|
Курсовая: Вентиляция общественного зданияКурсовая: Вентиляция общественного зданияСодержание: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 - ( = 0,45 м; R0=1,75 m2K/Вт; D=4,4; (=29,7 Остекление – одинарное в деревянных переплетах с внутренним затенением из светлой ткани, R0=0,17 m2K/Вт Экспликация помещений: Аудитория на 200 мест Коридор Санузел на 4 прибора Курительная Фотолаборатория Моечная при лабораториях Лаборатория (на 15 мест) с 4 шкафами размером 800x600x1200 Книгохранилище Аудитория на 50 мест 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 (В, м/с P( , КПа A( , град tн, 0C I, кДж/кг.св (, % d, г/ кг.св. tн, 0C I, кДж/кг.св. (, % 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 - (t, (С, где tрз принимается по прил. 1[1], tрз=20 (С. Так как высота помещения более 4 метров, принимаем (t 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 (рз, % (, 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] (осв - коэффициент использования теплоты для освещения, принимаем по [6] E=300 лк; F=247 м2; qосв=0,55; (осв =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. (сз – 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 (сз – определяем по таблице 1.2[5]. Для внутренних солнцезащитных устройств из светлой ткани (сз=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 (=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 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; ( - 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; ( – коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений; К – коэффициент, зависящий от конструкции покрытия; А(в – 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: ( – средняя скорость ветра, м/с, в теплый период, ( = 3,7 м/с м2*К/Вт ( =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 ( - 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. ( = 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] А(в = 1/29,7*(11+0,035*0,9(837-329))=0,9 (С Rв = 1/(в=1/8,7=0,115 м2*К/Вт F = 247 м2 В формуле для Qn все величины постоянные, кроме ( - коэффициента для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток. Для нахождения ( для заданного периода времени по часам находим Zmax . Zmax = 13+2.7*D = 13+2.7*3.8 = 23-24 = -1 Стандартное значение коэффициента ( принимаем по табл. 2.20 [5], а фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад. Значение коэффициента ( сводим в таблицу 5.2 Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5.3 Таблица 5.2 Значение коэффициента ( Часы 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ( -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, (Qп, 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 (QП – 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 (dНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св. dУД=dН+(dНУ=5,5+0,9=6,4 г/кг.св. Точка У находится на пересечении изобары (dУД=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/(=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 (dНУ=14213/1,2*12000=0,9 г/кг.св. dУД=dН+(dНУ=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 (dУД=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 /(=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 |
