Вентиляция общественного здания
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
Pd , КПа
At ,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
, где
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
Qосв=300*247*0,55*0,108=4402 Вт
4.1.3. Теплопоступления за счет солнечной радиации
Определяем как сумму теплопоступлений через световые проемы и покрытия в теплый период года.
, Вт
Теплопоступления через остекления определим по формуле
, Вт,
где 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
, Вт
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
, где
J – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, J = 3,7 м/с
м2*К/Вт
r =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18 [5])
Из табл. 4.1 данного КП tудТ=27,38 °С
Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности, °С, определим по формуле
, где
u — величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции, °С
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
, Вт
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
wвл=115 г/ч*чел
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
, г/ч,
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
Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая
1)задаются параметры приточного и удаляемого воздуха
2)определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным выделениям, людям и минимальной кратности.
3)выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.
5.1. Воздухообмен по нормативной кратности
Определяется по формуле
, м3/ч
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
, м3/ч
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
, м3/ч
МСО2 – количество выделяющегося СО2, л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного КП.
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
, кДж/кг.вл
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
, м3/ч
Воздухообмен по избыткам влаги
, м3/ч
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
, кДж/кг. вл.
Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, 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
, кДж/кг вл
Проводим луч процесса через точку У, получаем на пересечении с изотермами точки В и П. Из точки П по линии d=const опускаемся до пересечения с линией НУ, получаем точку С. количество рециркулирующего воздуха, GP, определяем
Gn min=Ln min*1.2=14400 кг/час
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
Принимаем ВДШ-4, F0=0,13 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
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. Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборужовании
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
Rlb
Sx
Pg
Z
Rlb+
SRlb
прим
уч.
а х в
dэ
Z
+Z
Магистраль
1
500
1.85
400×400
400
0.8
1.4
0.02
0.05
2.97
0.391
1.16
1.21
2
500
1.5
420×350
0.94
1.21
0.03
0.054
0.55
0.495
0.27
0.324
3
1000
5
520×550
0.97
1.23
0.02
0.132
0.85
0.612
0.52
0.643
2.177
4
12113
2.43
520×550
1.2
1.25
0.03
0.038
1.15
0.881
0.93
0.968
3.146
Ответвления
5
243
1.85
270×270
0.92
1.43
0.04
0.06
2.85
0.495
1.41
1.47
6
243
7
220×360
0.9
1.21
0.04
0.34
1.1
0.495
0.54
0.88
2.35
7
500
1.85
400×400
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. Рассчитаем требуемое снижение уровня звука
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”