Вентиляция спорт комплекса

1.Исходные данные

В качестве объекта для проектирования предложено здание спортивного комплекса в городе Братск, в котором предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим и естественным побуждением.

Время работы с 9 до 19 часов.

Освещение – лампы накаливания.

Строительный материал ограждения 1 – штукатурка (δ=20 мм), 2 – бетон (δ = 600 мм), 3 – штукатурка (δ =12 мм)

Покрытие - руберойд

Остекление – двойное в деревянных переплетах

Длина помещения -24м

Ширина помещения -12м

Высота помещения -6,9м

Количество мужчин-70 чел., женщин-50 чел.

2.Выбор параметров наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года. Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим: для холодного периода – по параметрам Б, для теплого – по параметрам А.

В переходный период параметры принимаем при температуре 80С и энтальпии I=22,5 кДж/кг.

Географическая широта - 56

Все данные сводим в табл.1

Таблица1                                                                       Расчетные параметры наружного воздуха

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 методическими указаниями по данным таблице 2.

В теплый период года температура притока

tпт = tнт , tпт =22,5 С,

tрз =tпт +3С=25,5 С

Рабочая зона равняется 2 метрам.

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=6,9м

hрз - высота рабочей зоны, м; hрз=2,5м.

grad t выбирает из таблицы 7 (методические указания) в зависимости от района строительства.

г. Братск: grad tт = 0,9 С/м

tудт = 25,5+0,9*(6,9-2)=29,9 С

В холодный и переходный периоды : tпх = tрз - t, С,

где tрз принимается, tрз=18 С.

Так как высота помещения более 4 метров, принимаем t равным 8С.

tпрхп =18-8=10 С.

Температура воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения, определяется по формуле:

tуд = tрз +grad t(H-hрз), где:

grad tхп = 0,9 С/м

tудхп =18+0,9*(6,9-2)=22,41 С

Результаты сводим в табл.

Таблица 2                                                         Расчетные параметры внутреннего воздуха

4.Определение количества вредностей, поступающих в помещение

В общественных зданиях, связанных с пребыванием людей, к вредностям относятся:

1-избыточное тепло и влага,

2-углекислый газ, выделяемый людьми,

3-тепло от освещения и солнечной радиации.

4.1. Расчет теплопоступлений

4.1.1. Теплопоступления от людей

Учитываем, что в помещении находятся 120 человек: 70 мужчин и 50 женщин – они работают стоя, т.е. занимаются тяжелой 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(приложение).

Теплый период:

tрзт=25,5 С, q=290 Вт/чел

Qлт=290*70+50*290*0,85=32,625 Вт

Холодный период:

tрзхп=18 С, q=240 Вт/чел

Qлхп=240*70+50*240*0,85=27Вт

4.1.2. Теплопоступления от источников солнечного освещения

Qосв, Вт, определяем по формуле:

, где:

E - удельная освещенность, лк, принимаем по таблице 2.3

F - площадь освещенной поверхности, м2;

qосв - удельные выделения тепла от освещения, Вт/( м2/лк), определяется по табл. 2.24(приложение).

осв - коэффициент использования теплоты для освещения.

E=200 лк; F=288 м2; qосв=0,25; осв =1

Qосв=200*288*0,25*1=14,5 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 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.

Fост. ю=24*0,75=18 м2

сз – определяем по таблице 1.20. сз=0,4

Как=1, для умеренной степени загрязнения остекления при =80-90%;

К2=0,9, выбираем по таблице 2.18

По таблице 2.17 принимаем для двойного остекления К1=0,45.

Таблица 3                                          Теплопоступления через остекление

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, (таб. 1.8);

Iср – среднесуточная (прямая и рассеянная) суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность, Вт/м2 (таб. 1.19);

tв – температура воздуха, удаляемого из помещения, С;

– коэффициент для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока принимаем в зависимости от максимального часа теплопоступлений, (таб. 2.20);

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.

R0= Rв+ Rк+ Rн

Rн определяется по формуле:

, где:

– средняя скорость ветра, м/с, в теплый период,  = 1 м/с

м2*К/Вт

Rв=0,115 (по Русланову)

Rк=193 Вт/ м2*К

R0= 0,115+193+ 0,086=193,2

tн=23,5 С

 =0.9, принимаем в качестве покрытия наружной поверхности рубероид с песчаной посыпкой (табл. 1.18)

tв = tудТ=29,9 С

- коэффициент для определения гармонично изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток (таб. 2.20);

Z=16-0,067*λг.ш.+θ+2,7*D

Z- время поступления в помещение max тепла через покрытие (начиная от полуночи)

D- тепловая инерция покрытия определяется:

D= ∑* Ri*Si;

D=2442

Z=16-0,067*56+1+2,7*2442=6,606

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

Аtн = 10,6 – по климатологии

=0,9 – таблица 1.8

Imax = 816 Вт/м2 – таблица 1.19

Iср = 327 Вт/м2 – таблица 1.19

Ав =1,45 С

Rв = 1/в=1/8,7=0,115 м2*К/Вт

F = 288 м2

В формуле для Qn все величины постоянные, кроме  - коэффициента для определения гармонически изменяющихся величин теплового потока в различные часы суток.

Стандартное значение коэффициента  принимаем по табл. 2.20, а фактическое значение получаем путем сдвига на 1 час назад.

Значение коэффициента  сводим в таблицу 4

Расчет теплопоступлений через покрытие сводим в таблицу 5

Таблица 4                                                                                                                Значение коэффициента 

Таблица 5                                                                                                  Теплопоступления через покрытие

Составляем сводную таблицу теплопоступлений за счет солнечной радиации.

Таблица 6                            Сводная таблица теплопоступлений за счет солнечной радиации.

На основании расчета принимаем максимальное значение теплопоступлений за счет солнечной радиации, равное Qср=4812 Вт в период с 12 до 13 часов.

Общее теплопоступление определяем по формуле:

, Вт

В летний период:

Qпт=32,625+0+4,812=37437 Вт

В переходный период:

Qпп=27+14,5+0,5*4,812=43906 Вт

В зимний период:

Qпх=27+14,5+0=41500 Вт

4.1. 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

Для теплого периода года, tр.з.=25,5С

wвл=291 г/ч*чел

Wвлт = 70*291+50*291*0,85=32737 г/ч

Для холодного и переходного периодов года, tр.з.=18 С

wвл=238 г/ч*чел

Wвлт = 70*238+50*238*0,85=10131,6 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 тяжелой работе выделяет mCO2 =68 г/ч*чел. Тогда

МСО2=70*68+0,85*50*68=7650 г/ч

4.4. Составление сводной таблицы вредностей

Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки тепла в помещении. В контрольной работе 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. 7.

Таблица 7.                                                                                    Количество выделяющихся вредностей.

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 обьем помещения, м3.

По табл. 6.1 КPmin = 15/ч

VP =Fn*6;

VP =288*6,9=1987,2 м3.

L=15*1987,2=29,808 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 таб.6.2 определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, lЛ = 60 м3/ч*чел.

L =70+50*60=7200 м3/ч

5.3. Воздухообмен по углекислому газу.

Определяется по формуле:

, м3/ч

МСО2 – количество выделяющегося СО2, л/ч, принимаем из расчета.

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=7650 г/ч

L=7650/(3,45-0,5)=2593,2 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