職業(yè)衛(wèi)生工程通風治理

1、職業(yè)衛(wèi)生工程/通風治理長榮大學職業(yè)暨環(huán)境與食品安全研究中心主任中國勞工安全衛(wèi)生管理學會 理事長張振平 博士12學經歷簡介l學歷n成大環(huán)工系畢n臺大公衛(wèi)所碩士n臺大環(huán)境衛(wèi)生所博士l經歷專職n臺北市政府勞工檢查所技正（8年)n勞委會勞工安全衛(wèi)生研究所組長（18年）兼職n臺科大、中山醫(yī)大、中國醫(yī)大副教授n衛(wèi)福部疾病管制署咨詢委員(迄今)nCNS安全衛(wèi)生標準起草委員(迄今)n教育部實驗室安全衛(wèi)生評鑒委員(迄今)前言l主要的目的n危害缺氧化學性危害因子火災爆炸n目的提供新鮮空氣稀釋濃度稀釋及排出溫、濕度調節(jié)3雪山隧道 -臺北到宜蘭 13km4整體換氣整體換氣又稱稀釋通風污染物擴散后稀釋(低于容許濃度)

2、排除污染物5局部排氣局部排氣(Local exhaust system)污染物未擴散之前利用吸氣氣流局部性予以捕集處理合乎法規(guī)排放標準排放至大氣6使用時機整體換氣整體換氣l污染物毒性低、濃度低(量少)l污染源分布廣泛l污染物進入空氣速度慢且均勻1)作業(yè)人員呼吸帶離污染源較遠局部排氣局部排氣l污染物毒性高、濃度高(量多)l污染源分布面積小l污染物進入空氣速度快且無一定規(guī)律l作業(yè)人員呼吸帶離污染源較近1)擬回收廢氣中有用物質78概說- - 有害物依健康風險分類l危害低等，長時間暴露于低濃度不造成不適或抱怨；短時間暴露于較高濃度不造成累積性健康危害；瞬間大量吸入不造成無法回復的健康危害。Ex.厭惡性

3、粉塵(惰性粉塵)l危害中低等，長時間暴露于低濃度不造成累積健康危害，但使部分勞工刺激不適；短時間暴露于較高濃度不造成無法回復的健康危害，但使勞工嚴重困擾；瞬間大量吸入不排除造成無法回復的健康危害的可能性，但即使是較嚴重的案例，致命機率（包括間接致死）仍低。l危害中等，長時間暴露于低濃度環(huán)境，可能造成累積健康危害；短時間暴露于較高濃度，可能造成無法回復的健康危害；瞬間大量吸入時，可能致命（包括間接致死）。Ex.游離二氧化硅粉塵l危害最高，法規(guī)或規(guī)范建議應避免勞工吸入。長期暴露于低濃度環(huán)境或短時間暴露于較高濃度時，可能致癌、永久損害生殖系統(tǒng)或臟器功能，甚至致死。EX-Beneze9概說-有害物依健

4、康風險分類(續(xù))危害低等危害中低等 危害中等危害最高整體換氣局部排氣過濾循環(huán)密閉作業(yè)10概說-依有害物運動特性分類5m/sec5m/sec：與高速氣體流動、體積瞬間膨脹、產生不可控制之大量氣相物質與熱的意外化學反應有關，是最難控制的樣態(tài)。作業(yè)中常見現象是爆炸、沖擊、壓力容器放泄、高速噴射或拋射。常見案例是鋁材爆炸熔接、粉體袋裝(如水泥或石灰)、回轉拋射制程(如砂輪機研磨)、沖擊霧化制程(如噴漆)、容器釋壓(如高溫滅菌鍋)0.5-5m/sec0.5-5m/sec：與中等速度空氣流動、劇烈相變化、產生大量氣相物質與熱的標準化學反應有關，作業(yè)中常見現象是可控制的燃燒與沸騰、快速加熱、中速噴灑或拋射。

5、常見案例是電焊(高熱熏煙)、蒸汽沸騰、烹調油煙、板擦拍打、拋砂篩選、燃氣排出等0.05-0.5m/sec0.05-0.5m/sec：與緩和的相變化、不同相之間的過飽和溶解、產生較少氣體與熱的溫和化學反應有關，作業(yè)中常見現象是高速揮發(fā)、中低速加熱、低速拋射、低速相分離。常見的案例是香精油燈、半濕式摩擦攪拌、超音波霧化、電解電鍍制程等0 0+ +-0.05m/sec-0.05m/sec：中低速揮發(fā)、純粹的濃度擴散、緩慢的蒸發(fā)等幾乎無速度的空氣有害物發(fā)生過程。整體換氣裝置l種類n自然換氣 風力換氣 溫差換氣 氣體擴散n機械換氣 排氣式 供氣式 排供氣并用溫差換氣11通風動力(自然力)l溫度n密度流l

6、風力n壓力差l擴散n凡得瓦耳力121.排氣方式l利用抽氣動力將室內有害空氣污染物或廢熱抽出而形成，新鮮空氣則由廠房開口(如門、窗等)自然進入。(排出的有害空氣污染物或廢熱直接利用室外自然風予以稀釋擴散)(污染物產量小且毒性較低的有機溶劑作業(yè)場所，粉塵作業(yè)環(huán)境較不適合。)132.給氣方式l利用動力將室外新鮮空氣導入作業(yè)環(huán)境中，使室內形成，將室內空氣污染物藉由廠房的開口溢出而降低污染。(亦可調節(jié)室內溫濕條件)143.給排氣并用方式氣方式l利用動力將室外清凈空氣由作業(yè)環(huán)境中(1)未受污染區(qū)導入，(2)經過操作者位置后再向污染源所在(3)污染區(qū)移動，帶走污染物并排放至室外。(給排氣口盡量配置在，不可太

7、接近而使新鮮空氣造成。)1516有害物在通風作用下之質量l質量不滅定理產生量(或增加量) -排除之量 =作業(yè)場所變化量(Gt + QCinputt -QCt =VC)G:產生速率(mg/min)Q:換氣量(m3/min)Cinput:隨空氣進入之污染物濃度(mg/m3)C:作業(yè)環(huán)境污染物濃度(mg/m3)V:作業(yè)環(huán)境大小(m3)l方程式之解(或濃度在不同時間變化量)(0)(00)(ttVQttVQinputinputeCeCQGCQGC17換氣量對濃度衰減之影響丁 ()丁 ()020406080100緻 (緻 (ppm) )020406080100120傳秖傳秖 Q = 10 /牧/牧傳秖傳秖

8、 Q = 5 /牧/牧18特定時間內欲達某特定濃度Q = 2 (m3/min)Q = 5 (m3/min)Q = 20 (m3/min)19未來現場可能遇到問題l(1)某體積為120立方公尺之車間在8:00AM開始工作，廠內有害物產生速率為每分鐘0.02公斤，而且換氣設施以每分鐘20立方公尺進行換氣。請問在8:30AM時，有害物濃度為每立方公尺多少毫克？l(2)如果9:00AM接到告知安監(jiān)機構將在9:15AM到廠檢查，因此車間立刻停止生產但換氣設施繼續(xù)運作，請問需立即以多少換氣量來進行換氣，才可在9:15AM及時達到容許濃度？(假設有害物容許濃度為50 mg/m3)20濃度變化情形9:159:

9、0021整體換氣裝置l性能n需考慮流場模式n使用時需考慮安全系數n清除時間與V/Q成正比(V:空間體積)QGCC(/m i n)(/m i n)()()mmppmppm330610G(m3min)w/M.W.24.4510-3Q 風量G 污染物產生量C 理想濃度Co 外氣中之濃度W 每分鐘消耗量MW 分子量22法令規(guī)定(臺灣)l整體換氣n設施規(guī)則氣積 換氣量5.7 0.65.7 - 14.2 0.414.2 - 28.3 0.328.3 0.14n有機溶劑中毒預防規(guī)則 每小時消費量（公克）系數 系數0.3 0.04 0.01n鉛中毒預防規(guī)則 每分鐘1.67立方公尺基本要求：基本要求：低于低于暴

10、露限值暴露限值23ACHlACH :AirChange perHour每小時換氣次數，即換氣率。也就是某房間(容積V)內的空氣，每小時被換氣系統(tǒng)提供新鮮空氣所置換次數，單位為1/小時或1/hr。lACH = Q / V * 60 (Q : m3/min，V: m3)t60ACH0tVQ0eCeCC24ACH算法l每分鐘空氣被置換次數(1/min，次/min)Q(m3/min)/V (m3)l每小時換氣次數(將a結果乘上60即是換算成每小時次數) ACH (1/hr，次/hr)=Q(m3/min)/V(m3)*60(min/hr) 25工業(yè)通風在負壓病房應用26負壓病房之通風系統(tǒng)設計l負壓狀態(tài)與

11、負壓大小lACHl有利于污染物排除之流場設計(why?)l人員操作安全l性能需求硬件設計該如何達到上述需求呢？27負壓隔離病房理想配置圖考慮前述負壓(采用過量排氣的設計)、有利流場以及相對位置。房門橫跨墻面的排氣口水平進氣口Qin0.2QinQout=1.2Qin排氣口通往HEPA28inoutV1V2V2V1V1 = V2V1 V2A=4R2Q=60AV29局部排氣裝置l基本組成氣罩 1氣罩 2氣罩 3空氣清淨裝置排氣機 導管排氣口 肘管合流30局部排氣(8/27)實際使用的包圍式氣罩一般包圍式氣罩密閉手套箱31局部排氣(7/27)實際使用的外裝式氣罩l側吸式：須搭配有害物擴散上升速度l下吸

12、式：對傾向落下的有害物效果最佳l接收式：最適合熱上升的有害物32局部排氣(9/27)實際使用的包圍式氣罩（排氣柜）33局部排氣(10/27)吹吸式氣罩只有吸過渡模式強抽模式34概說 前人為降低側風影響所作的氣罩改良 四面開啟一面遮蔽兩面遮蔽 三面遮蔽近似四面遮蔽外裝式氣罩 擋板氣罩 雙擋板氣罩 三擋板氣罩 包圍式氣罩 氣罩懸吊 安裝于墻面 安裝于屋角 氣流亭 排氣柜 35氣簾技術(3)氣簾輔助排氣方法之概念正面氣簾右側氣簾左側氣簾污染源接收型(外裝式)氣罩污染控制空間工作臺背墻QHQA工作臺QC36流場特征(2)數值模擬結果37確認能捕集顆粒微小的氣膠后，以簡易方式制備顆粒大、慣性大且缺乏浮力

13、的冰冷氣膠，導入控制空間，以考驗實驗組合的極限捕集能力。3839透氣帷幕實驗（使用SF6均勻釋放器）器材架設用于消減側風影響之紗網帳棚六氟化硫分析儀風速計85cm175cm350cm350cm4041氣簾式氣柜立體示意圖氣簾式氣柜立體示意圖 42面速度無一定規(guī)范，而且排煙柜因人員操作、人員在周圍走動、柜門移動、排煙柜本身等因素產生不穩(wěn)定的氣流，使得面速度難以維持。在過去臺灣規(guī)定中曾要求面速度之大小，如下表:43面速度測試面速度測試(Face Velocity Measurement) 44說明說明ASHRAE-100ASHRAE-1004528.5in(0.72m)10in (0.26 m)

14、SF6N2O Qtotal =14L/minQindividual =1.56L/min Vindividual=4.5 cm/s13mm27mm27mm200 mm1130 mm500 mm13 mm13 mmsashP1P2P3P4P5P6依照依照EN14175-3測試方法制測試方法制造之造之SF6Ejector30 mm 3. EN 14175Fume cupboards - Part3: Type test method46Fume Hood (固定風量)Ventilated EnclosureLaminar Flow BoothSlot Extract HoodBiosafety C

15、abinet局部抽氣罩80-120 fpm (0.4-0.6 m/s)60-80 fpm (0.3-0.4 m/s)80-120 fpm (0.4-0.6 m/s)Slot風速大于1 m/s中心點風速大于0.5 m/sPackage Booth負壓?Ventilated FunnelIs that correct?47環(huán)型氣罩之應用48層流亭LFB Laminar Flow Booth VS 外裝式氣罩4950說明說明51說明說明525354局部排氣裝置運轉時與停止運轉時，分別于勞工呼吸帶采樣測定，比較二者差異，以評估其工程控制性能。氣罩外測濃度稱為抑制濃度，比較運轉時與停止運轉時濃度，以評估

16、其工程控制性能?？刂骑L速為氣罩有效捕集進入氣罩，所需要的最小風速，又稱捕集風速。方法方法55說明說明56說明說明57說明說明58說明說明59說明說明6060地點 中子成型區(qū)說明1.粉塵微粒粒徑：1.5mm以下2.需以高壓空氣清除模具，致粉塵濃度增加為原來2倍3.局部排氣裝置，氣罩開口位置設計不當4.風扇裝設方式造成擾流影響，致捕集效果不佳5.一個風管位置同時有三支以上岐管61考慮考慮1.粉塵粒徑較小2.開模時之高溫影響致使多數粉塵向上逸散建議建議1.將氣罩設計變更為右圖設計2.拆除風扇，避免作業(yè)區(qū)之氣流朝下，不利粉塵之捕集3.修正岐管角度設計如下圖62問題： CNC加工區(qū)各機都使用單獨排氣泵浦

17、，各排氣裝置功能有限，且排氣至同一主排氣管,形成擾流,應重新設計。改善建議：1. CNC加工區(qū)應使用一個主要抽風機，重新配置各排氣導管，依需要配置不同風量。2 .挑選適當材質之導管，并配合管內流速設計，避免管線噪音。63錯誤設計改善建議：每座油霧收集器所需風量：8.3m3/min總最大所需風量=8.3*4=33.2CMM 采用12吋管線以避免管線噪音64該作業(yè)場所之局部排氣系統(tǒng)因分多次施工，未能有完善之規(guī)劃，不僅管線交錯復雜也有錯接之狀況發(fā)生，可能因此導致抽氣效能無法完全發(fā)生功效，將現有局部排氣設備與管線重新配置，以達到最佳效果。65一、針對該作業(yè)環(huán)境，將現有之區(qū)域劃分為人員作業(yè)區(qū)與儲槽區(qū)，兩

18、邊分由一組5HP之抽風機座為主要排氣風機，另由一組15HP之風機作為主要吸引前述兩組系統(tǒng)之排氣與空氣清凈系統(tǒng)所產生阻抗。 二、設計時依現場環(huán)境以最短距離作為規(guī)劃目標，生產線區(qū)之各風罩進氣口風速規(guī)劃為12mps，儲槽區(qū)之風罩口依現有設施以虛接為主，不作更動，入口風速規(guī)劃為至少10mps。經計算后各風機馬力足夠，并建議依設計圖于各抽氣口機加裝調節(jié)風門，以順應作業(yè)所需。66該作業(yè)場所之爐石粉太空包裝作業(yè)區(qū)內，系因將中間送料管線延長，導致抽氣量不足，使爐石粉下滑于太空包時，未能適當回收粉塵，而逸散于作業(yè)環(huán)境當中，應先調整導管風速達 3500fpm后，測試開口風量能達到 400-500cfm，再進行管線修正或再加裝集氣罩。67 最小排氣風量 ：400-500cfm最小導管風速 ：3500fpm68該單位因制作之鋼件體積龐大、尺寸不一且作業(yè)場所中需使用天車等吊掛鋼件。如加裝固定式局部排氣設備，勢必造成作業(yè)上之困擾，使用移動式抽氣過濾設備，將粉塵熏煙等危害物抽離勞工呼吸帶，應該使用該抽氣設備，列入作業(yè)之標準程序，以提升使用率與使用成效。691. 使用Met One(AEROCET531)手提式微粒質量計，于勞工呼吸帶處進行量測， 0.5m微粒之集塵效果達50以上。粒徑粒徑抽氣前抽氣前抽氣后抽氣后0.5m51995/L21551/L5m314/L252/L70l廢料回收區(qū)的塑