Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Волгоградский государственный архитектурно -строительный университет Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции Пояснительная записка к курсовой работе: «Основы проектирования отопления и вентиляции гражданского здания» Работу выполнил: ст. группы ТГВ-18 Адамов И.В. Работу проверил: Коврина О.Е. Волгоград 2021 г. Содержание 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3 3.1 3.2 4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 6 6.1 6.2 Содержание Исходные данные для проектирования Теплотехнический расчет ограждающих конструкций Наружные стены Наружные стены цокольного этажа Окна Чердачное перекрытие Пол первого отапливаемого этажа (тёплого подвала) Наружняя дверь Внутренняя стена Расчет тепловых потерь Основные теплопотери помещений Расчёт теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха Определение удельной тепловой характеристики здания Определение потоков вредных выделений в расчётном помещени Тепло- и влагопоступления от людей Теплопоступления от искусственного освещения Теплопоступления от солнечной радиации Тепловой баланс расчётного помещения Воздухообмен в расчетном помещении Расчёт воздухообмена по избыткам Расчёт воздухообмена по нормируемым удельным расходам и кратностям Список литературы 2 2 3 5 6 7 7 7 8 8 9 9 9 10 15 15 15 17 17 22 23 23 26 28 Исходные данные для проектирования. 1. Библиотека расположенная в городе Владимире. Наружные стены кирпичные 510 мм с эффективным утеплителем. 2. Внутренние стены капитальные кирпичные толщиной 380 мм, перегородки – гипсолит 100 мм (всё оштукатурено). 3. Здание имеет холодный чердак и неотапливаемое техподполье. 4. Климатические данные приведены в таблице 1 в соответствии с [1] 5. Расчетные параметры внутреннего воздуха в помещении приведены в табл.2. Расчётная температура внутреннего воздуха в помещении в холодный период года определяется в зависимости от категории помещения. В общественных зданиях в качестве расчётной температуры принимается минимальная из оптимальных значений температура в соответствии с [4]. В помещениях производственно-технического назначения (венткамера и др.), в качестве расчётной температуры принято принимать минимальную из допустимых температур в соответствии с [5]. Ориентация главного фасада – Юг. 1 2 2 (Норм) Владимир Холодный период Географическая широта, ºсш Наименование пункта Зона влажности Таблица 1 - Климатологические данные PБАР ГПа* 3 4 5 6 7 8 9 56 990 -28 -27,8 -3,5 213 3,5 t НБ, JНБ ºС* КДж/кг t ОПср v* Z ОП ºС сут м/с Продолжение таблицы 1 Теплый период t НА, JНА, Переходный период v*, t Нср, м/с ºС ºС ºС* КДж/кг 10 11 12 13 21,4 49,4 3,3 20,8 A ТН, t Н, ºС JН, КДж/кг 14 15 16 9,8 10 26,5 1. * - не менее 1 м/с 2. Из двух возможных значений параметра выбирать хронологически более поздние 3 Таблица 2 – Расчетные параметры внутреннего воздуха в помещениях 1 2 3 Подвал 15 14 14 14 1 6 6 2 2 4 3 4 6 8 7 5 003 001 004 005 002 003 Лестничная клетка Техподполье Техподполье Техподполье Венткамера, тепловой пункт Коридор расчёт ная Наименование помещения допусти мая по плану оптималь ная по заданию Классифи кация помещения Температура воздуха № помещения 4 5 6 7 6 IIа* IIа* IIа* IIб* 6 16-18 16-18 14-20 14-20 15-21 15-24 15-21 14-20 16 16 6 6 2 2 6 6 2 6 3в 16-18 16-18 19-21 19-21 16-18 16-18 16-18 16-18 18-20 14-20 14-20 18-23 18-23 14-20 14-20 14-20 18-23 16-22 16 16 19 19 16 16 16 16 18 6 6 6 2 2 6 3а 3а 16-18 16-18 16-18 19-21 19-21 16-18 20-21 20-21 18-23 18-23 18-23 14-20 14-20 14-20 19-23 19-23 16 16 16 19 19 16 20 20 1 этаж 101 102 103 104 105 106 107 108 109 Санузел Санузел Помещение хранителей Хранилище служебных каталогов Помещение хранителей Коридор Рабочий кабинет Вестибюль-холл Зона читательского обслуживания 2 этаж 2 2 9 10 11 6 13 12 201 202 203 204 205 206 207 208 Санузел Санузел Курительная Множительная Рабочий кабинет Коридор Читальный зал на 25 мест Читальный зал на 30 мест * - по табл. 1 ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» 2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Целью расчета является определение коэффициентов теплопередачи наружных и внутренних стен, чердачного перекрытия над неотапливаемым техподпольем, заполнение оконных проёмов, а также толщины утеплителя наружной стены. 1 K Коэффициент теплопередачи , Вт/м2К (1) R0 4 где R0 – сопротивление теплопередаче элемента ограждающей конструкции, не менее нормируемого требуемого значения Rreq, определённого в зависимости от градусосуток отопительного периода района строительства Dd (таблица 1). Градусосутки отопительного периода (ГСОП) определяется по формуле (2) Dd (t int t ht ) z ht , °C· сут где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха основных помещений здания, tint = 19°C. Dd = (19-(-3,5))·213 = 4792,5 Значения Rreq определяем либо интерполяцией данных таб. 4 [2], либо по приведённой там же формуле Rreg a Dd b (3) в результате подстановки получим: наружная стена Rreqнс = 0,0003·4792,5 +1,2 = 2,6377 (м²·°C/Вт); покрытия и перекрытия над проездами Rreq = 0,0004·4792,5 +1,6 = 3,517(м²·°C/Вт); перекрытия чердачное и над неотапливемым подвалом Rreqчп = 0,00035·4792,5 +1,3 =2, 9773(м²·°C/Вт); окна Rreqо = 0,00005·4792,5+0,2 = 0,4396(м²·°C/Вт); Определяем коэффициенты теплопередачи элементов ограждающих конструкций, учитывая влажностный режим эксплуатации ограждений [2]. Для г. Владимира – условия эксплуатации ограждений по группе Б. Коэффициенты теплопроводности материалов находим в прил. Д [6], или прил. Е [6”]. 5 1) Наружные стены. Принимаем следующую конструкцию наружной стены (слева направо). 1- штукатурка цементно-песчаным раствором λБ = 0,93 10 Х 510 Вт , δ = 10мм м C 2 2- кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе 8 λБ = 0,87 Вт , δ = 510мм м C 2 Рис. 1 3- утеплитель (плиты жёсткие минераловатные, негорючие, марка ISOVER ВентФасад Моно) λБ = 0,045 Вт , толщина 50-200 мм (по расчёту) м C 2 4- облицовка (фасадная панель ПРОФИСТ отечественного производства) λ = 0,30 Вт , δ = 8 мм, γ = 1800 кг/м3. м C 2 Приведённое сопротивление теплопередачи однородной наружной стены определяется по формуле 1 1 м 2 C Rонс шт кк из обл (4) в шт кк из обл н Вт где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности для холодного периода, 8,7 Вт/(м2·оС) – табл. 7 [2]. αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для холодного периода, 23 Вт/(м2·оС) – табл. 8 [6]. Приравнивая правую часть уравнения к нормируемой величине Rreq, получим уравнение для определения предварительного значения толщины слоя утеплителя: нс 1 ШТ КК обл 1 из из Rreq В ШТ КК обл Н 1 0,01 0,51 0,008 1 2,6377 0,042 0,07 м 0,3 23 8,7 0,93 0,87 (5) Вычисленное значение округляем в большую сторону до стандартной толщины плит утеплителя, кратной 5 мм. Принимаем толщину δиз = 70 мм. При этом общая толщина наружной стены составляет δнс = 10+510+70+8 = 598 мм Фактическое сопротивление наружной стены равно: 1 0,01 0,51 0,07 0,008 1 м 2 C Rонс 2,31 8,7 0,93 0,87 0,045 0,3 23 Вт 1 Вт 1,23 2 Коэффициент теплопередачи наружной стены составит K НС 0,81 м C 6 2) Наружная стена цокольного этажа Конструкция стены цоколя отличается от стен надземных этажей отсутствием утеплителя с наружной стороны и увеличенной толщиной несущего слоя. Для кирпичной кладки – не менее чем на 1/2 кирпича. Термическое сопротивление надземной части стены. 1 0,01 0,64 1 м 2 C цнс Rо 0,84 8,7 0,93 0,93 23 Вт Термическое сопротивление подземной части стены будет больше на величину термического сопротивления грунта. Термическое сопротивление грунта определяется согласно [6]. Однако, в таб. 13 приведены усреднённые, неудобные для использования значения. Воспользуемся данными более древней литературы, согласно которой термические сопротивления грунта по зонам шириной 2 м, считая от поверхности равны 2,15; 4,3; 8,6; 14,2 м2°С/Вт []. м 2 C цпс Rо 0,84 2,15 2,96 Вт Приведённое термическое сопротивление найдём по формуле 10 [6]. m ROR A / ( Ai / ROir ) (6) i 1 где А – общая площадь ограждения, м2; Аi – площадь характерной части ограждения, м2; ROir – термическое сопротивление соответствующей части ограждения. Для единичной длины бесконечного ограждения площадь эквивалентна ширине. м 2 C R 3 /(1,2 / 0,84 (3,0 1,2) / 2,96) 1,5 Вт R O Термическое сопротивление стены меньше требуемого. Необходим дополнительный утепляющий слой. В качестве утеплителя примем керамзитобетон марки 500 λБ = 0,23 Вт . м C ут ут ( Rreg RОR ) 0,23 (2,6377 1,5) 0,26 м. 2 (7) Принимаем толщину слоя 0,26 м. Фактическое термическое сопротивление стены цокольного этажа. м 2 C R R / 1,5 0,26 / 0,23 2,63 Вт (8) 3) Окна ок По табл. 5 [6] выбираем конструкцию окна из условия Rоокс Rreq . Два обычных стекла в раздельных деревянных переплетах Rоок=0,44 (м²·°C/Вт). 4)Чердачное перекрытие Принимаем конструкцию чердачного перекрытия (снизу вверх): 1. плита чердачного перекрытия – железобетон 2. пароизоляция – рубероид λБ=0,17 λБ=2,04 Вт , δ=120 мм м C 2 Вт , δ=3 мм м C 2 3. утеплитель – щебень из доменного шлака 600кг/м3 (в методических целях) λБ=0,076 Вт , толщина по расчёту м C 2 7 1 0,12 0,003 1 0,076 0,24 м 8,7 2,04 0,17 8,7 3,517 Толщина насыпной теплоизоляции кратна 20 мм, но не менее 100 мм . Принимаем толщину насыпки 24 см. 2 0,12 0,003 0,24 м 2 C чп Rо 3,437 КЧП=0,3215 Вт/(м2·оС) 8,7 2,04 0,17 0,076 Вт Общая толщина перекрытия 0,26+0,003+0,24=0,5 м. 5) Пол первого отапливаемого этажа (лестничная клетка) Полы цокольного этажа рассчитываются по зонам шириной 2 м, считая от уровня грунта. Площадь пола угловых квадратов, примыкающих к наружным стенам, учитывается дважды. Необходимо отметить, что I зона (её остаток) почти целиком находится под наружной стеной. В зону чистого пола подвала попадают лишь зоны II, III и IV, термические сопротивления которых больше требуемого. Кроме того, в подвале находятся лишь технические помещения без постоянного персонала. Поэтому считаем достаточным наличие холодного цементного пола. Конструкция холодного пола: 1. основание – бетон толщиной 50 мм; 2. цементная стяжка – 20 мм. λБ = 2,04 ΛБ = 0,9 Вт , δ = 50мм м C 2 Вт , δ = 20мм м C 2 Термическое сопротивление конструкции пола. 0,05 0,02 м 2 C Rохп 0,044 2,04 0,9 Вт Результирующее термическое сопротивление холодного пола по зонам. м 2 C м 2 C I II Rо 2,15 0,044 2,194 Rо 4,3 0,044 4,344 Вт Вт 2 м C м 2 C RоIII 8,6 0,044 8,644 RоIV 14,2 0,044 14,244 . Вт Вт При наличии в подвале отапливаемых помещений кроме удовлетворения условия по термическому сопротивлению необходима проверка конструкции пола на показатель теплоусвоения. Основные требования приведены в разделе 10 [2], а методика расчёта – в 14 [6]. 6) Пол 1 этажа над холодным подвалом Принимаем следующую конструкцию пола (сверху вниз). 1- ламинат-33 плотностью 850 кг/м3 λБ = 0,3 Вт , δ = 12мм; м C 2 Вт , δ = 20мм; м C Вт 3- утеплитель (газобетон М400) λБ = 0,15 2 , толщина по расчёту; м C Вт 4- ЖБ плита λБ = 2,04 2 , δ = 220мм. м C 1 0,012 0,02 0,22 1 2,97 0,15 0,388 м. 8 , 7 0 , 3 0 , 9 2 , 04 8 , 7 2- цементная стяжка λБ= 0,9 2 8 Вычисленное значение округляем в большую сторону до стандартной толщины утеплителя, кратной 10 мм. Принимаем толщину δиз = 400 мм. При этом общая толщина конструкции составляет δнс = 12+20+400+220 = 652 мм Фактическое сопротивление пола равно: 1 0,012 0,02 0,4 0,22 м 2 C Rонс 1 / 8,7 2,98 . 8,7 0,3 0,9 0,15 2,04 Вт 7) Наружная дверь Требуемое значение сопротивления теплопередачи наружной двери, м²·°C/Вт, должно быть не менее значения определенного по формуле n tв t нБ НД Rо 0,6 , (9) t н в где n – коэффициент, учитывающий положение двери к наружному воздуху, n=1 ∆tn – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции. RоНД 0,6 1 16 28 м 2 C 0,674 4,5 8,7 Вт К расчёту примем следующую конструкцию: Наружная дверь – металлическая с утеплением пенополистиролом 5 мм: НД 1 о R 1 0,005 1 м 2 C 0,26 . 23 0,044 8,7 Вт Внутренняя – деревянная из сосновой доски толщиной 37 мм: RоНД 2 1 0,037 1 м 2 C 0,395 . 12 0,18 8,7 Вт Фактическое термическое сопротивление RоНД 0,26 0,395 0,655 м 2 C . Вт Добавочный коэффициент для наружных дверей значителен и составляет 0,27∙H, где H – высота здания от уровня земли до устья вытяжной шахты, м. Для того, чтобы вычислить высоту устья шахты необходимо задать конструкцию чердака. Примем вентилируемый чердак высотой 2,1 м с плоской кровлей из ненесущей ЖБ плиты толщиной 0,12 м, стяжки 2 см и тремя слоями рубероида на органическом связующем. Общая толщина конструкции – 0,15 м. По периметру кровли сооружён парапет высотой 0,6 м. Возвышение устья вытяжной шахты над парапетом – не менее 0,5 м. Высота здания (устья вытяжной шахты) Н = 1,2+3,3+3,3+3,69+2,1+0,15+0,6+0,5 = 14,84 м. Добавочный коэффициент β = 0,27∙14,84 = 4,0074,01. 8) Внутренняя стена Rовс 2 2 1 0,38 2 0,01 2 0,38 0,02 0,67 м C в кк шт 8,7 0,87 0,93 Вт 3. Расчет тепловых потерь. Расчётные теплопотери, Вт, в помещениях административного здания определяются по формуле Qр = Q + Qinf , (10) 9 где Q – теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт Qinf – расход теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха, Вт. 3.1 Основные теплопотери помещений Потери теплоты теплопроводностью через ограждающие конструкции следует определять суммируя теплопотери через отдельные наружные ограждения каждого помещения (стены, окна, пол над неотапливаемым помещением на 1 этаже, потолок последнем этаже, наружная дверь) с последующим округлением до 10 Вт по формуле Q где A(tint t нБ ) (1 ) n , Rо (11) A – расчетная площадь ограждающей конструкции по правилам обмера, м2; tint – расчетная температура воздуха в помещении, °C; tнБ – расчетная температура наружного воздуха, °C; n – коэффициент учёта помещения наружной поверхности ограждающей конструкции к наружному воздуху: n = 1- для наружных стен, окон, наружной двери и проездов n = 0,9 – чердачных перекрытий n = 0,6 – подвалов (неотапливаемый подвал без окон) β – добавочные коэффициенты: на ориентацию ограждения по сторонам света: β = 0,1 – для ограждений ориентированных на С, СВ, СЗ, В, β = 0,05 – для ограждений ориентированных на ЮВ, З, β = 0 – для ограждений ориентированных на Ю, ЮЗ; на угловые помещения (помещения имеющие две и более наружные стены): В помещениях любого назначения если одно из ограждений направлено на С, СВ, СЗ, В, то на все наружные стены, окна, двери делается добавка β = 0,05, в других случаях β= 0,1 добавка на прорыв воздуха при открывании наружных дверей. β = 0,27·Н – для двойных дверей с тамбуром между ними β = 0,22·Н – для одинарных дверей (Н – высота здания от уровня средней планировочной отметки земли до устья вытяжной шахты). Правила обмера ограждений 1. Длина наружной стены в угловом помещении измеряется от наружной поверхности наружной стены до оси внутренней стены помещения. Для неугловых помещений длина наружной стены измеряется по осям внутренних стен. 2. а) высота наружной стены на первом этаже над отапливаемым подвалом, а также типового этажа, – от пола до пола (равна высоте этажа); б) в помещении над неотапливаемым подвалом высота измеряется от низа перекрытия над подвалом до пола следующего этажа; в) высота последнего этажа измеряется от чистого пола до верха утеплителя на чердаке. 3. Площади холодных потолков и полов измеряют между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружных стен. 10 Теплопотери через полы по зонам считаются по формуле 1 Qзоны i Ai tint t НБ , Ro i Ro – термическое сопротивление зоны пола (см. выше). где (12) 3.2 Раход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха Для общественных зданий оборудованных механической приточной вентиляцией, расход теплоты на инфильтрацию, Вт, введётся для каждого помещения по формуле Qi 0,28 Gi c t В t НБ k1 , (13) где k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкции: для однокамерного стеклопакета k=1, для раздельных переплётов – 0,8; Gi – расход воздуха инфильтрующегося в помещение через неплотности оконных переплетов: 0,216 A pi0,67 Gi , (14) Rinf Rinf – фактическое сопротивление воздухопроницанию окон reg Rinf – нормативное сопротивление воздухопроницанию определяется по формуле 0 , 67 1 p req R причём, Rinf Rinf (15) Gn p0 где Gn – нормативное воздухопроницаемость окна, табл.11 [2], принимаем для пластиковых переплётов GН=5 кг/м3∙ч; des Δp0 – разность давлений, при которых определяется Rinf , Δp0 =10 Па; Δp – разность давлений воздуха, Па, на наружной и внутренней поверхности окон, определяется по формуле p 0,55 H ext int 0,03 ext v 2 , (16) где γext, γint – удельный вес наружного и внутреннего воздуха, кгс/м³ v – скорость ветра в холодный период, м/с; H – высота устья вытяжной шахты от уровня земли, м. Удельный вес воздуха, кгс/м³ при любой разумной температуре наружного воздуха и стандартном атмосферном давлении 760 мм рт. ст. 3463 / (273 t ), (17) req inf 18 11,900 ; ext 3463 3463 14,134 кгс/м3; 11,982 кгс/м3; 16 273 28 273 16 11,860 ; 11,819 ; 12,237 кгс/м3 19 20 10 Проверим соответствие принятой ранее конструкции нормативным требованиям: p 0,55 11,61 14,134 11,860 0,03 14,134 3,52 19,69 Па. req inf R 1 19,69 5 10 0 , 67 3 0,31 м ∙ч/кг. Принятая ранее конструкция окна не соответствует требованиям по воздухоdes 0,38 ). Окончательно примем однокамерный стеклопакет с проницанию ( Rinf твердым селективным покрытием в пластиковом переплёте с двойным уплотнением. Rоок 0,51 м2∙°С/Вт ; Rinf 0,65 м3∙ч/кг. 11 Для зданий со сбалансированной вентиляцией давление воздуха, Па, pi H hi ext int 0,5 ext v 2 Cen Cep k Pint , (18) hi – расстояние от уровня земли до верха окна на соответствующем этаже; Cen, Cep – аэродинамические коэффициенты с наветренной и подветренной стороны здания: Cen = 0,8 и Cep = -0,6; k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока. Для однокамерного стеклопакета k = 1. Pint – условно-постоянное давление воздуха в помещении. где Для зданий, оборудованных естественной вытяжной вентиляцией, условнопостоянное давление определяется как аэродинамические потери в воздуховодах. Потери в системе естественной вытяжной вентиляции определяются как сила Архимеда, вычисленная при температуре наружного воздуха 10 °С. Pint H hi 10 int (19) Для зданий, оборудованных механической вытяжной вентиляцией, условнопостоянное давление определяется как половина предельно возможного инфильтрационного и вычисляется по формуле pint 0,5 H ext int 0,25 ext 2 Cen Cep k где KV – коэффициент высоты здания – п 6.5 СНиП 2.01.07-85; Для двухэтажного здания (высота 11,61 м) – 0,41 (интерполяция). pint 0,5 11,61 14,134 11,860 0,25 14,134 / 9,81 3,52 0,8 0,6 0,41 11,18 Па Высота верха окна складывается из высоты чистого пола этажа над уровнем земли, высоты подоконника и высоты окна. Для первого этажа h1=1,2+0,8+1,8=3,8 м; для второго – 7,7 м; среднее значение (ЛК) – 5,75 м. Вычислим для примера подпор воздуха на окна лестничной клетки Pлк 11,61 7,7 14,134 11,860 0,5 (14,134 / 9,81) 3,52 0,8 0,6 1 11,11 10,1 Па. Расход воздуха через все три окна лестничной клетки: 0,216 3,24 10,10,67 Gi 5,06 кг/м2ч. 0,65 Затраты тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха: Qi 0,28 5,06 1,01 16 281 61,6 Вт. Сопротивление воздухопроницанию наружных дверей примем по прил. 10 СНиП II-3-79 с указанной там же поправкой (более свежие данные отсутствуют). Rinf = 0,18*0,8 = 0,144 м3∙ч/кг. Результаты расчетов сведены в таблицу 3. 12 (20) 3 Окна-С НС-С Нар дв-З НС-З НС-П Пл 1 Пл 2 Пл 3 Пт Объем 3 Окна-Ю 012 НС-Ю ЛК Нар дв-В 16 НС-В НС-П Пол 1 Пол 2 Пол 3 Пт Объем ВСЕГО 0 ЭТАЖ 001 ЛК 16 0,60 6,37 0,70 3,37 9,74 0,08 2,00 0,72 5,80 12,73 0,60 6,37 0,70 3,37 9,74 0,08 2,00 0,72 5,80 12,73 1,80 10,29 2,10 10,29 3,00 8,60 4,44 3,72 2,80 12,90 1,80 10,29 2,10 10,29 3,00 8,60 4,44 3,72 2,80 12,90 3,24 65,57 1,47 34,69 29,22 0,69 8,88 2,68 16,24 164,22 3,24 62,33 1,47 33,22 29,22 0,69 8,88 2,68 16,24 164,22 41 41 41 41 41 41 41 41 36,9 0,510 2,417 0,718 2,417 2,418 2,202 4,352 8,652 3,110 41 41 41 41 41 41 41 41 36,9 0,510 2,418 0,718 2,418 2,418 2,202 4,352 8,652 3,110 Расход проникающего воздуха, кг/м2ч Теплопотери на инфильтрацию, Вт Общие теплопотери помещения, Вт 6 7 0 этаж (ЛК) Сопротивление воздухопроницанию ограждения, м3∙ч/кг 5 Инфильтрационный напор, Па Площадь, м2 4 Основные теплопотери, Вт Ширина или высота, м 3 Добавки к основным теплопотерям Длина, м, площадь чистого пола, м2 2 Термическое сопротивление, м2°С/Вт Наименование ограждения и его ориентация 1 Разность температур с учётом уменьшения Номер помещения, его назначение и температура воздуха Таблица 3 – Теплопотери через ограждающие конструкции помещений 8 9 10 11 12 13 14 0,15 0,15 3,78 0,15 0,10 0,10 3,78 0,15 300 1279 402 677 495 13 84 13 193 3454 287 1162 402 648 495 13 84 13 193 3296 49,9 0,65 14,8 171 56,4 0,14 32,9 381 49,9 0,65 14,8 552 171 56,4 0,14 32,9 381 552 1 этаж 102 Окно-С 1,20 1,60 1,92 44 0,510 0,10 13 182 57,6 0,65 9,6 120 4007 3848 7854 Продолжение таблицы 3 1 Кааб 19 103 Каб 19 104 Лабор 19 105 Лабор 19 110 КПД 19 112 Пож 19 113 Гардер 16 2 НС-С Пол Объем Окно-С НС-С НС-В Пол Объем 4 Окна-З НС-З Пол Объем 2 Окна-В НС-В Пол Объем Окно-В НС-В Пол Объем Окно-В НС-В Пол Объем Окно-З НС-З Окно-Ю НС-Ю НС-В Пол Объем 3 6,00 6,00 14,67 1,20 6,40 3,40 5,80 14,64 1,20 12,00 12,00 46,48 1,20 6,00 6,00 22,48 1,20 3,00 3,00 11,24 1,20 3,00 3,00 11,23 1,20 3,40 0,60 6,40 3,40 3,00 14,64 4 3,86 2,80 3,05 1,60 3,86 3,86 2,80 3,05 1,60 3,86 4,00 3,05 1,60 3,86 4,00 3,05 1,60 3,86 4,00 3,05 1,60 3,86 4,00 3,05 1,60 3,86 1,60 3,86 3,68 4,00 3,05 5 21,25 16,80 23,49 1,92 22,80 13,13 16,24 44,65 7,68 38,66 48,00 141,76 3,84 19,33 24,00 68,56 1,92 9,67 12,00 34,28 1,92 9,67 12,00 34,25 1,92 11,21 0,96 23,76 12,51 12,00 44,65 6 44 26,4 44 44 44 26,4 7 2,417 2,626 8 0,10 0,510 2,417 2,417 2,626 0,15 0,15 0,15 44 44 26,4 0,510 2,417 2,626 0,05 0,05 44 44 26,4 0,510 2,417 2,626 0,10 0,10 44 44 26,4 0,510 2,417 2,626 0,10 0,10 44 44 26,4 0,510 2,417 2,626 0,10 0,10 41 41 41 41 41 24,6 0,510 2,417 0,510 2,417 2,417 2,626 0,15 0,15 0,10 0,10 0,15 14 9 426 169 777 190 477 275 163 1106 696 739 483 1917 364 387 241 993 182 194 121 496 182 194 121 496 178 219 85 443 244 112 1281 10 57,6 11 0,65 12 13 14 897 9,6 120 120 1226 57,6 0,65 38,6 120 480 0,65 19,3 480 240 2398 57,6 0,65 9,6 240 120 1233 57,6 616 616 57,6 0,65 9,6 120 120 57,6 0,65 9,6 120 120 57,6 0,65 4,8 60 180 1461 Продолжение таблицы 3 2 2 окна-Ю НС-Ю Нар дв-Ю Пол Объем ВСЕГО 1 ЭТАЖ 1 111 Коридор 16 3 0,60 4,60 1,20 4 1,80 3,30 2,20 6 41 41 41 24,6 3,05 5 2,16 10,38 2,64 63,59 230,00 75,41 1,20 6,00 14,61 1,20 6,40 3,40 14,64 1,20 6,00 23,24 4,80 12,00 46,48 1,20 3,00 11,62 1,20 3,00 11,62 1,20 3,40 0,60 6,40 3,40 3,00 14,61 1,60 3,30 3,05 1,60 3,30 3,30 3,05 1,60 3,30 3,05 1,60 3,30 3,05 1,60 3,30 3,05 1,60 3,30 3,05 1,60 3,86 1,60 3,86 3,68 4,00 3,05 1,92 17,88 26,68 1,92 19,20 11,22 44,65 1,92 17,88 53,00 7,68 31,92 141,76 1,92 7,98 27,46 1,92 7,98 27,46 1,92 11,21 0,96 23,76 12,51 12,00 44,56 44 44 7 0,510 2,417 0,756 2,626 8 0,00 0,00 4,01 9 174 176 717 596 1067 10 56,4 11 0,65 12 10,7 13 124 56,4 0,14 59,0 684 182 358 540 190 402 235 827 174 342 516 729 639 1368 178 156 334 178 156 334 190 235 91 476 262 121 1375 50,7 808 14 2496 10988 2 этаж 202 Хранил 19 203 Библ 19 204 КСК 19 205 Чит. Зал 19 206 Перс 20 210 Приё 20 212 Директ 19 Окно-С НС-С Объем Окно-С НС-С НС-В Объем 2 Окна-З НС-З Объем 4 окна-В НС-В Объем Окно-З НС-З Объем Окно-З НС-З Объем Окно-З НС-З Окно-Ю НС-Ю НС-В Пол Объем 0,510 2,417 0,10 0,10 44 44 44 0,510 2,417 2,417 0,15 0,15 0,15 44 44 0,510 2,417 0,05 0,05 44 44 0,510 2,417 0,10 0,10 45 45 0,510 2,417 0,05 0,05 45 45 0,510 2,417 0,05 0,05 44 44 44 44 44 26,4 0,510 2,417 0,510 2,417 2,417 2,626 0,15 0,15 0,10 0,10 0,15 15 0,65 8,9 110 650 50,7 0,65 8,9 110 110 0,65 8,9 110 110 938 50,7 626 35,4 110 441 1809 50,7 0,65 50,7 0,65 8,9 441 110 0,65 8,9 110 110 444 50,7 444 50,7 0,65 8,9 110 110 50,7 0,65 4,4 55 165 1540 Продолжение таблицы 3 1 2 211 Окно-Ю Коридор НС-Ю 16 Объем ВСЕГО 2 ЭТАЖ 3 1,20 6,00 75,46 4 1,60 3,30 3,05 5 1,92 17,88 230,15 6 41 41 7 0,510 2,417 8 0,00 0,00 9 154 303 458 10 50,7 11 0,65 12 8,9 13 110 14 110 568 7018 321 1123 182 358 1206 3191 105 432 390 926 107 472 321 1123 381 2405 93 341 381 815 43,5 0,65 13,5 171 43,5 0,65 8,0 102 3464 4,5 273 57 984 3 этаж 3 окна-З 0,60 НС-З 15,40 Окно-Ю 1,20 НС-Ю 6,00 Пт 14,80 Объем 81,96 302 Окно-С 0,60 Ком хран НС-С 6,00 20 Пт 6,00 Объем 28,04 303 Окно-С 0,60 Хранил НС-С 6,40 19 3 Окна-В 0,60 НС-В 15,40 Пт 6,00 Объем 82,00 304 Окно-Ю 0,60 Хранил НС-Ю 6,00 19 Пт 6,00 Объем 50,39 ВСЕГО 3 ЭТАЖ ИТОГО ТЕПЛОПОТЕРЬ 301 Хранил 19 1,80 3,69 1,60 3,30 6,40 3,05 1,80 3,69 4,99 3,05 1,80 3,69 1,80 3,69 4,99 3,05 1,80 3,30 4,99 3,05 3,24 53,63 1,92 17,88 94,72 249,98 1,08 21,08 29,94 85,52 1,08 22,56 3,24 53,63 29,94 250,10 1,08 18,72 29,94 153,69 44 44 44 44 39,6 45 45 40,5 44 44 44 44 39,6 44 44 39,6 0,510 2,417 0,510 2,417 3,110 0,15 0,15 0,10 0,10 0,510 2,417 3,110 0,10 0,10 0,00 0,510 2,417 0,510 2,417 3,110 0,15 0,15 0,15 0,15 0,510 2,417 3,110 16 43,5 0,65 43,3 0,65 4,5 57 56 43,3 0,65 13,4 167 2628 4,5 223 56 56 871 7946 33906 43,3 0,65 4. Определение удельной тепловой характеристики здания Максимальный удельный расход тепловой энергии на отопление здания: q Q зд огр ср VН tint t НБ , Вт/(м ·ºС), 3 (21) где ΣQогрзд – сумма теплопотерь через ограждающие конструкции всего здания, Вт VН – объём здания по наружному обмеру, м3 tintср – средняя температура в помещении, оС. Поэтажная сумма тепловых потерь: 0 этаж – 7888 Вт; 1 этаж – 10988 Вт; 2 этаж – 7058 Вт; 3 этаж – 7973Вт. Всего – 33906 Вт. Площадь здания по наружному обмеру – 353,44 м2. Высота здания – 1,2+3,3+3,3+3,69+2,1+0,15=13,743 м. Наружный объём здания – 353,44∙13,743=4857,3 м3. q 33906 Вт . 0,1586 3 4857,3 19 25 м С Средний удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительср ср tint tОП des qh 3,6 24 q ср ный период: . (22) tint t НБ 19 2,2 6,604 qhdes 3,6 24 0,1586 кДж/(м3·ºС∙сут). 19 25 Полученное значение меньше нормативного, равного 36 кДж/(м3·ºС∙сут). Это означает, что принятые конструкции ограждений здания выбраны верно. 5. Определение вредных выделений в расчётном помещении В качестве расчетного помещения выберем то, для которого задано количество посетителей – читальный зал на 20 мест – помещение 205 площадью 46,48 м2, высотой 3,05 м и объёмом 141,8 м3. Температура внутреннего воздуха – 19 °С. Т.е. помещение №205. Основными вредностями в зале заседаний являются: тепло- и влагопоступления от людей теплопоступления от искусственного освещения теплопоступления от солнечной радиации Расчёт производится для 3-х периодов года: холодного, переходного и тёплого. 5.1 Тепло - и влагопоступления от людей Теплопоступления человека складываются из отдачи скрытого и явного тепла, и зависят от тяжести выполняемой работы, температуры воздуха, скорости внутри помещения и теплозащитных свойств одежды. Количество тепла и влаги выделяемое одним человеком (мужчиной) определяем по таб. 2.2 [7]. Численные значения приведены в таб. 4. Читальный зал – умственная (лёгкая) работа. 17 Поступления явного тепла, Вт: QЯ QЯМ QЯЖ q ЯМ nМ q ЯМ 0,85 n Ж , где nМ, nЖ – количество мужчин и женщин qям – удельные тепловыделения явного тепла от одного мужчины. Поступления полного тепла, Вт: QП QПМ QПЖ qПМ nМ qПМ 0,85 n Ж , Поступления влаги, г/ч: (23) (24) W WМ nМ WМ 0,85 nЖ . (25) Таблица 4 - Количество вредностей, выделяемое одним человеком (мужчиной) при лёгкой работе Значения при температуре, оС Вредные выделения Тепло, Вт: Явное Полное Влага, г/ч Двуокись углерода 15 20 25 30 35 19 30,6 122 157 55 25 99 151 75 25 64 145 115 25 40 145 150 25 8 145 200 25 103,6 152,2 71 25 36,2 145 156 25 а) Холодный период года. tвн=19оС QЯХ 103,6 10 103,6 0,85 10 1917 Вт; QПХ 152,2 10 152,2 0,85 10 2816 Вт; W 71 10 71 0,85 10 1314 г/ч. б) Тёплый период года. Если tint < 28оC , то принимается tint=28 оC, если tint > 28оC, то tint=27,6+3=30,6 оC, но не более 32 оC. QЯТ 36,2 10 36,2 0,85 10 670 Вт; QПТ 145 10 145 0,85 10 2683 Вт; W 156 10 156 0,85 10 2886 г/ч. Для переходного периода все значения принимают по холодному периоду. При составлении баланса только холодного периода теплопоступления от людей будем учитывать в размере 50% (тепло- и влагопоступления). Таблица 5 - Тепло- и влагопоступления от людей Вид выделений Тепло, Вт: явное полное Влага, г/ч Холодный период tint=19оС мужчины женщины 1 чел 10 чел 1 чел 10 чел 103,6 152,2 71 1036 1522 710 88,1 129,4 60 881 1294 600 Σ 1917 2816 1310 Тёплый период tint=30,6оС мужчины женщины 1 чел 10 чел 1 чел 10 чел 36,2 145 156 362 1450 1560 30,8 123,3 132,6 5.2 Теплопоступления от искусственного освещения 18 308 1233 1326 Σ 670 2683 2886 Количество тепла, поступающее в помещение от искусственного освещения, следует подбирать по фактической или проектной мощности светильников. Если мощность светильников неизвестна, то тепловыделения, Вт, определяются по формуле Qосв=E·Апом·qосв·ηосв, (26) где E – нормируемая освещенность помещения, принимаемая в зависимости от его назначения – табл. 2.3 [7] E = 300 лк (читальный зал) Апом – площадь пола помещения, м2 qосв – удельные тепловыделения, Вт/(м2·лк), определяются по табл. 2.4 [7], в зависимости от типа светильников, площади и высоты помещения. ηосв – доля тепла поступающего в помещение. Примем к установке люминесцентные светильники рассеянного света. Qосв = 300·46,48·0,166·1 = 1534 Вт В холодные и переходные периоды года учитываем 100% теплопоступления от источника искусственного освещения. В дневное время тёплого периода года эти теплопоступления могут быть уменьшены ввиду наличия мощной солнечной радиации. 5.3 Теплопоступления от солнечной радиации Исходные данные: 1. город Волгоград 2. географическая широта 48ºсш 3. характеристика окон: ориентация – В; размер: 1,2х1,6 (h) м – 4 шт конструкция – однокамерный стеклопакет с твердым селективным покрытием, с межстекольным расстоянием 8 мм сопротивление теплопередачи: Rоок = 0,51 площадь остекления: Аост = 4·1,2·1,6 = 7,68 м2 4. средняя месячная температура наружного воздуха в июле =27,6 оС 5. среднесуточная амплитуда температуры наружного воздуха в июле – Аht = 11,1ºС; 6. температура внутреннего воздуха в тёплый период tint=30,6оС Тепловой поток солнечной радиации, поступающей через массивные ограждения общественных зданий (наружные стены и потолки) допускается не учитывать. Тепловой поток солнечной радиации, Вт, поступающей через световые проемы определяется по формуле Qост =Qос.i.·aп+QΔt (27) где Qос.i. – тепловой поток солнечной радиации проникающей за счёт прозрачности стекла, Вт aп – показатель поглощения теплового потока солнечной радиации ограждающими конструкциями и оборудованием в помещении; QΔt – тепловой поток теплопередачи через остекление, Вт. 19 1) Максимальный тепловой поток, Вт, прямой и рассеянной солнечной радиации через окна рассчитывается по формуле в.MAX QосMAX k1 q Рв.MAX k 2 k3 k 4 Aост , (28) ,i. q П где qПMAX и qРMAX – максимальная плотность теплового потока от прямой и рассеянной солнечной радиации, Вт/м2, выбирается по табл.1 [8] k1 = kПГ·kПВ , где kПГ и kПВ – коэффициенты, учитывающие затененность окна горизонтальными и вертикальными солнцезащитными устройствами l1 k ПГ 1 где tghS r cos AS .OC , H k ПВ 1 l 2 tgAS .OC S , B (29) r, S – ширина горизонтальных и вертикальных устройств, м. H, B – высота и ширина окна соответственно, м hS – высота солнца AS.OC – солнечный азимут остекления, AS.OC = AS - AOC где AS – азимут солнца AOC – просто азимут остекления, зависит ориентации остекления: ЮВ В СВ С Ю ЮЗ З СЗ о о о о о о о AOC 45 90 135 180 0 45 90 135о k2 – коэффициент облученности рассеянной солнечной радиации, k2 = kГ·kВ, экранированной горизонтальными и вертикальными плоскостями, kГ , kВ подбираются по таблице в зависимости от солнцезащитных углов β и γ , k3 – коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств (шторы, жалюзи), если нет k3 = 1; k4 – коэффициент теплопропускания остекления с учётом затенения переплетами. Если солнцезащитные устройства отсутствуют, то r = 0 и S = 0. Но поскольку плоскость остекления не совпадает с плоскостью стены, то откосы окна выполняют роль солнцезащитных плоскостей и их надо учитывать при ширине более 150 мм. Принимаем l1 = l2 = 0,2 м; В: Для географической широты 48° (Волгоград) максимальная облучённость световых проёмов, ориентации В составляет (табл.1 [8]) : zmax = 7-8; qпmax = 542; qрmax = 129. Время начала радиации (перед восходом солнца) z = 4 часа. Высота и азимут солнца (табл.3 [8]) ∆z = 10 часов hS = 30о AS = 87о Солнечный азимут остекления AS.OC=AS - AOC=87о-90о=-3о 0,2 k ПГ 1 tg (30) cos( 3) 0,928 1,6 k ПВ 1 0,2 tg (3) 0,991 1,2 k1=0,92. (30) Коэффициент облученности рассеянной солнечной радиации найдём по (табл.4 [8]) Солнцезащитные углы: 20 arctg l1 0,2 arctg 7,1 , H 1,6 arctg l2 0,2 arctg 9,5 . B 1,2 (31) КГ = 0,886; КВ = 0,924; К2 = 0,819 Для жалюзи с металлическими пластинами под углом 90о k3 = 0,7. Для стеклопакета в металлическом или пластмассовом переплёте k4 = 0,68 Вычисляем максимальный тепловой поток солнечной радиации через остекление восточной ориентации: В: QOMAX .C . I . 542 0,92 129 0,82 0,7 0,68 7,68 2209,6 2210 Вт . 2) Определение показателя поглощения aП. aП определяется в зависимости от отношения Y (табл.5 [8]). ΣY=YНС·AНС+ YОСТ·AОСТ +YПТ·AПТ+ YПЛ·AПЛ+ YПЕР·AПЕР, (32) 2 где AНС – площадь стены за вычетом окон, AНС = 31,92 м ; AОСТ – площадь остекления, AПТ = 7,68 м2; AПТ – площадь потолка и пола, AПТ = AПЛ = 46,48 м2; AПЕР – площадь всех перегородок, AПЕР = 59,84 м2; YНС, YОСТ, YПТ, YПЛ, YПЕР, – показатели теплоусвоения ограждений. Для определения коэффициентов теплоусвоения, предварительно вычисляют тепловую инерцию D каждого слоя ограждения по формуле DСЛ RСЛ S СЛ где δ СЛ S СЛ , λ СЛ (33) δ – толщина материала, м; λ – теплопроводность материала, Вт/(м·K) S – коэффициент теплоусвоение материала слоя – прил Д [6]. а) наружная стена (кирпичная кладка): D 0,51 9,77 6,56 . 0,76 если D>1, то YНС=S=9,77; б) потолок (железобетонная плита перекрытия): D 0,17 17,98 3,06 . если D>1, то YПТ= S=17,98; в) пол ламинат: δ = 0,012 м, λ = 0,29, S = 5,56. D 0,012 5,56 0,23 ; если D>0,5, то YП = 2·S = 10,0; 0,29 г) для кирпичных капитальных перегородок расчет делается для ½ толщины: Y R 0,5 S 2 д) остекление YОС 1 RОС 1 1 1 0,51 8,7 0,38 2 0,5 9,77 23,86 ; 0,76 2,53 . В Y 9,77 31,92 2,53 7,68 17,98 46,48 10 46,48 23,86 59,84 3059,6 Показатель интенсивности конвективного теплообмена: 2,55 АНС АОСТ АПТ АПЛ АПЕР 21 (34) Y 2,5531,92 7,68 46,48 46,48 59,84 490,6 , 3059,6 6,24 490,6 Величина теплового потока теплопередачей, Вт, определяется по формуле Qt t нср 0,5 1 Aht t В где AОСT , RО (35) tнср – средняя температура наружного воздуха в июле, tнср=27,6 ºС; tВ – внутренняя температура в помещении, tВ=28ºС, так как tВ=tВР+3º≤28ºС; Aht – максимальная суточная амплитуда наружного воздуха в июле, АТН=11,1ºС; AОС – площадь остекления, AОС1=7,68 м2; RО – сопротивление теплопередачи остекления, RО=0,51 м²·°C/Вт; θ1 – коэффициент выражающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха, табл.6 [8] от времени сиесты (15 часов). Из табл.5 [8] находим аП по величине Y и ∆z. max QOCi Qmax a n , Вт; Qt 27,6 0,5 1 11,1 28 max QOC QOCi an Qt , Вт. Результаты расчета сводим в таблицу 6. 22 (36) 7,68 , Вт; 0,51 (37) -0,87 -0,97 -1,00 -0,97 -0,87 -0,71 -0,50 -0,26 0,00 0,26 0,50 0,71 0,87 0,97 1,00 0,97 0,87 0,71 0,50 0,26 0,00 -0,26 -0,50 -0,71 Q t -79 -87 -90 -87 -79 -65 -48 -28 -6 16 36 53 67 75 78 75 67 53 36 16 -6 -28 -48 -65 QOC 333 419 487 562 598 593 547 502 502 500 517 509 517 497 473 464 451 411 391 348 326 306 266 max QОСi an Максимум 23 0,15 23 331 0,16 22 354 0,16 21 354 0,16 20 354 0,17 19 376 0,17 0,18 17 18 Δz=10- ч. 376 398 0,18 16 398 0,18 0,19 0,20 0,20 0,21 0,21 Время от начала радиации 10 11 12 13 14 15 Qmax=2209,6; z=4 ч; 398 420 442 442 464 464 0,22 0,23 0,26 7 8 9 Ориентация В; 486 508 574 0,29 6 641 0,30 5 663 0,29 4 641 0,26 3 574 0,23 2 508 0,19 1 420 0,16 аП 354 Параметр 598 1 275 Таблица 6 – Тепловой поток солнечной радиации через световые проёмы 24 5.4 Тепловой баланс расчетного помещения. Тепловой баланс составляется для холодного, переходного и теплого периода года с учетом всех теплопотерь и теплопоступлений. Теплопотери переходного периода, Вт, определяются пропорцией: t 10 (19 10) П Х QТП QТП В Б 1823 373 . (38) tВ tН (19 25) Тепловая мощность отопления, Вт, рассчитывается на дежурный режим (температура +12оС): 12 t НБ 12 25 Х QОТ QТП 1823 1533 . (39) t В t НБ 19 25 Расчет сводим в таблицу 7. Таблица 7 – Тепловой баланс читального зала на 20 мест Источники тепловлагопоступлений и теплопотерь Теплопоступления Люди Освещение Солнечная радиация ИТОГО Теплопотери через ограждения на инфильтрацию ИТОГО БАЛАНС без отопления Теплоотдача отопления БАЛАНС с учётом отопления Периоды года Переходный Холодный Теплый Т Я Q , Q , W , Q , Q , W , Q , QПТ , W Т , П Я П П г/ч Вт Вт г/ч Вт Вт г/ч 1408 1534 655 1917 1534 2816 1534 1310 918 2683 2516 2493 2942 655 3451 4350 1310 2210 3128 2210 4893 2516 1368 454 1823 670 1533 2203 1368 454 1823 1119 1533 2652 373 373 3128 4893 3128 4893 Х Я Х П Вт Вт 959 1534 Х 24 3078 3977 П 6 Воздухообмен в расчётном помещении. 6.1 Расчет воздухообмена по избыткам. Расчётный воздухообмен определяется на ассимиляцию избыточных тепло- и влаговыделений графоаналитическим способом по I-d диаграмме. Расход приточного воздуха, м3/ч, определяется для холодного, переходного и теплого периодов года исходя их преобладающих вредных выделений: 3,6 Q L а) по избыткам явной теплоты: ; (40) 1,2 С ti tin 3,6 Qnf б) по избыткам полной теплоты: L ; (41) 1,2J i J in W в) по избыткам влаги: L , м3/ч (42) 1,2d i d in где Qя, Qnf – избытки явной и полной теплоты (тепловой баланс), Вт; w – поступления влаги, г/ч; C – теплоемкость воздуха, С = 1 кДж/кг·°С; ti, Ji, di - температура, энтальпия и влагосодержания приточного воздуха поступающего в помещение. tin, Jin, din - температура, энтальпия и влагосодержания удаляемого воздуха из верхней зоны помещения. Определим температуру приточного воздуха: а) в теплый период года tin=tНА+(1÷1,5)=27,6+1=28,6 ºС; б) в переходный период года tin=10ºС; IПР=26,5 кДж/кг; в) в холодный период года: В помещениях с теплоизбытками: tin=twz-Δt где Δt – допустимый недогрев приточного воздуха, ºС. Для жилых и общественных зданий при высоте помещения до 3 м допустимый недогрев приточного воздуха составляет 2-3 ºС; при большей высоте (H ≥ 3 м) – Δt=4-6ºС. Большее понижения температуры tin возможно после подтверждения расчета воздухоопределения. При этом, в переходный и тёплый периоды необходимо учитывать нагрев приточного воздуха вентилятором в размере 0,5-1 °С. Температуру внутреннего воздуха в тёплый период года допускается принимать на 3 ºС выше расчётной наружной tНА, то есть 27,6+3=30,6 ºС. Температура удаляемого воздуха из верхней зоны ti определяется температурным градиентом помещения по высоте: ti=twz+grad t(H-hwz), ºС (43) где H – высота помещения, H = 3,05 м; hwz – высота рабочей зоны – 1,1 м в сидячем положении, 1,5 м в стоячем; grad t – средний прирост температуры наружного воздуха на 1 м высоты, Вт/м3, зависит от теплонапряженности объёма помещения (табл.VIII.2 [9]): q 25 QЯ . V ПОМ (44) а) холодный период q 2203 Вт 15,54 3 . Принимаем grad t = 0,19 ºС. 141,76 м ti=19+0,19·(3,05-1,1)=19,37 ºС. б) переходный период q 3078 Вт 21,71 3 . Принимаем grad t = 0,27 ºС. 141,76 м ti=19+0,27·(3,05 -1,1)=19,53 ºС. в) теплый период q 3128 Вт 22,07 3 . Принимаем grad t = 0,28 ºС. 141,76 м ti=30,6+0,28·(3,05-1,1)=31,15 ºС. Направление луча процесса на I-d диаграмме определяют угловым коэффициентом ε: где 3,6 Q ht W (45) Qht – избыток полного тепла, Вт; W – избыток влаги, кг/ч. а) холодный период б) переходный период в) теплый период 3,6 2652 14576 кДж/кг; 0,655 3,6 3977 10929 кДж/кг; 1,310 3,6 4893 7001 кДж/кг. 2,516 Расход приточного воздуха определяется для холодного, переходного и тёплого периодов исходя из преобладающих вредных выделений: 3,6 Q nf 3,6 Q 3,6 W L MAX ; ; 1,2 c t i t in 1,2 J i J in 1,2 С d i d in где (46) c – теплоёмкость воздуха, 1,01 кДж/кг ºС; ti, tin – температуры удаляемого и приточного воздуха; Ji, Jin – то же, энтальпии, кДж/кг di, din – то же, влагосодержание, г/кг влажного воздуха. 1) тёплый период а) по избыткам явной теплоты: L 3,6 Q 1,2 С ti tin 3,6 3128 3046 1,2 1,01 31,15 28,1 м /ч 3 б) по избыткам полной теплоты: L 3,6 Qnf 1,2J i J in 3,6 4893 3008 1,2 54,81 49,93 м3/ч в) по избыткам влаги: L W 2516 2966 м3/ч; 1,2d i d in 1,2 9,174 8,467 2) переходный период а) по избыткам явной теплоты: L 3,6 Q 1,2 С ti tin м3/ч 26 3,6 3078 1075,6 1,2 1,01 19 10,5 б) по избыткам полной теплоты: L 3,6 Qnf 1,2J i J in 3,6 3977 1033,9 1,2 38,55 27,01 м3/ч в) по избыткам влаги: L W 1310 934,6 м3/ч; 1,2d i d in 1,2 7,682 6,514 3) холодный период. В холодный период года температура приточного воздуха определяется исходя из наибольшего из расходов приточного воздуха в переходный период. Для этого формулы (46) преобразуются к виду: 3 Q 3 Q nf 3 W X MAX tin ; ; C L max L max L max (47) Недостающие параметры определяются из i-d диаграммы. а) по избыткам явной теплоты: tin ti 3 Q 19 3 2203 12,92 °С 1,01 1075,6 С Lmax 3 Qnf 3 2652 39,92 32,53 кДж/м3 б) по избыткам полной теплоты: J in J i Lmax 1076 W 655 8,217 7,608 г/кг. в) по избыткам влаги: d in d i Lmax 1076 Луч процесса строим из геометрического центра полученных точек. Результаты сведены в таблицу 8. Таблица 8 – Расчетные параметры вентиляционного воздуха и требуемые воздухообмены в расчётном помещении Расчетные величины Холодный период I, d, t, С кДж кг г кг φ, % t, С Переходный период I, d, φ, % t, С 7 8 9 Параметры воздуха: кДж кг г кг Теплый период I, d, φ, % кДж кг г кг 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 наружного -25 -23,9 0,5 95 10 26,5 6,514 85,7 27,6 49,4 8,48 37 приточного 12,92 32,53 7,608 87 10,5 27,01 6,514 82,8 28,1 49,93 8,48 36 внутреннего 19 39,92 8,14 59 19 38,55 7,682 56,2 30,6 53,94 9,72 35 удаляемого 19,37 39,37 8,14 59 19,53 39,29 7,755 54,9 31,15 54,81 9,81 35 Расход воздуха, м3/ч по избыткам: явного тепла 1076 1076 3046 полного 1076 1034 3008 влаги 1076 935 2966 минимальный L=20N=20*20=400 20·20=400 20·20=400 27 6.2 Расчёт воздухообменов по нормируемым удельным расходам и кратностям Расчёт по нормируемой кратности выполняется по формуле: L VП n , (48) 3 где VП –объём помещения по внутреннему обмеру, м n – нормируемая кратность воздуха – таблицы 3.1-3.14 [10]. Расчёт воздухообменов по нормируемым удельным расходам приточного воздуха выполняется по формулам: L A k , или L N m (49) 2 где А – площадь помещения, м k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2 пола, м3/( r·м2) N – число людей или единиц оборудования m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на одного человека или единицу оборудования. Для каждого этажа при коридорной системе или для группы помещений выходящих в общих коридор необходимо определять воздухообмены по притоку и вытяжки с целью предотвращения сквозняков на лестничных клетках. Разницу между ними, называемую дисбалансом, следует подавать в коридор при избыточной вытяжки или удалять из коридора при избыточном притоке. Таблица 9 – Расчёт воздухообменов по нормируемым удельным расходам и кратностям № пом-я 1 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 001 002 003 Наименование помещения 2 ПОДВАЛ Лестничная клетка Кладовая оборудования Венткамера Техподполье Кладовая оборудования Лифт Венткамера Кладовая Тепловой пункт Коридор Техподполье Лестничная клетка ВСЕГО 1 ЭТАЖ Лестничная клетка Кладовая оборудования Венткамера Площадь пом-я, м2 Объём пом-я, м3 3 4 12,73 14,67 12,73 62,05 37,45 3,62 71,10 8,43 25,25 25,77 12,13 12,73 164,22 40,34 35,01 170,64 102,99 46,70 195,53 23,18 69,44 70,87 33,36 164,22 12,73 14,67 12,73 164,22 40,34 35,01 Удельный расход или кратность Расход воздуха, м3/ч приток вытяжка приток вытяжка 5 6 7 8 0 0 70 0 0 0 391 0 139 0 0 0 600 0 40 105 0 103 0 587 23 208 0 0 0 1066 0 0 70 0 40 105 баланс приток 9 h=2,75 м 2 1 3 1 2 2 3 1 3 h=3,05 м 28 2 1 3 466 Продолжение таблицы 3 1 004 005 006 007 008 009 010 011 012 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 301 302 303 304 2 Техподполье Кладовая оборудования Лифт Венткамера Кладовая Тепловой пункт Коридор Техподполье Лестничная клетка ВСЕГО 2 ЭТАЖ h=3,05 м Хранилище Научно-справочная библиотека Комната служебных каталогов Читальный зал на 20 мест Помещение персонала Методический кабинет Санузел ( 3 у ) Санузел ( 3 у ) Приёмная Коридор Кабинет директора ВСЕГО 3 ЭТАЖ h=3,05 м Хранилище Комната ответственных хранителей Хранилище Хранилище ВСЕГО 3 62,05 37,45 3,62 71,10 8,43 25,25 25,77 12,13 12,73 4 170,64 102,99 46,70 195,53 23,18 69,44 70,87 33,36 164,22 14,61 14,64 23,24 46,48 11,62 15,05 5,36 5,36 11,62 75,46 14,61 44,56 44,65 70,88 141,76 35,44 45,90 16,35 16,35 35,44 230,15 44,56 81,96 28,04 82,00 50,39 249,98 85,52 250,10 153,69 29 5 6 1 2 2 3,5 3,5 3 2 3,5 3 2 2 3 1 3 2 2,8 2,8 2 3 2,8 100* 100* 2,4 1,5 2 3 2 2 7 0 0 0 391 0 139 0 0 0 600 8 0 103 0 587 23 208 0 0 0 1066 0 156 248 425 71 161 0 0 106 0 89 1257 89 125 198 284 106 129 300 300 85 0 67 1683 0 171 0 0 171 500 257 500 307 1564 9 847 426 500 86 500 307 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. СНиП 23-01-99. Строительная климатология - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2005г. 2. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004г. 3. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004г 4. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении - М.: Госстрой России, 1999г 5. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей - М.: Госстрой России. 6. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий М.: Госстрой России. 7. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Уч. пособие для ВУЗов / В.П. Титов, Э.В. Сазонов, Ю.С. Краснов, В.И. Новожилов – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с. 8. Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05-91. Расчет поступления теплоты солнечной радиации в помещение. Промстройпроект. – М.: 1993 г. 9. Богословский В Н Отопление и вентиляция, ч 2. - М.:Стройиздат, 1976 г. 10. Справочник проектировщика под ред. Староверова, ч3 кн1. – М.:Стройиздат, 1991 г. 30
