Научная статья на тему 'К вопросу аэрации горячих цехов'

К вопросу аэрации горячих цехов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
87
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу аэрации горячих цехов»

менения более высоких освещенностей в случае необходимости и при наличии реальных условий.

В целом можно сделать вывод, что нормы и правила люминесцентного освещения по сравнению с нормами ГОСТ 3825-47 создают в отношении освещения значительно лучшие санитарно-гигиенические условия. Совершенно естественно, что достижение более высоких уровней освещенности, равномерности освещения и приближение излучений к дневному спектру будет способствовать созданию более благоприятных условий для зрительной работы. Это в свою очередь повысит производительность труда, улучшит качество продукции, снизит заболеваемость и травматизм.

Ъ -¿г -¿г

К. К. Бондаренко и Н. И. Амелин

К вопросу аэрации горячих цехов

Из Запорожской областной санитарно-эпидемиологической станции

В современных промышленных зданиях, требующих интенсивных воздухообменов, общая вентиляция осуществляется только естественным путем — аэрацией.

Аэрация является технически правильным принципом организации воздухообменов там, где имеется избыточное тепло. Дешевизна экспло-атации и автоматическое _

действие аэрации при одновременном обеспечении требуемых кратностей воздухообменов делают ее экономически выгодной по сравнению с механической вентиляцией.

Здания так называемых горячих цехов {доменных, мартеновских, прокатных, литейных, кузнечных и др.), как правило, устраиваются с аэра-ционными фонарями на крыше и открывающимися фрамугами в окнах наружных стен.

Наиболее распространенные типы аэрационных фонарей П-образ-ной, М-образной и трапециевидной конструкции являются нерациональными, так как открываемые проемы у них расположены по обеим сторонам продольных наружных стенок фонарей. Во время ветра работа таких фонарей всегда нарушается из-за того, что ветер продувает фо нарь через открытые проемы (рис. 1) и таким образом создает значительное сопротивление выходящему воздуху. Для правильного движения воздушных потоков внутри здания снизу вверх к открытым проемам фонаря необходимо обеспечивать постоянство работы фонаря на вытяжку, независимо от направления ветра. Поэтому управление аэрацией при указанных фонарях возможно только тогда, когда фонарн 'будут оборудованы специальными приспособлениями для удобного открывания и закрывания их фрамуг и будут обслуживаться обученным персоналом. <

Рис. 1. Схема воздушных потоков в помещении цеха при задуваемом фонаре во время ветра

3 Гигиена и санитария, >3 I

33

Опыт, однако, показывает, что существующие приспособления в эксшюатации ненадежны, систематическое регулирование фрамуг фактически не имеет места, и аэрация в связи с этим не достигает предусмотренной проектом цели. Это приводит к двустороннему открыванию фрамуг в летнеее время и бессистемному или полному закрыванию их на зиму. Режим воздухообмена приобретает случайный характер.

Трудности эксплоатации аэрационных устройств вынуждают искать новых решений для достижения требуемых с гигиенической точки зрения воздухообменов как для существующих, так и для вновь строящихся зданий.

Начиная с 1936 г., Украинским центральным и Киевским институтами гигиены труда и профессиональных заболеваний, а также Минским

Рис. 2. Схема воздушных потоков в помещении незадуваемых аэрационных

цеха при наличии ветроотбойных щитов у фо- фонарей, которые не нужда-

ра. Эти типы фонарей описаны в литературе и получили широкую известность.

Однако практическое применение их возможно только при новом строительстве или при коренной реконструкции действующих промышленных зданий.

Запорожская облпромстанция в 1936 г. поставила перед собой задачу упрощения управления аэрацией с обеспечением нужных воздухообменов уже эксплоатнруемых цехов. Проведенные в этом направлении в 1937 г. опыты по защите открытых проемов наветренной, стороны аэрационного фонаря с помощью вертикальной стенки показали хорошую эффективность этой конструкции.

Опыты полностью подтвердили теоретические предположения о возможности во время ветра держать открытыми фрамуги наветренных проемов при наличии стенки на крыше перед фонарем. Таким образом обеспечивалась постоянная работа аэрационного фонаря на вытяжку обеими сторонами (рис. 2). В дальнейшим мы дали этим стенкам перед проемами фонаря специальное название — ветроотбойные щиты конструкции Запорожской облпромстанции.

Полученные результаты испытания ветроотбойных щитов в практических условиях легли в основу разработанных Запорожской облпро.м-станцией схем и конструктивных элементов щитов для трех наиболее распространенных щитов аэрационных фонарей: П-образного (а, б), М-образного (в) и трапециевидного (г) (рис. 3).

институтом охраны труда ВЦСПС разрабатывались типы автоматического управления открыванием фрамуг в зависимости от изменений внешних метеорологических условий. Предложенные ими дорогостоящие конструкции не нашли практического при менения главным образом из-за ненадежности работы, а также из-за сложности устройств.

В те же годы инженерами Батуриным и Брантом были предложены новые оригинальные конструкции

наря во время ветра

лись в систематическом регулировании фрамуг в зависимости от направления вег-

Материалом для каркаса щитов служит угловое железо, а дли плоскости мож.но употреблять листовое железо, волнистую асбофанеру, доски и др.

Благодаря применению ветроотбойных щитов можно сделать не-задуваемым существующий аэрационный фонарь любого типа. Эта возможность доказана нами инструментальными замерами по каждому отдельному типу фонаря. При этом не требуется дорогостоящих и дефицитных материалов на их сооружение, сохраняется конструкция крыши и фонаря.

Рис. 3. Схемы устройства ветроотбойных щитов конструкции Запорожской облпромсанстанции у задуваемых фонарей: а и 6— П-образного (одно- и двухпанельньм), в—М-образного и 1—трапециевидного

Наш опыт и длительное наблюдение показали, что щиты позволя-. ют ограничиваться минимальным регулированием фрамуг фонаря,, главным образом по сезонам, т. е. в зимний, летний и переходный периоды года при самых различных технологических процессах и направлениях ветра. Такое регулирование фрамуг возможно осуществлять без специальных механизмов путем открывания их вручную с крыши.

Ветроотбойные щиты на запорожских предприятиях получили признание как надежное и эффективное аэрационное мероприятие, не требующее капитальных затрат. Особенно важно, что в процессе экспло-атации щиты не требуют выделения специального персонала для своего обслуживания. С 1938 г. ветроотбойные щиты широко внедрялись н» заводах Запорожья.

После Великой Отечественной войны, когда восстановление и ьо-вое строительство промышленных предприятий на Украине приняло широкий размах, вновь возник вопрос об обеспечении горячих цехов надежной аэрацией.

В последнее время получил распространение новый, так называемый «дефлекторный», фонарь незадуваемого типа конструкции Гипро-меза. Конструкция этого аэрационного фонаря представляла интерес в связи с особенностями его аэродинамической схемы.

Продолжая нашу довоенную работу по усовершенствованию аэрации, мы, наряду с П-образными фонарями, снабженными вегроотбой-ными щитами конструкции Запорожской облпромстанции, внедряли при-

а

■6

строительстве крупных горячих цехов фонари инженера Батурина и «дефлекторные» фонари конструкции Гипромеза с целью изучить их з эксплоатационных условиях.

В текущем году мы закончили наши наблюдения по изучению работы аэрационных фонарей четырех типов: задуваемого фонаря, М- и П-образных фонарей с ветроотбойными щитами, фонаря инженера Батурина и «дефлекторного» конструкции Гипромеза.

Аэрационный фонарь инженера Батурина, построенный на крыше кузнечного цеха объемом 38 500 м3, имеет по две панели фрамуг, которые открываются на угол 30° и в открытом положении закрепляются крючками. При поперечном ветре происходит задувание с обоих концов фонаря в проемы, обращенные к ветру. При косом ветре имеется задувание только с наветренного конца фонаря в те же проемы на протяжении до 10 м. Производительность этого фонаря при поперечном ветре со скоростью 6,78 м/сек была 1 770 000 м3/час, причем создавался 46-кратный воздухообмен. При ветре под углом 15° к оси фонаря со скоростью 3,9 м/сек производительность" была 957 000 м7час, что обеспечивало 24,8-кратный воздухообмен.

Представляет интерес сравнение этих данных с данными о производительности П-образного фонаря с ветроотбойными щитами конструкции Запорожской облгиромсанстанции, который имелся на крыше этою же цеха до Великой Отечественной войны.

При косом ветре (<30°) со скоростью 9 м/сек производительность фонаря равнялась 2 051 400 м3/час, создавая 53,3-кратный воздухообмен, а при поперечном ветре со скоростью 4 м/сек она составляла 1 471 500 м3/час, что обеспечивало 36,2-кратный воздухообмен.

Новый тип фонаря — «дефлекторный» конструкции Гипромеза был сооружен на коньке П-образного светового фонаря, расположенного на двускатной крыше сталеплавильного цеха объемом 178 000 м3.

Щель вдоль конька крыши под дефлекторным фонарем, через которую внутренний воздурс цеха выходит в атмосферу, имеет ширину 2,5 м.

Этот фонарь выполнен по первоначальному варианту схемы «дефлекторного» фонаря конструкции Гипромеза. При строительстве его сделаны отступления от схемы Гипромеза. Так, например, исключены вертикальные стенки в верхней и нижней части фонаря, а также устроены свесы, образуемые верхними наклонными плоскостями.

Однако эти отступления от схемы Гипромеза не могут, по нашему мнению, значительно повлиять на эффективность фонаря. Наблюдается проникновение ветра внутрь фонаря через щель в нижней части наветренной стороны. Выход воздуха из фонаря осуществляется не только через верхний открытый проем «дефлекторного» фонаря, но и через нижнюю щель заветренной стороны.

Производительность «дефлекторного» фонаря при поперечном ветре со скоростью 7,1 м/сек была 1 332 000 м3/час, что обеспечивало 7,5-кратный воздухообмен.

В виде эксперимента были открыты фрамуги нижнего яруса заветренной стороны П-образного светового фонаря, на крыше которого был установлен «дефлекторный» фонарь и произведены соответствующие определения производительности как «дефлекторного», так и открытых проемов П-образного фонаря при совместной их работе на вытяжку.

Результаты подсчетов показали, что при поперечном ветре со скоростью 6,85 м/сек через «дефлекторный» фонарь уходило 1361000 м3/час, а через нижние проемы П-образного фонаря — 614 000 м3/час. Следовательно, всего удалилось из цеха 1 968 000 м3/час и обеспечивался 11-кратный воздухообмен. При этом необходимо иметь в виду, что пло-

щадь проема «дефлекторного» фонаря равнялась 300 м2, а нижних проемов П-образного фонаря — только 154 м2, что составляет фактически 20,5% площади максимально возможного открытия проемов этого фонаря.

Кроме того, проемы П-образного фонаря расположены на 9 м ниже проемов «дефлекторного» фонаря. Однако, несмотря на более выгодные условия для вытяжки «дефлекторного» фонаря, все же значительный объем (31%) воздуха удалялся через проемы П-образного фонаря.

Здесь уместно привести для сравнения данные о работе М-образных фонарей на крыше цеха, аналогичных по конструкции, размерам здания и характеру тепловыделений, до и после оборудования фонарей ветроотбойными щитами конструкции Запорожской облпромсан-станции.

В первом случае производительность фонарей при поперечном ветре со скоростью 3,5 м/сек была 1 550 000 м3/час и обеспечивала 8,7-кратный воздухообмен. После установки ветроотбойных щитов площадь вытяжных отверстий удвоилась, и воздух выходил из цеха чере$ проемы как подветренной, так и наветренной стороны фонаря.

Производительность фонаря благодаря этому мероприятию значительно возросла и составила при косом ветре (<45°) со скоростью 4 м/сек 2 960 000 м3/час, в связи с чем обеспечивался уже 16,6-кратный воздухообмен.

Приведенные сопоставления убедительно доказывают преимущество ветроотбойных щитов по сравнению с фонарем инженера Батурина и «дефлекторным» фонарем конструкции Гипромеза. Особенно должна быть подчеркнута низкая эффективность «дефлекторного» фонаря.

Можно привести еще один пример работы П-образного аэрационно-го фонаря с ветроотбойными щитами, построенного на крыше горячего цеха объемом 56 000 м3.

Этот цех окружен с трех сторон производственными зданиями такой же высоты, что снижало обдувание ветром исследуемого фонаря. Тем не менее работа его оказалась высокоэффективной. При поперечном ветре со стороны подобного цеха, расположенного параллельно исследуемому объекту на расстоянии 18 м, скорость перед щитами составляла в среднем 2,1 м/сек. Производительность фонаря в этих случаях была 1 450 000 м3/час, что обеспечивало 26-кратный воздухообмен. При косом ветре (<45°) со скоростью 3,23 м/сек производительность составляла 1 570 000 м3/час с 28-кратным воздухообменом.

Мы должны отметить, что не все размеры щитов данного фонаря соответствуют размерам разработанных нами схем.

Так, например, высота щели между низом щита и кровлей, которая служит для стока атмосферных осадков, равна 300 мм, т. е. в шесть раз больше рекомендуемой нами величины (50 мм), и верхний край щита находится не на 10% ниже свеса кровли фонаря, а на 28%. Эти отступления от схем облпромсанстанции являются существенными недостатками в изготовлении конструкции ветроотбойных щитов.

Наблюдения и изучение скоростей соответствующих воздушных потоков в пространстве между щитами и фонарем показывают, что при поперечном и косом направлениях ветра имеет место частичное проникновение его как над щитом, так и в щель снизу щита. В связи с этим происходит не только торможение выходящего воздуха из наветренных проемов фонаря, но и периодическое проникновение внутрь фонаря через проемы верхних и нижних ярусов.

Так, например, в крайние проемы нижнего яруса ветер задувался со скоростью 0,59 м/сек, а выходящий воздух из проемов верхнего яруса уменьшал свою скорость до 0,55 м/сек, в то время как средние

скорости выходящего воздуха из фонаря были в проемах нижнего яруса — 0,72 м/сек и верхнего яруса — 1,02 м/сек.

На протяжении всего периода изучения этого аэрационного фонаря всегда обе стороны фонаря работали на вытяжку. Наветренная сторона во всех случаях давала большую производительность, чем подветренная.

Из этого следует, что если бы не имели место отмеченные выше отклонения от нашей конструкции ветроотбойных щитов, то, нужно полагать, производительность фонаря была бы еще выше.

При направлении ветра вдоль фонаря все проемы по длине фонаря с обеих сторон продолжали работать довольно интенсивно на вытяжку. Газы в пространстве между щитом и фонарем поднимались плавно вверх с наклоном в сторону движения ветра.

На это было обращено наше внимание в связи с тем, что некоторые авторы рекомендуют устраивать через 10—12 <м по длине фонаря поперечные перегородки между щитами и фонаремКак показали наши наблюдения, в устройстве таких перегородок нет необходимости.

Таблица

Конструкция аэрационного фонаря и название цеха Сторона фонаря Площадь открытых проемов в м2 Производительность фонаря в м3/час Создаваемая кратность воздухообмена в помещении в час Ветер Температура воздуха

направление относительно оси фонаря скорость в м/сек наружного выходящего из фонаря

Инженера Бату-

рина в кузнеч-

ном цехе . . . Завет- 400 1 770000 46,0 90" 6,78 + 22,2° + 28,3°

ренная

и навет-

Инженера Бату- ренная

рина в кузнеч-

ном цехе . . . То же 400 957 000 24,8 15° 3,9 + 21,0° + 29,5°

П-образный' со

щитами в куз-

нечном цехе . . • я 420 1 471 500 36,2 90° 4,0 +19,0° + 28,7°

То же...... в » 420 2 051 400 53,3 30° 9,0 + 24,8° + 38,8°

.Цефлекторный"

в сталеплавиль-

ном цехе . . . • . 300 1 332 000 7,5 90° 7,1 + 24,7° + 35,5°

То же...... * * 300 1 880 000 .10,5 90° 2,3 + 20,0° + 30,2°

М-образный, за-

дуваемый в

сталеплавильном

цехе..... Завет- 240 1 550 000 8,7 90° 3,5 + 31,5° + 45,5°

ренная

М-образный со Завет-

щитами .... 480 2 960 (¡00 16,6 45° 4,0 + 28,5° + 40,0°

ренная

и навет-

П-образный со ренная

щитами в горя- То же

чем цехе . . . 400 1 450 000 26,0 90° 2,1 + 13,6° + 27,4°

То же...... * » 400 1 570 000 28,0 45° 3,23 +19,2° + 28,8°

1 Н. Н. Тетеревииков, Отопление и вентиляция, Стройиздат, 1950, стр. 99.

На том же фонаре нами проведен эксперимент с закрытием фрамуг наветренной стороны, что обеспечивало одностороннюю работу только подветренной стороны аэрационного фонаря. Результаты подсчетов показали, что производительность фонаря с ветроотбойными щитами при двустороннем открытии фрамуг была на 70% больше, чем при работе на одну только подветренную сторону.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Мы доказали, что нет основания считать обязательным устройство сложных приспособлений для открывания фрамуг при аналогичных размерах высоты фонаря и панелей фрамуг. Достаточно ограничиваться для сезонного регулирования только крючками для закрепления фрамуг в открытом положении. Для верх-, него ряда рекомендуется предусматривать два комплекта крючков—'коротких для зимнего и длинных для летнего режима аэрации, с помощью которых можно открывать фрамуги под углом 30 и 60°.

Основные сравнительные данные о работе изученных нами аэра-ционных фонарей приведены в таблице на стр. 38.

Оценивая эффективность описанных выше аэрационных фонарей, можно констатировать, что по аэродинамическим качествам «дефлек-торный» фонарь уступает даже фонарю, работающему одной только заветренной стороной.

Главной причиной низкой эффективности «дефлекторного» фонаря является то, что ветер при поперечном направлении поступает внутрь через нижнюю щель наветренной стороны фонаря. Мы считаем возможным улучшить работу «дефлекторного» фонаря путем устройства сплошных боковых вертикальных стенок до самой кровли взамен наклонных внутрь фонаря под углом 45° нижней части боковых стенок, как это предусмотрено конструкцией Гипромеза. Щель, образуемая низом

I Не более /50мм

Рис. 4. Новая схема «дефлекторного» фонаря

г ¡у ^45^55

0,5'10 м

■10.4А

Рис. 5. Схема конструкции незадуваемого фонаря типа «Запорожец»

этих стенок и скатами кровли, не должна быть более 50 мм. После внесения наших изменений в «дефлекторный» фонарь конструкции Гипромеза схема этого фонаря будет иметь вид, изображенный на рис. 4.

Как показали наши исследования, наиболее эффективным является аэрационный фонарь с ветроотбоймыми щитами (рис. 5).

Мы считаем, что этот новый тип аэрационного фонаря, именуемый в дальнейшем «Запорожец», в связи с его большим эффектом аэрации по сравнению с остальными типами конструкций должен получить большое распространение. К этому следует добавить и экономические соображения. Стоимость сооружения аэрационных фонарей этой конструкции по сравнению со стоимостью П-образного фонаря, оснащенного механизмами открывания, приведена в таблице.

Конструкция фонаря Стоимость в °/0

П-образный с механизмами открывания .............. 100,0

П-образный типа .Запорожец'' .... 95,0

„Дефлекторный" Гипромеза ..... 120,0

Инженера Батурина ......... 146,5

При сравнении аэродинамических, эксплоатационных и экономических показателей четырех типов аэрационных фонарей выявляется очевидное преимущество аэрационного фонаря типа «Запорожец».

■йг -А- -йг

Е. Н. Иванова

Протеолитические и пептолитические свойства протея на пищевых продуктах

Из микробиологической лаборатории отдела пищевой гигиены Института

питания АМН СССР

Вопрос о жизнедеятельности протея в пищевых продуктах в связи с возможностью его этиологической роли в возникновении пищевых отравлений имеет с санитарной точки зрения большое значение.

Некоторые исследователи выражают сомнение в том, что употребление в пищу продуктов, даже обильно обсеменных протеем, может повести к возникновению вспышек пищевых отравлений, не вызывая предварительно явной порчи этих продуктов. Однако в большинстве случаев авторы, описывающие вспышки отравлений, указывают на отсутствие внешних признаков гнилостного распада в пищевых продуктах, вызвавших заболевания.

Часть наших советских исследователей высказывает мнение, что патогенными свойствами обладают не все, а только некоторые штаммы протея, которые недостаточно изучены для того, чтобы их можно было распознавать по определенным признакам. Изучение культуральных и биохимических свойств штаммов, выделенных при пищевых отравлениях, не дало пока результатов, которые позволили бы отнести эти штаммы к определенной группе.

Мы провели наблюдения над размножением различных штаммов Вас!. рго1еиэ на отдельных пищевых продуктах. Мы подвергли также изучению протеолитические и пептолитические свойства интересующих нас штаммов протея.

Количественный учет размножающихся бактерий произведен мето-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.