Министерство  образования и науки Российской Федерации

    Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

    «Южно-Уральский государственный университет»

    Факультет «Архитектурно строительный»

    Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция» 
 
 
 
 

    Вентиляция  общественного здания  

    Пояснительная записка к курсовому проекту

    по  дисциплине «Вентиляция» 

    ЮУрГУ–270109.2011.    .18 ПЗ КП 
 

 
 
 

    Челябинск 2011

       Содержание

       Введение

   В здании клуба запроектировано 2 приточные  системы (для зрительного зала и  для вспомогательных помещений) и 13 вытяжных систем (5 с естественным побуждением – для складов, гардероба, санузла, 8 – с механическим побуждением  – для остальных помещений).

   В зрительном зале воздух подается горизонтальными  ненастилающимися струями с высоты 4 м и удаляется из верхней зоны. Тип воздухороспределителей для притока и вытяжки – решетки АМН 800х300 фирмы «Арктика». Воздуховоды прокладываются под подшивным потолком. Воздуховоды выполнены из листовой стали, на отдельных участках (ответвления к решеткам) используются гофрированные круглые воздуховоды.

   Приточные установки расположены в венткамере на 1 этаже, вытяжные вентиляторы – на кровле.

   Меры  по борьбе с шумом:

   1) ограничение скорости в воздуховодах;

   2) удаление источников шума (приточные  установки) от обслуживаемых помещений;

   3) использование гибких вставок  при присоединении воздуховодов  к вентилятору;

   4) установка вентиляторов на виброизоляторы;

   5) облицовка стен и потолка венткамеры шумопоглощающим материалом. 

       1 Исходные данные

   Объект строительства – дом культуры.

   Район строительства – г.Воронеж.

   Ориентация  по главному фасаду – Восток.

   Теплоноситель – вода с параметрами 130-70°С.

   В здании имеется зрительный зал на 600 мест и спортзал, а также вспомогательные помещения: буфет, кружковые, мастерские, библиотека, снарядовая, кинопроекционная, костюмерная, раздевальные и санузлы. Расчет воздухообмена в зрительном зале производится на ассимиляцию вредностей (явное тепло, полное тепло, влага, углекислый газ). В остальных помещениях расход воздуха определяется по нормативной кратности.

       2 Расчетные параметры  наружного воздуха

   В теплый период величины параметров наружного  воздуха принимаются по параметрам А, в холодный период – по параметрам Б согласно [4, табл.1 и 2].

       3 Расчетные параметры  внутреннего воздуха

   В теплый период величины параметров принимаются  по ГОСТ 30494-96, табл.2.

       4 Расчет воздухообмена в зрительном зале

       4.1 Расчет вредностей

       4.1.1 Вредности от людей

   В зрительном зале 600 человек. Пусть 50% - мужчины, 50% - женщины. Женщины выделяют 85% тепла  и влаги по сравнению с мужчинами.

   Количество  явного и полного тепла, Вт, определяется по формулам:

         Q _я = q _я N ,                                 (4.1)

         Q _п = q _п N ,                                 (4.2)

   где N - количество людей в помещении, чел;

   q _я , q _п - удельные выделения явного и полного тепла взрослым мужчиной , Вт/чел.

   Количество  влаги, г/ч, и углекислого газа, л/ч, определяется по формулам:

         М _w = m _w N ,                                   (4.3) 

         М _{СО 2} = m _{СО 2} N ,                           (4.4)

   где m _w - удельные выделения влаги взрослым мужчиной , г/ч;

   m _{СО 2} - удельные выделения углекислого газа взрослым мужчиной , г/ч.

   Холодный  период t_в=20°С, люди в состоянии покоя.

   Теплый период t_в=27°С.

       4.1.2 Теплопоступления от искусственного освещения 

   Теплопоступления  от искусственного освещения, Вт, определяются по формуле:

                                    Q_осв = E F q _осв η _осв ,                                    (4.5)

   где Е - норма освещенности, лк;

   F - площадь пола, м ²;

   q _осв - удельные тепловыделения, Вт/(м² лк);

   η _осв - доля тепла, поступающая в помещение.

   В данном случае:

    (светильники диффузного  рассеянного света, F>200м², h_пом>3,6м, h_пом=6м)

   Е=300лк

    (есть подшивной потолок)

   F=15х18,5=278м²,

       4.1.3 Теплопоступления от солнечной радиации

   а) Теплопоступления через покрытие, Вт: 

   где - условная температура над поверхностью покрытия, °С;

    - сопротивление теплопередаче  покрытия, (м²·°С)/Вт;

    - площадь покрытия, м²;

   0,6 – коэффициент, учитывающий наличие  подшивного потолка.

   Условная температура над поверхностью покрытия, °С: 

   где – среднесуточный тепловой поток солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Вт;

     – коэффициент поглощения солнечной  радиации материалом наружной  поверхности покрытия.

     – коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности покрытия, Вт/(м²·°С).

   Г.Воронеж  находится на широте 52°с.ш., Вт.

   =0,9 (рубероид с песчаной посыпкой).

   Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·°С): 

   где - скорость ветра в теплый период по табл.1, м/с. 
 

   Сопротивление теплопередаче принимаем равным нормативной величине по [6, табл.4].

   Градусосутки отопительного периода: 

   где - соответственно средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода по [4, табл.1].

    

     

    

   Теплопоступления  через покрытие, Вт, по формуле (6): 

   б) Теплопоступления через окна, Вт: 

   где q _с.р - теплопоступления от проникания солнечной радиации, Вт/ м ²;

   q _т - теплопоступления за счет теплопередачи через окна, Вт/ м ²;

   F _ок - площадь окна, м ². 

   где q _пр, q _рас - количество тепла от прямой и рассеянной солнечной радиации, зависящий от широты местности и времени суток, Вт/ м ² ;

   K _инс - коэффициент инсоляции;

   K _обл - коэффициент облучения;

   K _отн - коэффициент относительного проникания солнечной радиации;

   τ ₂ - коэффициент, учитывающий затенение окна переплетами.

   В зрительном зале 4 окна (ширина 2 м, высота 2,5 м), ориентированные на Восток. Окна имеют двойное остекление в деревянных раздельных переплетах. Сопротивление  теплопередаче =0,42 (м²·°С)/Вт, коэффициент, учитывающий затенение окна переплетами, τ ₂=0,65, коэффициент относительного проникания солнечной радиации K_отн=0,9, приведенный коэффициент поглощения солнечной радиации .

    (время 7-8 ч до  полудня).

   При отсутствии солнцезащитных устройств  и при ширине и высоте окна более 1 м принимаем K _обл=1.

   Коэффициент инсоляции: 

   где ;

    - ширина горизонтальных и вертикальных  солнцезащитных козырьков, м;

     – соответственно высота и ширина окна, м;

     – величина, определяемая по формуле: 

   где - высота стояния солнца, °;

     – солнечный азимут  остекления, °.

    

     
 
 

   Теплопоступления за счет теплопередачи через окна, Вт/ м ²: 

   где – условная температура наружной поверхности окна, °С4

    - сопротивление теплопередаче  окна, (м²·°С)/Вт. 

   где - средняя температура июля, °С;

    - средняя суточная  амплитуда температуры  наружного воздуха,  °С;

     – коэффициент,  учитывающий гармоническое  изменение температуры  наружного воздуха;

     – количество  тепла от прямой  и рассеянной солнечной  радиации, поступающего  на вертикальную  поверхность, Вт/м²;

    - приведенный коэффициент поглощения солнечной радиации;

     – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·°С), определяемый по формуле: 

    (худший вариант)

    

    

    

    

     
 
 

   Теплопоступления  от солнечной радиации через окна: 

 

       4.2 Расчет воздухообмена

       4.2.1 Холодный период

   Коэффициент луча процесса ε, кДж/кг:

   Величина  ε=11820кДж/кг>10000кДж/кг, значит расчет ведется по явному теплу. Расход приточного воздуха, кг/ч:

   где - температура удаляемого воздуха, °С;

    - температура приточного  воздуха, °С;

   с – теплоемкость воздуха, кДж/(кг·°С), принимается равной 1,005 кДж/(кг·°С).

   Температура приточного воздуха:

   Принимаем , воздух подается с высоты 4 м горизонтальными струями, удаляется через потолочные решетки.

   Температура удаляемого воздуха t_у, °С:

   Теплонапряженность помещения:

    

    

    

       4.2.2 Теплый период

   Коэффициент луча процесса ε, кДж/кг:

   3000 < ε < 10000

   Значит, расчет ведется по полному теплу  и влаге. Невязка не должна превышать 5%. Расход приточного воздуха, кг/ч:

   где  I_у, I_п – энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг;

   d_у, d_п – влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг.

   Для определения величин I_у, I_п, d_у, d_п необходимо построить процесс обработки воздуха на диаграмме.

   Строим  точку Н (t_н=24,1°С, I_н=52,3 кДж/кг).

   Из  точки Н проводим линию вверх  на 1°С (подогрев в вентиляторе и  воздуховодах) и ставим точку П (состояние приточного воздуха).

   Из  точки П проводим прямую, параллельную лучу процесса ε=6700кДж/кг.

   На  пересечении с изотермами t_в=const и t_y=const ставим точки В и У соответственно.

   Теплонапряженность помещения:

    

   Из  диаграммы: , , , . Влажность внутреннего воздуха φ_в=52%, что меньше допустимой согласно табл.2. I-d диаграмма приведена в приложении А.

   Расход  приточного воздуха на удаление полного  тепла:

   Расход  приточного воздуха на удаление влаги:

   Невязка:

   За  расчетный воздухообмен принимаем  максимальный для теплого и холодного  периодов, т.е. .

   Поскольку в зимний период воздуха подается больше, чем необходимо по расчету  для зимнего периода, необходимо увеличить температуру приточного воздуха.

   Объемный  расход воздуха:

   Расчетный воздухообмен должен быть больше, чем  воздухообмен по санитарной норме, и  должен обеспечить удаление углекислого  газа.

       4.2.3 Воздухообмен по санитарной норме

   Количество  воздуха, необходимого по санитарной норме, определяется по формуле: 

   где удельный расход воздуха на 1 человека, м³/(чел·ч); по [5, прил.М] (люди находятся в помещении менее 2 ч без проветривания). 
 

   Расчетный воздухообмен больше необходимого по санитарной норме.

       4.2.4 Воздухообмен на удаление углекислого газа

   Расход  воздуха, обеспечивающий удаление углекислого  газа: 

   где концентрация углекислого газа в удаляемом и приточном воздухе соответственно.

   , . 

   Расчетный воздухообмен обеспечивает удаление углекислого  газа.

 

   Поскольку разница между расчетным расходом воздуха и минимальным, необходимым  по санитарной норме, значительна, целесообразно  в зимний период применить рециркуляцию воздуха. Расход воздуха на рециркуляцию: 
 

   Температура точки смеси при применении рециркуляции: 
 

   При применении рециркуляции в холодный период года воздух необходимо подогреть  с температуры  до . Расход теплоты на нагрев воздуха: 
 

   Если  не применять рециркуляцию в зимний период, расход теплоты составит:

       5 Расчет струи в зрительном зале

       5.1 Подбор воздухораспределителей

    

    

   F_пом =278м²

    

    

   Воздух  подается с высоты 4 м горизонтальными струями.

   1) Площадь живого сечения всех  решеток: 

   где - допустимая скорость на выходе из решетки, м/с; для общественных зданий м/с. 

   2) Минимальное число воздухораспределителей: 
 
 

   3) Площадь живого сечения одного  воздухораспределителя: 
 

   Принимаем к установке 9 решеток АМН 800х300 фирмы  «Арктика» (Схема В): площадь живого сечения , скоростной коэффициент m=6, температурный коэффициент n=5,1.

   Фактическая скорость воздуха на выходе из решетки:

       5.2 Уточнение расчетной схемы струи и определение ее параметров

   1) Расстояние до n-ого критического сечения определяется по формуле: 

   где - коэффициент, принимаемый равным  , , , ;

    - площадь помещения  в поперечном к  струе направлении,  приходящаяся на  одну струю, м².

   Решетки устанавливаются вдоль стены  зала с шагом 1,6 м. Тогда: 
 
 
 
 

   2) Расстояние от воздухораспределителя  до входа в рабочую зону: 

   где – расстояние, на котором струя «отрывается» от потолка, м;

    - расстояние, на котором  струя развивается  как свободная, м;

     – коэффициент,  учитывающий изменение  параметров струи  при ее настилании  на плоскость. 
 
 
 
 

   где - величина, определяемая по формуле: 

    - число Архимеда, определяемое по формуле: 

   где - ускорение свободного падения;

   ;

     – абсолютная температура воздуха, К. 
 
 
 
 

   Величина  больше величины , значит струя не настилается на потолок, . 

   3) Определение коэффициентов неизотермичности. Действие гравитационных и инерционных сил однонаправленное (холодный воздух), поэтому: