Расчет здания городского дома политического просвещения с конференц-залом площадью 488,5 м2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Магнитогорский Государственный Технический Университет имени Г.И. Носова»

Кафедра: ТГВ и ГХ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине "Вентиляция гражданских зданий"

Магнитогорск, 2010

1. Исходные данные

В данном курсовом проекте произведен расчет здания городского дома политического просвещения с конференц-залом площадью 488,5 м2 в городе Челябинске с координатой 56? с.ш. Конференц-зал рассчитан на 489 человек. Высота помещения 6,6 м. Фасад здания ориентирован на юг. Окна расположены на южной и восточной стороне здания. Ориентация окон: северо-восток и юго-запад. Остекление - одинарное в деревянных переплетах с внутренним затемнением из шторы-жалюзи с металлическими пластинами. Освещение люминесцентное. Воздух подается через плафоны эжекционного типа. Схема организации воздухообмена: один приток, одна вытяжка.

2. Расчетные параметры наружного воздуха

В СНиП “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха” приводятся значения температуры и энтальпии наружного воздуха для различных климатических районов. В России при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха приняты параметры А и Б. Для расчета системы вентиляции, кроме особо оговоренных случаев, следует принимать параметры А - для теплого периода года, и параметры Б - для холодного периода года.

Теплый период (ТП): ,

Холодный период (ХП): ,

Переходный период (ПП): , .

3. Расчетные параметры внутреннего воздуха

3.1 Параметры внутреннего воздуха

воздухообмен вентиляционный система теплопоступление

Параметры внутреннего воздуха помещений устанавливают в зависимости от назначения помещения в соответствии с приведенными в СНиП требованиями на проектирование соответствующих зданий.

Допустимые и оптимальные параметры внутреннего воздуха для общественных зданий принимают по [7, прил.4], а также [9].

Температура внутреннего воздуха помещений в теплый период года зависит от температуры наружного воздуха, так как вентиляционные камеры не оборудуются воздухоохладителями. Температура воздуха в помещении не должна превышать 28? С для общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей:

(3.1)

Если температура наружного воздуха по параметрам А превышает 25?С, расчетная температура воздуха в помещении не должна превышать 33?С, т.е:

(3.2)

ТП: .

В холодный период следует принимать: если в помещении есть теплоизбытки

(3.3)

При отсутствии теплоизбытков:

(3.4)

ХП: .

В переходный период температуру внутреннего воздуха в помещениях можно принять на выше нормируемой в холодный период.

ПП:

3.2 Параметры приточного воздуха

Температура приточного воздуха , подаваемого системой вентиляции в помещение, зависит от периода года. Для общественных и гражданский зданий для ассимиляции тепло - и влагоизбытков рационально принимать:

ТП: (3.5)

ПП: (3.6)

ХП: (3.7)

где - температурный перепад в струе приточного воздуха, ?С

=(2-3)0 при высоте помещений до 3 м;

=(4-6)0 при высоте помещения более 3 м;

=(4-6)0 при подаче воздуха через плафоны эжекционного типа.

ТП: =22,80С

ХП: =130С

ПП: =110С.

3.3 Параметры удаляемого воздуха

Температура удаляемого воздуха из помещения зависит от многих факторов: от высоты расположения вытяжного отверстия, от теплонапряженности помещения, расположения оборудования и его характеристик, от способа подачи и удаления воздуха. Наиболее распространенной для общественных и гражданских зданий является определение температуры удаляемого воздуха через градиент температур. При этом полагают, что температура внутреннего воздуха в рабочей зоне неизменна, а затем, до вытяжного отверстия, изменяется по линейному закону.

, 0С (3.8)

где - высота помещения, м, =6,6 м.

- высота рабочей зоны, м, =2 м.

- градиент температуры воздуха в помещении по высоте, ?С.

Градиент температуры ориентировочно можно принять в зависимости от периода года равным:

ТП: 1,5?2 ?С

ПП: 0,5?1,5 ?С

ХП: 0?0,5 ?С

ТП: = 35 ?С

ПП: =26,6 ?С

ХП: =20 ?С

Все значения расчетных параметров воздуха сведем в таблицу 1

Таблица 1 - Расчетные параметры воздуха

Расчетная температура	ТП	ПП	ХП
,0С ,	22,8 48,1	10 26,5	-34 -33,5
, 0С	25,8	22	20
, 0С	22,8	11	13
, 0С	35	26,6	20

4. Определение количества вредных выделений, поступающих в помещение

К вредным выделениям относят избыточную влагу и теплоту, пары и газы вредных веществ, пыль. В общественных зданиях воздухообмен обычно рассчитывают по избыточной теплоте, влаге и углекислому газу. Источниками этих вредностей могут быть люди, технологическое оборудование, освещение, солнечная радиация, горячая пища и др.

4.1 Теплоизбытки в помещении

Во многих помещениях общественных зданий основной вредностью является избыточная теплота, которую можно определить, составив тепловой баланс помещения, Вт:

,

гдесуммарные теплопоступления, к составляющим которых может относиться теплота, выделяемая людьми, теплота от солнечной радиации, освещения.

суммарные теплопотери, составляющими которых могут быть потери теплоты через ограждающие конструкции в холодный и переходный периоды года, а также потери теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещение за счет инфильтрации.

При выполнении курсового проекта по вентиляции условно принимается, что все потери теплоты компенсируются теплопоступлениями от приборов систем отопления. В помещениях с выделением влаги необходимо составление баланса по полной теплоте, т.е. с учетом скрытой теплоты, которую содержат поступающие в помещение водяные пары.

4.2 Теплопоступления от людей

Количество теплоты, поступающей от людей, можно определить по формуле

, Вт(4.1)

гдечисло людей в помещении, чел.

полные тепловыделения одним человеком Вт/чел, определяемые по [4, табл.2.2] в зависимости от температуры воздуха в помещении и степени тяжести выполняемой работы.

=489 чел.

- в состоянии легкого труда в ТП,

- в состоянии легкого труда в ПП,

- в состоянии легкого труда в ХП.

ТП: ;

ПП: ;

ХП: .

4.3 Теплопоступления от искусственного освещения

Количество теплоты, поступающей в помещение от искусственного освещения, при неизвестной мощности светильника определяют по формуле:

,(4.2)

гдеосвещенность, лк, принимаемая согласно СНиП в зависимости от назначения помещений [4, табл.2.3];

площадь помещения, ;

удельный тепловой поток, Вт/м2, на 1 лк освещенности [4, табл.2.4];

доля тепловой энергии, попадающей в помещение.

;

;

;

.

Применяется люминесцентные лампы со светильником отраженного света. Поток света направлен вниз.

.

4.4 Теплопоступления в помещение за счет солнечной радиации

Количество теплоты, поступающей в теплый период года в помещение за счет солнечной радиации через световые проемы и покрытия, определяют для наиболее жаркого месяца года и расчетного времени суток [24]:

,(4.3)

где поступления теплоты через световые проемы, Вт;

поступления теплоты через покрытие, Вт.

Поступление теплоты от солнечной радиации через световые проемы

Поступление теплоты за счет солнечной радиации и разности температур воздуха через световые проемы находят по формуле:

(4.4)

где - удельные тепловые потоки, поступающие в июле через одинарное остекление световых проемов, соответственно облучаемых прямой солнечной радиацией и затененных, Вт;

- площади светового проема, соответственно облучаемые и не облучаемые солнечной радиацией, м2;

- коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств [21,прил.8].

Значение величин рассчитывают исходя из расчетной географической широты места строительства и ориентации световых проемов.

Для вертикального остекления, частично или полностью облучаемого прямой солнечной радиацией:

(4.5)

где - поступление теплоты соответственно от прямой и рассеянной солнечной радиации в июле через вертикальное остекление светового проема, принимаемое для расчетного часа суток [24,прил.12, табл.3], Вт/м2;

К1 - коэффициент, учитывающий затенение остекления световых проемов переплетами и загрязнение атмосферы [24,прил.12, табл.4];

К2 - коэффициент, учитывающий загрязнение стекла [24,прил.12, табл.5];

Для вертикального остекления световых проемов в тени или при затенении остекления наружными затеняющими конструкциями или откосами проема:

(4.6)

479 Вт/м2

108 Вт/м2

Расчетное время суток: 15-16ч

Направление ориентации окон: Ю-З

Координата: 560с.ш.

К1=0,48 - для деревянных переплетах одинарного остекления для световых проемов, находящихся в расчетный час облучаемым солнцем;

К1=1,14 - для деревянных переплетах одинарного остекления для световых проемов, находящихся в расчетный час в тени;

56 Вт/м2 для направлении ориентации окон на С-В в расчетный час;

=0,6 - штора-жалюзи с металлическими пластинами;

==6,75 м2.

Поступления теплоты через покрытия

Поступления теплоты через покрытие в различные часы суток определяют по формуле

(4.7)

где среднесуточное поступление теплоты через покрытие, Вт/м?;

коэффициент для определения изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток, принимаемый по [24, прил.12, табл.9];

амплитуда колебаний теплового потока, Вт/м?;

площадь покрытия, м?.

Величину можно определить по формуле:

,(4.8)

где сопротивление теплопередаче покрытия, ;

условная среднесуточная температура наружного воздуха, ;

расчетная температура внутреннего воздуха под покрытием, .

Теплотехнический расчет наружных стен

Условную среднесуточную температуру наружного воздуха рассчитывают:

(4.9)

где средняя месячная температура наружного воздуха за июль, , [8, с.52];

коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия [21, прил.7];

среднее суточное количество теплоты от суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) на горизонтальную поверхность, Вт/м?, [8];

коэффициент теплообмена наружной поверхности покрытия в теплый период года [21, с.12], .

где максимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль.

переводной коэффициент, ;

Амплитуда колебаний теплого потока находится по зависимости:

,(4.10)

гдекоэффициент, принимаемый равным 0,6 для покрытия с вентилируемыми воздушными прослойками и равным 1 для всх других покрытий [24];

коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия [21], ;

амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности покрытия, , [21, с.11].

Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности покрытия не должна превышать требуемой амплитуды .

, (4.11)

Требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности определяют по формуле

(4.12)

где - среднемесячная температура наружного воздуха за июль,? С.

=22,8 ?С

Амплитуду колебаний внутренней поверхности ограждений рассчитывают по зависимости

(4.13)

где - расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, ?С;

- величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха.

Расчетная амплитуда колебаний наружного воздуха:

(4.14)

где максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая по СНиП;

коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия ;

соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной);

Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждении определяют по формуле:

,(4.15)

где основание натуральных логарифмов;

тепловая инерция покрытия, определяемая по формуле:

,(4.16)

расчетных коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев покрытия;

коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев покрытия;

коэффициент теплообмена на наружной поверхности покрытия в летних условиях;

коэффициент теплообмена на внутренней поверхности покрытия.

Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции предварительно вычисляют тепловую инерцию каждого слоя, начиная с первого слоя, считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Если слой имеет тепловую инерцию , то для этого слоя:

(4.17)

Для слоев с тепловой инерцией коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности находят следующим образом:

- для первого слоя:

(4.18)

- для i-го слоя:

(4.19)

Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждении по формуле (4.15) равна:



Для 1-го слоя:

=

>1, то =10,5

Для 2-го слоя:

, то

Для 3-го слоя:

, то =

Амплитуда колебаний внутренней поверхности ограждений равна:

- наружные стены и покрытия зданий в теплый период удовлетворяют требованиям теплоустойчивости.

Время поступления максимума теплоты, считая от полуночи, в помещения через покрытия определяют по формуле, ч.:

,(4.20)

гдетепловая инерция покрытия [21].

Расчетный час: 15-16ч

Max теплопоступлений: 6-7 ч

Поступление теплоты через покрытие рассчитывается в тот же час, что и для световых проемов. В тепловой баланс помещений вносят наибольшую сумму теплопоступления через световые проемы и через покрытия за те же часы, в течение которых предусматривается занятость помещения людьми.

4.5 Поступление влаги в помещение

В данном курсовом проекте источником влаговыделений являются люди.

4.6 Влаговыделения от людей

Количество влаги выделяемое людьми в помещении, определяют по формуле:

,

гдечисло людей;

количество влаги, выделяемое одним человеком, в зависимости от температуры воздуха в помещении и тяжести выполняемой работы, , [9, табл.2.2].

В состоянии легкого труда:

ТП: , ;

ПП: , ;

ХП: , .

4.7 Поступление в помещение газовых вредностей

Основным вредным газом, выделяющим в помещениях общественных зданий, является углекислый газ, выделяемый людьми. Количество СО2, выделяемое людьми, определяют по формуле:

,

гдечисло людей;

количество углекислого газа, выделяемое одним человеком [18, табл.7.1.] в зависимости от интенсивности выполняемой работы.

В состоянии легкого труда:

ТП, ПП и ХП: , ;

4.8 Сводная таблица газовых вредностей

Количество вредностей, выделяющихся в помещении, рассчитывается для трех периодов: теплого, холодного, переходного.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2 - Сводная таблица вредных выделений в помещении

Номер помещения	Наименование помещения	Период года	Теплопоступления, Вт	Влаговыде-ления, кг/ч	Газовыделения, л/ч
			от людей	от солнечной радиации	от освещения	всего	от людей	всего
17	Конференц-зал	Теплый	70905	1648	4748	77301	59,2	59,2	12225
		Переходный	72665			77413	44,5	44,5
		Холодный	73839			75587	36,7	36,7

5. Расчет воздухообмена в помещении

5.1 Определение воздухообмена «по расчету»

При одновременном выделении в помещении значительных количеств теплоты и влаги воздухообмен определяется с использованием графоаналитического метода.

Поскольку воздухообмен зависит от наружных параметров воздуха, то его рассчитывают для трех периодов года.

Схема организации воздухообмена: один приток, одна вытяжка, т.е. отсутствие местной вентиляции.

Уравнение баланса:

(5.1)

Определение воздухообмена по полной теплоте:

(5.2)

где удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг, определяемые по J-d диаграмме, для каждого периода года:

ТП: 72,6 кДж/кг, кДж/кг;

ПП:кДж/кг, кДж/кг;

ХП: кДж/кг, кДж/кг.

теплоизбытки в помещении, Вт, определяются для каждого периода (табл.2).

Определение воздухообмена по избыточной влаге:

(5.3)

где - влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг, определяемые по J-d диаграмме для каждого периода:

ТП: г/кг сух. возд, г/кг сух. возд;

ПП: г/кг сух. возд, г/кг сух. возд;

ХП:г/кг сух. возд, г/кг сух. возд.

- избыточные влаговыделения, кг/ч, определяются для каждого периода (табл.2).

Определение воздухообмена по газовым вредностям:

= (5.4)

где МСО2- газовыделения, определяемые по таблице для каждого периода;

су, сп- концентрация вредных веществ в удаляемом и приточном воздухе, г/м3,

су=2,0 л/м3, сп=0,5 л/м3;

у, п- плотность удаляемого и приточного воздуха, кг/м3;

(5.5)

,

ТП: ;

;

ПП: ;

;

ХП: ;

;

5.2 Построение процессов изменения состояния воздуха на J-d диаграмме

Параметры приточного и удаляемого воздуха определяются по J-d диаграмме при построении процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха для трех периодов.

Для общеобменной вентиляции параметры приточного воздуха в теплый период совпадают с параметрами Знаружного воздуха; в переходный период на (1;1,5)°C выше (при dн=const) температуры наружного воздуха в этот период; в холодный период точка притока П определяется пересечением линии dн=const с изотермой tп. Параметры воздуха в обслуживаемой зоне и удаляемого воздуха из верхней зоны помещения во всех периодах находятся на пересечении лучей процесса с изотермами tв, tу.

Угловой коэффициент луча процесса в помещении определяется, кДж/кг:

(5.5)

где - соответственно избыточные тепловыделения и влаговыделения.

ТП: кДж/кг;

ПП: кДж/кг;

ХП: кДж/кг.

5.3 Выбор расчетного воздухообмена

Результаты расчета требуемых воздухообменов по периодам сводим в таблицу 3

Таблица 3 - Результаты расчета требуемого воздухообмена

Период	Количество приточного воздуха, кг/ч	Количество вытяжного воздуха, кг/ч
	По Qи	По Wи	По Mвр	По Qи	По Wи	По Mвр
Теплый	9903	9867	9269	9903	9867	9269
Переходный	10516	10595	9464	10516	10595	9464
Холодный	25671	26214	9701	25671	26214	9701
Расчетный воздухообмен: 26214	26214

По полученным требуемым воздухообменам принимаем расчетный воздухообмен (производительность механической приточной и вытяжной систем вентиляции):

В помещении возможно проветривание в теплый период года через открытые световые проемы. Производительность механической приточной системы вентиляции для этих помещений принимается равной большему из требуемых воздухообменов для холодного и переходного периодов года. Производительность вытяжной системы принимается равной большему из требуемого воздухообмена для трех периодов года.

Поступление тепла, Вт/м2, от прямой и рассеянной солнечной радиации в июле через вертикальное одинарное остекление световых проемов со стеклом толщиной 2,5-3,5 мм.

Истинное солнечное время	Ориентация вертикальных световых проемов
Часы	ЮЗ	СВ
4-5	13	-	165	33	178	33
5-6	28	-	344	74	372	74
6-7	42	-	401	93	443	93
7-8	53	-	340	98	393	98
8-9	64	-	174	87	238	87
9-10	67	-	26	71	93	71
10-11	2	72	22	-	64	72
11-12	176	76	59	-	235	76
12-13	330	79	-	58	330	137
13-14	427	92	-	58	427	150
14-15	479	102	-	57	479	159
15-16	479	108	-	56	479	164
16-17	424	105	-	53	424	158
17-18	287	90	-	44	287	134
18-19	140	57	-	30	140	87
19-20	17	20	-	12	17	32

5.4 Расчёт воздухообмена по нормативной кратности

Для рядовых помещений расчёт воздухообмена проводят по нормативной кратности:

(5.6)

где

- объёмный расход воздуха, м3/ч;

- кратность воздухообмена, 1/ч;

- внутренний объём помещения, м3;

Воздухообмен по норме на единицу оборудования, м3/ч, определяют по формуле:

(5.7)

где

- воздухообмен на единицу оборудования, м3/(ч•об).

- количество единиц оборудования.

Результаты расчётов заносим в таблицу 4

Таблица 4 - Воздушный баланс

№ п/п	Наименование помещения	Объем помеще-ния, м3	Кратность, 1/ч	Расход воздуха, м3/ч	Тип и количество решеток
			притока	вытяжки	притока	вытяжки	приток	вытяжка
1	Вестибюль	750,75	2	-	1501,50	-	4;300х300	-
2	Гардероб	217,8	-	2	-	435,60	-	1;300х300
3	Комната президиума	66,33	2	1,5	132,66	99,50	2;150х150	1;150х150
4	Кабинет заведущего	69,3	2	1,5	138,60	103,95	2;150х150	1;150х150
5	Кабинет зам.заведущего	57,75	2	1,5	115,50	86,63	2;150х150	1;150х150
6	Приемная	59,4	3	2,4	178,20	142,56	3;150х150	2;150х150
7	Пожарный пост	64,35	-	2	-	128,70	-	2;150х150
8	Кабинет дир-ра университета	63,69	2	1,5	127,38	95,54	2;150х150	1;150х150
9	Комната персонала	66,33	2	1,5	132,66	99,50	2;150х150	1;150х150
10	Санузлы	113,52	-	100м3/ч на 1 ун.	-	1200,00	-	4;300х300
11	Буфет	220,77	3	3	662,31	662,31	2;300х300	2;300х300
12	Моечная	39,60	4	6	158,40	237,60	2;150х150	3;150х150
13	Подсобная буфета	60,72	-	5	-	303,60	-	4;150х150
14	Комната коменданта	35,97	2	1,5	71,94	53,96	1;150х150	1;200х200
15	Читальный зал	447,48	3,5	2,8	1566,18	1252,94	4;300х300	3;300х300
16	Кинохранилище	412,50	-	2	-	825,00	-	2;300х300
17	Конференц-зал	1501,50			26214,00	26214,00		20;300х600
18	Звукоаппаратная	217,80	2	2	79,20	79,20	1;150х150	3;150х150
19	Киноаппаратная	66,33	2	2	233,64	233,64	3;150х150	3;150х150
20	Фойе	69,30	2	-	1312,74	-	4;300х300	-
21	Учебная часть университата	57,75	-	30 м3/ч на 1 чел.	-	600,00	-	2;300х300
22	Зав. учебной частью	59,40	2	1,5	128,04	96,03	2;150х150	1;150х150
23	Санузлы	64,35	-	100м3/ч на 1 ун.	-	800,00	-	2;300х300
24	Аудитории	63,69	20 м3/ч на 1 чел.	20 м3/ч на 1 чел.	6700,00	6700,00	19;300х300	17;300х300
25	Комната лектора	66,33	2	1,5	105,60	79,20	2;150х150	3;150х150
26	Лестничный холл	113,52	-	-	-	-	-	-
27	Хоз. помещение	220,77	-	-	-	-	-	-
28	Помещение для хранения пособ.	39,60	-	2	-	115,5	-	2;150х150
38	Венткамера 1	775,50	2	1	1551,00	775,50	4;300х300	2;300х300
39	Фотолабор-я	91,74	2	3	183,48	275,22	3;150х150	4;150х150
40	Насосная	100,65	-	2	-	201,30	-	3;150х150
41	Электрощитовая	73,92	3	3	221,76	221,76	3;150х150	3;150х150
42	Мастерская кономеханика	126,74	-	2	-	253,44	-	3;150х150
43	Венткамера 2	141,90	2	1	283,80	141,90	4;150х150	2;150х150
44	Коридор	162,69	-	-	-	-	-	-
45	Техническое подполье	1845,00	-	-	-	-	-	-
Итого	41798,59	42114,08
	Д=315,49

6. РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ И ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РЕШЕТОК

На вытяжных и приточных каналах в отдельных помещениях устанавливают вентиляционные решетки. Выпуск воздуха в помещениях с теплоизбытками (конференц-зал) предусматривается через потолочные воздухораспределители (плафоны).

Расчет проводится по рекомендуемым скоростям движения воздуха, приведенным в таблице 5.

Таблица 5 - Рекомендуемые скорости движения воздуха

Наименование элементов систем вентиляции	Значение рекомендуемой скорости, м/с
	При естественной вентиляции	При механической вентиляции
Приточные решетки у потолка	0,5-1	1-3
Вытяжные решетки	0,5-1	1,5-3

Порядок расчета:

1. Определяют ориентировочные размеры вытяжных и приточных отверстий по формуле:

, (6.1)

где:

- количество воздуха, которое необходимого подать или удалить из помещения, м3/ч;

- величина рекомендуемой скорости, м/с (принимаем по табл.6).

2. Количество устанавливаемых решеток определяют исходя из принятого типоразмера жалюзийных решеток:

, (6.2)

где

- площадь живого сечения жалюзийной решетки, принимаемая в зависимости от типоразмера по [9,19,22], м2.

Для основного помещения, в котором расчет воздухообмена проводился по расчету вредных выделений, при подаче приточного воздуха необходимо проводить расчет приточной струи и проверять соответствие температуры и подвижности воздуха в обслуживаемой зоне помещения по допустимым по СНиП значениям.

Расчет воздухораспределения ведется в следующем порядке:

1. Выбираем схему распределения приточного воздуха по [9, рис.8.1].

Выбрана схема распределения приточного воздуха с полными веерными, настилающимися на потолок струями. Подобран тарельчатый плафон типа ВУ, конструкции ВНИИГС при опущенном диске.

Расчетная длина струи x=xn+1. Размещение воздухораспределителей должно отвечать условию: 0,5l/хn1,5

Задают дальнобойность приточной струи xn: ,

гдевысота помещения;

высота рабочей зоны, ;

.

2. Требуемая производительность воздухораспределителя:

.(6.3)



3. Безотрывное течение должно происходить на протяжении l, что обеспечивается величиной геометрической характеристикой струи Нтр

Нтр=l/0,4.(6.4)

Hтр=3,8/0,4=9,5м

Требуемая площадь приточного отверстия воздухораспределителя, обеспечивающая соблюдение нормируемой подвижности воздуха определяется из отношения:

,(6.5)

откуда: (6.6)

F0=0,08 м2

Принимается типоразмер воздухораспределителя с ближайшей к F0тр величиной F0.

Вычисляются фактические:

скорость выпуска воздуха

(6.7)

скорость воздуха на оси при входе в рабочую зону

.(6.8)

При данном способе воздухораспределения и подаче охлажденного воздуха коэффициенты стеснения, взаимодействия, неизотермичности принимаются равными 1; если подается нагретый воздух - коэффициент неизотермичности принимается по справочным данным.

избыточная температура

(6.9)

геометрическая характеристика струи

(6.10)

Расчет считается оконченным, т.к. соответствует , а , обеспечивая течение струи на протяжении l.

7. КОМПАНОВКА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

При компоновке приточных и вытяжных вентиляционных систем руководствуются следующими требованиями [9]:

количество вентиляционных систем должно быть минимальным;

системы вентиляции должны быть конструктивно просты;

вентиляционные системы должны обслуживать однородные по своему значению помещения;

вытяжные каналы для однородных помещений могут быть объединены в пределах одного этажа, а каналы разных этажей для однородных помещений объединяют на чердаке у сборных магистралей;

приточные каналы для разных этажей объединяют только у магистральных каналов;

вытяжные каналы выполняют приставными или во внутренних кирпичных стенах;

не разрешается устройство вытяжных каналов в наружных стенах;

приставные каналы желательно устраивать у внутренних стен, перегородок и колонн; у наружных стен приставные каналы устраивают с воздушной прослойкой 50 мм между стенами канала и наружной стеной;

горизонтальные каналы устраивают подвесными вдоль стен, перегородок, под потолком;

радиус действия систем естественной вентиляции 8 - 10 м;

радиус действия систем механической вентиляции до 50 м;

вытяжные камеры желательно устраивать на чердаке, техническом этаже или в верхних этажах здания;

приточные камеры желательно устраивать в подвале или на нижних этажах здания;

воздухозаборные решетки устанавливают на высоте не менее 2,0 м от уровня земли с наименее загрязненной стороны здания. Возможно, устройство отдельно стоящих приточных шахт, расположенных в зеленой зоне;

удаление воздуха в атмосферу осуществляется через вытяжные шахты, которые рекомендуется размещать в наиболее высокой части кровли со стороны ската, выходящего на дворовый фасад.

8. РАСЧЕТ И ПОДБОР ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ

8.1 Расчет калориферов и компоновка калориферной установки

В общественных зданиях чаще всего в качестве теплоносителя используют воду. В этом случае следует применять многоходовые калориферы с горизонтальным расположением трубок с целью уменьшения опасности замерзания.

Наиболее часто применяемыми калориферами в настоящее время являются стальные пластинчатые многоходовые калориферы К3ВП (средняя модель), К4ВП (большая модель).

Данные для подбора калорифера:

- количество воздуха, нагреваемого в калорифере, ;

- температура, подаваемого в калорифер воздуха, ;

- температура воздуха после калорифера, ;

- тип калорифера К4ВП-9 [9, табл. II. 1-II.-25].

Расчет и компоновка калориферной установки проводятся в следующей последовательности:

1)Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева воздуха (тепловая нагрузка на калорифере), кДж/ч:

,(7.1)

гдетеплоемкость воздуха, ;

плотность воздуха, .

.

2)Рассчитываем требуемую площадь живого сечения для прохождения воздуха, м2, задаваясь массовой скоростью воздуха (Vс), :

,(7.2)

.

.

3)Пользуясь техническими характеристиками калориферов, подбираем номер и число установленных параллельно по воздуху калориферов:

,(7.3)

гдеколичество калориферов, установленных в 1 ряду калориферной установки и соединенных параллельно по воздуху;

действительная площадь одного калорифера, м?.

.

4)Определяем действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера, :

,(7.4)

.

5)Рассчитывают количество воды, проходящей через один калорифер, м3/с:

,(7.5)

гдетеплоемкость воды, ;

температура воды на входе и выходе из калорифера, ,

;

число калориферов, параллельно присоединяемых по теплоносителю, .

.

6)Находим скорость движения воды в трубках калорифера, м/с:

,(7.6)

гдеживое сечение трубок одного калорифера по воде, м?, .

.

7)В таблицах [9, табл. II.1-II.-25] для калорифера К4ВП-9 выбираем значение коэффициента теплопередачи К, кДж/(ч·м2).

8)Вычисляем площадь калорифера, необходимую для нагрева воздуха, м2:

,(7.7)

гдесредняя температура теплоносителя, ,

;

средняя температура воздуха, ,

.

.

9)Определяем общее число калориферов в установке:

,(7.8)

гдеплощадь нагрева калорифера выбранной модели [9], м?, .

В первом ряду N=2 калорифера, в последующих рядах расположено калорифер,

К установке принимаем: 4 калорифера

10)Определяем величину запаса по площади, %:

, %(7.9)

.

11)Определяем аэродинамическое сопротивление калориферной установки по воздуху, Па:

,(7.10)

гдечисло рядов калориферов по ходу воздуха, ;

сопротивление одного калорифера по воздуху, определяемое по [9, прил.2], .

.

12)Определяют гидравлическое сопротивление калориферов, пользуясь [9, рис.13.8, табл.13.5]:

По расходу воды и принятому диаметру подводящей трубы к калориферу 32 мм вычисляем сопротивление одноходового калорифера . По табл. II.16 находим, что калорифер К4ВП-9 имеет по теплоносителю 8 ходов. Вводя, согласно табл.13.5, поправочный коэффициент 5,4 находим сопротивление калорифера с учетом запаса в размере 20%.

.

8.2 Аэродинамический расчет воздуховодов механической вентиляции

Цель аэродинамического расчета систем механической вентиляции подобрать по допустимым скоростям движения воздуха размеры воздуховодов, определить потери давления в системе и по потерям давления и количеству воздуха подобрать вентилятор.

Расчет выполняем по методу удельных потерь давления, результаты расчетов заносим в таблицы 7 и 8

Порядок расчета:

1) Выбираем основную расчетную ветвь - это самая удаленная и нагруженная ветвь.

2) Определяем расходы воздуха и длины для каждого участка.

3) Определяем сечение канала. Для этого рассчитываем ориентировочную площадь поперечного сечения:

,(8.1)

гдерасход воздуха на участке, м3/ч;

рекомендуемая скорость движения воздуха:

в ответвлении до 5 м/с;

по магистрали 4-8 м/с.

По величине подбираем стандартные размеры воздуховодов [9, табл.12.1 - 12.12], таким образом чтобы .

4) Для расчета потерь давления на трение и в местных сопротивлениях Z определяем фактическую скорость движения воздуха в каналах, м/с:

.(8.2)

5) Определяем потери давления на трение. Таблицы и номограммы для определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях составлены для круглых стальных воздуховодов, поэтому для прямоугольных воздуховодов значения и Z определяются по эквивалентному диаметру:

,(8.3)

гдеширина воздуховода;

высота воздуховода.

Если воздуховоды изготовлены не из стали (т.е. имеют другой коэффициент шероховатости), то при расчете вводится поправка на шероховатость [9, табл. 12.14].

Определяем потери давления на трение на расчетном участке длиной l:

,(8.4)

гдеудельные потери давления на 1 м стального воздуховода, Па/м [9, табл. 12.17];

коэффициент шероховатости, для стальных воздуховодов .

6) Определяем потери давления в местных сопротивлениях:

,(8.5)

гдесумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке [9, табл. 12.18 - 12.49];

скоростное давление, Па [9, табл. 12.17].

7)Определяем полные потери давления на расчетном участке, Па:

(8.6)

8)Определяем полные потери давления основной расчетной ветви, Па:

(8.7)

После определения потерь давления в расчетной ветви производим увязку ответвлений. Выбираем ответвление, разбиваем на участки и рассчитываем в той же последовательности, что и магистральную ветвь. Потери давления в увязанном ответвлении должны быть равны потерям давления в параллельных ответвлению участках расчетной ветви. Допускается невязка 10%.

При больших значениях невязки устанавливают диафрагму, в зависимости от величины избыточного давления, которое нужно погасить. Для этого определяют коэффициент местного сопротивления диафрагмы по формуле:

(8.8)

Затем по [9, табл. 12.52] определяем диафрагмы.

Таблица 6 - Аэродинамический расчёт воздуховодов механической приточной системы вентиляции

Номер участка	Количество воздуха Lр, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры воздуховодов	Скорость воздуха Vд, м/с	Потери давления на трение	Потери давления в местных сопротивлениях	Общие потери давления на участке Rуд• вш•l + Z, Па	Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд• вш•l + Z)i, Па
			F, м2	a?b, мм	Dэ=2•a•b/(a+b), мм		Коэф-т шероховат-ти вш	Rуд, Па/м	Rуд• вш•l, Па	Скоростное давление Рд = V2•с/2, Па	Сумма коэф-тов местных сопротивлений ?оi	Потери давления на местные сопротивления Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
П2. Главная расчетная ветвь
1	372,33	1,6	0,09	300х300	300	1,1	1	0,06	0,096	1	0,74	0,74	0,836	0,836
2	744,67	1,6	0,09	300х300	300	2,3	1	0,23	0,368	1	3,24	3,24	3,608	4,444
3	1117,00	10,8	0,09	300х300	300	3,4	1	0,47	5,076	2,3	7,07	16,26	21,336	25,780
4	2234,00	6,0	0,15	300х300	375	4,1	1	0,56	3,360	0	10,3	0	3,360	29,140
5	2339,60	10,4	0,15	300х300	375	4,3	1	0,62	10,168	0,45	11,3	5,09	15,258	44,398
6	3965,18	2,0	0,18	300х300	400	6,1	1	1,01	2,020	0	22,8	0	2,020	46,418
7	5082,18	2,0	0,24	300х300	480	5,9	1	0,72	1,440	1,6	21,3	34,08	35,52	81,938
8	7316,18	7,8	0,32	300х300	533	6,4	1	0,72	5,616	1,2	25,1	30,12	35,736	117,674
9	9907,67	55,2	0,50	300х300	667	5,5	1	0,47	25,944	4,8	18,5	88,8	114,744	232,418
10	9907,67	4,25	0,50	300х300	667	5,5	1	0,47	1,998	1,2	18,5	22,2	24,198	256,616
Ответвления
11	1117,00	6,4	0,09	300х300	300	3,4	1	0,47	3,008	5,3	7,07	37,471	40,479	40,479
12	105,60	6,4	0,0225	150х150	150	1,3	1	0,19	1,216	11,4	1,03	11,742	12,958	12,958
13	1117,00	8,0	0,09	300х300	300	3,4	1	0,47	3,760	7,2	7,07	50,904	54,664	54,664
14	1117,00	13,2	0,09	300х300	300	3,4	1	0,47	6,204	4,6	7,07	32,522	38,726	38,726
15	1117,0	14,4	0,09	300х300	300	3,4	1	0,47	6,768	4,2	7,07	29,964	36,732	36,732
16	2234,00	16,0	0,18	300х600	400	3,4	1	0,35	5,600	6,2	7,07	43,834	49,434	86,166
17	79,20	3,2	0,0225	150х150	150	1,0	1	0,12	0,384	5,4	0,612	3,305	3,689	3,689
18	233,64	6,0	0,0225	150х150	150	2,9	1	0,81	4,860	6,3	5,14	32,382	37,242	37,242
19	312,84	8,8	0,0225	150х150	150	3,9	1	1,39	12,232	2,6	9,8	25,480	37,712	74,954
20	1312,74	8,4	0,09	300х300	300	4,1	1	0,65	5,460	5,6	10,3	57,68	63,140	63,140
21	1625,58	17,6	0,12	300х400	343	3,8	1	0,49	8,624	4,2	8,83	37,086	45,710	120,664
22	662,31	8,8	0,09	300х300	300	2,0	1	0,18	1,584	3,6	2,45	8,82	10,404	10,404
23	820,71	1,2	0,12	300х400	343	1,9	1	0,14	0,168	0	2,21	0	0,168	10,572
24	892,65	27,6	0,12	300х400	343	2,1	1	0,17	4,692	6,2	2,70	16,74	21,432	32,004
25	158,40	14,4	0,0225	150х150	150	2,0	1	0,42	6,048	6	2,45	14,70	20,748	20,748
26	74,94	5,6	0,0225	150х150	150	0,9	1	0,10	0,560	10,4	0,495	5,148	5,708	5,708
27	1566,18	9,2	0,12	300х400	343	3,6	1	0,45	4,140	6,8	7,93	53,924	58,064	58,064
28	132,66	34,0	0,0225	150х150	150	1,6	1	0,28	9,520	10	1,57	15,7	25,220	25,220
29	1698,84	12,0	0,12	300х400	343	3,9	1	0,52	6,240	2,8	9,3	26,040	32,280	90,344
30	2591,49	1,2	0,18	300х600	400	4,0	1	0,46	0,552	2,3	9,79	22,517	23,069	113,413
Увязка ответвлений
ДР11 ? ДР1-3; %. ; a?b =154?308, о = 2,14
ДР12 ? ДР1-4; %. ; a?b = 57?114, о = 14,95
ДР13 ? ДР1-6; %. ; a?b = 161?328, о = 1,23
ДР14 ? ДР15; %. допустимая невязка
ДР15,16 ? ДР1-7; допустимая невязка
ДР17 ? ДР18; a?b = 66? 131 о = 6,62
ДР18,19 ? ДР20; a?b = 77? 154 о =2,14
ДР20,21 ? ДР1-5; a?b = 160?256 о = 7,69
ДР25 ? ДР22; a?b =70?140 о = 4,3
ДР27 ? ДР28; a?b = 53?107 о = 21,26
ДР26 ? ДР22,23; a?b = 62?124 о = 9,21
ДР22-24 ? ДР27,29; a?b =159?318 о = 1,64
ДР29,30 ? ДР1-8; допустимая невязка

Аэродинамический расчет воздуховодов механической вытяжной системы вентиляции ведется аналогично расчету воздуховодов приточной механической вентиляции, в той же последовательности. Результаты расчета занесены в таблицу 7.

Таблица 7 - Аэродинамический расчёт воздуховодов механической вытяжной системы вентиляции

Номер участка	Количество воздуха Lр, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры воздуховодов	Скорость воздуха Vд, м/с	Потери давления на трение	Потери давления в местных сопротивлениях	Общие потери давления на участке Rуд• вш•l + Z, Па	Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд• вш•l + Z)i, Па
			F, м2	a?b, мм	Dэ=2•a•b/(a+b), мм		Коэф-т шероховат-ти вш	Rуд, Па/м	Rуд• вш•l, Па	Скоростное давление Рд = V2•с/2, Па	Сумма коэф-тов местных сопротивлений ?оi	Потери давления на местные сопротивления Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
В 2. Главная расчётная ветвь
1	331,165	1,6	0,09	300х300	300	1,0	1	0,05	0,080	1	0,612	0,612	0,692	0,692
2	662,310	18,0	0,09	300х300	300	2,0	1	0,18	3,240	3,3	2,45	8,085	11,325	12,017
3	1239,51	25,2	0,09	300х300	300	3,8	1	0,57	14,364	1,8	8,83	15,894	30,258	42,275
4	2064,51	12,4	0,12	300х300	343	4,8	1	0,75	9,300	1,2	14,10	16,920	26,220	68,495
5	3416,95	2,0	0,15	300х300	375	6,3	1	1,24	2,480	1,2	24,30	29,160	31,640	100,135
6	3416,95	4,3	0,15	300х300	375	6,3	1	1,24	5,332	2,35	24,30	57,105	62,437	162,572
Ответвления
7	303,60	8,8	0,0225	150х150	150	3,7	1	1,27	11,176	5,1	8,37	42,687	53,863	53,863
8	577,20	7,6	0,04	200х200	200	4,0	1	1,10	8,360	1	9,79	9,790	18,150	72,013
9	573,60	8,0	0,0225	150х150	150	3,4	1	1,09	8,720	5,5	7,07	38,885	47,605	47,605
10	1252,94	7,2	0,09	300х300	300	3,9	1	0,60	4,320	4,2	9,3	39,06	43,380	43,380
11	1352,44	1,6	0,12	300х400	343	3,1	1	0,34	0,544	0,7	5,88	4,116	4,660	48,040
12	99,50	24,4	0,0225	150х150	150	1,2	1	0,17	4,148	2,4	1,881	2,114	6,262	6,262
13	825,00	6,0	0,09	300х300	300	2,5	1	0,27	1,620	2,6	3,82	9,932	11,552	11,552
Увязка ответвлений
ДР9 ? ДР7; . допустимая невязка
ДР7,8 ? ДР1,2; %. ; a?b = 131?134 о = 5,7
ДР13 ? ДР1-3; %. ; a?b =128?256 о = 7,69
ДР12 ? ДР10; %. ; a?b = 54?109, о = 19,2
ДР10,11 ? ДР1-4; %. ; a?b = 182?292,о = 3,26

8.3 Расчет воздуховодов систем естественной вентиляции

В системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления , возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, Па:

,

гдевысота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжной решетки до устья шахты, м;

плотность наружного (при ) и внутреннего (при ) воздуха, .

За расчётную ветвь в системах естественной вентиляции принимают самую удалённую ветвь, имеющую наименьшее располагаемое гравитационное давление. Как правило, это ветвь, по которой удаляется воздух с верхнего этажа.

Расчет воздуховодов систем естественной вентиляции аналогичен расчету систем механической вентиляции. Расчет сведен в таблицу 9.

Таблица 8 - Аэродинамический расчёт воздуховодов механической вытяжной системы вентиляции

Номер участка	Количество воздуха Lр, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры воздуховодов	Скорость воздуха Vд, м/с	Потери давления на трение	Потери давления в местных сопротивлениях	Общие потери давления на участке Rуд• вш•l + Z, Па	Суммарные потери давления на участках от начала сети ?i (Rуд• вш•l + Z)i, Па
			F, м2	a?b, мм	Dэ=2•a•b/(a+b), мм		Коэф-т шероховат-ти вш	Rуд, Па/м	Rуд• вш•l, Па	Скоростное давление Рд = V2•с/2, Па	Сумма коэф-тов местных сопротивлений ?оi	Потери давления на местные сопротивления Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	53,96	4,3	0,04	200х200	200	0,4	1	0,02	0,082	0,098	6,35	0,62	0,7	0,7

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо выполнение условия для расчетной ветви:

Если располагаемое давление ?Pе меньше ?Pосн.р.в, тогда для увеличения располагаемого давления на шахте устанавливают дефлекторы, номер дефлектора соответствует диаметру патрубка в дм.

Естественная система вентиляции работает, если ?Pе больше потерь давления.

Увязку ответвлений системы выполняют с учетом разности располагаемых давлений для отдельных ответвлений. Невязка не должна быть более 10%:

8.4 Подбор вентилятора

Для механических систем вентиляции используют, как правило, радиальные (центробежные) вентиляторы. Подбор радиального вентилятора выполняют по заданным значениям производительности , м3/ч, и перепада давления , Па, по сводному графику, представленному в [9, прил. 1.1].

По индивидуальным характеристикам вентиляторов, зная и , находят частоту вращения n, об/мин, КПД в рабочей зоне. Вентилятор должен работать с максимальным КПД, отклонение от которого не должно превышать 10%.

Так как характеристики вентиляторов составлены для стандартных условий, при подборе вентиляторов необходимо предварительно выполнить перерасчет:

,

гдекоэффициент, учитывающий потери давления неучтенные аэродинамическим расчетом;

;

барометрическое давление, ;

потери давления в основной расчетной ветви:

.

.

.

.

,

гдепоправочный коэффициент, учитывающий утечку или подсос воздуха в системе, , в зависимости от длины воздуховода и его материала;

расчетное количество воздуха, которое необходимо подать или удалить из системы, м3/ч;

количество воздуха, подсасываемого к пылеуловителю в фильтрах, принимается согласно заводским характеристикам, м3/ч.

.

.

По сводному графику, представленному в [9, прил.11], подбираем радиальный вентилятор для приточной и вытяжной систем.

Для приточной системы выбран вентилятор Ц4-70 №6,3, Dн = 105мм,

n=950 об/мин, =0,75.

Для вытяжной системы выбран вентилятор Ц4-70 №5, Dн = 95 мм,

n=915 об/мин, =0,79.

Потребляемая мощность на валу электродвигателя, кВт:

,

гдеКПД передачи, учитывает способ соединения вентилятора и электродвигателя, принимаемый по [9, табл. 13.3], непосредственная насадка колеса вентилятора на вал электродвигателя .

.

.

Минимальная установочная мощность электродвигателя, кВт:

,

гдекоэффициент запаса мощности, принимаемый по [9, табл. 13.4] в зависимости от мощности на валу электродвигателя и конструкции вентилятора.

На основании полученного значения и числа оборотов n по [9, прил. 5] подбираем электродвигатель для вентиляторов.

Для приточной системы: электродвигатель единой серии А02, тип А02-31-6.

Для вытяжной системы: электродвигатель единой серии А02, тип А02-22-6.

Размещено на Allbest.ru