Исследование качества воздуха в комнате переводчика
По заказу Ельцова Кирилла Александровича было выполнено исследование концентрации углекислого газа в кабине переводчика, вентиляция в которой организованна в соответствии со стандартами ISO 4043. Предложены пути улучшения качества воздуха.

По документации заказчика была построена 3D модель кабины для переводчиков размером 1,6х1,8х2 м., содержащая модели стола, двух стульев и модели двух людей на стульях. На задней стенке кабины, внизу, смоделировано квадратное отверстие 200х200 мм. Два таких же отверстия смоделированы в потолке кабины. На боковых стенках, внизу под столом, смоделированы два прямоугольных отверстия размером 100х100 мм.

Модель для исследования
Модель была заполнена внутренним воздухом. Температура приточного воздуха принята 25℃ . Концентрация углекислого газа в приточном воздухе принята 500 ppm (particle per million). К каждой модели человека приложено граничное условие полного тепловыделения 290 Вт (соответствует категории работ средней тяжести согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»), выдыхания воздуха с объемным расходом 40 л/мин (соответствует повышенной рабочей нагрузке) и температурой . Концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе принята 40000 ppm [1].

Рассмотрены три варианта организации вентиляции:

Вариант 1. К выходным отверстиям сверху приложены граничные условия суммарного объемного расхода воздуха на вытяжку 41 м3/ч (соответствует кратности воздухообмена 8 раз в час, требуемой в п.10 ISO 4043). К входным плоскостям под столом и на задней стенке приложены граничные условия , что соответствует свободному притеканию воздуха в эти плоскости.

Вариант 2. К входным отверстиям сверху приложены граничные условия суммарного объемного расхода воздуха на приток 41 м3/ч (соответствует кратности воздухообмена 8 раз в час, требуемой в п.10 ISO 4043). К выходным плоскостям под столом и на задней стенке приложены граничные условия , что соответствует свободному вытеканию воздуха в эти плоскости.

Вариант 3. К выходным отверстиям сверху приложены граничные условия суммарного объемного расхода воздуха 100 м3/ч(соответствует кратности воздухообмена 20 раз в час). К входным плоскостям под столом и на задней стенке приложены граничные условия , что соответствует свободному притеканию воздуха в эти плоскости.


Для внутреннего воздуха построена неупорядоченная сетка многогранных элементарных объемов с характерным размером 3 мм. Общее количество элементарных объемов в моделировании составило , что соответствует повышенной точности моделирования.

Сетка конечных объемов, общий вид (сечение)
Результаты моделирования
Изообъем концентрации  1000 ppm
Изообъем концентрации  1500 ppm
Поле температуры в секущей плоскости
Изообъемы скорости воздуха 0,2 м/c (соответствует оптимальной скорости воздуха в рабочей зоне для средней категории работ для холодного периода года согласно ГОСТ 12.1.005-88) и 0,3 м/c (соответствует оптимальной скорости воздуха в рабочей зоне для средней категории работ для теплого периода года согласно ГОСТ 12.1.005-88) для варианта 3.
Заключение
По результатам численного моделирования можно утверждать, что вентиляция кабины для переводчиков, организованная согласно требованиям ISO 4043 (варианты 1 и 2), является недостаточной для обеспечения требуемого качества воздуха для двух работающих людей. При этом организация вентиляции согласно варианту 1 является более предпочтительной по сравнению с вариантом 2. Это объясняется тем, что естественная конвекция направлена в противоположную сторону от вынужденной, что ухудшает вынос углекислого газа из кабины.
Повышение кратности воздухообмена до 20 значительно уменьшает концентрацию углекислого газа, понижая её перед лицами людей до безопасных значений. Также понижается средняя температура в кабине примерно на 5 градусов.

При кратности воздухообмена 8 области некомфортных скоростей воздуха невелики и не находятся возле голов людей. Эти области можно уменьшить, сделав дополнительные вентиляционные отверстия для притока воздуха.