Вентиляция желехнодорожных билетных касс в г. Актюбинск

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский Государственный  Технический Университет – УПИ»

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Оценка ________

 

 

Вентиляция ЖЕЛЕХНОДОРОЖНЫХ БИЛЕТНЫХ КАСС В

Г.  аКТЮБИНСК

Курсовой проект

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преподаватель:  Бояршинова А.Н.

 

Студент:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2013

 

1. Исходные  данные

 

Город : Актюбинск.

Географическая широта местности : 60° с.ш.

Барометрическое давление : 93 кПа.

Номер варианта плана № 1. Ориентация здания на запад (З).

 

Здание двухэтажное чердачное  с плоской кровлей. Высота этажей составляет . Высота чердачного помещения . Высота расположения оконных проемов равна над уровнем пола. Размеры оконных проемов – . Толщина наружных стен . В состав внутренних ограждений входят несущие кирпичные стены толщиной и перегородки из бетонных плит толщиной .

Расчетное помещение №2 (кассовый зал) на 30 человек. В помещении имеется два оконных проема ориентированных на восток. Для окон принимается двойное остекление в деревянных переплетах. Высота помещения – 3,9м. Площадь помещения – 69,2м². Объем помещения – 270м³. Время работы: 8.00 – 20.00.

Согласно СНиП 2.04.05-91* расчетные  параметры наружного воздуха  для холодного периода года принимаются  по параметру Б, а в теплый –  по параметру А.

Табл. 1.1.

Расчетные параметры наружного воздуха

Период года	Температура	Энтальпия
Холодный	-42	-42,2
Переходные условия	10	26,5
Теплый	20,1	49,4

 

Нормы температуры, относительной  влажности воздуха и скорости движения воздуха в обслуживаемой  зоне помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий по СНиП 2.04.05-91*.

Табл. 1.2.

Расчетные параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура воздуха,	Скорость движения воздуха,	Относительная влажность воздуха,
Теплый	23,1	0,5	65
Холодный или переходные условия	16	0,2	65

 

 

2. расчет и организация воздухообмена

 

2.1. Определение выделений  теплоты, водяных паров, вредных  веществ

 

Выделение теплоты (явной  и полной), водяных паров и вредных  веществ является основой для  определения величины необходимого в помещении воздухообмена. Теплота выделяется людьми, поступает от солнечной радиации, освещения, нагретого оборудования и т.д.

Выделение теплоты, влаги  и двуокиси углерода (СО₂) человеком. Выделение теплоты, влаги и двуокиси углерода (СО₂) человеком зависит от рода деятельности, температуры и подвижности окружающего воздуха и определяется по табл. 2.1 [2]. Для женщин, значения  принимаются с коэффициентом 0,85, для детей – 0,75. Принимаем тип работы средней тяжести.

Рассчитываем помещение на 30 человек:

мужчин – 15;

женщин – 10;

детей – 5.

Холодный период и переходные условия.

На одного мужчину:

• Теплота:        явная                 129 Вт;
•                        полная              209 Вт;
• Влага                                       116 г/ч;
• СО₂                                          35 г/ч.

Общая.

• Теплота:      явная        15*129+10*0,85*129+5*0,75*129=3515 Вт;
•                      полная     15*209+10*0,85*209+5*0,75*209=5695 Вт;
• Влага                            15*116+10*0,85*116+5*0,75*116=2228 г/ч;
• СО₂                               15*35+10*0,85*35+5*0,75*35=954 г/ч

Теплый период.

На одного мужчину:

• Теплота:        явная                 84 Вт;
•                        полная              202 Вт;
• Влага                                       167 г/ч;
• СО₂                                          35 г/ч.

Общая.

• Теплота:      явная        15*84+10*0,85*84+5*0,75*84=2289 Вт;
•                      полная     15*202+10*0,85*202+5*0,75*202=5373 Вт;
• Влага                           15*167+10*0,85*167+5*0,75*167=3161 г/ч;
• СО₂                               15*35+10*0,85*35+5*0,75*35=954 г/ч

 

Теплопоступления от освещения: теплопоступления от осветительных приборов приняты в количестве 20 Вт на 1м² для кассового зала.

.

Здесь – площадь расчетного помещения, .

Теплопоступления  от солнечной радиации: количество теплоты, поступающей в помещение от солнечной радиации, определяется для теплого периода года в соответствии с [3]. Расчет теплопоступлений от солнечной радиации выполняется для расчетного часа, когда теплопоступления максимальные. За расчетный час принимается период  с 7 до 8 часов истинного солнечного времени. В это время интенсивность прямой солнечной радиации равна , интенсивность рассеянной радиации составляет: .

Количества тепла, поступающее  через заполнения вертикальных проемов, определяется по формулам: 

- для освещенных проемов:

 

,

где – коэффициент, учитывающий затенение светового проема и

                         загрязнение атмосферы (для освещенного проема);

      – коэффициент, учитывающий загрязнение стекла (в нашем случае 

                        принимаем умеренное загрязнение).

.

Максимальный тепловой поток от солнечной радиации, поступающий в помещение:

,

где – площадь освещенных проемов, ;

       – коэффициент солнцезащиты (для двойного остекления).

.

Часть поступающего в помещение  тепла от солнечной радиации расходуется  на нагревание ограждающих конструкций. Поэтому количество тепла, учитываемое  в расчетах вентиляции помещений, меньше и определяется по формуле:

,

где , , – площади пола, потолка, стен, ;

       – коэффициенты, учитывающие теплопоглощение и зависящие от материала основного слоя ограждения и периода изменения теплового потока.

Время воздействия прямой солнечной  радиации определяются по таблицам приложения 4 [3]. В нашем случае оно составляет 7 часов ( 5 часов на южной стороне и 2 часа на северной).     , , , .

.

Результаты расчета представлены в табл. 2.1.

 

Табл. 2.1.

Количество поступления влаги, теплоты и углекислого газа в расчетном помещении

 

Период	Теплопоступления,							Поступления  вредных веществ,
				От людей		Расчетные
				явные	полные	явные	полные
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Холодный	-	1382	-	3515	5695	4897	6490	2228	954
Переходные условия	-	1382	-	3515	5695	4897	6490	2228	954
Теплый	201	1382	-	2289	5373	3671	6956	3161	954

 

В тепловом балансе помещения в  холодный период года не учитываются  теплопотери через ограждающие  конструкции и затраты на нагревание инфильтрующегося воздуха. Предполагается, что теплопотери компенсируются теплоотдачей отопительных приборов.

 

2.2. Организация воздухообмена

 

В зданиях гражданского назначения воздухообмен организуется по схеме  сверху вверх. Удаление загрязненного  воздуха осуществляется из верхней  зоны через отверстия в стенах вытяжных воздуховодов. В вытяжных отверстиях устанавливают вытяжные решетки типа Р.

 

 

2.3. Выбор расчетных температур приточного и удаляемого воздуха

 

Температура приточного воздуха

В теплый период года подается наружный воздух без охлаждения, поэтому принимается .

В холодный период принимается температура приточного воздуха на ниже нормируемой температуры в рабочей зоне, т.е. .

Удаляемый воздух.

Температура удаляемого воздуха для  всех периодов года определяется по формуле:

,

где – коэффициент воздухообмена по теплоизбыткам ( принята настилающаяся струя с кратностью воздухообмена ).

В теплый период года: .

В холодный период года: .

Результаты расчета представлены в табл. 2.2.

Табл. 2.2.

Расчетные значения температур приточного и удаляемого воздуха

Период года
Холодный	13	16
Переходные условия	13	16
Теплый	20,1	23,1

 

2.4. Определение воздухообмена для расчетного помещения по вредным выделениям

 

Воздухообмен рассчитывается в  зависимости от вредных выделений, для борьбы с которыми он предназначен. Расход воздуха определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий. За расчетный воздухообмен принимается большее из значений.

Воздухообмен по избыткам явной теплоты , , определяется по формуле:

,

где – избыточные явные тепловыделения, ;

       – удельная теплоемкость воздуха;

       , – температура приточного и удаляемого воздуха, .

Для холодного периода.

 кг/с;

м³/ч.

Для теплого периода.

 кг/с;

м³/ч.

Тепловлажностное соотношение:

;

Для холодного периода:

 

 кВт/(г/с).

 

Для теплого периода:

 

 кВт/(г/с).

Процесс изменения состояния воздуха  в помещении ищет по лучу.

Воздухообмен по избыткам полной теплоты , , рассчитывается по формуле:

,

где – масса избыточные полные тепловыделения в помещении, Вт;

       – энтальпия удаляемого из помещения воздуха, Дж/кг;

       – энтальпия подаваемого в помещение воздуха, Дж/кг.

Холодный период

Е=11,4 после построений на I-d диаграмме влажного воздуха получим:

d_in=0,2 г/кг; d_l=0,6г/кг; I_in =13,5 кДж/кг;  I_l=17,2 кДж/кг.

 кг/с;

м³/ч.

Переходный период

t_ext=10°С, I_ext=26,5 кДж/кг, после построений на I-d диаграмме влажного воздуха получим: d_in=6,5 г/кг; d_l=7г/кг; I_in =29,5 кДж/кг;  I_l=34 кДж/кг.

 кг/с;

м³/ч.

Теплый период

t_in=20,1°С, I_ext=49,4 кДж/кг, после построений на I-d диаграмме влажного воздуха получим: d_in=11,6 г/кг; d_l=12,2 г/кг; I_in =49,4 кДж/кг;  I_l=54,5 кДж/кг.

 кг/с;

м³/ч.

Воздухообмен по избыткам влаги (водяного пара) , , рассчитывается по формуле:

,

где – избытки влаги в помещении, ;

      – влагосодержания воздуха, удаляемого и подаваемого в помещение, г/кг.

Холодный период

 кг/с;

м³/ч.

Переходные условия

 кг/с;

м³/ч.

Теплый период

 кг/с;

м³/ч.

Воздухообмен по массе  выделяющихся вредных веществ , , рассчитывается по формуле:

,

где – масса вредного вещества, поступающего в воздух помещения, ;

       – концентрация вредного вещества в удаляемом воздухе

                               ( принимается для помещений с кратковременным пребыванием людей);

       – концентрация вещества в подаваемом воздухе

                                 (принимается для малых городов).

Вредным веществом в нашем случае является двуокись углерода.

Холодный период, переходные условия, теплый период

.

Результаты расчета представлены в табл. 2.3.

 

Табл. 2.3.

Воздухообмен для расчетного помещения

Период года	Расход приточного воздуха,
	Lh	Lhf	Lw	LCO2
Холодный	4680	5700	4650	360
Переходные условия	4680	4710	3720	360
Теплый	3600	4080	4380	360

 

За расчетный воздухообмен, как  по притоку, так и по вытяжке, принимается  наибольший, т.е. по избыткам полной теплоты в переходный период года.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Определение воздухообмена для других помещений

 

Расчет по нормируемой кратности  воздухообмена применяется для  помещений, для которых по соответствующим СНиП можно определить кратности воздухообмена по притоку и по вытяжке:

,

где – расчетный объем помещения, ;

       – нормируемая кратность воздухообмена, .

Помещения аналогичные с расчетным  рассчитываются с кратностью:

ч^-1

2.6. Воздушный баланс здания

 

Расчетные воздухообмены для каждого помещения заносятся в табл.2.4. Воздушные балансы составляются для каждого этажа здания и для здания в целом.

Табл.2.4.

Воздушный баланс здания

 

№ пом.	Наименование помещения	Объем помещения, м3	Приток			Вытяжка				Примечания
			nп	Lп		nв		Lп
1	2	3	4	5		6		7		8
Первый этаж
1	вестибюль	154	2	308		-		-
2	кассовый зал	270	-	4710		-		4710		по расчету
3	касса	112	2	224		2		224
4	касса воинская	42	2	84		2		84
5	касса по броням	42	2	84		2		84
6	кассовый зал воинской какссы и  кассы по броням	171	17,4	2975		17,4		2975
7	вкладовая	70	-	-		1		70
8	камера хранения	62	-	-		1		62
9	камера хранения	65	-	-		-		65
10	сан. узел муж.	-	-	-		-		300		100 м3/ч на 1 кабину
11	сан. узел жен.	-	-	-		-		300		100 м3/ч на 1 кабину
	коридор	-	-	489		-		-		по балансу к вестибюлю
			∑	8874				8874
Второй этаж
12	доставка билетов на дом	59	1,5	90		-		-
13	справочное бюро	59	1,5	90		-		-
14	каб. начальника	79	1,5	120		-		-
15	каб. зам. начальника	79	1,5	120		-		-
16	хоз. комната	56	-	-		1		56
17	гардероб персонала	56	-	-		1		56
18	хоз. комната	54	-	-		1		54
19	склад хоз. инвентаря	54	-	-		1		54
20	бухгалтерия	147	1,5	220		-		-
21	сан. узел муж.	-	-	-		-		300		100 м3/ч на 1 кабину
22	сан. узел жен.	-	-	-		-		300		100 м3/ч на 1 кабину
23	приточная камера	88	2	176		-		-
	коридор	-	-	4		-		-		к бухгалтерии
			∑	820				820
По всему зданию
			∑		9694				9694

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет воздухораспределения

 

3.1. Исходные данные

 

1. Категория тяжести работ – легкая.
2. организация воздухообмена по схеме «сверху вверх».
3. Высота помещения – , размеры помещения в плане – .
4. Расход приточного воздуха – .
5. Температура приточного воздуха – (один градус добавляется в связи с увеличением температуры приточного воздуха из-за трения в воздуховодах).
6. Нормируемая температура воздуха в рабочей зоне – .
7. Нормируемая скорость воздуха в рабочей зоне – .

Исходные данные принимаются для  переходных условий, т.к. именно в этот период наблюдается наибольший перепад между температурой приточного воздуха и нормируемой температурой в рабочей зоне.

 

3.2. Выбор схемы подачи  приточного воздуха, типоразмера  и количества воздухораспределителей

 

Для помещения высотой  подача приточного воздуха горизонтальными настилающимися на потолок струями является единственно возможной. Рабочая зона омывается воздухом, поступающим сверху.

Суммарная площадь воздухораспределителей равна:

,

где – допустимая скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя для общественных зданий.

.

Выбираем 6 воздухораспределителей типа со следующими характеристиками: , , для компактной струи: , , .

Скорость воздуха в подводящем патрубке воздухораспределителя:

.

 

3.3. Уточнение расчетной схемы струи

 

Принимается схема подачи приточного воздуха настилающимися горизонтальными  струями воздухораспределителями  типа . Воздухораспределители располагаются вдоль стены длиной  друг напротив друга.

Примем, что рабочие места расположены в зоне прямого воздействия струи и по формулам (2.4)-(2.6) [4] и табл. 2.2-2.3 [4] определим допустимые параметры струи на входе в рабочую зону:

;

,

где  – коэффициент перехода от нормируемой скорости к максимальной (для легких работ в зоне прямого воздействия);

 – допустимое отклонение  температуры воздуха в приточной  струе от нормируемой в рабочей  зоне (в зоне прямого воздействия).

Начальная разность температур воздуха:

.

Расчетный диаметр:

.

Число Архимеда для компактной струи:

.

Расстояние, на котором струя оторвется  от потолка:

,

где , – преопределенные коэффициенты.

 превышает расстояние от выхода воздухораспределителя до середины расчетного помещения, т.е. струя не отрывается от потолка до контакта со встречной струей.

Струя расширяется на участке до первого критического сечения. Согласно [4] это расстояние составляет для компактной струи:

,

где – площадь помещения в поперечном к струе направлении, .

Аналогично определяются расстояния до остальных критических сечений:

.

.

.

Определяется интенсивность расширения струи до первого критического сечения: .

Радиус границ струи в 1 критическом сечении:

Расчетная длина оси струи от воздухораспределителя до входа в рабочую зону составляет: .

Развитие струи происходит до входа в рабочую зону, т.к. .

Число Архимеда для струи на входе в рабочую зону определяется по формуле:

.

Согласно [4] коэффициент неизотермичности для определения скорости воздуха следует принимать равным . Коэффициент неизотермичности для расчета температуры воздуха определяется по уравнению:

.

Расстояние между воздухораспределителями: . Так как отношение , то согласно [4] коэффициент взаимодействия струй . Согласно [4]:

,

где - расстояние между противоположно расположенными воздухораспределителями.

.

По блок схеме, приведенной в [4] определяется коэффициент стеснения  струи:

.

.

.

  .

Максимальная скорость воздуха  в струе на входе в рабочую  зону, определяется согласно  [4] по формуле:

.

Избыточная температура воздуха:

.

вывод: скорость на оси струи на входе в рабочую зону не соответствует требованиям и необходимо произвести перерасчет, в ходе которого можно изменить количество воздухораспределителей, их тип, вид создаваемых ими струй и схему организации воздухообмена. отклонение температуры воздуха в приточной струе от нормируемой в рабочей зоне не превышает допустимое значение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1. Расчетная схема  струи

 

 

4. Аэродинамический расчет вентиляционных систем

 

4.1 Аэродинамический расчет  приточной вентиляционной системы П1

 

Задача аэродинамического расчета – определение потерь давления в вентиляционной сети и размеров поперечных сечений воздуховодов. Увязка ответвлений не производится, т.к. устанавливаются регулируемые решетки.

Расчетная схема системы  представлена на рис. 4.1.

Аэродинамический расчет проводится в следующем порядке.

Определяются требуемые площади  поперечных сечений участков магистральной ветви, :

,

где – расчетный расход воздуха на участке, ;

       - рекомендуемая скорость воздуха, .

Рекомендуемые скорости воздуха в  системах вентиляции зданий гражданского назначения приведены в [2] .

По требуемым площадям сечений подбираются стандартные размеры сечений воздуховодов или каналов на участках так, чтобы , и определяются эквивалентные диаметры сечений, :

.

Стандартные размеры сечений воздуховодов приведены в [2].

Определяются фактические скорости воздуха на участках магистральной ветви и динамические давления ( ), соответствующие этим скоростям:

,

.

По справочным таблицам находятся удельные потери давления на трение , , на участках магистральной ветви. Для прямоугольных воздуховодов .

После этого рассчитывают потери давления на трение, :

,

где – поправочный коэффициент на шероховатость каналов (для стальных воздуховодов ).

Для всех  унифицированных деталей, воздухораспределителей и решеток на участках определяются коэффициенты местных сопротивлений и находятся потери давления на местные сопротивления на участках, :

.

Результат аэродинамического расчета  системы П1 представлен в табл. 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

Перечень местных сопротивлений  приточной системы вентиляции

:

Участок №1

Отвод 90°, а´ b = 500´250 мм ,

Воздухораспределитель типа РВ, ,

Участок №2

Тройник при делении потока (проход)

, , 

Участок №3

Тройник при делении потока (ответвление)

, ,

Участок №4

2 отвода 90°,  а´ b = 800´600 мм ,

Тройник при делении потока (проход)

, ,

Участок №5

Тройник при делении потока (проход)

, ,

Участок №6

Тройник при делении потока (проход)

, ,

Участок №7

Отвод 90° (2 шт.), а´ b = 800´800 мм ,

Тройник при делении потока (ответвление)

, ,

Участок №8

Тройник при делении потока (ответвление)

, ,

 

Участок №9

Тройник при делении потока (ответвление)

, ,

Участок №10

Тройник при делени потока (проход)

, ,

Участок №11

Отвод 90° (3 шт.) , а´ b = 800´800 мм ,

Тройник при делении потока (проход)

, ,

на данном участке предполагается установка шумоглушителя. Примем

Участок №12

Отвод 90° (2 шт.) , а´ b = 800´800 мм ,

Тройник при делении потока (проход)

, ,

 

 

 

Табл. 4.1

Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции П1

№  уч.	Расход воздуха,	Длина участка	Скорость воздуха,	Размеры сечений воздуховодов			Потери давления на трение		Динамическое сопротивление		Потери давления,
											На местные сопротивления	Всего	Суммарные
1	2230	3,7	4,96	500х250	0,125	333	0,878	3,25	14,7	0,86	12,67	15,92	15,92
2	4470	1,5	6,21	500х400	0,2	444	0,928	1,39	23,1	0,4	9,25	10,64	26,56
3	6700	10,5	6,20	600х500	0,3	545	0,791	8,31	23,1	0,45	10,39	18,70	45,26
4	13400	3,2	7,75	800х600	0,48	686	1,031	3,30	36,1	1,58	57,01	60,31	105,57
5	13520	4,7	7,82	800х600	0,48	686	1,031	4,85	36,7	0,2	7,35	12,19	117,76
6	13640	1	7,89	800х600	0,48	686	1,031	1,03	37,4	0,2	7,48	8,51	126,27
7	14360	8,6	6,23	800х800	0,64	800	0,743	6,39	23,3	1,35	31,47	37,85	164,12
8	16420	4,1	7,13	800х800	0,64	800	0,864	3,54	30,5	0,2	6,09	9,64	173,76
9	16480	3	7,15	800х800	0,64	800	0,864	2,59	30,7	0,2	6,14	8,73	182,49
10	16720	1,5	7,26	800х800	0,64	800	0,864	1,30	31,6	0,2	6,32	7,62	190,10
11	16840	6,3	7,31	800х800	0,64	800	0,864	5,44	32,1	2,85	91,35	96,79	286,90
12	17020	0,5	7,39	800х800	0,64	800	0,864	0,43	32,7	1,3	42,56	43,00	329,90