Определение воздухообменов в расчетном помещении

 

Расчет ведем для зрительного зала, рассчитанного на 300 человек, из которых 150 мужчин и 150 женщин.

Воздухообмен в помещениях L, м3/ч, определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м3 по следующим формулам:

В том случае, когда отсутствуют в данном помещении местные отсосы, т.е. Lр.з.=0, формулы для расчета воздухообмена значительно упрощаются:

а) по избыткам явной теплоты

 

; (2.1)

 

б) по избыткам полной теплоты

 

; (2.2)

 

в) по избыткам влаги

 

; (2.3)

 

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, (2.4)

 

где Qявн - избыточный явный тепловой поток в помещении, Вт;пол - избыточный полный тепловой поток в помещении, Вт;у - температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; пр- температура воздуха, подаваемого в помещение, °С

 - избытки влаги в помещении, г/ч;у - влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами

обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;пр - влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;у - удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;пр - удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры;

 - избытки углекислого газа в помещении, л/ч, определяются по таблице 4.1./5/;

ку - содержание СО2 в воздухе, удаляемом из помещения, л/м3;

кпр - содержание СО2 в приточном воздухе, л/м3;

Избытки явной и полной теплоты в помещении определяются по следующей формуле:

для теплого периода:

 

 (2.5)

 

где - теплопоступления от людей, Вт;

 - теплопоступления от осветительных приборов, Вт;

 - теплопоступления от солнечной радиации, Вт.

для холодного периода:

 

 (2.6)

 

 - потери теплоты помещением, Вт, Учитываются только в холодный период года.

 

Теплопоступления от людей могут быть рассчитаны по формуле:

а) выделения явной теплоты:

 

, (2.7)

 

где N - число людей в помещении;

 -удельный тепловой поток явной теплоты от одного человека, /5, табл.4.1/, когда люди находятся в состоянии покоя;- коэффициент, учитывающий снижение тепловыделений в зависимости от пола и возраста: для мужчин k = 1,0, для женщин k = 0,85.

Теплый период:

Холодный период:

б) выделение полной теплоты:

 

 (2.8)

 

 -удельный тепловой поток полной теплоты от одного человека, /5, табл.4.1/;

 - то же, что в формуле (2.7).

Теплый период:

Холодный период:

Для теплого периода года  и  выбираются при температуре , а для холодного периода года при .

Тепловыделения от источников искусственного освещения можно определить по формуле:

 

, (2.9)

 

где  - общая освещенность помещения, Лк, принимаемая по табл.3.2 /7/;

 - площадь пола помещения, м2

 - удельные тепловыделения от источников искусственного освещения, принимаемые по таблице 3.3 /7/;

 - доля теплоты, поступающей в помещение. При установке осветительной арматуры в пределах помещения она равна 1,0.

Теплопоступления от источников искусственного освещения для теплого и холодного периодов года одинаковые.

Тепловыделения от источников общего освещения должны учитываться в зависимости от периода года, времени суток и архитектурно-планировочных решений.

Теплопотери помещения, Вт, определяют по укрупненным показателям, рассчитываемые для холодного периода года:

 

 (2.11)

 

где  - поправочный коэффициент на наружную температуру воздуха .

 - наружная температура, принимаемая по параметрам Б для холодного периода года /1/, °С;

 - внутренняя температура для холодного периода года, °С;н - объем помещения, по наружному обмеру, м3;

 - удельная тепловая характеристика, определяемая по /7, табл. 3.1/.

Тогда избытки явной и полной теплоты в помещении будут равны:

Для теплого периода года:

Для холодного периода года:

Так как теплоизбытки в холодный период года имеют отрицательное значение, то в дальнейшем расчете не используются.

Расчет влаговыделений W, Вт, помещении определяется по следующей формуле:

 

; (2.12)

где  - влаговыделения от одного человека, г/ч, принимается по таблице 4.1 /5/;

 - то же что в формуле (2.7).

Теплый период года:

Холодный период года:

Для теплого периода года  выбирают при температуре , а для холодного периода года при , когда люди находятся в состоянии покоя.

Масса каждого из вредных веществ, поступающих в помещение, определяется по технологическим характеристикам оборудования, расположенного в помещении. Для общественных зданий в расчет принимается выделение углекислого газа , л/ч, людьми в помещении, которое можно наитии по формуле:

 

; (2.13)

 

где  - выделение углекислого газа одним человеком, г/ч, принимается по таблице 4.1 /5/;  - то же что в формуле (2.7).

Для теплого и холодного периодов равны:

Для теплого периода года на I-d диаграмме наносим точку В (по температуре tв и относительной влажности ).

Параметры удаляемого воздуха определяются по I-d диаграмме для точки У, построенной по значениям  и .

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

у = tр.з + β (Нп - Но.з) (2.14)

 

где tр.з - температура воздуха в рабочей зоне, °С.  - для теплого периода года,  - для холодного периода года.

β - градиент температур, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения, , он определяется в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении , /5/;

Нп - внутренняя высота помещения, м.

Но.з - высота обслуживаемой зоны, м. Для помещений, где люди большую часть времени проводят сидя,

Определяем удельные избытки явной теплоты в помещении по следующей формуле:

 

(2.15)

 

Для теплого периода года:

Определяем температурный градиент

Тогда температура, удаляемого из верхней зоны помещения будет равна:

.

Тогда параметры удаляемого воздуха:

Для теплого периода года параметры приточного воздуха соответствуют параметрам А наружного воздуха:

 

Для холодного периода года на I-d диаграмме строится точка Н, характеризующая параметры наружного воздуха (по температуре tн и энтальпии ). Точка П, характеризующая параметры приточного воздуха, будет находиться в месте пересечения линий  и . Для этой точки находим значения энтальпии  и влагосодержания .

Температура приточного воздуха определяется по формуле

пр = tр.з - ∆t; (2.16)

 

где ∆t - допустимое отклонение температуры струи от нормируемой температуры в рабочей зоне при ассимиляции избытков теплоты, .пр = 19 - 4 = 15 °С;

Тогда параметры приточного воздуха будут равны:

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

у = tр.з + β (Нп - Но.з)

 

где tр.з - температура воздуха в рабочей зоне, °С.  - для холодного периода года.

β - градиент температур, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения, , он определяется в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении , /5/;

Нп - внутренняя высота помещения, м.

Но.з - высота обслуживаемой зоны, м. Для помещений, где люди большую часть времени проводят сидя,

Определяем удельные избытки явной теплоты в помещении для холодного периода года:

Определяем температурный градиент

Тогда температура, удаляемого из верхней зоны помещения будет равна:

.

Тогда параметры удаляемого воздуха:

По /5,стр.9/ выбираем .

Таким образом, для теплого периода года воздухообмены будут рассчитаны:

а) по избыткам явной теплоты

 м3/ч;

б) по избыткам полной теплоты

 м3/ч;

в) по избыткам влаги

, м3/ч;

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, м3/ч;

За расчетный принимаем больший воздухообмен по массе выделяющихся вредных веществ .

Таким образом, для холодного периода года воздухообмены будут рассчитаны:

а) по избыткам явной теплоты

 

 м3/ч;

б) по избыткам полной теплоты

 м3/ч;

в) по избыткам влаги

, м3/ч;

г) по массе выделяющихся вредных веществ

, м3/ч;

За расчетный принимаем больший воздухообмен по массе выделяющихся вредных веществ .

По санитарным нормам:

 

 (2.17)

 

где  - нормируемый расход воздуха, м3/(ч·чел), на одного человека для общественных зданий, где люди находятся кратковременно, принимается равным 20м3/ч;

 м3/ч.

Расчет воздухообменов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Величина воздухообменов помещения

Период года	Номер помещения	Наименование помещения	Количество людей	Объем помещения	Воздухообмен по явной теплоте	Воздухообмен по влаговыделениям	Воздухообмен по углекислому газу	Воздухообмен по полной теплоте	Воздухообмен по санитарным нормам	Воздухообмен принятый в расчет для притока	Воздухообмен принятый в расчет для вытяжки
Теплый	101	Зрительный зал	300	2160,197	5662,63	2637,061	12065,217	3854,373	6000	12065,217	12065,217
Холодный					-591,202	1112,342	12065,217	-27,281	6000	12065,217	12065,217

 

В системе вентиляции используется большая величина воздухообмена .

 

3. Организация воздухообмена в помещениях. Расчет количества и размещения вентиляционных каналов и воздуховодов на планах здания

 

Воздухообмен в помещениях L, м3/ч определяют по:

) нормируемой кратности воздухообмена:

 

, (3.1)

 

где  - объем помещения, м3;

 - нормируемая кратность воздухообмена, ч-1,/7/.

Например, для помещения №102 величина воздухообмена будет равна

) нормируемому удельному расходу приточного воздуха:

, (3.2)

 

где N - число людей, рабочих мест, единиц оборудования (по заданию);

- нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, на 1 рабочее место или единицу оборудования, м3/ч,/7/.

Произведем расчет помещения №112.

Объем помещения V=366,778 м3.

Для помещения №112 нормируемый удельный расход приточного воздуха на одного человека равен .

Например, для помещения №112, в котором находятся 2 человека, воздухообмен будет равен:

Величины воздухообменов помещений, рассчитанных по коэффициентам кратности воздухообменов или нормируемому расходу приточного воздуха, заносятся в таблицу 3. В помещениях с постоянным пребыванием людей суммарный по этажу объем приточного воздуха должен быть равен суммарному по этажу объему вытяжного воздуха.

Так как суммарные воздухообмены по притоку и вытяжке не совпадают, количество воздуха, необходимого для полного баланса на этаже подается или удаляется из общего коридора.

В данном курсовом проекте для создания воздушной среды в помещениях здания удовлетворяющей санитарным нормам, используются приточно-вытяжные системы вентиляции.

В зрительном зале, трюме, игровой площадке, артистических, костюмерной, столярной мастерской, гардеробе используется вытяжная система с естественной вытяжкой. В уборных для создания воздушной среды используется вытяжная система с механической вытяжкой. В здании для создания воздушной среды используется приточная система с механическим притоком. В зрительном зале на 300 мест предусмотрен дефлектор.

Эффективность приточно-вытяжной общеобменной вентиляции зависит от способа и равномерности подачи приточного воздуха в помещения и удаление отработанного. Поэтому для создания наилучшего воздухообмена в помещениях здания размещаем раздельно приточные и вытяжные каналы в противоположных стенах.

В том случае, если каналы размещаются в плоскости одной стены, проектируем их на максимально возможном расстоянии друг от друга.

В здании приточные и вытяжные решетки располагаются в верхней зоне помещений на расстоянии 0,5 м от верха решетки до потолка.

Перед аэродинамическим расчетом произведем подбор вытяжных и приточных каналов и решеток.

По известному объему воздуха L, м3/ч, и принятой скорости воздуха в канале или решетке д, м/c /5, табл. 4,3/, определяем предварительно площадь жалюзийной решетки или канала по формуле:

 

,(3.3)

 

По таблицам /4, стр.228/ принимают стандартные размеры решеток, каналов, имеющие площадь живого сечения, близкую к полученным значениям.

Далее определяется действительная скорость движения воздуха д, м/с, с учетом выбранных размеров по формуле:

 

,(3.4)

 

При естественной вытяжке в соответствии с рекомендациями /5, табл.4.3/ расчет производится при скорости движения воздуха в вертикальных каналах , в вытяжных решетках ; при механической вытяжке движения воздуха в вертикальных каналах , в вытяжных решетках . Для приточной системы с механическим побуждением в расчете используется значения скорости в пределах 1 - 2 м/с для решеток, установленных у потолка, 2 - 5 м/с для вертикальных каналов.

Расчет размеров вертикальных каналов и соответствующих им решеток сводится в таблицу 3. При заполнении таблицы 3 в графе 10 и 11 заносятся уточненные действительные значения общих площадей поперечных сечений каналов (в знаменателе), их размеров и количества (в числителе). Знак плюс в таблице означает приток, знак минус - вытяжка.

Для примера расчета вытяжных каналов и решеток в данном курсовом проекте рассмотрим помещение №101, в котором по условию установлена естественная вытяжка.

Последовательность расчета:

Определяем площадь вертикального канала для помещения №101, по формуле (5.1), при L=6000м3/ч, а =1,5м/c, тогда:

 м².

Производим подбор принятых стандартных размеров вертикального канала для помещения №101 11каналов (270 400).

Произведем расчет действительной скорости в вертикальных каналах с учетом выбранных размеров по формуле (5.2):

 м/с.

Аналогично произведем расчет жалюзийных решеток для данного помещения:

. Определяем площадь жалюзийной решетки для помещения №101, по формуле (5.1), при L=6000м3/ч, а =1 м/c, тогда:

 м².

. Производим подбор принятых стандартных размеров решетки для помещения №101 42(200×200) мм.

. Произведем расчет действительной скорости в решетках с учетом выбранных размеров по формуле (5.2):

 м/с.

Таким образом, производим расчет и подбор вертикальных каналов и решеток для остальных помещений заданных в данном курсовом проекте. Результаты расчетов сводим в таблицу 3. Расчет воздухообменов, вертикальных каналов и решеток.

Рассчитаем количество решеток в воздухозаборной шахте:

По таблице III. 20 /4/ выбираем 11 решеток СТД-5291 размерами 225 580 и площадью живого сечения .

Фактическая скорость движения воздуха в решетке:

.

 

 

Номер помещения	Наименование помещения	Объем помещения,м3	Кратность Воздухообмена,		Воздухообмен,м3/ч		Принятая скорость воздуха в каналах, м/с		Числитель - принятые размеры каналов, мм и их количество		Знаменатель - площадь сечения канала, м2	Действительная скорость воздуха в каналах, м/с		Действительная скорость воздуха в решетках, м/с		Принятые размеры решеток, мм и их количество
			+	_	+	_	+	_		+	_	+	_	+	_	+	_
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10	11	12	13	14	15	16	17

101      Зрительный зал 2160,197         -         12065,217       12065,217       5        1,5     4(270 400)

,10811(270 400)

0,1083,8581,4032,6040,9928(200 400)21(200 400)

102      Фойе 1171,721         2        -         2343,442         -         4        -         2(270 400)

0,108-3,013-4,068-2(200 400)-

103      Трюм 43,746 -         5        -         218,732 -         1,5     -         2(140 270)

0,038_0,799-0,759-2(200 200)

104      Игровая площадка      1246,916         3        5        3740,748         6234,58 3        1,5     4(270 400)

,10811(270 400)

0,1082,4051,4583,2471,9684(200 400)11(200 400)
105	Склад объемных декораций	373,692	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

106а    Артистическия 75,364 3        5        226,092 376,82 2        1,5     (140 270)

,0382(140 270)

0,0381,6531,3771,570,872(200 200)2(200 400)

106б    Артистическия 75,364 3        5        226,092 376,82 2        1,5     (140 270)

,0382(140 270)

0,0381,6531,3771,570,872(200 200)2(200 400)

107      Костюмерная 75,364 -         1        -         75,36 -         1,5     -         (140 140)

0,02-1,047-1,047-(100 200)

108а    Уборная при сцене      50,889 2        3        101,778 152,667 2        2        (140 140)

,02 (140 270)

0,0381,4141,1161,4141,06(100 200)(200 200)

108б    Уборная при сцене      50,889 2        3        101,778 152,667 2        2        (140 140)

,02 (140 270)

0,0381,4141,1161,4141,06(100 200)(200 200)
109	Хозяйственная кладовая	71,073	-		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

110      Столярная мастерская 148,45 -         2        -         296,9 -         1,5     -         3(140 140)

0,02-1,375-1,375-3(100 200)

111      Вестибюль     555,74 2        -         1111,48 -         2        -         2(270 400)

0,108-1,429-1,93-2(200 400)-

112      Гардероб        366,778 -         2        -         733,556 -         1,5     -         4(140 270)

0,038-1,341-0,637-4(200 400)

113      Коридор         221,755 -         -         766,662 -         2        -         (270 400)

0,108-1,972-2,662- (200 400)-

 

Воздух в количестве  подается в коридор.