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1、局部排氣改善指引 報告人:張錦輝 1 一、通風之應用 通風應用於作業環境控制，通常基於以 下目的： (一)、供給呼吸所必要之新鮮空氣 (二)、稀釋作業環境空氣中有害物濃度 (三)、排除污染有害及危險物 (四)、控制作業場所溫度濕度 2 二、通風換氣方式 自然換氣無通風機械設備 分為整體換氣裝置及局部排氣裝置二種 。 機械換氣為機械通風設備 3 三、整體換氣裝置(genernal ventilation 或silution ventilation) 導入新鮮空氣，並自室內移除部分空氣到室 外。 其工程控制之性能較局部排氣裝置差，但在 製程或操作上受限制無法設置局部排氣裝置 時，必需使用整體換氣裝
2、置。 4 整體換氣裝置之使用有四個限制因素 (1)污染有害物產生量不能太大 (2)作業人員應遠離污染源 (3)污染有害物應為低毒性 (4)污染有害物之放出應為適度地均一 5 (一)、整體換氣之方式 1、完全排氣 2、完全供氣 3、供排氣併用 6 (二)、整體換氣之空氣流動順序 設置整體換氣裝置，新鮮空氣 應先流經作業人員呼吸域，再 經污染源，然後排出於室外。 7 (三)、必要換氣量 整體換氣必要換氣量Q，與污染有害物消 費量(g/h)成正比，與控制濃度c(ppm)成正 比，以公式計算： 式中M:有害物分子量 K:安全係數3至10 8 四、局部排氣裝置 局部排氣裝置係於污染有害物發生源附 近予以
3、捕集，並加以處理後排出於室外 。 局部排氣置性能優於整體換氣裝置，原 因為有害物未污染作業場所空氣前已被 補集排出室外，所排出及補充空氣量小 於整體換氣。 局部排氣裝置構成要素包括氣罩、導管 、空氣清淨裝置及排氣機。 9 (一)、氣罩設計與原理 氣罩之目的為將污染有害物發生源予以 包圍或儘量接近發生源，俾能有效捕集 污染有害物。 氣罩之種類有包圍型氣罩，外裝型氣罩 ，接受型氣罩、吹吸型氣罩等四種。 其選用以配合作業實際情形，採用性能 佳，不影響作業人員工作者。 10 (1)、包圍型氣罩或崗亭型氣罩 氣罩將污染有害物包圍在氣罩內 ，氣罩應有足夠的吸引能力，避 免污染有害物向氣罩外逸出。 例如實驗
4、室氣櫃就是一種崗亭型 氣罩。 11 (2)、外裝型氣罩 氣罩設置於污染有害物發生源之上 方、側方、下方吸引污染有害物、 下方吸引污染有害物，氣罩應有足 夠之吸引能力，將污染有害物導入 氣罩內。 12 (3)、接受型氣罩 氣罩之設置於污染有害物飛散方 向，一方面藉著污染有害物飛散 力，一方面由氣罩吸引污染有害 物將污染有害物予以捕集 例如家庭廚房排油煙機氣罩屬之。 13 (4)、吹吸型氣罩 氣罩設置分為吹出氣罩吹出氣流將 污染有害物吸入氣罩，而吸入氣罩 將吹出氣流及污染有害物吸入氣罩 內。 14 1.氣罩排氣量 氣罩應有足夠排氣量 (Q,m3/min)，以吸引 污染有害物進入氣罩內，排氣量之計算
5、 依氣罩型式選用適當之計算公式。 15 (1)包圍型或崗亭型氣罩 Q=60AV 式中 A:氣罩開口面面積，m3 V:氣罩開口面平均風速，m/s 16 (2)外裝型氣罩側方吸引圓形或長方形 l氣罩開口加設凸緣 式中 Vc:控制風速，m/s X:距離氣罩最遠距離之污染有害物捕集點 17 (3)上方吸引外裝型氣罩 式中P:槽周長，m H:槽與氣罩距離，m V:槽周邊與氣罩周邊形成四個面 之平均 風速m/s L:氣罩長邊 18 2.氣罩壓力損失係數 氣流被氣罩吸入氣罩內，於入口附近形成壓 縮(vena contrata)，同時靜壓轉換為速度壓，再 轉回靜壓，前者約有2損失，後者損失更大 ，決定於氣罩之
6、形狀，其壓力損失為轉換為 熱能。 19 由於壓力之轉換導致速度V(m/s)之減低以流入係數 Ce表示，其定義為靜壓產生實際速度與理論100 轉換之比，得以公式表示： 20 式中 PV :速度壓或動壓；mmH2O Psh:氣罩靜壓；mmH2O Ce :流入係數，無單位 PSh:Pv+ he 式中 he:氣罩進入損失 則 式中Fh：氣罩壓力損失係數 以氣罩形狀於工業通風書籍可查表得Ce與Fh 21 (二)、導管設計與原理 導管為搬運空氣之管路，其設置以不妨礙作業 ，不占空間，沿牆壁、天花板架設，同時宜儘 量避免劇烈轉彎及縮短長度。導管內之截面積 平均風速稱為搬運速度，污染物為氣體、蒸氣 、極輕粉塵
7、、燻煙等以10m/s為設計基礎，乾燥 粉塵15m/s，一般工業粉塵20m/s，重粉塵25m/s 濕重粉塵25m/s以上。 如以形狀區分，有圓形導管及方形導管二種。 工業上多數採用圓形導管，空氣調節之風管配 合建築物結構多數採用方形導管。 22 1.等效圓管 方形管於設計計算上，假想為具有相同 壓加損失之圓管，稱為等效圓管，其管 徑稱為等效管徑(de; cm)以公式計算之。 式中 為方形管之長邊與短邊； 23 2.直線導管之壓力損失(摩擦損失) 直線導管之壓力損失為空氣流動產生摩擦損失 ，稱為靜損失，導管內壁愈粗糙摩擦損失愈大 ，以單位直線導管長度壓力表示。 式中 f：導管內壁摩擦係數 ：空氣比
8、重量 d ：導管直徑 g：重力常數，9.8m/s2 V：搬運速度，m/s 24 工業通風書籍將摩擦損失公式作成摩擦 圖(friction chart)以標準鍍鋅鐵板之摩擦 係數為1，以d，V，Q三個參數任何二個 在圖中找R出Pu，如果導管材質比鍍鋅鐵 板粗糙時將查得之PRu乘以1.5（混凝土 管），2.0(可撓性導管)，特別光滑之表 面如PVC管則乘以0.9。直管之壓力損失 為PRu與導管長度之乘積表示： 25 3. 肘管、合流管、擴大管、收縮管、 排氣口之 壓力損失 由於空氣流動方向改變，混合等產生擾動所產生之 壓力損失稱為動損失，通常以動壓倍數表示： PR =pv PR：壓力損失，mmH2
9、O ：壓力損失係數 PV：動壓mmH2O 26 (三)空氣清淨裝置選擇 被氣罩吸入之空氣已被有害物污染，應 加以處理後，排放於大氣，以免造成大 氣污染，故局部排氣裝置應有空氣清淨 裝置處理被污染空氣。 如以污染有害物之狀態分類，粉塵、燻 煙、霧滴等粒狀污染物採用除塵裝置， 氣狀污染物則採用廢氣處理裝置。 27 1.除塵裝置 依捕集粉塵之原理分類，有重力況降、慣 性力衝突、離心力分離、過濾、靜電吸引 等， 選用時應考慮粉塵性質、除塵效率及壓力 損失等，而除塵效率受粉塵粒徑分布影響 ，選用前宜先充分瞭解粉塵之粒徑分布。 另除塵裝置之壓力損失亦與除塵效率有關 ，除塵效率高者，通常壓力損失較大，如 何
10、選用有賴具有實務經驗之工程技術人員 審慎選擇。 28 處理含有高濃度粉塵之污染空氣，宜設置 二段除塵裝置，第一段為初步除塵裝置， 採用重力沉降室、慣性除塵裝置或離心分 離機等先將大粒徑粉塵捕集，降低空氣中 粉塵濃度後，再經第二段除塵裝置，如袋 濾除塵裝置或靜電除塵裝置等高性能除塵 裝置，處理小粒徑粉塵，採用此種串聯方 式之二段除塵裝置，可綜合促進除塵效率 。 29 含粉塵空氣如為高溫氣體時，如選用袋濾 式除塵裝置，濾袋易為高溫空氣燒毀，宜 選用具有耐熱性者，如靜電除塵裝置。 另除塵裝置於運轉時，其壓力損失增加情 形應隨時檢點，必要時應加以清理，以維 持有效運轉。 30 2.廢氣處理裝置 吸收塔
11、係以吸收液吸收廢氣中污染有害 物，例如以水吸收廢氣中氨； 吸附塔係以吸附劑，例如活性碳、矽膠 ，吸附廢氣中污染有害物，如甲苯、農 藥原體等； 燃燒塔係將廢氣導入燃燒室內，將可燃 性污染有害物予以燃燒成二氧化碳、水 等安定無害之成分。 31 (四)、排氣機選擇 1.排氣機全壓，Ptf（mmH2O） Ptf = Pto-Pti = PRi 排氣機全壓為排氣機出口全壓減進口全壓， 為氣罩進入損失、導管各管段壓力損失、空 氣清淨裝置壓力損失、排氣口壓力損失之總 和，即自氣罩入口經吸氣導管、空氣清淨裝 置、排氣機、排氣機導管至排氣口，所有壓 力損失之總和。 32 有二個以上氣罩之局部排氣裝置， 主導管與
12、歧導管於合流管處會合， 於合流點二之導管至合流之壓力損 失應為相同，於通風設計時，應予 以平衡，故前段所稱壓力損失之總 合，不包括歧導管部份。 33 2.排氣機之排氣量，Q(m3/min) 局部排氣裝置如僅有一個氣罩時，氣罩 排氣量即為排氣機之排氣量；如有二個 以上氣罩時，所有氣罩排氣量之和即為 排氣機排氣量。 通風設計時，假設空氣為不可壓縮流體 ，即排氣量可不必考慮壓力變化，合流 管合流後之排氣量為工支導管排氣量之 和。 34 3.排氣機之動力 軸馬力 BHP= 額定輸出 HP= 式中 BHP：軸馬力 HP：額定輸出，馬力 Ptf ：排氣機全壓，mmH2O Q ：排氣機之排氣量，m3/min
13、 ：排氣機之全壓效率 1.2：直結式馬達與排氣機 1.4：馬達以皮帶傳動排氣機 35 (二)性能評估 局部排氣裝置之工程控制性能評估，得 採下列方法 1.勞工暴露評估 局部排氣裝置運轉時與停止運轉時，分別於勞工 呼吸帶採樣測定，比較二者差異，以評估其工程 控制性能。 36 2.氣罩外測濃度測定 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，以評估其工程控 制性能 。 37 3.控制風速 控制風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。 38 包圍型氣罩之控制風速為氣罩開口面劃分為十 六個等面積，每一個等面積中心點風速中最小 者，為該氣罩之控制風速。外裝型氣罩為距離
14、罩最遠距離之污染有害物作業位置之風速。 局部排氣裝置開始使用時測定各氣罩之控制風 速，使用一段時間後再予以測定各氣罩之控制 風速，與前者比較，以瞭解其性能狀況。 控制風速與勞工暴露並無直接相關，目前法規 控制風速規定均已刪除。 39 (三)自動檢查 依勞工安全衛生組織管理及自動檢查辦 法規定，局部排氣裝置及吹吸型換氣裝 置於開始使用、拆卸、改裝或修理時， 實施重點檢查，並於毎年定期實施自動 檢查， 重點檢查或自動檢查紀錄均應依規定保 存三年以上。 40 1.重點檢查 其目的為檢查局部排氣裝置或吹吸型換 氣裝置之性能，並建立基線資料，供日 後實施毎年定期自動檢查比較評估使用 。法規規定重點檢查項目如下： 導管及排(送)氣機之塵埃聚積狀況。 導管接觸部份狀況。 吸氣及排氣能力。 其他保持性能之必要事項。 41
