Lors de la conception des systèmes de ventilation, les développeurs doivent prêter attention aux instructions, recommandations et exigences des autorités réglementaires. Les normes qui doivent être respectées sont les SanPiN, les GOST, les données ABOK, etc. Ils sont assez détaillés, nombreux et complexes, car prenant en compte un grand nombre de paramètres :

• destination de l'objet - par exemple, si la ventilation des locaux techniques est calculée, les normes différeront considérablement de celles applicables aux espaces résidentiels ;
• dimensions de la pièce - la quantité d'air fourni/éliminé, les modèles et la puissance en dépendent unités de ventilation, type de système utilisé, etc. ;
• le nombre de personnes présentes sur le site en même temps ;
• période de l'année, régime de température, humidité - cela est particulièrement vrai pour les espaces résidentiels, mais pour un entrepôt, les conditions dans lesquelles les produits sont stockés sont également importantes ;
• exigences de sécurité incendie, autres conditions spécifiques.

Méthodes de calcul de base prises en compte lors de la normalisation de la ventilation

Les experts s'appuient sur des tableaux généralisés. Ils prennent en compte les paramètres nécessaires et, après calcul selon toutes les méthodes possibles, sélectionnent valeur la plus élevée- elle sert de base à la conception (cette approche n'est pas utilisée lors de l'organisation de systèmes similaires dans les piscines). Indépendamment de ce qui y est décrit exactement - l'échange d'air dans maternelle ou aération installations de stockage, les standards s’appuient sur plusieurs indicateurs clés :

• volume et débit d'air par personne ;
• niveau traînée aérodynamique dans le système ;
• pourcentage admissible d'émissions nocives ;
• puissance approximativement possible des aérothermes et des équipements de ventilation ;
• nombre de fenêtres, humidité, température, etc.

Dans les locaux résidentiels, publics et industriels où les gens passent beaucoup de temps, les calculs sont effectués selon les méthodes suivantes :

• par zone, sans prendre en compte le nombre de personnes - les normes imposent de privilégier les volumes air soufflé pour les objets à des fins diverses(par exemple, pour le résidentiel, il s'agit de 3 mètres cubes par heure pour 1 m²) ;
• selon les normes sanitaires et hygiéniques (pour une personne) - les espaces de vie nécessitent 30 mètres cubes. m/heure, pour les installations de production de plus de 20 m². m - au moins 20, si la ventilation est organisée locaux de bureaux, les normes prévoient 40 mètres cubes. m;
• selon les normes d'échappement (multiplicité) - il prend en compte combien de fois la composition de l'aéromasse dans la pièce est mise à jour en une heure (les multiplicités standards sont données dans les tableaux récapitulatifs).

Caractéristiques des normes pour les locaux d'habitation et de bureaux

Les espaces de vie sont soumis à des exigences élevées : lors de la conception de la ventilation, la sécurité des personnes doit être assurée. Dans une telle construction, il est généralement utilisé schéma classique aération - échappement naturel, avec canaux. Les masses contaminées sont éliminées tout d'abord de la zone sanitaire - cuisines, salles de bain - et l'espace est considéré par défaut comme uniforme en niveau de pression et étanche, donc le rognage est pris en compte lors du calcul vantaux de porte et les paramètres de la fenêtre.

Les tarifs de renouvellement d'air sont répartis selon la destination des locaux :

• Pour salons‒ paramètre de multiplicité constante d'au moins 30 mètres cubes/heure ou 0,35 1/heure, mais avec superficie totale appartements de moins de 20 m². m - 3 mètres cubes m pour 1 mètre cube de pièce ;
• pour les cuisines avec cuisinière électrique 60 mètres cubes par heure, avec cuisinière à gaz - 90, minimum - 30 et 45, respectivement ;
• pour la salle de bain et salles de toilettes— 25 mètres cubes/heure en cas de partage d'une salle de bains, 50 en cas de combinaison ;
• pour les buanderies, dressings, buanderies - une fréquence d'au moins 1 par heure.

Ce brève description, car la conception résidentielle est une industrie volumineuse et complexe, et elle prend en compte un nombre impressionnant d'indicateurs réglementaires. Il en va en principe de même pour les espaces de bureau : les gens y passent beaucoup de temps, se réunissant parfois en grands groupes. Selon les normes de conception de tels objets, il est nécessaire de prendre en compte ce qui suit :

• la température de l'air a été maintenue à 19-21 degrés Celsius pendant la période froide et à 23-25 ​​​​​​pendant la période chaude ;
• Dans les pièces sans fenêtres, un système de ventilation mécanique a été installé, ainsi que dans les salles de bains, les fumoirs et les bureaux de plus de 35 mètres carrés. m - systèmes d'échappement indépendants ;
• la mobilité aérienne a été maintenue à 0,2-0,5 m/sec ;
• la multiplicité était : pour les bureaux standards (direction, comptabilité, ouvriers, etc.) - 1,5 par fourniture, pour les services de photocopie et de reliure - 3-5, pour l'évacuation des vestiaires - 2, les toilettes - 50, les débarras - 1- 1,5.

Standardisation des installations techniques, de production et de stockage

Les normes de ventilation dans les locaux industriels et les zones d'entrepôt sont établies de manière légèrement différente. Ici, outre les besoins des personnes, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques et exigences techniques pour les équipements et les biens et substances contenus dans les locaux. Si nous parlons de la composante sanitaire, alors dans une pièce sans fenêtre, il est nécessaire d'organiser l'approvisionnement en aéromasse externe - 60 mètres cubes par personne. m/heure. Également standardisé (pour les articles individuels) :

• teneur en poussière ;
• présence et niveau de vapeurs, gaz, fumées nocives ;
• température ambiante (y compris chaleur excessive), humidité.

En règle générale, un système organisé à l'intérieur combine des sources de ventilation naturelles et mécaniques et repose sur le principe du soufflage et de l'évacuation. Le paramètre principal est la multiplicité. Pour les locaux de production et d’entrepôt, cela peut varier de un à 10. En général, les calculs basés uniquement sur la multiplicité ne suffisent pas et doivent être pris en compte :

• vitesse d'aspiration des masses d'air - pour les gaz peu toxiques 0,5-0,7 m/sec, pour les gaz hautement toxiques 1,2-1,7 ;
• débit de ventilation d'urgence requis - avec un coefficient d'au moins 8 ;
• respect des spécificités des objets de valeur stockés (pour un entrepôt de carburants et lubrifiants, par exemple, le taux de renouvellement d'air doit être d'au moins 2,5, et lors du stockage d'acétone - 9-10).

Professeur agrégé Mironova E.M.

TRAVAUX DE LABORATOIRE

Calcul du taux de renouvellement d'air dans la pièce

Lignes directrices

Objectif du travail :

Familiarisez-vous avec la notion de taux de renouvellement d'air dans les pièces et acquérez des compétences pratiques pour calculer cette grandeur météorologique.

Questions d'étude :

Détermination du taux de renouvellement d'air dans un local, réalisée par aération naturelle.

Calcul de la surface de la traverse ouverte à travers laquelle l'air atmosphérique pénètre dans la pièce, nécessaire pour atteindre un taux de renouvellement d'air donné.

Détermination du temps de ventilation d'une pièce lors de l'ouverture périodique d'une imposte d'une zone connue.

Bon de travail :

Étudier la méthodologie de détermination du taux de renouvellement d'air d'une pièce.

Recevez une tâche de l'enseignant pour effectuer des calculs.

Effectuer des calculs pour déterminer le taux de renouvellement d’air, la section transversale pour le renouvellement d’air et le temps de renouvellement d’air.

1. TAUX D'ÉCHANGE D'AIR DANS LA PIÈCE

L'échange d'air consiste à remplacer l'air pollué par de l'air pur. L'échange d'air est divisé en naturel et artificiel. Le naturel se produit en raison de la différence et de la différence de pression de l'air à l'intérieur et à l'extérieur de la pièce. Elle est réalisée en ouvrant périodiquement les aérations, les impostes, les fenêtres (aération), ainsi qu'à travers les fissures des murs, fenêtres, portes (infiltration).

L'échange d'air artificiel est réalisé grâce à l'utilisation de divers systèmes ventilation mécanique et le conditionnement.

Le taux de renouvellement d'air détermine combien de fois par heure il est nécessaire de changer tout l'air de la pièce afin de le nettoyer jusqu'à la limite de concentration de pollution admissible (MPC).

Taux de change d'air N est donné par la formule :

une fois toutes les 1 heure. (1)

Où: V(m 3 / h) – la quantité requise d'air pur entrant dans la pièce en 1 heure ; W(m 3) – volume de la pièce.

Grâce à l'aération naturelle, trois à quatre échanges d'air sont généralement réalisés, et si une fréquence plus élevée est nécessaire, une ventilation mécanique est utilisée.

Le volume d'air soufflé propre, qui doit diluer les gaz nocifs jusqu'à la concentration maximale admissible, est déterminé par la formule :

m 3 /h, (2)

Où: DANS– la quantité de substance nocive (gaz) entrant dans la pièce en 1 heure, mg/h ;

ρ DANS- MPC d'une substance nocive dans l'air du local de travail, mg/m 3 ;

ρ 0 – concentration de la même substance nocive dans l’air extérieur soufflé, mg/m3.

Quantité de gaz nocifs DANS dans l'air de la salle de travail peut être déterminé de plusieurs manières :

a) En mesurant la concentration de gaz par unité de volume b à l'aide d'un analyseur de gaz. Ensuite, la quantité de substance nocive est déterminée par la formule :

B = un∙ b∙ W mg/h,

Où: UN– coefficient d’infiltration (pour les ateliers de bureau une=1, pour garage une=2);

b – concentration d'une substance nocive dans l'air (mg/m3 par heure) ;

W(m 3) – cylindrée de la salle de travail.

b) Détermination de la consommation de substances nocives par tous les travailleurs par quart de travail (8 heures) dans une zone de travail

mg/h,

Où b n– la quantité de matériau contenant une substance nocive consommée par tous les travailleurs dans une pièce donnée, en mg.

c) Prise en compte de l'allocation dioxyde de carbone(CO 2) lors de la respiration humaine dans un volume de 22,6 litres par 1 heure. Alors

B=22,6·n l/heure,

Où: n– nombre de travailleurs dans la pièce.

2. CONDITIONS D'OBTENTION DU TAUX D'ÉCHANGE D'AIR REQUIS PAR AÉRATION NATURELLE

Quantité de débit d'air Q pénétrer dans la pièce à la suite d'une différence de pression est déterminé par la formule :

M 3 /s, (3)

Où: α = 0,6

- coefficient prenant en compte le débit d'air à travers l'imposte par rapport aux bâtiments industriels et urbains ;

S(m2) – la surface transversale totale par laquelle l'air pénètre dans la pièce ; toi 1 (m/s) – vitesse du vent du côté au vent du bâtiment ;

UN 1 – le coefficient aérodynamique correspondant, en fonction de la forme et des caractéristiques structurelles du bâtiment,

;

toi 2 (m/s) – vitesse du vent du côté sous le vent, pour des conditions moyennes

UN 2 – le coefficient aérodynamique correspondant,

;

Pour garantir le taux de renouvellement d'air spécifié N la condition suivante est requise :

V = 3600 Q (4),

où le coefficient 3600 est apparu suite à la conversion des heures en secondes.

D’après (1), (3), la condition (4) peut être réécrite comme suit :

,

, m 2 (5)

On suppose que l'air pur pénètre dans la pièce par la section S en continu tout au long de la journée de travail.

Pour éviter les courants d'air, ainsi qu'en saison froide, la pièce est aérée en ouvrant périodiquement les impostes. Dans ce cas, le taux de renouvellement d'air indique combien de fois en 1 heure il est nécessaire d'aérer la pièce. Temps d'aération t peut être déterminé à partir de la condition :

(6)

Dans la formule (6), l'aire S 1 considéré comme connu.

3. EXEMPLES DE CALCULS D'ÉCHANGE D'AIR

Tâche 1.

Déterminer le taux de renouvellement d'air de la hauteur de la salle de production h= 3,5 m, qui emploie 20 personnes, chaque personne dispose de 4,5 m2 de superficie. La pollution de l'air est due au dioxyde de carbone expiré. Il n'y a pas de ventilation forcée.

Quantité de substance nocive DANS, entrer dans la salle à 1 heure est donné par la formule :

B = 22,6∙ n (l/heure)

La concentration maximale admissible de CO 2 est de 0,1 % ou ρ DANS = 1 l/m3. L'air atmosphérique contient 0,035 % de dioxyde de carbone, soit ρ Ô= 0,35 l/m3. Puis le volume air pur V, nécessaire pour n une personne, selon la formule (2), sera :

m 3 / heure

Le taux de renouvellement d'air est déterminé par la formule (1) :

une fois toutes les 1 heure

Pour les locaux de production concernés n= 20 personnes, volume .

D'après la formule (7) :

N =

fois toutes les 1 heure.

Par conséquent, si l'air intérieur pollué est remplacé par de l'air pur 3 fois toutes les heures, la concentration de dioxyde de carbone dans la pièce sera inférieure au niveau maximum autorisé.

Répondre: N = 3.

Tâche 2.

Déterminer la surface transversale S, à travers lequel l'air pur pénètre dans la pièce pour assurer le taux de renouvellement de l'air N = 3 en volume de la pièce

.

Les vitesses du vent provenant des côtés au vent et sous le vent et les coefficients correspondants sont donnés : u 1 = 5 m/s ; UN 1 = 0,8 ; u 2 = 2,5 m/s ; UN 2 = 0,3 ; α = 0,7.

Utilisons la formule (5) :

Par conséquent, l'aération de la salle de travail peut être réalisée à l'aide d'une fenêtre ouverte toute la journée de travail, avec une zone S=50 cm * 20 cm

Répondre: S= 0,1m2

Tâche 3.

Déterminer le temps de ventilation d'une pièce avec un volume

requis pour remplacement complet l'air pollué est propre, compte tenu de la surface du tableau arrière ouverte connue : S 1 =1m 2 ;u 1 = 5 m/s; UN 1 = 0,8 ; u 2 = 2,5 m/s ;

UN 2 = 0,3 ; α = 0,7.

Utilisons la formule (6) :

Deux minutes suffisent donc pour aérer complètement une pièce d’un volume donné.

Répondre: t= 106 s.

L'aération d'un local d'un volume de 315 m 3, où travaillent 20 personnes, peut être réalisée à l'aide d'une fenêtre constamment ouverte d'une superficie de 0,1 m 2. Il est également possible d'aérer périodiquement, toutes les 20 minutes, le local en ouvrant une imposte d'une superficie de 1 m2 pendant 2 minutes.

4. TÂCHES DE CONTRÔLE POUR LES ÉTUDIANTS

En intérieur, volume W, travaux n Humain. 1% des locaux sont occupés par du mobilier et du matériel de production. Déterminez l'échange d'air de la pièce grâce à l'aération naturelle, en considérant le dioxyde de carbone formé lorsque les gens respirent comme un polluant atmosphérique.

Déterminer la zone S tableau arrière ouvert toute la journée de travail, assurant un taux de renouvellement d'air donné N.

Déterminer l'heure t ventilation de la pièce avec ouverture périodique N une fois toutes les 1 heure, traverses, zone S 1 (S. 1 >S).

Les données initiales pour réaliser le devoir sont fournies par l'enseignant.

GUIDE METHODOLOGIQUE

effectuer des calculs de sécurité du travail

dans les projets de fin d'études

N. Novgorod

1. Calcul de l'échange d'air dans locaux de production.............................. 3

2. Calcul du renouvellement d'air dans les ateliers de soudage.................................................. ........... ......... 5

3. Calcul du local ventilation par aspiration......................................................... 15

4. Calcul éclairage artificiel................................................................ 18

5. Calcul lumière naturelle.................................................................. 32

6. Détermination du niveau sonore dans les locaux industriels.................................. 39

7. Calcul de l'isolation vibratoire.................................................. ........................................................ 46

8. Calcul mise à la terre de protection...................................................................... 52

9. Calcul de la réduction à zéro.................................................. ....................................................... .... 57

10. Calcul rayonnement électromagnétique..................................................................... 60

11. Liste des références............................................................ ....................................................... ............ ... 62

Calcul du renouvellement d'air dans une salle de production.

Le calcul de la quantité d'air soufflé nécessaire à la ventilation générale est effectué en fonction des conditions de dégagement de substances nocives (par exemple, monoxyde de carbone CO) et de l'excès de chaleur sensible dans la salle de production.

Le calcul du renouvellement d'air donné ci-dessous a été effectué conformément au SNiP 2.04.05-91 « Chauffage, ventilation et climatisation ». Normes de conception »pour la période chaude de l’année, comme mode de fonctionnement le plus difficile du système de ventilation mécanique.

1.1.Calcul du renouvellement d'air basé sur le rejet de substances nocives :

,

Où L dans- la quantité d'air soufflé ou extrait en fonction du schéma de ventilation mécanique adopté, m 3 /c,

G vr- la quantité de substances nocives rejetées dans la zone de production, mg/s,

q MPC- concentration maximale admissible de substances nocives dans la pièce, mg/m 3. Déterminé à partir de GOST 12.1005-88 SSBT « Exigences générales sanitaires et hygiéniques pour l'air zone de travail”.

qP- concentration de substances nocives dans l'air extérieur fourni au local, mg/m 3:

Si plusieurs substances nocives sont rejetées simultanément dans l'air de la zone de travail, le calcul est effectué selon substance nocive, ce qui nécessite un apport d'air pur en plus grande quantité.

Ainsi, par exemple, dans les ateliers de chauffage lors du fonctionnement des unités de trempe. Fonctionnant au gaz naturel, l'air de la zone de travail est pollué par du monoxyde de carbone (CO). La quantité de monoxyde de carbone entrant dans l'air de la zone de travail est déterminée par la formule :

,

Où DANS- la consommation de gaz naturel, kg/heure;

b- la quantité de gaz résiduaires générés lors de la combustion 1 kilos carburant, kg/kg(Pour fours à gaz 15kg/kg);

r- pourcentage de CO dans les gaz d'échappement (3-5%).

La consommation de gaz naturel est déterminée par la formule :

,

Où un- consommation spécifique carburant pour 1 kW puissance, est prise égale à 0,58 kg/kWh;

K r- le coefficient du mode de fonctionnement du four, prenant en compte l'échauffement et la régulation du processus de combustion, est supposé être compris entre 1,2 et 1,5 ;

N- la puissance du four, kW.

1.2.Calcul du renouvellement d'air basé sur le dégagement de chaleur sensible excédentaire.

Lorsqu'un excès de chaleur sensible est libéré dans une salle de production, la quantité d'air soufflé (aspiré) est déterminée à partir de la condition de compensation de l'excès de cette chaleur :

.

Ici Qd- excès de chaleur sensible dans la zone de production, W, il existe une différence entre la chaleur sensible entrant dans la pièce et la quantité de chaleur sortant de la pièce. Elle est déterminée à partir de la formule :

Où q-l'excès de chaleur sensible spécifique, F/m 3 .

Dans les chambres froides (mécanique, montage, etc.), l'excès spécifique de chaleur sensible n'est pas inférieur à q=23F/m 3. Dans les ateliers chauds (fonderie, forge, laminage, thermique, chaufferie, etc.), l'excédent spécifique de chaleur sensible dans les travaux d'évaluation est pris égal à 100¸200 F/m 3 dans des calculs plus précis de la valeur Qd déterminé en tenant compte de la chaleur générée par toutes les centrales électriques.

V- volume des locaux de production, m3;

C dans- capacité calorifique massique de l'air soufflé, prise comme 1000 J/(kg×K);

r dans- densité de l'air soufflé, supposée être de 1,2 kg/m 3 ;

je n'ai pas battu- température de l'air extrait du local, déterminée par la formule :

Où t normes- la température normalisée dans la pièce est choisie selon GOST 12.1.005-88 en fonction de la catégorie de la pièce pour la période chaude de l'année ;

D t- gradient de température supposé pour les locaux hors production égal à 0,5 degrés/m, pour locaux de production égal à 1,5 degrés/m;

N- distance du sol au centre des ouvertures d'évacuation, m;

tp- température de l'air soufflé. Accepté à 5¸8 AVEC 0 en dessous de la température normalisée dans la zone de travail.