Проектирование систем вентиляции химических лабораторий

Проектирование вентиляции в химических лабораториях (химлабораториях)

Наша проектно-монтажная компания предлагает комплексное решение задач по проектированию систем вентиляции любого уровня сложности, подбор оптимального оборудования для систем промышленной вентиляции в соответствии с техническим заданием и пожеланиями заказчика, а также монтаж «под ключ» и пуско-наладочные работы.

Согласно действующих строительных и санитарных нормативов помещения лабораторий по назначению бывают следующих типов: химические, физические, биологические, боксы биологические и микробиологические, химические и технологические препараторские, лаборатории для работы с радиоактивными веществами, микроаналитические и аналитические весовые, лаборатории для специальных работ (спектральные, масс-спектрометрические, электронной микроскопии, ртутные и прочее).

К химическим лабораториям согласно действующих строительных и санитарных нормативов относят все лаборатории химического профиля, а также лаборатории другого профиля, в которых размещен один и более вытяжных шкафов для химических опытов.

К химическим лабораториям относят следующие виды помещений: кабинет химии в учебных заведениях, химические лаборатории научно-исследовательских институтов, химические лаборатории всех предприятий химической и нефтехимической промышленности.

К биологическим лабораториям относят следующие виды помещений: кабинеты биологии специализированных учебных заведений, биологические лаборатории больниц, поликлиник и других учреждений министерства здравоохранения; биологические лаборатории научно-исследовательских институтов.

К химическим и технологическим препараторским относят следующие виды помещений: лаборатории проверки качества продукции и товаров на всех предприятиях пищевой и легкой промышленности.

1. Вредные факторы работы в химических лабораториях.

Основные вредности, которые выделяются в химических лабораториях, пары, аэрозоли, испарения, дым, запахи от кислот, щелочей, легко-воспламеняющих жидкостей, органических и неорганических веществ, некоторые из которых являются токсичными. При проведении химического анализа или опытов происходит выделение теплоты, иногда в большом количестве. Некоторые продукты химического анализа или опытов имеют большую степень детонации, что может привести к взрывной реакции внутри помещения лаборатории.

Химические вещества по категории токсичности, согласно действующих санитарных норм, разделяются на: слаботоксичные, среднетоксичные, сильнотоксичные и особосильные (ядовитые) вещества.

Категории производств или процессов по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности в помещениях химических лабораторий, согласно действующих строительных нормативов подразделяются на категории А, Б, В, Г и Д.

Категория «А», взрывопожароопасное помещение, где используются для опытов или получаются в результатов опытов, горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что они могут образовывать парогазовоздушные смеси, которые при воспламенении развивают избыточное давление взрыва в помещении, которое превышает 5 кПа. Вещества и материалы (ацетилен, водород, бензин, спирт), которые способны взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что избыточное расчётное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа или 0,05 кГс/см².

Категория «Б», взрывопожароопасное помещение, где используются для опытов или получаются в результатов опытов, горючие пыли и волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С (сера, уголь, красители, пигменты, масла, спирты). Горючие пыли, волокна и жидкости в таком количеств, что могут образовывать пылевоздушные или паровоздушные взрывоопасные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа или 0,05 кГс/см².

Категория «В», пожароопасное помещение, где используются для опытов или получаются в результатов опытов, горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна). Вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть (кислоты, щелочи, электролиты, фенолы, пластмассы и прочее).

Категория «Г», пожароопасное помещение, где используются для опытов или получаются в результатов опытов вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, которые выделяют лучистое тепло, искры и пламя; а также горючие газы, жидкости и твердые тела, которые сжигаются или утилизируются как топливо.

Категория «Д», помещение, где используются для опытов или получаются в результатов опытов негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

2. Архитектурные решения по химическим лабораториям.

Наружные стены, пол и потолок химической лаборатории должны быть второй степени огнестойкости в 1,5 часа (EI 90). Согласно действующих строительных норм, вторая степень огнестойкости – это здания или помещения, где ограждающие и несущие конструкции выполнены из плитных и листовых негорючих материалов, железобетона, бетона. А также построенные на основе как естественных, так и искусственных материалов. Покрытия этих лабораторий могут иметь незащищенные конструкции из стали.

Помещения химических лабораторий запрещается размещать в подвальных этажах здания.

В химических лабораториях следует предусматривать специальные помещения или камеры для хранения оперативного запаса легковоспламеняющихся жидкостей и химикатов.

3. Требования по вентиляции химических лабораторий.

Согласно действующих строительных норм при проектировании вентиляции химических лабораторий температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха в помещении принимают такую, как для производственных помещений, где работу персонала относятся к категории легких работ. Для специализированных химических лабораторий параметры внутреннего воздуха определяются по технологическим требованиям.

Основным рабочим местом в химической лаборатории является вытяжной шкаф. Объем воздуха, который удаляется, следует определять в зависимости от скорости движения воздуха (0,5 – 1,0 м/с) в расчетном проеме шкафа, который равен 0,2 м2 на 1 метр длины вытяжного шкафа.

Если при проведении опытов, которые связанны с выделением в воздух паров, аэрозолей и пыли веществ 1, 2 и 3-го класса опасности, то скорость движения воздуха в расчетном проеме вытяжного шкафа следует увеличить до 1,2—1,5 м/с. Вытяжные шкафы должны иметь верхний и нижний отсос для удаления использованного воздуха.

В помещении химической лаборатории необходимо проектировать и монтировать приточную и вытяжную вентиляцию с естественным и механическим побуждением, предусматривая при этом подогрев, очистку и увлажнение (в холодный период года) приточного воздуха.

Систему общеобменной вытяжной вентиляции помещения химической лаборатории проектируют из условия удаления из помещения избытков тепла, влаги и газовых выделений от горелок и технологического оборудования.

Запрещена рециркуляция воздуха в помещениях химических лабораторий, где производятся работы с вредными веществами всех классов опасности или происходит выделение горючих паров и газов.

В химической лабораторий в обязательном порядке необходимы открывающиеся фрамуги на окнах и вытяжки естественной вентиляции для кратковременного и постоянного проветривания помещения.

В химической лаборатории подачу приточного воздуха следует проектировать из следующих условий: в само помещение лаборатории подается воздух в объеме 80-90% от объема воздуха, который удаляется местными вытяжными системами и общеобменной вытяжной вентиляцией. Остальное количество воздуха в объеме 10-20% подается в коридор и холл химической лаборатории. При этом необходимо учитывать, что в холле химической лаборатории необходимо обеспечить 20-кратный обмен воздуха.

Вентиляторы местных отсосов, вытяжных и приточных систем вентиляции необходимо проектировать и монтировать в отдельном помещении – в вентиляционной камере, которая расположена в непосредственной близости от помещения химической лаборатории.

При аэродинамическом расчете приточных и вытяжных систем вентиляции для химических лабораторий, которые размещаются на разных этажах многоэтажного здания, необходимо учитывать ветровой подпор воздуха в помещениях, в зависимости от этажа, на котором расположено данное помещение лаборатории.

Допустимые и максимальные значения звукового давления и уровня звука на постоянных рабочих местах от работающих двигателей вытяжных и приточных вентиляторов необходимо принимать в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности».

4. Системы управления вентиляции химических лабораторий.

Шкафы управления вытяжных шкафов, общеобменных вытяжных систем и систем дымоудаления в помещении химической лаборатории должны быть продублированные. Один шкаф управления размещается непосредственно рядом с выходом из химической лаборатории, а второй в помещении охраны здания.

При работе вытяжных шкафов, общеобменных вытяжных систем и систем дымоудаления в помещении химической лаборатории на шкафах управления должно работать устройство световой сигнализации, которое оповещает о том, что вентилятор данной вентиляционной системы в настоящее время включен и работает.

Для общеобменных вытяжных систем и вытяжных шкафов химических лабораторий, где проводятся опыты с веществами или материалами по категориям А, Б и В следует проектировать резервные вентиляторы, которые автоматически включаются при остановке основного, и световую сигнализацию о работе основного и резервного вентилятора.

5. Особенности проектирования вытяжной вентиляции химических лабораторий.

В помещении лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категориям А, Б и В местные отсосы и общеобменную вытяжку необходимо проектировать отдельными друг от друга, даже в пределах одного помещения.

В помещении лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категориям Г и Д, местные отсосы и общеобменную вытяжку разрешается объединять в одну вытяжную систему. Причем воздуховоды местных отсосов и общеобменной вытяжки можно объединить в пределах помещения химической лаборатории или в помещении вентиляционной камеры.

Если в химической лаборатории проводятся опыты с образованием химически активных газов и паров жидкости, то воздуховоды вытяжной системы вентиляции необходимо изготовлять из коррозионно-стойких материалов.

В помещении лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категории В, оборудованных вытяжными шкафами, которые предназначенных для работы со взрывопожароопасными веществами, можно проектировать двумя способами:
1 способ. Децентрализованная система вентиляции, где на каждый вытяжной шкаф и помещение химической лаборатории проектируется и монтируется отдельный воздуховод, вентилятор и шкаф управления;
2 способ. Централизованная система вентиляции, при которой вытяжные воздуховоды от каждого отдельного помещения химических лабораторий объединяются в единый вертикальный или горизонтальный коллектор, который размещается за пределами здания или на техническом этаже в помещении вентиляционной камеры.

Рис.4. Децентрализованная система общеобменной приточной и
вытяжной вентиляция химической лаборатории.

При проектировании и монтаже децентрализованной системы вытяжной вентиляции в помещениях химических лабораторий, где проводятся опыты с веществами или материалами по категории В, Г и Д разрешается установка оборудования всех систем, включая вентиляционные системы вспомогательных помещений, в одной вентиляционной камере. При этом на воздуховодах вытяжных систем из помещений химических лабораторий, в которых применяются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, а также при проходе воздуховода через несущие конструкции необходимо монтировать огнезадерживающие клапана.

Рис.5. Централизованная система общеобменной приточной и
вытяжной вентиляция химической лаборатории

При проектировании и монтаже централизованной системе вытяжной вентиляции необходимо выполнять следующие рекомендации:
1. На всех ветках системы вытяжной вентиляции, которые входят в помещение химической лаборатории, необходимо монтировать огнезадерживающие клапана;
2. В помещении венткамеры необходима установка резервного вентилятора, который автоматически включается в работу при остановке основного;
3. В помещении лаборатории, где проводятся опыты с применением взрывоопасных или взрывопожароопасных веществ, необходимо дополнительно монтировать:
- воздуховоды, вентиляторы и электродвигатель вентилятора во взрывобезопасном исполнении;
- автоматическую систему контроля концентрации газов в коллекторе и систему аварийного проветривания, которая обеспечивает добавление наружного воздуха в коллектор при концентрации газов или паров в коллекторе более 20% от нижнего предела воспламенения.

Образование высокотоксичных и взрывопожароопасных смесей газов, паров, аэрозолей и пыли в коллекторе не допускается.

6. Особенности проектирования приточной вентиляции химических лабораторий.

Системы приточной вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха, которые обслуживают помещения химических лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категориям А, Б и В, следует проектировать отдельными для каждого помещения. Причем на воздуховодах, которые проходят через несущие конструкции, необходимо монтировать огнезадерживающие клапана.

Системы приточной вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха, которые обслуживают помещения химических лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категориям Г и Д, можно проектировать совместными с помещениями категории В и вспомогательными помещениями химических лабораторий. Причем на каждой ветке воздуховодов необходимо монтировать обратный клапан.

Для помещениях химических лаборатории, где проводятся опыты с веществами или материалами по категории В разрешается проектирование общего приточного коллектора. Разрешается объединение 9-ти поэтажных воздуховодов для общего приточного коллектора. Причем на каждой поэтажной ветке воздуховодов и вблизи приточного вентилятора необходимо установить самозакрывающиеся обратные клапана.

Подачу воздуха в камеры оперативного запаса легковоспламеняющих жидкостей, расположенные в помещении химической лабораторий, разрешено осуществлять от общей системы приточной вентиляции лаборатории, при условии, что камера оперативного запаса легковоспламеняющих жидкостей снабжена автоматической системой пожаротушения и на приточном и вытяжном воздуховодах установлены огнезадерживающие клапана.

7. Система дымоудаления и подпора воздуха в помещениях химических лабораторий.

При проектировании вентиляции в помещениях химических лабораторий предусматривается в безусловном порядке система дымоудаления из основных и вспомогательных помещений химических лабораторий и система подпора воздуха на путях эвакуации людей, тамбурах и лестничных клетках. Система дымоудаления и подпора воздуха состоит из клапанов дымоудаления, плотных стальных воздуховодов, покрытых огнезадерживающим составом; бетонных или кирпичных вертикальных шахт, огнезадерживающих клапанов, вентиляторов дымоудаления (радиальные, осевые или крышные радиальные).

Рис. 6. Схема системы дымоудаления из помещений здания и система
подпора воздуха на путях эвакуации людей из горящего здания

При проектировании вертикальные коллекторы или шахты систем дымоудаления из помещений надземной части здания должны иметь предел огнестойкости 0,75 ч (EI 45). Все остальные воздуховоды систем противодымной защиты должны иметь предел огнестойкости не менее 0,5 ч (EI 30).

Воздуховоды систем подпора воздуха при пожаре должны иметь предел огнестойкости не менее 0,5 ч (EI 30). Воздуховоды систем подпора воздуха на путях эвакуации людей и лестничных клетках должны иметь предел огнестойкости 2,5 часа (EI 150).
Именно такие временные ограничители, которые проверены почти столетним опытом человечества в современном строительстве, позволяют минимизировать первоначальные затраты на проектирование и монтаж системы дымоудаления. А при возникновении пожара на складе, позволяют его быстро потушить и минимизировать его вредные последствия для человека и окружающей среды.

Заказать проектные работы систем вентиляции химических лабораторий по самым лучшим ценам

Наша компания предлагает Вам высококачественное сертифицированное оборудование от ведущих производителей вентиляционного оборудования. Кроме того, у нас работают специалисты с высокой квалификацией по проектированию, монтажу, пуско-наладке и сервисному обслуживанию всего вентиляционного оборудования, которое необходимо Вам для высокоэффективной и надежной работы Вашей вентиляционной системы.

Наши приоритеты — это надежность, качество и эффективность, поэтому сотрудничая с нами, Вы имеете возможность оценить все преимущества работы с профессионалами!