суббота, 22 декабря 2018 г.

Системы воздухоснабжения убежищ ГО

Отредактировано 16.12.2022


Наиболее важной и ответственной задачей является обеспечение людей необходимым количеством воздуха, пригодного для дыхания в условиях возможного заражения, наземных пожаров, а также при ухудшении параметров воздуха вследствие жизнедеятельности людей в герметизированном сооружении.


Функции системы воздухоснабжения убежища ГО

Система воздухоснабжения убежища ГО выполняется следующие функции:
  1. Подача в убежище необходимого количества воздуха.
  2. Обеспечение защиты от попадания внутрь сооружения:
    • радиоактивных осадков
    • химических отравляющих веществ
    • бактериальных средств
    • углекислоты и дыма при пожарах
    • в отдельных случаях – окиси углерода
  3. Подогрев или охлаждение воздуха.
  4. Осушение или увлажнение воздуха.
  5. Обогащение воздуха кислородом.
Функции конкретной системы воздухоснабжения зависят от условий и требований к убежищам.


Режимы работы систем воздухоснабжения убежища ГО

Режим чистой вентиляции (Режим I). Наружный воздух забирается через взрывозащитные устройства (типа УЗС), очищается от пыли с помощью противопылевых фильтров типа ФЯР (фильтр ячеистый рамочный) или ПФП (предфильтр - поглотитель).
С помощью вентиляторов с ручным и (или) электрическим приводом (ЭРВ) воздух нагнетается в убежище по системе воздуховодов, сначала в основные помещения, а оттуда - в соседние вспомогательные. Отработанный воздух удаляется через вентиляционные каналы, в которых наряду с противовзрывными устройствами устанавливаются клапаны избыточного давления. Количество удаляемого воздуха составляет 0,9 от объема притока. За счет этого в убежище создается повышенное давление - т. н. подпор, компенсирующий неполную герметичность убежищ.
Обратите внимание, что эксплуатация систем воздухоснабжения в мирное время допускается только по режиму чистой вентиляции.

Режим фильтровентиляции (Режим II). Наружный воздух поступает в фильтр через одно из центральных отверстий, проходит через картонный фильтр, очищаясь от частиц радиоактивных веществ и биологических средств, а затем через слой угля-катализатора, где очищается от паров и аэрозолей отравляющих веществ и опасных химических веществ, и выходит через боковое отверстие.
Этот режим обеспечивает надежную защиту от радиоактивных и отравляющих веществ и некоторых опасных химических веществ (например, хлор, фосген, синильная кислота). Вместе с тем, применяемые фильтры в фильтро-вентиляционном комплекте практически не защищают от аммиака, оксида углерода (угарного газа), окислов азота и некоторых других опасных химических веществ.

Режим изоляции и регенерации внутреннего воздуха (Режим III). Наружный воздух не поступает в убежище. Используется запас кислорода в баллонах и регенеративные патроны.
Как хранится кислород в убежище ГО
Аварийный запас кислорода
Режим реализуется, если в наружном воздухе обнаружено:
  • высокие концентраций отравляющих веществ (ОВ), опасных химических веществ (ОХВ) и токсичных продуктов горения (СО)
  • неизвестного ОВ, ОХВ
  • плохо сорбирующихся фильтрами-поглотителями веществ (аммиак, окислы азота, окись этилена и др.)
  • низкого содержания кислорода (менее 18%).
В режиме изоляции закрываются все двери, перекрываются воздухозаборные устройства и устройства выброса воздуха. Система воздухоснабжения переходит на рециркуляцию внутреннего воздуха. Поскольку человек при дыхании поглощает кислород, а выделяет углекислый газ, в герметизированном сооружении начинает меняться газовый состав воздуха.
Нормальное содержание углекислого газа в воздухе составляет 0,03%; допустимое - 2%, а кратковременно и до 3-3,5%. Нормальное содержание кислорода в воздухе составляет 21%, допустимое - 15% и лишь при 10% происходит нарушение функций. При увеличении нагрузки потребление кислорода возрастает на порядок (с 18 до 190 л/ч), а соотношение между потребляемым кислородом и выдыхаемым углекислым газом меняется мало (от 1,25 до 1,06).
В целом концентрация углекислого газа в замкнутом объеме сооружения повышается до опасных пределов гораздо быстрее, чем снижается содержание кислорода.

Предельное время пребывания можно рассчитать по формуле
Системы воздухоснабжения убежищ ГО
где:
        CДОП - предельно допустимая концентрация углекислого газа, %
        V - объем подачи воздуха м3/чел.
        В - количество углекислого газа, выделяемого человеком м3

Поэтому первоочередной задачей регенерации (восстановления свойств воздуха) является поглощение углекислого газа.
Регенерация внутреннего воздуха может осуществляться двумя путями: первый - с помощью регенеративных установок РУ-150/6, второй - с использованием кислородного (воздушного) баллона и регенеративного патрона с химическим поглотителем известковым (ХПИ) на основе гидроокиси кальция.



Количество наружного воздуха, подаваемого в убежище:
  • при режиме I - от 8 до 13 м3 на человека в час (в зависимости от климатической зоны, в которой расположено убежище). В этом режиме количество удаляемого воздуха должно составлять 0,9 от объёма приточного воздуха.
  • при режиме II - 2 м3 на одного укрываемого человека в час. А на одного работающего на пункте управления - 5 м3/ч.

В убежищах, расположенных в климатических зонах, где средняя температура самого жаркого месяца составляет 25-30°С и более 30°С, для режима II допускается увеличение количества подаваемого воздуха до 10 м3 на человека в час.


Системы забора воздуха убежища ГО

Система воздухоснабжения включает:
  • воздухозаборные устройства
  • противопыльные фильтры
  • фильтры-поглотители
  • вентиляторы
  • разводящую сеть
  • воздухорегулирующие устройства
  • теплоемкий фильтр (или воздухоохладитель) (при нахождении убежища в пожароопасном районе)
  • фильтр для очистки воздуха от окиси углерода (при нахождении убежища в пожароопасном районе)
  • средства регенерации (при нахождении убежища в пожароопасном районе).

Забор воздуха в убежище производится по одному из двух воздухозаборных каналов, то есть для каждого режима (чистой вентиляции и фильтровентиляции) предусматривается отдельный воздухозабор.
Воздухозабор для режима чистой вентиляции обычно совмещается с галереей аварийного выхода, второй прокладывается самостоятельно из металлических труб. Каждый воздухозабор завершается на поверхности оголовком (об них рассказано в Входы и аварийные выходы убежищ ГО), в котором устанавливается противовзрывное устройство. На аварийный случай между воздухозаборами должна быть перемычка в виде металлической трубы.

При эксплуатации систем вентиляции в мирное время они периодически очищаются от грязи и снега воздухозаборные и вытяжные каналы и противовзрывные устройства. Периодически смазывается и окрашивается оборудование.

Противовзрывные устройства предназначены для защиты от затекания ударной волны внутрь убежища, что может привести к разрушению вентиляционных систем и поражению людей.

Одним из видов противовзрывных устройств является клапан-отсекатель (КОП). Он состоит из небольшого отрезка трубы с раструбом и прочного диска (поплавка), который может перемещаться только по вертикальной оси. Под действием ударной волны диск поднимается вверх, закрывает входное отверстие и тем самым отсекает её. Клапаны-отсекатели чаще всего бывают смонтированы в оголовке аварийного выхода.

Кроме указанных клапанов-отсекателей могут быть установлены противовзрывные устройства пластинчатого типа. Они представляют собой прочную металлическую решетку (секцию), к которой шарнирами крепятся жалюзийные металлические пластины (смотри рисунок ниже). Под действием избыточного давления ударной волны пластины плотно прилегают к решетке, препятствуя тем самым прониканию ударной волны. После спада избыточного давления они под действием пружины возвращаются в первоначальное положение.
Противовзрывное устройство пластинчатого типа МЗС


В убежищах старой конструкции в качестве противовзрывного устройства использовали гравийные волногасители. Волногаситель представляет собой слой гравия толщиной 80 см, находящийся в специальной камере на прочной металлической или железобетонной решетке. Нижний слой (10-20 см) имеет более крупные фракции, чем остальная масса.

В настоящее время такие устройства устарели и подлежат замене: они не обеспечивают надежного отсекания ударной волны с большой продолжительностью в фазе сжатия. В ряде случаев такие волногасители могут быть сохранены для использования в качестве теплоемких фильтров при переоборудовании системы воздухоснабжения.

Масляный противопыльный фильтр
Масляный противопыльный
фильтр ППФ 49
Очистка зараженного воздуха первоначально происходит в противопыльном фильтре, монтируемом в аварийном выходе или и другом месте по пути движения воздуха за линией герметизации. Для очистки от пыли применяют противопыльные масляные фильтры типа ВНИИСТО (ФЯР). Ячейка такого фильтра состоит из каркаса размером 510×5×80 мм, в который вставлены пакеты из металлических сеток. Сетки пропитаны маслом, обычно "веретенным" № 2 или 3. Пыль, содержащаяся в воздухе, проходя через фильтр, прилипает к масляной пленке заполнителя фильтра. Производительность одной ячейки масляного фильтра 1000—1100 м3/ч при аэродинамическом сопротивлении 3—8 мм вод. ст.; пылеёмкость фильтра около 0,5 кг.
Масляные противопыльные фильтры в случае неиспользования их при повседневной деятельности рекомендуется демонтировать и хранить в фильтровентиляционном помещении в масляной ванне или пропитать маслом и обвернуть полиэтиленовой пленкой.
Противопыльный масляный фильтр убежища ГО
Противопыльный масляный
фильтр типа ВНИИСТО (ФЯР)


Ячейка масляного фильтра может вставляться в рамку металлического ставня, монтируемого в галерее аварийного выхода. Для установки в другом месте фильтр имеет металлическую обойму. Между каркасом ячейки фильтра и рамкой ставня (или обоймой) по всему периметру для герметизации должна быть заложена резиновая прокладка.

Для очистки воздуха могут использоваться металлокерамические фильтры, которые применяются для различных технических нужд. Эти фильтры изготовляются методом порошковой металлургии на основе карбидов тугоплавких металлов. Металлокерамические фильтры выпускаются в виде пористых пластин, колец или трубок, которые собираются в блок в специальной коробке. Количество пластин или трубок устанавливают в зависимости от производительности по очистке воздуха или жидкости. Металлокерамические фильтры могут работать при высокой температуре, обладают антикоррозионными свойствами и высокой прочностью, не нуждаются в промасливании.

Преимущество металлокерамических фильтров перед масляными заключается ещё и в том, что они могут быть установлены перед теплоемким фильтром, не подвергаясь опасности повреждения при заборе горячего воздуха.

Воздуховоды, идущие от воздухозаборных устройств к фильтровентиляционному агрегату, делают из металлических труб.

Фильтровентиляционное оборудование убежища ГО
Фильтровентиляционное оборудование
с ФПУ-200, вентилятора и труб
Фильтровентиляционное оборудование устанавливают в отдельном помещении - фильтровентиляционной камере. Стандартный агрегат состоит из фильтро-поглотителей ФП-100, ФП-100У, ФП-200-59 или ФП-300, электроручного вентилятора и других деталей (патрубков, труб и др.).

Например, производительность одного агрегата из трех фильтров-поглотителей ФП-100 при работе через фильтры составляет до 300 м³/ч, при подаче воздуха минуя фильтры-поглотители 400—450 м³/ч.

В убежище в зависимости от вместимости устанавливают один или несколько фильтровентиляционных агрегатов с электроручными вентиляторами. Вентиляторы промышленного назначения с электроприводом устанавливают, если имеется защищенный источник энергоснабжения.
Электроручной вентилятор для убежища ГО
Электроручной вентилятор

Для очистки воздуха от окиси углерода применяют фильтры с гопкалитовыми кассетами (регенератор воздуха). В связи с тем что в этих фильтрах эффективное дожигание окиси углерода происходит при высоких температурах, гопкалитовые фильтры устанавливают вблизи от воздухозабора перед теплоемким фильтром.

Фильтр с гопкалитовыми кассетами для убежища Го
Регенеративный патрон
РП-100
После очистки от окиси углерода воздух охлаждается в гравийном фильтре-охладителе (теплоемком фильтре). Он представляет собой камеру из кирпича, бетона или железобетона, в которую засыпают гравий. Гравий укладывают на железобетонную или металлическую решетку. Теплоемкий фильтр обычно выносится за пределы убежища с таким расчетом, чтобы камера фильтра размещалась в грунте. Если теплоемкий фильтр устанавливается внутри убежища, предусматривают теплоизоляцию его поверхностей.

Воздух, подаваемый в убежище, должен равномерно распределяться воздуховодами по всем помещениям. Воздуховоды изготовляют обычно из оцинкованного железа. Отработанный воздух удаляется через вытяжные каналы, которые защищаются противовзрывными устройствами. Вытяжные каналы имеют также герметические и регулирующие клапаны.

Клапан избыточного давления для убежища ГО
Клапан избыточного
давления КИД-150
При небольшом количестве удаляемого воздуха для этой цели удобен клапан избыточного давления (КИД) Он представляет собой металлический диск с резиновой прокладкой, соединенный рычагом и шарниром с металлическим корпусом, монтируемым в вытяжном канале. От действия ударной волны диск плотно прилегает к корпусу клапана, закрывая отверстие, через которое удаляется отработанный воздух.
Гермоклапан с электроприводом

Для переключения фильтровентиляционной системы с одного режима на другой и для отключения вентиляции на
воздуховодах имеются герметические клапаны с ручным или электрическим приводом. Промышленностью выпускаются герметические клапаны диаметром 100, 200, 300, 400 мм и более.
Гермоклапан с ручным управлением для убежища ГО
Гермоклапан с
ручным управлением


Герметические клапаны с электроприводом могут устанавливаться только в убежищах, имеющих аварийный источник энергоснабжения.


Проветривание помещений убежищ ГО

Помещения защитных сооружений, в которых при режиме повседневной деятельности не предусматривается постоянная работа вентиляционных систем, следует периодически проветривать наружным воздухом.

При проветривании необходимо учитывать состояние наружного воздуха в зависимости от времени года и характера погоды: нельзя проветривать помещения влажным воздухом, т.е. во время дождя или сразу после него, а также в сырую туманную погоду. Нормальной в защитном сооружении считается относительная влажность воздуха не выше 65 - 70%.

Проветривание производится периодически. Периодичность проветривания определяется службой эксплуатации с учетом местных условий.

1 комментарий: