ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в Республике Казахстан... развитие системы отопления, вентиляции и кондиционирования....

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в Республике Казахстан получили большое
развитие системы отопления, вентиляции и кондиционирования. В
помещениях целого ряда требуется поддержание заданных параметров
воздуха на строго определенном уровне. Это обуславливает необходимость
более широкого применения системы отопления,
вентиляции и
кондиционирования воздуха.
Тематикой дипломного проекта предусмотрено проектирование
возводимого здания, культурно-развлекательного комплекса, с системой
воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования в г. Атырау.
Источником системы отопления является блочная котельная.
Культурно-развлекательный комплекс
был спроектирован в
соответствие с СНИП РК 3.02-20-2004 Культурно-зрелищные учреждения,
учитывающее потребности культурного отдыха большого количества
населения города.
Для
улучшения
санитарно-гигиенических
норм
проектом
предусмотрено воздушное отопление, совмещенное с приточной
вентиляцией. Ощутимое
преимущество такого отопления – возможность одновременной вентиляции
помещений за счет подачи части воздуха
извне. Для улучшения
микроклимата помещений была устроена система кондиционирования с
рециркуляцией воздуха.
В данное время две проблемы находятся в центре внимания
специалистов строительной отрасли всего мира. Это – энергосбережение и
качество микроклимата.
Может быть, на первый взгляд, это покажется странным, но по своей
природе (сущности) обе эти проблемы являются близнецами одной и той же
матери – энергии. Действительно, микроклимат помещения характеризуется
температурой внутреннего воздуха, температурой внутренних поверхностей
ограждающих
конструкций
и
качеством
внутреннего
воздуха.
Энергетическое содержание первых двух характеристик микроклимата
помещения сомнений не вызывают. Третья характеристика – качество
воздуха в помещении – определяется величиной вентиляционного
воздухообмена, которая также имеет энергетическое содержание. Таким
образом, каждая из характеристик микроклимата помещения является частью
энергии, потребляемой системами создания климата здания.
Главной особенностью данного проекта служит экономное
использование энергетических ресурсов.
При разработке проекта предлагается следующее: проектирование
системы вентиляции с совместной работой рекуператора, что дает экономию
электроэнергии, в осенне-весенний период возможна работа с рекуперацией
тепла - выбрасываемый наружу нагретый воздух подогревает приточный
воздух. Для этого используется теплота вытяжного воздуха, который
удаляется из помещения.
1 Основная часть
1.1 Технические условия проекта
Проект разработан на основании технического задания на
проектирование, технологических заданий для помещений станции
обслуживания автомобилей, архитектурно-строительных чертежей и
действующих нормативных документов.
Расчетные параметры отопления и теплоснабжения
1) Теплоснабжение систем отопления, вентиляции, горячего
водоснабжения предусматривается от автономной электрической котельной.
Теплоноситель – горячая вода с параметрами τ = 95-70°С.
2) Расчетные тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования
определены суммой максимально-часовых расходов теплоты на отопление,
вентиляцию при параметрах наружного воздуха Б и максимального часового
расхода на горячее водоснабжение.
3) Помещения и проемы в помещениях, а также размещение
оборудования, арматуры и трубопроводов, обеспечивают возможность
ведения работ по монтажу и демонтажу оборудования при эксплуатации.
4) Оборудование и трубопроводная арматура и трубы выбраны с
учетом гидростатического и рабочего давления в системе отопления.
На кровле располагаются вентиляторы вытяжных систем вентиляции.
1.2 Основные решения заложенные в проекте
В данном дипломном проекте разрабатываются системы воздушного
отопление, совмещенное с приточной вентиляцией. Для улучшения
микроклимата помещений была предусмотрена система кондиционирования
с рециркуляцией воздуха.
Воздушное отопление
Для
теплоснабжения
калориферов
приточных
установок,
о
предусматривается вода с температурным графиком 95-70 С.
Температура подогретого приточного воздуха 45оС.
Вентиляция.
Для создания воздушной среды, удовлетворяющей нормативным
требования и для поддержания допустимых параметров согласно СНИП РК
2.02-20-2004, в помещениях кинозалов №1, №2, №3, №4, фой первого,
второго и третьего этажей, предусмотрена независимая механическая
приточная и естественая или механическая вытяжная вентиляция.
Воздухообмен принимается по санитарной норме 20м3/ч на одного человека.
Система П1,П2,П3,П4
Подача приточного воздуха в кинозалы №1, 2, 3, 4 осуществляется
ниспадающей струей через квадратные диффузоры, расположенных в
панелях фальш-потолка зрительных залов со скоростью выпуска не более 2
м/сек., что обеспечивает нормативную скорость воздуха в рабочей зоне V
0,3м/сек.
Удаление отработанного воздуха в атмосферу осуществляется
системами вытяжной вентиляции ВЕ-1, ВЕ-1а, ВЕ-2, ВЕ-2а, ВЕ-3, ВЕ-3а, ВЕ4, ВЕ-4а, работающих за счет подпора воздуха в залах из верхней зоны зала.
В основании шахт системы ВЕ-1, ВЕ-1а, ВЕ-2, ВЕ-2а, ВЕ-3, ВЕ-3а, ВЕ-4,
ВЕ-4а установлены воздушные заслонки с электроприводом.
Система П5,П6
Подача приточного воздуха в фойе залов, расположенных на первом,
втором и третьем этажах здания, объединенных открытой лестницей,
осуществляется раздельно на каждый этаж из настенных вентиляторных
решеток со скоростью 2 м/сек .
Удаление воздуха предусматривается из верхней зоны вытяжными
системами В12, В13 и В11 через санитарные узлы.
Во всех технических, вспомогательных и подсобных помещениях
культурно- развлекательного центра предусматривается приточно-вытяжная
вентиляция с механическим и естественным побуждением.
Самостоятельные системы приточно-вытяжной вентиляции с
механическим побуждением предусматривается для следующих групп
помещений:
Система П7 - фитнес-центр,
Система П8 - помещения технических служб подвала,
Система П9 - кинопроекционная залов №1,2,
Система П10 - кинопроекционная залов №3,
Система П11 - кинопроекционная залов №4.
Воздухообмены в горячих цехах приняты из условия ассимиляции
тепловыделений от оборудования (в соответствии с технологическим
заданием), освещения, солнечной радиации, людей и остывающей пищи. Над
тепловыделяющим оборудованием горячего и мучного цехов и для бара №3
предусматривается установка местных отсосов. Воздухообмены в подсобных
помещениях приняты по нормируемым кратностям.
В гардеробных предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с
механическим побуждением. Вытяжка производится через душевые.
Воздухообмен принят из расчета 75 м3/час из душевой, 50м3/час из
индивидуального санузла.
В летний период года обработка приточного воздуха заключается в
очистке, а в зимний период – в очистке и нагреве.
Во всех помещениях с общеобменной вентиляцией удаление воздуха
запроектировано из верхней зоны, а в кинопроекционных – через местные
отсосы от кинопроекторов и из верхней зоны.
Воздухообмены по помещениям определены расчетом и по
нормативным кратностям.
Воздуховоды систем вентиляции выполняются из оцинкованной стали
с толщиной δ=0,5мм.
После окончания
монтажа и наладочных работ все проходы
трубопроводов
и воздуховодов через перегородки и перекрытия
необходимо заделать несгораемыми материалами, обеспечивающими
необходимый предел огнестойкости ограждающих конструкций.
Эксплуатация систем вентиляции и отопления обеспечивает:
 поддержание нормативных и санитарно-гигиенических условий в
обслуживаемой зоне помещения;
 эффективную эксплуатацию оборудования с нормативным
коэффициентом полезного действия;
1.3 Выбор расчетных параметров воздуха
В действующих нормах приняты расчетные наружные температуры
воздуха на три периода года: теплый период (ТПГ), холодный период (ХПГ)
и переходный период года (ППГ).
В соответствии с [1,2,3] расчетные параметры внутреннего воздуха в
холодный, теплый и переходный периоды года приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1- Расчетные параметры внутреннего воздуха
Период года
Теплый
Холодный и
переходный
Температура, ºС
18
18-25
Относительная
влажность, %
55
55
Скорость
воздуха, м/с
0,5
0,3
Расчетные параметры внутреннего воздуха в холодный период года
для города Атырау приняты - tint = плюс 18, tint=плюс 20˚C в зависимости от
назначения помещения.
Расчетные параметры наружного воздуха в холодный период года
приняты:
 расчетная температура наружного воздуха для проектирования
системы воздушного отопления и вентиляции (температура наиболее
холодной пятидневки с коэффициентом обеспеченности 0,92) – text = минус
26ºС
 удельная энтальпия – J= минус 25 кДж/кг;
 максимальная средняя скорость ветра за январь υХП= 6 м/с;
 продолжительность отопительного периода zht = 177сут;
 средняя температура воздуха отопительного периода t extav= минус
3,5ºС;
 влажность наружного воздуха φ = 84%.
 Температура подогретого приточного воздуха t1=45ºС
В теплый период года расчетная наружная температура воздуха
принимается для кондиционирования по параметрам А.
В соответствии с [1,2,3]расчетные параметры наружного воздуха в
холодный, теплый периоды года приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2- Расчетные параметры наружного воздуха
Параметры воздуха А
Расче
тные
относите
перио температ льная
ды
ура,ºС
влажгода
ность, %
Теплы
й
Холод
ный
34,4
29
Параметры воздуха Б
энта
льтемперат
пия,
ура,ºС
кДж
/кг
58,6
-
Барометри
относите энталь
ческое
льная
пия,
давле-ние,
влажнос кДж/гПа
ть, %
кг
-
1010
-
-
-
-26
75
-25
1.4 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Теплотехнический расчет проводится для
всех
наружных
ограждений для отопительного периода с учетом назначения здания, условий
эксплуатации и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к
ограждающим конструкциям и помещению.
Теплотехнический расчет наружных ограждений выполняется для
отопительного периода, конструктивные решения проектируемого здания
должны обеспечить необходимые санитарно-гигиенические и комфортные и
условия микроклимата. Для этого необходимо определить требуемое
сопротивление теплопередачи по формуле
RoТР 
tint  text   n
 int  t n
,
(1.1)
где tint- расчетная температура внутреннего воздуха помещений, °С,
принимается 18°С;
text - расчетная температура наружного воздуха, °С, для
проектирования системы отопления;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения
наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к
наружному воздуху, принимается по [4]: для наружной стены n=1,0; для
перекрытий и пола n=0,9;
tн - нормативный температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей
конструкции, °С, по [4]: для наружной стены Δtн=4°С, для перекрытий
Δtн=3°С, для пола Δtн=2°С;
αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждений конструкций, Вт/(м2 °С), по [4] принимается равным
8,7Вт/м2·°С.
Для стен
Ror 
18   26 1,0
8,7  4
=1.264, м2∙°С/Вт.
Для перекрытий
Ror 
18   26 0.9
8,7  3
=1.517, м2∙°С/Вт.
Для пола
Ror 
18   26 0.9
8,7  2
=2,302 м2 °С/Вт.
Приведенное
сопротивление
теплопередаче
ограждающих
r
конструкций, окон Ro , помещений следует принимать не менее нормативных
значений Roreq, определяемых по [4], в зависимости от градусо-суток
отопительного периода, района строительства Dd, по [4].
Градусо-сутки отопительного периода (Dd) определяется по формуле
Dd = (tint – tht)  Zht ,
(1.2)
Dd = (18 + 3,5)  177 = 3805,5 °С∙сут.
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих
конструкций, м2 °С/Вт, определяется по формуле
Ro req= а  Dd + b.
Для стен
Для перекрытий
R oreq  0,0003  3805.5  1.2  2,34 .
R oreq  0,0004  3805.5  1.6  3,12
(1.3)
Для пола
R oreq  0,00035  3805.5  1.3  2,63
Для окна и балконной двери
R oreq  0,00005  3805.5  0.2  0,39
Сопротивление теплопередаче для существующей
определяется по формуле
Ro 
1
 int

конструкции
i
1

,
i  etx
(1.4)
где αext - коэффициент теплоотдачи для зимних условий ограждающих
конструкций, Вт/(м2 °С), по [4] принимается равным 23,0 Вт/м2·°С;
δ – толщина слоя наружной конструкции ограждения, м;
λ –расчетный коэффициент теплопроводности (при условии
эксплуатации по параметрам А).
Расчет сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи
ограждающей конструкции приведен в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Расчет сопротивления теплопередачи ограждающих
конструкций
п/п
1
2
3
Виды слоев
Наружная стена
Облицовочная
плитка
Кирпичная кладка
из керамического
пустотного кирпича
плотностью 1400
кг/м3 на цементнопесчанном растворе
Утеплитель
Толщина Коэффи
лоев,
циент
б, м
теплопро
Водности
λ,
Вт/(моС)
Термичес
кое сопро
тивление
слоя
R
(м2оС)/Вт
0,01
2,91
0,0034
0,25
0,58
0,43
0,12
0,055
2,18
Коэффи
циент
Термичес
кое сопро
Термичес
кое сопро
тивление
конструк
ции
Rо
(м2оС)/Вт
Коэффи
циент
теплопе
редачи
k,
Вт/(м2оС)
Продолжение таблицы 1.3
п/п
Виды слоев
Толщина
Термичес
кое сопро
Коэффи
циент
4
5
Кирпичная кладка из
керамического
пустотного кирпича
плотностью 1400
кг/м3 на цементнопесчанном растворе
Листы гипсовые
обшивные (сухая
штукатурка)
лоев,
б, м
теплопро
Водности
λ,
Вт/(моС)
тивление
слоя
R
2о
(м С)/Вт
0,25
0,58
0,43
0,01
0,19
0,052
Итого
Полы I типа
3
Кафельная плитка
Цементно-песчанная
стяжка
Гидроизоляция
4
5
1
2
0,01
0,15
0,06
0,01
0,76
0,013
0,003
0,27
0,01
Утеплитель
0,12
0,055
2,18
Ж/б плита
0,22
1,92
0,114
Итого
Полы II типа
0,015
0,05
0,3
0,01
0,76
0,013
3
Ковролин
Цементно-песчанная
стяжка
Гидроизоляция
0,003
0,27
0,011
4
Утеплитель
0,12
0,055
2,18
5
Ж/б плита
0,22
1,92
0,114
1
2
Итого
1
2
3
4
Чердачное покрытие
Рубероид
Цементно–песчаная
стяжка
Утеплительпенополистирол
Пароизоляция –
битумная мастика
0,01
0,17
0,058
0,01
0,76
0,013
0,168
0,055
3,054
0,003
0,27
0,011
Коэффи
циент
теплопро
Термичес
кое сопро
тивление
тивление
конструк
ции
Rо
(м2оС)/Вт
теплопе
редачи
k,
Вт/(м2оС)
3,3
0,307
2,53
0,39
2,77
0,36
Термичес
кое сопро
тивление
Коэффи
циент
теплопе
Продолжение таблицы 1.3
п/п
Виды слоев
Толщина
лоев,
б, м
Ж/б плита
Цементно–песчаный
раствор
Итого
5
6
Водности
λ,
Вт/(моС)
слоя
R
(м2оС)/Вт
конструк
ции
Rо
2о
(м С)/Вт
редачи
k,
Вт/(м2оС)
3,53
0,30
0,23
0,01
0,76
0,013
Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции определяется
по формуле, Вт/м2 оС
k
1
.
R
(1.5)
Коэффициенты
теплопередачи
приняты
по
фактическому
сопротивлению теплопередаче наружных конструкций, таблица 1.4.
Таблица 1.4 - Коэффициенты теплопередачи
Виды наружных
конструкций
Требуемое
сопротивление
теплопередачи
r
Rо
м2оС/Вт
Приведенное
сопротивление
теплопередаче
R oreq
м2оС/Вт
СопротивКоэффиление
циент
теплопере- теплопереда
даче
чи
RO
k,
м2оС/Вт
Вт/(м2оС)
Наружная стена
1,264
2,94
3,3
0,307
Чердачное покрытие
1,517
3,12
3,53
0,30
Пол I
2,302
2,63
2,53
0,39
Пол II
2,302
2,63
2,77
0,36
Окно и балкон.двери
0,38
0,4
2,5
Дверь
0,38
0,67
1,49
1.5 Расчет производительности системы отопления и вентиляции
1.5.1 Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции по
отдельным помещениям здания
Основные потери теплоты через рассматриваемые ограждающие
конструкции (наружные стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и
подпольями) Q0, Вт, зависят от разности температуры наружного и
внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле
Q0  Ak (tint  text )  n ,
(1.6)
где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2 оС) ;
А - расчетная площадь наружной ограждающей конструкции,
вычисляется с точностью до 0,1 м2;
tint - расчетная температура воздуха помещения, °С;
text - расчетная температура наружного воздуха, °С, минус 26;
n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности
по отношению к наружному воздуху. n (НС)=1, n (ПЛ)=0,9, n (ПК)=0,9.
Расчетные площади ограждений определяют по строительным
чертежам в соответствии с правилами обмера.
При определении теплопотерь через наружную стену, имеющее окно,
площадь окна не вычитается из площади стены, а вычитается из
коэффициента теплопередачи окна коэффициент теплопередачи стены
разность «Ко - Кст».
При определении теплопотерь через наружную дверь ее площадь
вычитается из площади стены, так как добавки к основным теплопотерям для
стены и двери имеют различные значения.
Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения,
если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не
превышает 3 °С.
Наибольшие теплопотери через ограждающие конструкции Qогр, Вт,
определяются с учетом добавок к основным теплопотерям
Qогр  Qо 1     ,
(1.7)
где Σβ- сумма коэффициентов, учитывающие дополнительные
теплопотери через ограждения в долях.
Величины добавок к основным теплопотерям принимаются в долях:
-наружные стены и окна, обращенные на северо-запад, север, восток,
северо-восток – 0,1, запад и юго-восток-0,05;
-при наличии в помещении двух и более наружных стен - 0,05;
На наружные двери главных входов, не оборудованных воздушнотепловыми завесами, принимают в зависимости от высоты здания Н, м,
приняты - одинарные без тамбура между ними - 0,22 Н.