Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий

Содержание:

1.Исходные данные............................................................................................................................................................. 2

2.Выбор параметров наружного воздуха........................................................................................................ 3

3.Расчет параметров внутреннего воздуха.................................................................................................. 4

4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение.............................. 5

4.1. Расчет теплопоступлений............................................................................................................................................. 5

4.1.1. Теплопоступления от людей...................................................................................................................................... 5

4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения................................................................................. 5

4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации.................................................................................................. 6

4.2. Расчет влаговыделений в помещении.................................................................................................................... 9

4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей................................................................................................. 10

4.4. Составление сводной таблицы вредностей....................................................................................................... 10

5. Расчет воздухообменов.......................................................................................................................................... 11

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности........................................................................................................ 11

5.2. Воздухообмен по людям............................................................................................................................................. 11

5.3. Воздухообмен по углекислому газу..................................................................................................................... 11

5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги......................................................................................................... 12

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года.................................................................. 12

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года....................................................... 15

5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года................................................................ 17

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания.......................................................................................................................................................................................................... 19

6.Расчет воздухораспределения.......................................................................................................................... 20

7.Аэродинамический расчет воздуховодов.............................................................................................. 22

8.Выбор решеток................................................................................................................................................................... 28

9.Расчет калорифера......................................................................................................................................................... 29

10.Подбор фильтров........................................................................................................................................................... 30

11.Подбор вентиляторных установок............................................................................................................. 31

12.Аккустический расчет............................................................................................................................................. 32

13.Список используемой литературы............................................................................................................. 34

1.Исходные данные

В качестве объекта для проектирования предложено здание ВУЗа в городе Томске, в котором предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим и естественным побуждением.

Время работы с 9 до 19 часов.

В качестве теплоносителя предложена вода с параметрами 130/70 °C

Освещение – люминесцентное.

Стены из обыкновенного кирпича толщиной в 2,5 кирпича; R₀ =1,52 m² K/Вт

Покрытие - d = 0,45 м; R₀ =1,75 m² K/Вт; D=4,4; n=29,7

Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R₀ =0,17 m² K/Вт

Экспликация помещений :

1. Аудитория на 200 мест

2. Коридор

3. Санузел на 4 прибора

4. Курительная

5. Фотолаборатория

6. Моечная при лабораториях

7. Лаборатория (на 15 мест) с 4 шкафами размером 800x600x1200

8. Книгохранилище

9. Аудитория на 50 мест

10. Гардероб

2.Выбор параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются по прил. 7[1] в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года. Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим в соответствии с п.2.14.[1], а именно: для холодного периода – по параметрам Б, для теплого – по параметрам А.

В переходный период параметры принимаем в соответствии с п.2.17[1] при температуре 8⁰ С и энтальпии I=22,5 кДж/кг._св .

Все данные сводим в табл. 3.1

Расчетные параметры наружного воздуха

Таблица 3.1

Наименование помещения, город, географическая широта	Период года	Параметр А				Параметр Б				JВ, м/с	P d , КПа	A t , град
		tн , 0 C	I, кДж/кг.св	j, %	d, г/ кг.св .	tн , 0 C	I, кДж/кг.св .	j, %	d, г/ кг.св .
Аудитория на 200 чел. Томск, 560 с.ш.	Т	21,7	79	70	11	3	99	11
	П	8	22,5	80	5,5	3	99	11
	Х	3	99	11

3.Расчет параметров внутреннего воздуха

Для вентиляции используются допустимые значения параметров внутреннего воздуха. Они принимаются в зависимости от назначения помещения и расчетного периода года в соответствии с п.2.1.[1] по данным прил. 1[1].

В теплый период года температура притока t_п ^т = t_н ^{т (л)} , t_п ^т =21,7 °С, t_рз =t_п ^т +3°С=24,7 °С

В холодный и переходный периоды : t_п = t_рз - Dt, °С,

где t_рз принимается по прил. 1[1], t_рз =20 °С.

Так как высота помещения более 4 метров, принимаем Dt равным 5°С.

t_пр ^хп =20-5=15 °С.

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:

t_уд = t_рз +grad t(H-h_рз ), где:

t_рз - температура воздуха в рабочей зоне, °С.

grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, °С/м

H - высота помещения, м; H=7,35м

h_рз - высота рабочей зоны, м; h_рз =2м.

grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, °С/м

H - высота помещения, м; H=7,35м

h_рз - высота рабочей зоны, м; h_рз =2м.

grad t выбирает из таблицы VII.2 [3] в зависимости от района строительства.

г. Томск:

grad t^т = 0,5 °С/м

grad t^хп = 0,1 °С/м

t_уд ^т = 24,7+0,5*(7,35-2)=27,38 °С

t_уд ^хп =20+0,1*(7,35-2)=20,54 °С

Результаты сводим в табл. 4.1

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Таблица 4.1

Наименование	Период года	Допустимые параметры			tн , °С	tуд , °С
		tрз , °С	jрз, %	J, м/с
Аудитория на 200 мест	Т	24,7	65	0,5	21,7	27,4
	П	20	65	0,2	15	20,5
	Х	20	65	0,2	15	20,5

4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение

В общественных зданиях, связанных с пребыванием людей, к вредностям относятся: избыточное тепло и влага, углекислый газ, выделяемый людьми, а так же тепло от освещения и солнечной радиации.

4.1. Расчет теплопоступлений

4.1.1. Теплопоступления от людей

Учитываем, что в помещении находятся 200 человек: 130 мужчин и 70 женщин – они работают сидя, т.е. занимаются легкой работой. В расчете учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по формуле:

,

где: q_м , q_ж – полное тепловыделение мужчин и женщин, Вт/чел;

n_м , n_ж – число мужчин и женщин в помещении.

Полное тепловыделение q определим по таблице 2.24[5].

Теплый период:

t_рз ^т =24,7 °С, q=145 Вт/чел

Q_л ^т =145*130+70*145*0,85=27473 Вт

Холодный период:

t_рз ^хп =20 °С, q=151 Вт/чел

Q_л ^хп =151*130+70*151*0,85=28615 Вт

4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения

Q_осв , Вт, определяем по формуле:

, где:

E - удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3[6]

F - площадь освещенной поверхности, м² ;

q_осв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/( м² /лк), определяется по табл. 2.4.[6]

h_осв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6]

E=300 лк; F=247 м² ; q_осв =0,55; h_осв =0,108

Q_осв =300*247*0,55*0,108=4402 Вт

4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации

Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в теплый период года.

, Вт

Теплопоступления через остекления определим по формуле:

, Вт,

где: q_вп , q_вр – удельное поступление тепла через вертикальное остекление соответственно от прямой и рассеянной радиации. Выбирается по таблице 2.16 [5] для заданного в здании периода работы помещения для каждого часа.

F_ост – площадь остекления одинаковой направленности, м² , рассчитывается по плану и разрезу основного помещения здания.

b_сз – коэффициент, учитывающий затемнение окон.

К_ак – коэффициент, учитывающий аккумуляцию тепла внутренними ограждающими конструкциями помещения.

К₀ – коэффициент, учитывающий тип остекления.

К₀ – коэффициент, учитывающий географическую широту и попадание в данную часть прямой солнечной радиации.

К₂ – коэффициент, учитывающий загрязненность остекления.

Расчет ведем отдельно для остекления восточной и западной стороны.

F_{ост. з} =4*21=84 м²

F_{ост .в} =1,5*17=25,5 м²

b_сз – определяем по таблице 1.2[5]. Для внутренних солнцезащитных устройств из светлой ткани b_сз =0,4

К_ак =1, т.к. имеются солнцезащитные устройства

г.Томск – промышленный город. Учитывая что корпуса институтов обычно строят в центре городов, выбираем по таблице 2.18[5] для умеренной степени загрязнения остекления при g=80-90%; К₂ =0,9

По таблице 2.17[5] принимаем для одинарного остекления в деревянных переплетах при освещении окон в расчетный час солнцем К₁ =0,6, при нахождении окон в расчетный час в тени К₁ =1,6.

Теплопоступления через остекление

Таблица 5.1

Часы	Теплопоступления через остекление, Qост , Вт
	Запад	Юг
1	2	3
9-10	56*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1016	(378+91)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=6027
10-11	58*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1052	(193+76)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=3457
11-12	63*1,4*0,9*1*1*0,4*84=1143	(37+67)*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=1336
12-13	(37+67) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=1887	63*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=810
13-14	(193+76) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=4881	58*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=745
14-15	(378+91) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=8510	56*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=720
15-16	(504+114) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=11213	55*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=707
16-17	(547+122) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=12138	48*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=617
17-18	(523+115) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=11576	43*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=553
18-19	(423+74) *1,4*0,9*1*1*0,4*84=9018	30*0,6*0,9*1*1*0,4*25,5=900

Теплопоступления через покрытия определяются по формуле:

, Вт

R₀ – сопротивление теплопередачи покрытия, м² *К/Вт;

t_н – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, °С;

R_н – термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью покрытия, м² *к/Вт;

r - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия;

I_ср – среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м² ;

t_в – температура воздуха, удаляемого из помещения, °С;

b – коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений;

К – коэффициент, зависящий от конструкции покрытия;

А_tв – амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, °С

R_в – термическое сопротивление при теплообмене между внутренней поверхностью покрытия и воздухом помещения, м² *К/Вт;

F – площадь покрытия, м² .

Из задания R₀ =0,96 м² *К/Вт

По табл. 1.5 [5] t_н =18,1 °С

R_н определяется по формуле:

, где:

J – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, J = 3,7 м/с

м² *К/Вт

r =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])

Из табл. 4.1 данного КП t_уд ^Т =27,38 °С

Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, °С, определим по формуле:

, где

u - величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции, °С

А_tн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха, °С

I_max – максимальное значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, принимается для наружных стен как для вертикальных поверхностей, а для покрытия – как для горизонтальной поверхности.

u = 29,7 – по заданию

0,5* А_tн = 11 – приложение 7 [1]

I_max = 837 Вт/м² – таблица 1.19[5]

I_ср = 329 Вт/м² – таблица 1.19[5]

А_tв = 1/29,7*(11+0,035*0,9(837-329))=0,9 °С

R_в = 1/a_в =1/8,7=0,115 м² *К/Вт

F = 247 м²

В формуле для Q_n все величины постоянные, кроме b - коэффициента для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток.

Для нахождения b для заданного периода времени по часам находим Z_max .

Z_max = 13+2.7*D = 13+2.7*3.8 = 23-24 = -1

Стандартное значение коэффициента b принимаем по табл. 2.20 [5], а фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад.

Значение коэффициента b сводим в таблицу 5.2

Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5.3

Таблица 5.2

Значение коэффициента b

Часы	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
b	-0,5	-0,71	-0,87	-0,97	-1	-0,97	-0,87	-0,71	-0,5	-0,26	0

Таблица 5.3

Теплопоступления через покрытие

Часы	Теплопоступления через покрытие, Qn , Вт
9-10	(0,625-(0,605*7,9))*247= - 1026
10-11	(0,625-(0,79*7,9))*247= - 1387
11-12	(0,625-(0,92*7,9))*247= - 1640
12-13	(0,625-(0,985*7,9))*247= - 1768
13-14	(0,625-(0,925*7,9))*247= - 1768
14-15	(0,625-(0,792*7,9))*247= - 1640
15-16	(0,625-(0,79*7,9))*247= - 1387
16-17	(0,625-(0,609*7,9))*247= - 1026
17-18	(0,625-(0,38*7,9))*247= - 587,1
18-19	(0,625-(0,13*7,9))*247= - 353

Составляем сводную таблицу теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Таблица 5.4

Сводная таблица теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Часы	Теплопоступления, Вт
	Через покрытие	Через остекление		Всего
		Запад	Восток
9-10	-1026	1016	6027	6017
10-11	-1387	1052	3457	3122
11-12	-1640	1143	1336	839
12-13	-1768	1887	810	929
13-14	-1768	4881	745	3858
14-15	-1640	8510	720	7590
15-16	-1387	11213	707	10533
16-17	-1026	12138	617	11729
17-18	-587	11576	553	11542
18-19	-353	9018	900	9565

На основании расчета принимаем максимальное значение теплопоступлений за счет солнечной радиации, равное Q_ср =11729 Вт в период с 16 до 17 часов.

Общее теплопоступление определяем по формуле:

, Вт

В летний период:

Q_п ^т =27478+0+11729=39207 Вт

В переходный период:

Q_п ^п =28614+4402+0,5*11729=38881 Вт

В зимний период:

Q_п ^х =28614+4402+0=33016 Вт

4.2. Расчет влаговыделений в помещении

Поступление влаги от людей, W_вл , г/ч, определяется по формуле:

,

где: n_л – количество людей, выполняющих работу данной тяжести;

w_вл – удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24[5]

Для теплого периода года, t_р.з. =24,7°С

w_вл =115 г/ч*чел

W_вл ^т = 130*115+70*115*0,85=21792,5 г/ч

Для холодного и переходного периодов года, t_р.з. =20 °С

w_вл =75 г/ч*чел

W_вл ^т = 130*75+70*75*0,85=14212,5 г/ч

4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей

Количество СО₂ , содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и определяется по формуле:

, г/ч,

где n_л – количество людей, находящихся в помещении, чел;

m_CO2 – удельное выделение СО₂ одним человеком, определяется по таблице VII.1 [3]

Взрослый человек при легкой работе выделяет m_CO2 =25 г/ч*чел. Тогда

М_СО2 =130*25+0,85*70*25=4737,5 г/ч

4.4. Составление сводной таблицы вредностей

Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки тепла в помещении. В курсовом проекте мы условно принимаем, что система отопления полностью компенсирует потери тепла, которые будут иметь место в помещении. Поступление вредностей учитывается для трех периодов года: холодного, переходного и теплого.

Результаты расчета всех видов вредностей сводим в табл. 5.5

Таблица 5.5.

Количество выделяющихся вредностей.

Наименование помещения	Период года	Избытки тепла, DQп , Вт	Избытки влаги, Wвл , г/ч	Количество СО2 , МСО2 , г/ч
Аудитория на 200 мест	Т	39207	21793	4738
	П	38881	14213	4738
	Х	33016	14213	4738

5. Расчет воздухообменов

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая:

1)задаются параметры приточного и удаляемого воздуха

2)определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным выделениям, людям и минимальной кратности.

3)выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности

Определяется по формуле:

, м³ /ч

К_Pmin – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.

V_P – расчетный бьем помещения, м³ .

По табл. 7.7 [2] К_Pmin = 1 1/ч

V_P =F_n *6;

V_P =247*6=1729 м³ .

L=1729*1=1729 м³ /ч

5.2. Воздухообмен по людям

Определяется по формуле:

, м³ /ч

где l_Л – воздухообмен на одного человека, м³ /ч*чел;

n_Л – количество людей в помещении.

По прил.17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, l_Л = 60 м³ /ч*чел.

L = 200*60=12000 м³ /ч

5.3. Воздухообмен по углекислому газу.

Определяется по формуле:

, м³ /ч

М_СО2 – количество выделяющегося СО₂ , л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного КП.

У_ПДК – предельно-допустимая концентрация СО₂ в воздухе, г/м³ , при долговременном пребывании У_ПДК = 3,45 г/м³ _.

У_П – содержание газа в приточном воздухе, г/м³ _, У_П =0,5 г/м³

М_СО2 =4738 г/ч

L=4738/(3,45-0,5)=6317,3 м³ /ч

5.4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по Id-диаграмме. Расчет воздухообменов в помещениях сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении.

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года

На Id-диаграмме наносим точку Н, она совпадает с т.П (t_H =21,7°С; I_H =49 кДж/кг._св ),

характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).

Проводим изотермы внутреннего воздуха t_В =t_Р.З. =24,7°С и удаляемого воздуха t_У.Д. =27,4°С

Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:

, кДж/кг._вл

DQ_П – избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5.5 КП

W_ВЛ – избытки влаги в теплый период года, кг/ч, из таблицы 5.5 КП

E=3,6*39207/21,793=6477 кДж/кг вл.

Точки пересечения луча процесса и изотерм t_В ,t_У.Д. характеризуют параметры внутреннего и удаляемого воздуха.

Воздухообмен по избыткам тепла:

, м³ /ч

Воздухообмен по избыткам влаги:

, м³ /ч

где I_УД ,I_П – соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг._св .

I_УД =56,5 кДж/кг._св .

I_П =49 кДЖ/кг._св .

d_УД =12,1 г/кг._св .

d_П =11 г/кг._св .

По избыткам тепла:

L_П =3,6*39207/(1,2*(56,5-49))=15683 м³ /ч

По избыткам влаги:

L_П =21793/1,2*(12,1-11)=16509 м³ /ч

В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги

L_П =16509 м³ /ч

Рис. 1 Теплый период года

5.4.2. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в переходный период года.

В переходный период предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н =8°С, I_Н =22,5 кДж/кг._св ) строим точку Н (рис.2).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ =14213 г/ч

L_{Н min} =L_Н (по людям)

L_{Н кр min} =К_Рmin *V_Р

L_{Н кр min} =1729 м³ /ч

L_{Н min} =12000 м³ /ч

Dd_НУ =14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.

d_УД =d_Н +Dd_НУ =5,5+0,9=6,4 г/кг.св.

Точка У находится на пересечении изобары Dd_УД =const и изотермы t_УД =const.

Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг. _вл .

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, G_P , определяем:

G_{n min} =L_{n min} *1.2=14400 кг/час

G_P =(4.6/2-1)*G_{n min} =1.3*14400=18720 кг/час

L_n =G_n /r=15600 м³ /ч

Рис. 2 Переходный период года

5.4.3. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги в зимний период года.

В зимний период также предусмотрена рециркуляция воздуха.

По параметрам наружного воздуха (t_Н =-40°С, I_Н =-40,2 кДж/кг св) строим точку Н (рис.3).

Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:

W_ВЛ =14213 г/ч

L_{Н min} =L_Н (по людям)

L_{Н min} =12000 м³ /ч

Dd_НУ =14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.

d_УД =d_Н +Dd_НУ =0,2+0,9=1,1 г/кг.св.

Проводим изотермы t_УД =20,54 °С, t_В =t_Р.З. =20 °С, t_Н =15 °С,

Точка У находится на пересечении изобары Dd_УД =const и изотермы t_УД =const.

Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:

, кДж/кг _вл

Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, G_P , определяем:

G_{n min} =L_{n min} *1.2=14400 кг/час

кг/час

G_Н =G_Р +G_{n min} =14400+6891=21291 кг/час

L_n =G_n /r=17743 м³ /ч

Результат расчета воздухообменов сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Выбор воздухообмена в аудитории

Период года	Воздухообмен LН по факторам, м3 /ч				Максимальный воздухообмен,м3 /ч
	По минимальной кратности	По СО2	Нормируемый по людям	По Id-диаграме
						Т	1729	6317	12000	16509	16509
П	1729	6317	12000	15600	15600
Х	1729	6317	12000	17743	17743

рис. 3 Зимний период года

5.5. Расчет воздухообмена по нормативной кратности и составление воздушного баланса для всего здания

Для остальных помещений воздухообмен рассчитывается по нормативной кратности в зависимости от назначения помещения. Кратность принимаем по таблице 6.12[4] отдельно по притоки и по вытяжке.

Результаты расчета сводим в табл. 6.2

Таблица 6.2

Сводная таблица воздушного баланса здания.

№	Наименование помещения	VP , м3	Кратность, 1/ч		Ln , м3 /ч		Прим.
			приток	вытяжка	приток	вытяжка
1	Аудитория	2035	8,5	8,5	17743	17743
2	Коридор	588	2	-	1176	+301
3	Санузел	-	-	(50)	-	200
4	Курительная	54	-	10	-	540
5	Фотолабор.	90	2	2	180	180
6	Моечная	72	4	6	288	432
7	Лаборатория	126	4	5	504	630
8	Книгохранил.	216	2	0,5	-	108
9	Ауд. на 50 мест	-	(20)		1000	1000
10	Гардероб	243	2	1	486	243
21377	21076
+301

Дисбаланс равен 301 м³ /ч. Добавляем его в коридор (помещение №2)

6.Расчет воздухораспределения.

Принимаем схему воздухообмена снизу-вверх, т.к. имеются избытки тепла и влаги.

Выбираем схему воздухораспределения по рис. 5.1[7], т.к Н_П >4m, то IV схема. (рис.5.1г).

Подача воздуха осуществляется плафонами типа ВДШ.

Для нахождения необходимого количества воздухораспределителей Z площадь пола обслуживаемого помещения F делится на площади строительных модулей F_n . z=F/F_n .

Определяем количество воздуха, приходящееся на один воздухораспределитель,

L₀ =L_СУМ /Z; где

L_СУМ – общее количество приточного воздуха, подаваемого через плафоны.

L₀ =17743/10=1774 м³ /ч

На основании полученной подачи L₀ по табл. 5.17[7] выбираем тип и типоразмер воздухораспределителя (ВДШ-4). Далее находим скорость в его горловине:

J_X =k*J_ДОП =1,4*0,2=0,28 м/с

Х_П =Н_П -h_ПОТ -h_ПЛ -h_РЗ

Х_П =7,4-1-0,5-0,3=4,6 м

м₁ =0,8; n₁ =0,65 – по таблице 5.18[4]

F₀ =L₀ /3600*5=1774/3600*5=0.085 м²

Принимаем ВДШ-4, F₀ =0,13 м²

Значения коефициентов:

К_С =0,25; т.к.

К_ВЗ =1; т.к l/X_n =5,5/4,6=1,2

К_Н =1,0; т.к A_r – не ограничен.

т.е. условие J_Ф <J₀ удовлетворено

что удовлетворяет условиям, т.е. < 1°C

7.Аэродинамический расчет воздуховодов

Его проводят с целью определения размеров поперечного сечения участков сети. В системах с механическим побуждением движения воздуха потери давления определяют выбор вентилятора. В этом случае подбор размеров поперечного сечения воздуховодов проводят по допустимым скоростям движения воздуха.

Потери давления DР, Па, на участке воздуховода длиной l определяют по формуле:

DР=Rbl+Z

где R – удельные потери давления на 1м воздуховода, Па/мБ определяются по табл.12.17 [4]

b-коэффициент, учитывающий фактическую шероховатость стенок воздуховода, определяем по табл. 12.14 [4]

Z-потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяем по формуле:

Z=Sx×Pg,

Где Pg – динамическое давление воздуха на участке, Па, определяем по табл. 12.17 [4]

Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Аэродинамический расчет состоит их 2 этапов:

1) расчета участков основного направления;

2) увязка ответвлений.

Последовательность расчета.

1. Определяем нашрузки расчетных участков, характеризующихся постоянством расхода воздуха;

2. Выбираем основное направление, для чего выявляем наиболее протяженную цепь участков;

3. Нумеруем участки магистрали и ответвлений, начиная с участка, наиболее удаленного с наибольшим расходом.

4. Размеры сечения воздуховода определяем по формуле

где L –расход воздуха на участке, м³ /ч

J_р ­- рекомендуемая скорость движения воздуха м/с, определяем по табл. 11.3 [3]

5. Зная ориентировочную площадь сечения, определяем стандартный воздуховод и расчитываем фактическую скорость воздуха:

6. Определяем R,Pg по табл. 12.17 [4].

7. Определяем коэффициенты местных сопротивлений.

8. Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборужовании:

DP=S(Rbl+Z)_маг +DP_об

9. Методика расчета ответвлений аналогична.

После их расчета проводят неувязку.

Результаты аэродинамического расчета воздуховодов сводим в табл 8.1.

Расчет естественной вентиляции

Pg=g*h(r_н -r_в )=9.81*4.7(1.27-1.2)=3.25 Па

№	L	l	р-ры		J	b	R	Rl b	S x	Pg	Z	Rl b +	S Rl b	прим
уч.	а х в	dэ	Z	+Z
Магистраль
1	500	1.85	400x400	400	0.8	1.4	0.02	0.05	2.97	0.391	1.16	1.21
2	500	1.5	420x350	0.94	1.21	0.03	0.054	0.55	0.495	0.27	0.324
3	1000	5	520x550	0.97	1.23	0.02	0.132	0.85	0.612	0.52	0.643	2.177
4	12113	2.43	520x550	1.2	1.25	0.03	0.038	1.15	0.881	0.93	0.968	3.146
Ответвления
5	243	1.85	270x270	0.92	1.43	0.04	0.06	2.85	0.495	1.41	1.47
6	243	7	220x360	0.9	1.21	0.04	0.34	1.1	0.495	0.54	0.88	2.35
7	500	1.85	400x400	400	0.8	1.4	0.02	0.05	3.45	0.391	1.35	1.4

Участок №1

Решетка x=2

Боковой вход x=0.6

Отвод 90⁰ x=0.37

Участок №2

Тройник x=0.25

Участок №3

Тройник x=0.85

Участок №4

Зонт x=01.15

Невязка=(DР_отв5+6 - DР_{уч.м. 1+2+3} )/DР_{уч.ш. 1+2+3} *100%=

=(2.35-2.177)/2.177*100%=7.9% < 15% - условие выполнено

Невязка=(DР_отв7 - DР_{уч.м. 1+2} )/DР_{уч.м. 1+2} *100%=

=(1.4-1.534)/1.534*100%=-8.7% > -15% - условие выполнено

8.Выбор решеток

Таблица 9.1

Воздухораспределительные устройства

Номер помещения	Ln	Тип решетки	Колличество	x
Подбор приточных решеток
2	1176	Р-200	4	2
5	180	Р-200	1	2
6	288	Р-200	1	2
7	504	Р-200	2	2
9	1000	Р-200	4	2
10	486	Р-200	2	2
Подбор вытяжных решеток
1	5743	Р-200	20	2
2	101	Р-150	1	2
3	400	Р-150	8	2
4	540	Р-200	2	2
5	180	Р-200	1	2
6	432	Р-200	2	2
7	630	Р-200	3	2
8	108	Р-150	1	2
9	1000	Р-200	4	2
10	243	Р-200	1	2

9.Расчет калорифера

Для подогрева приточного воздуха используем калориферы, которые, как правило, обогреваются водой. Приточный воздух необходимо нагревать от температуры наружного воздуха t_н =-25°С до температуры на 1¸1.5 25°С меньешй температуры притока (этот запас компенсируется нагревом воздуха в воздуховодах), т.е. до t_н =15-1=14°С

Колличество нагреваемого воздуха составляем 21377 м³ /ч.

Подбираем калорифер по следующей методике:

1. Задаемся массовой скоростью движения теплоносителя Jr=8 кг/(м² с)

2. Расчитываем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки.

f_ку ^ор =Ln*r_н /(3600*Jr), м²

где Ln – расход нагреваемого воздуха, м³ /ч

r_н – плотность воздуха, кг/м³

f_ку ^ор =21377*1.332/(3600*10)=0.79 м²

3. По f_ку ^ор и табл. 4.37 [5] принимаем калорифер типа КВС-9п, для которого:

площадь поверхности нагрева F_k =19,56м² , площадь живого сечение по воздуху f_k =0.237622м² , по теплоносителю f_тр =0.001159м² .

4. Расчитаем необходимое количество калориферов, установленных параллельно по воздуху:

m_{|| в} =f_ку ^ор /f_k =0.79/0.237622=3,3. Принимаем m_{|| в} =3 шт

5. Рассчитаем действительную скорость движения воздуха.

(Jr)^д =Ln*r_н /(3600*f_k *m_{|| в} )=21377-1.332/(3600*0.237622)=8.35 кг/м² с

6. Определяем расход тепла на нагрев воздуха, Вт/ч:

Q_к.у. =0.278*Ln*Cv*(t_k -t_н ^б )=0.278*21377*1.2(15-(-8))=164021 Вт

7. Рассчитаем колличество теплоносителя, проходящее через калориферную установку.

W=(Q_к.у *3,6)/r_в *Cв*(t_г -t_o ), m³ /ч

W=(164021*3.6)/4.19*1000*(130-70)=2.82 m³ /ч

8. Определяем действитеельную скорость воды в трубках калорифера.

v=W/(3600*f_тр *n_||m ), m/c

v=2.82/(3600*0.001159*3)=0.23, m/c

9. По табл. 4.40 [5] определяем коеффициент теплоотдачи

К=33.5 Вт/м^{2 0} с

10. Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки

F_ку ^тр =Q_ку /(К(t_{ср т} – t_{ср в} ), м²

F_ку ^тр =164021/(33.5*(130+70/2)-(15-8/2))=50.73 м²

11. N_k =F_ку ^тр /F_ку =50.73/19.56=2.89. Принимаем 3 шт

12. Зная общее колличество калориферов, находим колилчество калориферов последовательно по воздуху

n_{посл в} =N_k /m_{|| в} =3/3=1 шт

13. Определяем запас поверхности нагрева

Запас=(F_k -F_ку ^тр )/F_ку ^тр *100%=10¸20%

Запас=(15.86-50.73)/50.73=15% <=20%

Условие выполнено

14. Определим аэродинамическое сопротивление калориферной установки по табл. 4.40 [5]

Pк=65.1 па

10.Подбор фильтров

В помещения административно-бытовых зданий борьба с пылью осуществляется путем предотвращения попадания её извне и удаление пыли, образующейся в самих помещениях.

Подаваемый в помещениях приточный воздух очищается в воздушных фильтрах. Плдберем фильтры для очистки приточного воздуха.

1. Целью очистки воздуха в аудитории принимаем защиту находящихся там людей от пыли. Степень очистки в этом случае равна h_тр =0,6¸0,85

2. По табл. 4.1 [4] выбираем класс фильтра – III, по табл. 4.2 [4] вид фильтра смоченный, тип – волокнистый, наименование – ячейковый ФяУ, рекомендуемая воздушная нагрузка на входное сечение 9000 м³ /ч

3. Рассчитываем требуемую площадь фильтрации:

F_ф ^тр =Ln/q, m² ,

где Ln – колличество приточного воздуха, м³ /ч

F_ф ^тр =15634/9000=1.74 м²

4. Определяем необходимое колличество ячеек:

n_я =F_ф ^тр /f_я

где f_я – площадь ячейки, 0.22 м²

n_я =1.74/0.22=7.9 м²

Принимаем 9 шт.

5. Находим действительную площадь фильтрации:

F_ф ^д =n_я *f_я =9*0.22=1.98 м²

6. Определяем действительную воздушную нагрузку:

q_д =Ln/F_ф ^д =15634/1.98=7896 м³ /ч

7. Зная действительную воздушную нагрузку и выбранный тип фильтра, по номограмме 4.3 [4] выбираем начальное сопротивление:

P_ф.ч. =44 Па

8. Из табл. 4.2. [4] знаем, что сопротивление фильтра при запылении может увеличиваться в 3 раза и по номограмме 4.4 [4] находим массу уловленной пыли m₀ , г/м² :

P_ф.п .=132 Па;

m₀ =480 г/м²

9. По номограмме 4.4 [4] при m₀ =480 г/м² 1-h_оч =0.13 => h_оч =0.87

h_оч > h_оч ^тр

10. Рассчитаем колличество пыли, осаждаемой на 1 м² площади фильтрации в течении 1 часа.

m_уд =L*y_n *h_n /f_я *n_я =15634*5*0.87/1.98=34.35 г/м² ч

11. Рассчитаем переодичность замены фильтрующей поверхности:

t_рег =м₀ /м_уд =480/34.35=14 часов

12. Рассчитаем сопротивление фильтра:

P_ф =DP_ф.ч. +DDP_ф.п. =44+132= 176 Па

11.Подбор вентиляторных установок

Вентиляторы подбирают по сводному графику и инидвидуальным характеристикам [4].

Вентиляторы, размещаемые за пределами обслуживаемого помещения выбираем с учетом потери воздуха в приточной системе, вводя повышающие коэффициенты.

Для П1 – ВЦ4-75 №10

E=10.095.1; n=720 об/мин; 4А132МВ; N=5.5 кВт

L=25000 м³ /ч; DPв=550 Па

Для В1 – крышный вентилятор ВКР-5.00.45.6 (в колличестве 2 штук)

n=915 об/мин; 4А80А6; N=0.06 кВт

L=7030 м³ /ч; Pст=265 Па

Для В – вентилятор ВЦ 4-75 №2.5

E=2.5.100.1; n=1380 об/мин; 4АА50А4; N=0.06 кВт

L=800 м³ /ч; DPв=120 Па

12.Аккустический расчет

Уровень шума является существенным критерием качества систем вентиляции, что необходимо учитывать при проектировании зданий различного назначания.

1. По табл. 17.1 [4] выбираем по типу помещения рекомендуемые номера предельных спектров (ПС) и уровни звука по шкале А, характеризующие допускаемый шум от системы вентиляции:

Для аудитории ПС=35, А=40дБ.

По табл. 17.3 [4] определяем активные уровни звукового давления L_доп при частотах октавных полос 125 и 250 Гц.

L_доп ¹²⁵ =52Дб L_доп ²⁵⁰ =45Дб

2. Рассчитываем фактический уровень шума в расчетной точке по формуле:

L=L_{в окт} + 10lg*(Ф/4px² _n +4Ф/В),

где Ф – фактор направленности излучения источника шума, Ф=1;

x_n – расстояние от источника шума до рабочей зоны, м

L_{в окт} – октавный уровень звуковой массивности вентилятора, дБ

L_{в окт} =L_{р общ} - DL₁ +DL₂

L_{р общ} – общий уровень звуковой мощности вентилятора, дБ

L₁ – поправка, учитывающая распределение звуковой мощности вентилятора по октавным полосам, дБ, принимается по выбранному типу вентилятора и частотам вращения по табл. 17.5 [4]

L₁ ¹²⁵ =7Дб L₁ ²⁵⁰ =5Дб

L₂ – поправка, учитывающая аккустическое влияние присоеденения воздуховода к вентилятору, дБ, принимается по табл. 17.6. [4]

L₂ ¹²⁵ =3Дб L₂ ²⁵⁰ =0.5Дб

L_{р общ} =t+10lg Q + 25 lg H + d

t - критерий шумности, дБ, зависящий от типа и конструкции вентилятора, по табл. 17.4 [4]

t =41 дБ

Н – полное давление вентилятора, кгс/м²

d - поправка на режим работы, дБ

d=0 Q=3600 м³ /ч Н=550 кгс/м²

L_{р общ} =41+10lg(25000/3600)+25lg(550/9.8)=93.14 дБ

L¹²⁵ _{в окт} =93.14-7+3=89.14 дБ

L²⁵⁰ _{в окт} =93.14-5+0,5=87.64 дБ

L¹²⁵ _р =89.14+10lg(1/4*3.14*4.6)=72.51 дБ

L²⁵⁰ _р =87.64+10lg(1/4*3.14*4.6)=70.02 дБ

3. Рассчитаем требуемое снижение уровня звука:

m=0

DL¹²⁵ _{эл.сети} =71.52-52-12.83+5=11.69 дБ

DL²⁵⁰ _{эл.сети} =70.02-45-18.68+5=11.34 дБ

4. Ориентировочное сечение шумоглушителя:

f^ш _ор =L/3600*J_доп =25000/3600*6=1.157 дБ

5. По табл. 17.17 [4] формируем конструкцию шумоглушителя:

Принимаем шумоглушитель пластинчатый

f_g =1.2 м² Внешние размеры 1600х1500 мм, длинна 2м

Снижение шума L¹²⁵ =12дБ L²⁵⁰ =20дБ

Jg=5.79 м/с

13.Список используемой литературы

1. СниП 2.04.05-68 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”

2. Р.В. Щекин “Спрравочник по теплогазоснабжению и вентиляции” часть 2

3. В.Н. Богославский “Отопление и вентиляция” часть 2

4. И.Р. Староверов. Справочник проектировщика “Вентиляция и кондиционирование воздуха”

5. Р.В. русланов “Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий”

6. В.П. Титов “Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции”

7. О.Д. Волков “Проектирование вентиляции промышленного здания”