Ventilation des locaux industriels : règles d'organisation des échanges d'air
Le principal travail effectué par la ventilation des locaux industriels est l'évacuation de l'air vicié et l'injection d'air frais.Avec son aide, les entreprises créent un environnement aérien confortable dans les ateliers et les bureaux qui répond aux exigences réglementaires.
Il est difficile de surestimer le rôle d’un système de ventilation efficace. Après tout, vous devez convenir que ce n'est que dans des conditions d'air pur, de température et d'humidité normales qu'une augmentation de la productivité du travail peut être obtenue.
Pour comprendre comment organiser un échange d'air suffisant dans un bâtiment, il est nécessaire de comprendre les types et les caractéristiques de fonctionnement des différents systèmes de ventilation.
Nous vous expliquerons le fonctionnement de la ventilation naturelle et mécanique, décrirons les méthodes d'aménagement de la ventilation locale de la zone de travail et expliquerons également les principes de calcul des échanges d'air.
Le contenu de l'article :
Classification des systèmes de ventilation
Tous existants systèmes de ventilation regroupés selon 4 caractéristiques :
- Par le mouvement de l'air la ventilation est dite : naturelle, mécanique ou artificielle, combinée, lorsque les deux options sont présentes en même temps.
- Dans le sens du flux d'air Les systèmes de ventilation sont divisés en soufflage, évacuation ou soufflage et évacuation.
- Par emplacement les systèmes de ventilation sont divisés en 3 groupes : échange général, local, combiné.
- Volontairement Il existe des systèmes de travail et d'urgence.
La base de la conception de la ventilation pour les lieux de travail de production est constituée par les normes prescrites dans le SNiP 41-01-2003. L'échange d'air naturel et mécanique fonctionne selon différents schémas.
Alors que les processus se produisant lors de la ventilation naturelle dépendent de la chaleur et de la pression du vent et échappent pratiquement au contrôle de l'homme, l'échange d'air forcé n'est possible qu'avec sa participation active.
Schéma d'échange d'air naturel
La ventilation des locaux, réalisée dans un premier temps, n'est rien d'autre qu'une simple ventilation. Cela se produit sans intervention humaine et est possible lorsque les clôtures ne sont pas suffisamment étanches et ne laissent pas entrer l'air dans la pièce aussi bien de l'extérieur que de l'intérieur.
La direction est influencée par la pression. Si ses indicateurs sont plus élevés à l'extérieur, un chemin est alors ouvert pour que l'air pur pénètre dans la pièce depuis la rue. Sinon, l’air chaud de la pièce s’échappe. Ces processus se déroulent souvent en parallèle.
La ventilation naturelle active est désorganisée en raison de circonstances aléatoires. On l'observe dans des conditions où la température de l'air à l'extérieur et à l'intérieur du bâtiment diffère fortement.
Ce processus est également facilité par l'apparition de zones individuelles avec des indicateurs de haute et basse pression respectivement sur le côté de la coque, intensément soufflé par le vent, et sur son côté le plus protégé. Dans cette situation, une infiltration est observée - l'air entre dans la pièce par le côté au vent et sort par le côté sous le vent.
Le coefficient de renouvellement d'air, qui caractérise l'intensité du processus, avec la méthode naturelle de ventilation ne dépasse pas 0,5.
Une ventilation non organisée ne peut pas fournir des conditions confortables aux personnes et aux équipements d'exploitation dans la zone de production.Des systèmes spécialement conçus doivent être présents ici.
La ventilation naturelle organisée est réalisée par aération ou à l'aide de déflecteurs. L'alimentation et l'évacuation de l'air de la pièce se font soit par des ouvertures dans les structures enveloppantes, soit par des bouches d'aération. La ventilation des conduits doit avoir un déflecteur.
Ventilation naturelle par aération
Dans les ateliers où la technologie permet de générer de la chaleur en grande quantité, l'aération implique un échange d'air réalisé à travers les lucarnes et les ouvertures de fenêtres sous l'influence de la température et de la pression du vent. Dans les chambres froides, l’assimilation de l’air se produit uniquement sous la pression du vent.
Lors de l'installation de l'aération, il est nécessaire de prendre en compte la rose des vents, sinon des émissions nocives provenant des canalisations des entreprises voisines pourraient pénétrer dans les locaux de production. Rien ne doit gêner la sortie des vapeurs et des gaz nocifs par les lucarnes.
Les meilleures conditions de ventilation sont créées par l'emplacement du bâtiment du côté au vent par rapport à la production dangereuse. L'ouverture et la fermeture des traverses doivent être automatisées afin de pouvoir être contrôlées par le bas.
Leurs différents emplacements permettent de réguler l’apport d’air frais. L'aération est une option plus adaptée aux ateliers de grand volume dans lesquels il n'est pas possible d'utiliser une ventilation mécanique en raison de son coût élevé.
La hauteur d'arrivée d'air recommandée dans la pièce avec ce type de ventilation est d'un minimum de 0,3 et d'un maximum de 1,8 m en période chaude et d'un minimum de 4 m en saison froide. La meilleure option est des fenêtres spécialement conçues sur 3 niveaux. Lorsqu’il fait chaud, l’air frais passe par les traverses situées en dessous et l’air sale sort par le haut.
La rangée centrale d'aérations assure la circulation de l'air à des températures inférieures à zéro. Pendant que la masse d’air atteint le niveau du sol, elle a le temps de se réchauffer.
Dans les bâtiments de production de petits volumes, canaux ou canalisations destinés à l'évacuation installer des déflecteurs. Avec leur aide, l'air évacué est évacué des ateliers où se trouve une hotte aspirante générale.
Ils sont également utilisés pour éliminer les gaz chauffés des fours, des presses et des forges. Lors de leur installation, ils partent de la trajectoire du flux d'air dominant.
Ventilation artificielle ou mécanique
Plus avancé que la ventilation naturelle, ce type de ventilation nécessite des investissements financiers et opérationnels importants. Un tel système peut contenir des dispositifs qui non seulement purifient, mais également ionisent, humidifient et réchauffent l'air.
La ventilation mécanique peut être soit à soufflage, soit à évacuation, ou combinée, c'est-à-dire soufflage et évacuation.
Ses avantages sont évidents :
- assurer une entrée d’air propre et son traitement - chauffage, séchage, humidification ;
- mouvement des masses d'air sur des distances considérables ;
- distribution d'air pur directement sur le lieu de travail ;
- élimination de l'air sale et son nettoyage ;
- indépendance au travail — l'efficacité du système ne dépend pas des conditions environnementales.
Fondamentalement, les systèmes d'échappement et d'alimentation fonctionnent ensemble, mais il est parfois recommandé de n'utiliser qu'un seul de ces deux types.
Tâche ventilation d'alimentation - assurer un apport d’air dans la zone de travail ayant un effet bénéfique sur la santé des personnes.
Il est utilisé lorsque les processus de production s'accompagnent d'importantes émissions de chaleur contenant une petite quantité de substances nocives. L'air pur circulant dans les conduits d'air est distribué vers les lieux de travail grâce à l'utilisation de buses de distribution.
Les systèmes qui éliminent l’air contenant divers polluants d’une pièce sont appelés systèmes d’échappement. Ce type de renouvellement d'air est utilisé dans les locaux industriels où il n'y a pas d'émissions nocives et où la valeur minimale d'un paramètre tel que le taux de renouvellement d'air ne peut être exclue.
Il peut s'agir de locaux de stockage, auxiliaires et domestiques. La circulation de l'air est assurée par infiltration. Ils s'acquittent bien de la tâche consistant à éliminer efficacement l'air contaminé et à le nettoyer systèmes d'aspiration.
S'il y a un besoin d'échange d'air actif et fiable, utilisez ventilation d'alimentation et d'extraction. Afin de protéger en quelque sorte les locaux légèrement pollués des ateliers voisins présentant un niveau de pollution accru, une légère pression est créée dans le système.
Au stade de la conception de la création d'un système de ventilation d'alimentation et d'extraction, le débit d'air est calculé à l'aide de la formule :
Lots = 3600FWo, Où
F — superficie totale des ouvertures en m², Wo - la valeur moyenne de la vitesse à laquelle l'air est aspiré. Ce paramètre dépend de la toxicité des émissions et du type d'opérations réalisées.
Les dispositifs de réception d'échappement peuvent être à différentes hauteurs. L'essentiel est que les flux d'air pollués ne modifient pas leur trajectoire naturelle. Les émissions qui ont une densité plus élevée que l'air sont toujours situées dans la zone inférieure, c'est pourquoi des dispositifs pour leur aspiration doivent également y être placés.
En période automne-hiver, l'air fourni à la pièce doit être chauffé. Pour réduire les coûts, utilisez recyclage, qui consiste à chauffer une partie de l'air purifié et à le renvoyer dans la pièce.
Pour Fonctionnement PVU avec récupération 2 règles doivent être respectées :
- Au moins 10 % de l'air frais est fourni de l'extérieur et dans l'air repris, la teneur en impuretés contaminées ne dépasse pas 30 % de la capacité maximale autorisée.
- Il est interdit d'utiliser la recirculation dans les productions où la masse d'air contient des poussières explosives, des micro-organismes pouvant provoquer diverses maladies, des émissions appartenant aux classes de danger 1 à 3.
Le choix du type de ventilation sur place dépend du poids des émissions, de leur concentration et de la température. La ventilation généralisée permet d'évacuer tout le volume d'air sale, quelle que soit sa provenance.
La plus répandue est l'option canal. Ici, pour déplacer l'air à travers des conduits d'air spéciaux, une unité d'éjection ou allumer le ventilateur - axial ou type centrifuge.
S’il n’y a pas de conduits d’air, le système est dit sans conduit. Dans ce cas, l'équipement de ventilation est monté directement dans le mur ou le plafond. La condition principale est la présence d'une ventilation naturelle.
La possibilité d'émissions présentant un degré élevé de risque d'explosion apparaissant dans la pièce ne permet pas l'installation d'équipements de ventilation sur les conduits d'air, c'est pourquoi dans ces cas, des éjecteurs sont utilisés.
Un système de ventilation artificielle à air pulsé à échange général est souvent relié au chauffage central. À l’extérieur du bâtiment, des prises d’air sont installées pour apporter de l’air frais.
Les puits sont situés au-dessus du toit et au-dessus du sol. L'essentiel est qu'il n'y ait pas d'industries produisant des émissions nocives à proximité des récepteurs.
Les ouvertures d'entrée d'air elles-mêmes doivent être à au moins 2 m du sol, et si la production est située dans une zone verte, la distance minimale autorisée entre le niveau du sol et le point bas de l'ouverture doit être de 1 m.
Le principe de fonctionnement de la ventilation générale à soufflage à échange général est simple :
- le ventilateur aspire les masses d'air à travers le radiateur ;
- l'air est chauffé et humidifié ;
- les flux d'air pénètrent dans le bâtiment par des conduits de ventilation spéciaux.
Le volume d'air entrant est coordonné par des vannes ou des registres conçus à cet effet.
La ventilation artificielle générale d'alimentation et d'extraction peut être ouverte ou fermée. Dans le premier cas, il s'agit de 2 systèmes indépendants, dont l'un pompe de l'air, et le second, en parallèle, évacue les déchets préalablement neutralisés.
Ces systèmes conviennent aux ateliers où des substances des classes de danger 1 à 2 sont libérées et où la production elle-même appartient aux catégories A, B, C.
En plus de la ventilation fonctionnelle dans les locaux industriels potentiellement dangereux, il doit également exister une version d'urgence. Ils en font surtout un épuisement. Pour les locaux appartenant aux catégories A, B, E, le système est équipé d'un entraînement mécanique.
Tous les éléments du système doivent être conformes aux exigences du PUE. Dans les ateliers des catégories B, D, D, la présence d'une ventilation naturelle est acceptable si la productivité est assurée dans les conditions météorologiques les plus défavorables.
Les grilles et les tuyaux du système de ventilation d'urgence sont situés dans les zones à plus forte concentration de substances dangereuses.
Il n'est pas nécessaire d'installer des parapluies sur les tuyaux et les gaines de ventilation d'urgence. Les trous eux-mêmes ne doivent pas être placés là où des personnes sont constamment présentes. Cela aggravera le microclimat local.
La ventilation de secours d'alimentation est installée dans les ateliers où, en cas d'urgence, des vapeurs ou des gaz plus légers que l'air seront libérés. Le passage à la ventilation d'urgence devrait se produire automatiquement dès que le système normal tombe en panne.
Ventilation locale des locaux
L'évacuation locale élimine l'air évacué dans les endroits où il est pollué. L'ensemble de hottes industrielles comprend des ventilateurs d'extraction, des canalisations et des grilles de ventilation.
La ventilation locale, conçue pour éliminer les substances appartenant aux classes de danger 1 et 2 de l'équipement, est conçue de telle sorte que lorsque le système de ventilation est éteint, le démarrage de l'équipement devient impossible.
Dans certains cas, des ventilateurs de secours sont fournis et les systèmes d'extraction locaux sont équipés d'automatisation. Une telle ventilation est divisée en 2 types - soufflage et évacuation. La ventilation par soufflage est réalisée sous forme de rideaux thermiques et de douches à air.
Rideaux thermiques de l'air
Les ouvertures qui restent ouvertes longtemps (plus de 40 m par équipe) ou ouvertes assez souvent (plus de 5 fois) contribuent à l'hypothermie des personnes présentes dans la pièce. L’exploitation d’usines de séchage émettant de la pollution entraîne également des conséquences négatives.
Dans ces cas-là, des rideaux d’air sont installés. Ils agissent comme une barrière contre l’air froid ou très surchauffé.
Les écrans aérothermiques et aérothermiques sont conçus pour qu'en cas de froid, lors de l'ouverture des ouvertures, la température dans les ateliers ne descende pas en dessous du repère :
- 14°C - en effectuant un travail ne nécessitant pas beaucoup d'effort physique ;
- 12°С - lorsque le travail est qualifié de modéré ;
- 8°C - lors de travaux lourds.
Si les lieux de travail sont situés à proximité de portails et d'ouvertures technologiques, des écrans ou des cloisons sont installés. Le rideau aérothermique près des portes donnant sur l'extérieur doit être constitué d'air avec une température maximale de 50°C et au niveau de la porte - pas plus de 70°C.
Échappement local par aspiration spéciale
Le système d'échappement local, utilisant une aspiration spéciale, capte d'abord puis élimine les impuretés nocives sous forme de gaz, de fumée et de poussière.
Il s'agit d'une sorte de douche à air dont la tâche est de pomper de l'air frais dans un endroit fixe et d'abaisser la température dans la zone d'entrée. Il est utilisé dans la production, où les travailleurs sont exposés à des températures élevées et à une énergie radiante d'une intensité supérieure à 300 kcal/m² par heure, émise par les fours de chauffage et de fusion.
Il existe de telles installations à la fois fixes et mobiles. Ils doivent fournir une vitesse de soufflage de 1 à 3,5 m/s.
Il existe également une oasis d'air, qui est le même dispositif inclus dans le système de ventilation locale. Il crée un microclimat avec des paramètres spécifiés dans une certaine partie de la salle de production.
L'air purifié fourni à une zone d'exclusion donnée est généralement soumis à un traitement spécial de chaleur et d'humidité.
Si le dispositif d'aspiration locale est amené directement sur le lieu de rejet des substances polluantes du local, il sera possible d'évacuer de l'air contenant un pourcentage plus élevé qu'avec une ventilation à échange général. La ventilation locale peut réduire considérablement les échanges d'air.
Calcul de l'échange d'air
Si aucune substance nocive n'est libérée à la suite des activités de production, la quantité d'air nécessaire à la ventilation est calculée à l'aide de la formule :
L = N x Lн, Où
N est le nombre de personnes habituellement présentes dans la salle, Lн — le volume d'air nécessaire pour 1 personne, mesuré en mᶾ/h. Selon la norme, cela varie de 20 à 60 mᶾ/h.
A l'aide d'un paramètre tel que le taux de renouvellement d'air, le calcul est effectué selon la formule :
L = nxSxH, Où
n — taux de renouvellement d'air dans le local (pour locaux de production n=2), S - superficie de la pièce en m², et H — sa hauteur en m.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Voici tout sur les subtilités des différents systèmes de ventilation :
Détails de l'installation du système :
Quel que soit le système de ventilation choisi, il doit avoir deux propriétés principales : une conception compétente et une fonctionnalité. Ce n’est que si ces conditions sont remplies qu’un microclimat optimal pour la santé sera maintenu dans la production.
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Concernant la ventilation d'urgence installée dans les locaux de classe B, D, D. Comme le conseille l'auteur, la ventilation naturelle est acceptable.Cependant, dans ce cas, le principal problème de la ventilation d'urgence sera la contamination constante des ventilateurs, des grilles, ainsi que de certains éléments électriques du circuit de ventilation. Parallèlement, les informations présentées ici parlent de la nécessité de respecter les « Règles d'exploitation des installations électriques » (PUE), qui interdisent directement les risques de toute pénétration d'eau et de précipitations sur les câblages électriques. Cela signifie qu'il faut mentionner dans ce cas une isolation supplémentaire des circuits électriques.
Toute ventilation est sale, Vasily. Il existe un planning PPR qui inclut le nettoyage. Les classes de câblage électrique et d’entraînement électrique sont définies lors de la conception. Si nécessaire, les concepteurs installent un câblage de tuyaux scellés et un entraînement électrique similaire. L'auteur a répertorié tous les facteurs, rappelé le PUE et n'a rien manqué. Relisez à nouveau le texte de la capture d'écran (jointe au commentaire).
On constate souvent que la ventilation aspirante des locaux industriels ne fonctionne pas efficacement. De nombreuses erreurs et erreurs de calcul sont commises même au stade de l'installation : les dépoussiéreurs, par exemple, sont installés au mauvais endroit, le diamètre des tuyaux et la longueur totale du canal du tuyau de ventilation sont mal calculés. La traction est insuffisante là où elle est nécessaire et excessive là où elle n'est pas nécessaire.
L'installation de ventilation, Nikolay, est réalisée conformément au projet. Le client est tenu de superviser le travail de l'entrepreneur. Si ses services d'ingénierie ne sont pas suffisamment qualifiés, des experts sont invités. La longueur totale des conduits de ventilation est déterminée par la conception et non calculée.Une fois les travaux d'installation terminés, des tests sont effectués - les défauts de conception sont éliminés par les concepteurs, puis les installateurs effectuent des ajustements.