CC BY
44References
[1] Galkin D.N., Malyj YU.A. Otlichitel'nye osobennosti passazhirskogo kruiznogo tep-lohoda novogo proekta // Rechnoj transport (XXI vek), № 2, 2015, S. 32-33.
[2] Pavlenko V.G. Gruzovye transportnye sredstva dlya malyh rek / Pavlenko V.G., Sahnovskij B.M., Vrublevskaya L.N. - L.: Sudostroenie, 1985. - 288 s.
[3] Galkin D.N., Ital'yancev S.A., Malyj YU.A. Opyt ehkspluatacii i sovershenstvovaniya konstrukcii kolesnogo sudna «Sura» // Rechnoj transport (XXI vek), № 3, 2014, S. 47-50.
[4] CHuplygin G.N., Klement'ev A.N., Tihonov V.I. Osobennosti ehkspluatacii sudov, osnashchennyh kolesnym dvizhitel'no-rulevym kompleksom // Rechnoj transport (XXI vek), № 4, 2017, S. 15-19.
[5] Rukovodstvo po raschetu i proektirovaniyu grebnyh vintov sudov vnutrennego plava-niya. Pod red. A.M. Basina i E.I. Stepanyuka. - L.: Transport, 1977. - 272 s.
[6] Galkin D.I., Markin E.P., Sirotkin E.M., Kornev A.B. Podrobnosti podgotovki k proektirovaniyu novogo melkosidyashchego kolesnogo passazhirskogo sudna // Rechnoj trans-port (XXI vek), № 2, 2016, S. 21-19.
[7] Grosheva L.S., Merzlyakov V.I., Perevezencev S.V., Plyushchaev V.I. Kontrol' vektora tyagi kolesnogo dvizhitel'noro kompleksa teplohoda // Vestnik Astrahanskogo gosudar-stvennogo tekhnicheskogo universiteta (AGTU). Seriya «Morskaya tekhnika i tekhnologiya». - № 3, 2011 - s. 10-15.
[8] Grosheva L.S., Merzlyakov V.I., Plyushchaev V.I. Sintez algoritma upravleniya sudna s KDRK // Vestnik AGTU. Seriya «Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika i informatika». - № 2, 2012. - s. 34-39.
[9] Grosheva L.S., Merzlyakov V.I., Perevezencev S.V., Plyushchaev V.I. Razrabotka algorit-ma upravleniya dvizheniem kolesnogo sudna s ispol'zovaniem virtual'nogo rulya // Vest-nik APU. Seriya - «Morskaya tekhnika i tekhnologiya». - № 1, 2013. - s. 17-22.[10] Polyakov I.S. Modelirovanie raskhoda topliva v razlichnyh ehkspluatacionnyh rezhi-mah sudna s kolesnym dvizhitelem // Vestnik VGAVT - № 35, 2013. s. 29-33.
[11] Grosheva L.S.. Plyushchaev V.I., Polyakov I.S., Solov'yov D.S. Issledovanie ustojchivo-sti i kachestva sistemy avtomaticheskogo upravleniya uderzhaniem sudna s KDRK na zadan-noj traektorii pri izmenenii uslovij plavaniya // Vestnik AGTU. Seriya «Morskaya tekh-nika i tekhnologiya». - № 3, 2014. - s. 28-39.
[12] Informacionnyj otdel. CHetyre VRK na sudne // Sudostroenie, 2014, № 3, S.75. Статья поступила в редакцию 11.12.2018 г.
УДК 629.122.
Д.С. Мизгирев, д.т.н., доцент кафедры подъемно-транспортных машин и машиноремонта ФГБОУ ВО «ВГУВТ», e-mail: [email protected] М.А. Борисов, аспирант кафедры подъемно-транспортных машин и машиноремонта ФГБОУ ВО «ВГУВТ», e-mail: [email protected] В.Н. Власов, ст. преподаватель кафедры подъемно-транспортных машин и машиноремонта ФГБОУ ВО «ВГУВТ», e-mail: [email protected] 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
АКТУАЛЬНОСТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА СУДОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ С УЧЕТОМ СОВРЕМЕННЫХ ТРЕБОВАНИЙ НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Ключевые слова: качество воздуха, микроклимат, микроклимат помещений судов,
система вентиляции судов, оптимальные микроклиматические условия, допустимые микроклиматические условия, нормативные документы, ионизация воздуха.
Актуальность требований к системам обеспечения микроклимата судовых помещений с учетом современной нормативной документации. Целью работы является обзор норм, правил и требований касательно микроклимата и качества воздуха в помещениях судов. Существующие на данный момент нормативные документы работают неизменно на протяжении более 15 лет и охватывают не полный спектр оценки. В данной работе произведен обзор и сравнение требований с нормами международных нормативов и стандартов. Выявлены более жесткие требования, которые следует применять при проектировании систем вентиляции и кондиционирования, а также обеспечения микроклимата судовых помещений. Для достижения современных требований к качеству воздуха и максимального эффекта в экономическом и экологическом аспектах необходимо использование современных универсальных методов и приемов.
Введение
Комплекс условий для пребывания на судах экипажа и пассажиров называют обитаемостью. Она в свою очередь, характеризуется несколькими факторами прямого воздействия на физиологию человеческого организма. К ним относятся:
- биологические факторы (обеспечение судна водой и пищей);
- физические факторы (уровень шума, вибрации, качки, излучений и освещенности помещений);
- химические факторы (состав газовоздушной среды в помещениях);
- социальные факторы (режим труда и отдыха, психологический климат, условия размещения).
С точки зрения гигиены, создание комфортного микроклимата в помещениях является одним из наиболее значимых направлений в повышении обитаемости судов, так как воздух является основой человеческой жизни. Этот факт заставляет задуматься также и о химическом составе воздуха, так как с ростом технического прогресса, обостряются экологические проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды и воздуха в том числе.
Основная часть
Для поддержания нормальной и безопасной эксплуатации судна, а также для создания оптимальных условий для присутствия и проживания на нем людей служат судовые системы. В некоторых судовых помещениях наблюдается высокий уровень тепловыделения от установленного в них оборудования. Так как теплоемкость воздуха очень мала, то даже несущественный избыток теплоты, сообщаемый помещению, приводит к быстрому повышению температуры, влажности а также концентрации вредных газов. Система вентиляции (СВ) применяется для удаления избытков теплоты, влаги и вредных газов из помещений путем нагнетания в них свежего воздуха и удаления загрязненного [1]. Так же, с 60-х годов прошлого века на некоторых судах появились первые системы кондиционирования воздуха (СКВ), обеспечивающие благоприятные для обитания человека условия. Под такими системами понимается ряд технологических процессов обработки воздуха, который поддерживает определенные параметры (влажность, температура, давление) газовой среды помещений на благоприятном для человека уровне.
Система вентиляции предназначена для подачи в судовые помещения наружного и удаления из них загрязненного воздуха с целью обеспечения заданных условий вентилирования и ассимиляции тепловыделений (без обработки воздуха), а также, в некоторых случаях создания подпора или разряжения воздуха [2]. Также система вентиляции является одной из обеспечивающих комфортные микроклиматические условия для обитания людей и одним из ключевых звеньев в обеспечении качества воздуха.
При проектировании систем вентиляции и кондиционирования руководствуются действующими стандартами, нормами и правилами, регламентирующими условия для благоприятного обитания людей и оптимальными для работы механизмов:
1. В соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» Правительства Российской Федерации существуют технические регламенты о безопасности объектов морского [3] и внутреннего водного [4] транспорта содержащие обязательные для соблюдения минимальные требования безопасности объектов водного транспорта, направленные на достижение целей, предусмотренных настоящими документами.
2. Согласно СанПиН 2.5.2-703-98. «Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания» [5] в помещениях судов, оборудованных системами вентиляции и отопления, регламентируется температура (4) и скорость движения воздуха (у); так же в помещениях оборудованных системой воздушного отопления в холодный период измеряется относительная влажность воздуха (ф).
В помещениях, оборудованных системой кондиционирования воздуха, измеряются: температура (4), скорость движения (у), относительная влажность воздуха (ф) и температура ограждений - стен, потолка, пола (?р) [5].
3. Требования по проектированию судовых систем вентиляции и кондиционирования, с точки зрения конструктивного исполнения элементов и оборудования, а также их расположения на судне приведены в Правилах Речного [6] и Морского [7] Регистров.
4. При теплотехнических расчетах СВ, СКВ и входящего в них оборудования используют параметры наружного воздуха, воздуха помещений, забортной воды приведенные в ГОСТ 24389-89 «Системы кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления судов» [8].
5. Общие требования, правила и нормы проектирования, методы расчета, типовые схемы и состав оборудования, обеспечивающие решение комплекса вопросов создания и поддержания параметров воздушной среды судовых помещений устанавливает РД5.5584-89 «Системы кондиционирования воздуха и вентиляции судов» [2].
Основными показателями, подвергающимися надзору контролирующих органов при проектировании вентиляции, являются: расчетный воздухообмен, минимальная норма подачи воздуха на 1 человека и расчет на ассимиляцию избыточных тепловыделений. Условия воздухообмена помещений зависят от принадлежности к одной из основных групп, соответствующих целевому назначению: общественные, санитарные, жилые, служебные, медицинского назначения, машинные, пищеблоки.
Комфортные условия среды обитания обуславливаются в удержании физиологических и эмоциональных внешних возбудителей на оптимальном уровне адаптационных возможностей человека. Российскими судовыми нормативными документами не предусмотрено определение качества воздуха. Но если обратиться в свод правил СП 60.13330.2012 СНиП 41-01-2003. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [9] можно найти определение. «Качество воздуха - состав воздуха в помещении, при котором при длительном воздействии на человека обеспечивается оптимальное или допустимое состояние организма человека» [9]. В документе [9] дополнительно сформулированы определения оптимального и допустимого качества воздуха:
- «оптимальное качество воздуха - состав воздуха в помещении, при котором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивается комфортное (оптимальное) состояние организма человека» [9];
- «допустимое качество воздуха - состав воздуха в помещении, при котором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивается допустимое состояние организма человека» [9].
Также пункт 4.2 [9] гласит: «В зданиях следует предусматривать технические решения, обеспечивающие:
а) взрывопожаробезопасность систем внутреннего теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования [9];
б) нормируемые параметры микроклимата и концентрацию вредных веществ в воздухе обслуживаемой зоны помещений жилых, общественных зданий и сооружений и общественных зданий административного назначения согласно СП 44.13330, ГОСТ 30494, СанПиН 2.1.2.2645, СанПиН 2.1.3.2630, СанПиН 2.4.1.1249 и требованиям настоящего свода правил [9];
в) нормируемые параметры микроклимата и концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных, лабораторных и складских помещений в зданиях любого назначения согласно ГОСТ 12.1.005, СанПиН 2.2.4.548 и требованиям настоящего свода правил [9];
г) нормируемые уровни шума и вибраций в здании при работе оборудования и систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования (далее - ото-пительно-вентиляционного оборудования) согласно СП 51.13330 [9].
д) нормируемое качество воздуха [9];
е) нормируемую чистоту воздуха в чистых помещениях [9];
ж) охрану атмосферного воздуха от вентиляционных выбросов вредных веществ [15];
и) ремонтопригодность систем внутреннего теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования» [9].
Таким образом, мы видим, что в нормативных документах, относящихся к судостроению и эксплуатации флота, отсутствуют некоторые немаловажные требования, которые отмечены в тексте выше.
Такие же недочеты можно обнаружить, проанализировав технические регламенты водного транспорта и регламента о безопасности зданий и сооружений и свести нормируемые параметры в таблицу 1 [3,4,10].
Таблица 1
Сравнение технических регламентов внутреннего водного транспорта, морского транспорта и регламента зданий и сооружений касательно систем вентиляции
Технический регламент о безопасности
Объектов внутреннего водного транспорта Объектов морского транспорта Зданий и сооружений
П 174. Должна быть предусмотрена искусственная вентиляция жилых, служебных, санитарно-гигиенических, машинных, аккумуляторных, грузовых помещений, помещений грузовых насосов, коффердамов, камбузов и помещений пищеблоков, отделений холодильных машин, туннелей валопроводов, отвечающая требованиям настоящего технического регламента и международных договоров Российской Федерации. Вентиляция машинных помещений должна обеспечивать приток воздуха, необходимого для обслуживания и работы объектов энергетической П 143. К вентиляции, водоснабжению и отоплению предъявляются следующие требования: а) должна быть предусмотрена искусственная вентиляция жилых, служебных, санитарно-гигиенических, машинных, аккумуляторных, грузовых насосных помещений, камбузов и помещений пищеблоков, отделений холодильных машин и туннелей валопро-водов. Вентиляция машинных помещений должна обеспечивать приток воздуха, необходимого для обслуживания и работы объектов энергетической установки при спецификацион-ных условиях эксплуатации Статья 10. Требования безопасных для здоровья человека условий проживания и пребывания в зданиях и сооружениях П.2. Здание или сооружение должно быть спроектировано и построено таким образом, чтобы в процессе эксплуатации здания или сооружения обеспечивались безопасные условия для проживания и пребывания человека в зданиях и сооружениях по следующим показателям: 1) качество воздуха в производственных, жилых и иных помещениях зданий и сооружений и в рабочих зонах производственных зданий и сооружений; 6) микроклимат помещений; 10) уровень ионизирующего излучения в помещениях жилых и общественных зданий и в рабочих
Технический регламент о безопасности
Объектов внутреннего водного транспорта
Объектов морского транспорта
Зданий и сооружений
установки при предусмотренных проектом характеристиках воздухопотребле-ния объектов энергетической установки и условиях эксплуатации судна. Должно обеспечиваться удаление воздуха из нижних зон помещений, а также из мест под настилом, где возможно скопление газов тяжелее воздуха. П 175. Помещение аварийного дизель-генератора должно быть оборудовано устройством, обеспечивающим достаточный приток воздуха для работы дизель-генератора с полной нагрузкой во всех условиях эксплуатации при закрытых дверях и люках. П. 176. Закрытые помещения и грузовые трюмы, предназначенные для перевозки автотранспорта и другой подвижной техники с топливом в баках, должны оборудоваться независимой искусственной вытяжной вентиляцией, обеспечивающей не менее:
а) 10-кратного обмена воздуха в час на паромах и пассажирских судах, перевозящих более 36 пассажиров;
б) 6-кратного обмена воздуха на иных судах.
П. 177 Приемные отверстия системы вентиляции должны располагаться на высоте не менее 2,4 метра над уровнем палубы и на расстоянии не менее 5 метров от отверстий танков и 10 метров от отверстий предохранительных клапанов. П. 178 Конструкция вентиляторов в максимальной степени должна исключать возможность искрообразо-вания [3].
судна. Необходимо обеспечить удаление воздуха из нижних зон помещений, а также мест под настилом, где возможно скопление газов тяжелее воздуха;
б) помещение аварийного дизель-генератора должно быть оборудовано устройством, обеспечивающим приток воздуха для работы дизель-генератора с полной нагрузкой во всех условиях эксплуатации при закрытых дверях (люках);
в) закрытые помещения и грузовые трюмы, предназначенные для перевозки автотранспорта и другой подвижной техники с топливом в баках, должны оборудоваться независимой искусственной вытяжной вентиляцией, обеспечивающей не менее 10-кратный обмен воздуха в час на пароме и пассажирском судне, перевозящем более 36 пассажиров, и 6-кратный обмен воздуха на ином судне;
г) конструкция вентиляторов в максимальной степени должна исключать возможность искрообразования;
д) при проектировании и изготовлении систем водоснабжения, отопления и вентиляции должна быть разработана система мер, обеспечивающих безопасность экипажей судов и пассажиров в случае возникновения неблагоприятных аварийных ситуаций (пожар, взрыв, утечка токсических
соединений, поступление в окружающую среду опасных и вредных факторов биологической, химической или физической природы); П. 139 б. при нормальных условиях эксплуатации судна вентиляция машинных помещений должна быть
зонах производственных зданий и сооружений, а также на прилегающих территориях. Статья 20. Требования к обеспечению качества воздуха
1. В проектной документации зданий и сооружений должно быть предусмотрено оборудование зданий и сооружений системой вентиляции. В проектной документации зданий и сооружений может быть предусмотрено оборудование помещений системой кондиционирования воздуха. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать подачу в помещения воздуха с содержанием вредных веществ, не превышающим предельно допустимых концентраций для таких помещений или для рабочей зоны производственных помещений.
2. В проектной документации здания и сооружения с помещениями с пребыванием людей должны быть предусмотрены меры по:
1) ограничению проникновения в помещения пыли, влаги, вредных и неприятно пахнущих веществ из атмосферного воздуха;
2) обеспечению воздухообмена, достаточного для своевременного удаления вредных веществ из воздуха и поддержания химического состава воздуха в пропорциях, благоприятных для жизнедеятельности человека;
3) предотвращению проникновения в помещения с постоянным пребыванием людей вредных и неприятно пахнущих веществ из трубопроводов систем и устройств канализации, отопления, вентиляции, кондиционирования, из воздуховодов и технологических трубопроводов, а также выхлопных газов из встроенных автомобильных стоянок;
4) предотвращению проникновения почвенных газов (радона, метана) в помещения, если в процессе инженерных изысканий обнаружено их наличие на терри-
Технический регламент о безопасности
Объектов внутреннего водного транспорта Объектов морского транспорта Зданий и сооружений
достаточной для предотвращения скопления паров нефтепродуктов [4]. тории, на которой будут осуществляться строительство и эксплуатация здания или сооружения [10].
Проанализировав документы [3,4,10] можно сделать общие выводы касательно систем вентиляции:
- в помещениях в принципе должна присутствовать система вентиляции;
- при проектировании систем вентиляции машинных помещений должен быть предусмотрен приток свежего воздуха, необходимого для нормальной эксплуатации и обслуживания энергетической установки при расчетных показателях потребления воздуха, а также следует избегать появления застойных зон, и предусмотреть удаление воздуха из нижних зон помещений, в том числе из мест под настилом.
- предусмотрены типовые конструктивные решения для расположения приемных и вытяжных отверстий вентиляционных каналов.
Однако есть существенный недочет в регламентах [3,4] касательно качества воздуха: не учитываются требования по поддержанию оптимального и допустимого микроклимата для здоровья человека. Нахождение на судне людей столь же естественно, как и в зданиях. Следовательно, регламенты [3,4] должны включать в себя объем требований к микроклимату помещений и качеству воздуха не менее указанного в техническом регламенте по безопасности зданий и сооружений [10].
Нормы микроклимата для судовых помещений регламентируются СанПиНом 2.5.2-703-98 [5], помещения, в свою очередь, разделены по группам согласно их назначению. Так как на судах присутствуют жилые, служебные и производственные помещения, целесообразно проводить сравнение сразу с несколькими стандартами с соответствующими зонами ответственности: ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные» [11] и ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [12]. Сравнение норм приведено в таблице 2.
Таблица 2
Сравнение норм микроклимата судовых помещений с нормами в жилых и общественных зданиях и воздуху рабочей зоны
Наименование помещения СанПиН 2.5.2-703-98 ГОСТ 30494-2011
Температура воздуха, °С Скорость движения воздуха, м/с Относительная влажность, % Температура воздуха, °С Результирующая температура, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с
Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная, не более Допустимая, не более
Жилая комната, общественные, медицинские 21-22 0,15-0,25 40-60 20-22 18-24 19-20 17-23 45-30 60 0,15 0,2
Санитарно-бытовые: прачечные, гладильные не ниже 16 0,15-0,5 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется
Санитарно-
Наименование помещения СанПиН 2.5.2-703-98 ГОСТ 30494-2011
Температура воздуха, °С Скорость движения воздуха, м/с Относительная влажность, % Температура воздуха, °С Результирующая температура, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с
Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная, не более Допустимая, не более
гигиенические:
- туалеты то же Не нормируется Не нормируется 19-21 18-26 18-20 17-25- Не нормируется Не нормируется 0,15 0,2
- умывальные, санблоки с душем 20 Не нормируется Не нормируется 24-26 18-26 23-27 17-26 Не нормируется Не нормируется 0,15 0,2
Ванная, совмещенный санузел
- душевые, раздевальные 25 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется
- камбузы, помещения кипятильников, посудомоечные не ниже 16 до 0,5 Не нормируется 19-21 18-26 18-20 17-25 Не нормируется Не нормируется 0,15 0,2
Кухня***
Служебные: ходовые, штурманские, радиорубки 19-20 0,15-0,25 40-60 1921* 1823* 1820* 17-22* 45-30* 60* 0,2* 0,3*
Машинные: ГОСТ 12.1.005-88**
- на рабочих площадках в машинных и котельных отделениях с постоянной вахтой при отсутствии ЦПУ не ниже 12 при неработающих механизмах 0,3-0,5 в рабочей зоне Не нормируется 18-20 23-17 40-60 75 Не нормируется Не нормируется 0,2 0,3
- на рабочих площадках в машинных и котельных отделениях без постоянной вахты и других помещениях с тепловыделениями не ниже 12 при неработающих механизмах 0,3-0,5 в рабочей зоне Не нормируется 1820 24-15 40-60 75 Не нормируется Не нормируется 0,2 0,3
Наименование СанПиН 2.5.2-703-98 ГОСТ 30494-2011
помещения 1 а им Относительная влажность, % Температура воздуха, °С Результирующая температура, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с
Темпера воздуха Скорость дв воздуха, Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая Оптимальная, не более Допустимая, не более
- в ЦПУ 19-21 до 0,3 в рабочей зоне 40-60 1921* 1823* 1820* 17-22* 45-30* 60* 0,2* 0,3*
- в машинных помещениях без тепловыделений, в мастерских 15-17 то же Не нормируется 18-20 23-17 40-60 75 Не нормируется Не нормируется 0,2 0,3
* - Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне общественных и административных зданий [11], категория помещения 2.
- Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне производственных помещений категории работ 11а (относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением изделий до 1кг) или в положении стоя или сидя при небольшом физического напряжения) по ГОСТ 12.1.005-88 [12].
- наименования помещений по ГОСТ 30494-2011 [11]
Для дальнейшего анализа норм микроклимата сравним нормы воздухообмена по СанПиН 2.5.2-703-98 [5] и СНиП 31-01-2003 [13] в таблице 3.
Таблица 3
Сводная таблица параметров воздухообмена помещений СанПиН 2.5.2-703-98 и СНиП 31-01-2003
Помещения СанПиН 2.5.2-703-98 СНиП 31-01-2003
Расчетное количество приточного воздуха (расчетный воздухообмен) в теплый период, куб. м/ч, обм./ч Минимальная норма подачи воздуха на 1 человека, куб. м/ч Расчетное количество вытяжного воздуха, куб. м/ч, обм./ч Примечание Кратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее
в нерабочем режиме в режиме обслуживания
Жилые (каюты) по расчету на ассимиляцию избыточных тепловыделений 33 по балансу с притоком 0,2 1,0
Общественные: автономная система
пассажирские салоны, столо-вые-каютком-пании, рестораны и т.п. то же 20 то же 0,2 1,0
Санитарно-бытовые: автономная
Помещения СанПиН 2.5.2-703-98 СНиП 31-01-2003
Расчетное количество приточного воздуха (расчетный воздухообмен) в теплый период, куб. м/ч, обм./ч Минимальная норма подачи воздуха на 1 человека, куб. м/ч Расчетное количество вытяжного воздуха, куб. м/ч, обм./ч Примечание Кратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее
в нерабочем режиме в режиме обслуживания
система
- прачечные то же 33 на 5 обм./ч больше притока 0,5 90 м3
- гладильные 5 обм./ч 33 7 обм./ч 0,5 90 м3
- сушильные 30 обм./ч Не нормируется 35 обм./ч 0,5 90 м3
- кладовые белья 5 обм./ч Не нормируется 7 обм./ч 0,2 0,2
- помещения спецодежды 6 обм./ч Не нормируется 8 обм./ч 0,5 90 м3
Санитарно- гигиенические помещения: вытяжная автономная система
- туалеты, санузлы, санблоки Не нормируется Не нормируется 50 куб. м/ч на 1 унитаз и 25 куб. м/ч на пис суар 0,5 25 м3
- умывальные, душевые, раздевальные Не нормируется 33 10 обм./ч 0,5 25 м3
Медицинского назначения: автономная система
- амбулатория по расчету на ассимиляцию избыточных тепловыделений 33 по балансу с притоком Не нормируется Не нормируется
- изолятор, медицинская каюта То же 50 по балансу с притоком Не нормируется Не нормируется
Пищеблок: автономная система
- камбузы, посудомоечные по расчету на ассимиляцию избыточных тепловыделений 50 на 5 обм./ч больше притока 0,5 60 м3
- заготовочные 6 обм./ч 33 8 обм./ч 0,5 60 м3
продовольственные кладовые:
- мяса, рыбы 2-4 обм./сут. Не нормируется по балансу с притоком Не нормируется Не нормируется
- молочных про- 1-2 обм./сут. Не норми- То же Не норми- Не норми-
Помещения СанПиН 2.5.2-703-98 СНиП 31-01-2003
Расчетное коли- Минималь- Расчетное Приме- Кратность или вели-
чество приточ- ная норма количество чание чина воздухообмена,
ного воздуха подачи вытяжного м3 в час, не менее
(расчетный воздухообмен) в теплый период, куб. м/ч, обм./ч воздуха на 1 человека, куб. м/ч воздуха, куб. м/ч, обм./ч в нерабочем режиме в режиме обслуживания
дуктов, яиц руется руется руется
- овощей и кар- 4-5 обм./сут. Не норми- То же Не норми- Не норми-
тофеля руется руется руется
- сухих продук- 5 обм./сут. Не норми- То же Не норми- Не норми-
тов руется руется руется
- суточного запа- 1 - 2 обм./сут. Не норми- То же Не норми- Не норми-
са хлеба руется руется руется
Служебные:
- ходовые, штур- по расчету на 33 по балансу с Не норми- Не норми-
манские, радиорубки, багермей- ассимиляцию избыточных притоком руется руется
стерские тепловыделений
Машинные: автономная система
помещения глав- то же Не норми- по балансу с Не норми- Не норми-
ных двигателей, руется притоком за руется руется
дизельгенерато- вычетом
ров, котлов воздуха, потребляемого двигателями, котлами
ЦПУ то же 50 по балансу с притоком Не нормируется Не нормируется
- мастерские то же 50 то же Не нормируется Не нормируется
- насосные отде- 30-40 обм./ч Не норми- 40 -50 обм./ч Не норми- Не норми-
ления танкеров руется руется руется
- помещения хла- по балансу с Не норми- 20 обм./ч Не норми- Не норми-
доновых холо- вытяжкой руется руется руется
дильных машин
- шкиперские, то же Не норми- 12 обм./ч Не норми- Не норми-
малярные руется руется руется
Помещения:
- станций ППВ (с то же Не норми- 8 обм./ч вытяж- Не норми- Не норми-
применением озона) руется ная автономная система руется руется
- станций ООСВ то же Не нормируется 10 обм./ч Не нормируется Не нормируется
- установок угле- то же Не норми- 10 обм./ч Не норми- Не норми-
кислого пожаро- руется руется руется
тушения
Из данной таблицы видно, что судостроительные требования в плане воздухообмена являются более жесткими.
При этом СанПиН 2.5.2-703-98 [5] предупреждает об исключении возможности попадания в воздухозаборные устройства загрязненного воздуха, газов и воды, но не учитывает предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе, которые необходимо брать во внимание в условиях порта с изначально загрязненной атмосферой.
В связи с вышеизложенным, к судовым системам вентиляции целесообразно применить требования ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [12]. Настоящий стандарт предусматривает нормы к качеству воздуха рабочей зоны хозяйственных предприятий и оптимальные показатели микроклимата в соответствии с выполняемой категорией работ в помещении (таблица 4). Процессы, производимые на судне, по классификации стандарта [12] соответствуют категории работ 1б - легкая физическая работа (энергозатраты 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), «работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением» [12]).
Таблица 4
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений с категорией работ 1б
Период года Температура воздуха, оС Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с, не более
Оптимальная Допустимая
Верхняя граница Оптимальная Допустимая, не более Оптимальная, не более Допус тимая, не более
На рабочих местах Нижняя граница
Постоянных
24 Непо-стоян-ных Постоянных Непо-стоян-ных
Холодный 21-23 28 25 20 17 40-60 75 0,1 0,2
Теплый 22-24 40-60 60 (при 27оС) 0,2 0,10,3
В стандарте ГОСТ 12.1.005-88 также приводятся определения оптимальных и допустимых микроклиматических условий.
«Оптимальные микроклиматические условия - сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции» [12].
«Допустимые микроклиматические условия - сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности» [12].
Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону, допустимые показатели устанавливаются дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест.
Установлены нормы содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны которые не должны превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения возможности превышения предельно допустимых концентраций -максимально разовых рабочей зоны (ПДКмррз) и среднесменных рабочей зоны (ПДКсс.рз) [12].
Кроме превышения предельно допустимой концентрации по какому-либо веществу одновременно в воздухе могут содержаться вещества однонаправленного действия [12]:
К К К
—^ + —г— +...+—п— < 1 (1), ПДК! ПДК2 ПДКп ' *
где К1, К2, Кп - концентрация 1, 2,..., п вредного вещества, близких по химическому
строению и характеру влияния на организм человека, мг/м3, ПДК1, ПДК2, ПДКп - предельно допустимая концентрация 1, 2, 3,., п вредного вещества, близких по химическому строению и характеру влияния на организм человека, мг/м3 [12].
Известен документ ГОСТ Р ЕН 13779-2007 «Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования» [14]. Стандарт идентичен международному, он не противоречит документам, указанным в настоящей статье, но и не дополняет их.
Обеспечение оптимальных микроклиматических условий выполняется смежной работой нескольких систем: вентиляции, кондиционирования и отопления. Причиной тому разница температур и влажности воздуха окружающей среды и теми самыми оптимальными микроклиматическими условиями. В теплый период воздух в помещении охлаждается системой кондиционирования ранее применялись центральные системы кондиционирования, в настоящее время используются сплит-системы, обеспечивающие для каждого отдельного помещения свои оптимальные параметры воздуха. В холодный период, наоборот, требуется подогрев, для чего успешно служит система отопления, которая тоже имеет несколько вариаций исполнения: воздушное, водяное, паровое. Система вентиляции главной своей задачей несет обеспечение необходимого воздухообмена в помещении.
Стоит помнить, что в наше время, зачастую в системах приточной вентиляции используются разнообразные фильтры, а также кондиционеры для очистки и обеззараживания загрязненного воздуха. Химический состав воздуха после фильтрации остаётся тем же, однако он стал «мёртвым». Проходя слой фильтра, воздух оставляет на нем все свои электрические заряды [15]. Для избежания негативного влияния аэроионной недостаточности или избытка аэроионов существует СанПиН 2.2.4.1294-03 «Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений» [16], который устанавливают санитарные требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений.
Нормируемыми показателями аэроионного состава воздуха производственных и общественных помещений являются:
- концентрации аэроионов (минимально допустимая и максимально допустимая) обоих полярностей р+, р~ определяемые как количество аэроионов в одном кубическом сантиметре воздуха (ион/см3) [16].
- коэффициент униполярности У (минимально допустимый и максимально допустимый), определяемый как отношение концентрации аэроионов положительной полярности к концентрации аэроионов отрицательной полярности [16].
Значения нормируемых показателей концентраций аэроионов и коэффициента униполярности [16] приведены в таблице 5.
Таблица 5
Нормируемые показатели концентраций аэроионов и коэффициента униполярности
Нормируемые показатели Концентрация аэроионов, р (ион/см3) Коэффициент униполярности У
положительной полярности отрицательной полярности
Минимально допустимые р+ > 400 р > 600 0,4 < У < 1,0
Максимально допустимые р+ < 50000 р < 50000
Обеспечение допустимой концентрации аэроионов производится специальным прибором, получившем название ионизатор.
К сожалению, данный нормативный документ не пользуется популярностью при проектировании судов.
Вывод
Проведенный анализ нормативной и технической документации, посвященный вопросам качества воздуха и микроклимата помещений судов, выяснил, что решение проблемы повышения санитарно - гигиенических условий при проектировании систем осуществимо только при соблюдении актуальных требований, санитарных норм и норм аэроионификации.
Таким образом, в качестве рекомендации при проектировании судовых систем вентиляции и кондиционирования воздуха, с учетом самых строгих требований действующей нормативной документации следует соблюдать наиболее жесткие:
1) К качеству воздуха и микроклимата помещений следует применять для:
- жилых и санитарно-бытовых СанПиН 2.5.2-703-98 [5];
- санитарно-гигиенических и служебных помещений, камбуза ГОСТ 30494-2011 [11];
- машинных ГОСТ 12.1.005-88[12].
2) Предусматривать уровень аэроионного состава в жилых и общественных помещениях, в рабочих зонах согласно требований СанПиН 2.2.4.1294-03 [16].
Однако необходимо учитывать и тот факт, что состояние воздуха и тепло-влажностные выделения в судовых помещениях и помещениях зданий и сооружений, находящихся на берегу несколько отличаются. Следовательно, методы и способы обеспечения соответствующих параметров микроклимата, качества воздуха и уровня аэроионного состава для судов следует проработать экспериментально.
При проектировании указанных систем необходимо соблюдение основных требований к судовому оборудованию:
1. Компактность, определяемая массогабаритными характеристиками оборудования судовых помещений;
2. Малое энергопотребление для уменьшения стоимости эксплуатации судна;
3. Устойчивость к работе в условиях повышенной вибрации;
4. Материалы и технологии изготовления должны иметь одобрение Регистра для обеспечения надежности при эксплуатации.
Таким образом, при решении вопроса обеспечения качества воздуха современными, комплексными методами и приемами можно добиться положительного эффекта в экономическом и экологическом аспектах.
Список литературы:
[1] Чиняев И.А. Судовые системы. Учебник для вузов водн. трансп 3 е изд. перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1984. - 216 с.
[2] РД5.5584-89 Системы кондиционирования воздуха и вентиляции судов. Правила проектирования. Москва, 1990 - 269с.
[3] Технический регламент о безопасности объектов внутреннего водного транспорта. Утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от 12 августа 2010 года N 623 (с изменениями на 29 мая 2018 года)
[4] Технический регламент о безопасности объектов морского транспорта. Утвержден постановлением Правительства Российской Федерации 12 августа 2010 года N 620 (с изменениями на 29 июля 2017 года)
[5] Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания. Санитарные правила и нормы: Сан-ПиН 2.5.2-703-98. - М.: Минздрав России, 1998. - 144с.
[6] Российский Речной Регистр, Правила (в 4-х томах), 2015 г. м 3. Электронный аналог печатного издания, утвержденного от 22.06.2018 № 48-п (об Извещении № 7). 2018.
[7] Российский Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Часть VIII Системы и трубопроводы. Электронный аналог печатного издания, утвержденного 03.10.17
[8] ГОСТ 24389-89 Системы кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления судов. Расчетные параметры воздуха и расчетная температура забортной воды. Москва, 1990 - 19с.
[9] СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». 2013. - 54с.
[10] Технический регламент о безопасности зданий и сооружений. Принят Государственной Думой 23 декабря 2009 (ред. от 02.07.2013)
[11] ГОСТ 30494-2011 Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС). 2012 - 23с.
[12] «ГОСТ 12.1.005-88 Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» (утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.1988 N 3388) (ред. от 20.06.2000) - 78с.
[13] «СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные». Система нормативных документов в строительстве. Строительные нормы и правила российской федерации (принят Постановлением Госстроя РФ от 23.06.2003 N 109) 2003 - 26с.
[14] ГОСТ Р ЕН 13779-2007 «Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования». Стандартинформ, 2008 - 49с.
[15] Чижевский А.Л. Руководство по применению ионизированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и в медицине. Методические указания при пользовании ароионифика-ционными установками «Союзсантехники». Москва, Госпланиздат, 1959 г. (Повторно полностью опубликовано в ЖРФМ, 1991, № 2, стр. 23-60).
[16] СанПиН 2.2.4.1294-03 «Гигиена труда. Физические факторы производственной среды. Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений». Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Минздрав России. Москва 2003 - 5с.
THE ACTUALITY OF IMPROVING SYSTEMS FOR MAINTENANCE OF THE MICROCLIMATE OF SHIP SPACES TO MEET MODERN REGULATORY REQUIREMENTS
D.S. Mizgirev, Dr.Sc. (Tech.), Associate Professor of the Department of lifting and transport machines and machine repair Volga State University of Water Transport
M.A. Borisov, postgraduate of the Department of lifting and transport machines and machine repair Volga State University of Water Transport
V.N. Vlasov, senior lecturer of the Department of lifting and transport machines and machine repair Volga State University of Water Transport 603951, Nizhniy Novgorod, Nesterov str., 5
Key words: air quality, microclimate, microclimate of ship spaces, the microclimate of ship's rooms, the ventilation ship system, optimal microclimatic conditions, allowable microclimatic conditions, regulations, regulatory requirements. air ionization.
The actuality of requirements to the systems of the microclimate of ship spaces to meet modern regulations is considered in the present article. The aim of the work is to review the norms, rules and requirements concerning the microclimate and air quality in the premises of ships. The existing regulations have been in action for more than 15 years and do not cover the full range of assessments. This paper reviews and compares the requirements with the norms of international norms and standards. The more stringent requirements that should be applied in the design of ventilation and air conditioning systems, as well as ensuring the microclimate of the ship's premises are identified. To achieve modern requirements for air quality and maximum effect in economic and environmental aspects, it is necessary to use modern universal methods and techniques.
References:
[1] CHinyaev I.A. Sudovye sistemy. Uchebnik dlya vuzov vodn. transp 3 e izd. pererab. i dop. - M.: Transport, 1984. - 216 s.
[2] RD5.5584-89 Sistemy konditsionirovaniya vozdukha i ventilyatsii sudov. Pravila proektirovaniya. Moskva, 1990 - 269s.
[3] Tekhnicheskiy reglament o bezopasnosti ob"ektov vnutrennego vodnogo transporta. Utverzhden postanovleniem Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii ot 12 avgusta 2010 goda N 623 (s izmeneniyami na 29 maya 2018 goda)
[4] Tekhnicheskiy reglament o bezopasnosti ob"ektov morskogo transporta. Utverzhden postanovleniem Pravitel'stva Rossiyskoy Federatsii 12 avgusta 2010 goda N 620 (s izmeneniyami na 29 iyulya 2017 goda)
[5] Suda vnutrennego i smeshannogo (reka-more) plavaniya. Sanitarnye pravila i normy: SanPiN 2.5.2-703-98. - M.: Minzdrav Rossii, 1998. - 144s.
[6] Rossiyskiy Rechnoy Registr, Pravila (v 4-kh tomakh), 2015g. m 3. Elektronnyy analog pechatnogo izdaniya, utverzhdennogo ot 22.06.2018 № 48-p (ob Izveshchenii № 7). 2018.
[7] Rossiyskiy Morskoy Registr Sudokhodstva. Pravila klassifikatsii i postroyki morskikh sudov. CHast' VIII Sistemy i truboprovody. Elektronnyy analog pechatnogo izdaniya, utverzhdennogo 03.10.17
[8] GOST 24389-89 Sistemy konditsionirovaniya vozdukha, ventilyatsii i otopleniya sudov. Raschetnye parametry vozdukha i raschetnaya temperatura zabortnoy vody. Moskva, 1990 - 19s.
[9] SP 60.13330.2012 «SNiP 41-01-2003. Otoplenie, ventilyatsiya i konditsionirovanie vozdukha». 2013. - 54s.
[10] Tekhnicheskiy reglament o bezopasnosti zdaniy i sooruzheniy. Prinyat Gosudarstvennoy Dumoy 23 dekabrya 2009 (red. ot 02.07.2013)
[11] GOST 30494-2011 Mezhgosudarstvennyy standart. Zdaniya zhilye i obshchestvennye. Parametry mikroklimata v pomeshcheniyakh. Mezhgosudarstvennaya nauchno-tekhnicheskaya komissiya po standartizatsii, tekhnicheskomu normirovaniyu i otsenke sootvetstviya v stroitel'stve (MNTKS). 2012 - 23s.
[12] «GOST 12.1.005-88 Mezhgosudarstvennyy standart. Sistema standartov bezopasnosti truda. Obshchie sanitarno-gigienicheskie trebovaniya k vozdukhu rabochey zony» (utv. i vveden v deystvie Postanovleniem Gosstandarta SSSR ot 29.09.1988 N 3388) (red. ot 20.06.2000) - 78s.
[13] «SNiP 31-01-2003. Zdaniya zhilye mnogokvartirnye». Sistema normativnykh dokumentov v stroitel'stve. Stroitel'nye normy i pravila rossiyskoy federatsii (prinyat Postanovleniem Gosstroya RF ot 23.06.2003 N 109) 2003 - 26s.
[14] GOST R EN 13779-2007 «Ventilyatsiya v nezhilykh zdaniyakh. Tekhnicheskie trebovaniya k sistemam ventilyatsii i konditsionirovaniya». Standartinform, 2008 - 49s.
[15] CHizhevskiy A.L. Rukovodstvo po primeneniyu ionizirovannogo vozdukha v promyshlennosti, sel'skom khozyaystve i v meditsine. Metodicheskie ukazaniya pri pol'zovanii aroionifikatsionnymi ustanovkami «Soyuzsantekhniki». Moskva, Gosplanizdat, 1959g. (Povtorno polnost'yu opublikovano v ZHRFM, 1991, № 2, str. 23-60).
[16] SanPiN 2.2.4.1294-03 «Gigiena truda. Fizicheskie faktory proizvodstvennoy sredy. Gigieniches-kie trebovaniya k aeroionnomu sostavu vozdukha proizvodstvennykh i obshchestvennykh pomesh-cheniy». Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normativy. Minzdrav Rossii. Moskva 2003 - 5s.
Статья поступила в редакцию 30.01.2019 г.
УДК 629.5.035.5
Д.И. Осовский, к.т.н., доцент кафедры судовых энергетических установок ФГБОУВО «КГМТУ», e-mail: [email protected] А.С. Шаратов, инженер-механик 1 кат. учебно-научной лаборатории «Машинный зал кафедры СЭУ», ФГБОУ ВО «КГМТУ», e-mail: [email protected] ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет» 298309, Республика Крым, г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
ВЛИЯНИЕ ОГРАНИЧЕННОГО ПРОСТРАНСТВА НА РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГРЕБНОГО ВИНТА С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ СТРУЙНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОДЫ НА ЛОПАСТИ
Ключевые слова: гребной винт, щелевая насадка, струйное воздействие, экспериментальное исследование, вычислительная гидродинамика, коэффициент, ограниченное пространство
Тепловая и механическая напряженность главного двигателя, работающего на гребной винт фиксированного шага, завит от изменяющихся условий эксплуатации. Ограничение влияния внешних условий эксплуатации на главный двигатель может быть достигнуто путем подачи дополнительной воды на лопасти гребного винта. Целенаправленное изменение параметров воды, подаваемой через лопастные щелевые насадки, обеспечивает изменение гидродинамических параметров гребного винта, а также тепловой и механической напряженности главного двигателя. Возможность проведения экспериментального исследования гребных винтов, со струйным воздействием воды, при эксплуатации главной энергетической установки ограничена условиями эксплуатации судна. Для подтверждения теоретических данных актуально экспериментальное исследование гребных винтов в гидродинамических трубах, а также численное моделирование процессов в комплексах вычислительной гидродинамики. При исследовании гребного винта со струйным воздействием жидкости в гидродинамической трубе, по сравнению с теоретическими данными установлена постоянная погрешность эксперимента. Наличие постоянной погрешности при экспериментальном исследовании, учитываемой поправочным коэффициентом обусловлено влиянием ограниченного пространства гидродинамической трубы. Известные коэффициенты, характеризующие работу гребных винтов в стесненном пространстве, не в полной мере учитывают особенности работы гребного винта со струйным воздействием. С целью определения поправочного коэффициента проведено численное моделирование моделей экспериментального стенда и исследуемого гребного винта в комплексе вычислительной гидродинамики. По результатам расчётного исследования получена зависимость поправочного коэффициента, учитывающего влияние стесненного пространства на результаты экспериментального исследования гребного винта, оснащенного щелевой насадкой дополнительного струйного воздействия. При использовании комплекса вычислительной гидродинамики определено влияние расчетной области
