Проект энергообеспечения энергоэффективного дома для климатических условий города Екатеринбурга

q_от= q_тр+ q_в (4.2)

Определение трансмиссионных тепловых потерь

Основные и добавочные потери теплоты следует определить для каждого месяца отопительного периода (месяцы со среднесуточной температурой выше +8°С), суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Вт с округлением до 10 Вт для помещений по формле:

(4.3)

где А - расчетная площадь ограждающей конструкции (каждой из стен, пола, потолка, окон, дверей) м²

R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции м²⁰С/ Вт.

Таблица 4.1

Требуемые значения теплопередачи конструкции.

		Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rтро, м2, С/Вт
Зданияи помещения	ГСОП,Ссут	стен	покрытий и перекры-тийнадпроездами	перекрытий черд. над холодными подпольями иподвалами	окон ибалкон-ных дверей	Фона-рей
Жилые, лечебно-проф. и детские учрежд. школы, интернаты	2000 4000 6000 8000 10000 12000	2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6	3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2	2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3	0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80	0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
Обществ., кроме указанных выше, адм. и бытовые, за искл.помещ. свлажным илимокрым режимом	2000 4000 6000 8000 10000 12000	1,6 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8	2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4	2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5	0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80	0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55

Для определения R необходимо рассчитать градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле

ГСОП = (T_р - T_ext) z_от.пер. , (4.4)

ГСОП= (20-(-7,5))·212=5830

где T_p =20⁰С - расчетная температура воздуха⁰С в помещении;

T_ext = -7,5⁰С - средняя расчетная температура наружного воздуха для отопительного периода, т.е. средняя температура, С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной +8

T_м - средняя расчетная температура наружного воздуха для каждого месяца

Таблица 4.2

Месяц	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
Tм , 0С	-15,3	-13,4	-7,3	2,6	10,1	15,6	17,4	5,1	9,2	-1,3	-7,1	-13,3

z_от.пер. = 31+28+31+30+31+30+31=212 - продолжительность отопительного периода, сут.

n - коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79 [19]

Таблица 4.3

Ограждающие конструкции	Коэффициент n
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	1
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	0,9
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли	0,6
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4

- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальные проекции) стены двери и окна, обращенные на север восток северо-восток и северо-запад в размере 01 на юго-восток и запад - в размере 005 в угловых помещения дополнительно - по 005 на каждую стену дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север восток северо-восток и северо-запад и 01 - в других случаях

б) в помещениях разрабатываемых для типового проектирования через стены двери и окна, обращенные на любую из сторон света в размере 008 при одной наружной стене и 013 для угловых помещений (кроме жилых) а во всех жилых помещениях - 013

в) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 0С и ниже - в размере 005

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами при высоте зданий Н м от средней планировочной отметки земли до верха карниза центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере

02Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними

027Н - для двойных дверей с тамбурами между ними

034Н - для двойных дверей без тамбура

022Н - для одинарных дверей

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами - в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 - при наличии тамбура у ворот.

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам «г» и «д» не следует учитывать.

Результаты расчетов заносим в таблицу 4.4.

Таблица 4.4

Итоговая таблица теплопотребления

Месяц	Число дней в месяце	qтр, Вт	qв Вт	, Вт	, Вт	, ГДж
1	2	3	4	5	6	7
Январь	31	3049	1873	4922	232,8	0,624
Февраль	28	2887	1772	4659	232,8	0,563
Март	31	2358	1448	3806	232,8	0,624
Апрель	30	1503	924	2427	232,8	0,603
Май	31	-	-	-	232,8	0,624
Июнь	30	-	-	-	232,8	0,603
Июль	31	-	-	-	232,8	0,624
Август	31	-	-	-	232,8	0,624
Сентябрь	30	-	-	-	232,8	0,603
Октябрь	31	1615	992	2607	232,8	0,624
Ноябрь	30	2341	1438	3779	232,8	0,603
Декабрь	31	2876	1767	4643	232,8	0,624

4.2 Общие трансмиссионные теплопотери

Общие трансмиссионные потери теплоты , Вт, равны сумме трансмиссионных потерь через отдельные ограждающие конструкции:

(4.5)

Результаты расчетов для каждого месяца года занесены в таблицу 4 .4(столбец 3).

Ограждающие конструкции можно разделить на:

- Стены + окна + двери

- Окна

- Двери

- Стены

- Перекрытия с подвалом

- Перекрытия с чердаком

Тогда площади можно рассчитать:

А_сум=P·h (4.6)

где P - периметр, а h - высота потолков.

А_сум=P·h = (8,6+7+1,2+7,2+3+1+3,1+1+1,3+4+1,3+6,2+1,3+4)·3 = =50,2·

3=150,6м²

А_окн= 2·(1,3·2,5)+3·(1·1,7)+(0,4·1,7)+4·(0,8·1,7)+4(1,2·1,7) = =16,2+1,2= 25,88 м²

А_дв= (1,0·2,2)+(0,8·2,2)=3,96 м²

А_стен = 150,6-25,88-3,96=120,76 м²

А_под= 1,2·7+3·14,2+3,1·15,2+1,3·8=108,5 м²

А_чердак = 108,5 м²

Трансмиссионные тепловые потери по месяцам:

Январь

804+232+943+535+535 = 3049 Вт

Февраль

761+220+892+507+507=2887 Вт

Март

622+179+729+414+414=2358 Вт

Апрель

396+114+465+264+264=1503 Вт

Май

226+65+264+150+150=855 Вт

Июнь

=380 Вт

Июль

59+17+69+39+39=223 Вт

Август

112+32+131+74+74=423 Вт

Сентябрь

246+71+288+164+164=933 Вт

Октябрь

425+123+499+284+284=1615 Вт

Ноябрь

Вт

Декабрь



758+219+889+505+505=2876 Вт

Определение расхода теплоты на подогрев вентиляционного воздуха.

(Извлечения из СНиП 2.04.05-91 приложение 10 «Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений»[13])

Рассчитать расход теплоты q_в Вт на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции не компенсируемого подогретым приточным воздухом для каждого месяца отопительного периода, можно по формуле

(4.7)

где L_n - расход удаляемого воздуха м³/ч не компенсируемый подогретым приточным воздухом для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений

L_n=3 м³/ч·57,3 =171,9 м³/ч

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кгС);

=1,225 кг/м³ - плотность воздуха в помещении;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 - для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

Результаты расчетов занесены в таблицу 4.4 (столбец 4).

Рассчитываем суммарную энергию, которую необходимо затратить для покрытия отопительной нагрузки в течение месяца, по формуле

, (4.8)

где - продолжительность месяца, с. Результаты расчетов занесены в таблицу 4.4 (столбец 5).

Определение затрат теплоты на горячее водоснабжение.

Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение q_ГВ.СР Вт с коэффициентом запаса 12 на остывание воды, для каждого месяца года определяется по формуле

(4.9)

где с - удельная массовая теплоемкость воды равная 4187 Дж/(кг⁰С)

а - расход воды на горячее водоснабжение при температуре 55 ⁰С на 1 чел. всут л

n - число проживающих в доме.

Энергия, необходимая для обеспечения горячего водоснабжения в течение месяца, рассчитывается по формуле

(4.10)

Результаты расчетов занесены в таблицу 4.4 (столбцы 6,7).



5. Расчет параметров солнечного коллектора

Существует ряд причин обращения человека к помощи солнечных коллекторов:

1. На участке отсутствует подвод природного газа. Сразу сужаются рамки способов обогрева дома. Первый (самый простой) - установка электрического котла и полный обогрев электричеством. Второй способ - это монтаж системы теплового насоса. И третий - установка системы солнечного коллектора.

2. Потребитель имеет желание уменьшить расход газа.

3. У потребителя нет газа, и наличествует минимальная мощность электрических сетей.

Второй вопрос, возникающий после просчета системы солнечного коллектора - это когда эта система окупится.

Чтобы правильно ответить на этот вопрос надо изначально понимать, какой вопрос целесообразно закрывать солнечным теплом, а какой нет.

Целесообразность определяется степенью окупаемости системы. В большинстве случаев, если на коттедже, где планируется установка коллекторов, присутствует подключение к трубопроводу природного газа, то целесообразность в отоплении дома солнечными батареями очень мала. Тогда коллекторы можно использовать как источник, дающий первоначальный нагрев какому-то объему воды, которая в дальнейшем догревается газовым котлом до нужной температуры. В данном случае, этот вариант оптимален, если есть постоянно отбираемый объем воды (большой дом с большим количеством точек водоотбора, бассейн, теплый пол). Но в проектируемом доме, отсутствует подключение к трубопроводу природного газа.

При оценке стоимости системы следует учитывать, что при монтаже системы солнечных коллекторов для получения теплой воды дополнительные траты идут только на массив коллекторов и их установку, а также управляющий контроллер и ряд клапанов и кранов. Остальная часть оборудования в любом случае монтировалась бы в данную систему.

5.1 Определение цели

1. Проектируется новая система солнечных коллекторов.

2. Потребителем тепла является горячее водоснабжение.

3. Место для расположения массива коллекторов - двускатная крыша.

Основными критериями, при которых было решено ставить солнечные коллекторы, явилось следующее:

1. происходит ежедневный расход горячей воды с температурой 40-45⁰С от 200 литров и выше;

2. дом используется круглогодично, на территории отсутствует газовые магистрали.

5.2 Расчет параметров вакуумного солнечного коллектора с термотрубками

Определение площади солнечных коллекторов.

Основная задача определение площади солнечного коллектора сводится к определению количества тепла необходимого для системы. Когда будет получена цифра, определяющая необходимое тепло, можно приступать к расчету количества трубок вакуумного солнечного коллектора. Данную задачу решаем на базе тепла, которое необходимо для системы горячего водоснабжения.

Подсчет количества тепла необходимого для обеспечения семьи из 2 человек горячей водой.

Определение, на сколько градусов должна повыситься температура воды и ее объем. Семья - 2 человека.

По эмпирическим данным на среднего человека расходуется в день 50 литров воды. Суммарный объем емкостного нагревателя надо рассчитывать из расчета 1,5…2 суточной потребности.

Соответственно,

G_тр(50·2)·1,5=150 л

Средняя температура входящей воды t_вх= 5°С. Она должна быть нагрета до t_кон=40°С

Дt=40-5=35°С.

Определяем количество энергии необходимой для нагревания этого количества воды.

Учитываем, что для нагрева одного литра воды на один градус надо затратить энергию равную 1 ккал.

Q_необх=150 л·35°C = 5250 ккал.

Для перевода данной энергии в кВт·ч воспользуемся следующей формулой

Q_необх/859,8=5250/859,8=6,105 кВт·ч (1 кВт·ч = 859,8 ккал)

Определяем количество энергии, которая может поглощаться и преобразовываться в тепло солнечными коллекторами.

Количество энергии, поглощаемой солнечным коллектором, зависит от усредненного облучения солнцем, значения которых, приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Облучение солнцем.

Ежемесячное усредненное облучение солнцем на горизонтальную поверхность.
кВт·ч/м2/день	0,68	1,52	2,93	4,38	5,05	5,70	5,95	4,01	2,65	1,43	0,84	0,48

Солнечный коллектор способен поглощать до 80% энергии солнца.

Значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками равно

P₁=0,68· 0,8 = 0,544 кВт·ч/день

P₂=1,52· 0,8 = 1,216 кВт·ч/день

P₃=2,93· 0,8 = 2,344 кВт·ч/день

P₄=4,38· 0,8 = 3,504 кВт·ч/день

P₅=5,05· 0,8 = 4,04 кВт·ч/день

P₆=5,70· 0,8 = 4,56 кВт·ч/день

P₇=5.95 · 0,8 = 4,76 кВт·ч/день

P₈=4,01· 0,8 = 3,208 кВт·ч/день

P₉=2,65· 0,8 = 2,12 кВт·ч/день

P₁₀=1,43· 0,8 = 1,144 кВт·ч/день

P₁₁=0,84· 0,8 = 0,672 кВт·ч/день

P₁₂=0,48· 0,8 = 0,384 кВт·ч/день

площади поглощения коллектора для данного месяца.

Площадь поглощения вакуумной трубки диаметром 58 и длиной 1800 мм составляет 0,08 м2

Соответственно одна трубка способна получать и передавать солнечное тепло в размере

S₁=P₁·0,08= 0,544·0,08=0,0435 кВт·ч

S₂=P₂·0,08= 1,216·0,08=0,0973 кВт·ч

S₃=P₃·0,08= 2,344·0,08=0,188 кВт·ч

S₄=P₄·0,08= 3,504·0,08=0,280 кВт·ч

S₅=P₅·0,08= 4,04·0,08=0,323 кВт·ч

S₆=P₆·0,08= 4,56·0,08= 0,365 кВт·ч

S₇=P₇·0,08= 4,76·0,08=0,381 кВт·ч

S₈=P₈·0,08= 3,208·0,08=0,257 кВт·ч

S₉=P₉·0,08= 2,12·0,08= 0,17кВт·ч

S₁₀=P₁₀·0,08= 1,144·0,08= 0,092 кВт·ч

S₁₁=P₁₁·0,08= 0,672·0,08= 0,054 кВт·ч

S₁₂=P₁₂·0,08= 0,384·0,08=0,031кВт·ч

Определяем необходимое число трубок.

Используя значение, вычисленное выше, определяем количество трубок, которое надо установить.

Энергия, которую необходимо затратить на нагрев нужного количества воды составляет Q_необх=6,105 кВт·ч.

Энергия, которую может передать одна вакуумная трубка, в зависимости от месяца, составляет S_i кВт·ч, тогда

n₁=6,105/0,0435=140

n₂=6,105/0,0973=63

n₃=6,105/0,188=33

n₄=6,105/0,280=22

n₅=6,105/0,323=19

n₆=6,105/0,365=17

n₇=6,105/0,381=16

n₈=6,105/0,257=24

n₉=6,105/0,17=35

n₁₀=6,105/0,092=67

n₁₁=6,105/0,054=113

n₁₂=6,105/0,031=197

Подсчитав, количество трубок в составе коллекторов, мы видим, что в зависимости от месяца использования для приготовления нужного количества воды, количество трубок существенно отличается. В данном случае вариант - чем больше, тем лучше, не подходит. Зимой мы получим необходимое количество тепла, но летом столкнемся с очень существенной проблемой - утилизацией избыточного тепла. Солнце невозможно выключить или включить, поэтому оно будет постоянно нагревать воду в вашем баке. В конечном итоге вода в баке-аккумуляторе закипит, а это может привести к выходу из строя оборудования. Можно осуществить сброс горячей воды в канализацию и набор в бак холодной воды для дальнейшего нагрева, но такое использование солнечных коллекторов не целесообразно.

Применение солнечных коллекторов направлено, прежде всего, на экономию денег и экономию природных ресурсов. Поэтому необходимо использовать то количество солнечных коллекторов, которое экономически целесообразно.

В данном случае, ставилась задача обеспечить горячей водой семью из 2 человек. Правильным решением будет считаться подбор количества трубок коллектора в зависимости от месяца, в котором максимальная солнечная эффективность. То есть для семьи из двух человек в пригороде Екатеринбурга необходим бак-накопитель на 200 литров и солнечный коллектор на 35 трубок.

Таким образом, солнечный коллектор, работает в неотапливаемый сезон, следовательно, пропадает необходимость в установке дорогостоящего вакуумного коллектора с термотрубками. Изначальный выбор вакуумного коллектора с термотрубками был обусловлен климатическими условиями и эффективностью работы в целом. Теперь, когда установка не работает в холодный (снежный) период, целесообразно устанавливать плоский солнечный коллектор.

5.3 Расчет системы солнечного теплоснабжения и доли тепловой нагрузки обеспечиваемой за счет солнечной энергии

На графике 5.1 представлена характеристика плоского солнечного коллектора без селективного покрытия, с одним слоем прозрачной изоляции, выбранного для установки в жилом загородном доме.

Характеристика плоского солнечного коллектора без селективного покрытия с одним слоем прозрачной изоляции

В таблице 5.2 представлены климатологические характеристики города Екатеринбурга, использующиеся в дальнейших расчетах.



Таблица5.2

Климатологические характеристики

Месяц	Средняя месячная температура воздуха, °С	Сумма прямой солнечной радиация на нормальную к лучу поверхность Iм за сутки, МДж/м2	Сумма рассеянной солнечной радиации ID за сутки, МДж/м2
Январь	-15,30	11,2	2,2
Февраль	-13,40	16,4	3,1
Март	-7,30	18,6	4,4
Апрель	2,60	20,6	6,5
Май	10,10	24,5	7,8
Июнь	15,60	27,4	10,2
Июль	17,40	28,9	10,3
Август	15,10	28,0	8,7
Сентябрь	9,20	21,8	6,2
Октябрь	1,30	15,9	4,1
Ноябрь	-7,10	12,7	3,0
Декабрь	-13,30	11,4	1,9

На следующем графике (5.2) представлена зависимость прихода солнечной радиации от месяца. Из графика видно, что решение о применении солнечных коллекторов в течении мая-сентября, наиболее рационально.



Зависимость прихода солнечной радиации от месяца

Рисунок 5.2

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние промежуточного теплообменника.

Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:

(5.1)

где =1 - площадь солнечного коллектора, м²;

= 0,015 - массовый расход антифриза в контуре коллектора, кг/(м²с);

=3350- теплоемкость раствора антифриза,Дж/(кг °С);

= 0,7- эффективность теплообменника;

F_RU_L =tg(угла наклона характеристики коллектора) = 0,78/0,12 = 6,5

Отношение месячных тепловых потерь коллектора к полной месячной тепловой нагрузке.

Отношение месячных тепловых потерь к полной месячной тепловой нагрузке, зависит от средней температуры месяца и расхода воды (формула 5.2).

Расчет произведен для требуемых, неотапливаемых месяцев. Результаты занесены в таблицу 5.4.

Рассмотрим расчет для данных одного месяца (мая):

(5.2)

Отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора к полной месячной тепловой нагрузке

Угол солнечного склонения рассчитывается по формуле (5.3), приведенной ниже.

Пример расчета угла солнечного склонения в мае месяце:

(5.3)

где - порядковый номер дня года, отсчитываемый с 1 января

Часовой угол движения солнца в мае месяце:

(5.4)

где - фактическое местное декретное;

- декретный солнечный полдень данного часового пояса;

- фактическая долгота точки;

- средняя долгота данного часового пояса.

Прямая солнечная радиация рассчитывается по формуле:

(5.5)

Значение прямой солнечной радиации в мае:

где - интенсивность прямой составляющей солнечной радиации на нормально ориентированную поверхность;

- угол падения на наклонную поверхность;

- широта местности;

- угол наклона солнечного коллектора к горизонту, принимается равным широте местности;

- угол склонения

Рассеянная солнечная радиация рассчитывается по формуле:

, (5.6)

Значение рассеянной солнечной радиации в мае:

где - рассеянная радиация.

Среднемесячный дневной приход солнечной радиации на наклонную поверхность (на примере данных мая месяца):

(5.7)

Данные расчетов сведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Расчет интенсивности солнечного излучения

Месяц	Iм	ID,	n	д	t	tcc	щ,°	IS,	ID	I
Май	24,5	7,8	135	18,8	12	14	-30	20,09	6,03	26,12
Июнь	27,4	10,2	166	23,3	12	14	-30	21,79	7,89	29,68
Июль	28,9	10,3	196	21,5	12	14	-30	23,29	7,97	31,25
Август	28	8,7	227	13,9	12	14	-30	23,54	6,73	30,27
Сентябрь	21,8	6,2	258	2,3	12	14	-30	18,86	4,80	23,66

Зависимость прихода солнечной радиации от месяца.

Отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора, к полной месячной тепловой нагрузке рассчитывается по следующей формуле:

(5.8)

Значение в мае:

где = 0,78 - по графику зависимости ;

= 0,96 для всех месяцев отопительного сезона для коллектора с одинарным остеклением;

- число дней в месяце.

Доля месячной нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии.

Рассмотрим расчет доли месячной нагрузки на примере мая месяца:

(5.9)

где значения X и Y принимаются из расчета, что площадь солнечного коллектора 3м².

Месячное количество тепла, обеспечиваемого солнечной энергией.

Пример для коллектора площадью 3 м²

Итоговая таблица 5.4. отражает отношение месячных тепловых потерь солнечного коллектора и количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора к полной месячной тепловой нагрузке, при площади плоского солнечного коллектора без селективного покрытия с одним слоем прозрачной изоляции 3м².

Таблица 5.4.

Месяц	X/A	Y/A	Площадь коллектора, 3 м2
			X	Y	f	QГВС, ГДж
Май	2,43	0,94	7,28	2,82	1,06	0,624
Июнь	2,28	1,10	6,84	3,31	1,14	0,603
Июль	2,23	1,13	6,69	3,38	1,15	0,624
Август	2,29	1,09	6,88	3,27	1,13	0,624
Сентябрь	2,45	0,88	7,36	2,64	1,02	0,603
Сумма	3,078
Доля годовой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии	110,28

Таким образом, можно сделать вывод, что плоский солнечный коллектор, площадью 3 м², полностью обеспечит семью из 2-х человек в летний период горячей водой.



6. Расчет системы теплоснабжения с помощью теплового насоса

6.1 Расчета теплого пола

Средняя температура пола нормируется СП 60.13330.2012 "Отопление, Вентиляция и Кондиционирование"[20] пункт 6.4.8: « Среднюю температуру поверхности строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами в расчетных условиях следует принимать не выше, °С:70 -- для стен; 26 -- для полов помещений с постоянным пребыванием людей; 23 -- для полов детских учреждений согласно СП 118.13330 [21]; 31 -- для полов помещений с временным пребыванием людей, а также для обходных дорожек, скамей крытых плавательных бассейнов».

Исходные данные, необходимые для расчета теплого пола представлены в таблице 6.1. Термические сопротивления слоев пола, представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.1

Исходные данные:

Наименование характеристики	Обознач.	Ед.изм.	Значение
Температура теплоносителя в подающем трубопроводе	tп	оС	37,5
Температура теплоносителя в обратном трубопроводе	tо	оС	32,5
Температура воздуха в рассчитываемом помещении	tв	оС	20
Температура в нижележащем помещении	tниз	оС	18
Внутренний диаметр труб теплого пола	Dв	м	0,013
Наружный диаметр труб теплого пола	Dн	м	0,016
Коэффициент теплопроводности материала труб	лтр	Вт/м К	0,35
Коэффициент теплоотдачи нижележащей горизонтальной поверхности	бн	Вт/м2 K	8,7
Коэффициент внутренней теплоотдачи (передача тепла от теплоносителя к внутренней поверхности труб)	бвн	Вт/м2 K	400
Коэффициент теплоотдачи пола	бп	Вт/м2 K	12



Таблица 6.2

Термические сопротивления

Наименование материала слоя	Толщина,м	ЛВт/м К	R, м2К/Вт
Слои над трубами
Цементно-песчаная стяжка	0,035	0,93	0,038
Подложка под ламинат	0,002	0,030	0,067
Ламинат	0,015	0,18	0,083
Термическое сопротивление слоев над трубами,Rв 0,19 м2 К/Вт
Слои под трубами
Цементно-песчаная стяжка	0,025	0,93	0,027
Пеноплекс 35	0,030	0,032	0,94
Плита железобетонная	0,2	2,04	0,098
Термическое сопротивление слоев под трубами, Rн1,06 м2 К/Вт

1. Средняя температура теплоносителя t_ср:

(6.1)

⁰С

2. Приведенное термическое сопротивление над трубами R_вв:

(6.2)

3. Приведенное термическое сопротивление под трубами R_нн:

(6.3)

4. Угол между поверхностью пола и линией максимального термического сопротивления (вверх), градусы:



(6.4)

где В - шаг укладки труб, см (задаемся шагом 0,10/0,15/0,20/0,25 м);

?- суммарная толщина слоев над трубами, м;

Принимаем шаг укладки В=0,15 м

5. Максимальное термическое сопротивление слоев труб над трубой R_вmax:

(6.5)

6. Отношение тепловых потоков «низ/верх»:

, (6.6)

7. Приведенное термическое сопротивление стенок трубы R_тр,:

(6.7)

8. Тепловой поток по направлению вверх q_в:



(6.8)

9. Тепловой поток по направлению вниз q_н:

(6.9)

Вт/м²

10. Суммарный удельный тепловой поток q_a:

(6.10)

11. Суммарный тепловой поток на погонный метр теплого пола q_l:

(6.11)

12. Максимальная температура пола t_пmax:

(6.12)

⁰C

13. Минимальная температура пола t_пmin:

(6.13)

=22,507 ⁰С

14. Средняя температура пола t_пср:

(6.14)

⁰С

Данная температура меньше нормируемой, а именно для зон с постоянным пребыванием людей температура пола не должна быть выше 26 ^оС (по 6.4.8 СП 60.13330.2012) В результате расчета, был подобран шаг труб водяного теплого пола, вычислены при этом шаге теплоотдача теплого пола и средняя температура поверхности пола.

6.2 Выбор теплового насоса

При моновалентном режиме работы тепловой насос используют в качестве единственного источника тепла, обеспечивающего все теплопотребление здания.

Был выбиран тепловой насос фирмы NIBE модель F1145-6.

F1145 грунтовой тепловой насос для отопления одно- и малоквартирных жилых домов, небольших офисных и промышленных зданий. Основными источником тепла является тепло окружающей земли или воды.

Эта модель не только более эффективна, чем предыдущие поколения теплонасосов, но также сделана более удобной для использования.

Новый, интуитивно понятный цветной дисплей, делает управление теплонасоса простым.

Датчики тока, входящие в поставку, защищают электросеть от перегрузок, при недостатке электроэнергии ограничивают потребление тока тепловым насосом.

Тепловой насос продолжает эффективно работать при температуре во внешнем грунтовом горизонтальном коллекторе или скважине до минус десяти °С. Такие низкие, по сравнению с другими теплонасосами, температуры теплоносителя в грунте позволяют уменьшать размеры, и стоимость, земляных работ.

Уникальная интуитивно-понятная панель управления дает полный контроль над системой отопления.

Встроенный электрокотел дает возможность использования:

· автоматической санитарной обработки системы горячего водоснабжения от бактерий легионелла;

· в качестве бивалентного источника тепла в особо холодные дни года;

· как аварийная система отопления .

Максимальная температура теплоносителя поступающего из теплового насоса в систему отопления возможна до 65 °С такие высокие, для теплонасосов, температуры в системе отопления позволяют применить в здании отопительные приборы (радиаторы, конвектора и пр.) небольшого размера и стоимости.

Используемая модульная конструкция оборудования означает, что можно добавить аксессуары, такие как рекуператор тепла вентиляции, накопительный резервуар, модуль подогрева бассейна, кондиционирование, а также связь и управление через интернет или GSM, не меняя аккуратный, эргономичный внешний вид теплонасоса.

Специальная шумоизоляциятеплонасоса F1145 снижает шум до 43 дБ, что соизмеримо с работающим холодильником и обычно тише работающего газового котла.

В таблице 6.3 представлены характеристики, выбранного теплового насоса F1145-6.



Таблица 6.3

Характеристики теплового насоса F1145-6

Поставляемая/затрачиваемая мощность (B 0/W 35)*	6,4/1,3 кВт
Поставляемая мощность (B 0/W 50)**	5,1 кВт
СОР (B 0/W 35)*	4,93
СОР(B 0/W 35)**	3,46
Мощность нагрева электрокотла, ступенчато	2/4/6/9 кВт
Высота	1500 мм
Ширина	600 мм
Глубина	620 мм
Вес нетто	145 кг

6.3 Геотермальный контур

Для теплового насоса основной характеристикой показателя эффективности теплового насоса является коэффициент преобразования энергии СОР.

В процессе работы компрессор потребляет электроэнергию. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты; и служит показателем эффективности теплового насоса. Для вычисления COP используется следующая формула:

, (6.15)

где -- вырабатываемая тепловая энергия;

W -- потребляемая мощность, Вт.

Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе (формула 6.16): чем больше разность, тем меньше эта величина.

, (6.16)

T - абсолютная температура приёмника тепла, K

T₀ - абсолютная температура источника тепла, K

µ - коэффициент учитывающий потери (трение, сжатие и т.п.)

Исходя из таблицы 6.3:

СОР= 4.93

T=35+273=308K

T₀=0+273=273K, значит µ:

(6.17)

Исходя из этого рассчитаем СОP при:

T=37,5 ⁰C=37,5+273=310,5 K

T₀=5+273=278 K

, (6.18)

Исходя из формулы (6.18) можно сделать вывод, что при неизменной (заданной 37,5 ⁰С) температуре теплоносителя контура отопления, при повышении температуры НПИ повышается СОР. Это означает, что для данной системы отопления, с требуемым СОР не ниже 5,35, требуется температура грунта не ниже 5 ⁰С. Из графика 6.1 следует, что глубина залегания геотермального контура должна быть не выше глубины 2м.



Распределение температур грунта, по глубине, для климатических условий города Екатеринбурга.

Рисунок 6.1

6.4 Выбор грунтового теплообменника

При выборе грунтового теплообменника, было принято решение остановиться на энергетической корзине (рисунок 6.2). Эта система прекрасно сочетается с различным оборудованием, обеспечивая оптимальное решение поставленных перед ней задач.

Места энергетическая корзина требует немного. Для того чтобы ее установить, роют котлован диаметром 3 м, глубиной от 4 до 5 м. Таким образом, нет необходимости привлекать буровую технику и получать разрешение на бурение.

Энергетические корзины могут работать не только «на обогрев», но и «на охлаждение», заменяя работу кондиционеров.

В данном случае, требуемая мощность складывается из мощности на отопление и горячее водоснабжение.

Результаты приведены в таблице 4.4.

Таким образом, можно сделать вывод, что потребуется мощность 5,2 кВт.

Смотря на таблицу 6.4. «Характеристика энергетических корзин» было принято решение установить 3 энергокорзины с мощностью отведения 1,6-2 кВт, а на рисунке 6.3. приведены зависимости удельной мощности отведения от типа грунта.

Таблица 6.4

Характеристика энергетических корзин



Зависимость удельной мощности отведения от типа грунта.

Рисунок 6.3

Таким образом, в отопительный период тепловой насос полностью покрывает нужды в виде отопления и ГВС.



7. Технико-экономическое обоснование проекта

7.1 Расчет затрат на отопление и горячее водоснабжение для 1 года

Цель - выполнить технико-экономический анализ для автономной системы теплоснабжения с использованием солнечных коллекторов и теплового насоса.

В экономической части дипломного проекта рассчитываются показатели экономической эффективности вложений, такие как срок окупаемости, рентабельность и экономический эффект от внедрения установки.

Для сравнительного анализа рассмотрим затраты на отопление и ГВС для жилого загородного дома за период в один год. В данном поселке отсутствует газопровод, поэтому сравнение производим с затратами на теплоснабжение с помощью электрокотла.

Таблица 7.1

Потребление тепловой энергии по месяцам года

Месяц	Число днейв месяце	, Вт	, Вт	Qотмесяц,ГДж	, ГДж	Qтрмесяц,ГДж
Январь	31	4922	232,8	13,183	0,624	13,807
Февраль	28	4659	232,8	11,271	0,563	11,834
Март	31	3806	232,8	10,194	0,624	10,818
Апрель	30	2427	232,8	6,291	0,603	6,894
Май	31	-	232,8	-	0,624	0,624
Июнь	30	-	232,8	-	0,603	0,603
Июль	31	-	232,8	-	0,624	0,624
Август	31	-	232,8	-	0,624	0,624
Сентябрь	30	-	232,8	-	0,603	0,603
Октябрь	31	2607	232,8	6,983	0,624	7,607
Ноябрь	30	3779	232,8	9,795	0,603	10,398
Декабрь	31	4643	232,8	12,436	0,624	13,06

Так как на участке отсутствует централизованное отопление и горячее водоснабжение, расчет рентабельности и экономического эффекта можно производить на основании затрат на установку электрокотла или теплового насоса и солнечных коллекторов, а так же затрат на дальнейшую оплату электричества. Стоимость электроэнергии 2,15 руб/кВт·ч для однотарифного учета с 01.07.2014г. по 31.12.2014г.

Не зависимо от выбора отопительной установки, остается необходимость в прокладке теплого пола. Таким образом, эти затраты так же не скажутся на окупаемости.

Расчёт стоимости оборудования.

1. Электрокотел.

Выбран электрический котел Protherm СКАТ 6 KR. Он предназначен для отопления квартир и загородных домов. Котел оснащен электронным управлением с функцией ступенчатого включения и выключения мощности, циркуляционным насосом, стальным цилиндрическим теплообменником, интегрированным гидравлическим блоком, датчиком давления воды в системе отопления, предохранительным клапаном, мембранным расширительным баком.

Техническое описание

· Одноконтурные электрические котлы

· Мощность 6,0 кВт

· Возможность настройки до 4-х ступеней мощности

· Приготовление горячей воды 15,3 л/мин. (при ?t=30oC) в дополнительном накопительном бойлере

· Контроль превышения напряжения

· Возможность работы с погодозависимой автоматикой

· Возможность каскадного соединения котлов

· Встроенный 10-ти литровый расширительный бак

· Встроенный циркуляционный насос с автоматическим воздухоотводчиком

· Возможность работы в сети напряжением 220В

Стоимость 32 200 руб.

Электропотребление 6,0 кВт·1,08=6,48 кВт (т.к. КПД = 0,92)

2. Тепловой насос + плоский солнечный коллектор.

- Геотермальный тепловой насос NIBE F1145-6 EXP - 1 шт;

- энергетическая корзина XLUponor- 3 шт;

- Плоский солнечный коллектор INISO NEO 2.1 (1,6 м²);

- Аккумуляторный бак мембранный Rucelf (300 л, 1 теплообменник, ТЭН 2,2 кВт));

- Расширительный бак мембранный Varem, 12 л;

- Контроллер электронный SR 868 C8Q;

- Насос Циркуляционный Wilo;

- Предохранительный клапан;

- Воздухоотводчик автоматический.

В таблице 7.1 и на рисунке 7.1 указана стоимость оборудования, входящего в состав гибридной автономной системы электроснабжения.

Структура затрат на компоненты системы в %

Рисунок 7.1



Таблица 7.2

Состав и цена оборудования

Наименование	Ед. изм.	Кол-во	Цена за единицу, руб
Геотермальный тепловой насос	шт.	1	298808
Контур низкопотенциального источника - энергетическая корзина XLUponor	шт.	3	61 240
Плоский солнечный коллектор INISO NEO 2.1 (1,6 м2)	шт.	2	37 562
Аккумуляторный бак мембранный Rucelf (300 л, 1 теплообменник, ТЭН 2,2 кВт))	шт.	1	26 110
Расширительный бак мембранный Varem, 12 л	шт.	1	2 100
Контроллер электронный SR 868 C8Q	шт.	1	4 670
Насос Циркуляционный Wilo	шт.	1	4 190
Предохранительный клапан	шт.	1	1 310
Воздухоотводчик автоматический	шт.	1	490

Общая стоимость системы равна: 596 522 руб.

(5.1)

где- стоимость теплового насоса;

- стоимость контура низкопотенциального источника;

-стоимость плоских солнечных коллекторов;

- стоимость аккумуляторного бака ;

С_{бакрасшир.} - стоимость расширительного бака;

-стоимость контроллера;

- стоимость циркуляционного насоса;

С_кл - стоимость предохранительного клапана;

С_взд - стоимость автоматического воздухоотводчика.

С_тн = 298 808 руб.

С_нпи = 61 240· 3=183 720 руб.

С_ск = 37 562·2= 75 124 руб.

= 26 110 руб.

С_{бакрасшир} = 2 100 руб.

= 4 670 руб.

= 4 190 руб.

С_кл= 1 310 руб.

С_взд= 490 руб.

С_с = 298 808+61 240·3+37 562·2+26 110+2 100+4 670+4 190+1 310+490 = 596 522 руб.

7.2 Расчёт срока окупаемости системы

Срок окупаемости системы рассчитывается для территории с децентрализованным теплоснабжением в сравнении с электрокотлом.

Характеристики электрического котла Protherm СКАТ 6 KR:

* мощность -6,5 кВт,

* срок службы -7 000 000 часов,

* стоимость -32 200 руб.

В данном случае срок окупаемости системы рассчитывается по формуле:

, (5.2)

где К_ЭС ? капитальные затраты на гибридную систему, руб.,

К_ДГ ? капитальные затраты на электрокотел, руб.,

И_ДГ ? издержки при использовании электрокотла, руб.,

И_ЭС ? издержки при использовании гибриднойсистемы, руб.

Поскольку срок службы гибридной системы составляет 30 лет, а электрокотла ? 10 лет, то стоимость замены электрокотла за тот же период будет равна:

руб.

Стоимость всех затрат на электрокотлы равна:

К_эл = 32200 + 64400 = 96600 руб.

В кап.затраты на гибридную систему включена стоимость оборудования, срок службы которого не меньше 25 лет, при условии своевременного технического обслуживания.

Годовые издержки при использовании электрокотла рассчитываются по формуле:

И_эл = И_э + И_А + И_РЕМ, (5.3)

где И_э ? издержки на оплату электроэнергии, руб./год,

И_А ? амортизационные издержки, руб./год,

И_РЕМ ? издержки на ремонт оборудования электрокотла, руб./год

Для выработки тепловой энергии за год электрокотлом эквивалентной т/э, вырабатываемой гибридной системой за год необходимо затратить 21

И_э = 25108,704(кВт·ч)·2,15(руб/кВт·ч)= 53983,714 руб./год

Амортизационные издержки вычисляются по формуле:

, (5.4)

где Н_А ? норма амортизации, % ,

К_эл ? капитальные затраты на электрокотел, руб.,

Т_СЛ ? срок службы всех электрокотлов, лет (принимаем 25 лет).

И_А = 0,04·96600 = 3864 руб./год

Издержки на ремонт электрокотла принимаем равные:

И_РЕМ = 0,2·И_А = 0,2·2683,33 =772,8 руб./год

Следовательно, издержки при использовании электрокотла равны:

И_эл = 58983,714+3864+772,8=63620,514 руб./год

Годовые издержки при использовании гибридной системы рассчитываются по формуле:

И_ЭС = И_А + И_РЕМ + И_ЭЭ, (5.5)

где И_А ? амортизационные издержки, руб./год,

И_РЕМ ? издержки на ремонт оборудования системы, руб/год,

Иээ - издержки на оплату электроэнергии, руб/год.

Амортизационные издержки вычисляются по формуле:

, (5.6)

где Н_А ? норма амортизации, % ,

К_ЭС ? капитальные затраты на гибридную систему, руб.,

Т_СЛ ? срок службы гибридной системы, лет.

Издержки на оплату электроэнергии

Иээ = 6942,35 руб./год

Расчет производим учитывая коэффициент трансформации теплоты и затраты электрической энергии на работу гелиосистемы.

Срок службы гибридной системы равен 25 лет, следовательно,

И_А = 0,04·596522 =23860,88 руб./год.

Издержки на ремонт системы принимаем равные:



И_РЕМ = 0,05·И_А = 0,05·17963= 1193,044 руб./год.

Следовательно, издержки при использовании системы равны:

И_ЭС = 23860,88 + 1193,044 +6942,35 = 31996,274 руб./год.

Срок окупаемости системы в сравнении с электрокотлом в зоне децентрализованного теплоснабжения равен:

7.3 Расчёт себестоимости тепловой энергии, вырабатываемой гибридной системой

Стоимость тепловой энергии, вырабатываемой системой, включает все затраты за весь период осуществления проекта.

Тогда стоимость т/э определяется по формуле:

, (5.7)

где И_ЭС ?годовые издержки при использовании гибридной системы, руб./год.

W_ГОД ? суммарная годовая выработка т/э от системы, кВт•ч/год. (см. главу 4).

Себестоимость т/э, вырабатываемой системой, равна:

С=31996,274/21543,88 = 1,485 руб./кВт·ч

Таким образом, в ходе оценочного расчета, срок окупаемости капиталовложений составляет 16лет. Наиболее важными факторами, влияющими на окупаемость проекта являются:

- стоимость оборудования;

-цена за кВт*ч электроэнергии, а также динамика ее роста;

-эффективность преобразования солнечной энергии и тепла грунта;

В условиях постоянного роста цен на энергоносители, при грамотном внедрении проекта, существует потенциал для снижения срока окупаемости.

7.4 Анализ технико-экономических показателей проекта

Причиной высокого срока окупаемости гибридной установки автономного теплоснабжения является высокая стоимость ТН и СК, по сравнению с другими комплектующими станции (рисунок 7.1). Однако на сегодняшний день наблюдается тенденция падения цен на установки, работающие на возобновляемых источниках энергии, а так же их повсеместное распространение. Соответственно, снижение стоимости на комплектующие уменьшит и срок окупаемости всей системы в целом.

Себестоимость тепловой энергии, вырабатываемая гибридной системой (1,785 руб./кВт•ч) очень низкая. По сравнению с централизованной сетью (1 291,86 руб./Гкал) доказывает, что гибридные системы рентабельно применять даже при близком расстоянии источника потребления тепловой энергии от линий электропередачи или централизованного отопления.



8. Безопасность жизнедеятельности

8.1 Введение

8.1.1 Цель дипломного проекта

Целью данного дипломного проекта является проектирование жилого дома, общей площадью 108,5 м², оснащенного автономными источниками горячего водоснабжения и отопления. Контроль за состоянием работы оборудования системы, осуществляется автоматически, с периодическими проверками жильцами дома, или специалистами, устанавливающими данное оборудование.

Исходя из этого, целями данного раздела являются:

* создание комфортных условий обитания человека;

* идентификация воздействий факторов среды обитания на человека;

* разработка мер защиты человека и среды обитания от негативных воздействий;

* обеспечение безопасности, экологичности техники и технологических процессов при их проектировании и эксплуатации;

* прогнозирование и оценка индивидуального и социального риска, а также последствий чрезвычайных ситуаций;

* разработка мер по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

В этом разделе рассмотрены характеристики рабочего места инженера-проектировщика, разрабатывающего проект дома и системы теплоснабжения.

8.1.2 Краткая характеристика объекта

Солнечные коллекторы и тепловой насос размещены в поселке Ключевск, Свердловская область (сороковой километр Режевского тракта).

Город Екатеринбург находится в зоне умеренно континентального климата с характерной резкой изменчивостью погодных условий, хорошо выраженными сезонами года:

средняя температура января -- ?14 єC;

средняя температура июля -- +19 єC;

среднегодовая температура -- +2,6 °C;

среднегодовая скорость ветра -- 3,2 м/с;

среднегодовая влажность воздуха -- 71 %;

среднегодовое количество осадков -- 498 мм;

8.1.3 Характеристика рабочего места

Рабочее место инженера-проетировщика находится в кабинете площадью 30 м², расположенного в здании конструкторского бюро по адресу город Екатеринбург, улица Большакова 97, 1 этаж.

Выполняемые операции: проведение расчетных и проектировочных работ с использованием ЭВМ.

Используемые материалы: жидкокристаллический монитор, системный блок, МФУ, телефон, калькулятор, настольная лампа. Продолжительность нахождения в помещении не более 8 часов.

8.2 Безопасность проекта

8.2.1 Характеристика опасных производственных факторов и мероприятий по обеспечению травмобезопасности оборудования

В помещении отсутствует оборудование, имеющее движущиеся части являющиеся источником опасности. Отсутствуют трубопроводы, гидро-, паро-, пневмосистемы, предохранительные клапаны, и другие элементы, повреждение которых может вызвать опасность. Оборудование, используемое при работе, не нагревается до температуры, опасной для здоровья человека.

Помещение оборудовано системой отопления, системой кондиционирования воздуха, температура воздуха в помещении составляет 22-25°С.

Поверхность пола в помещении ровная, нескользкая, удобная для очистки и влажной уборки.

8.2.2 Электробезопасность

Данное помещение является нормальным (п. 1.1.6 ПУЭ ), беспыльным (п. 1.1.11 ПУЭ), с нормальной температурой воздуха и с изолирующим полом (половая доска, покрытая линолеумом). Таким образом, кабинет можно отнести к классу помещений без повышенной опасности (п. 1.1.13 ПУЭ).

В помещении для питания электропотребителей используется переменное напряжение U= ~220 В с частотой f =50 Гц.

В помещении предусмотрены основные меры защиты:

- изоляция токоведущих проводов осветительных приборов, ноутбука;

- недоступность токоведущих проводов осветительных приборов, компьютера;

- защитное заземление выполнено согласно ПУЭ.

В качестве заземляющих устройств используется контур, выполненный по стандартам и подключенный к двум шинам сечением по 280 кв. мм, выведенных по наружной стене здания к заземляющему устройству, состоящему из 25 оцинкованных труб длинной по 2,5 м, вбитых в землю у фундамента.

8.3 Гигиеническая оценка условий и характера труда

8.3.1 Освещенность

В дневное время суток освещение помещения осуществляется естественным образом через оконные проемы в наружных стенах.

Согласно СП 52.13330 - 2011 [28] для IV разряда зрительных работ, к которому относится работа проектировщика, необходимо, чтобы на рабочем месте было искусственное освещение 300 лк, КЕО естественного освещения при боковом освещении 1,5 %.Искусственное освещение комбинированное, помимо общего освещения предусмотрено и местное.

Эффективность осветительной установки определяют также и качественные показатели освещенности: цветопередача, пульсация освещенности, показатель ослепляемости, равномерность распределения яркости. индексом цветопередачи 50-55 и цветовой температурой 3500-3600 К (невысокие требования к цветоразличению). Таким характеристикам соответствуют лампы типа ЛБ.

Допустимая пульсация освещенности регламентируется в СП 52.13330.2011 [28] коэффициентом пульсации. Для IV разряда зрительной работы его значение не должно превышать 20 %. Поэтому лампы типа ЛБ необходимо включать по схеме с искусственным сдвигом фаз для снижения коэффициента пульсации с 24 % до 10,5 %.

Слепящее действие светильников регламентируется в СП 52.13330.2011 [28] максимально допустимым значением показателем ослеплённости. Для IV разряда зрительной работы его значение не должно превышать 40.

Равномерность распределения яркости характеризуется отношением максимальной освещенности к минимальной. Это отношение не должно превышать 3 согласно СП 52.13330.2011 [28] для IV разряда зрительной работы.

Цветопередача определяет влияние спектрального состава излучения искусственного источника света на воспринимаемый цвет объектов по сравнению с цветом этих объектов, при освещении этих объектов стандартным источником света. Оценка цветопередачи источника производится по цветовой температуре и индексу цветопередачи. Согласно СП 52.13330.2011 [28] при освещенности 300Лк и более рекомендуется источник света с индексом цветопередачи 50-55 и цветовой температурой 3500-3600 К (невысокие требования к цветоразличению). Таким характеристикам соответствуют лампы типа ЛБ.



8.3.2 Состояние воздуха рабочей зоны

Рабочее место по категории проводимых в нем работ относится к категории Iа. К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

Температура воздуха в помещении, температура рабочей поверхности, относительная влажность и скорость движения воздуха соответствуют допустимым нормативам СанПиН 2.2.4.548-96 [22], данные указаны в таблице 8.1.

Таблица 8.1

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочем месте производственного помещения

Категория работ по уровню энерготрат, Вт	Температура воздуха,°С	Температура поверхностей,°С	Относительнаявлажность,%	Скорость движения воздуха,м/с
I(а) (до139)	23-25	22-26	40-60	0,1

В помещениях с ЭВМ обеспечены оптимальные параметры микроклимата.

Сочетание температуры относительной влажности, скорости движения и запыленности воздуха представляет собой метеорологические условия производственной среды [22] (таблица 8.2).

Таблица 8.2

Показатели условий труда проектировщика

Название профессии	Проектировщик
Категория работ	Iа
Параметры микроклимата:	Период года
	Холодный	Теплый
Температура, оС	22-24	23-25
Относительная влажность, %	40-60	40-60
Скорость воздуха, м/с	0,1	0,1
Теплоизлучение, Вт/м2	70
Наименование вредного вещества на рабочем месте	Нет
Наименование энергетического воздействия на среду	Ионизирующие излучения, шум, электромагнитные излучения
Уровень энергетического воздействия	Минимальный
Площадь, приходящаяся на одного работающего, факт./норм., м2	15/6

Для повышения влажности воздуха в помещениях следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Помещения должны регулярно проветриваться, что обеспечивает улучшение качественного состава воздуха, в том числе аэроионный режим.

Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений должны соответствовать нормам. СанПиН 2.2.4. 1294-03 [32].

Таблица 8.3

Уровни ионизации воздуха помещений при работе на видеодисплейном терминале и персональной ЭВМ

Уровни	Число ионов в 1 см3 воздуха
	п +	п -
Минимально необходимые	400	600
Оптимальные	1500-3000	3000-5000
Максимально допустимые	50000	50000

8.3.3 Виброакустические факторы

Установленное оборудование в нормальном режиме эксплуатации создает невысокий уровень шума, который не превышает 70 дБА, что соответствует значениям, установленным СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [23] для напряженности трудового процесса средней степени при легкой физической нагрузке в соответствии с таблицей 4.

Согласно государственному стандарту нормируемой шумовой характеристикой рабочих мест при постоянном шуме являются уровни звука и звуковых давлений в децибелах в октавных полосах.

Таблица 8.4

Эквивалентный уровень звука

Вид трудовой деятельности, раочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц.	Уровни звука и эквивалент-ные уровни звука (в дБА)
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоян-ного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструк-цией; диспетчерская работа. Рабочие места в помещениях диспетчерской службы, каби-нетах и помещениях наблюдения и дистанционного уп-равления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65

Уровень вибрации также не превышает значений по СН 2.2.4/2.1.8.566-96 [23] категории 3, тип «б» - вибрация на рабочих местах, где нет машин, генерирующих вибрацию - приведенных в таблице 8.5.



Таблица 8.5

Предельно допустимые значения вибрации рабочих месткатегории 3 - технологической типа «б»

Среднегеометрическиечастоты полос, Гц	Предельно допустимые значения по осям
	виброускорения	виброскорости
	м/с	дБ	м/c·10	дБ
	1/3 окт.	1/1

Подобные документы

• Строительство крупноблочного 9-ти этажного жилого дома в г. Хабаровск

  Объемно-планировочное решение запроектированного здания. Архитектурно-конструктивное решение и перекрестно-стеновая конструктивная схема здания. Оценка инженерно-технического оснащения жилого дома. Теплотехнический расчёт ограждающей конструкции.
  
  курсовая работа [204,1 K], добавлен 16.01.2015
  

• Проект 5-ти этажного жилого дома

  Архитектурно- и объемно-планировочное решение проектируемого здания, его конструктивная схема, определение технико-экономических показателей. Конструктивные элементы здания: фундаменты, перегородки, перекрытия и полы, лестницы, отделка, оборудование.
  
  курсовая работа [231,2 K], добавлен 27.11.2011
  

• Многоэтажное жилое здание

  Крупнопанельная строительная система: преимущества и недостатки. Проект реконструкции двухсекционного 5-этажного 36-квартирного жилого дома. Характеристика природно-климатических условий места строительства. Объемно-планировочное и конструктивное решение.
  
  дипломная работа [1,7 M], добавлен 25.07.2010
  

• Проектирование малоэтажного жилого дома

  Объемно-планировочное решение малоэтажного жилого дома. Конструктивная система и схема здания. Конструирование ограждающих конструкций и расчет тепловой защиты дома. Зонирование территории, планирование дорожек, благоустройство и озеленение участка.
  
  курсовая работа [72,8 K], добавлен 24.07.2011
  

• Проект малоэтажного жилого здания в г. Кемерово

  Разработка архитектурного и конструктивного решения двухэтажного индивидуального жилого дома, рассчитанного для проживания семьи из 4-5 человек. Объемно-планировочное решение здания. Стены малоэтажного жилого дома. Материал элементов перекрытия.
  
  курсовая работа [623,7 K], добавлен 20.11.2013
  

• Описание технологии строительства жилого 2-х этажного крупнопанельного дома секционного типа с квартирами в 1 уровне 1-3-3

  Проект 2-х этажного крупнопанельного жилого здания на 6 квартир. Объемно-планировочное решение. Конструктивная схема и обеспечение жесткости. Спецификация столярных изделий. Ведомость отделки помещений. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
  
  курсовая работа [109,3 K], добавлен 30.08.2014
  

• Проект на строительство жилого дома

  Характеристика и технико-экономические показатели генерального плана. Общая характеристика проектируемого здания. Объемно-планировочное решение здания. Описание конструктивного решения здания. Внутренняя и наружняя отделка здания. Коммуникации по зданию.
  
  курсовая работа [98,5 K], добавлен 05.11.2008
  

• Двухэтажный жилой дом

  Архитектурно-конструктивная часть: объемно-планировочное решение; конструктивное решение. Характеристика фундаментов жилого дома. Плиты перекрытия и покрытия. Спецификация сборных железобетонных элементов. Ведомость наружной и внутренней отделки здания.
  
  контрольная работа [200,8 K], добавлен 05.06.2010
  

• Проект двухэтажного жилого дома

  Климатологическая характеристика здания. Объёмно-планировочное решение и конструктивная система здания. Определение толщины стены, утеплителя чердачных перекрытий, звукоизоляции воздушного шума. Светотехнический расчет окон. Выбор фундамента, полов.
  
  курсовая работа [935,8 K], добавлен 12.09.2009
  

• Проектирование девятиэтажного 45-квартирного здания жилого дома секционного типа на ленточном сборном фундаменте

  Проектирование и строительство зданий, сооружений и их комплексов. Роль эффективности использования земли в градостроительстве. Проектирование жилого дома в г. Муром. Перечень основных помещений. Конструктивная схема здания. Объемно-планировочное решение.
  
  курсовая работа [64,3 K], добавлен 24.07.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам