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

• l'objet de l'installation - par exemple, si la ventilation des locaux techniques est calculée, les normes différeront considérablement de celles applicables aux espaces résidentiels;
• la taille de la pièce - la quantité d'air fourni / évacué, les modèles et la puissance des unités de ventilation, le type de système utilisé, etc., en dépendent;
• le nombre de personnes simultanément dans l'établissement;
• saison, température, humidité - ceci est particulièrement vrai pour les espaces résidentiels, mais il est également important pour l'entrepôt dans quelles conditions les produits sont stockés;
• exigences de sécurité incendie, autres conditions spécifiques.

Méthodes de calcul de base prises en compte lors du rationnement de la ventilation

Les spécialistes sont guidés par des tableaux généralisés. Ils prennent en compte les paramètres nécessaires et après avoir calculé par toutes les méthodes possibles, la valeur la plus élevée est sélectionnée - elle est prise comme base pour la conception (cette approche n'est pas utilisée lors de l'organisation de tels systèmes en pools). Indépendamment de ce qui y est décrit exactement - échange d'air dans le jardin d'enfants ou ventilation des installations de stockage, les normes sont basées sur plusieurs indicateurs clés:

• volume et consommation d'air par personne;
• niveau de traînée aérodynamique dans le système;
• pourcentage autorisé d'émissions nocives;
• puissance estimée des aérothermes et des équipements de ventilation;
• nombre de fenêtres, humidité, température et ainsi de suite.

Dans les locaux résidentiels, publics et industriels, où les gens passent beaucoup de temps, le calcul est effectué selon les méthodes suivantes:

• par zone, sans tenir compte du nombre de personnes - les normes stipulent une orientation sur les volumes d'air soufflé pour des objets à usages divers (par exemple, pour les bâtiments résidentiels, c'est 3 mètres cubes par heure pour 1 mètre carré);
• selon les normes de nature sanitaire et hygiénique (pour une personne) - les espaces de vie ont besoin de 30 mètres cubes. m / h, pour la production, supérieure à 20 mètres carrés. m - au moins 20, si la ventilation des bureaux est organisée, les normes prévoient 40 mètres cubes. m;
• selon les normes d'extraction (multiplicité) - il est pris en compte combien de fois en une heure la composition de la masse d'air dans la pièce est mise à jour (les multiples standard sont donnés dans les tableaux récapitulatifs).

Caractéristiques des normes pour les types de locaux résidentiels et de bureaux

Des exigences élevées sont imposées aux espaces résidentiels - la conception de la ventilation doit garantir la sécurité des personnes. Dans une telle construction, le schéma d'aération classique est généralement utilisé - échappement naturel, avec canaux. Les masses contaminées sont éliminées, tout d'abord, de la zone sanitaire - cuisines, salles de bains - et l'espace est par défaut considéré comme uniforme en termes de niveau de pression et qui fuit, par conséquent, lors du calcul, les paramètres de garniture de porte et de fenêtre sont pris en compte.

Les taux de change de l'air sont répartis en fonction de la destination des locaux:

• pour les salons - un paramètre constant de la multiplicité d'au moins 30 mètres cubes / heure ou 0,35 1 / h, mais avec une surface totale de l'appartement inférieure à 20 mètres carrés. m - 3 mètres cubes m pour 1 mètre cube de locaux;
• pour les cuisines avec une cuisinière électrique de 60 mètres cubes par heure, avec une cuisinière à gaz - 90, le minimum - 30 et 45, respectivement;
• pour une salle de bain et des toilettes - 25 mètres cubes / heure en partageant une salle de bain, 50 avec une organisation combinée;
• pour la buanderie, les vestiaires, les buanderies - une multiplicité d'au moins 1 pour une heure.

Il s'agit d'une brève description, car la conception des logements est une industrie volumineuse et complexe, et elle prend en compte un nombre impressionnant d'indicateurs réglementaires. La même chose, en principe, s'applique aux espaces de bureaux - les gens y passent beaucoup de temps, et parfois s'unissent en groupes assez importants. Selon les normes de conception de ces objets, il est nécessaire de prendre en compte que:

• la température de l'air était maintenue à 19-21 degrés Celsius dans la période froide et 23-25 \u200b\u200bdans le chaud;
• dans les pièces sans fenêtres, un système de ventilation mécanique a été organisé, et dans les salles de bains, fumoirs, bureaux de plus de 35 m². m - systèmes d'échappement indépendants;
• la mobilité de l'air a été maintenue à un niveau de 0,2 à 0,5 m / s;
• la multiplicité était: pour les chambres standard (supérieurs, comptables, travailleurs, etc.) - 1,5 par afflux, pour les services de photocopie et de reliure - 3-5, pour la hotte pour les armoires - 2, latrines - 50, garde-manger - 1- 1,5.

Rationnement des installations techniques, industrielles et des entrepôts

Les taux de ventilation dans les installations de production et dans les zones de stockage sont formés d'une manière légèrement différente. Ici, en plus des besoins des personnes, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques et les exigences techniques des équipements et des biens et substances contenus dans les locaux. Si nous parlons de la composante sanitaire, alors dans le hall sans fenêtres, il est nécessaire d'organiser l'apport de masses d'air extérieur - 60 mètres cubes par personne. m / heure. Également standardisé (pour les articles individuels):

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

En règle générale, un système organisé dans une pièce combine des sources naturelles et mécaniques de ventilation et est basé sur le principe de l'alimentation et de l'évacuation. Le paramètre principal est la multiplicité. Pour les installations de production et de stockage, il peut varier de 1 à 10. En général, un calcul basé uniquement sur la multiplicité est insuffisant et il faut prendre en compte:

• vitesse d'aspiration des masses d'air - pour les gaz faiblement toxiques 0,5-0,7 m / s, pour les très toxiques 1,2-1,7;
• débit de ventilation de secours nécessaire - avec un coefficient d'au moins 8;
• le respect des spécificités des valeurs stockées (pour l'entrepôt de carburant et de lubrifiants, par exemple, l'échange d'air doit être d'au moins 2,5 et lors du stockage de l'acétone - 9-10).

professeur agrégé Mironova E.M.

lABORATORNAI RABOTA

Le calcul du taux d'échange d'air dans la pièce

Lignes directrices

But du travail:

Familiarisez-vous avec le concept de la multiplicité des échanges d'air dans les locaux et acquérez des compétences pratiques dans le calcul de cette valeur météorologique.

Questions de formation:

Détermination du taux d'échange d'air dans la pièce, réalisée par aération naturelle.

Calcul de la surface d'un tableau arrière à travers lequel l'air atmosphérique pénètre dans la pièce, nécessaire pour atteindre un taux d'échange d'air donné.

Déterminer le temps d'aération de la pièce avec l'ouverture périodique des impostes de zone connue.

L'ordre des travaux:

Étudier la méthodologie pour déterminer le taux d'échange d'air dans la pièce.

Demandez à un enseignant d'effectuer des calculs.

Effectuer des calculs pour déterminer la fréquence des échanges d'air, la section transversale de l'échange d'air et l'heure de l'échange d'air.

1. TAUX D'AIR DE LA PIÈCE

L'échange d'air est appelé remplacer l'air pollué par de l'air propre. L'échange d'air est divisé en naturel et artificiel. Le naturel se produit en raison de la différence et de la pression différentielle de l'air à l'intérieur et à l'extérieur. Elle s'effectue en ouvrant périodiquement les fenêtres, les traverses, les fenêtres (aération), ainsi qu'à travers les fissures des murs, fenêtres, portes (infiltration).

L'échange d'air artificiel est effectué grâce à l'utilisation de divers systèmes de ventilation mécanique et de climatisation.

Le taux d'échange d'air détermine combien de fois par heure il faut changer tout l'air de la pièce pour le nettoyer à la concentration maximale admissible de pollution (MPC).

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

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) - le volume de la pièce.

Un échange d'air de trois à quatre fois est généralement réalisé par aération naturelle et, si nécessaire, par recours à une ventilation mécanique.

Le volume d'air propre fourni, qui devrait diluer les gaz nocifs à la concentration maximale autorisée, est déterminé par la formule:

  m 3 / h, (2)

où: Dans  - la quantité de substance nocive (gaz) entrant dans la pièce à 1 heure, mg / h;

ρ Dans  - MPC de substances nocives dans l'air de la salle de travail, mg / m 3;

ρ 0   - la concentration de la même substance nocive dans l'air d'alimentation, en mg / m 3.

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

a) Mesure de 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: mais- coefficient d'infiltration (pour les magasins caméraux a \u003d 1pour garages a \u003d 2);

b - concentration de substances nocives dans l'air (mg / m 3 en 1 heure);

W  (m 3) - capacité cubique 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 même salle de travail

  mg / h

où b n  - la quantité de matière contenant une substance nocive consommée par tous ceux qui travaillent dans cette pièce, mg.

c) Compte tenu de la libération de dioxyde de carbone (CO 2) dans le processus de respiration humaine à raison de 22,6 litres par 1 heure. Alors

B \u003d 22,6n  l / h

où: n  - le nombre d'employés dans la salle.

2. CONDITIONS D'OBTENTION DE LA QUALITÉ D'ÉCHANGE D'AIR REQUISE PAR AÉRATION NATURELLE

Débit d'air Qpénétrer dans la pièce en raison de la pression différentielle est déterminé par la formule:

M 3 / s, (3)

où: α = 0,6

- coefficient tenant compte du flux d'air à travers le tableau arrière appliqué aux bâtiments industriels et urbains;

S  (m 2) - la surface transversale totale à travers laquelle l'air pénètre dans la pièce; u 1   (m / s) - vitesse du vent du côté au vent du bâtiment;

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

;

u 2   (m / s) - vitesse du vent sous le vent, pour des conditions moyennes

mais 2   - le coefficient aérodynamique correspondant,

;

Pour assurer un taux de change d'air donné N  les conditions suivantes sont requises:

V = 3600 Q (4),

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

Selon (1), (3), la condition (4) peut être réécrite sous la forme:

,

, m 2 (5)

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

Pour éviter les courants d'air, ainsi que pendant la saison froide, l'aération de la pièce est réalisée par des traverses à ouverture périodique. Dans ce cas, le taux d'échange d'air indique combien de fois en 1 heure il est nécessaire de ventiler la pièce. Temps de diffusion t  peut être déterminé à partir de la condition:

(6)

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

3. EXEMPLES DE CALCUL DE L'ÉCHANGE D'AIR

Tâche 1

Déterminer le taux d'échange d'air de la salle de production avec une hauteur h  \u003d 3,5 mdans lequel 20 personnes travaillent, pour chaque personne il y a 4,5 m2 de surface. La pollution de l'air se produit en raison du dioxyde de carbone exhalé. Il n'y a pas de ventilation forcée.

Quantité de substance nocive Dansentrant dans la salle à 1 heure, est donnée par la formule:

B = 22,6∙ n (l / h)

La concentration maximale autorisée de CO 2 est de 0,1% ou ρ Dans = 1 l / m 3. Dans l'air atmosphérique, le dioxyde de carbone contient 0,035%, soit ρ à propos  \u003d 0,35 l / m 3. Ensuite, le volume d'air pur Vnécessaire pour n  une personne, selon la formule (2), sera:

  m 3 / h

La multiplicité des échanges d'air est déterminée par la formule (1):

une fois toutes les 1 heure

Pour l'installation de production en question n  \u003d 20 personnes, volume.

Selon la formule (7):

N =

toutes les 1 heure.

Par conséquent, si 3 fois en 1 heure pour remplacer l'air ambiant pollué par de l'air propre, la concentration de dioxyde de carbone dans la pièce sera inférieure au maximum autorisé.

La réponse est: N = 3.

Tâche 2

Déterminer la surface en coupe Sà travers lequel de l'air propre pénètre dans la pièce pour assurer l'échange d'air N \u003d 3 volume intérieur

.

Les vitesses du vent des côtés au vent et sous le vent et les coefficients correspondants sont donnés: u 1 \u003d 5 m / s; mais  1 \u003d 0,8; u 2 \u003d 2,5 m / s; mais  2 \u003d 0,3; α \u003d 0,7.

Nous utilisons la formule (5):

Par conséquent, l'aération de la salle de travail peut être effectuée à l'aide d'une fenêtre ouverte tout au long de la journée de travail, avec une zone S\u003d 50 cm * 20 cm

La réponse est: S  \u003d 0,1 m 2

Tâche 3.

Déterminer le temps d'aération de la pièce avec le volume

nécessaire pour remplacer complètement l'air pollué par de l'air pur, compte tenu de la zone du tableau arrière ouverte connue: S 1   \u003d 1 m 2; u 1 \u003d 5 m / s; mais  1 \u003d 0,8; u 2 \u003d 2,5 m / s;

mais  2 \u003d 0,3; α \u003d 0,7.

Nous utilisons la formule (6):

Par conséquent, deux minutes suffisent pour aérer complètement une pièce d'un volume donné.

La réponse est: t  \u003d 106 s.

L'aération d'une pièce d'un volume de 315 m 3, où travaillent 20 personnes, peut être réalisée à l'aide d'un vantail de fenêtre constamment ouvert, d'une superficie de 0,1 m 2. Il est également possible de ventiler périodiquement, toutes les 20 minutes, les locaux en ouvrant le tableau arrière pendant 2 minutes d'une superficie de 1 m 2.

4. TÂCHES DE CONTRÔLE POUR LES ÉTUDIANTS

Volume intérieur W,   fonctionne n  la personne. 1% de la salle est occupée par du mobilier et des équipements de production. Déterminez l'échange d'air dans la pièce à la suite de l'aération naturelle, en considérant le dioxyde de carbone comme un polluant atmosphérique généré par la respiration humaine.

Déterminer la zone S tableau arrière ouvert tout au long de la journée de travail, offrant cette multiplicité d'échange d'air N.

Déterminer l'heure t   ventilation lors de l'ouverture périodique N toutes les 1 heures traverses, zone S 1 (S 1 \u003e S).

Les données source du devoir sont émises par l'enseignant.

LIGNES DIRECTRICES

effectuer des calculs de protection du travail

dans les projets de fin d'études

N. Novgorod

1. Calcul des échanges d'air dans la salle de production .............................. 3

2. Calcul de l'échange d'air dans les ateliers de soudure ........................................... ......... 5

3. Calcul des locaux ventilation d'échappement......................................................... 15

4. Le calcul de l'éclairage artificiel ............................................. ................... 18

5. Calcul de la lumière naturelle ............................................. ..................... 32

6. Détermination du niveau de bruit dans les locaux industriels ................... 39

7. Calcul de l'isolement des vibrations .............................................. .................................... 46

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

9. Le calcul de la mise à la terre .............................................. ............................................ 57

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

11. Références .............................................. .................................................. ... 62

Calcul de l'échange d'air dans la salle de production.

Le calcul de la quantité d'air nécessaire à la ventilation générale est effectué sur la base de l'émission de substances nocives (par exemple, le monoxyde de carbone CO) et de la chaleur apparente excessive dans la salle de production.

Le calcul de l'échange d'air ci-dessous est effectué conformément au SNiP 2.04.05-91 «Chauffage, ventilation et climatisation. Normes de conception »pour la saison chaude, comme mode de fonctionnement le plus difficile d'un système de ventilation mécanique.

1.1.Calcul des échanges d'air à partir des conditions d'attribution des substances nocives:

,

où L dans- la quantité d'air soufflé ou évacué, selon le schéma adopté de ventilation mécanique, m 3 / c,

G VR  - la quantité de substances nocives émises dans la salle 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 sanitaires et hygiéniques générales pour l'air zone de travail”.

q P- concentration de substances nocives dans l'air extérieur fourni à la pièce, mg / m 3:

Avec le rejet simultané de plusieurs substances nocives dans l'air de la zone de travail, le calcul est effectué pour cette substance nocive, qui nécessite le plus grand apport d'air pur.

Ainsi, par exemple, dans les ateliers thermiques lors des travaux des unités de trempe. Travaillant au gaz naturel, l'air de la zone de travail est pollué par le monoxyde de carbone (CO). La quantité de monoxyde de carbone pénétrant dans l'air de la zone de travail est déterminée par la formule:

,

où Dans- la consommation de gaz naturel, kg / h;

b- la quantité de gaz d'échappement générée lors de la combustion 1 kg  carburant kg / kg  (pour fours à gaz 15   kg / kg);

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

La consommation de gaz naturel est déterminée par la formule:

,

où un- consommation spécifique de carburant pour 1 kw  puissance, prise égale à 0,58 kg / kWh;

À r- le coefficient du mode de fonctionnement du four, compte tenu du chauffage et de la régulation par le processus de combustion, est supposé être de 1,2 à 1,5;

N-puissance des fours, kw.

1.2 Calcul de l'échange d'air à partir de la condition de dégagement de chaleur apparente excessive.

Lors de l'attribution de la chaleur apparente excédentaire dans un bâtiment de production, la quantité d'air fourni (évacuation) est déterminée à partir de la condition de compensation de la chaleur excédentaire:

.

Ici Q d- excès de chaleur apparente dans la salle de production, Mar, il existe une différence entre la chaleur apparente entrant dans la pièce et la quantité de chaleur sortant de la pièce est déterminée à partir de la formule:

où q- excès spécifique de chaleur apparente, W / m 3 .

Dans les chambres froides (mécanique, assemblage, etc.), l'excès spécifique de chaleur apparente n'est pas inférieur à q=23  W / m  3. Dans les ateliers chauds (fonderies, forges, laminoirs, thermiques, chaufferies, etc.), l'excès spécifique de chaleur apparente dans le travail d'évaluation est supposé être de 100 à 200   W / m  3 dans des calculs plus précis Q d  déterminé en tenant compte de la chaleur générée par toutes les centrales.

V- volume des installations de production, m 3;

Du au- capacité calorifique massique de l'air d'alimentation prélevé 1000 J / (kg × K);

r dans- densité de l'air d'alimentation prise 1,2 kg / m 3 ;

t bat- la température de l'air évacué de la pièce, déterminée par la formule:

où normes t- la température ambiante normalisée est sélectionnée selon GOST 12.1.005-88, en fonction de la catégorie de la pièce pour la saison chaude;

D t- gradient de température pris pour les locaux hors production égal à 0,5 ville / m, pour des installations de production égales à 1,5 ville / m;

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

t p- température de l'air soufflé. Accepté à 5-8 Avec  0 en dessous de la température normalisée dans la zone de travail.