微环境P系统

李庆彪

摘 要：PPE是personal protective equipment 的简写，指任何供个人为防备一种或多种损害健康和安全的危险而穿着或持用的装置或器具，主要用于保护雇员免受由于接触化学辐射、电动设备、人力设备、机械设备或在一些危险工作场所而引起的严重的工伤或疾病[1]。作者开发了一种PPE设备，解决了老式装备的安全与舒适性问题，为个人提供了一种类似正常生活状态的微环境。系统由新风系统、压气机、传输系统与终端系统四个子系统组成，配合语音子系统构成一个完备的小环境，适用于车间、实验室、医院等固定岗位的操作人员。

关键词：PPE;微环境;送风过滤

1 概述

现有的防护设备存在较多问题，主要体现在穿着不舒适与呼吸不畅方面，实际上工作人员在穿着时苦不堪言。为解决呼吸不畅、憋气憋汗问题，提高人员的舒适程度，我们模拟日常工作及生活需求，设计了高度舒适、高度适应性的新型防护产品。该系统在送风过滤式系统的基础上，通过使用新型气源、新型过滤装置、新型送风与分配系统，重新设计终端装备及相关配套件，达到了为个人提供一套微环境的目的。

1.1 与现有类似防护装置的对比

由表1可以看出，与现有类似防护装置的对比，微环境P系统的供气量较大，完全满足工作人员的呼吸问题，甚至可以多人同时连续使用，且耗电量低，安全因子高。由于气源性质为异地新风，温度适宜，无呼吸负荷，大大提高了工作人员的舒适程度。

1.2 与现有送风过滤系统对比

由表2可以看出，与现有送风过滤系统对比，微环境P系统安全因子高、舒适，可以满足远距离送风，操作空间大，防护点密集且可以与多种现场管线进行集成。

1.3 评价与指标

表3为微环境P系统设计参数表，设计充分参考了人体工程学，保护水平和级别较高，且不影响人们的正常工作;舒适度高，无憋气憋汗、呼吸不畅等现象;产品轻便，各部分均为无害材料，无危废产生，型号多种，可自由搭配，兼容性高。

1.4 相关参考标准

系统参考GB/T12903-2008，GB/T18664-2002;GB14444-2006，GB20101-2006，GB6514-2008，GB7691-2003等标准进行设计，符合OSHA-PPE，欧盟PPE指令2016/425，I类。

本系统对人或环境潜在危害的微生物防护效果无实验依据，没有医疗器械证书，因此不响应BLS-3，4级标准。

2 系统构成

本系统由4个子系统组成。

2.1 新风子系统

如果工厂自带新风系统，且可以直接使用，则这一部分可以省略;医院通常自带新风系统，可以直接使用;新风系统接入风机时需要一个罩罐式容器，订货时需要单独订购。（将风机直接置于新风空间中是不提倡的）

作为室内应用的新风系统，推荐本公司的点式净化机（只需净化箱，风机箱及其他配件不需要）。此时压气机直接与净化箱连接，无需罩罐式容器。设备外形及参数参阅北京大华铭科网站www.bjdhmk.com。

直接使用室外空气也是可以的，风机自带的两级过滤材料可以有效的隔离灰尘。但是需要经常查看，以免灰尘堵塞过滤器。

2.2 正压站子系统

由压气机，过滤器，出风法兰，消声器（如果需要）组成。通常在工业应用直接如图裸机安装。如图2。

非工业安装例如医用，则使用点式净化机的结构（参考新风系统净化机的左边主机箱，带消声器的结构）

2.3 传输子系统

由管道，分配站，阀门等组成。将空气传输到各个终端，即由一个不锈钢波纹管（6m），分配器（适应长度，每节1m，法兰连接。弯头备选），调节阀（n个），平衡器（n个），快接头（n个）组成。N=1，2，3，4，5。与终端子系统数量相等。

根据工况，波纹管可以做保温或散热处理（订货时表明。默认为不处理）。分配器由场地几何数据决定，可以布局为任何形式，直线，环形，错位，高低等均可。

2.4 终端站子系统

由防护服，头盔，面罩，快接管，带式快装头组成。

（1）服装尺寸提供S，M，L，XL，XXL，

XXXL，XXXXL七种规格，见身高对照表（4表）：

其中，n：终端数量;C：常数，此处取25;L1：送风管长度;L2：分配站风管长度;L3：分支风管长度;L4：终端风管长度。

压气机功率型号有4kW和7.5kW两种可选。注意，如果S<4.1，取4kW;如果4.1

3.2 流体参数

最大出风量：900@4kW;最大压力：26kPa;

最高出风温度：（新风温度+15）℃;主风管直径：65mm;

分支管直径：32mm;分配器直径：108mm;

设计最优风温：34℃;设计最优湿度：55%。

3.3 材质

压气机：铝合金;风管：不锈钢SUS304，食品级PU;

阀门：PE;服装：PTFE覆膜无纺布;

头盔：PC;腰带：头层牛皮;

快接头：PP;牵引绳：钢丝包塑;

平衡器：碳钢;紧固件：不锈钢SUS304。

3.4 终端系统防护等级

表5列出了一系列终端系统和某些有害环境下，微环境P系统是否可以使用的情况，表格中的x代表不能使用。例如第一个工作服，微环境P系统是可以使用的，但提供的防護服是耐水耐油，不耐刮刺，可以另加衣服裤子来防止工作中的刮刺伤害;另外在火灾场所、泄露处置情况下或者IDLH（即：立即威胁生命和健康）环境下都是不可以使用的。

4 应用领域

微环境P系统的应用远远不止环境健康保护这一个，其用途非常广泛。从功能上区分，以下场合均可以使用本系统：

4.1 节能减排

使用本系统后，许多原来为保证现场环境而设计的技术参数，可以做较大幅度的调整[3]。

例：汽车或摩托车表面喷涂线，包括塑料件，车架，车门等，根据喷漆房技术要求，房间内垂直风速不能低于0.24m/s。大部分厂家设计为0.4-0.8m/s。这样整个车间的排风量就会达到2-5万风量。对于新风系统，要保证供风温度是很费钱的。黄河以北地区，冬季气温较低，一个喷房一个冬季的温度调节费用可以达到几百万元。

使用本系统后，可以进行风的内循环利用，将绝大部分风量回输，仅排放5%-10%的废气。这样既可节省90-95%的空调费用。

东北与内蒙地区冬季很冷，使用大风量的空调设施，每年的费用很高。当然在广州地区夏天很热，使用空调设施费用依然很高。只有四季如春的地区才不需要本系统。所以本系统适应冷热不均的地区，对黄河以北，长江以南地区，都有重要的意义。

4.2 防护需求

工伤损害无论对员工还是企业，都是痛苦的，对员工的保护就是保护企业自己。目前工伤损害赔偿只会增加不会降低，所以保护员工是企业的自觉行为，使用本系统是满足了企业的内在需求[6]。

4.3 工艺浓缩

使用本系统后，对工作场地的废气浓度有了很大的提升，人在无防护环境下能承受的连续浓度不会大于100ppm，但是在将人保护起来以后，标准规定的VOC浓度可以达到8000ppm，相差80倍[4][5]。这就相当于对废气进行了浓缩，使得废气可以直接使用催化燃烧或蓄热燃烧来进行处理，大幅度降低环保工程的难度。

5 小结

保证工作人员的身体健康越来越成为一种共识，人的成本也越来越成为企业的敏感因素。微环境P系统作为清洁生产、环境保护、职业健康等的保障系统、减风浓缩的必要手段，目前已成功应用在喷涂行业相关项目中，同时对其他行业也有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]全国个体防护装备标准化技术委员会.GB-T12903-2008个体防护装备术语[S].北京：中国标准出版社，2008：1.

[2]全国个体防护装备标准化技术委员会.GB/T 18664-2002 呼吸防護用品的选择、使用与维护[S].北京：中国标准出版社，2002：4-8.