مقدمه:

اهميت هواي پاك در محيطهاي صنعتي بخوبي شناخته شده است. در صنعت امروزي با فرايندهاي پيجيده از تركيبات و مواد شيميايي متعدد و رو به افزايشي استفاده مي شودكه تعداد زيادي از آنها داراي سميت بالايي هستند . استفاده از اين مواد سمي ممكن است منجر به توليد گازها‏ ‏، بخارات و يا ممكن است در محيط كار سبب عدم آسايش و نا ايمن شدن محيط كار گردد. چنانچه حفاظت كارگر ضروري باشد ،طراحي مناسب و موثر تهويه مي تواند راه حل مشكلات فوق باشد.

·        در مقاله اي كه در سال1363از طرف شركت زغال كرمان منتشر شد، تعداد كارگراني كه در مناطق چهار گانه زغال كرمان فعاليت داشتند 675 نفر ذكر شده است كه تعداد 631 نفر آنها در محل معاينات پزشكي مبتلا به بيماريهاي ريوي ناشي از گرد وغبار بوده اند.

·        طبق يك پژوهش در كارخانه توليد آلومينيوم در بوسني، غلظت عوامل شيميايي در اين كارخانه56.3 درصد نمونه ها بالاتر از حد استاندارداست كه با ارائه روشهاي كنترلي و استفاده از تهويه (موضعي- عمومي) در اين كارخانه فقط 15.4 درصد قسمتهاي بالا، بالاتر از حد استاندارد بود[1]

ماده13 آيين نامه حفاظت فني وبهداشت كار : محل كار در هر كارگاه بايد بطوري تهويه شود كه كارگران هميشه هواي سالم تنفس كنند و در مورد محلهاي سرپوشيده مقدار هواي لازم براي هر كارگر بر حسب نوع كار در هر ساعت 30 تا50 متر مكعب مي باشد.

ماده 15 آيين نامه حفاظت فني و بهداشت كار: در كارگاهائيكه تهويه كافي نباشد بايد از وسايل تهويه مصنوعي استفاده گردد

تبصره 1 ماده 96 قانون كار: وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشكي كشور مسئول  برنامه ريزي، كنترل ، ارزشيابي و بازرسي در زمينه بهداشت كار و درمان كارگري بوده و موظف است اقدامات لازم را در اين زمينه بعمل آورد.

تهويه صنعتي:

سيستمهاي تهويه بكار رفته در صنعت بطور اساسي دو دسته اند.

سيستم مولد (supply system)كه براي توليد هواي فرآوري شده جهت محيط كار مورد استفاده قرار مي گيرد و سيستم تخليه كننده يا مكنده(Exhaust system) كه براي تخليه آلاينده هاي توليد شده بوسيله يك فرآيند بمنظور كنترل كيفيت هواي محيط كار در حد قابل قبول بهداشتي بكار

مي رود.

يك برنامه كامل تهويه بايد هر دو جنبه توليد وتخليه هوا(هر دو سيستم هواده و هواكش)را در نظر بگيرد چنانچه حجم هواي تخليه شده از يك محيط كار بيشتر از هواي تجويز شده به آن باشد، كارگران شاغل در آن محيط با فشار هوايي كمتر از هواي بيرون موجهه خواهند داشت در اين شرايط ، هوا بطور كنترل نشده اي از روزنه ها، درها وپنجره هاي باز وارد محيط كار خواهد شد كه نتيجه آن عبارتست از:

1.     احساس عدم آسايش كارگران در زمستان

2.     افزايش هزينه هاي فرآوري هوا

3.     كاهش كارآيي سيستم مكنده كه ممكن است منجر به كاهش  و يا عدم كنترل آلاينده گردد

سيستم هاي مولد :اين سيستم ها به دو منظور بكار مي روند:

1.     براي تامين آسايش در مجتمع(سيستم تهويه مطبوع)

2.     براي جايگزيني و تامين هواي تخليه شده از مجتمع(سيستم جايگزين كننده هوا)

يك سيستم هوا ساز خوب شامل بخشهاي زير است:

Pبخش ورودي هوا(دريافت كننده هوا)               Pصافي(پاك كننده هوا)

Pباد بزن(هواكش)            P كانال                  Pتوزيع كننده هوا براي پخش هوا

معمولا صافيها، وسايل گرمايشي و سرمايشي و بادبزنها در هم ادغام شده ، و يك واحد به نام هواساز يا مولد هوا ناميده مي شود.

سيستم هاي مكنده: اين سيستم ها به دو گروه زير تقسيم مي شوند:

الف ) تهويه مكنده عمومي(General Exhaust System): تهويه مكنده عمومي را مي توان براي كنترل گرما ويا مانع آلاينده هاي توليد شده در يك فضاي معين بوسيله حجم زيادي از هوا بكار برد. معمولا به همراه يك سيستم مكنده، يك سيستم مولد بكار مي رود تا هواي تخليه شده را جايگزين كند.

ب )تهويه مكنده موضعي(Local Exhaust System): بر اساس دريافت آلاينده در منبع و يا نزديك آن كار مي كند. زيرا موثرتر بوده ودر با مقايسه با سيستم تهويه عمومي براي تخليه آلاينده ها ، حجم هواي كمتري نياز دارد. در حال حاضر به دليل تاكيد بر كنترل آلودگي هوا و نياز به سيستم هاي تميز كننده موثر هوا از اين سيستم استفاده مي شود.

يك سيستم مكنده موضعي داراي 4 بخش عمده زير است:

Pهود          P سيستم كانال و يا مجرا كا خود شامل دود كش ويا كانال برگشت هوا نيز مي شود

Pوسايل تميز كننده هوا(filter)                    P هواكش

هدف از هود ، دريافت و جمع آوري كليه آلايندههاي توليد شده در جريان هوايي كه به سمت آن است مي باشد. بعد از دريافت آلاينده توسط هود، هواي آلوده بايد بوسيله كانال به تميز كننده هوا(در صورت وجود) و به هواكش ( در صورت وجود تميز كننده هوا) انتفال دهد. هواكش بايد بر تمام افتهاي ناشي از مالش، ورودي هوا و اتصالات موجود در سيستم غالب گشته و بتواند حجم هواي آلوده را به بيرون به جريان اندازد.

انواع سرعت در تهويه صنعتي:

1.    سرعت ربايش يا گيرايي(Capture Velocuty): عبارتست از حداقل سرعت جريان هواي نفوذي به هود كه براي دريافت و انتقال آلاينده به درون هود مورد نياز است اين سرعت به ميزان جريان هوا و شكل دهانه هود بستگي دارد

2.    سرعت روبرو يا سرعت در دهانه باز هود(Face velocity): عبارتست از سرعت جريان هوا در دهانه هود

3.    سرعت در محفظه يكنواخت ساز(‍Plenum Velocity) : عبارتست از ميزان سرعت جريان هوا در محفظه يكنواخت ساز يا پلنوم

صافيها(Filters): براي دفع ذرات و هنگاميكه غلظت آن در هوا در حد كم يعني د رحدي كه در هواي بيرون يافت مي شوند طراحي شده اند. اين وسايل معمولا در سيستم هاي تهويه، تهويه مطبوع و گرم كننده ها و در محلهايي كه غلظت آلاينده به ندرت از 1 گرين بر 1000فوت مكعب هوا تجاوز كرده و اغلب از.1 گرين در 1000 فوت مكعب هوا كمتر است بكار مي رود.

غبار گيرها(Duct Collectors) : معمولا براي بار سنگين تر آلودگي ناشي از فرايند هاي صنعتي يا جريان گازي كه بايد تميز شوند و اغلب در سيستم هاي تهويه ويا گاز تخليه شده از دودكش فرايندها يافت مي شود، طراحي مي گردد.

هواكش يا باد بزن:هواكشها وسايل اصلي و عمده به حركت درآورنده هوا بوده و در كاربردهاي صنعتي به كار مي روند كه شامل سه دسته هواكش محوري، گريز از مركز و گروه ويژه(ونتيلاتورهاي سقفي) مي باشند.

تخليه كننده هوا:اين وسايل داراي راندمان پاييني هستند و فقط براي جابجايي مواد خاص بكار

 مي روند. اين وسايل براي انتقال جريان هاي هوايي كه شامل مواد خورنده، قابل اشتعال وانفجار، داغ وچسبنده هستند و ممكن است به هواكش آسبي وارد نموده و يا عمل هواكش را به زودي مختل نمايند ساخته شده و بكار مي روند.

نكاتي در ارتباط با طراحي:

·        امكانات طراحي را تمام افراد درگير از جمله راهبران فرآيند يا وسايل و همچنين افراد، تعمير و نگهداري، بهداشت وايمني حريق و محيط زيست هماهنگ نمائيد.

·        نقشه عمليات ، اتاق كار ، ساختمان(در صورت نياز)و غيره. مكانهاي در دسترس براي نصب وسايل تميز كننده هوا و هواكش نيز بايد برآورد گردند.يكي از نكات مهمي كه در اين زمينه بايد در نظر گرفته شود مشخص نمودن محل سيستم تخليه مي باشد وبايد بگونه اي باشد كه هواي تخليه شده ، از طريق دهانه هاي باز ساختمان به ساختمان بر نگردد

·        نقشه مسير كانالها شامل ابعاد افقي و قائم مسير هاي كانال، محل هواكش ، جمع آوري كننده وغيره تهيه شود

·        هواكش را نزديك به بخش هايي كه داراي افت زيادي هستند قرار دهيد اين كار متعادل سازي را آسانتر كرده و ممكن است هزينه هاي راهبري كمتر شود.

·        اطلاعاتي از جزئيات فراينده خصوصا سميت، ارگونومي، ويژگيهاي فيزيكي و شيميايي، ميزان جريان هوا، حداقل سرعت مورد نياز كانال، افتهاي وروديو سرعتهاي مورد نياز ربايش را تهيه كنيد

·        شيوه و محل وسايل توزيع هواي جايگزين شده را با توجه به محل هود در نظر بگيريد

·        نوع و محل اين وسايل مي تواند بطور قابل ملاحظه اي كنترل آلودگي را از طريق توليد تلاطم ناخواسته در هود كاهش دهد.

وضعيت تهويه در سالن:

سالن پرس شاپ بعلت بزرگي مساحت و توليد كم آلودگي هاي ذره اي و گازي و... نياز آنچناني به تهويه موضعي ندارد در داخل سالن اتاقكهايي طراحي شده است كه در هر كدام از اين اتاقها كارهاي تعميراتي انجام مي گيرد و در هر كدام از اينها از تهويه موضعي براي جلوگيري از انتشار آلودگي استفاده  مي كنند.

اما خود سالن داراي پنجره هاي سقفي است كه رو به شمال باز شده اند و فنهايي به تعداد زير در اين پنجره ها نصب كرده اند: سالن داراي 7 خط افقي پنجره سقفي بطور سراسري از اول سالن تا آخر سالن است كه در هر كدام از اين خطها ي افقي، 11 فن نصب شده است كه تهويه عمومي اين سالن توسط 77 فن صورت مي گيرد اما تعدادي از اين فنها خراب شده بودند.

ارزيابي و طراحي سيستم تهويه در اتاق جوشكاري:

براي جلوگيري از انتشار آلاينده ها ، براي ماشينهاي جوشكاري سيستم تهويه موضعي وجود دارد.

براي ارزيابي هود از دستگاهي به نام آنمومترپره اي استفاده مي كنيم اين دستگاه ساخت ژاپن با ماركTOKYO – OTA بود براي اندازه گيري سرعت جريان هوا به اين شكل عمل مي كنيم كه عدد اول آنمومتر (عدد اوليه) را يادداشت مي كنيم و پس از يك دقيقه كه آنمومتر را در جهت جريان هوا ي قرار مي دهيم و عدد ثانويه را يادداشت مي كنيم از اختلاف عدد ثانويه و عدد اوليه مربوط به سرعت جريان هواي آنمومتر، سرعت جريان را در يك نقطه بدست مي آوريم

بمنظور اندازه گيري سرعت روبرو، بايد دهانه باز هود را به 24-64 نقطه تقسيم كنيم . در بررسي انجام گرفته دهانه باز هود را بطور متوسط به 50 نقطه تقسيم كرديم و سرعت جريان هوا را توسط دستگاه در اين نقاط بدست آورديم كه به شرح زير است:

 ميانگين سرعت در دهانه هود برابر است با:Vf=1.072 m/s =214.2 ft/min                 

باتوجه به اينكه سرعت در دهانه باز هود 214.2ft/minمي باشد . هود از نوع ساده مي باشد زيرا سرعت در دهانه هود كمتر از 1000ft/min  است.

براي تعيين كارايي هود، بايد ميانگين سرعت روبرو در رنج .8 - 1.2 سرعت در دهانه هود باشد و با توجه به اندازه گيري صورت گرفته در اين مورد‏‏، مي توان گفت كه سرعت روبرو دراين رنج قرار ندارد ودر نتيجه مكش هود يكنواخت نمي باشد.

سطح دهانه باز هود:   A=30*50=1500cm2 = 1.66 ft2    

دبي هود:  Q=A . V = 1.66 * 214.2 = 355.5 cfm

محيط كانال:D=.55 M      سطح كانال: A=.02M^2 = .25 FT^

Q =A.V 355.5=.25*Vt’Vt=1422fpm

با توجه به اينكه مكش هوديكنواخت نيست طراحي براي دوميز جوشكاري صورت گرفت. ضمنا نزديكترين فاصله اي كه مي توان هود را نسبت به سطح منتشر كننده آلودگي قرار داد 20cm است و براساس مطالب مندرج در Vs-90-02 سرعت كانال 3000fpm است در طراحي انجام گرفته افت فيلتر2vp و افت فن .5vp در نظر گرفته شده است در ضمن سرعت ربايش مجاز براي اين شغل در حدود50 – 100 ft/min  است بقيه محاسبات در صفه بعد آمده است   

 Wlding Ventilation Hood