МИКРОКЛИМАТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ОСОБЕННОСТИ МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Микроклимат производственных помещений представляет собой комплекс физических факторов в ограниченном замкнутом пространстве, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой, его тепловое состояние, самочувствие, работоспособность и здоровье.

Микроклимат бытовых, производственных и жилых помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры воздуха (t, °С), относительной влажности (ф, %), скоростью движения воздуха (V, м/с), теплового излучения от внутренних поверхностей помещения (стен, потолка, пола, технического оборудования) (/, Вт/м²).

Повышенная температура в производственных помещениях обусловливается:

• • технологическим оборудованием (плавильные, обжигательные, нагревательные, сушильные печи, паровые котлы, паропроводы и т.д.);
• • нагретыми до высокой температуры обрабатываемыми материалами и готовыми изделиями (расплавленный металл, стекло, поковки, слитки и т.д.);
• • выделением тепла при экзотермических химических реакциях;
• • выбросом горячих паров и газов через неплотности печей, аппаратов, труб, паропроводов и др.;
• • переходом в теплоту электрической и механической энергии движущихся механизмов;
• • нагревом помещения прямыми солнечными лучами, особенно в летнее время (инсоляция).

Тепловыделения от указанных источников нередко превышают теплопотери через наружные ограждения зданий и вызывают повышение температуры воздуха.

При расчете теплового баланса для большинства помещений исходят из того, что все ограждения и оборудование в помещении находятся в состоянии теплового равновесия. То есть, их температура остается неизменной во времени и количество получаемого ими тепла в единицу времени равно количеству теряемого тепла. Разность поступления и потерь тепла определяет теплоизбытки в помещении, которые должны быть компенсированы вентиляцией.

В производственных помещениях избыточное тепло можно определить из уравнения теплового баланса:

где Q_o6, Q_0CB, Q_;I — тепло, выделяемое производственным оборудованием, системой искусственного освещения и работающим персоналом соответственно; Q_p — тепло, вносимое солнечной радиацией; (?от_Д — теплоотдача естественным путем.

1. Теплопоступления в производственное помещение от оборудования, приводимого в движение электродвигателями. Определяют по формуле:

где Р_о6 — установочная мощность электродвигателя, кВт; Г|, — коэффициент использования установочной мощности, равный 0,7...0,9; г|₂ — коэффициент загрузки — отношение средней потребляемой мощности к максимально необходимой, равный 0,5...0,8; г|₃ — коэффициент одновременности работы электродвигателей, равный 0,5... 1; г|₄ — коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превратившейся в тепло.

Для приближенного определения теплопоступлений в механических и механосборочных цехах при работе станков без охлаждающей эмульсии значение произведений коэффициентов можно принимать равным 0,25; при работе станков с охлаждающей эмульсией — 0,2; при наличии местных отсосов равным 0,15.

2. Теплопоступления от осветительных установок. Считая, что вся электрическая энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепловую, количество тепла, поступающего в помещение от искусственного освещения, может быть определено по формуле:

где Е — освещенность, лк; F— площадь помещения, м²; q_OCB — удельные выделения тепла, Вт/м² на 1 лк освещенности, составляющие: для люминесцентных светильников — 0,05...0,13; для ламп накаливания — 0,13...0,25; Г|_осв — доля тепловой энергии, попадающей в помещение.

В тех случаях, когда арматура и лампы находятся вне помещения (за остекленной поверхностью, в потоке вытяжного воздуха), доля тепловой энергии, попадающей в помещение, составляет для люминесцентных светильников 0,55 потребляемой энергии, для ламп накаливания — примерно 0,85.

3. Теплопоступления от солнечной радиации. Определяют по формуле: где F_0CT — площадь поверхности остекления, м²; q_0CT — теплопоступления от солнечной радиации через 1 м² поверхности остекления при коэффициенте теплопередачи, равном 1 Вт/(м²-К);Л_0СТ— коэффициент остекления.

Значения q_OCT в зависимости от географической ориентации поверхности и характеристики окон или фонарей принимается в пределах 70...210; значение коэффициента А_ОС1 в зависимости от вида остекления и его защитных свойств — в пределах 0,25... 1,15. При расчетах теплопоступления от солнечной радиации учитываются в тепловом балансе помещений для теплого периода года.

4. Теплопоступление от людей. Зависит в основном от степени тяжести выполняемой ими физической работы и в меньшей мере от температуры помещения и теплозащитных свойств одежды. При расчете вентиляции важно правильно определить отдачу явного тепла (Вт) по формуле:

где (З_и — коэффициент, учитывающий интенсивность работы и равный 1 для легкой работы, 1,07 — для работы средней тяжести и 1,15— для тяжелой работы; Р_од — коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды и равный 1 — для легкой одежды, 0,65 — для обычной одежды и 0,4 — для утепленной одежды; v_B — скорость движения воздуха в помещении, м/с; t_u — температура помещения, °С.

В табл. 3.1 приведены характеристики тепловыделений одного человека при различных уровнях трудовой активности.

Таблица 3.1

Количество тепла и влаги, выделяемых одним человеком [21]

5. Теплопоступления с продуктами сгорания. В результате горения топлива в печах, при газовой сварке, стеклодувных работах и т.п. в помещение частично попадают продукты сгорания, которые загрязняют воздух и одновременно вносят в помещение некоторое количество тепла. Если продукты сгорания выпускаются в цех, теплопос- тупления Q_{n с} (Вт) подсчитываются по формуле:

где Gj — расход топлива, кг/ч; Q^PH — низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Г|_т — коэффициент, учитывающий неполноту сгорания топлива (0,9...0,97).

Влажность воздуха. На ряде производств относительная влажность очень высока (80... 100%). Источниками влаговыделений являются заполненные растворами различные ванны, красильные и промывочные аппараты, емкости с водой и др., особенно если эти растворы подвергаются нагреванию и создаются условия для свободного испарения.

Движение воздуха. Движение воздуха внутри производственных помещений вызывается неравномерным нагреванием воздушных масс в пространстве и вентиляционными установками. Движение воздуха может быть использовано в качестве оздоровительного мероприятия при высокой температуре воздуха и при инфракрасном излучении. Для некоторых производств характерна недостаточная подвижность воздуха, создающая ощущение духоты (текстильная, швейная промышленность и др.).

В зависимости от преобладания теплового или холодового воздействия на организм работающих можно выделить наиболее важные с гигиенической точки зрения комплексы микроклиматических условий (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Виды производственного микроклимата