Ventilácia výrobných priestorov: pravidlá organizácie výmeny vzduchu

Hlavnou úlohou, ktorú plní vetranie priemyselných priestorov, je odstraňovanie použitého vzduchu a vháňanie čerstvého. S jeho pomocou sa v dielňach a kanceláriách podniku vytvára komfortné vzdušné prostredie, ktoré zodpovedá normatívnym požiadavkám.

Úlohu efektívneho ventilačného systému je ťažké preceniť. Veď súhlaste, len v podmienkach čistého vzduchu, normálneho teplotného a vlhkostného režimu sa dá dosiahnuť zvýšenie produktivity práce.

Aby sme pochopili, ako zorganizovať dostatočnú výmenu vzduchu v budove, je potrebné oboznámiť sa s typmi a osobitosťami práce rôznych ventilačných systémov.

Povieme vám, ako funguje prirodzené a mechanické vetranie, opíšeme spôsoby usporiadania lokálneho vetrania pracovnej zóny a tiež vysvetlíme princípy výpočtu výmeny vzduchu.

Klasifikácia ventilačných systémov

Všetky existujúce ventilačné systémy sa zoskupujú podľa 4 znakov:

1. Podľa spôsobu premiestňovania vzduchu sa vetranie nazýva: prirodzené, mechanické alebo umelé, kombinované, keď sú súčasne prítomné obidve možnosti.
2. Podľa smeru prúdenia vzduchu sa ventilačné systémy delia na prívodné, odsávacie alebo prívodno-odsávacie.
3. Podľa miesta pôsobenia sa ventilačné systémy spájajú do 3 skupín: celkovú, miestnu, kombinovanú.
4. Podľa určenia sa rozlišujú pracovné a núdzové systémy.

Základom pri navrhovaní vetrania pre pracoviská vo výrobe sú normy uvedené v SNiP 41-01-2003. Prirodzená a mechanická výmena vzduchu fungujú podľa rôznych schém.

Zatiaľ čo procesy, ktoré prebiehajú pri prirodzenom vetraní, závisia od tepelného a veterného tlaku a človek ich prakticky neovplyvňuje, nútená výmena vzduchu je možná len pri jeho aktívnej účasti.

Schéma pôsobenia prirodzenej výmeny vzduchu

Vetranie priestorov realizované prvým spôsobom nie je nič iné ako jednoduché vetranie. Prebieha bez zásahu človeka a je možné, keď sú obvodové konštrukcie nedostatočne tesné a prepúšťajú vzduch do miestnosti zvonku aj zvnútra.

Na smer vplýva tlak. Ak sú jeho hodnoty vyššie vonku, otvára sa cesta pre prenikanie čistého vzduchu z ulice do miestnosti. V opačnom prípade teplý vzduch z miestnosti nachádza cesty von. Často tieto procesy prebiehajú paralelne.

Veľkou výhodou prirodzeného vetrania je, že jeho zriadenie nevyžaduje značné náklady ani na zariadenie, ani na prívod elektrickej energie. Zo všetkých existujúcich schém je táto najjednoduchšia

Aktívne prirodzené vetranie prebieha neorganizovane v dôsledku náhodne vzniknutých okolností. Pozoruje sa v podmienkach, keď sa teplota vzduchu vonku a vnútri budovy výrazne líši.

K tomuto procesu prispieva aj vznik oddelených oblastí s vysokými a nízkymi hodnotami tlaku na strane budovy intenzívne ožarovanej vetrom a na jeho viac chránenej strane. V takejto situácii sa pozoruje infiltrácia – vzduch vstupuje do miestnosti z náveternej strany a vystupuje von z záveternej strany.

Koeficient výmeny vzduchu charakterizujúci intenzitu procesu pri prirodzenom spôsobe vetrania nepresahuje 0,5.

Komfortné podmienky pre osoby nachádzajúce sa vo výrobnej hale a pracujúce zariadenie nedokáže neorganizované vetranie zabezpečiť. Tu musia byť nevyhnutne prítomné špeciálne navrhnuté systémy.

Prirodzené vetranie organizovaného typu sa realizuje aeráciou alebo pomocou deflektorov. Prívod aj odvod vzduchu z miestnosti prebieha buď cez otvory v obvodových konštrukciách, alebo cez vzduchovody. V kanálovom vetraní je nevyhnutne prítomný deflektor.

Keď sa hovorí o vetraní vo výrobe, myslí sa tým nielen zariadenie, ale aj jeho technická údržba a celý súbor opatrení týkajúcich sa vytvorenia zdravej mikroklímy.

Prirodzené vetranie s využitím aerácie

V dielňach, kde technológia predpokladá tvorbu tepla vo veľkých množstvách, aerácia zahŕňa výmenu vzduchu uskutočňovanú cez svetlíky a okenné otvory pod vplyvom teplotného a veterného tlaku. V chladných dielňach dochádza k asimilácii vzduchu len pod veterným tlakom.

Pri zriaďovaní aerácie je potrebné povinné zohľadnenie veternej ružice, inak by sa do výrobného priestoru mohli dostať škodlivé emisie z komínov susedných podnikov. Nič by nemalo brániť ani odvodu pár a škodlivých plynov cez svetlíky.

Najlepšie podmienky na vetranie vytvára umiestnenie budovy na náveternej strane vzhľadom na škodlivú výrobu. Otváranie a zatváranie svetlíkov by malo byť automatizované, aby sa nimi dalo ovládať zdola.

Rôzne ich usporiadanie umožňuje regulovať prísun čerstvého vzduchu. Aerácia je vhodnejšou možnosťou pre dielne veľkého objemu, v ktorých nie je možné použiť mechanické vetranie z dôvodu jeho vysokej ceny.

Pomocou aerácie je v niektorých prípadoch možné na základe prirodzeného ťahu zorganizovať efektívnu výmenu vzduchu. Na tento účel sa inštalujú svetlo-aeračné svetlíky.

Odporúčaná výška prívodu vzduchu do miestnosti pri tomto type vetrania je minimálne 0,3 a maximálne 1,8 m v teplom období a minimálne 4 m v chladnom. Optimálnou možnosťou sú vetráky špeciálnej konštrukcie na 3 úrovniach. Keď je teplo, čerstvý vzduch prechádza cez svetlíky umiestnené dole, a znečistený vzduch odchádza hore.

Stredný rad vetrákov zabezpečuje prúdenie vzduchu pri zápornej teplote. Za ten čas, kým vzduchová hmota dosiahne úroveň podlahy, stihne sa zohriať.

Keď je potrebné odstrániť veľký objem vzduchu, je potrebný deflektor značnej veľkosti alebo niekoľko menších, ktoré sú výkonom rovnaké ako väčší.

Vo výrobných stavbách malých objemov sa na kanály alebo rúry určené na odsávanie inštalujú deflektory. S ich pomocou sa odstraňuje odpadový vzduch z dielní, kde je všeobecné odsávanie.

Tiež sa používajú na odvod ohriatych plynov z pecí, lisov, výhní. Pri ich inštalácii sa vychádza z priebehu prevládajúceho prúdenia vzduchu.

Umelé alebo mechanické vetranie

Keďže je tento typ vetrania dokonalejší ako prirodzené, vyžaduje značné finančné a prevádzkové investície. V takomto systéme môžu byť nielen čistiace zariadenia, ale aj ionizujúce, zvlhčujúce a ohrievajúce vzduch.

Do schémy mechanického vetrania patrí: sacia šachta (1), kalorifer (2), prívod vzduchu (3), odsávací ventilátor (4), vzduchovody odsávacej vetracej jednotky (5), vetracie kanály (6), cyklón (7)

Mechanické vetranie môže byť prívodné, odsávacie alebo kombinované, teda prívodno-odsávacie.

Jeho výhody sú zrejmé:

• zabezpečenie prívodu čistého vzduchu a jeho úpravu — ohrev, sušenie, zvlhčovanie;
• presun vzdušných más na značné vzdialenosti;
• doprava čistého vzduchu priamo na pracovisko;
• odstránenie znečisteného vzduchu a jeho čistenie;
• nezávislosť prevádzky – účinnosť systému nezávisí od okolitých podmienok.

V zásade pracujú odsávací a prívodný systém spoločne, ale niekedy sa odporúča použiť len jeden z týchto dvoch typov.

Úlohou prívodného vetrania je zabezpečiť prívod vzduchu do pracovnej miestnosti, ktorý priaznivo ovplyvňuje zdravie ľudí.

Používa sa tam, kde sú výrobné procesy sprevádzané veľkým výdajom tepla s nepatrným množstvom škodlivín. Čistý vzduch prichádzajúci vzduchovodmi je distribuovaný na pracoviská pomocou distribučných nástavcov.

Systémy, ktoré odstraňujú z miestnosti vzduch obsahujúci rôzne znečisťujúce látky, sa nazývajú odsávacie. Tento typ výmeny vzduchu sa používa vo výrobných priestoroch, kde nie sú škodlivé emisie a nie je vylúčená minimálna hodnota parametra, ako je násobok výmeny vzduchu.

Môžu to byť skladové, pomocné, obytné priestory. Prívod vzduchu sa zabezpečuje infiltráciou. S úlohou efektívneho odstránenia znečisteného vzduchu a jeho čistenia si dobre poradia aspiracné systémy.

V prípade potreby aktívnej a spoľahlivej výmeny vzduchu sa používa prívodno-odsávacie vetranie. Aby sa nejakým spôsobom chránili málo znečistené priestory od susediacich dielní s vyššou úrovňou znečistenia, v systéme sa vytvára mierny pretlak.

Schéma výmeny vzduchu v podniku sa montuje na základe výpočtov. Ich presnosť je zárukou správneho a efektívneho fungovania systému.

V štádiu projektových prác na vytvorení systému prívodno-odsávacieho vetrania sa vypočítava prietok vzduchu, na čo sa používa vzorec:

Lots = 3600FWo, kde

F – celková plocha otvorov v m², Wo — priemerná hodnota rýchlosti, ktorou dochádza k nasávaniu vzduchu. Tento parameter závisí od toxicity emisií a typu vykonávaných operácií.

Príjmové odsávacie zariadenia môžu byť umiestnené v rôznych výškach. Hlavné je, aby znečistené prúdy vzduchu nemenili svoju prirodzenú trajektóriu pohybu. Emisie, ktoré majú väčšiu mernú hmotnosť ako vzduch, sú vždy v spodnej zóne, preto tam treba umiestniť zariadenia na ich odsávanie.

V jesenno-zimnom období je potrebné ohrievať vzduch privádzaný do miestnosti. Na zníženie nákladov sa používa recirkulácia, ktorá zahŕňa ohrev časti vyčisteného vzduchu a jeho návrat do miestnosti.

Pre prácu PVU s rekuperáciou musia byť dodržané 2 pravidlá:

1. Zvonku prichádza najmenej 10% čerstvého vzduchu a v spätne privádzanom vzduchu obsah znečisťujúcich prímesí nepresahuje 30% vzhľadom na najvyššiu prípustnú kapacitu.
2. Zakazuje sa používať recirkuláciu vo výrobe, kde je vo vzdušnej hmote prítomný výbušný prach, mikroorganizmy schopné spôsobovať rôzne choroby, emisie patriace do 1-3 tried nebezpečnosti.

Výber typu vetrania podľa miesta pôsobenia závisí od hmotnosti emisií, ich koncentrácie, teploty. Všeobecné vetranie umožňuje odvádzať celý objem znečisteného vzduchu bez ohľadu na to, z ktorých miest prichádza.

Mechanické vetranie môže byť buď všeobecné, alebo miestne. Prvé z nich môže byť kanálové a bezkanálové.

Najväčšie rozšírenie získal kanálový variant. Tu je na pohyb vzduchu po špeciálnych vzduchovodoch zabezpečená prítomnosť ejektorovej inštalácie alebo sa používa ventilátor — axiálneho alebo odstredivého typu.

Ak vzduchovody chýbajú, systém sa nazýva bezkanálový. Vetracie zariadenie sa v tomto prípade montuje priamo do steny alebo do stropu. Hlavnou podmienkou je prítomnosť prirodzeného vetrania.

Možnosť výskytu emisií s vysokým stupňom výbušnosti v miestnosti neumožňuje montovať vetracie zariadenie na vzduchovody, preto sa v týchto prípadoch používajú ejektory.

Prívodný všeobecný umelý vetrací systém sa často spája s ústredným kúrením. Mimo budovy sa organizujú prívody vzduchu na prísun čerstvého vzduchu.

Šachty sa umiestňujú nad strechou a nad zemou. Hlavné je, aby v blízkosti prívodov neboli výroby so škodlivými emisiami.

Samotné otvory na nasávanie vzduchu musia byť vo vzdialenosti od zeme najmenej 2 m, a ak je výroba umiestnená v zelenej zóne — minimálna prípustná vzdialenosť od úrovne zeme po spodný bod otvoru musí byť 1 m.

Princíp činnosti všeobecného prívodného vetrania je jednoduchý:

• ventilátor nasáva vzduchové masy cez kalorifer;
• vzduch sa ohrieva a zvlhčuje;
• vzduchové prúdy vstupujú do budovy špeciálnymi vetracími kanálmi.

Objem privádzaného vzduchu sa reguluje ventilmi alebo klapkami určenými na tento účel.

Koncentrované pary a plyny, ktoré nedokázala odstrániť celková a miestna odsávacia ventilácia, riedi prívodná systém celkovej výmeny vzduchu. Taktiež asimiluje nadmernú vlhkosť a teplo.

Celková umelá ventilácia prívodno-odsávacieho typu môže byť otvorená a uzavretá. V prvom prípade ide o 2 nezávislé systémy, z ktorých jeden vháňa vzduch a druhý paralelne odstraňuje predbežne zneškodnený odpadový vzduch.

Tieto systémy sú vhodné pre dielne, kde sa uvoľňujú látky 1-2 tried nebezpečnosti a samotná výroba patrí do kategórií A, B, V.

Okrem pracovnej ventilácie v potenciálne nebezpečných výrobných priestoroch musí byť prítomný aj jej núdzový variant. Robí sa väčšinou ako odsávacia. Pre priestory patriace do kategórií A, B, E je systém vybavený mechanickým pohonom.

Všetky prvky systému musia spĺňať požiadavky PUE. V dielňach kategórií V, G, D je prípustná prirodzená ventilácia, ak je výkon zabezpečený aj za najnepriaznivejších poveternostných podmienok.

Mriežky a prípojky núdzového ventilačného systému sú umiestnené v miestach najvyššej koncentrácie nebezpečných látok.

Na potrubiach a šachtách núdzovej ventilácie nie je potrebné inštalovať kryty. Samotné otvory nie je prípustné umiestňovať tam, kde sa neustále zdržiavajú ľudia. To by zhoršilo miestnu mikroklímu.

Úlohou núdzovej ventilácie je znížiť nasýtenosť emisií škodlivými látkami počas evakuácie pracovníkov z dielne. Čím viac ľudí pracuje vo výrobe, tým viac času zaberá proces evakuácie.

Prívodnú núdzovú ventiláciu inštalujú v dielňach, kde v prípade mimoriadnej situácie dôjde k úniku pár alebo plynov, ktoré sú ľahšie ako vzduch. Prepnutie na núdzovú ventiláciu musí nastať automaticky, hneď ako zlyhá bežný systém.

Miestne vetranie priestorov

Miestne odsávanie odstraňuje odpadový vzduch v miestach, kde dochádza k jeho znečisteniu. Súčasťou výrobných odsávaní sú odsávacie ventilátory, potrubia, vetracie mriežky.

Miestne vetranie určené na odstraňovanie látok 1. a 2. triedy nebezpečnosti zariadení sa usporiada tak, aby pri vypnutom ventilačnom systéme nebolo možné spustiť zariadenie.

V niektorých prípadoch sú zabezpečené rezervné ventilátory a miestne odsávanie je vybavené automatizáciou. Takéto vetranie sa delí na 2 typy – prívodné a odsávacie. Prívodný typ vetrania sa realizuje vo forme tepelných clon, vzduchových spŕch.

Teplovzdušné clony

Otvory, ktoré zostávajú otvorené dlhší čas (viac ako 40 m za smenu) alebo sa otvárajú pomerne často (viac ako 5-krát), prispievajú k podchladeniu osôb nachádzajúcich sa v miestnosti. K negatívnym dôsledkom vedie aj prevádzka sušiacich zariadení, ktoré uvoľňujú nečistoty.

V týchto prípadoch sa inštalujú vzduchové clony. Slúžia ako bariéra na ceste studeného alebo veľmi prehriateho vzduchu.

Vzduchové a vzduchovo-tepelné clony sa navrhujú tak, aby v chladnom období pri otvorení otvorov teplota v dielňach neklesla pod hodnotu:

• 14°C – počas vykonávania práce, ktorá nevyžaduje veľkú fyzickú námahu;
• 12°C – keď je práca klasifikovaná ako stredne ťažká;
• 8°C – pri vykonávaní ťažkej práce.

Ak sa pracoviská nachádzajú blízko brán a technologických otvorov, inštalujú sa clony alebo priečky. Vzduchovo-tepelná clona pri dverách vedúcich von by mala pozostávať zo vzduchu s maximálnou teplotou 50°C a pri bráne nie viac ako 70°C.

Miestne odsávanie s použitím špeciálnych odsávačov

Miestny systém odsávania pomocou špeciálnych odsávačov najprv zachytáva a potom odvádza zdraviu škodlivé prímesi vo forme plynov, dymu a prachu.

Je to akási vzduchová sprcha, ktorej úlohou je vháňať čerstvý vzduch na fixované miesto a znižovať teplotu v zóne prítoku. Používa sa vo výrobe, kde na pracovníkov pôsobia vysoké teploty a sálavá energia s intenzitou nad 300 kcal/m² za hodinu, vyžarovaná z vykurovacích a taviacich pecí.

Takéto zariadenia môžu byť stacionárne aj prenosné. Mali by zabezpečovať rýchlosť prúdenia od 1 do 3,5 m/s.

Použitie vzduchovej sprchy je jeden zo spôsobov, ako dosiahnuť tepelnú rovnováhu medzi človekom a prostredím, v ktorom sa musí zdržiavať.

Existuje aj pojem vzduchová oáza, ktorá je rovnakým zariadením začleneným do systému miestneho vetrania. Vytvára v určitej časti výrobného priestoru mikroklímu s požadovanými parametrami.

Vyčistený vzduch privádzaný do určenej oddelenej zóny sa zvyčajne podrobuje špeciálnemu tepelno-vlhkostnému spracovaniu.

Vzduchová oáza vytvára zlepšené podmienky na pracovisku a neutralizuje pôsobenie škodlivých látok. Často ide o samostatné kabíny, ale ak ich inštalácia nie je možná, na pracoviská sa nasmeruje prúd vzduchu.

Ak sa miestne odsávacie zariadenie priblíži priamo k miestu uvoľňovania látok znečisťujúcich priestor, podarí sa odstrániť vzduch obsahujúci vyššie percento týchto látok ako pri vetraní všeobecného typu. Miestne vetranie umožňuje výrazne znížiť výmenu vzduchu.

Výpočet výmeny vzduchu

Ak sa v dôsledku výrobnej činnosti neuvoľňujú škodlivé látky, potom množstvo vzduchu potrebného na vetranie sa vypočíta podľa vzorca:

L = N x Ln, kde

N — je počet ľudí, ktorí sa zvyčajne nachádzajú v miestnosti, Ln — objem vzduchu potrebný pre 1 osobu, meraný v m³/h. Podľa normy je to od 20 do 60 m³/h.

Použitím parametra, ako je násobnosť výmeny vzduchu, sa výpočet vykoná podľa vzorca:

L = n x S x H, kde

n — násobnosť výmeny vzduchu v miestnosti (pre výrobné priestory n=2), S — plocha miestnosti v m², a H — jej výška v m.

Závery a užitočné video k téme

Tu je všetko o jemnostiach rôznych vetracích systémov:

Podrobnosti o montáži systému:

Nech už je zvolený akýkoľvek ventilačný systém, musí mať dve hlavné vlastnosti: správne konštrukčné prevedenie a funkčnosť. Len pri splnení týchto podmienok sa vo výrobe bude udržiavať optimálna mikroklíma pre zdravie.

Máte čo doplniť, alebo máte otázky k téme organizácie vetrania výrobných budov? Prosím, zanechajte komentáre k publikácii. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.