Привет студент

6.4 Расчет вентиляции

Проведём расчёты необходимого воздухообмена для тёплого периода времени года. Необходимый воздухообмен по избыткам тепла L, м³/ч, в помеще­нии определяется из следующего выражения:

, (6.4)

где Q - избыточное тепло, выделяемое в помещении, ккал/ч;

С - удельная теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/ч;

р - плотность воздуха, кг/м³. При нормальных условиях (р=760мм.рт.ст., t=10°C) принимается р=1,29 кг/м³;

t_yx - температура воздуха, уходящего из помещения, °С;

t_пp - температура приточного воздуха, °С.

Температура воздуха, уходящего из помещения, t_yx , °C, определяется по эмпирической формуле:

, (6.5)

где t_рз - температура воздуха в рабочей зоне (на высоте 2 метров от пола),°С;

φ- величина, обозначающая изменение температуры по высоте, φ=0,2;

r - высота рабочей зоны, м.

Подставляя значения в формулу (8.5), получаем:

Избыточное тепло в помещении Q_изб, ккал/ч, определяется из выражения:

, (6.6)

где Q_пост - количество тепла, поступающего в помещение, ккал/ч;

Q_т.п. - количество тепла теряемого наружными ограждениями, ккал/ч.

Тепловые потери Q_т.п., ккал/ч, можно определить по формуле:

(6.7)

где k - коэффициент теплоотдачи (для кирпичной стенки к = 0,8 - 0,9), ккал/(ч,м² ,°С);

F - площадь поверхности ограждения, м ;

t_в - внутренняя температура, °С, t_в =21°C;

t_н - наружная температура, °С, t_н =25°C.

Подставляя значения в формулу (8.7), получаем:

Количество тепла, выделяемое человеком, находится в зависимости от его физической нагрузки и от температуры воздуха в помещении. Будем считать, что физической нагрузки нет, тогда при температуре в помещении 20 °С коли­чество тепла, выделяемое взрослым мужчиной Q_ч, ккал/ч, будет порядка 100 ккал/ч.

В теплый период года (при наружной температуре более плюс 10 °С) сле­дует учитывать солнечную радиацию. Количество тепла поступающего от сол­нечной радиации Q_cp, ккал/ч, определяется по формуле:

, (6.8)

где F_ост - поверхность остекления, м (для нашего случая принимается 1,98м²);

К_ост - коэффициент, зависящий от характеристики остекления (для наше­го случая принимается равным 1,15);

q_ост - солнечная радиация через один метр поверхности остекления в за­висимости от ориентации по сторонам света, ккал/ч (в нашем случае он равен 62 ккал/ч).

Тогда количество тепла Q_cp, ккал/ч, поступающего от солнечной радиа­ции вычисляется по формуле (6.8):

В качестве источников света при искусственном освещении применяются люминесцентные лампы типа ЛБ и лампы накаливания. Общая мощность всех ламп составляет 2 кВт. Практически принимается, что вся мощность источников освещения переходит в тепло. Тогда избытки тепла, поступающего в помещение от источников света Q_ис, ккал/ч, можно определить по формуле:

, (6.9)

где N Σ- суммарная потребляемая мощность освещения, кВт.

Количество тепла, поступающего в помещение Q_пост, ккал/ч, можно опре­делить по формуле:

, (6.10)

Определим избыточное тепло Qизб, ккал/ч, в помещении по формуле (6.6):

Итак, необходимый воздухообмен L, м /ч ,по избыткам тепла в помеще­нии, определяемый по формуле (6.4) равен:

Рассчитываем кратность объема воздуха К:

, (6.11)

где V - общий объем помещения;

L - необходимый воздухообмен по избыткам тепла, м³/ч.

Подставив числовые выражения в формулу (6.10), получаем:

Определим необходимую производительность N, м /ч, вентиляционной установки:

, (6.12)

где 0,7 - коэффициент, учитывающий наличие естественной вентиляции;

V - объем помещения, V=270 м.

Подставляя значения в формулу (6.12), получаем:

Из данных расчётов видно, что если в помещение, где находится концентраторы кислорода, поставить один кондиционер, например Panasonic CS-A34BTP, который обеспечивает вентиля­цию на 1100 м³/ч и обладает мощностью охлаждения равной 10 кВт, то его хва­тит, чтобы обеспечить нормальные метеорологические условия в данном помещении.

6.5 Возможные чрезвычайные ситуации

В помещениях, где находится система подачи кислорода, из чрезвычайных ситуаций наиболее вероятной может оказаться - возникновение взрыва с последующим пожаром, так как газообразный кислород является активным окислителем и большинство веществ и материалов в контакте с ним становятся взрыво- и пожароопасными.

Пожар может возникнуть вследствие следующих причин: короткие замыкания, перегрузки, искрения от нарушения изоляции, что приводит к нагреванию проводников до температуры воспламенения изоляции; загрязнения поверхностей смазочными и жировыми веществами, которые контактируя с кислородом, являются причиной загорания или, при определенной толщине слоя, причиной детонационного взрыва; неудовлетворительные контакты в местах соединения проводов (скрутки) и их сильный нагрев вследствие большого переходного сопротивления при протекании электрического тока; кислород тяжелее воздуха, поэтому при утечках газообразного кислорода из-за неплотностей соединений оборудования и трубопроводов он может накапливаться в низких местах, траншеях и других местах. При горении некоторых пластмассовых частей электроустановки, деревянных и других возгораемых предметов, кислород способствует поддержанию пожара и реакциям выделения вредные токсичные вещества, а также дым.

Для оповещения персонала о возникновении пожара, помещение должно быть оборудовано электрической пожарной сигнализацией с комбинирован­ными извещателями, реагирующими на тепловой и дымовой факторы.

В помещении можно установить стационарную порошковую установку пожаротушения, водяную использовать нельзя, так как вода является токопроводящей жидкостью.

При возникновении пожароопасной ситуации нужно отключить электроэнергию и подачу кислорода. Затем попытаться ликвидировать очаг возгорания, воспользовавшись первичными средствами пожаротушения.

Для тушения небольших очагов загорания необходимо использовать следующие два типа огнетушителей: углекислотные (ОУ-2, ОУ-5) и порошковые (ОП-1, ОП-10, ОП-25).

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения небольших начальных возгораний различных веществ, исключая те, горение которых может происходить без доступа воздуха. Действие углекислотного огнетушителя основано на том, что при выходе из баллона углекислота мгновенно превращается в газ, расширяясь от 400 до 500 раз. В результате создаются условия, горение в которых невозможно.

Наиболее универсальные и подходящие для данной ситуации являются порошковые огнетушители, использующиеся для тушения небольших очагов загорания горючих жидкостей, газов, электроустановок напряжением до 1000В, металлов и их сплавов. Огнетушитель ОП-1 емкостью 1л, заполнен составом ПСБ (порошок сухой бикарбонатный). Огнетушитель ОП-10 содержит в тонкостенном 10 литровом баллоне порошок ПС-1 (углекислый натрий с добавками).

Если масштабы пожара приняли глобальный характер и его уже не представляется возможным ликвидировать первичными средствами пожаротушения, то нужно немедленно вывести людей, находящихся вблизи очага пожара в соответствии с планом эвакуации и вызвать пожарную команду, позвонив по номеру 01. По возможности, из ближайших помещений вынести наиболее ценные предметы, приборы, аппаратуру, а также удалить все взрывоопасные и легковоспламеняющиеся вещества.

В целях предотвращения пожароопасных ситуаций должны проводиться мероприятия по противопожарной защите, разделяющиеся на организационные, эксплуатационные, технические и режимные.

Организационные мероприятия включают в себя обучение рабочих и служащих правилам пожарной безопасности, организация пожарной охраны, проведение бесед, лекций, издание необходимых инструкций, плакатов и т.п.

Технические мероприятия предусматривают соблюдение противопожарных правил и норм при устройстве систем отопления, вентиляции, подачи кислорода, кондиционирования воздуха, молниезащиты, при сооружении зданий, установке технологического оборудования.

Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию систем подачи кислорода, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, молниезащиты, технологических машин и оборудования, правильное содержание зданий и территорий и т. п.

Режимные мероприятия предусматривают запрещение или ограничение применения открытого огня в пожароопасных местах, курения в неустановленных местах, обязательное соблюдение норм и правил при работе с огнеопасными и взрывоопасными веществами. В помещениях хранения кислородных баллонов, а также в местах, где проходят кислородные трубопроводы и производятся работы с кислородом, на наружной стороне дверей и в местах где проводятся работы с кислородом и проходят кислородопроводы, должны быть установлены запрещающие знаки безопасности, соответствующие требованиям ГОСТ 12.4.026-76.

Чрезвычайные ситуации, характерные для Оренбургской области, по происхождению делятся на природные и техногенные.

Природные определяются резко-континентальным климатом. К ним относятся:

наводнения - затопление значительных территорий, возникающее в результате разлива рек во время половодья и паводков, ливневых дождей, ледяных заторов рек, обильного таяния снегов в горах и других причин. При наводнении происходят разрушение зданий, сооружений, размыв участков дорог, повреждение гидротехнических и дорожных сооружений;

пожары - это стихийное бедствие, возникающее в результате самовозгорания, разряда молнии, производственных аварий, при нарушении правил техники безопасности и других причин. Наибольшую опасность представляют лесные пожары, которые несут опасность для жизни людей и благосостояния лесных и сельскохозяйственных хозяйств;

бури, ураганы - движение воздушных масс большой скоростью, возникающее в зоне циклонов и на периферии обширных антициклонов.

Техногенные катастрофы определяются наличием газо- и нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности в области:

воздействие отравляющих веществ – выбросы в атмосферу в результате техногенной деятельности промышленных предприятий таких как газзавод, хладокомбинат, шелкокомбинат и др. При поступлении информации о выбросе отравляющих веществ необходимо закрыть окна, двери в помещениях где могут находится люди, обеспечить людей средствами индивидуальной защиты – ватномарлевые повязки, противогазы. Организовать эвакуацию людей за пределы опасной зоны техногенного загрязнения либо использовать специальные укрытия.

При возникновении того или иного вида катастроф необходимо произвести ряд мер по спасению населения и восстановлению административно-хозяйственных единиц.

6.6 Расчет времени эвакуации из здания

Эвакуация работающих из помещения и здания при возникновение пожара является одной из важнейших мер предупреждения воздействия на них его опасных факторов. Для обеспечения эвакуации в здании предусмотрены пути эвакуации и эвакуационные выходы.

Основными параметрами, характеризующими процесс эвакуации из зданий и сооружений, являются: плотность D, скорость движения V людского потока, пропускная способность пути (выходов) Q и интенсивность движения q. Кроме того, эвакуационные пути, как горизонтальные, так и наклонные, характеризуются длиной L, и шириной b движения.

Кратковременность процесса эвакуации достигается конструктивно- планировочными и организационными решениями.

Рабочее место инженера по обслуживанию системы подачи кислорода расположено в здании на первом этаже. По категории помещение, где находится система подачи кислорода относится к группе А и III степени огнестойкости. Допустимая продолжительность эвакуации из здания не должна превышать 6 минут.

Время задержки эвакуации принимается t_н.э. = 3 минуты с учетом того, что здание имеет автоматическую систему сигнализации и оповещения о пожаре и эвакуация происходит с помощью оператора.

Здание двухэтажное, в его коридорах шириной 3м имеются схемы эвакуации людей при пожаре. Кабинет инженера площадью 40 м² располагается на втором этаже в непосредственной близости от лестничной клетки, ведущей на первый этаж. В кабинете работают 6 человек. Всего на этаже находятся 75 человек. На первом этаже находятся 63 человек. Схема эвакуации из здания представлена на рисунке 6.2.

Средняя площадь горизонтальной проекции человека принимается самостоятельно по СниП 2-2-80, f = 0,1 чел/м².

Ширина дверного проема принять не менее 1,1 м.

1, 2, 3, 4, 5 – этапы эвакуации

Рисунок 6.2 – Схема эвакуации людей из здания

Средняя площадь горизонтальной проекции человека принимается самостоятельно по СНиП 2-2- 80, f = 0,1 чел/м².

Ширина дверного проема принимаем 1,1 м.

Для определения времени движения людей из кабинетов, с учетом габаритных размеров помещения длиной 8 м и шириной 5 м, определяется плотность движения людского потока на первом участке , по формуле

(6.13)

где число людей в кабинете;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²/ чел;

S – площадь кабинета, м².

Подставляя значения в формулу (6.13), получаем

Так как плотность людского потока ровна 0,015 м²/м², то скорость движения потока составит 100 м/мин, интенсивность движения 1 м/мин.

Соответственно время движения людского потока на первом участке t₁ , мин, определяется по формуле

(6.14)

где l₁ - длина пути, м (l₁ = А = 8м);

V₁ - скорость движения, м/ мин.

Подставляя значения в формулу (6.14), получаем

Длина дверного проема принимается равной нулю. Наибольшая возможная интенсивность движения в проеме в нормальных условиях q_max = 19,6 м/мин, интенсивность движения , в проеме шириной 1,1 м, определяется по формуле:

(6.15)

где ширина дверного проема, м.

Подставляя значения в формулу (6.15), получаем:

Так как значение q_d =6,35 м/мин меньше значения q_max равное 19,6м/мин, поэтому через дверной проем движение проходит беспрепятственно.

Время движения в проеме определяется по формуле:

(6.16)

Подставляя значения в формулу (6.16), получаем:

Так как на втором этаже находятся 73 человек, ширина коридора b₂ = 3м, длина участка l₂ = 15м, плотность людского потока второго этажа составит:

Для полученного значения плотности людского потока определяем скорость движения людского потока, которая составит м/мин а интенсивность движения м/мин.

Теперь подставив значения в формулу (6.14), рассчитаем время движения на втором участке:

Для определения скорости движения по лестнице , рассчитывается интенсивность движения на третьем участке по формуле:

(6.17)

где q_i-1 – интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин;

b_i-1 – ширина участков пути слияния, м;

b_i – ширина рассматриваемого участка пути, м.

Подставляя значения в формулу (6.17), получаем:

Исходя из того, что q₃ = 24 м/мин, получается, что скорость движения на лестнице падает до V₃ = 52 м/мин.

Время движения по лестнице вниз на третьем участке по формуле (6.14) составляет:

При переходе на первый этаж происходит смешивание с потоком людей, двигающимся по первому этажу. Ширина участка b₄ = 3м, длина участка l₄ = 15м. Плотность людского потока D_4, чел/м² для первого этажа равна:

При переходе на четвертый участок происходит смешивание потоков, поэтому интенсивность движения определяется по формуле (6.17)

Исходя из того, что q₄ = 24 м/мин, получается, что движения на четвертом участке составляет V₄ = 33 м/мин.

Время движения по лестнице вниз на третьем участке по формуле (6.14) составляет:

Тамбур при выходе на улицу имеет длину 5 м, на этом участке образуется максимальная плотность потока, поэтому скорость падает до V₅ = 15 м/мин, а время движения по тамбуру по формуле (6.14) составит:

При максимальной плотности людского потока интенсивность движения через дверной проем на улицу шириной 2 м составляет 8,5 м/мин, время движения через него рассчитывается по формуле (6.16):

Расчетное время эвакуации рассчитывается по формуле:

t_р = t_н.э. + t₁ + t_d1 + t₂ + t₃ + t₄ + t₅ +t_d2, (6.15)

Подставляя значения в формулу (6.15), получаем

t_р = 3 + 0,08 + 0,08+ 0,25 + 0,19 + 0,73 + 0,3 + 0,79 = 5,42 мин.

Таким образом, расчетное время эвакуации составляет 5,42 мин, что удовлетворяет требованию (не превышает 6 минут), приведенного в СНиП 21-01-97* .

В данном разделе дипломного проекта проведен анализ условий труда инженера по обслуживанию системы подачи кислорода. Описано влияние основных физических и психофизиологических факторов рабочей среды на инженера, были произведены расчёты мероприятий по улучшению условий труда (расчет необходимого воздухообмена в производственном помещении и защитного заземления). Также рассмотрены возможные чрезвычайные ситуации и произведен расчет времени эвакуации людей при возникновении чрезвычайной ситуации (пожара).