Реферат Отопление и вентиляция жилых и общественных зданий
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
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 m2K/Вт
Покрытие - d = 0,45 м; R0=1,75 m2K/Вт; D=4,4; n=29,7
Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R0=0,17 m2K/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 80С 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, 0C | I, кДж/кг.св | j, % | d, г/ кг.св. | tн, 0C | 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 tпт = tнт (л), tпт =21,7 °С, tрз =tпт +3°С=24,7 °С
В холодный и переходный периоды : tп = tрз - Dt, °С,
где tрз принимается по прил. 1[1], tрз=20 °С.
Так как высота помещения более 4 метров, принимаем Dt равным 5°С.
tпрхп =20-5=15 °С.
Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:
tуд = tрз +grad t(H-hрз), где:
tрз - 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
hрз - высота рабочей зоны, м; hрз=2м.
grad t – превышение температуры на 1 м высоты выше рабочей зоны, °С/м
H - высота помещения, м; H=7,35м
hрз - высота рабочей зоны, м; hрз=2м.
grad t выбирает из таблицы VII.2 [3] в зависимости от района строительства.
г. Томск:
grad tт = 0,5 °С/м
grad tхп = 0,1 °С/м
tудт = 24,7+0,5*(7,35-2)=27,38 °С
tудхп =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: qм, qж – полное тепловыделение мужчин и женщин, Вт/чел;
nм, nж – число мужчин и женщин в помещении.
Полное тепловыделение q определим по таблице 2.24[5].
Теплый период:
tрзт=24,7 °С, q=145 Вт/чел
Qлт=145*130+70*145*0,85=27473 Вт
Холодный период:
tрзхп=20 °С, q=151 Вт/чел
Qлхп=151*130+70*151*0,85=28615 Вт
4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения
Qосв, Вт, определяем по формуле:
E - удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3[6]
F - площадь освещенной поверхности, м2;
qосв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/( м2/лк), определяется по табл. 2.4.[6]
hосв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6]
E=300 лк; F=247 м2; qосв=0,55; hосв =0,108
4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации
Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в теплый период года.
Теплопоступления через остекления определим по формуле:
где: qвп, qвр – 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.
Fост – площадь остекления одинаковой направленности, м2, рассчитывается по плану и разрезу основного помещения здания.
bсз – коэффициент, учитывающий затемнение окон.
Как – 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.
Fост. з=4*21=84 м2
Fост .в=1,5*17=25,5 м2
bсз – определяем по таблице 1.2[5]. Для внутренних солнцезащитных устройств из светлой ткани bсз=0,4
Как=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:
R0 – сопротивление теплопередачи покрытия, м2*К/Вт;
tн – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, °С;
Rн – термическое сопротивление при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью покрытия, м2*к/Вт;
r - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности покрытия;
Iср – среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м2;
tв – 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;
Аtв – амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, °С
Rв – 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] tн=18,1 °С
Rн определяется по формуле:
J – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, J = 3,7 м/с
r =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])
Из табл. 4.1 данного КП tудТ=27,38 °С
Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, °С, определим по формуле:
Аtн – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха, °С
Imax – 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* Аtн = 11 – приложение 7 [1]
Imax = 837 Вт/м2 – таблица 1.19[5]
Iср = 329 Вт/м2 – таблица 1.19[5]
Аtв = 1/29,7*(11+0,035*0,9(837-329))=0,9 °С
Rв = 1/aв=1/8,7=0,115 м2*К/Вт
F = 247 м2
В формуле для Qn 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 Zmax .
Zmax = 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 Qср=11729 Вт в период с 16 до 17 часов.
Общее теплопоступление определяем по формуле:
В летний период:
Qпт=27478+0+11729=39207 Вт
В переходный период:
Qпп=28614+4402+0,5*11729=38881 Вт
В зимний период:
Qпх=28614+4402+0=33016 Вт
4.2. Расчет влаговыделений в помещении
Поступление влаги от людей, Wвл, г/ч, определяется по формуле:
где: nл – количество людей, выполняющих работу данной тяжести;
wвл – удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24[5]
Для теплого периода года, tр.з.=24,7°С
Wвлт = 130*115+70*115*0,85=21792,5 г/ч
Для холодного и переходного периодов года, tр.з.=20 °С
wвл=75 г/ч*чел
Wвлт = 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:
где nл – количество людей, находящихся в помещении, чел;
mCO2 – удельное выделение СО2 одним человеком, определяется по таблице VII.1 [3]
Взрослый человек при легкой работе выделяет mCO2 =25 г/ч*чел. Тогда
МСО2=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
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:
КPmin – минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.
VP – расчетный бьем помещения, м3.
По табл. 7.7 [2] КPmin = 1 1/ч
VP =Fn*6;
VP =247*6=1729 м3.
L=1729*1=1729 м3/ч
5.2. Воздухообмен по людям
Определяется по формуле:
где lЛ – воздухообмен на одного человека, м3/ч*чел;
nЛ – количество людей в помещении.
По прил.17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, lЛ = 60 м3/ч*чел.
L = 200*60=12000 м3/ч
5.3. Воздухообмен по углекислому газу.
Определяется по формуле:
УПДК – предельно-допустимая концентрация СО2 в воздухе, г/м3, при долговременном пребывании УПДК = 3,45 г/м3.
УП – содержание газа в приточном воздухе, г/м3, УП=0,5 г/м3
МСО2=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 (tH=21,7°С; IH=49 кДж/кг.св),
характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).
Проводим изотермы внутреннего воздуха tВ=tР.З.=24,7°С и удаляемого воздуха tУ.Д.=27,4°С
Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:
DQП – избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5.5 КП
WВЛ – 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 tВ,tУ.Д. характеризуют параметры внутреннего и удаляемого воздуха.
Воздухообмен по избыткам тепла:
Воздухообмен по избыткам влаги:
где IУД,IП – соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг.св.
IУД=56,5 кДж/кг.св.
IП=49 кДЖ/кг.св.
dУД=12,1 г/кг.св.
dП=11 г/кг.св.
По избыткам тепла:
LП=3,6*39207/(1,2*(56,5-49))=15683 м3/ч
По избыткам влаги:
LП=21793/1,2*(12,1-11)=16509 м3/ч
В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги
LП=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 (tН=8°С, IН=22,5 кДж/кг.св) строим точку Н (рис.2).
Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:
WВЛ=14213 г/ч
LНmin=LН (по людям)
LН кр min=КРmin*VР
LН кр min=1729 м3/ч
LНmin=12000 м3/ч
DdНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.
dУД=dН+DdНУ=5,5+0,9=6,4 г/кг.св.
Точка У находится на пересечении изобары DdУД=const и изотермы tУД=const.
Соединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:
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, GP, определяем:
Gn min=Ln min*1.2=14400 кг/час
GP=(4.6/2-1)*Gn min=1.3*14400=18720 кг/час
Ln=Gn/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 (tН=-40°С, IН=-40,2 кДж/кг св) строим точку Н (рис.3).
Для построения точки У находим расчетное приращение влагосодержания воздуха:
WВЛ=14213 г/ч
LНmin=LН (по людям)
LНmin=12000 м3/ч
DdНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св.
dУД=dН+DdНУ=0,2+0,9=1,1 г/кг.св.
Проводим изотермы tУД=20,54 °С, tВ=tР.З.=20 °С, tН=15 °С,
Точка У находится на пересечении изобары DdУД=const и изотермы tУД=const.
Объединяем точки Н и У. На этой линии расположена точка смеси С. Определяем ее месторасположение. Для этого строим луч процесса:
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, GP, определяем:
Gn min=Ln min*1.2=14400 кг/час
GН=GР+Gn min=14400+6891=21291 кг/час
Ln=Gn /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 НП>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 Fn. z=F/Fn.
Определяем количество воздуха, приходящееся на один воздухораспределитель,
L0=LСУМ/Z; где
LСУМ – 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:
JX=k*JДОП=1,4*0,2=0,28 м/с
ХП=НП-hПОТ-hПЛ-hРЗ
ХП=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
Значения коефициентов:
КС=0,25; т.к.
КВЗ=1; т.к l/Xn=5,5/4,6=1,2
КН=1,0; т.к Ar – не ограничен.
т.е. условие JФ<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
Jр- 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.
DP=S(Rbl+Z)маг+DPоб
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(rн-rв)=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=(DРотв5+6 - DРуч.м. 1+2+3)/DРуч.ш. 1+2+3*100%=
=(2.35-2.177)/2.177*100%=7.9% < 15% - условие выполнено
Невязка=(DРотв7 - DРуч.м. 1+2)/DРуч.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 tн=-25°С до температуры на 1¸1.5 25°С меньешй температуры притока (этот запас компенсируется нагревом воздуха в воздуховодах), т.е. до tн=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/(м2с)
2. Расчитываем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки.
fкуор=Ln*rн/(3600*Jr), м2
где Ln – расход нагреваемого воздуха, м3/ч
rн – плотность воздуха, кг/м3
fкуор=21377*1.332/(3600*10)=0.79 м2
3. По fкуор и табл. 4.37 [5] принимаем калорифер типа КВС-9п, для которого:
площадь поверхности нагрева Fk=19,56м2, площадь живого сечение по воздуху fk=0.237622м2, по теплоносителю fтр=0.001159м2.
4. Расчитаем необходимое количество калориферов, установленных параллельно по воздуху:
m||в=fкуор/fk=0.79/0.237622=3,3. Принимаем m||в=3 шт
5. Рассчитаем действительную скорость движения воздуха.
(Jr)д=Ln*rн/(3600*fk*m||в)=21377-1.332/(3600*0.237622)=8.35 кг/м2с
6. Определяем расход тепла на нагрев воздуха, Вт/ч:
Qк.у.=0.278*Ln*Cv*(tk-tнб)=0.278*21377*1.2(15-(-8))=164021 Вт
7. Рассчитаем колличество теплоносителя, проходящее через калориферную установку.
W=(Qк.у*3,6)/rв*Cв*(tг-to), 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*fтр*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/м2 0с
10. Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки
Fкутр=Qку/(К(tср т – tср в), м2
Fкутр=164021/(33.5*(130+70/2)-(15-8/2))=50.73 м2
11. Nk=Fкутр/Fку=50.73/19.56=2.89. Принимаем 3 шт
12. Зная общее колличество калориферов, находим колилчество калориферов последовательно по воздуху
nпосл в=Nk/m||в=3/3=1 шт
13. Определяем запас поверхности нагрева
Запас=(Fk-Fкутр)/Fкутр*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 hтр=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:
Fфтр=Ln/q, m2,
где Ln – колличество приточного воздуха, м3/ч
Fфтр=15634/9000=1.74 м2
4. Определяем необходимое колличество ячеек:
nя=Fфтр/fя
где fя – площадь ячейки, 0.22 м2
nя=1.74/0.22=7.9 м2
Принимаем 9 шт.
5. Находим действительную площадь фильтрации:
Fфд=nя*fя=9*0.22=1.98 м2
6. Определяем действительную воздушную нагрузку:
qд=Ln/Fфд=15634/1.98=7896 м3/ч
7. Зная действительную воздушную нагрузку и выбранный тип фильтра, по номограмме 4.3 [4] выбираем начальное сопротивление:
Pф.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:
Pф.п.=132 Па;
m0=480 г/м2
9. По номограмме 4.4 [4] при m0=480 г/м2 1-hоч=0.13 => hоч=0.87
hоч > hочтр
10. Рассчитаем колличество пыли, осаждаемой на 1 м2 площади фильтрации в течении 1 часа.
mуд=L*yn*hn/fя*nя=15634*5*0.87/1.98=34.35 г/м2ч
11. Рассчитаем переодичность замены фильтрующей поверхности:
tрег=м0/муд=480/34.35=14 часов
12. Рассчитаем сопротивление фильтра:
Pф=DPф.ч.+DDPф.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 Lдоп при частотах октавных полос 125 и 250 Гц.
Lдоп125=52Дб Lдоп250=45Дб
2. Рассчитываем фактический уровень шума в расчетной точке по формуле:
L=Lв окт + 10lg*(Ф/4px2n+4Ф/В),
где Ф – фактор направленности излучения источника шума, Ф=1;
xn – расстояние от источника шума до рабочей зоны, м
Lв окт – октавный уровень звуковой массивности вентилятора, дБ
Lв окт =Lр общ - DL1+DL2
Lр 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]
L1125=7Дб L1250=5Дб
L2 – поправка, учитывающая аккустическое влияние присоеденения воздуховода к вентилятору, дБ, принимается по табл. 17.6. [4]
L2125=3Дб L2250=0.5Дб
Lр 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
Lр общ =41+10lg(25000/3600)+25lg(550/9.8)=93.14 дБ
L125в окт =93.14-7+3=89.14 дБ
L250в окт =93.14-5+0,5=87.64 дБ
L125р =89.14+10lg(1/4*3.14*4.6)=72.51 дБ
L250р =87.64+10lg(1/4*3.14*4.6)=70.02 дБ
3.
m=0
DL125эл.сети=71.52-52-12.83+5=11.69 дБ
DL250эл.сети=70.02-45-18.68+5=11.34 дБ
4. Ориентировочное сечение шумоглушителя:
fшор=L/3600*Jдоп=25000/3600*6=1.157 дБ
5. По табл. 17.17 [4] формируем конструкцию шумоглушителя:
Принимаем шумоглушитель пластинчатый
fg=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”
