Wentylacja i klimatyzacja

Pracodawca ma narzucony przepisami szereg wymagań minimalnych przy tworzeniu stanowisk pracy. Wraz z rozwojem postępu technologicznego stanowiska pracy powinny być wyposażane w jak najnowsze rozwiązania techniczne oraz organizacyjne. 

Wraz z rozwojem postępu technologicznego stanowiska pracy powinny być wyposażane w jak najnowsze rozwiązania techniczne oraz organizacyjne, biorąc pod uwagę np. bilans ekonomiczny danego przedsiębiorstwa. Pracodawcy przy tworzeniu poszczególnych stanowisk pracy lub modernizowaniu ich mogą korzystać np. z Polskich Norm. Należy pamiętać, że Polskie Normy są zgodnie z zasadą dobrowolne (patrz ustawa z dnia 12 września 2002 r. o normalizacji – DzU nr 169, poz. 1386 ze zm.), a ich ewentualną obowiązkowość można wprowadzić tylko inną ustawą. Można je oczywiście uznać za dobrą praktykę, a ich zapisy przenosić bez obaw do swojej działalności.

Dobry system wentylacji czy klimatyzacji powinien zagwarantować odpowiedni komfort w pomieszczeniu. Ważne jest zachowanie:

• odpowiedniego rozkładu temperatury,
• prędkości powietrza,
• czystości powietrza (mechanicznego i fizykochemicznego),
• niskiego poziomu hałasu.

Rozwiązania wykorzystujące klimakonwektory oraz urządzenia typu split posiadają wady w postaci:

• dużego poziomu hałasu w pomieszczeniu,
• wysuszania powietrza,
• konieczności stosowania instalacji odprowadzania skroplin,
• zwiększenia kosztów eksploatacji urządzeń (wymiana filtrów oraz elementów ruchomych).

Zdecydowanie najlepszym rozwiązaniem jest stosowanie przewodowych systemów klimatyzacji obejmujących poprawne zwymiarowanie i rozdział powietrza w klimatyzowanych pomieszczeniach. Najtańszym rozwiązaniem jest stosowana od początków świata wentylacja naturalna (grawitacyjna). Każdy z tych systemów ma swoje wady i zalety. Zaletą klimatyzacji jest możliwość dopasowania wszystkich parametrów powietrza w strefie przebywania człowieka do warunków komfortu cieplnego przez cały rok oraz możliwość wykorzystania odzysku ciepła (rekuperacji), ale wadą jest wysoki koszt budowy i eksploatacji. Zaletą wentylacji grawitacyjnej jest niski koszt budowy i eksploatacji, ale wadą niemożliwość zapewnienia warunków komfortu, szczególnie w okresach od wiosny do jesieni z uwagi na uzależnienie jej pracy od różnicy temperatur powietrza wewnątrz i na zewnątrz.

Wentylacja ma za zadanie doprowadzenie i utrzymanie powietrza w pomieszczeniach przez nią obsługiwanych w taki sposób, aby jego czystość, temperatura i ruch pozostawały w określonych granicach, bez ingerencji w parametry powietrza dostarczanego z zewnątrz.

Ze względu na sposób wymuszania ruchu powietrza wentylację dzielimy na:

• naturalną,
• mechaniczną.

Wentylację mechaniczną natomiast dzielimy na:

• wywiewną,
• nawiewną,
• nawiewno-wywiewną.

Klimatyzacja ma za zadanie zapewnienie warunków komfortowych wewnątrz pomieszczeń. Dopuszczalne parametry powietrza mogą wynikać z komfortu przebywania w tych pomieszczeniach ludzi lub procesów technologicznych. Instalacje klimatyzacyjne ze względu na miejsce stosowania dzielimy na:

• stosowane w pomieszczeniach przemysłowych,
• stosowane w budynkach użyteczności publicznej.

Dobranie odpowiedniego rodzaju instalacji do poszczególnych procesów technologicznych powinno się odbywać na etapie projektowania budynku lub adaptacji już istniejącego budynku do przewidzianych procesów (rodzaju działalności). Wybór instalacji powinien być poparty badaniami środowiska wewnętrznego (klimatu wewnętrznego) oraz dokonywany na podstawie obliczeń i dobrych praktyk zgodnie z obowiązującymi przepisami. Warto posiłkować się Polskimi Normami. Praktyka często jednak pokazuje, że w toku życia danego zakładu zachodzą zmiany organizacyjne i logistyczne. Jest to uciążliwe dla osób, które są odpowiedzialne za zapewnienie dogodnych warunków do pracy, jako że przystosowanie niektórych pomieszczeń może być niemożliwe lub bardzo trudne.

Parametry powietrza

Pomieszczenia i stanowiska pracy powinny być zabezpieczone przed niekontrolowaną emisją ciepła w drodze promieniowania, przewodzenia i konwekcji oraz przed napływem chłodnego powietrza z zewnątrz.

Komfort cieplny – jest to subiektywne odczucie, preferencje osobiste polegające na odczuwaniu równowagi termicznej. Czynnik ten jest bardzo ważny przy projektowaniu stanowisk pracy, w których będą przebywać ludzie, np. w budynkach użyteczności publicznej.

Komfort cieplny określamy za pomocą:

• temperatury i rozmieszczenia powietrza w pomieszczeniu,
• średniej temperatury przegród budowlanych (łącznie z najcieplejszymi i najzimniejszymi elementami w pomieszczeniu, np. grzejniki, okna,
• wilgotności powietrza,
• prędkości przepływu powietrza przez pomieszczenie w strefie przebywania ludzi.

W warunkach komfortu cieplnego bilans cieplny organizmu jest zrównoważony. Przy doborze urządzeń regulujących wilgotność i temperaturę warto korzystać z Polskich Norm.

Współczynnik PMV (ang. Predicted Mean Vote) jest wskaźnikiem, który przewiduje średnią ocenę dużej grupy osób określających swe wrażenia cieplne w siedmiostopniowej skali ocen. Wskaźnik PMV można określić, gdy zostanie oceniona aktywność fizyczna człowieka, oporność cieplna odzieży i gdy zostaną zmierzone następujące parametry środowiska:

• temperatura powietrza,
• średnia temperatura promieniowania,
• prędkość ruchu powietrza,
•  cząstkowe ciśnienie pary wodnej.

Wskaźnik PMV oparty jest na równowadze cieplnej ciała ludzkiego. Powinien się zawierać w granicach od -0,5 do +0,5.

Powietrze doprowadzane do pomieszczeń pracy z zewnątrz, przy zastosowaniu klimatyzacji lub wentylacji mechanicznej, powinno być oczyszczone z pyłów i substancji szkodliwych dla zdrowia. Projektant stanowiska pracy powinien wziąć pod uwagę charakterystykę procesów technologicznych i dobierać urządzenia przewidziane do typów prac wykonywanych na danym stanowisku, np.: recyrkulacja powietrza nie powinna być stosowana w pomieszczeniach pracy, w których występują szkodliwe czynniki biologiczne, czynniki chemiczne stwarzające zagrożenia określone w przepisach w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy związanej z występowaniem w miejscu pracy czynników chemicznych, materiały wydzielające nieprzyjemne lub uciążliwe zapachy albo możliwe jest nagłe zwiększenie stężenia niebezpiecznych substancji chemicznych, a także w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Czynniki mające wpływ na zmiany stanu powietrza wewnętrznego:

• zyski ciepła,
• zyski wilgoci,
• gazy i pary wydzielające się w pomieszczeniu.

Wewnętrzne zyski ciepła powoduje obecność:

• ludzi,
• pracujących maszyn i silników,
• oświetlenia elektrycznego,
• pieców i innych rozgrzanych urządzeń,
• spalin,
• chłodzenia elementów,
• spalających się gazów w procesach technologicznych,
• ciepła przenikającego przez przegrody wewnętrzne.

Podstawowym źródłem zysków ciepła z zewnątrz jest słońce.

Zyski wilgoci związane są z:

• obecnością ludzi,
• infiltracją,
• parowaniem.

Trzecim niezmiernie ważnym czynnikiem są zanieczyszczenia gazowe i pyłowe. W celu prawidłowego określenia ich wpływu na powietrze wewnętrzne niezbędna jest znajomość:

• najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) – wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8-godzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, określonego w Kodeksie pracy, przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń,

• najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) – wartość średnia

stężenia, które nie powinno spowodować ujemnych zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż 2 razy w czasie zmiany roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż 1 godzina,

• najwyższego dopuszczalnego stężenia pułapowego (NDSP) – wartość stężenia, która ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia pracownika nie może być w środowisku pracy przekroczona w żadnym momencie.

Po ustaleniu czynników mających wpływ na zmiany stanu powietrza można obliczyć strumień powietrza wentylacyjnego niezbędnego do zapewnienia odpowiednich warunków higieniczno-sanitarnych, procesów technologicznych lub obydwóch warunków. Jeśli nie jesteśmy w stanie określić ze wzorów analitycznych lub empirycznych wydzielających się zanieczyszczeń, ale znany jest ich rodzaj i jakość, możemy zastosować metodę krotności wymian.