Расчет воздухообмена в помещении

Размеры лаборатории, как указывалось выше, составляют:

длина 5 м; ширина 4 м; высота 3.5 м.

Исходя из данных габаритов, площадь помещения равна 20 мІ, а объем 70 мі. В помещении оборудовано два рабочих места, на одного работника приходится 10 мІ площади и 35 мі объема, что удовлетворяет санитарным нормам СН 425-71, согласно которым объем на одного работающего должен превышать 15 мі, а площадь 6 мІ. При отсутствии загрязнения воздуха, вентиляция должна обеспечить подачу наружного воздуха в количестве не менее 30 мі/час на каждого работающего. Такой обмен воздуха обеспечивается естественной вентиляцией посредством форточек.

Выполним расчет воздухообмена, необходимый для удаления избыточного тепла и очистки воздуха от вредных паров. Потребный воздухообмен в помещении определяется формулой 5.3:

                           (5.3)

где Q – потребный воздухообмен, мі/час;

  g – количество вредных веществ, выделяемых в воздух помещения, л/ч;

X – предельно допустимая концентрация вредных веществ, в воздухе помещения, л/мі;

   Х_n – предельно допустимая концентрация вредных веществ, в наружном воздухе, л/мі.

Кроме того, можно рассчитать кратность воздухообмена n.

n–величина, показывающая сколько раз в течение одного часа воздух должен полностью смениться.

n = Q / Q_nom ,                                                  (5.4)

где Q_nom - объем помещения, Q_nom=70 м³.

В жилых и общественных помещениях постоянным вредным выделением является углекислый газ, других вредных выделений нет.

Количество углекислоты, выделяемой человеком при легком труде, равняется 23 л/ч, предельно допустимая концентрация в воздухе помещения 1 л/м³, предельно допустимая концентрация в наружном воздухе 0.5 л/м³.

Определим потребный воздухообмен по формуле при числе работающих равном двум:

Q=23 ^. 2/(1-0.5) = 92 м³/ч.

Потребная кратность воздухообмена

n = 92/70 = 1.31 1/ч.

Расчет воздухообмена для удаления избыточного тепла производится по формуле:

Q=L_изб / (Gв^. Св^. dt),                         (5.5)

где  L_изб – избыточное тепло, ккал/ч;

  Gв = 1.206 кг/м - удельная теплоемкость воздуха;

  Св =0.24 ккал/кг•°С - теплоемкость воздуха;

  dt – разность температур удаленного и приточного воздуха.

Величина dt при расчетах выбирается в зависимости от теплонапряжённости воздуха – Lн:

Lн=L_изб /Q_nom                                 (5.6)

Если Lн больше 20 ккал/ч, то dt = 8°C;

     Lн меньше 20 ккал/ч, то dt=6°С.

Количество избыточного тепла определим по формуле

L _изб =L_ob + L_os + L_l + L_r + L_otd,                               (5.7)

где L_ob – тепло от оборудования, ккал/ч;

L_os – тепло от системы освещения, ккал/ч;

L_l – тепло, выделяемое людьми, ккал/ч;

L_r – тепло от солнечной радиации, ккал/ч;

L_otd –теплоотдача естественным путем, ккал/ч.

Тепло от оборудования найдём по формуле:

L_ob = 860 ^. P_ob^. f ,                                  (5.8)

где P_ob – номинальная мощность оборудования, Вт;

  f – коэффициент передачи, f=0.25.

                           L_ob =860 ^. 1^. 0.25=215 ккал / ч .

L_os=860^. P_os^. a^. b^. cos(f),                                  (5.9)

где P_os – номинальная мощность освещения, кВт;

  a – коэффициент перевода электрической энергии в световую,

  a = 0,46;

  b -– коэффициент одновременной работы ламп, b = 1;

cos(f) – коэффициент мощности, cos(f) = 0.3.

L_os = 860 ^. (0.04 ^. 2) ^. 0.46 ^. 1^. 0.3=9,49 ккал/ч

L_l = n ^. g ,                                    (5.10)

где n – количество человек;

       g – тепловыделение одного человека, g=50 ккал/ч.

L_l =2 ^. 50=100 ккал/ч.

Lr = m ^. F ^. D_os ,                          (5.11)

где m – количество окон;

      F – площадь окна, м²;

      D_os – солнечная радиация, D_os = 65 ккал/ч.

Lr = 1 ^. 8 ^. 65 = 520 ккал/ч.

Теплоотдачу естественным путем можно приравнять к Lr в зимнее время года и считать равной нулю в летнее, тогда по формуле (6.13):

L_изб = 215 + 9,49 + 100 + 520 = 844,49 ккал/ч.

Lн = 844,49/70 = 12,06 ккал/ч, что меньше 20, тогда dt = 6°C.

Подставляя полученное значение в формулу (6.11), получаем значение потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла:

Q = 844,49/(1.206 ^. 0.24 ^. 6) = 486,28 м³/ч.

Таким образом, для удаления избыточного тепла и очистки воздуха от вредных паров следует применять систему вентиляции, которая обеспечивает требуемую подачу воздуха Q = 486,28 м³/ч.

5.3.8 Эргономический анализ

Для создания благоприятных условий труда необходимо учесть психофизические особенности человека, на которого влияют планировка рабочего места, учет зоны деятельности рук оператора при расположении персонального компьютера.

Рабочее место, при выполнении действий в положении сидя должно соответствовать нормам ГОСТ 20.39.108 85 – «Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике».

Определим требования к рабочему месту: обеспечение возможности удобного выполнения работ, учет физической тяжести труда, учет размеров рабочей зоны, учет технологических особенностей процесса выполнения работ. Параметра рабочего места оператора приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 – Параметры рабочего места оператора.

В рабочей зоне необходимо исключение резких и подвижных теней, отблесков. Работа оператора в основном связана с умственным трудом, следовательно, должны быть учтены и психологические факторы. Они учитывают функции мозга, объективные закономерности психологической деятельности, а также психологические свойства человека, связанные с процессом труда.

На любого человека благоприятно влияет нормальный, здоровый климат в коллективе, от которого зависит эмоциональное состояние работающих.