Экология внутренней среды здания. Формирование безопасных условий труда и защита окружающей среды на производственном участке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Введение

2. Влияние внутренней среды зданий на здоровье и работоспособность человека

3. Расчёт естественной вентиляции

4. Расчёт механической вентиляции

5. Расчёт отопления

6. Расчёт естественного освещения

7. Расчёт искусственного освещения

8. Выделяющиеся вещества

9. Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха

10. Список литературы

1. Введение

Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в целом, природа является средой жизни и единственным источником необходимых для существования ресурсов. Природа и природные ресурсы - база, на которой живет и развивается человеческое общество, первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей людей. Без природной среды общество существовать не может. Человек - часть природы и как живое существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду.

Преобразующее влияние человека на природу неизбежно. Вносимые его хозяйственной деятельностью изменения в природу усиливаются по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот.

Экологический кризис - кризис взаимоотношений общества и природы, сохранения окружающей среды. На протяжении тысячелетий человек постоянно увеличивал свои технические возможности, усиливал вмешательство в природу, забывая о необходимости поддержания в ней биологического равновесия.

Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине XX в.

Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачок, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколения людей.
Экологическая проблема современного мира не только остра, но и многогранна. Она проявляется практически во всех отраслях материального производства (особенно в сельском хозяйстве, химической промышленности, черной и цветной металлургии, атомной энергетике), имеет отношение ко всем регионам планеты.

Что касается Российской Федерации, то она относится к странам мира с наихудшей экологической ситуацией. Загрязнение природной среды достигло невиданных за последние годы масштабов. Только убытки экономического характера, не принимая во внимание вред экологического характера и здоровью людей, по подсчетам специалистов, ежегодно составляют в России сумму, равную половине национального дохода страны. Более 24 тыс. предприятий на сегодня являются мощными загрязнителями окружающей среды - воздуха, недр и сточных вод. С позиций действующего уголовного законодательства их деятельность преступна. Но в этой сфере человеческой деятельности вопреки всем декларациям о праве человека на благоприятную для жизни и здоровья окружающую среду перед другими интересами в иерархии социальных ценностей, по-прежнему экономические интересы преобладают над экологическими.

Острейшая экологическая проблема в современной Российской Федерации - загрязнение окружающей среды. Существенно ухудшается здоровье россиян, страдают все жизненно-важные функции организма, включая репродуктивную. Средний возраст мужчин в Российской Федерации за последние годы составил 58 лет. Для сравнения в США - 69 лет, Японии -71 лет. Каждый десятый ребенок в Российской Федерации рождается умственно или физически неполноценным вследствие генетических изменений и хромосомных аберраций. По отдельным промышленно-развитым российским регионам этот показатель выше в 3-6 раз. В большинстве промышленных районов страны одна треть жителей имеет различные формы иммунологической недостаточности.

По стандартам Всемирной организации здравоохранения при ООН, российский народ приближается к грани вырождения. При этом примерно 15% территории страны занимают зоны экологического бедствия и чрезвычайных экологических ситуаций. И лишь 15-20% жителей городов и поселков дышат воздухом, отвечающим установленным нормативам качества. Около 50% потребляемой российским населением питьевой воды не отвечает гигиеническим и санитарно-эпидемиологическим нормам.

Этот печальный список довольно обширен. Но и приведенные данные свидетельствуют, что всем гражданам необъятной и богатой ресурсами России пора осознать, что время нерегулируемого безлимитного пользования окружающей средой безвозвратно ушло. За все нужно платить: деньгами, введением жестких ограничений, установлением уголовной ответственности. В противном случае человек расплачивается не только своим здоровьем, но и здоровьем всей нации, благополучием будущих поколений, поскольку неконтролируемое негативное воздействие на природную среду есть самоуничтожение человека как вида.

Во многих странах проблема экологии стоит на первом месте, но, увы, не в нашей стране, по крайней мере, раньше, но сейчас ей начинают уделять все больше внимания. Необходимо принимать новые экстренные меры:

- усилить внимание к вопросам охраны природы и обеспечения рационального использования природных ресурсов;

- установить систематический контроль за использованием предприятиями и организациями земель, вод, лесов, недр и других природных богатств;

- усилить внимание к вопросам по предотвращению загрязнений и засоления почв, поверхностных и подземных вод;

- уделять большое внимание сохранению водоохранных и защитных функций лесов, сохранению и воспроизводству растительного и животного мира, предотвращению загрязнения атмосферного воздуха;

- усилить борьбу с производственным и бытовым шумом.

Для улучшения охраны зеленых зон и лесопарковых территорий необходимо определить их четкие границы. Должны быть установлены и благоустроены в них места длительного и кратковременного отдыха населения. Организована охрана и своевременная очистка данных территорий. Значительную роль играет проведение работ по расширению в городах и пригородных зонах площади зеленых насаждений, создание новых парков, садов, скверов. Также строго ограничивать отвод земельных участков в лесах зеленых зон городов, лесных защитных полосах и других лесах первой группы, для целей, не связанных с развитием лесного хозяйства.
Землепользователи обязаны проводить эффективные меры по повышению плодородия почв, осуществлять комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий по предотвращению ветровой и водной эрозии почв, не допускать засоления, заболачивания, загрязнения земель, зарастания их сорняками, а также других процессов, ухудшающих состояние почв.

Промышленные и строительные предприятия, организации, учреждения обязаны не допускать загрязнения сельскохозяйственных и других земель производственными и другими отходами, а также сточными водами.

Одной из главных задач является регулирование водных отношений в целях обеспечения рационального использования вод для нужд населения и народного хозяйства. Кроме того, существуют и другие задачи:

- охрана вод от загрязнения, засорения и истощения;

- предупреждения и ликвидации вредного воздействия вод

- улучшение состояния водных объектов;

- охрана прав предприятий, организаций, учреждений и граждан, укрепление законности в области водных отношений.

Запрещается ввод в эксплуатацию:

- новых и реконструированных предприятий, цехов и агрегатов, коммунальных и других объектов, не обеспеченных устройствами, предотвращающими загрязнение и засорение вод или их вредное воздействие;

- оросительных и обводнительных систем, водохранилищ и каналов до проведения предусмотренных проектами мероприятий, предотвращающих затопление, подтопление, заболачивание, засоление земель и эрозию почв;

- осушительных систем до готовности водоприемников и других сооружений в соответствии с утвержденными проектами;

- водозаборных сооружений без рыбозащитных устройств в соответствии с утвержденными проектами;

- гидротехнических сооружений до готовности устройств для пропуска паводковых вод и рыбы в соответствии с утвержденными проектами;

- буровых скважин на воду без оборудования их водорегулирующими устройствами и установление в соответствующих случаях зон санитарной охраны;

- запрещается наполнение водохранилищ до осуществления предусмотренных проектами мероприятий по подготовке ложа.

Все воды подлежат охране от загрязнения, засорения и истощения, которые могут причинить вред здоровью населения, а также повлечь уменьшение рыбных запасов, ухудшение условий водоснабжения и другие неблагоприятные явления вследствие изменений физических, химических, биологических свойств вод.

Немаловажное значение для охраны окружающей среды имеет выбор территории для строительства новых и расширения существующих городов и других населенных пунктов. Следует выбирать территории на землях не сельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства либо на сельскохозяйственных землях худшего качества. Первоочередному освоению подлежат свободные от застройки земли, находящиеся в пределах границ, установленных для этого города или другого населенного пункта.

Из всех проблем, названных выше, выплывает главная проблема - проблема здравоохранения: сейчас очень трудно встретить абсолютно здорового человека.

Большее внимание нужно уделять санитарным требованиям, предъявляемым к планировке и застройке населенных пунктов:

1) Планировка и застройка населенных пунктов должны предусматривать создание наиболее благоприятных условий для жизни и здоровья населения.

2) Жилые массивы, промышленные предприятия и другие объекты должны размещаться таким образом, чтобы исключить неблагоприятное влияние вредных факторов на здоровье и санитарно-бытовые условия жизни населения.,

3) При проектировании и строительстве городов и поселков городского типа должны предусматриваться: водоснабжение, канализация, устройства уличных покрытий, озеленение, освещение, обеспечение санитарной очистки и другие виды благоустройств.

2. Влияние внутренней среды зданий на здоровье и работоспособность человека

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 300С работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиент не должен выходить за пределы 5 0 С.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30…70%.

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА

Параметры внутреннего воздуха должны удовлетворять гигиеническим и технологическим требованиям. Метеорологические условия воздушной среды в рабочей зоне производственных помещений, исходя из гигиенических требований, регламентированы ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны». За рабочую зону принимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания работающих.

Параметры воздушной среды в обслуживаемой зоне помещений жилых и общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий регламентированы СНиП II-33-75.

Нормы устанавливают оптимальные и допустимые микроклиматические условия в помещениях в зависимости от категории выполняемой работы и избытков явного тепла для холодного, переходного и теплого периодов года.

Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции.

Допустимые микроклиматическuе условия - сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей человека.

В производственных помещениях необходимо периодически контролировать параметры микроклимата. Осуществляют это с помощью ряда контрольно-измерительных приборов (термометров, психрометров, гигрографов, анемометров).

Термометры и психрометры Августа устанавливаются в цехах на стенах или колоннах. При особо точных измерениях применяют портативный аспирационный психрометр Ассмана, шарики термометров которого находятся в потоке воздуха, движущегося с постоянной скоростью.

При контроле параметров микроклимата наряду с объективными данными замеров следует вести учет (запись) субъективных ощущений работающих: теплоощущений, ощущений движения и влажности воздуха, удобства одежды, условий труда и общую личную оценку. Анализ получаемых таким образом данных позволяет разрабатывать меры по созданию метеорологических параметров воздушной среды в производственных помещениях, обеспечивающих комфортность среды

3. Расчёт естественной вентиляции

Исходные материалы

Производственное помещение:

название (назначение): Сварочное

длина: 60 м

ширина: 15 м

высота: 4,5 м

Высота здания на уровне конька крыши: 8 м

Вредное вещество:

название: выделения от сварки

скорость поступления:

Температура внутри помещения: 15 оС

Период года (месяц): февраль

Достоверность расчёта: точный

Отчёт о работе

Определяется необходимый воздухообмен по уравнению для приближенного расчета :

L = к V ;

где L необходимый воздухообмен, м3/ч;

к нормируемая кратность воздухообмена, 1/ч, принимается согласно исходных данных и

табл. 1.1;

V объем помещения, м3, рассчитывается по исходным данным;

L= 5*60*15*4,5=20250 м3/ч

Таблица - Составляющие и итоги расчёта воздухообмена

Название производственного помещения	Длина, м	Ширина, м	Высота, м	Высота здания на уровне конька, м	Необходимый воздухообмен, L, м3/ч
Сварочное	60	15	4,5	8	20250

Рассчитывается разность давлений на концах вентиляционных каналов по выражению

Н = 9,8 h В ( Н - В ) ,

где Н разность давлений на концах вентиляционных каналов, Па;

hВ высота вентиляционных каналов или расстояние между серединами приточных и вытяжных проемов, м, определяется в зависимости от высоты здания и времени года (согласно исходных данных);

Н , В соответственно плотность воздуха, находящегося снаружи и внутри помещения, кг/м3,

Н = 353 / (273 + t Н ) ,

В = 353 / (273 + t В ) ,

t Н , t В соответственно температура снаружи и внутри помещения, оС, принимается или рассчитывается в соответствии с исходными материалами.

Н = 353 / (273 -9,1 ) = 1,34 кг/м3

В = 353 / (273 + 15 ) = 1,23 кг/м3

Н = 9,8*8* ( 1,34 - 1,23 ) = 8,624 Па

Определяется скорость движения воздуха в вентиляционных каналах

V = 1,42 C Н / Н ,

где V скорость движения воздуха, м/с;

С коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха в канале, при прямолинейном и одинаковом сечении канала принимается С = 0,5.

V = 1,42*0,5* 8,624 /1,34 = 1,8 м/с

Находится суммарная площадь вентиляционных каналов и их потребное количество соответственно по уравнениям

F К = L / (3600 V )

и

n к = F К / f 0 ,

где F К суммарная площадь вентиляционных каналов, м2;

f 0 площадь сечения одного канала, м2, определяется в зависимости от формы и размеров

сечения вентиляционного канала, принятых проектантом по конструктивным соображениям.

F К = 20250 / (3600*1,8) = 3,125 м2

n к = 3,125 / 1,6=2

Таблица - Конструкция вентиляционных каналов и их характеристика

Форма	Площадь, f 0 , м2	Высота, h В, м	Расстояние от пола, м	Количество, n к , м	Разность давления на концах воздуховода, Н, Па	Скорость движения воздуха в канале, V, м/с
квадрат	1,6	8	4	2	8,64	1,8

Заключение: для данного сварочного помещения (60х15х4,5) по приближённому расчёту достаточно вентиляционного канала, площадью сечения 1,6 м2 .

Схема помещения с указанием расположения вентиляционных каналов:

4.Расчёт механической вентиляции

Исходные материалы

Название (назначение) производственного помещения: электросварочное

Характеристика рабочего места, выделяющего вредное вещество

Электросварка:

марка применяемых электродов: OMM--5

расход электродов: 4 кг/ч

Характеристика воздуховода

Диаметр: 0,2 м

количество внезапных сужений: 2

количество изменения направлений: 1

угол изменения направлений, о: 1500

длина прямых участков воздуховода: 8 м

Температура внутри помещения: 15 оС

Отчёт о работе

Необходимый воздухообмен определяется по формуле для удаления пыли от наждачно - заточного станка:

L = qG ;

где L необходимый воздухообмен, м3/ч;

q норма воздухоотсоса в зависимости от токсичности электродов, м3/кг, принимается согласно исходных данных по табл. 2.1;

G расход электродов, кг/ч, принимается в соответствии с исходными материалами;

L = 4000*4 = 16000 м3/ч

Таблица 1 - Составляющие и итоги расчёта воздухообмена

Название	Исходные параметры	Необходимый
рабочего места	q, м3/кг	G, кг/ч	воздухообмен, L, м3/ч
Электросварка	4000	4	16000

Результаты расчётов по подбору вентилятора.

Таблица 2 - Выбранный вентилятор и его характеристика

Типоразмер вентилятора	Производительность, L В, м3/ч:	Напор, Н, Па:	Скорость воздуха, V, м/с:
	расчетная	фактическая	без учета потерь	с учетом потерь	средняя	в зоне воздухо-заборни-ков
Ц4-76 № 12	26400	40000	600	566,79	6	6

L В = К З L ,

где L В производительность вентилятора, м3/ч;

К З коэффициент запаса, принимается

К З = 1,3 ... 2,0

L В = 1,65*16000 = 26400 м3/ч

В соответствии с необходимой производительностью подбирается тип вентилятора по справочнику (табл. 2.4 и 2.5). При этом необходимо учитывать специфику удаляемых вредностей. Если они агрессивны или огнеопасны, то применение осевых вентиляторов, у которых электродвигатель располагается на одной оси с крыльчаткой, следует избегать.

Указывается характеристика выбранного вентилятора:

типоразмер вентилятора: Ц4-76 № 12

шифр выбранной установки: ВУ 1211

производительность: 40000 м3/ч

давление (напор): 600 Па

Определяются потери напора вентилятора в воздуховоде

Н П Н = Н П П + Н М ,

где Н П Н суммарные потери напора вентилятора в воздуховоде, Па;

Н П П потери напора на прямых участках воздуховода, Па,

Н П П = l П В V 2СР / 2 d Т ;

коэффициент, учитывающий сопротивление воздуховода, для железных труб принимается

= 0,02 ;

l П длина прямолинейных участков труб (воздуховода), м, принимается

на основании исходных данных;

В плотность воздуха в воздуховоде, кг/м3,

В = 353 / (273 + t В ) ;

t В температура внутри воздуховода, оС, ориентировочно принимается

равной температуре помещения согласно исходных данных;

В = 353/(273+15) =1,23 кг/м3

VСР средняя скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (принимается в зависимости от длины участка в пределах Vср = 8…4);

d Т диаметр воздуховода, м ( исходные данные);

Н П П = 0,02*6*1,23* 36 / 2 *0,2= 17,712 Па

НМ местные потери напора в отдельных переходах, коленах, жалюзи и т.д., Па,

Н М = 0,5 М V 2СР В ;

М коэффициент местных потерь напора, принимается на основании исходных данных по табл. 2.6

Н М = 0,5* (0,25+0,25+0,2)*36*1,23 = 15,498 Па

Н П Н = 17,712 + 15,498 = 33,21 Па

Проверяется достаточность напора вентилятора. Должно соблюдаться условие

Н > Н П Н ,

где Н напор выбранного вентилятора по технической характеристике, Па.

Если это условие не соблюдается, то подбирается иной типоразмер вентилятора с более высоким напором, не снижая при этом его производительности.

Рассчитывается мощность электродвигателя для привода вентилятора по уравнению

Р ДВ = Н Lв / (3,6 10 6 П В ) ,

где Р Д В мощность электродвигателя, кВт;

П КПД передачи (привода), принимается П = 0,90 ... 0,95 ;

В КПД вентилятора, принимается В = 0,85 ... 0,90

Р ДВ = 600* 40000 / (3,6 10 6*0,925*0,875 ) = 8,24 кВт

Таблица 3 Показатели электродвигателя и воздухозаборников

Потребная мощность	Показатели воздухозаборников:
электродвигателя, РДВ, кВт	Количество, n	Площадь одного заборника (щели), f З, м2	Суммарная площадь, FЗ, м2
8,24	1850	0,001	1,85

Определяется суммарная площадь воздухозаборников или щелей для удаления вредных веществ:

F З = L В / 3600 V З ,

F З суммарная площадь воздухозаборников, м2;

V З скорость движения воздуха в воздухозаборнике (щели бортового отсоса), м/с, принимается

V З = V С Р

но не менее 0,8 м/с для ванн с вредными испарениями и не менее 1,2 м/с для горизонтального стола на посту сварки и удаления пыли.

F З = 40000 / 3600*6 = 1,85 м2

Рассчитывается необходимое количество воздухозаборников (щелей)

n З = F З / f З ,

где З необходимое количество воздухозаборников (щелей);

f З площадь одного воздухозаборника (щели), м2.

Размеры воздухозаборников (щелей) выбираются конструктивно и равномерно размещаются в зоне образования вредностей.

n З = 1,85 / 0,001 1850

Заключение: произведен расчет механической вентиляции для электросварочного поста, подобран вентилятор типа Ц4-76 № 12, определена площадь воздухозаборника и количество щелей.

5.Расчёт отопления

Исходные материалы

Производственное здание:

название (назначение) : Сварочное

высота: 4,5 м

длина: 60 м

ширина: 15 м

Характеристика отопительной системы:

вид отопления: водяное

тип нагревательного прибора: М-140

материал нагревательного прибора: чугун

температура нагревательного прибора на входе: 93оС

температура нагревательного прибора на выходе: 83 оС

Характеристика теплоносителя:

расход теплоносителя: 35 кг/ч

температура теплоносителя: 140 оС

температура конденсата: 112 оС

количество возвращаемого в котел конденсата: 92 %

продолжительность отбора теплоносителя на технологические потребности: 0,8 ч

Ввозимые материалы:

название

масса (в течение рабочего дня): 3400 кг

время нагрева до температуры помещения: 3,7 ч

Условия труда:

сезон года: зима

кратность воздухообмена в помещении: 2,2 1/ч

продолжительность функционирования вентиляции (в течение рабочего дня): 0,6 ч

Определяются теплопотери здания (помещения) через наружные ограждения (стены, полы, потолки) по формуле

Q 0 = q 0 V Н ( t В - t Н ) ,

где Q 0 теплопотери здания (помещения) через наружные ограждения, Вт;

q 0 удельная тепловая характеристика здания, Вт / (м3оС), определяется

согласно исходных материалов по табл. 3.1;

V Н объем здания по наружному обмеру, м3, определяется по исходным данным;

tВ , tН соответственно нормативная температура воздуха внутри и снаружи здания, оС,

принимается согласно исходных данных по условиям труда и табл. 3.2.

Q 0 = 0,7*4050* ( 18+30 ) =136080 Вт

Рассчитываются теплопотери от вентиляции

Q В = q В V Н ( t В - t Н ) к

где Q В теплопотери здания (помещения) от вентиляции, Вт;

q В удельный расход тепла на нагревание 1 м3 воздуха, Вт / (м3оС), табл. 3.1;

к кратность воздухообмена, 1/ч (исходные данные);

продолжительность функционирования вентиляции в течение рабочего дня, ч,

берется из исходных материалов.

Q В = 1,1* 4050*( 18 +30)*2,2*0,6 = 282268,8 Вт

Рассчитывается расход тепла для технологических целей по уравнению

Р 1

Q Т = Q ( i - i В ) 0 ,

100 3,8

где Q Т теплопотери от расхода тепла (воды или пара) на технологические потребности, Вт;

Q расход воды или пара в течение рабочего дня, кг, принимается согласно исходных данных;

i теплосодержание воды (пара), кДж/кг, определяется согласно исходных материалов по табл. 3.3;

i В теплосодержание возвращаемого в котел конденсата, кДж/кг,

определяется согласно исходных материалов по табл. 3.3;

Р количество возвращаемого конденсата, % (исходные данные);

о продолжительность отбора теплоносителя на технологические цели в течение рабочего дня,ч, принимается согласно исходных данных.

Q Т = 35* ( 584 - * 472 )** 0,8 = 1103,5 Вт

Определяются суммарные потери тепла

Q П = Q О + Q В + QМ + Q Т

Q П = 136080 + 282268,8 + 1103,5 = 419452,3 Вт

Таблица Составляющие и итоги расчета суммарных теплопотерь

Название производ-	Объем здания по	Теплопотери здания, Вт:
ственного здания (помещения)	наружному обмеру, VН, м3	на ограждения, Q О	на вентиляцию, Q В	на расход, Q Т	суммарные Q П
Сварочное	4050	136080	282268,8	1103,5	419452,3

Рассчитывается необходимая суммарная площадь нагревательных приборов

F Н П =

где F Н П суммарная площадь нагревательных приборов, м2;

К Н П коэффициент теплоотдачи стенками нагревательных приборов в воздухе, Вт / (м2оС),

принимается согласно исходных данных:

для чугуна К Н П = 7,4 ;

для стали К Н П = 8,3 ;

t Г , t Х соответственно температура на входе и выходе из нагревательного прибора, оС

(исходные данные);

t В нормативная температура внутри помещения, оС, принимается

согласно исходных данных по табл. 3.2.

F Н П = = 809,8 м2

Определяется потребное количество секций нагревательных приборов

n C = F Н П / F С ,

где n С количество секций для нагревательных приборов, шт.;

F C площадь поверхности одной секции нагревательного прибора, м2, принимается согласно исходных материалов по табл. 3.4.

n C = 809,8 / 0,254= 3188 3188

Рассчитывается потребность в нагревательных приборах (батареях радиаторов)

n Н П = n С / n С П ,

где n Н П потребное количество нагревательных приборов (батарей радиаторов), шт.;

n С П количество секций в одном нагревательном приборе, шт., принимается проектантом по конструктивным соображениям.

n Н П = 3188 /30 106

Таблица Составляющие и итоги расчета потребности в нагревательных прибор

Тип нагрева-	Площадь нагревательных приборов, м2:	Количество секций в	Потребность, шт.:
тельного прибора	одной секции, F C	суммарная, FНП	одном нагревательном приборе, n СП, шт.	секций, n С	нагревательных приборов, n НП
М-140	0,254	809,8	30	3188	106

Заключение: в результате работы рассчитана величина теплопотерь и потребное количество нагревательных приборов в помещении.

Схема производственного здания (помещения) с размещением нагревательных приборов:

6.Расчёт естественного освещения

Исходные материалы

Производственное помещение:

название (назначение):сварочное

длина (вдоль стены с окнами): 60 м

ширина (глубина): 15 м

высота: 4,5 м

окраска стен, потолка: светлая

степень загрязнения дымом, копотью, пылью: незначительная

Характеристика освещения:

вид: боковое

размер объекта различения: 4 мм

возвышение верхнего края окна над рабочей поверхностью: 3,1 м

Характеристика световых проемов:

положение остекления: вертикальное

материал переплета: сталь

количество переплетов (стекол): 1

Соседнее здание:

расстояние до противоположного здания: 8 м

высота расположения карниза противоположного здания над подоконником оконного проема: 3 м

Отчёт о работе

Устанавливается вид освещения. Если он не предусмотрен исходными данными, то принимается с учетом необходимости равномерности освещения, конструктивных особенностей помещения и характера выполняемого технологического процесса. Верхнее освещение более равномерно распределяется по площади помещения в сравнении с боковым, однако оно менее распространено ввиду повышенной сложности исполнения и ухода за световыми проемами.

Определяется норма освещенности в зависимости от вида освещения и размера объекта, различения, указанных в исходных материалах, по табл. 4.1.

Рассчитывается необходимая суммарная площадь световых проемов по уравнению:

S П е МИН К З О

FO = ;

О r 100

где F O соответственно площадь окон, м2;

S П площадь помещения, м2, определяется на основании исходных данных;

е МИН соответственно норма освещенности при боковом освещении (П. 4.2);

К З коэффициент затенения окон противостоящими зданиями,

определяется в зависимости от соотношения

L Н / h К

(табл. 4.2);

L Н расстояние до противостоящего здания, м, принимается на основании исходных данных;

h К высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником проектируемого светового проема, м, принимается по исходным материалам;

О коэффициент, отражающий световую характеристику окон,

определяется в зависимости от соотношения

L О / В

и В / h О

по табл. 4.3;

L О длина помещения вдоль стены с окнами, м (исходные данные);

В глубина (ширина) помещения, м (исходные материалы);

h О возвышение верхнего края окна над рабочей поверхностью, м,

принимается в соответствии с исходными материалами;

О общий коэффициент светопропускания, принимается согласно

исходных данных по табл. 4.5;

r коэффициент, учитывающий отражение света при боковом освещении, определяется согласно исходных данных по табл. 4.6.

FO = =85 м2

Конструктивно, с учетом размеров помещения, указанных в исходных материалах, подбираются размеры световых проемов (табл. 4.7) и рассчитывается площадь одного проема (окна), F О .

- высота окна: 2100 мм;

- ширина окна: 1555 мм.

Рассчитывается необходимое количество световых проемов

n О , Ф = FО / F О ,

где n О , потребное количество окон;

FО , суммарная площадь окон, м2;

FО , площадь одного окна, м2.

n О , Ф = 85/ 3,2655 26

Таблица Составляющие и итоги расчета бокового освещения

Название производ-ственного помещения	Площадь помещения, S П , м2	Норма освещенности, е МИН, %	Коэффициент затенения, К З	Световая характеристика, О	Коэффициент светопропу-скания, О
Сварочное	900	1	1	17	0,6
Коэффициент светоотражения, r	Суммарная площадь окон, FО, м2	Площадь одного окна, FО , м2	Потребное количество окон, nО
3	85	3,2655	26

Схема производственного помещения с размещением световых проемов:

Заключение: в результате работы определены основные конструктивные параметры световых проёмов помещения.

7.Расчёт искусственного освещения

Исходные материалы

Производственное помещение:

высота: 4,5 м

длина: 60 м

ширина: 15 м

степень загрязнения пылью, дымом, копотью: незначительная

Рабочие места:

количество в помещении: 4

размер рабочей поверхности (длина: 1,7 м ; ширина: 1,1 м )

высота расположения над уровнем пола: 0,9 м

Характеристика зрительной работы:

размер объекта различения: 4 мм

контраст объекта с фоном: большой

фон: светлый

Применяемые светильники:

Тип: глубокоизлучатель

расстояние от потолка до светильника: 0,5 м

Вид источника света: лампы накаливания

Отчёт о работе

Подбирается тип источника света. Если он не предусмотрен исходными данными, то газоразрядные лампы (как более экономичные) следует применять при стабильных значениях температуры и напряжения в электросети. Если температура падает в отдельные моменты до 10оС, а напряжение до 90%, то необходимо использовать лампы накаливания.

Выбирается вид освещения (общее или комбинированное). Для освещения рабочих мест, где выполняются работы 1...5 разрядов целесообразно применять комбинированное освещение как более экономичное (табл. 5.1).

Определяется тип светильника. Если он не предусмотрен исходными материалами, то критерием выбора является направление, по которому целесообразно направить световой поток, а также требования взрыво- и пожаробезопасности.

Размещаются светильники общего освещения равномерно с учетом количества рабочих мест и качества освещения рабочих поверхностей. В зависимости от этого принимается количество светильников. Для выполнения настоящего пункта необходимо изобразить схему производственного помещения в масштабе (согласно исходным данным), по своему усмотрению разместить на ней рабочие места и светильники.

Определяется норма освещенности в зависимости от характеристики зрительной работы, указанной в исходных материалах, по табл. 5.1.

Рассчитывается световой поток, который должна излучать каждая лампа общего освещения, по уравнению

К З ЕО S П

Ф Л О = ,

nО z O О

где Ф Л О необходимый световой поток от одной лампы общего освещения, лм;

К З коэффициент запаса, принимается в зависимости от степени

загрязнения помещения согласно исходных данных, по табл. 5.2;

ЕО норма общей освещенности, лк (П. 5.5);

S П площадь помещения, м2, определяется по исходным материалам;

nО количество установленных ламп общего освещения (П. 5.4);

z O коэффициент неравномерности освещенности лампами общего освещения

в зависимости от типа светильника, расстояния между светильниками “ l ” и высоты

их подвеса “ Н С ” (табл. 5.3). При этом тип светильника берется по П. 5.3,

“ l ” по П. 5.4, а “ Н С ” рассчитывается по формуле

Н С = h O - ( h Р + h П ) ;

h O , h Р , h П соответственно высота помещения, расстояние от пола до освещаемой (рабочей) поверхности и расстояние от потолка до светильника, м (исходные данные);

Н С = 4,5 - (0,9 + 0,5) = 3,1

О коэффициент использования светового потока от ламп общего

освещения, табл. 5.4. Чтобы воспользоваться данными таблицы 5.4,

необходимо предварительно рассчитать показатель помещения “ П ” по формуле:

а П b П

П = ;

Н С ( а П + b П )

а П , b П соответственно длина и ширина помещения, м, принимаются в соответствии с исходными материалами

П = = 3,87

Таблица Составляющие и итоги расчета общего освещения

Название производ-ственного помещения	Площадь помещения, S П , м2	Норма освещен-ности, Е О , лк	Количе-ство ламп, n О	Коэффициент неравномерности освещения, ZО	Коэффициент использования светового потока, О
Сварочное	900	100	48	0,775	0,42

Ф Л О = = 7489 лм

Определяется мощность полученных в результате расчета ламп и их тип (табл. 5.5).

Расчетный световой поток,	Показатели источника света:
Ф Л О , лм	Тип лампы	Световой поток, лм	Мощность, Вт
7489	Г - 500	9100	500

- Схема производственного помещения с размещением рабочих мест и светильников общего назначения.

Рассчитывается световой поток от ламп местного освещения

К З Е М S М

Ф Л М = ,

n M M Z M

где Ф Л М необходимый световой поток от одной лампы местного освещения, лм;

Е М норма освещенности светильниками местного освещения, лк,

определяется в соответствии с исходными данными и табл. 5.1 по формуле

Е М = Е К - Е О ;

Е К норма комбинированной освещенности, лк (П. 5.5);

Е М = 200 - 100 = 100

S М площадь поверхности рабочего места, м2, определяется по исходным данным;

n М количество светильников местного освещения, установленных на рабочем месте,

обычно принимается

n М = 1 ;

Z М коэффициент неравномерности освещенности лампами местного

освещения на рабочем месте, обычно принимается

Z М = 1 ;

M коэффициент использования светового потока от ламп местного освещения (табл. 5.4).

Чтобы воспользоваться данными таблицы 5.4, необходимо предварительно рассчитать

показатель рабочего места “ М ” по выражению

а М bМ

М = ;

Н С М ( а М + b М )

а М , b М соответственно длина и ширина поверхности рабочего места, м,

принимаются на основании исходных данных;

Н С М расстояние между рабочей поверхностью и светильником местного освещения, м,

обычно принимается

Н С М = 0,3 ... 1,2

М = = 1

Таблица Составляющие и итоги расчета местного освещения

Название рабочего места	Площадь рабочей поверхности, S М, м2	Норма местной освещенности, Е М, лк	Коэффициент использования светового потока, М
Сварочное	1,87	100	0,22

Ф Л М = = 1105 лм

Определяется мощность ламп местного освещения и их тип аналогично П. 5.7.

Расчетный световой поток,	Показатели источника света:
Ф Л М, лм	Тип лампы	Световой поток, лм	Мощность, Вт
1105	БК - 100	1630	100

Заключение: в результате работы определены основные светотехнические параметры искусственного освещения для помещения и определено потребное количество ламп.

8. Выделяющиеся вещества

Предельно допустимые концентрации вредных веществ, выделяющихся в воздух при сварке и резке металлов ГОСТ 12.1.005-88(2001) ССБТ.

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Вещество	ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3	Класс опасности
Твердая составляющая сварочного аэрозоля
Марганец (при его содержании в сварочном аэрозоле до 20 %	0,2	II
Железа оксид	6,0	IV
Кремния диоксид	1,0	III
Хрома (III) оксид	1,0	III
Хрома (VI) оксид	0,01	I
Цинка оксид	0,5	II
Газовая составляющая сварочного аэрозоля
Азота диоксид	2,0	III
Марганца оксид	0,3	II
Озон	0,1	I
Углерода оксид	20,0	IV
Фтористый водород	0,5/1,0	I

Как известно, сварочные процессы отличаются интенсивными тепловыделениями (лучистыми и конвективными), пылевыделениями, приводящими к большой запыленности производственных помещений токсичной мелкодисперсной пылью, и газовыделениями, действующими отрицательно на организм работающих. Некоторые процессы, например, плазменно-дуговая резка, сопровождаются, кроме того, интенсивным шумом, также создающим неблагоприятные условия труда.

Высокая температура сварочной дуги способствует интенсивному окислению и испарению металла, флюса, защитного газа, легирующих элементов. Окисляясь кислородом воздуха, эти пары образуют мелкодисперсную пыль, а возникающие при сварке и тепловой резке конвективные потоки уносят газы и пыль вверх, приводя к большой запыленности и загазованности производственных помещений. Сварочная пыль -- мелкодисперсная, скорость витания ее частиц -- не более 0,08 м/с, оседает она незначительно, поэтому распределение ее по высоте помещения в большинстве случаев равномерно, что чрезвычайно затрудняет борьбу с ней.

Основными компонентами пыли при сварке и резке сталей являются окислы железа, марганца и кремния (около 41, 18 и 6% соответственно). В пыли могут содержаться другие соединения легирующих элементов. Токсичные включения, входящие в состав сварочного аэрозоля, и вредные газы при их попадании в организм человека через дыхательные пути могут оказывать на него неблагоприятное воздействие и вызывать ряд профзаболеваний. Мелкие частицы пыли (от 2 до 5 мкм), проникающие глубоко в дыхательные пути, представляют наибольшую опасность для здоровья, пылинки размером до 10 мкм и более задерживаются в бронхах, также вызывая их заболевания.

К наиболее вредным пылевым выделениям относятся окислы марганца, вызывающие органические заболевания нервной системы, легких, печени и крови; соединения кремния, вызывающие в результате вдыхания их силикоз; соединения хрома, способные накапливаться в организме, вызывая головные боли, заболевания пищеварительных органов, малокровие; окись титана, вызывающая заболевания легких. Кроме того, на организм неблагоприятно воздействуют соединения алюминия, вольфрама, железа, ванадия, цинка, меди, никеля и других элементов.

Биологические свойства электросварочной пыли полно и хорошо описаны в работе К. В. Мигая, в которой анализируются три основных гигиенических показателя вредности пыли: растворимость, задержка при дыхании легочной тканью и фагоцитоз. Многие из исследований (например, растворимость электросварочной пыли в организме) представляют большую практическую ценность при оценке агрессивности сварочного аэрозоля.

Вредные газообразные вещества, попадая в организм через дыхательные пути и пищеварительный тракт, вызывают иногда тяжелые поражения всего организма. К наиболее вредным газам, выделяющимся при сварке и резке, относятся окислы азота (особенно двуокись азота), вызывающие заболевания легких и органов кровообращения; окись углерода (удушающий газ) -- бесцветный газ, имеет кисловатый вкус и запах; будучи тяжелее воздуха в 1,5 раза, уходит вниз из свыше 1 % приводит к раздражению дыхательных путей, вызывает потерю сознания, одышку, судороги и поражение нервной системы; озон, запах которого в в больших концентрациях напоминает запах хлора, образуется при сварке в инертных газах, быстро вызывает раздражение глаз, сухость во рту и боли в груди; фтористый водород -- бесцветный газ с резким запахом, действует на дыхательные пути и даже в небольших концентрациях вызывает раздражение слизистых оболочек.

При сварке в среде защитных газов торированными вольфрамовыми электродами марок ВТ-10, ВТ-15 в воздух выделяются окислы тория и продукты его распада, которые представляют радиационную опасность.

Помимо аэрозолей и газов неблагоприятное влияние на работающих в сварочных производствах оказывает еще ряд явлений, не устраняющихся с помощью вентиляции, но в совокупности с вредными веществами ухудшающих условия труда. Это -- лучистая энергия сварочной дуги, ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, вызывающие ожоги открытых частей тела и иногда (особенно летом) перегрев организма; шум, который в сочетании с ультразвуковыми колебаниями вызывает стойкое понижение слуха у работающих. Помимо шумов, создаваемых сваркой, большим шумом сопровождаются заготовительные операции (рихтовка, правка, сборка) и особенно плазменно-дуговая резка Создают шум и плохо сбалансированные вентиляционные установки (или смонтированные без виброоснований).

Практика показывает, что вентиляция в совокупности с комплексом мероприятий технологического и организационного характера позволяет снизить концентрации вредных веществ до предельно допустимых и способствует значительному оздоровлению условий труда работающих в сварочных цехах.

9.Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат: разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях, использование экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение городов и поселков.

Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Промышленные выбросы в атмосферу очищаются путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Такими способами улавливаются пыль, копоть, пары и газы.

Эффективность работы очистных сооружений зависит от физико-химических свойств загрязнителей и от совершенства применяемых методов и аппаратов.

Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского металлургического комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты.

Безотходная технология производства. Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий и прежде всего внедрение в промышленную практику безотходных технологий.

Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное промышленное производство, сопоставимое с Циклическими процессами в биосфере, - это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения - переход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию приливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии.

Защита воздуха от выхлопных газов автомобилей. Частные решения этой проблемы - установка фильтров для очистки выхлопных газов и дожигающих углеводороды устройств, замена содержащих свинец антидетонаторных добавок, такая организация движения транспорта, которая уменьшает и исключает частую смену режимов работы двигателей: создание дорожных развязок, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т. д. Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили.

Озеленение городов и промышленных центров. Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72 % взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60 % диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет планировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых насаждений. Следует учитывать направление основных ветров (розы ветров), рельеф местности и наличие водоемов. Лучше располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны необходимо помещать вдали от жилых кварталов или за пределами города.

Система очистки

Для данного помещения следует использовать стационарный механический фильтр MF. Он предназначен для двух-трехступенчатой очистки загрязненного воздуха от сухих частиц сварочных дымов, различных видов дыма и пыли, а также частиц размером до 0,1 микрона. Фильтры очищают воздух в помещении, работая на рециркуляции, или в составе вытяжной системы вентиляции. Состоит из приемной камеры, сетчатого префильтра, и фильтра тонкой очистки. Как дополнительная опция применяется угольный фильтр CF-002.

Конструктивные особенности и преимущества:

высокая производительность и степень очистки;

большая экономия энергии за счет возврата очищенного воздуха в помещение;

легко заменяемые фильтр-кассеты;

большая фильтрующая поверхность;

длительный срок службы фильтрующих кассет.

микроклимат здание вентиляция очистка фильтр

На первой стадии фильтрации в фильтрующем элементе (1) предварительной очистки оседают крупные частицы. На следующем этапе фильтрующим элементом (2) тонкой очистки улавливаются частицы размером до 0,1-го микрона. После этого воздух может быть дополнительно пропущен через фильтрующий элемент (3) из активированного угля, в котором отделяются запахи и газы. Фильтр из активированного угля улавливает практически все токсичные примеси воздуха с молекулярной массой более 40 атомных единиц и рекомендуется к установке при работе фильтра с возвратом очищенного воздуха в помещение. В результате очищенный воздух проходя через вентилятор выбрасывается наружу или в вентиляционную систему.

10. Список литературы

«Природа России», М., Россельхозиздат, 1987.

Гладков Н.А и др. «Охрана природы», М., Просвещение,1975.

Методические указания по выполнению лабораторных работ

ГОСТ 12.1.005-88(2001)

ГОСТ 12.3.003-91

1. Размещено на www.allbest.ru