Законодательная база Российской Федерации

"ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО БАКТЕРИЦИДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ. РУКОВОДСТВО. Р 3.5.1904-04" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 04.03.2004)

6.1. Источники ультрафиолетового бактерицидного излучения

Электрические источники, в спектре излучения которых содержатся длины волн в диапазоне лямбда = 205 - 315 нм, называют бактерицидными лампами. Наибольшее распространение, благодаря высокоэффективному преобразованию электрической энергии в излучение, получили разрядные ртутные лампы низкого давления, у которых в процессе электрического разряда в аргонно-ртутной смеси более 60% излучения переходит в излучение с длиной волны 253,7 нм, т.е. находится в диапазоне длин волн с максимальным бактерицидным действием. Такие лампы имеют большой срок службы (5000 - 8000 ч) и мгновенную способность к работе после их зажигания. Ртутные лампы высокого давления не рекомендуются для широкого применения из-за малой экономичности, так как доля их излучения в указанном диапазоне составляет не более 10%, а срок службы примерно в 10 раз меньше, чем у ртутных ламп низкого давления. Достоинство ртутных ламп высокого давления состоит в том, что они при небольших габаритах обладают большой единичной мощностью от 100 до 1000 Вт. Это позволяет в отдельных случаях уменьшить число облучателей в бактерицидной установке.

Наряду с излучением с длиной волны 253,7 нм в спектре излучения ртутных ламп низкого давления содержится излучение с длиной волны 185 нм, которое в результате взаимодействия с молекулами кислорода образует озон в воздушной среде. У существующих бактерицидных ртутных ламп низкого давления колба выполнена из специального стекла, например увиолевого, которое практически полностью исключает выход излучения с длиной волны 185 нм. Это продиктовано тем, что наличие озона в высоких концентрациях в воздушной среде может привести к опасным последствиям для здоровья человека, вплоть до отравления со смертельным исходом.

Конструктивно современные бактерицидные ртутные лампы низкого давления представляют собой протяженную цилиндрическую трубку, по обоим концам которой впаяны ножки со смонтированными на них электродами, снабженные двухштырьковыми цоколями.

Бактерицидные лампы питаются от электрической сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Включение бактерицидных ламп в сеть производится через пускорегулирующие аппараты (ПРА), которые предназначены для обычных люминесцентных ламп соответствующей мощности. ПРА обеспечивают необходимые режимы зажигания, разгорания и нормальной работы ламп и представляют собой отдельный блок, монтируемый внутри облучателя.

Основные технические и эксплуатационные параметры бактерицидных ламп:

- спектральное распределение плотности потока излучения в области лямбда = 205 - 315 нм;

- бактерицидный поток Фбк.л, Вт;

- бактерицидная отдача, равная отношению бактерицидного потока к мощности лампы эта = Фбк.л / Рл;

- мощность лампы Рл, Вт;

- ток лампы Iл, А;

- напряжение на лампе Uл, В;

- номинальное напряжение сети Uс, В, и частота переменного тока f, Гц;

- полезный срок службы (суммарное время горения в часах до ухода основных параметров, определяющих целесообразность использования лампы, за установленные пределы, например спад значения бактерицидного потока до уровня ниже нормируемого).

6.2. Бактерицидные облучатели

В целях более рационального использования на практике бактерицидных ламп они устанавливаются в бактерицидные облучатели. Бактерицидный облучатель - это электротехническое устройство, в котором размещены: бактерицидная лампа или лампы, отражатель, пускорегулирующий аппарат, конденсаторы для повышения коэффициента мощности сети и подавления радиопомех, а также вспомогательные элементы и приспособления для его крепления на потолке или стене.

По конструктивному исполнению облучатели подразделяются на три группы - открытые (потолочные или настенные), комбинированные (настенные), закрытые. У открытых и комбинированных облучателей прямой бактерицидный поток от ламп и отражателя (или без него) охватывает широкую зону в пространстве вплоть до телесного угла 4 пи. Открытые и комбинированные облучатели предназначены для процесса обеззараживания помещения только в отсутствии людей или при кратковременном их пребывании в помещении.

У закрытых облучателей (рециркуляторов) бактерицидный поток от ламп, расположенных в небольшом замкнутом пространстве корпуса облучателя, не имеет выхода наружу. В этом случае обеззараживание воздуха осуществляется в процессе его прокачки через вентиляционные отверстия, имеющиеся на корпусе, с помощью вентилятора. К этому типу облучателей относятся и камеры с блоком бактерицидных ламп, устанавливаемые после пылеуловительных фильтров в воздуховодах приточной вентиляции. Такие облучатели применяют для обеззараживания воздуха в присутствии людей.

Бактерицидные облучатели обладают параметрами, которые характеризуют их эффективность при применении для обеззараживания воздуха:

Производительность облучателя:

где:

V - объем обеззараживаемой воздушной среды, куб. м;

tэ - длительность эффективного облучения (ч), за которую должен быть достигнут заданный уровень бактерицидной эффективности Jбк, %, для золотистого стафилококка.

Коэффициент использования бактерицидного потока ламп Кф. Этот коэффициент зависит от конструктивных особенностей облучателя и характеризует долю бактерицидного потока ламп, установленных в облучателе, используемую для обеззараживания воздушной среды. Значение Кф определяют экспериментально. Ориентировочно значение Кф для закрытых облучателей (рециркуляторов) равно 0,3 - 0,4, для открытых потолочных - 0,8, для открытых и комбинированных настенных - 0,4, для "голых" цилиндрических ламп - 0,9.

Бактерицидная облученность на расстоянии 1 м от облучателя Ебк, Вт/кв. м (для открытых облучателей).

Электрическая мощность облучателя Ро, Вт.

Коэффициент мощности cos f, равный отношению мощности облучателя Ро к вольт-амперной мощности.

Указанные параметры должны приводиться в эксплуатационной документации на облучатели (паспорт, инструкция по эксплуатации). Чем выше значения этих параметров (кроме Ро), тем более эффективным является облучатель.

6.3. Бактерицидные установки

Под бактерицидной установкой понимается группа бактерицидных облучателей или приточно-вытяжная вентиляция с бактерицидными лампами, расположенная в помещении, для обеспечения заданного уровня бактерицидной эффективности в соответствии с медико-техническим заданием на проектирование бактерицидной установки (Прилож. 1).

Бактерицидные установки для обеззараживания воздуха в помещении могут включать в себя:

- группу открытых (комбинированных) облучателей;

- группу закрытых облучателей;

- приточно-вытяжную вентиляцию с бактерицидными лампами в выходной камере;

- группу открытых (комбинированных) и закрытых облучателей;

- группу открытых (комбинированных) облучателей и приточно-вытяжную вентиляцию с бактерицидными лампами в выходной камере;

- группу закрытых облучателей и приточно-вытяжную вентиляцию с бактерицидными лампами в выходной камере.

Базовое уравнение математической модели процесса обеззараживания воздушной среды ультрафиолетовым излучением, отражающее функциональную связь между микробиологическими характеристиками микроорганизмов и номинальными значениями технических параметров бактерицидной установки при нормальных условиях в помещениях, описывается следующим выражением:

Это выражение позволяет определить число облучателей Nо (от одного или более) в помещении, а также число ламп Nл в выходной камере приточно-вытяжной вентиляции для различных вариантов бактерицидных установок.

Бактерицидная установка с открытыми или закрытыми облучателями:

Бактерицидная установка в приточно-вытяжной вентиляции:

В этих выражениях:

V - строительный объем помещения, куб. м;

Hv - бактерицидная доза, Дж/куб. м, соответствующая заданному значению бактерицидной эффективности Jбк (табл. 3);

Nл- число ламп в облучателе или в камере приточно-вытяжной вентиляции;

Фбк.л - бактерицидный поток лампы, Вт;

Кф - коэффициент использования бактерицидного потока ламп;

Прв -производительность приточно-вытяжной вентиляции, куб. м/ч;

Кр - кратность воздухообмена в помещении, ч(-1);

tэ - длительность эффективного облучения, ч;

Кз - коэффициент запаса.

Введение коэффициента запаса Кз в формулы (9) и (11) позволяет учесть снижение эффективности бактерицидных установок в реальных условиях эксплуатации из-за ряда факторов, влияющих на параметры бактерицидных ламп.

К таковым в первую очередь можно отнести следующие:

Колебания напряжения сети. С ростом напряжения сети срок службы бактерицидных ламп уменьшается. Так, при повышении напряжения на 20% выше номинального значения срок службы снижается до 50%. При падении напряжения сети более чем на 20% от номинального значения лампы начинают неустойчиво гореть и могут даже погаснуть.

При падении напряжения сети на 10% от номинального значения бактерицидный поток ламп уменьшается на 15%. Поэтому при колебаниях напряжения сети выше или ниже 10% от номинального значения эксплуатация бактерицидных установок не допускается.

Колебания температуры окружающего воздуха. При температуре 10 или 40 °С значение бактерицидного потока ламп снижается на 10% от номинального. С понижением температуры ниже 10 °С затрудняется зажигание ламп и увеличивается распыление электродов, что приводит к сокращению срока службы ламп.

Снижение бактерицидного потока ламп в течение срока службы до 30% от номинального. На срок службы ламп влияет и число включений, каждое включение уменьшает общий срок службы лампы приблизительно на 2 ч.

Влияние относительной влажности и запыленности воздушной среды помещения. При относительной влажности более 80% бактерицидное действие ультрафиолетового излучения падает на 30% из-за эффекта экранирования микроорганизмов. Запыленность колбы ламп и отражателя облучателя снижает значение бактерицидного потока до 10% и более.

При комнатной температуре, относительной влажности в пределах до 70% и содержания пыли менее 1 мг/куб. м этими факторами можно пренебречь.

Вышеприведенные данные позволяют в зависимости от конкретных условий выбрать значение коэффициента запаса в пределах Кз от 1 до 2 с тем, чтобы скомпенсировать негативные факторы.

При проектировании бактерицидных установок рекомендуется пользоваться в качестве дополнительного пособия документом: "Руководство по проектированию ультрафиолетовых бактерицидных установок для обеззараживания воздушной среды помещений предприятий мясной и молочной промышленности" 69(083.75) Р 84 VI. Пищепромдепартамент Минсельхоза РФ и Департамент госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 2002.

В Прилож. 5 приведены типовые примеры расчета бактерицидных установок.

6.4. Средства измерения бактерицидной облученности и концентрации озона

Высокая биологическая активность ультрафиолетового излучения требует тщательного контроля бактерицидной облученности на рабочих местах. Измерение бактерицидной облученности должно проводиться с помощью метрологически аттестованных средств измерения в соответствии с требованиями ГОСТ 8.326-78 "ГСИ. Метрологическая аттестация средств измерения", ГОСТ 8.552-86 "ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,03 - 0,4 мкм", ГОСТ 8.197-86 "ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения специальной плотности энергетической яркости оптического излучения в диапазоне длин волн 0,04 - 0,25 мкм" и внесенных в Госреестр средств измерений. Например, для этих целей могут быть использованы УФ-радиометры типа "Apгус-0,6", "TKA-ABC" и др.

При применении ультрафиолетовых бактерицидных ламп, не прошедших регистрационные процедуры в установленном порядке, возможно появление запаха озона.

Для измерения концентрации озона в воздухе может быть рекомендован, например, газоанализатор озона типа Мод. 3-01 ПР и др.