Конструирование и расчет технических средств коллективной защиты

Целью курсового проектирования является закрепление навыков в проведении расчетов ожидаемых уровней вредных производственных факторов (далее – ВПФ), выборе и расчете технических средств защиты, а также в графическом изображении установок и систем обеспечения нормируемых условий труда.

На основании содержащихся в задании данных необходимо рассчитать показатели ВПФ, выбрать с соответствующим обоснованием и рассчитать средства защиты. Результатом работы должны стать конкретные предложения с необходимыми для их реализации техническими характеристиками защитных устройств, систем, конструкций и т.д. работа выполняется с использованием лекционного материала, а также научно-технической литературы.

Задание: рассчитать вентиляцию термического цеха на основе использования аэрации для теплого периода года.

Таблица 1 – Оборудование цеха

Объект находится в Липецке. Общая установочная мощность электродвигателей в цехе составляет N = 150 кВт при коэффициенте одновременности работы – Код = 0,7. Количество работников в смене n = 20 человек. Конструкции стен одинаковы для всех печей: слой шамота толщиной σш = 0,23 и слой диатомита толщиной σд = 0,115. Коэффициенты теплопроводности материалов зависят от температуры и определяются по формулам:

для шамота λ = 0,7 + 0,00064 t,

для диатомита λ = 0,163 + 0,00043 t,

где t – температура на внутренней поверхности стенки печи, °С. Категория тяжести работ в цехе Т – тяжелая III.

Требуется рассчитать площади открывающихся приточных и вытяжных фрамуг на основе составления теплового баланса в корпусе цеха и определении количества избыточного тепла. Теплопотери через наружные ограждения цеха компенсируются системой отопления, поэтому при составлении теплового баланса их не следует учитывать.

Теоретические сведения

В рассматриваемом термическом цехе находится 3 печи, что дает основание предполагать, что в цехе повышенная температура, нарушены оптимальные условия микроклимата. Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах. Перепады температуры воздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 град.С.

В цехе расположена ванна с солевым раствором. Испарения солей также могут неблагоприятно воздействовать на работающих. Для уменьшения концентрации испарений следует устанавливать местную вытяжку. Это может быть зонт, расположенный над ванной, или местные отсосы, расположенные по периметру ванны.

Аэрацией зданий называют организованную регулируемую естественную вентиляцию. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давлений. Ее применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

Для притока наружного воздуха в теплый период года в одно- и двухпролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах, располагая низ проемов на высоте 0,3 – 1,8 м от пола; приточные проемы можно размещать в два яруса и более в продольных стенах здания, которые должны быть свободны от пристроек. В качестве приточных проемов используют также ворота, раздвижные стены и проемы в полу помещения (с пропуском наружного воздуха через подвалы, вентиляционные этажи или по специальным каналам). Проемы для притока наружного воздуха в переходный и холодный периоды года устраивают в наружных стенах, располагая низ проемов в цехах высотой менее 6 м на высоте не менее 3 м от пола (при этом проемы оборудуют козырьками или другими конструктивными элементами, отклоняющими приточный воздух под углом вверх), в цехах высотой более 6 м – на высоте не менее 4 м от пола.

Для притока наружного воздуха в многопролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах и фонари в «холодных» пролетах, которые должны чередоваться с «горячими», причем «холодные» пролеты отделяют от «горячих» спущенными сверху перегородками, не доходящими до пола на 2 – 4 м.

Для удаления воздуха из аэрируемого помещения устраивают незадуваемые аэрационные и светоаэрационные фонари или шахты. Допускается использовать для удаления воздуха незадуваемые аэрационные проемы в верхней части наружных стен. Ветрозащитные панели у П-образных фонарей можно не устраивать, если аэрируемое здание защищено с наветренной стороны более высоким зданием, причем расстояние между зданиями не превышает пяти высот более высокого здания, или если створки на внешней стороне крайнего фонаря закрыты, а расстояние между осями одинаковых с ним фонарей не превышает пяти высот фонаря.

Створки аэрационных проемов должны быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания. Механизмы открывания предусматриваются строительной частью проекта.

Расчет аэрации учитывает температурное расслоение воздуха по высоте, имеющееся в аэрируемом здании. Нагретый у источников тепловыделений воздух поднимается к перекрытию и часть его удаляется через проемы фонаря, а часть скапливается в верхней зоне помещения, образуя «тепловую подушку». Нижняя граница тепловой подушки, называемая «температурным перекрытием», условно разделяет помещение на две зоны: нижнюю с температурой, равной температуре воздуха в рабочей зоне, и верхнюю с температурой, равной температуре удаляемого воздуха.