Вентиляция гражданских зданий

где tн - наружная температура для теплого периода, °С;

Расчет поступлений теплоты, влаги и газов в помещение завершается составлением сводной таблицы выделений теплоты и влаги W, газов M для трех периодов года (таблица 5).

Для холодного периода следует принять условие компенсации теплопоступлений через ограждающие конструкции системой отопления и в дальнейшем расчете учитывать все поступления как избыточные

где - теплопоступления от людей, Вт;

- теплопоступления от света, Вт.

Для теплого периода следует дополнительно учитывать теплопоступления от солнечной радиации (через остекление и через покрытия) по формуле

где - теплопоступления от людей, Вт;

- теплопоступления от света, Вт.

Запишем расчеты в таблицу 5.

Таблица 5 - Вредные выделения в помещениях

3. Расчет воздухообменов в помещениях

Для расчета воздухообменов для двух периодов года необходимо знать параметры воздуха в вентиляционном процессе а также этот процесс для каждого периода изобразить на I-d диаграмме.

3.1 Параметры воздуха в вентиляционном процессе

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения рассчитывается по формуле

где - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении,°С;

- высота помещения, 4,2 м;

- температурный градиент, принимаемый в зависимости от удельного избытка явной теплоты q (Вт/м³) по таблице 6.

Таблица 6 - Температурный градиент

Для определения удельного избытка явной теплоты, q, необходимо избыточные явные теплопоступления в помещение (табл. 5) поделить на объем этого помещения.

Меньшие величины даны для расчета вентиляции в холодный период года, большие - в теплый период.

Температура удаляемого воздуха для теплого периода по формуле 13

Для холодного и переходного периода по формуле 13

Температуру приточного воздуха в холодный период года допускается принимать на 4-6°С ниже расчетной температуры внутреннего воздуха в помещении. Для теплого периода года температура приточного воздуха совпадает с температурой наружного воздуха по параметрам А.

для холодного и переходного периода;

для теплого периода.

Концентрация СО₂ в удаляемом воздухе С_у принимается для учреждений С_у = 2,0 г/м³ .

Концентрация СО₂ в наружном или приточном воздухе С_п принимается для больших городов С_п = 0,8 г/м³.

3.2 Построение вентиляционных процессов на I-d диаграмме

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяем по I-d - диаграмме с одновременным учетом изменения энтальпии и влагосодержания воздуха.

Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг,

где: - избыточные полные тепловыделения в помещении, Вт, табл.9 [1];

W - влаговыделения в помещении, кг/ч , (табл.5).

Теплый период:

Холодный и переходный период:

Угловой коэффициент определяем для трех периодов года. Затем переходим к определению положения характерных точек процесса изменения состояния воздуха на I-d -диаграмме.

3.2.1 Теплый период года

Точка П_т, характеризующая состояние приточного воздуха, совпадает с точкой Н_т и находится на пересечении изотермы и энтальпии .

Точка В_т, характеризующая состояние внутреннего воздуха, находится на пересечении луча процесса для теплого периода года, проведенного из точки П_т, и изотермы = + 4°С .

Точка характеризующая состояние удаляемого воздуха, находится на пересечении луча процесса для теплого периода и изотермы .

3.2.2 Переходный период года

Точка Н_п, характеризующая состояние наружного воздуха в переходный период года, находится на пересечении изотермы = 10°С и энтальпии = 26,5 кДж/кг.

Точка П_п , характеризующая состояние приточного воздуха, находится на пересечении изотермы t_n, определяемой по п.3.1, и изохоры d_п.

Точка В_п , характеризующая состояние внутреннего воздуха, находится на пересечении луча процесса для переходного периода, проведенного из точки П_п, и изотермы t_п ( п. 2.1.).

Точка У_п , характеризующая состояние удаляемого воздуха, находится на пересечении луча процесса 8 для переходного периода и изотермы t_п.

3.2.3 Холодный период года

Точка Н_х, характеризующая состояние наружного воздуха, находится на пересечении изотермы и энтальпии , принимаемых для холодного периода по (п. 2.1.).

Далее определение положения характерных точек процесса проводится аналогично как для переходного периода года (точки , В_х, У_х).

Таблица 7 - параметры точек приточного и удаляемого воздуха

На основании полученных параметров тепловлажностного состояния воздуха для трех периодов года определяем весовой расход воздуха, необходимый для ассимиляции избытков теплоты и влаги.

3.3 Определение расчетных воздухообменов

Расчет воздухообменов , , , производится для трех периодов года (теплого, переходного, холодного), исходя из условий ассимиляции поступлений теплоты, влаги и газов.

Воздухообмен, кг/ч, определяется:

по избыткам явной теплоты

по избыткам полной теплоты

по избыткам влаги

по газовым выделениям

где: , - избытки теплоты, соответственно явной и полной в по-мещении, Вт (табл. 5);

W - избытки влаги в помещении, кг/ч (табл. 5);

М-количество газов, выделяющихся в помещении, г/ч (табл. 5);

, - температуры воздуха, соответственно удаляемого и подаваемого в помещение, °С (п.3.1);

, - влагосодержание воздуха, соответственно удаляемого и подаваемого в помещение, кг/кг сух. возд. (п.3.2);

, - энтальпии воздуха, соответственно удаляемого и подаваемого в помещение, кДж/кг (п.3.2);

, - содержание в воздухе, соответственно удаляемого и подаваемого в помещение, г/м³ (п.3.1);

После расчета воздухообмена по вредностям определяем минимальный воздухообмен в рассчитываемом помещении. Минимальный воздухообмен в помещении определяют из расчета на одного человека по следующим рекомендациям: для учреждений - 40 м³/ч. Результаты расчета воздухообменов по всем видам вредностей для трех периодов года сводим в табл. 8.

Таблица 8 - Воздухообмен в помещениях на ассимиляцию вредных выделений

3.4 Определение воздухообменов по нормативной кратности

В помещениях, для которых по соответствующим СНиП даны кратности по притоку и вытяжке, воздухообмен, /ч, определяется по формуле:

где К_р - нормируемая кратность воздухообмена, ;

V - объем помещения, .

Значения нормируемой кратности для помещений приведены в табл. 13 [1].

Воздухообмены по нормируемой кратности заносим в таблицу №9.

Таблица 9 - Воздухообмен в помещениях по нормативной кратности

3.5 Составление воздушного баланса

Воздушный баланс составляют для трех периодов года. Расчетные воздухообмены как по вредностям, так и по нормируемой кратности для всех помещений заносят в табл.10

Таблица 10 - Таблица воздушного баланса в теплый период

При этом вначале составляется баланс в кг/ч, а затем определяется объемное количество воздуха в /ч по формуле:

где G - воздухообмен, кг/ч;

- плотность воздуха, кг/м³.

Таблица 11 - Таблица воздушного баланса в холодный и переходный периоды

4. Конструирование систем вентиляции

4.1 Выбор принципиальных и конструктивных схем вентиляции

В зданиях административных учреждений [5] проектируют приточно-вытяжную вентиляцию с механическим побуждением.

Для конференц-залов, помещений общественного питания и помещений киноаппаратного комплекса устраивают отдельные системы приточной вентиляции с механическим побуждением.

Во всех остальных помещениях предусматривают создание единой системы приточной вентиляции с механическим побуждением.

Подачу приточного воздуха осуществляют непосредственно в конференц-залы, обеденные залы, вестибюли, фойе, холлы, коридоры, а также в другие

Воздух из холлов, коридоров, курительных комнат, санузлов удаляется самостоятельными вытяжными системами с механическим побуждением. Из кабинетов и рабочих комнат предусматривают удаление воздуха через коридоры, холлы, санузлы.

Во всех остальных помещениях вытяжная вентиляция может быть с естественным побуждением.

4.2 Аксонометрические схемы систем вентиляции

По окончании выбора принципиальных и конструктивных решений по вентиляции помещений вычерчивают схемы воздуховодов систем вентиляции в аксонометрической проекции.

Выполнение аксонометрических схем систем вентиляции производится в масштабе с соблюдением правил ЕСКД и руководствуясь требованиями.

На расчетных аксонометрических схемах в пояснительной записке указывают номера участков, их длину и расходы воздуха.

Нумеруются участки последовательно от конца сети к вентилятору или вытяжной шахте. Вначале производят нумерацию участков основного расчетного направления (магистрали), а затем - остальных ответвлений.

На рабочих аксонометрических схемах графической части проекта указывают размеры поперечного сечения воздуховодов и расходы воздуха на участках.

5. Аэродинамический расчет воздуховодов

5.1 Общие положения

Аэродинамический расчет выполняется с целью определения сечений воздуховодов и суммарных потерь давления по участкам основного направления (магистрали) с увязкой всех остальных участков системы.

Перед началом расчета вычерчивают аксонометрические схемы воздуховодов систем вентиляции (п. 4.2), на которых указываются номер, расход воздуха и длина участков.

Расчет выполняют по методу удельных потерь давления, согласно которому потери давления, Па, на участке воздуховода длиной 1, м, определяют по формуле

где R - удельные потери давления на трение на 1 м длины стального воздуховода, Па/м;

- коэффициент шероховатости;

- длина участка, м;

Z - потери давления в местных сопротивлениях, Па

Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формуле

где 2% - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

- динамическое давление воздуха на участке, Па.

5.2 Методика расчета воздуховодов систем вентиляции с механическим побуждением

Аэродинамический расчет системы вентиляции состоит из двух этапов: расчета участков основного направления (магистрали); расчета ответвлений, с последующей их увязкой с магистралью. Расчет ведется в такой последовательности.

На аксонометрической схеме (п. 4.2) выбирают основное (магистральное) направление, для чего выявляют наиболее протяженную цепочку последовательно расположенных расчетных участков.

При равной протяженности магистралей за расчетную принимают наиболее нагруженную.

Производят нумерацию участков магистрали, начиная с участка с меньшим расходом, а затем нумеруют участки ответвлений. На каждом участке указывают расход воздуха L, /ч, и длину l, м. Результаты аэродинамического расчета заносят в табл. 11.

Заполнение табл. 11 начинают с магистрали, а затем заносят ответвления. Согласно аксонометрической схеме заносят в графы 1,2,3 номер участка, расход воздуха и длину участка.

Размеры сечения воздуховодов на участках определяют, ориентируясь на рекомендуемые скорости движения воздуха на участках =7 м/с.

Ориентировочную площадь поперечного сечения воздуховода, , принимают по формуле

где L - расход воздуха на участке, /ч;

=7 м/с

Ориентируясь на , принимаем площадь сечения стандартного воздуховода пo данным [6] и размеры a x b или диаметр d, которые заносим в графы 4,5,6.

Для прямоугольных воздуховодов с размерами а х b определяем эквивалентный по скорости диаметр воздуховода:

значения которого заносим в графу 5.

Фактическую скорость воздуха, м/с, определяют с учетом площади сечения принятого стандартного воздуховода:

значения которой заносим в графу 7.

При определении значения R для прямоугольных воздуховодов необходимо находить значение R при V и , не принимая во внимание фактический расход воздуха L .

По этим же таблицам находим динамическое давление и заносим в графу 12.

Потери давления на трение, Па, определяем по формуле:

и заносим в графу 10.

Используя таблицы местных сопротивлений [6], определяем сумму коэффициентов местных сопротивления ( к.м.с. ) на участке и ее значение вносим в графу 11.

При этом следует помнить, что к.м.с., находящегося на границе двух участков, относят к участку с меньшим расходом; значения к.м.с., отнесенные к какой-либо скорости, необходимо перед внесением в табл. 11 привести к скорости расчетного участка.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяем по формуле (23) и заносим в графу 13.

Общие потери давления на расчетном участке , Па, определяем по формуле (22) и заносим в графу 14.

Общие потери давления в системе равны сумме потерь в последовательно соединенных участках по магистральному направлению, которые заносим в графу 15.

Расчет ответвлений производят аналогично магистральному направлению. Увязку ответвлений проводят, начиная с наиболее протяженных ответвлений.

Размеры сечений ответвлений считаются подобранными, если относительная невязка потерь не превышает 15 % ,

где - сумма потерь давления по магистральному направлению от точки разветвления до конца первого участка, Па;

Расчеты сводим в таблицу 11.

Размещено на http://allbest.ru

40

Таблица 11

Результаты аэродинамического расчета

6. Расчет и подбор вентиляционного оборудования

6.1 Расчет и подбор калориферов

В системах приточной вентиляции для жилых и гражданских зданий рекомендуется применять пластинчатые калориферы типа КВС-П и КВБ-П, а также наиболее совершенные спирально-накатные биметаллические калориферы типа КСк-3 и КСк-4.

Взаимное расположение калориферов и прочего оборудования не типовой приточной камеры приведено в [7].

Расчет калориферов производится в следующей последовательности.

Определяем расход теплоты, Вт, на нагревание воздуха по формуле

где - весовое количество нагреваемого приточного воздуха для холодного периода года, кг/ч;

- температура воздуха после калориферов ( = ), С;

t„ - температура воздуха до калориферов, при отсутствии рециркуляции равна температуре наружного воздуха для холодного периода по параметру Б, °С.

Задаваясь массовой скоростью воздуха, (V ) = 7 кг/( с) - для пластинчатых калориферов, находим ориентировочное значение необходимой площади сечения калориферной установки по воздуху, ,

Исходя из необходимой площади , выбираем 2 калорифера марки КСк3-7-0,2АХЛЗ, установленных параллельно по воздуху, пользуясь техническими характеристиками калориферов [6].

Определяем действительную массовую скорость воздуха для принятых калориферов:

где - фактическое значение площади сечения калориферов по воздуху, , принимаемое по [6].

При теплоносителе воде определяем скорость движения воды в трубках, м/с:

где Q - расход теплоты на нагревание воздуха, Вт;

- удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж /кг °С;

- площадь живого сечения трубок калорифера, , принимаемая по таблицам в [6];

, - температура воды, соответственно в подающей и обратной линиях системы теплоснабжения калориферов, °С;

n - количество калориферов, устанавливаемых параллельно по воде.

По действительной массовой скорости воздуха и скорости воды в трубах W=0,4 м/с по таблицам в [6] принимаем коэффициент теплопередачи калорифера К=58,77 Вт/°С.

1. Определяем необходимую поверхность нагрева калориферной установки,:

где - средняя температура теплоносителя, °С;

- средняя температура воздуха, °С.

При теплоносителе воде = 0,5 . При теплоносителе паре =100°С для пара с давлением до 0,003 МПа; = для пара с давлением более 0,003 МПа.

Средняя температура воздуха

Определяем общее количество калориферов в установке:

где - поверхность нагрева одного калорифера выбранной модели, , принимаемая по [6].

Округлив количество калориферов до целого числа N=2 , определяем поверхность нагрева калориферной установки, :

Определяем запас площади поверхности нагрева, который не должен превышать 10 %:

Окончательно принимаем к установке 2 калорифера КВС6Б-П-У3

Определяем сопротивление калориферной установки по воздуху и по воде , используя [6].

6.2 Расчет и подбор воздушных фильтров

Согласно [ 8 ] очистка от пыли наружного воздуха, подаваемого в помещения общественных зданий системами вентиляции, должна предусматриваться при обосновании.

Очистку наружного воздуха от пыли для систем вентиляции допускается не проектировать, если воздухоприемные устройства размещены в зеленой зоне.

Для приточных систем вентиляции зданий, рассматриваемых в проекте, следует применять фильтры ФяР, ФяВ, ФяУ и фильтры самоочищающиеся (шторчатые, рулонные) со степенью очистки до 80 % (фильтры III класса), а также бумажные со степенью очистки 95 % (фильтры П класса).

Все фильтры, кроме фильтров рулонных и типа ФяУ, устанавливаются перед калориферами.

Ячейковые фильтры следует устанавливать в специальные панели по серии 5.904 -25.

Технические характеристики и размеры фильтров приведены в справочной литературе [6].

Расчет фильтров проводится в следующей последовательности.

1. Необходимая эффективность очистки , %, определяется:

вентиляция воздушный фильтр освещение

где - концентрация пыли в воздухе, соответственно до (наружного) и после (приточного) очистки, мг/.

2. Площадь фильтровальной поверхности, , определяется:

где - количество воздуха, подаваемого в помещение (расчетный воздухообмен), /ч;

q - рекомендуемая воздушная нагрузка (для фильтров ФяР, ФяВ, ФяУ q = 7000 /ч,).

3. Количество устанавливаемых ячеек фильтра:

где - площадь рабочего сечения ячейки, принимаемая для фильтров ФяР, ФяВ, ФяУ равной 0,22 м2.

4. Округлив до целого числа, определяем общую площадь фильтра

5. По табл. 4.1 [7] определяем начальное сопротивление фильтра

6. Расчетное сопротивление фильтра, Па, вычисляем формуле:

7. Расчетную пылеемкость фильтра , г/, определяем по табл. 4.1 [7] с учетом .

Окончательно принимаем 9 фильтров ФяРБ

8. Продолжительность работы фильтра до его регенерации, в сутках, определяем по зависимости:

где - число часов работы фильтра в сутки, ч.

6.3 Подбор вентиляторов и дефлекторов

Подбор вентиляторов произведен по [6].

Выбор радиального вентилятора выполняют по требуемой производительности , /ч, и полному давлению вентилятора , Па, значения которых определяется:

для приточных систем вентиляции

для вытяжных систем вентиляции

где - общие потери давления в воздуховодах по магистральному направлению, Па (п.5.2);

- сопротивление калориферной установки по воздуху, Па (п.6.1);

- сопротивление фильтра, Па (п.6.2)

По сводному графику для подбора радиальных вентиляторов находим точку пересечения координат и которая принимается за “рабочую точку” вентилятора. По индивидуальным характеристикам вентилятора находим частоту вращения n , об/мин, КПД (), а также определяют потребляемую мощность N , кВт.

Для системы П1:

Подбираем центробежный вентилятор ВЦ4-75-Е8.095-1, с кпд 0,75, с частотой вращения 965 об/мин и мощностью 8,5 кВт

Для системы В1:

Подбираем центробежный вентилятор ВЦ4-75-Е2,5-100, с кпд 0,6, с частотой вращения 1380 об/мин и мощностью 2 кВт

Для системы В2:

Подбираем центробежный вентилятор ВЦ4-75-Е8.095-1, с кпд 0,7, с частотой вращения 965 об/мин и мощностью 7 кВт

Список использованных источников

1. Методические указания к курсовому проекту «Вентиляция гражданских зданий». Г.В. Смольников, В.К.Шмидт. Красноярск, СФУ, 2011. - 34с.

2.Пособие к СНиП 2.04.05-91. Расчет поступлений теплоты солнечной радиации в помещениях- М.: Промстройпроект, 1993.43 с.

3.СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - М.: Стройиздат,2000.67с.

4. Отопление и вентиляция гражданских зданий ; Справочник / Под ред. Г.В.Русланова. - Киев: Будивильник, 1983. 218 с.

5.СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения/Минстрой России.- М.:ГП ЦПП, 2003. 41 с.

6. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика. В 4 частях. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха.

7. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика. Ч. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха / Под ред. И.Г.Староверова. -М.: Стройиздат, 1978. 502 с.

8. СНиП 41-01-2003. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха.- М.: Стройиздат, 2003. 66 с.

Размещено на Allbest.ru