通风防护技术应用

项目六职业病危害控制技术职业健康与防护技术通风防护技术应用任务一通风方式选择案例分析某工厂钢结构车间的电焊烟尘需要治理，请为该工厂钢结构车间选择合理的通风方案。该厂房结构布置及作业条件现状条件如下：（1）需要治理的车间为老厂房的改造，门窗密闭性较差。（2）车间内部隔断较多、焊接工件较固定，作业时上部有行车运行。（3）主要焊接台位较多，局部散发大量烟尘和有害气体。（4）生产节拍相对较慢，各焊接台位作业的时间不同，相对位置较远。任务导入通风方式选择案例分析（5）车间内只设置有部分墙式轴流风扇等，没有选有任何通风净化设备。（6）焊接工艺为普通碳钢焊接，以自动（半自动）CO2气体保护焊、手工焊为主，故焊接烟气治理以除尘为主。（7）对于混凝土结构的厂房，屋顶为水泥浇筑，没有设置风楼、采光、换气等设施，需要进行大量的土建改造工程。任务导入某民房火灾事故任务导入知识与技能要求：局部通风与全面通风的特点各有哪些？请为该工厂钢结构车间选择合理的通风方案。任务知识链接一、通风防护基础知识通风就是采用自然或机械方法使风没有阻碍，可以穿过、到达房间或密封的环境内，以创造卫生、安全等适宜空气环境的技术。这种换气技术是通过合理组织空气的流动，在局部地点或整个建筑物中把不符合卫生要求的空气排走，将符合卫生要求的干净空气送至所需要的场所。通风净化是指利用通风的方法排除并净化被粉尘、有害气体污染的空气技术。通风是工业生产中经常采用的控制粉尘及其有害气体的手段，目的是以最小的费用取得最大的控制效果。任务知识链接（一）有害物的传播机理1.有害物在室内的传播机理粉尘、有害气体都要经过一定的传播过程，扩散到周围空气中。使有害物从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用，称为有害物的尘化和传播。引起尘化作用的气流称为尘化气流。常见的尘化作用如下五种表现形式：（1）剪切压缩造成的尘化作用。（2）诱导空气造成的尘化作用。（3）综合性尘化作用。（4）热气流上升造成的尘化作用。（5）二次尘化作用。因此，采用削弱尘源强度、控制一次尘化气流、隔断二次气流和组织、吸捕气流，才能有效控制粉尘，达到控制粉尘扩散的目的。任务知识链接2.粉尘的传播作用力粉尘在传播过程中所受力，主要有重力、分子扩散力、惯性力（机械力）和气流带动粉尘运动力。粉尘在重力作用下做自由落体时，其最大降落速度为0.008m/s，相对于作业环境中空气流动速度很小。二次气流是由于通风或冷热气流对流所形成的作业环境内气流，二次气流带着局部地点的含尘空气在整个作业环境内流动，使粉尘散布到整个作业环境中，以使粉尘传播。任务知识链接二、通风方法的分类控制工业有害物的通风方法主要有排风和进风。排风指的是在局部地点或整个车间把不符合卫生标准的污浊空气排至室外。进风指的是在局部地点或整个车间把新鲜空气或经过净化符合卫生要求的空气送人室内。通风系统是指实现通风任务所需要的设备、管道及其部件组成的整体。通风就是利用换气的方法，向某一房间或空间输送新鲜空气（送风），将室内被污染的空气直接或经处理后排到室外（排风），从而维持室内环境符合卫生标准，满足人们生活或生产的需要。任务知识链接（一）按动力设备分类按通风过程中使空气流动的动力不同可分自然通风、机械通风和混合通风三大类。1.自然通风自然通风是依靠风压或热压使空气流动来达到通风的目的，风压是由于风力在建筑物迎风面与背风面之间产生的气压差，如图6-1a所示；热压是由于建筑物内外温度差导致空气密度差产生气压差，如图6-1b所示。自然通风是一种既经济又有效地措施，适用于对室内空气的温度、湿度、洁净度、气流速度等参数无严格要求的场所。任务知识链接a.风压作用下的自然通风b.热压作用下的自然通风任务知识链接自然通风可分为有组织自然通风和无组织自然通风。有组织自然通风是利用侧窗和天窗控制，调节进、排气；有组织自然通风对热车间，特别是冶金、轧钢、铸造、锻造等车间是一种经济有效的通风方式，目前采用得较为广泛。无组织自然通风是靠门窗及缝陳进行空气交换的。自然通风不需要人为提供动力，是一种经济节能的措施，一般工业建筑中的通风应优先考虑充分利用有组织的自然通风来改善作业环境，只有当自然通风不能满足要求时，才考虑采用机械通风的方法。任务知识链接（1）热压作用下的自然通风：由于室外空气温度的不同，热空气上升与冷空气；下降形成压差，导致空气对流形成自然通风。（2）风压作用下的自然通风：由于室外风的作用，在建筑物的四周表面造成一定的压差，导致空气吹进或吹出房间，形成自然通风。自然通风的优点：①不消耗机械动力。②可以获得很大的通风换气量，特别是大量余热的车间和开敞式或棚式建筑物，效果显著。自然通风的缺点：①换气量受室外气象条件的影响，通风效果不稳定。②难以对进入室内的空气进行处理，也不能对室外排出的空气进行净化度。任务知识链接在设计有大量余热的厂房时，宜在满足生产工艺的基础上适当提高建筑物的高度，增大天窗与厂房下部门窗等进风口的高度差，以增加热压的作用，有利于形成良好的自然通风。风压和热压同时作用下的自然通风。当建筑物处于热压和风压同时作用时，外围结构上各窗孔的内外压差就等于各窗孔的余压和室外风压之差。在设计有大量余热的厂房时，应该首先考虑采用热压作用下的自然通风以自然通风为主热车间，应尽量采用单跨厂房，便于进风能够达到车间中部。应尽量抬高车间的高度，增大厂房下部进风口和上部排风口之间的高差有利于发挥热压的作用。热源应布置在天窗下部，有利于高温污染气流排出室外。由于生产大量余热的车间，热压作用被广泛应用，在热压作用下，车间能够获得巨大的通风换气量；全面换气效果十分显著，可以起到主导作用，特别是针对体量较大的热车间，通风换气量尤为突出。任务知识链接2.机械通风机械通风是依靠风机、风扇或气泵等设备造成的压力使空气流动。机械通风的形式有机械局部通风和全面机械通风。机械通风系统主要有通风罩、通风管道和风机三部分组成，如需对空气进行净化，还包括净化设备。由于机械通风不受自然风压与热风压的限制，因此其适用性强，不受自然风压和热风压的影响。根据机械通风时空气流动组织形式不同，可将机械通风分为送风式和排风式两种。在某些情况下，也可将送风和排风结合起来，构成送排式通风系统，以提高通风效果。无论是送风通风还是排风通风均会影响室内气流的稳定性，使室内空气与内、外界发生质量交换和热量交换，因此在设计机械通风时，一般均需考虑室内空气质量平衡和热平衡问题。任务知识链接图6-2机械局部送风

图6-3机械局部排风任务知识链接（1）机械局部通风。机械局部通风是利用局部气流，消除工作场所局部位置的粉尘、有毒有害气体或蒸汽、异常温度等有害因素的污染，创造良好的工作环境。按通风范围大小不同，机械局部通风又可分为机械局部送风和机械局部排风。①机械局部送风，局部送风是指将室外或经过处理的空气送至某一局部地点的通风方式，如图6-2所示。分布式局部送风是指在车间内各个工作地点分别采用单独的送风设备，如通风机、喷雾风扇等进行吹风。主要优点：使用灵活、根据需要随时关闭和开启。主要缺点：吹出的空气来自车间内部，易受污染空气的影响，位置变换可以引起二次污染、有害物质会造成整个车间受到影响。任务知识链接系统式送风是指利用通风管道组成通风系统，将空气按照需要送至某个工作地点的通风方式。主要优点：使可以通过设计，直接将室外新鲜空气送入工作地点，或按照需要加温湿度或去污染处理；适应规模较大、生产稳定、操作位置固定的生产方式。主要缺点：系统比较复杂，造价高、运行费用大，局限于改善局部环境，对消除室内空气污染没有效果。②机械局部排风，局部排风是将工业生产中产生的有害、有毒气体或蒸气在其发生源处控制、收集起来，不使其扩散到工作场所，并把有害气体经净化处理后排至工作场所以外，如图6-3所示。这是工矿企业中常用的一种排毒方式。任务知识链接

（2）机械全面通风。机械全面通风的主要优点：根据需要在指定的局部位置进行通风；根据需要确定和控制机械通风的风量、风压、风速；可以对进风和排风进行处理，使空气达到目标要求；根据需要对气流进行组织，使气流方向符合设计要求。

机械全面通风的主要缺点：形式复杂、设备造价高、设备运行费用大；通风换气量受设备的局限性限制。任务知识链接（3）机械通风进风口要求。送风口和排风口的相互位置，一般有下送上排、上送下排及上送上排三种形式，每种形式中，送、排风口又可布置在工作场所同侧或对侧，送、排风口位置对通风效果的影响如图6-4所示。进风口的位置应符合下列原则：①室外空气较清洁的地方。②应低于排气口。③进风口的下缘距室外地坪不小于2米，当设置绿化带时不小于1米。④应避免进气口和排气口短路。⑤用于甲乙类生产厂房的机械送风系统，可共用一个进风口，不得与丙、丁、戊类厂房及通风系统共用f有防火要求的通风系统，进气口应设在不可能有火花溅落的安全地点。任务知识链接横剖面

纵剖面a.对侧上送下排横剖面

纵剖面

横剖面

纵剖面b.同侧上送下排c.中心上送两侧排图6-4送、排风口位置对通风效果的示意图任务知识链接3.混合通风混合通风是由机械通风与自然通风共同作用，在混合通风的情况下，室内进风和排风既有由通风系统产生的有组织的进风或排风，也有从缝隙、窗户、门等形成的无组织进风或排风。这时，应校验房间内的空气热平衡，以保持房间空气温度恒定；还应校验空气质量的平衡，以保持房间处于正压状态或负压状态。当车间产生有毒气体时，房间应为负压状态，以防无组织排风污染周围车间或居民。任务知识链接（二）按通风范围分类按照通风系统作用范围的大小可分为局部通风和全面通风。1.局部通风局部通风是对房间内的某个或几个部分进行的通风。它是利用局部范围的气流，使局部工作地带的环境条件符合卫生标准。局部通风可分为局部送风和局部排风两大类。它们通过局部通风排风系统直接排除有害物源附近有害物质。其优点是排风量小、控制效果好，对工艺影响小，投资成本低。凡是散发有害物质（蒸汽、气体和粉尘）的场合，结合生产工艺，应优先考虑。任务知识链接（1）局部排风系统。一个完整的局部排风系统可用如图6-5来表示。1-局部排风罩；2-风管；3-净化设备；4-风机图6-5局部排风系统示意图任务知识链接①局部排风罩是局部排风的重要装置，是用来捕集粉尘和有害物。它的性能好坏直接影响整个系统的技术经济指标。性能良好的局部排风罩（如密闭罩），只要较小的风量就可获得理想的工作效果。②风管通风系统中输送气体的管道，它把通风系统中的各种设备或部件连成了一个整体。风管通常用表面光滑的材料制作，力求短、直，经济合理，阻力小，如薄钢板、聚氯乙烯板等。③净化设备当排风系统排出的空气中有害物含量超过国家规定的排放标准时，必须设置净化设备来处理含尘空气。④风机是向机械排风系统提供气流流动的动力装置。为了防止风机的磨损和腐蚀，通常把风机放在净化设备后面。任务知识链接（2）局部送风系统。局部送风是将新鲜空气或经过适当处理后的空气送至工人作业地带，以改善作业区空气质量，提高工作效率。局部送风常用于高温车间内只有少数局部作业点需通风降温的场合。局部送风系统分为系统式和分散式两种。系统式局部送风是将空气集中处理（净化、冷却等）后，通过送风管道和送风口分别送至局部作业区。分散式局部送风一般使用轴流风扇或喷雾扇向局部作业区吹风，从而使局部作业场所的热量散发较快。如图6-6所示是某铸造车间浇注工段系统式局部送风系统示意图。任务知识链接图6-6系统式局部送风系统示意图任务知识链接2.全面通风全面通风又称稀释通风，它是对整个厂房进行通风换气。它一方面用清洁空气稀释室内空气中的有害物的浓度，同时不断地把污染空气排至室外，使室内空气中有害物的浓度不超过卫生标准的最高允许浓度。由于它的换气范围大，因此所需的换气量一般较大。除了所需的换气量以外，合理的气流组织形式也是影响全面通风效果好坏的重要因素。任务知识链接（1）全面通风气流组织。全面通风效果不仅取决于通风量的大小，还与通风气流组织有关。所谓气流组织就是合理地布置送、排风口位置、分配风量以及选用风口形式，以便用最小的通风量达到最佳的通风效果。全面通风效果与车间的气流组织关系密切。一般通风房间的气流组织有多种方式，常见的有上送下排、下送上排和中间送上下排等。设计时应综合考虑有害物源与作业人员的相互关系、有害物的性质及浓度、建筑物的门窗等诸多因素，选择最佳气流组织形式。任务知识链接其原则如下：①全面通风的进、排风应避免使含有大量热、湿或有害物质的空气流入没有或仅有少量热、湿或有害物质的作业地带或人员经常停留的场所。进风口应尽量靠近作业地点，排风口应尽量靠近有害物源或有害物质浓度高的区域。②房间内所要求的卫生条件比周围环境的卫生条件高时，应保持室内为正压状态。③在整个通风房间内，应尽量使进风气流均匀分布，减少涡流，避免有害物在局部地点积聚。④进、排风口的相互位置应安排得当，防止进风气流不经污染地带就直接排出室外，形成“气流短路”，如图6-7所示。任务知识链接图6-7某车间气流组织任务知识链接

当车间内同时散发热量和有害气体时，如车间内设有工业炉、加热的工业槽及浇注的铸模等设备，在热设备上方常形成上升气流。在这种情况下，一般采用图6-8所示的下送上排通风方式。清洁空气从车间下部进入，在工作区散开，然后带着有害气体或吸收的余热从上部排风中排出。图6-8热车间的气流组织任务知识链接（三）其他通风方法1.事故通风

事故通风指有毒有害气体突然大量泄露时能够快速排除泄露气体，或送人清洁空气形成正压保护区的应急性强制通风措施。按规定，在生产中可能突然逸出大量有害物质或易造成急性中毒或易燃易爆的化学物质的室内作业场所，必须设置事故通风装置。

未加特别说明的事故通风一般是指全面通风，可称之为全面事故通风。根据具体情况，有针对性地对有害气体或爆炸危险物质泄露可能性最大的局部地点采取事故通风措施，可以称之为局部事故通风。任务知识链接（1）事故排风。针对体积有限的房间，当事故发生后对房间进行大风量强制性排风时，同时应有相应的补风措施使空气进入房间，补充排出的空气。若缺失相应的补风措施，风量得不到平衡，房间内的负压会快速增大，排风的阻力也相应增大，排风量随之减小，最终无法保证事故排风的有效性。因此，采取风量平衡措施是保证事故排风的必要手段。事故排风的补风方式选择有如下两种：①对于密闭性不高的房间。一般不需要采取机械进风补偿措施，利用门窗和其他孔洞等进行无组织进风，即自然补风，可以满足风量平衡要求。②对于密闭性很高的房间。应采取有设计的补风措施，满足风量平衡要求。这些措施包括：采用与事故排风联动的机械送风装置，进行机械补风；采用与事故排风系统相连锁的控制装置，开启预设的补风窗口，进行自然补风。任务知识链接（2）事故送风。除了与上述事故排风措施相对应，为满足风量平衡的需要设置机械送风外，出于消除或减轻事故危害的目的，事故送风的主要作用不应是直接用于泄露场所，而是利用风量平衡无组织排风的压差原理，对泄露区域内的局部地点，如控制室产品检验室门厅等，进行送风，形成正压保护区，阻止有害气体侵入，同时提供新鲜的空气，起到保护室内人员以及为其他疏散人员提供避险场所的作用。需要特别注意的是，为保护人员而设置的正压事故送风系统，新风口应设于空气清洁的安全设置，必要时应设置空气净化装置，以避免将泄漏的有毒有害气体吸入送风系统；事故送风措施是以形成正压保护区为目标的，可不考虑风量平衡的要求，即可仅采取送风措施而不同的采取排风措施。任务知识链接（3）事故联合通风。同时采用事故排风与事故送风，应做好送风机和排风机的联动自控措施。这种方式的风量平衡以及气流组织和负压控制效果最好，但投资较大，维护保养等费用较高，设计时应在仔细分析。事故通风所需的通风量可以由日常使用的机械的通分系统和专门用于事故发生时使用的通风系统共同保证，但在发生事故时，必须保证提供足够的通风量。事故通风的通风换气量应根据工艺设计要求进行计算确定，但每小时不宜小于房间容积的12倍，即换气次数不宜＜12次/h。当不能提供工艺设计资料时，通风换气量宜按换气次数大于等于12次/h确定。任务知识链接（4）吸风口位置设置事故排风装置吸风口的位置对通风防护效果具有较大的影响。吸风口位置设计应符合下列原则：①吸风口应设在有害物源所在的房间内。②吸风口的高度应综合有害气体的容重和房间内空气的流动情况确定。③吸风口应设在有害气体或有爆炸危险的物质放散量可能最大或聚集最多的地点。④吸风口应远离门、窗和进风口。任务知识链接（5）排风口位置设置

事故排风装置的室内外排风设置应符合下列要求：①不应布置在人员经常停留或经常同行的地点，避免对企业内部人员和外部居民与行人的影响。②排风口与机械送风系统进风口的水平距离应大于20m，当时水平距离小于20m时，排风口应高于进风口6m以上，避免气流短路。③当排风中含有可燃气体时，排风口至可能有火花溅落地点的距离应大于20m，避免发生火灾事故。任务知识链接2.密闭空间通风密闭空间指与外界相对隔离，进出口受限，自然通风不良，足够容纳一人进入并从事非常规、非连续作业的有限空间。密闭空间包含可能产生职业病有害因素、包含可能对进入者产生吞没危害、具有内部结构易使进入者落入引起窒息或迷失、包含其他严重职业病危害因素等特征的有限空间，也称之为需要许可密闭空间，不包括经定时监测和持续进行机械通风，能保证在密闭空间内安全作业，并不需要办理许可的无需许可密闭空间。任务知识链接3.置换通风置换通风有别于传统的混合通风的混合稀释原理，它是通过把较低风速（湍流度）的新鲜空气送入人员工作区，利用挤压的原理把污染空气挤到上部空间排走的通风方法，可使室内工作区得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率。在改善室内空气品质的基础上与辐射吊顶（地板）技术结合实现节能的目的。置换通风的原理主要以挤压的原理进行工作。任务知识链接对比因素混合通风置换通风目标全室温湿度均匀工作区舒适性动力流体动力控制浮力控制机理气流强烈掺混气流扩散浮力提升措施1大温差、商风速小温差、低风速措施2上送下回下侧送上回措施3风口湍流系数大送风湍流小措施4风口掺混性好风口扩散性好液态回流区为湍流区送风区为层流区分布上下均匀温度与浓度分层效果1消除全室负荷消除工作区负荷效果2空气质量接近于回风空气质量接近于送风表6-1两种通风方式的比较任务知识链接三、通风主要设备1.排风罩排风罩是局部排风系统中捕集污染物的设备，如图6-9所示。局部排风罩是局部排风系统的重要组成部分。排风罩可以捕集有害物，控制污染气体的流动，防止有害物向室内空气扩散。通过局部排风罩口的气流运动，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。任务知识链接图6-9排风罩结构示意图任务知识链接（1）排风罩按作用原理分外部吸气罩、接受式排风罩、吹吸式排风罩三种。

①外部吸气罩：罩位于有害源附近，依靠罩口的抽吸作用将有害物吸入罩内。对于生产操作影响小，安装围护方便。但排风量大，控制有害物效果较差。主要用于因工艺或操作条件的限制不能将污染源密闭的场合。

②接受式排风罩:排风罩口直接对着具有一定速度的有害物混合气流的运动方向。由于有害物混合气流的定向运动，罩口排风量只要能将有害物排走即可控制有害物的扩散，主要用于热工艺过程。任务知识链接③吹吸式排风罩：由吹吸射流和外部吸气罩组合成。相同条件下，排风量比外部排风罩的少，抗外界干扰气流能力强，控制效果好，不影响工艺操作，但增加了射流系统。主要用于因生产条件限制，外部吸气罩离有害源较远，仅靠吸风控制有害物较困难的场合。（2）排风罩按按密闭程度分：①密闭式排风罩：②半密闭式排风罩：③开敞式排风罩。任务知识链接2.风管风管是通风系统重要的设备之一，主要起送风和排风的作用。3.风机风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械，是通风系统风的动力来源，广泛用于工厂、矿井、隧道、等领域。任务实施方案局部通风与全面通风的特点各有哪些？知识要点—局部通风与全面通风的特点1.局部通风的特点：利用局部范围的气流，使局部工作地带的环境条件符合卫生标准；其优点是排风量小、控制效果好，对工艺影响小，投资成本低。2.全面通风的特点：它是对整个厂房进行通风换气，用清洁空气稀释室内空气中的有害物的浓度，同时不断地把污染空气排至室外，使室内空气中有害物的浓度不超过卫生标准的最高允许浓度。由于通风换气的范围大，因此全面通风需