Розрахунок механічної вентиляції

Механічну вентиляцію використовують при об'ємі виробничого простору менше 40 м³ на одного працівника, для інших випадків може передбачатися тільки природна вентиляція. Визначити у ДП (ДР) способи подачі повітря (інфільтрація, аерація) і шляхи (схеми) надходження і видалення повітря літньої пори і взимку.

У виробничих приміщеннях обчислювального центру повинні подаватись такі об'єми зовнішнього повітря: - при кубатурі приміщення до 20м³ /на 1 працюючого - не менше 30м³/людину; - при кубатурі приміщення 20-40 м³/на 1працюючого - не менше 20м³ за годину на людину при наявності вікон та відсутності виділення шкідливих речовин; - у виробничих приміщеннях без вікон - не менше 60м³ на людину.

Показником ефективності вентиляції приміщень є кратність повітрообміну — це число, яке показує, скільки разів упродовж однієї години повітря в приміщенні замінюється зовнішнім.

Визначити, кількість повітря, що витягується, чи потрапляє в приміщення через вентиляційний отвір протягом 1 години. За допомогою анемометра визначають швидкість руху повітря, потім площу вентиляційного отвору, для чого вимірюють розміри сторін (якщо отвір прямокутний) або діаметр (якщо отвір круглий). Вентиляційний об'єм необхідного повітря:

V = а v 3600, м³ (3.13)

де а — площа вентиляційного отвору (м²), v — швидкість руху повітря (м/с), 3600 - перерахунок години на секунди.

Визначити кратність обміну повітря:

K = V/ Vп, (3.14)

де - V - повітрообмін приміщення, м³/г (м³/час); Vп – об’єм приміщення, м³.

Доросла людина у стані спокою протягом години видихає 22,6 л діоксиду вуглецю (вуглекислоти), тим самим збільшуючи його концентрацію в повітрі приміщення. Чим інтенсивніша робота, тим більше вуглекислоти видихає людина (до 30-40 л/год).

Для приміщень, де не утворюються шкідливі виділення та надлишкове тепло і немає необхідності у створенні метеорологічного комфорту визначити кількість повітря:

L = i n, м³/год (3.15)

де і — мінімальне подання повітря на одного працівника відповідно до санітарних норм (при об'ємі приміщення, що припадає на одного працівника до 20 м³ — 30 м³/год, а при об'ємі >20 м³ — 20 м³/год);

п— кількість працівників в приміщенні.

Розрахувати необхідний об'єм повітря на одну людину Q_Н( м³/год), або кубатуру приміщення.

Q_Н= Q _СО2 /q _ГДК – q_СО2 , (3.16)

де Q _СО2 - кількість вуглекислоти, що видихає 1 доросла людина (22,6 л), q _ГДК - допустима концентрація СО₂ в приміщенні (1 л/м³), q _СО2 -вміст СО₂ в атмосферному повітрі (0,4 л/м³).

Зробити висновок.

Розрахунок опалення

Вихідні данні для розрахунку опалення – це температура у виробничих приміщеннях.

Кількість теплоти для опалення визначають з виразу

(3.17)

де q₀ – витрати теплоти для опалення 1 м³ приміщення на 1°С різниці внутрішньої і зовнішньої температур, q₀ = 2,08 кДж/год.; tв – внутрішня температура приміщення, °С; t_З – зовнішня температура повітря, °С; V – об'єм будівлі (приміщення), м³.

Кількість теплоти, що витрачається на вентиляцію, визначають за формулою

(3.18)

де q_В – витрати теплоти на вентиляцію 1м³ будівлі при різниці внутрішньої і зовнішньої температури 1°С; q_В = 1...2 кДж/год.

Площа нагрівальних приладів

(3.19)

де Q_П – витрати теплоти на опалення і вентиляцію приміщення, кДж/год; t_Т – середня розрахункова температура теплоносія (пара низького тиску – 100 °С, пара при тиску 1,2 атм. (0,12 МПа) – 104 °С, при тиску 1,5 атм. (0,15 МПа) -111 °С). Значення коефіцієнта К_П залежить від різниці температур теплоносія і повітря, яке нагрівається.

Результати розрахунків опалення приміщень занести у таблицю 3.21 і зробити висновки.

Таблиця 3.21

Розрахунок опалення

ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА

[ ІІ(4,19-21,40,41,43,45,49)]

Двополюсний, або двофазний дотик(рис. 3.3) є найбільш небезпечним тому, що в цьому випадку напруга дотику максимальна і дорівнює напрузі мережі.

Струм, який проходить крізь людину, дорівнює:

, (3.20)

де І_л — струм, що проходить крізь людину, А; U_дот, U_л ,U_ф — відповідно напруги дотику, лінійна і фазна, В; R_л — опір людини, Ом.

а б

Рис. 3.3 Двополюсний дотик людини до мережі: а-звичайний; б- із залишковим зарядом

Людина може бути уражена електричним струмом при дотику до проводів довгої повітряної або кабельної відімкненої мережі, яка має велику ємність, що аналогічно дотику до зарядженого конденсатора. У цьому випадку крізь людину, ізольовану від землі, проходить струм, що змінюється за показовою кривою на рис.3.3б.

, (3.21)

де U₀ — напруга між проводами в момент дотику, В; t— час від моменту дотику, с; С₁₂ — ємність між проводами відключеної мережі, Ф.

При однополюсному і однофазовому дотику (рис. 3.4):

а б

Рис. 3.4 Схема дотику людини (а) і еквівалентна схема заміщення (б).

Використовуючи схему заміщення, визначається напруга дотику:

, В (3.22)

Загальний струм визначається зі схеми заміщення:

, А (3.23)

Підставляючи формулу 3.23 в формулу 3.22, отримаємо вираз:

, В (3.24)

Тоді струм, який проходить крізь тіло людини, визначають як:

, (3.25)

Якщо r₁=r₂=r_із де r_із — опір ізоляції, то формула 3.25 набуде вигляду:

, та (3.26)

Якщо людина стоїть на ізольованій підлозі і має взуття, тоді загальний опір людини визначається як:

R_з =R_л + r_n + r_вз, (3.27)

де r_n — опір підлоги, Ом; r_вз — опір взуття, Ом.

В аварійному режимі,коли одна фаза або полюс замкнуті на землю, схема під’єднання та еквівалентна схема мають вигляд, показаний на рис. 3.5

Рис. 3.5. Однополюсний дотик людини до електричної мережі

Опір замикання на землю (r_зм), набагато менший за опір ізоляції r₁, r₂ і опір людини R_л , тому, замінюючи в формулах 3.24, 3.25 опір r₂ на еквівалентний опір , отримаємо:

, та (3.28)

Оскільки r_зм близьке до нуля, то формули 3.28 мають вигляд:

, (3.29)

Тобто під час аварій напруга дотику дорівнює напрузі мережі, і струм крізь людину досягає дуже небезпечних величин, тому що опір ізоляції не захищає людину від дії струму. У випадку, якщо опір ізоляції настільки високий, що можна вважати r_із=∞, людина не ізольована від землі і буде під дією струму розряду ємності проводу відносно землі С₁₁ і струму часткового розряду ємності між проводами С₁₂, тобто вважатимемо, що людина знаходиться в мережі розряду ємності С₁₁+ С₁₂, тобто крізь неї проходить струм:

(3.30)

де U₀ - напруга між проводами в момент дотику, В; t — час від моменту дотику, с;

С - ємність між проводами відімкненої мережі, Ф. Враховуючи небезпеку ураження людини розрядним струмом, необхідно перед початком роботи на відімкнених частинах обладнання виділену для роботи дільницю попередньо розрядити на землю (рис. 3.5, 3.6).

Рис. 3.6. Однополюсний дотик до мережі зі залишковим зарядом

Для живлення частіше використовують трифазні мережі з ізольованою і заземленою нейтраллю.Струм, що проходить через людину, при дотику до однієї з фаз у мережі з ізольованою нейтраллю залежить від опору ізоляції та ємності фаз відносно землі (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Дотик людини до одного з фазних проводів у мережі з ізольованою нейтраллю

Рис 3.8. Схема пристрою захисного вимкнення, котрий реагує на напругу корпусу відносно землі:

1 — корпус, 2 — автоматичний вимикач, KB — котушка вимикаюча; Н — реле напруги максимальне, R₃ — опір захисного заземлення, R_д— опір допоміжного заземлення.

Таблиця 3.22

Порогові значення змінного та постійного струму при його проходженні через тіло людини по шляху «рука—рука» або «рука—ноги».

Струм (змінний та постійний) більше 5А викликає миттєву зупинку серця, минаючи стан фібриляції. Чим більший струм проходить через тіло людини, тим більшою є небезпека ураження.

Значення прикладеної напруги U впливає на наслідки ураження (рис.3.9), оскільки згідно закону Ома визначає силу струму І_Л, що проходить через тіло людини, та його опір R_Л (умовно R_Л = 1 кОм).

І_Л = U/ R_Л, А (3.31)

Чим вище значення напруги, тим більша небезпека ураження електричним струмом. Індивідуальні особливості людини значною мірою впливають на наслідки ураження електричним струмом. При зволоженні, забрудненні та пошкодженні шкіри (потовиділення, порізи, подряпини), збільшенні прикладеної напруги, площі контакту, частоти струму (рис. 3.10) і часу його дії, опір тіла людини зменшується до певного мінімального значення (0,5—0,7 кОм). Найбільш небезпечним вважається змінний струм частотою f=20—100 Гц (рис. 3.11), а f >500 кГц не може смертельно уразити людину, а викликає опіки.

Небезпека ураження особливо велика тоді, коли на шляху струму знаходяться життєво важливі органи - серце, легені, головний мозок. Існує багато можливих шляхів проходження струму через тіло людини (петель струму), найбільш поширені серед них наведені на рис. 3.12.

Безпека експлуатації електрообладнання забезпечується 3 класами комплексу заходів:

1. Технічні захисні заходи, які запобігають дотик людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.

2. Технічні захисні заходи, які знижують ступінь поразки людини при дотику його до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.

3. Організаційні захисні заходи.

3.4 ЗАХИСТ ВІД ШУМУ

[ І(18, 20, 28, 30, 34), ІІ(3,4,8-12,25,26,28-31,50)]

Постійна дія сильного шуму (понад 60 – 80 дБ ) негативно впливає на слух, викликає шкідливі наслідки – дзвін у вухах, запаморочення, головний біль, підвищення втоми і кров’яного тиску, порушення ритму серця, розлад нервової системи і психічного стану, зниження працездатності і зниження слуху за типом кохлеарного невриту (шумова хвороба). Шум має акумулятивныий ефект, тобто акустичні подразнення, накопичуючись в організмі людини, пригнічують нервову систему. Шуми викликають функціональні розлади серцево-судинної системи; шкідливо впливають на зоровий і вестибулярний аналізатори; знижують рефлекторну діяльність, що часто стає причиною нещасних випадків і травм. Дуже сильний шум (понад 140 – 180 дБ) може викликати розірвання барабанної перетинки. Звук, якого не чути, шкідливо впливає на здоров’я людини. Інфразвуки – впливають на психічну сферу людини (уражають інтелектуальну діяльність; погіршують настрій; з’являється відчуття розгубленості, тривоги, переляку, страху), а при високій інтенсивності – почуття слабкості, як після сильного нервового потрясіння. Ультразвуки займають помітне місце в гамі виробничих шумів, негативно впливають на клітини нервової системи. Зменшення рівня шуму покращує самопочуття людини і підвищує продуктивність праці. З шумом необхідно боротися як на виробництві, так і в побуті. Уміння дотримуватися тиші – показник культури людини і його доброго ставлення до оточуючих. Тиша потрібна людям так само, як сонце і свіже повітря.

Діючим законом України „ Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо захисту населення від впливу шуму " від 03.06.2004 було значно посилено контроль і відповідальність за порушення законодавчих вимог та інших нормативно-правових актів щодо захисту населення від шкідливого впливу шуму.

Рівень звукового тиску на відстані R від джерела визначається:

L_R = L₁ – 20 lg R / R, дБ (3.32)

де L₁ – рівень звукового тиску на відстані R від джерела.

За одночасної дії двох джерел шуму з різними рівнями сумарний рівень визначається

L = L₁ + L , дБ (3.33)

де L₁ – найбільший рівень із двох джерел шуму; L – добавка від різниці рівнів звуку двох джерел.

Таблиця 3.23

Дані додатку від різниці рівнів звуку двох джерел.

Різниця двох рівнів, L1 – L2, дБ
Добавка до більш високого рівня, L, дБ		2,5		1,8	1,5	1,2		0,8	0,6	0,5	0,4	0,2

Визначений сумарний рівень і буде еквівалентним рівнем звуку або рівнем звукового тиску.

При більшій кількості джерел шуму, інтенсивність підсумовується послідовно від найбільшого до найменшого. Якщо ж діють декілька джерел шуму з однаковою інтенсивністю, то загальний рівень визначають за виразом:

L = L₁ + 10 lg N, (3.34)

де L₁ – рівень шуму одного джерела; N – кількість джерел.

ГОСТ 12.1.003-86 не враховує різноманітності трудової діяльності. Найбільш раціонально при встановленні ГДР шуму виходити з категорій важкості та напруженості праці, згідно таблиці 3.24.

Таблиця 3.24

Оптимальні рівні звуку на робочих місцях для робіт різних категорій важкості і напруженості

Для працівників економічної та інженерної сфери діяльності, робочі місця яких розташовані у великих приміщеннях виробництва, використовуються загородження для запобігання проникнення загальних шумів приміщення.

Рівень потрібної звукоізоляції R від повітряного шуму, який повинно забезпечувати загородження, щоб запобiгти проникненню шуму з одного приміщення в інші, можна визначити за формулою:

R = L_Ш – 10 1g S_Ш - L_Д – 10 lg n, (3.35)

де L_Ш - рівень звукового тиску у незахищеному від шумів приміщенні (без загородки), дБ; S_Ш - постійна площа приміщення, захищеного від шуму, м²; L_Д - допустимий рівень звуку в приміщеннi, яке захищається від шуму, дБ; n - загальна кількість конструкцій - загороджень або їхніх елементів, крізь які проникає шум.

Звукоізолюючі якості загородження в основному залежать від властивостей поверхні, її геометричних розмірів, кількості прошарків ізолюючого матеріалу. Наприклад, застосування трьохміліметрового сталевого листа дає змогу зменшити рівень шуму на 30 дБ, а застосування силікатного скла такої ж товщини — лише на 18 дБ. Використання двошарової конструкції, яка складається з мінераловатної плити (80 мм) та сталевого листа (5 мм), дає змогу зменшити рівень шуму на 49 дБ.

Таблиця 3.25

Допустимі спектри рівнів звукового тиску

Зробити висновки.

3.5 ЗАХИСТ ВІД ДІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ (ЕМП) СТРУМІВ ПРОМИСЛОВОЇ ЧАСТОТИ І ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ (ЕСП)

[ І(18, 20, 28, 30,34), ІІ(4,13-18,34 )]

Антропогенні випромінюванняфактично охоплюють усі діапазони.

Джерелом ЕМП промислової частоти можуть бути лінії високої та надвисокої напруги, відкриті розподільні пристрої (ОРУ), установки, пристрої, прилади, приводи, роз’єднувачі, високовольтні вимикачі. Ступінь дії ЕМП визначається: 1- інтенсивністю випромінювання, 2- часом перебування та 3- особливістю біологічної реакції організму. У ДП(ДР) визначити:

3.суб’єктивні розлади в організмі людини при тривалій дії ЕМП та ЕСП,

4.дії щодо попередження професійних захворювань, згідно встановлених гранично допустимих рівнів (ГДР) напруженості електричних та магнітних складових полів на робочих місцях.

5.допустимий час перебування (Т) в зоні ЕМП напруженістю 5–50 кВ/м визначається за формулою:

, годин (3.35)

де: Е– напруженість, кВ/м.

Розрахунок допустимої напруженості залежно від часу перебування в ЕП визначається:

, кВ/м (3.36)

Допустимий час перебування в ЕМП може бути реалізований одноразово або дрібно протягом робочого дня, в решту часу напруженість не може перевищувати 5 кВ/м.

Напруженість ЕМП на робочому місці персоналу протягом робочого дня не повинна перевищувати гранично допустимих рівнів (ГДР) по двом складовим (таблиці 3.26, 3.27):

Таблиця 3.26

Напруженість ЕМП на робочому місці по електричній складовій (Е)

Таблиця 3.27

Напруженість ЕМП на робочому місці по магнітній складовій (Н)

Допускається перевищення вдвічі у випадках, якщо час дії ЕМП на персонал не перевищує 50 % тривалості робочого дня.

Одночасна дія електричного та магнітного поля вважається допустимою, якщо

, (3.37)

де – енергетичні навантаження, що характеризують фактичну дію електричного і магнітного полів; – ГДР енергетичного навантаження на організм протягом дня [(B/м)²*год] і [(а/м)2*год]. Граничнодопустимі значення (ГРД) (Е) і (Н) на робочих місцях визначають за умовою допустимого енергетичного навантаження (ЕН) та часу дії (Т):

; (3.38)

Значення ГДР напруженості Е (В/м), Н (а/м) не повинні перевищувати величин таблиці 3.28.

Таблиця 3.28

ГДР напруженості і і енергетичного навантаження

Параметр	Діапазон частот f, МГц
0.06–3	3–30	30–300
, (В/м)
, (а/м)		–	–
(В/м)2*год		7 000
, (А/м)2*год		–	–

Енергетичне навантаження визначається: (3.39)

Граничнодопустимі значення на робочих місцях персоналу визначаються залежно від допустимого енергетичного навантаження , та тривалості дії Т: