عندما يتم التحكم في الملوثات المتولدة في موقع العمل عن طريق تهوية المكان الذي نتحدث عنه بالكامل تهوية عامة. يعني استخدام التهوية العامة قبول حقيقة أن الملوث سيتم توزيعه إلى حد ما عبر كامل مساحة موقع العمل ، وبالتالي يمكن أن يؤثر على العمال البعيدين عن مصدر التلوث. وبالتالي ، فإن التهوية العامة هي استراتيجية عكس ذلك الاستخراج المترجمة. يسعى الاستخراج الموضعي إلى القضاء على الملوثات عن طريق اعتراضه بأكبر قدر ممكن من المصدر (انظر "الهواء الداخلي: طرق التحكم والتنظيف" ، في مكان آخر من هذا الفصل).

أحد الأهداف الأساسية لأي نظام تهوية عام هو التحكم في روائح الجسم. ويمكن تحقيق ذلك بتزويد ما لا يقل عن 0.45 متر مكعب في الدقيقة ، م³/ دقيقة ، من الهواء الجديد لكل راكب. عندما يتكرر التدخين أو يكون العمل شاقًا جسديًا ، يكون معدل التهوية المطلوب أكبر وقد يتجاوز 0.9 م³/ دقيقة لكل شخص.

إذا كانت المشاكل البيئية الوحيدة التي يجب على نظام التهوية التغلب عليها هي تلك التي تم وصفها للتو ، فمن الجيد أن تضع في اعتبارك أن كل مساحة لديها مستوى معين من تجديد الهواء "الطبيعي" عن طريق ما يسمى "التسلل" ، والذي يحدث من خلال الأبواب والنوافذ ، حتى عندما تكون مغلقة ، ومن خلال مواقع اختراق الجدران الأخرى. عادة ما توفر أدلة تكييف الهواء معلومات وافية في هذا الصدد ، ولكن يمكن القول أن مستوى التهوية بسبب التسلل يتراوح بين 0.25 و 0.5 تجديد في الساعة كحد أدنى. سيشهد الموقع الصناعي عادة ما بين 0.5 و 3 تجديدات للهواء في الساعة.

عند استخدامها للتحكم في الملوثات الكيميائية ، يجب أن تقتصر التهوية العامة على الحالات التي لا تكون فيها كميات الملوثات المتولدة عالية جدًا ، وحيث تكون سُميتها معتدلة نسبيًا وحيث لا يقوم العمال بمهامهم في المنطقة المجاورة مباشرة لمصدر التلوث. تلوث اشعاعى. إذا لم يتم احترام هذه الأوامر ، فسيكون من الصعب الحصول على قبول للتحكم الكافي في بيئة العمل لأنه يجب استخدام معدلات التجديد العالية هذه لأن سرعات الهواء العالية من المحتمل أن تسبب عدم الراحة ، ولأن الحفاظ على معدلات التجديد المرتفعة مكلف. لذلك من غير المعتاد التوصية باستخدام التهوية العامة للتحكم في المواد الكيميائية إلا في حالة المذيبات التي تحتوي على تركيزات مسموح بها تزيد عن 100 جزء في المليون.

من ناحية أخرى ، عندما يكون الهدف من التهوية العامة هو الحفاظ على الخصائص الحرارية لبيئة العمل بهدف الحدود المقبولة قانونًا أو التوصيات الفنية مثل إرشادات المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ، فإن هذه الطريقة لها قيود أقل. لذلك ، يتم استخدام التهوية العامة في كثير من الأحيان للتحكم في البيئة الحرارية بدلاً من الحد من التلوث الكيميائي ، ولكن يجب التعرف بوضوح على فائدتها كمكمل لتقنيات الاستخراج الموضعية.

بينما لسنوات عديدة العبارات تهوية عامة و التهوية بالتخفيف تم اعتباره مرادفًا ، اليوم لم يعد هذا هو الحال بسبب استراتيجية التهوية العامة الجديدة: التهوية عن طريق الإزاحة. على الرغم من أن التهوية عن طريق التخفيف والتهوية عن طريق الإزاحة تتناسب مع تعريف التهوية العامة الذي حددناه أعلاه ، إلا أنهما يختلفان بشكل كبير في الاستراتيجية التي يستخدمانها للتحكم في التلوث.

التهوية بالتخفيف يهدف إلى خلط الهواء الذي يتم إدخاله ميكانيكيًا تمامًا قدر الإمكان مع كل الهواء الموجود بالفعل داخل الفضاء ، بحيث يكون تركيز الملوث المعين منتظمًا قدر الإمكان طوال الوقت (أو بحيث تكون درجة الحرارة مثل موحدة قدر الإمكان ، إذا كان التحكم الحراري هو الهدف المنشود). ولتحقيق هذا الخليط المنتظم ، يتم حقن الهواء من السقف على شكل تيارات بسرعة عالية نسبيًا ، وتولد هذه التيارات دورانًا قويًا للهواء. والنتيجة هي درجة عالية من خلط الهواء الجديد مع الهواء الموجود بالفعل داخل الفضاء.

التهوية عن طريق الإزاحة ، في تصوره المثالي ، يتكون من حقن الهواء في الفضاء بطريقة تجعل الهواء الجديد يزيح الهواء الموجود سابقًا دون الاختلاط به. تتحقق التهوية عن طريق الإزاحة عن طريق حقن هواء جديد في مكان بسرعة منخفضة وقريبة من الأرض ، واستخراج الهواء بالقرب من السقف. إن استخدام التهوية عن طريق الإزاحة للتحكم في البيئة الحرارية له ميزة أنه يستفيد من الحركة الطبيعية للهواء المتولدة عن تغيرات الكثافة التي هي نفسها بسبب الاختلافات في درجات الحرارة. على الرغم من أن التهوية عن طريق الإزاحة تستخدم بالفعل على نطاق واسع في المواقف الصناعية ، إلا أن المؤلفات العلمية حول هذا الموضوع لا تزال محدودة للغاية ، وبالتالي لا يزال تقييم فعاليتها أمرًا صعبًا.

التهوية بالتخفيف

يعتمد تصميم نظام التهوية عن طريق التخفيف على فرضية أن تركيز الملوث هو نفسه في جميع أنحاء المكان المعني. هذا هو النموذج الذي غالبًا ما يشير إليه المهندسون الكيميائيون على أنه خزان مقلوب.

إذا افترضت أن الهواء الذي يتم حقنه في الفضاء خالٍ من الملوثات وأنه في الوقت الأولي يكون التركيز داخل الفضاء صفرًا ، فستحتاج إلى معرفة حقيقتين من أجل حساب معدل التهوية المطلوب: الكمية من الملوثات التي يتم إنشاؤها في الفضاء ومستوى التركيز البيئي المطلوب (والذي من المفترض أن يكون هو نفسه طوال الوقت).

في ظل هذه الظروف ، ينتج عن الحسابات المقابلة المعادلة التالية:

أين

ج (ر) = تركيز المادة الملوثة في المكان في الوقت المناسب t

a = كمية الملوثات المتولدة (الكتلة لكل وحدة زمنية)

Q = معدل تزويد الهواء الجديد (الحجم لكل وحدة زمنية)

V = حجم المساحة المعنية.

توضح المعادلة أعلاه أن التركيز سيميل إلى حالة ثابتة عند القيمة أ / س، وأنه سيفعل ذلك بشكل أسرع كلما قلت قيمة س / ف، يشار إليه كثيرًا باسم "عدد التجديدات لكل وحدة زمنية". على الرغم من أن مؤشر جودة التهوية يعتبر في بعض الأحيان مكافئًا عمليًا لتلك القيمة ، إلا أن المعادلة أعلاه توضح بوضوح أن تأثيرها يقتصر على التحكم في سرعة التثبيت للظروف البيئية ، ولكن ليس مستوى التركيز الذي ستحدث فيه مثل هذه الحالة المستقرة. سيعتمد ذلك فقط على كمية الملوثات المتولدة (a) ، وعلى معدل التهوية (Q).

عندما يكون هواء مساحة معينة ملوثًا ولكن لا يتم توليد كميات جديدة من الملوثات ، يتم التعبير عن سرعة تناقص التركيز على مدى فترة زمنية من خلال التعبير التالي:

أين Q و V لها المعنى الموصوف أعلاه ، t₁ و t₂ هي ، على التوالي ، الأوقات الأولية والأخيرة و c₁ و c₂ هي التركيزات الأولية والنهائية.

يمكن العثور على التعبيرات للحسابات في الحالات التي لا يكون فيها التركيز الأولي صفرًا (كونستانس 1983 ؛ ACGIH 1992) ، حيث لا يخلو الهواء المحقون في الفضاء تمامًا من الملوثات (بسبب تقليل تكاليف التدفئة في الجزء الشتوي من الهواء يتم إعادة تدويرها ، على سبيل المثال) ، أو حيث تختلف كميات الملوثات المتولدة وفقًا للوقت.

إذا تجاهلنا المرحلة الانتقالية وافترضنا أن الحالة المستقرة قد تحققت ، فإن المعادلة تشير إلى أن معدل التهوية يعادل ج /_ليم، حيث c_ليم هي قيمة التركيز الذي يجب الحفاظ عليه في المساحة المحددة. سيتم تحديد هذه القيمة من خلال اللوائح أو ، كمعيار ثانوي ، من خلال التوصيات الفنية مثل القيم الحدية (TLV) الصادرة عن المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) ، والتي توصي بحساب معدل التهوية بالصيغة

أين a و c_ليم لها المعنى الموصوف بالفعل و K هو عامل أمان. قيمة K يجب تحديد ما بين 1 و 10 كدالة لفعالية خليط الهواء في المساحة المحددة ، لسمية المذيب (الأصغر c_ليم هو ، كلما زادت قيمة K سيكون) ، ولأي ظرف آخر يعتبره خبير حفظ الصحة الصناعية ذا صلة. تستشهد ACGIH ، من بين أمور أخرى ، بمدة العملية ، ودورة العمليات والموقع المعتاد للعمال فيما يتعلق بمصادر انبعاث الملوث ، وعدد هذه المصادر وموقعها في المكان المحدد ، والموسمية. التغييرات في كمية التهوية الطبيعية والانخفاض المتوقع في الفعالية الوظيفية لمعدات التهوية كمعايير محددة أخرى.

في أي حال ، يتطلب استخدام الصيغة أعلاه معرفة دقيقة بشكل معقول لقيم a و K التي يجب استخدامها ، وبالتالي فإننا نقدم بعض الاقتراحات في هذا الصدد.

قد يتم تقدير كمية الملوثات المتولدة بشكل متكرر بكمية بعض المواد المستهلكة في العملية التي تولد الملوثات. لذلك ، في حالة وجود مذيب ، فإن الكمية المستخدمة ستكون مؤشرًا جيدًا على الحد الأقصى للمبلغ الذي يمكن العثور عليه في البيئة.

كما هو موضح أعلاه ، فإن قيمة K يجب تحديدها كدالة لفعالية خليط الهواء في الفضاء المحدد. وبالتالي ، ستكون هذه القيمة أصغر بما يتناسب بشكل مباشر مع مدى جودة التقدير لإيجاد نفس تركيز الملوث في أي نقطة داخل الفضاء المحدد. وهذا بدوره سيعتمد على كيفية توزيع الهواء داخل المساحة التي يتم تهويتها.

وفقًا لهذه المعايير ، فإن القيم الدنيا لـ K يجب استخدامها عندما يتم حقن الهواء في الفضاء بطريقة موزعة (باستخدام مكبس ، على سبيل المثال) ، وعندما يكون حقن الهواء واستخراجه على طرفي نقيض من المساحة المحددة. من ناحية أخرى ، فإن القيم الأعلى لـ K يجب استخدامه عند إمداد الهواء بشكل متقطع واستخراج الهواء عند نقاط قريبة من دخول الهواء الجديد (الشكل 1).

الشكل 1. رسم تخطيطي لدوران الهواء في الغرفة مع فتحتي إمداد

وتجدر الإشارة إلى أنه عندما يتم حقن الهواء في مساحة معينة - خاصة إذا تم ذلك بسرعة عالية - فإن تيار الهواء المتولد سوف يمارس شدًا كبيرًا على الهواء المحيط به. ثم يختلط هذا الهواء مع التيار ويبطئه ، مما يخلق اضطرابًا يمكن قياسه أيضًا. نتيجة لذلك ، ينتج عن هذه العملية خلط مكثف للهواء الموجود بالفعل في الفضاء والهواء الجديد الذي يتم حقنه ، مما يؤدي إلى توليد تيارات هواء داخلية. يتطلب توقع هذه التيارات ، حتى بشكل عام ، قدرًا كبيرًا من الخبرة (الشكل 2).

الشكل 2. عوامل K المقترحة لمواقع المدخل والعادم

من أجل تجنب المشاكل التي تنجم عن تعرض العمال لتيارات من الهواء بسرعات عالية نسبيًا ، يتم حقن الهواء عادة عن طريق نشر الشبكات المصممة بطريقة تسهل الخلط السريع للهواء الجديد مع الهواء الموجود بالفعل في الفضاء. وبهذه الطريقة ، تظل المناطق التي يتحرك فيها الهواء بسرعات عالية صغيرة قدر الإمكان.

لا يتم إنتاج تأثير التدفق الموصوف للتو بالقرب من النقاط التي يهرب فيها الهواء أو يتم استخراجه من خلال الأبواب أو النوافذ أو فتحات الاستخراج أو الفتحات الأخرى. يصل الهواء إلى شبكات الاستخراج من جميع الاتجاهات ، لذلك حتى على مسافة قصيرة نسبيًا منها ، لا يُنظر بسهولة إلى حركة الهواء على أنها تيار هواء.

على أي حال ، عند التعامل مع توزيع الهواء ، من المهم مراعاة ملاءمة وضع محطات العمل ، إلى أقصى حد ممكن ، بحيث يصل الهواء الجديد إلى العمال قبل أن يصل إلى مصادر التلوث.

عندما تكون هناك مصادر مهمة للحرارة في مساحة معينة ، فإن حركة الهواء ستكون مشروطة إلى حد كبير بتيارات الحمل التي تنتج عن اختلافات الكثافة بين الهواء البارد الأكثر كثافة والهواء الدافئ الفاتح. في أماكن من هذا النوع ، يجب ألا يفشل مصمم توزيع الهواء في تذكر وجود مصادر الحرارة هذه ، أو قد تكون حركة الهواء مختلفة تمامًا عن تلك المتوقعة.

من ناحية أخرى ، فإن وجود التلوث الكيميائي لا يغير بطريقة قابلة للقياس كثافة الهواء. بينما في الحالة النقية ، قد يكون للملوثات كثافة مختلفة تمامًا عن كثافة الهواء (عادةً ما تكون أكبر بكثير) ، نظرًا للتركيزات الحقيقية الموجودة في مكان العمل ، فإن مزيج الهواء والملوثات ليس له كثافة مختلفة بشكل كبير عن كثافة الهواء. كثافة الهواء النقي.

علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن أحد أكثر الأخطاء شيوعًا في تطبيق هذا النوع من التهوية هو تزويد المساحة بشفاطات الهواء فقط ، دون إعطاء أي مدروس لمآخذ الهواء الكافية. في هذه الحالات ، تقل فعالية مراوح الاستخراج ، وبالتالي تكون المعدلات الفعلية لاستخراج الهواء أقل بكثير مما هو مخطط له. والنتيجة هي تركيزات محيطة أكبر للملوثات في مساحة معينة من تلك التي تم حسابها في البداية.

لتجنب هذه المشكلة ، يجب التفكير في كيفية إدخال الهواء إلى الفضاء. مسار العمل الموصى به هو استخدام مراوح التنفس وكذلك مراوح الاستخراج. عادة ، يجب أن يكون معدل الاستخراج أكبر من معدل التطعيم للسماح بالتسلل من خلال النوافذ والفتحات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يُنصح بإبقاء المساحة تحت ضغط سلبي طفيف لمنع التلوث الناتج عن الانجراف إلى مناطق غير ملوثة.

التهوية عن طريق الإزاحة

كما هو مذكور أعلاه ، مع التهوية عن طريق الإزاحة ، يسعى المرء إلى تقليل اختلاط الهواء الجديد والهواء الموجود سابقًا في المساحة المحددة ، ويحاول ضبط النظام على النموذج المعروف باسم تدفق المكونات. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق إدخال الهواء بسرعات بطيئة وعلى ارتفاعات منخفضة في المساحة المحددة واستخراجها بالقرب من السقف ؛ هذا له ميزتان على التهوية عن طريق التخفيف.

في المقام الأول ، يجعل معدلات تجدد الهواء أقل ممكنة ، لأن التلوث يتركز بالقرب من سقف المكان ، حيث لا يوجد عمال يتنفسونه. ال المتوسط سيكون التركيز في المساحة المحددة أعلى من c_ليم القيمة التي أشرنا إليها من قبل ، ولكن هذا لا يعني وجود مخاطر أعلى للعمال لأنه في المنطقة المحتلة من المساحة المحددة ، سيكون تركيز الملوث هو نفسه أو أقل من c_ليم.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يكون هدف التهوية هو التحكم في البيئة الحرارية ، فإن التهوية عن طريق الإزاحة تجعل من الممكن إدخال هواء أكثر دفئًا في المساحة المحددة مما يتطلبه نظام التهوية عن طريق التخفيف. وذلك لأن الهواء الدافئ الذي يتم استخراجه يكون عند درجة حرارة أعلى بعدة درجات من درجة الحرارة في المنطقة المشغولة من الفضاء.

تم تطوير المبادئ الأساسية للتهوية عن طريق الإزاحة بواسطة Sandberg ، الذي طور في أوائل الثمانينيات نظرية عامة لتحليل المواقف التي توجد فيها تركيزات غير منتظمة للملوثات في الأماكن المغلقة. سمح لنا ذلك بالتغلب على القيود النظرية للتهوية عن طريق التخفيف (الذي يفترض تركيزًا موحدًا في جميع أنحاء المساحة المحددة) وفتح الطريق للتطبيقات العملية (Sandberg 1980).

على الرغم من استخدام التهوية عن طريق الإزاحة على نطاق واسع في بعض البلدان ، لا سيما في الدول الاسكندنافية ، فقد تم نشر عدد قليل جدًا من الدراسات التي تمت فيها مقارنة فعالية الطرق المختلفة في التركيبات الفعلية. هذا بلا شك بسبب الصعوبات العملية لتركيب نظامين مختلفين للتهوية في مصنع حقيقي ، ولأن التحليل التجريبي لهذه الأنواع من الأنظمة يتطلب استخدام أدوات التتبع. يتم التتبع عن طريق إضافة غاز تتبع إلى تيار تهوية الهواء ثم قياس تركيزات الغاز في نقاط مختلفة داخل الفضاء وفي الهواء المستخرج. هذا النوع من الفحص يجعل من الممكن استنتاج كيفية توزيع الهواء داخل الفضاء ومن ثم مقارنة فعالية أنظمة التهوية المختلفة.

الدراسات القليلة المتاحة التي تم إجراؤها في التركيبات القائمة الفعلية ليست قاطعة ، باستثناء ما يتعلق بحقيقة أن الأنظمة التي تستخدم التهوية عن طريق الإزاحة توفر تجديدًا أفضل للهواء. ومع ذلك ، في هذه الدراسات ، غالبًا ما يتم التعبير عن تحفظات بشأن النتائج بقدر ما لم يتم تأكيدها من خلال قياسات المستوى المحيط للتلوث في مواقع العمل.

الرجوع