0,2 м / с при работе средней тяжести и тяжелой.

Таблица 10

Рекомендуемые скорости всасывания воздуха в проемах местных систем вентиляции.

Наименование вещества	Скорость всасывания v, м/с
Азотная кислота	0.7-1.0
Аэрозоль свинца	1.5-1.6
Олово или другие сплавы без свинца	0.7-1
Металлы, окислы марганца	1.5
Газы и пары при ПДК, мг / м3:
- до 10	0.5
- от 10 до 1	0.7-1.0
- менее 1	1.2 – 1.6

Таблица 11

Значение коэффициента запаса К

Мощность на валу вентилятора NВ, кВт	Центробежный вентилятор	Осевой вентилятор
До 0.5 От 0.51 до 1 От 1.01 до 2 От 2.01 до 5 Свыше 5	1.5 1.3 1.2 1.15 1.1	1.2 1.15 1.1 1.05 1.05