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局部排氣裝置的排氣道設(shè)計(jì)
勞工衛(wèi)生組 王順志助理研究員
行政院勞工委員會(huì)勞工安全衛(wèi)生研究所透過定期舉辦的「工作環(huán)境安全衛(wèi)生狀況調(diào)查-受僱者認(rèn)知調(diào)查」研究計(jì)畫,發(fā)現(xiàn)在勞工的認(rèn)知項(xiàng)目中,以「空氣太髒」為最需要改善的安全衛(wèi)生問題。如欲抑低污染物濃度、改善工作場(chǎng)所空氣品質(zhì),除了積極減少污染物的產(chǎn)生,更須以工業(yè)通風(fēng)裝置作為補(bǔ)救措施,視情況採用「整體換氣裝置」、「局部排氣裝置」,或兼採兩者。
局部排氣裝置(Local Exhaust Ventilation System )的工作原理類似家用吸塵器,利用貼近於污染源的氣罩吸入含有污染物的髒空氣,將這些髒空氣沿
2、著輸送管輸送到空氣濾清器進(jìn)行過濾。過濾後的空氣稱為排出氣體(Exhaust ),排出氣體由風(fēng)扇機(jī)吸入口吸入,再輸送到屋頂?shù)呐艢獾溃⊿tack )排出室外大氣,整個(gè)局部排氣裝置的工作示意圖如圖一。為減少人員吸入污染物的機(jī)會(huì),排出氣體不該再度捲回室內(nèi),因此規(guī)劃安裝局部排氣裝置的排氣道時(shí),必須考量既有的工廠建築物與新鮮空氣進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)。
圖一 局部排氣裝置工作原理示意圖
有關(guān)局部排氣裝置排氣道的設(shè)計(jì),行政院勞工委員會(huì)「特定化學(xué)物質(zhì)危害預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)」、「有機(jī)溶劑中毒預(yù)防規(guī)則」、「鉛中毒預(yù)防規(guī)則」、「粉塵危害預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)」等均規(guī)定:除各該法規(guī)規(guī)定的特殊情形外,排氣口應(yīng)設(shè)於室外。行政院環(huán)保署「固定污染源
3、空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)」、「廢棄物焚化爐戴奧辛管制及排放標(biāo)準(zhǔn)」等則規(guī)定煙道高度與排放標(biāo)準(zhǔn)之關(guān)係。
由局部排氣裝置排氣道排向大氣的排出氣體,業(yè)經(jīng)空氣濾清器過濾,原則上應(yīng)無環(huán)保污染問題,故本篇暫不討論環(huán)保議題;然則局部排氣裝置的空氣濾清器如因意外故障而影響過濾性能時(shí),我們必須設(shè)法使勞工不受排出氣體捲回的影響而吸入有害物,宜於事前妥善規(guī)劃設(shè)計(jì)局部排氣裝置的排氣道。
圖二 水平出口
圖三 雨遮出口
圖四 向下出口
為避免雨水侵入造成機(jī)械故障,目前國內(nèi)的排氣道設(shè)計(jì)常見「水平出口(圖二)」、「雨遮出口(Deflector Weathercap ,圖三)」或甚至「向下出口(圖四)」的設(shè)
4、計(jì)方式,但因下列原因,此類設(shè)計(jì)仍有改善空間:
一、
排出氣體如垂直向下排出,相當(dāng)於將排出氣體強(qiáng)制混入地面高度附近的空氣,倘空氣濾清器故障,則地面人員吸入污染物的機(jī)會(huì)很高,故應(yīng)絕對(duì)避免此種設(shè)計(jì)。
二、
排出氣體如向水平方向排出,易因排氣道高度不足而在建築物週遭形成迴流現(xiàn)象,使排出氣體擴(kuò)散到大氣的效率降低,或使排出氣體捲回建築物新鮮空氣吸入口。
三、
排氣道大部分裝設(shè)於建築物屋頂,當(dāng)人員在屋頂進(jìn)行局部排氣裝置故障檢修時(shí),可能吸入污染物,因此排出氣體不宜往水平方向排出或垂直向下排出,以降低屋頂工作人員吸入污染物的機(jī)會(huì)。
為有效減少排出氣體再度捲入工作場(chǎng)所或人員呼吸區(qū)域的機(jī)會(huì),由
5、以上說明,我們發(fā)現(xiàn)局部排氣裝置排氣方向似乎以「垂直向上」最為妥當(dāng)(如圖五),並可配合以下重點(diǎn)提昇性能:
一、
排出風(fēng)速宜高:排出氣體向上風(fēng)速越低,就越不容易在較短水平距離內(nèi)均勻擴(kuò)散到外界大氣,為使建築物週遭的空氣品質(zhì)得以確保,排出氣體宜以垂直向上的方向高速排出。
二、
排氣道本身的高度宜高,並應(yīng)與建築物之高度設(shè)計(jì)配合:工廠建築物本身的幾何設(shè)計(jì),能影響自然風(fēng)在建築物周圍的流動(dòng)型態(tài)。為了促進(jìn)排出氣體擴(kuò)散進(jìn)入大氣的效果,並避免排出氣體被自然風(fēng)帶往建築物新鮮空氣吸入口,局部排氣裝置排氣道宜明顯高於建築物屋頂。
三、
於出口重疊裝設(shè)一尺寸略大的管套,使當(dāng)雨水侵入排氣道出口時(shí),能自管套間
6、隙排除(亦可採取其他有效之截水設(shè)計(jì))。
有關(guān)局部排氣裝置排氣道的高度、安裝方式與排氣速率,美國華盛頓州勞工與工業(yè)處(Department of Labors & Industries )於「工業(yè)通風(fēng)指引(Industrial Ventilation Guidelines )」中提出若干建議,整理如下:
一、
排氣道的出口高度應(yīng)高於屋頂面至少3.05 公尺(10英呎)。
二、
排氣道的安裝位置應(yīng)距離建築物新鮮空氣之進(jìn)氣口至少1 5.24 公尺(50 英呎)以上的距離。
三、
排出氣體排出排氣道的排氣速率至少15.24 m/sec(3000 fpm ),以克服在屋頂可能出現(xiàn)的
7、下捲風(fēng)。
四、
由於排氣道的出口為垂直向上,建議裝設(shè)出口管套(如圖五),以減少雨水侵入。
五、
建議不要再將排氣道的出口設(shè)計(jì)為雨遮(如圖三)型式,因?yàn)榇朔N型式的出口無法使排出氣體有效率地?cái)U(kuò)散進(jìn)入大氣。
美國政府工業(yè)衛(wèi)生師協(xié)會(huì)(ACGIH )出版「工業(yè)通風(fēng)實(shí)用手冊(cè)(Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice )」一書,於第五章列有排氣道出口細(xì)部尺寸之建議數(shù)值。
除此之外,美國冷凍空調(diào)協(xié)會(huì)(ASHRAE )亦於「冷凍空調(diào)手冊(cè)基礎(chǔ)篇(ASHRAE Handbook: Fundamentals )」一書中提供局部排氣裝置排氣道的防水設(shè)計(jì)範(fàn)例。為求簡(jiǎn)便,以上資料一併整理如圖五,敬請(qǐng)各界參考。
圖五 局部排氣裝置的排氣道設(shè)計(jì)安裝方式示意圖
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