Производственная вентиляция

При проектировании систем вентиляции разработчики обязаны обращать внимание на указания, рекомендации и требования контролирующих инстанций. Нормы, на которые необходимо ориентироваться, ‒ это СанПины, ГОСТы, данные АВОК и так далее. Они достаточно подробны, многочисленны и сложны, так как учитывают большое количество параметров:

• назначение объекта ‒ например, если обсчитывается вентиляция технических помещений, нормы будут существенно отличаться от применимых для жилых пространств;
• размеры помещения – от этого зависит количество подаваемого/удаляемого воздуха, модели и мощность вентиляционных установок, тип используемой системы и так далее;
• количество одновременно находящихся на объекте людей;
• время года, температурный режим, влажность ‒ особенно это актуально для жилых пространств, но и для склада важно, в каких условиях хранится продукция;
• требования пожаробезопасности, другие специфические условия.

Основные требования к вентиляции цеха

Требования к проектированию и монтажу систем вентиляции регламентируются СП 60.13330.2012 и ГОСТ 12.4.021-75. Должны быть соблюдены санитарно-гигиенические, технологические, энергетические, экономические, конструктивные, эксплуатационные, экологические, архитектурно-строительные нормы, а также требования пожарной безопасности.

Основные методики расчета, учитываемые при нормировании вентиляции

Специалисты ориентируются на обобщенные таблицы. В них учитываются необходимые параметры и после расчета по всем возможным методикам выбирается наибольшее значение ‒ его и берут за основу при проектировании (этот подход не используется при организации подобных систем в бассейнах). Вне зависимости от того, что именно в них описывается ‒ воздухообмен в детском саду или вентиляция складских помещений, нормы базируются на нескольких ключевых показателях:

• объем и расход воздуха на одного человека;
• уровень аэродинамического сопротивления в системе;
• допустимый процент вредных выделений;
• ориентировочно возможная мощность воздухонагревателей и вентиляционного оборудования;
• количество окон, влажность, температура и так далее.

В жилых, общественных и производственных помещениях, где люди проводят много времени, расчет производят по следующим методикам:

• по площади, без учета количества людей ‒ нормы оговаривают ориентирование на объемы приточного воздуха для объектов разного назначения (например, для жилых это 3 куб. м/час на 1 кв. м);
• по нормам санитарно-гигиенического характера (для одного человека) ‒ жилым пространствам необходимо 30 куб. м/час, для производственных, больших, чем 20 кв. м ‒ не менее 20, если организуется вентиляция офисных помещений, нормы предусматривают 40 куб. м;
• по нормам вытяжки (кратность) ‒ учитывается, сколько раз в течение часа обновляется состав аэромасс в помещении (в сводных таблицах приводятся нормативные кратности).

Виды вентиляции промышленных цехов

В зависимости от способа перемещения воздуха, вентиляция производственных цехов может быть:

• естественная;
• механическая.

В первом случае, воздухообмен происходит за счет температурной разницы и разницы в давлении потоков воздуха. Такой тип вентилирования может быть неорганизованным (основанным на элементарных физических явлениях — например, сквозняк) и организованным (аэрация). Для этого задействуют спецконструкции (например, короба с заслонами), позволяющие регулировать величину и силу воздушного потока.

Механическая вентиляция позволяет производить предварительную обработку приточного воздуха (охлаждение, нагрев, увлажнение) и фильтрацию загрязненного воздуха перед выбросом в атмосферу.

*При создании проекта вентиляции цеха и определении норм воздухообмена при естественной и механической вентиляции, руководствуются СНиП 41-01-2003.

Как инженерно-технологический объект, вентиляцию промышленных цехов можно условно разделить на 2 вида, по способу организации воздухообмена:

• местного типа;
• общеобменного типа.

В первом случае, главная задача местной вентиляции заключается в локализации и последующем удалении вредных и токсичных веществ и выбросов, непосредственно в месте их возникновения. На практике, источник загрязнения укрывается со всех сторон т.н. щитами, формируя своеобразный колпак. Внутри подобного укрытия возникает разрежение при отсосе воздушных масс потому, что давление внутри ниже атмосферного. Такая мера препятствует поступлению вредных примесей в помещение. Местная система вентиляции цеха достаточно эффективно справляется с очищением воздуха, а ее организация довольно бюджетна.

Местная вытяжная вентиляция цеха

В тех случаях, когда местная вентиляция не может локализовать источники загрязнения в полном объеме, задействуют общеобменный тип вентиляции. Его цель заключается в комплексном очищении воздуха во всех производственных помещениях (либо их значительной части), посредством разбавления концентрации вредных примесей, пыли и грязи, тепловых излучений и проч.

Общеобменная вентиляция отлично справляется с поглощением тепла и, в основном, применяется в случаях, когда нет выброса вредных примесей в атмосферу производственных помещений. Если специфика производства предполагает выброс газов, вредных паров, канцерогенов и пыли, применяют вентиляцию смешанного типа: общеобменная+местные отсосы.
Общеобменная вентиляция цеха
В отдельных случаях предприятия, чье производство связано со значительным пылевыделением или выбросом токсичных примесей, полностью отказываются от общеобменной вентиляции. Объясняется это тем, что мощная общеобменная система может попросту разнести эти вредности и пыль по всей территории цеха.

Ключевая концепция построения вентиляционных систем заключается в том, чтобы удалить максимальный объем вредностей при помощи местных отсосов (а это главный базис, на котором строится промышленная вытяжная вентиляция), а оставшиеся примеси разбавить притоком свежего воздуха, снизив их концентрацию до предельного допустимого уровня.

Классификация вентиляции промышленных цехов по способу действия:

• приточная вентиляция цеха;
• вытяжная вентиляция цеха;
• приточно-вытяжная вентиляция цеха.

Приточная вентиляция в цехе Вытяжная вентиляция в цехе

Вы можете бесплатно получить эскизный проект и стоимость вентиляции цеха

Приточная система вентиляции цеха нацелена на обеспечение свободного притока свежего воздуха в объемах, которого будет достаточно для полноценного функционирования производства. В системах приточного типа, в основном, используют канальные вентиляторы, которые производят забор воздуха извне с последующим его пропуском через калориферы, где происходит нагрев и увлажнение (если требуется).

Такие системы способны полностью обеспечить принудительное поступление воздушных масс в цех. При этом, давление воздуха увеличивается в сравнении в показателями давления атмосферного, что способствует естественному (неорганизованному) выдавливанию отработанного воздуха на улицу через щели, выходы или отверстия.

Местная приточная вентиляция может быть нескольких видов и включать такое оборудование, как:

• воздушный душ (поток чистого воздуха, направляемый на рабочее место: стационарные и мобильные)
• воздушные и воздушно-тепловые завесы (с подогревом и без)
• оазисы (обслуживают целые участки цеха, где воздух двигается с рассчитанной скоростью и температурой)

Воздушный душ

Вытяжная система выполняет удаление загрязненного/влажного/горячего/токсичного воздуха, а его замещение на чистый происходит неорганизованно — через оконные и дверные проемы и т. п. Такая вентиляция цеха очень актуальна при технологических процессах, предполагающих большое выделение тепла, влаги, вредных испарений и при значительном штате задействованных на производстве сотрудников.

Все виды вытяжных вентиляционных установок производственных цехов состоят из нескольких компонентов:

• отсоса (открытого типа — состоящие из защитного кожуха, вытяжного зонта, шарнирно-телескопических/бортовых отсосов, воздухоприемников; или закрытого типа — к которым можно отнести вытяжные шкафы (для производств с повышенным выделением токсичных газов и ядовитых паров), камеры, боксы-укрытия (для работы с особо ядовитыми и радиоактивными веществами), кабины)
• вентилятора (центробежного или осевого);
• вытяжного канала;
• фильтра;
• воздуховода

Вентиляционный зонт для цеха

Приточно-вытяжная вентиляция цеха осуществляет удаление грязного воздуха с одновременной подачей свежих воздушных масс. Распределение потоков может происходить 2 способами:

• путем перемешивания;
• путем вытеснения.

Для первого варианта в потолочном или стеновом пространстве производят монтаж высокоскоростных диффузоров, через которые уличный воздух принудительно попадает в помещение. Внутри он естественным образом перемешивается с отработанным и удаляется через диффузный клапан.

Во втором варианте, на уровне пола производят монтаж воздухораспределителей, через которые происходит принудительный приток свежего воздуха. Прохладный воздух распределяется внизу помещения, а теплый поднимается наверх и естественным образом вытесняется через вентиляционные решетки.

Вентиляция окрасочного цеха

Токсические пары растворителей, красок, покрытий отводятся локальными установками, размещенными над аппаратами обезжиривания, камерами покраски, струйного облива, сушки, резервуаров окунания.

Нормы проектирования покрасочного цеха определяют однократную вытяжку отработанного потока из верхнего яруса и однократный приток, компенсирующий работу локальных отсосов.

Отопление покрасочного цеха может быть центральным, либо объединенным с вентсистемой.

Вентиляция металлургического цеха

Расчет вытяжной вентиляции цеха основывается на удалении теплоизбытков от доменных печей. Кроме того, аспирационные устройства предназначены для отведения избыточного количества пыли, образующегося, например, при использовании твердого топлива (уголь). Система аспирации оснащается электрофильтрами, рукавными фильтрующими устройствами, которые отличаются высокой производительной мощностью. Отделения подачи топлива к доменным печам оборудуются системами отопления, кондиционирования, вентилирования.

Примеры расчета расхода воздухопотока основываются на учете факторов:

• применение вентиляторов мощностью несколько сотен кВт;
• чрезмерная запыленность воздушной среды;
• опасность возникновения пожара в некоторых зонах;
• необходимость обеспечения приемлемых условий труда персонала;
• поддержание заданных температурных параметров;
• обеспечение простого, малозатратного техобслуживания.

Вентилирование мясной промышленности

Примеры расчета вентсистемы основываются на специфике функционирования различных отделений:

• сырьевое, машинное, шприцовочное, отделение полуфабрикатов: общая принудительная вытяжка из верхнего яруса, там же находится приток свежего воздуха, подаваемый вниз равномерно по всему помещению;
• вентиляция колбасного цеха (твердокопченые колбасы, свинокопчености), термических, субпродуктовых отделений: общая механическая с дополнительной местной, летом приток в верхнюю зону естественный (зимой – с механическим побуждением);
• пельменный отсек: применяются локальные вытяжки, приточные установки в верхней зоне подают поток равномерно, скорость движения небольшая;
• дымогенераторные зоны: общее вытяжное вентилирование из верхнего яруса, приток подается непосредственно в рабочую область механическим способом зимой и в межсезонье, естественная подача – летом.

Вентилирование рыбного производства

Производственный процесс характеризуется присутствием резкого специфического запаха, который скапливается внизу помещений. Устройство вентсистемы обеспечивает:

• приемлемые условия труда для персонала, удаляя воздухопоток, наполненный специфическим запахом;
• качество рыбных изделий. Приготовление рыбных продуктов сопровождается кулинарной, термической обработкой. При этом частицы жира, гари, сопутствующих запахов попадают в рабочую воздушную среду. Для их удаления используется местная вытяжка;
• необходимый срок хранения. Удаление избытков водяного пара, запаха, а вместе с ними различных микроорганизмов позволяет придерживаться нормативов по срокам хранения продукции.

Вентиляция кузнечного цеха

Особенности кузнечных промышленных цехов – выделение лучистого, конвективного тепла, сернистого газа, окиси углерода и т.д.

Локальные отсосы монтируются над печами, у горнов, применяется местное душирование в зонах повышенного тепловыделения. Круглогодично используется естественное проветривание: горячий воздухопоток поднимается вверх, выходит наружу через оборудованные устройства.

Отопление цеха совмещено с вентсистемой.

Алгоритм проектирования

Организация воздухообмена внутри общественного здания либо на производстве выполняется в несколько этапов:

1. Сбор исходных данных — характеристики сооружения, число работников и тяжесть труда, разновидности и количество образующихся вредностей, локализация мест выделения. Очень полезно вникнуть в суть технологического процесса.
2. Выбор вентиляционной системы цеха или офиса, разработка схем. К проектным решениям выдвигается 3 основных требования – эффективность, соответствие нормам СНиП (СанПин) и экономическая обоснованность.
3. Расчет воздухообмена – определение объема приточного и вытяжного воздуха для каждого помещения.
4. Аэродинамический расчет воздуховодов (если они есть), подбор и расстановка вентиляционного оборудования. Уточнение схем подачи притока и удаления загрязненного воздуха.
5. Монтаж вентиляции согласно проекту, запуск, дальнейшая эксплуатация и обслуживание.

Примечание. Для лучшего понимания процесса список работ сильно упрощен. На всех стадиях разработки документации требуются различные согласования, уточнения и дополнительные обследования. Инженер – проектировщик постоянно работает в связке с технологами предприятия.

Особенности норм для жилого и офисного типов помещений

К жилым пространствам предъявляются высокие требования ‒ при проектировании вентиляции должна обеспечиваться безопасность людей. В подобном строительстве обычно используется классическая схема аэрации ‒ естественно-вытяжная, с каналами. Удаляются загрязненные массы, в первую очередь, из санитарной зоны ‒ кухонь, ванных ‒ причем пространство считается по умолчанию единым по уровню давления и негерметичным, поэтому при расчете учитывают подрезку дверных полотен и параметры окон.

Нормы воздухообмена подразделяются по назначению помещений:

• для жилых комнат ‒ постоянный параметр кратности не менее 30 куб.м/час или 0,35 1 /ч, но при общей площади квартиры менее 20 кв. м ‒ 3 куб. м на 1 куб.м помещения;
• для кухонь с электроплитой 60 куб.м/час, с газовой ‒ 90, минимальный ‒ 30 и 45 соответственно;
• для ванной и туалетных комнат — 25 куб.м/час при разделении санузла, 50 при совмещенной организации;
• для постирочных, гардеробных, подсобных комнат ‒ кратность не менее 1 на один час.

Это краткое описание, так как жилищное проектирование ‒ объемная, сложная отрасль, и в нем учитывается впечатляюще большое количество нормативных показателей. То же, в принципе, касается и офисных пространств ‒ там люди проводят много времени, причем объединяясь порой в немаленькие группы. По проектировочным нормам для подобных объектов необходимо учитывать, чтобы:

• температура воздуха поддерживалась на уровне 19-21 градуса Цельсия в холодный период и 23-25 в теплый;
• в помещениях без окон была организована механическая система вентилирования, а в санузлах, курительных, офисах более 35 кв. м ‒ независимые вытяжные системы;
• подвижность воздуха поддерживалась на уровне 0,2-0,5 м/сек;
• кратность составляла: для стандартных кабинетов (начальственные, бухгалтерские, рабочие и так далее) ‒ 1,5 на приток, для копировальных и переплетно-брошюровочных служб ‒ 3-5, на вытяжку для гардеробных ‒ 2, уборных ‒ 50, кладовых ‒ 1-1,5.

Нормирование технических, производственных и складских объектов

Нормы вентиляции в производственных помещениях и в складских зонах формируются несколько иным способом. Здесь, кроме нужд людей, необходимо учитывать особенности и технические требования для оборудования и содержащихся в помещении товаров, веществ. Если говорить о санитарной составляющей, то в зале без окон необходимо организовать подачу наружных аэромасс ‒ на одного человека 60 куб. м/час. Также нормируется (по отдельным наименованиям):

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.

Рекомендации по энергосбережению

Вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».

Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.

Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.

Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.

Пример расчета воздухообмена

Необходимо рассчитать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещении школьной лаборатории, площадью Fлаб = 40 м2. В лаборатории находится 10 человек. Выделяющаяся вредное вещество — озон в количестве mOЗ = 150 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, LMO = 200 м3/ч. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в обслуживаемой зоне qOЗ = 0,1 мг/м3. Концентрация вредного вещества в наружном воздухе qH = 0 мг/м3. Коэффициент эффективности воздухообмена в помещении Кq = 1.

Варианты расчета воздухообмена: 1. По методике на основе удельных норм воздухообмена. Норма воздухообмена составляет 40 м3/ч×чел. Расчетный воздухообмен следует принять Lрасч. нар = 40 × 10 = 400 м3/ч. 2. По методике на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ. Количество озона, удаляемого местными отсосами, mмоОз = 90 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, LMO = 200 м3/ч. Количество озона, удаляемого системой общеобменной вентиляции, mOЗ = 60 мг/ч. Расчет по формуле: L расч. нар = 200 + 60 — 200(0,1 — 0) = 600 м3/ч. 0,1 — 0 Минимальный расход приточного воздуха следует принять Lрасч. нар = 600 м3/ч. Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ наиболее приемлема для рассматриваемого случая, т. к. в помещении присутствуют интенсивные источники загрязняющих веществ.

Группа компаний «ЕвроХолод» готова реализовать комплексные решения по устройству внутренних инженерных систем и сетей зданий. Мы предоставляем гарантию на купленную у нас технику и все монтажные работы!

Ждем Вашего звонка по телефону: +7(495) 745-01-41