Вентиляция общественного здания

Введение

Основным направлением развития вентиляции является работа по созданию благоприятных условий для высокопроизводительного труда, улучшения условий быта и отдыха населения, совершенствования контроля за состоянием внутренней среды и источниками её загрязнения.

В условиях современного производства основной задачей вентиляции является поддержание допустимых параметров в помещениях и обеспечение наилучших условий для работы на производстве. При проектировании вентиляции традиционное предпочтение отдается наиболее простым из обеспечивающих заданные условия способам, при которых проектировщики стремятся уменьшить производительность систем, принимая целесообразные конструктивно-планировочные решения здания, внедряя технологические процессы с минимумом вредных выделений, устраивая укрытия мест образования вредных выделений.

1. Определение параметров воздуха

Согласно нормативной литературе выбираем параметры воздуха, кратность воздухообмена помещений и воздухообмен помещений. Результат заносим в таблицу 1 и таблицу 2.

Таблица 1. Расчетные параметры наружного воздуха

Период года	Параметры воздуха Б			Барометрическое давление, Па
	Температура, °С	Удельная энтальпия, кДж/кг	Скорость ветра, м/с
теплый	28,3	55,7	1	990
холодный	-39	-38,9	2

Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура воздуха, ° С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый	21	60	0,2
Холодный и переходные условия	20 - 22	45	0,2

 

2. Определение требуемого воздухообмена

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Воздухообмен в жилых, общественных и административных зданиях обычно определяется по кратности воздухообмена или по установленной норме воздухообмена на одного человека. Кратностью воздухообмена принято называть количество воздуха, подаваемого или удаляемого за 1 час из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре.

Расчет воздухообмена сведем в таблицу 3.

Вывод: между притоком и вытяжкой на первом и втором этажах наблюдается дисбаланс: количество подаваемого воздуха больше, чем удаляемого. Поэтому удаляем дополнительно воздух в санузлах на 1 этаже в количестве 78 м3/ч, а на 2 этаже 130 м3/ч

3. Принципиальные решения по организации воздушного режима помещений

 

.1 Приточные системы

Здание оборудовано двумя разветвлёнными системами механической приточной вентиляции: одна система запроектирована для кабинетов, помещения для арестованных, архива, комнаты охраны, и т.д., вторая для зрительного зала судебных заседаний, комнаты ожидания свидетелей и зала совещаний.

Оборудование приточных систем размещается в специальном помещении (вентиляционной камере), находящемся в подвале. В приточную систему входят: воздухозабор (один на 2 системы); холодная приёмная камера (одна на 2 систем); подставки под калориферные установки; утеплённые клапаны, и другое оборудование.

.2 Вытяжная система

Здание оснащено механическими и естественными местными вытяжными системами. Количество вытяжных систем зависит от следующих факторов:

·        назначения помещения

·        характера вредностей

Одна система запроектирована для кабинетов. Другая для санузла. Отдельная механическая вытяжная система запроектирована так же для туалета, другая для кабинетов. Отдельные естественные вытяжные системы запроектированы для зала судевных заседаний, зала совещаний.

 

3.3 Вентиляционные каналы и воздуховоды

В здании запроектированы к прокладке воздуховоды прямоугольного сечения, так как они сочетаются с интерьером внутренних помещений. В коридорах воздуховоды прокладываются за подшивными потолками. Трассировка воздуховодов производится с учётом их наименьшей протяжённости.

 

4. Аэродинамический расчет приточных и вытяжных систем

 

.1 Аэродинамический расчет приточной системы П1

Его проводят с целью определения размеров поперечного сечения участков сети и в системах с механическим побуждением движения воздуха потери давления определяют выбор вентилятора. Подбор размеров поперечного сечения воздуховодов проводят по допустимым скоростям движения воздуха.

Потери давления DР, Па, на участке воздуховода длиной l м определяют по формуле:

DР=Rl+Z

где R - удельные потери давления на 1м воздуховода, Па/м .

Z-потери давления в местных сопротивлениях, Па, определяем по формуле:

Z=Sx×Pg,

где Pg - динамическое давление воздуха на участке, Па.

Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Последовательность расчета.

1. Определяем нагрузки расчетных участков, характеризующихся постоянством расхода воздуха;

2. Выбираем основное направление, для чего выявляем наиболее протяженную цепь участков;

3. Нумеруем участки магистрали и ответвлений, начиная с участка, наиболее удаленного с наибольшим расходом.

4. Размеры сечения воздуховода определяем по формуле

где L -расход воздуха на участке, м3/ч

Jр- рекомендуемая скорость движения воздуха м/с

1. Зная ориентировочную площадь сечения, определяем стандартный воздуховод и рассчитываем фактическую скорость воздуха:

1. Определяем R,Pд .

2. Определяем коэффициенты местных сопротивлений.

3. Общие потери давления в системе равны сумме потерь давления в воздуховодах по магистрали и в вентиляционном оборудовании:

DP=S(Rl+Z)маг+DPоб

4. Методика расчета ответвлений аналогична.

После их расчета проводят увязку.

Результаты аэродинамического расчета воздуховодов сводим в табл. 5

 

.2 Аэродинамический расчет вытяжной системы В1

Аэродинамический расчет вытяжной системы В1 производят аналогично аэродинамическому расчету приточной системы П1.(Таблицы 8, 9, 10)

венткамера клапан фильтр жалюзийный

Q=0,278Lcρ (tкон-tнач)=0,2787511,0051,2(18-(-39))=14352 Вт

где L- количество нагреваемого воздуха, м3 /ч;

с- удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);

ρ- плотность воздуха, кг/м3;

tк , tн- конечная температура нагретого воздуха и начальная температура воздуха.

) Зададимся массовой скоростью воздуха (υρ)=8 кг/(м2с) и определим необходимое живое сечение для прохода воздуха

) Принимаем калорифер КСк3-6-02АХЛЗ:

Таблица 3. Технические данные калорифера

Обозначение	Площадь поверхности теплообмена со стороны воздуха F, м2	Площадь сечения, м2				Число ходов для движения теплоносителя nx	Длина теплопередающей трубки l, м	Масса, кг, не более
		Фронтального fв	для прохода теплоносителя fw	патрубка fп	распределительно-сборных коллекторов fк
КСк3-6-02АХЛЗ	13,26	0,267	0,000846	0,001006	0,00172	6	0,53	38

Определяем действительную массовую скорость

) Определяем расход теплоносителя через калорифер

) Определяем скорость воды в трубках калорифера

где - площадь живого сечения по теплоносителю.

) Определяем коэффициент теплопередачи калорифера

К=f(υρ,)=52,32 Вт/(м2°С).

Определяем требуемую поверхность нагрева калорифера

) Определяем расчетное число рядов калориферной установки по ходу движения воздуха.

.

) Определяем величину запаса площади поверхности нагрева

Т.к. мы взяли самый маленький калорифер, а процент запаса поверхности нагрева слишком велик, то произведем зашивку калорифера, чтобы процент запаса стал 10 % - 20 %.

 

6. Расчет и подбор вентоборудования для приточной и вытяжной камер.

 

.1 Подбор вентилятора

Вначале производим предварительный подбор вентилятора по заданной производительности Q (для системы П1 Q=751 м3/ч, для системы В1 Q=327 м3/ч) и оптимальному значению полного давления Р (для системы П1 Р=, для системы В1 Р=34,24×1,1=38 Па) по сводным графикам аэродинамических характеристик. Далее производим окончательный подбор вентилятора по графикам индивидуальных характеристик.

Принимаем к установке вентилятор ВЦ4-75-3.15 исполнение 1 для Приточной системы П1 и вентилятор TKS 300B для Вытяжной системы В1

Таблица 12

Технические данные вентилятора ВЦ4-75-3.15 (исполнение 1)

условное обозначение	Вентилятор			двигатель			масса вентилятора (с двигателем), кг
	номер	диаметр колеса, % Dном	частота вращения nв, об/мин	тип	мощность, кВт	частота вращения nдв, об/мин
Приточная система П1
Е3.15.105-1а	3,15	105	1380	4АА63А4	0,25	1380	38,1

.2 Подбор и расчет фильтра

Запыленность сн=0,5 мг/м3

Режим работы 1 смена=8 часов

) примем фильтр ФяРБ

) определим требуемую площадь фильтрации при удельной воздушной нагрузке 7000 м3/(чм2)

) определим необходимое число фильтрующих элементов, если площадь одной ячейки

) действительная площадь фильтрации и удельная воздушная нагрузка составят

Гидравлическое сопротивление фильтра

) при нижнем пределе эффективности фильтра η=70% количество пыли, собирающейся на фильтрующей поверхности за одни сутки, составит

) пылеемкость фильтра ФяРБ . Тогда продолжительность работы фильтра между регенерациями составит

6.3 Узел воздухозабора

Забор воздуха - через штампованные жалюзийные решетки типа АЛН, установленные на высоте 2,0 м от уровня земли в околостроенной воздухозаборной шахте; для предотвращения поступления наружного воздуха в помещение при неработающей приточной установке смонтирован клапан воздушный утепленный без подогрева типа П.

 

.4 Подбор жалюзийных решеток

) определяем требуемую площадь и количество решеток, исходя из рекомендуемой скорости в живом сечении υ=3-6 м/с

Выбираем решетки АРН 500х250 с суммарным живым сечением

∑f=3×0,049=0,147 м2

Коэффициент местного сопротивления решетки АРН =1,2.

) скорость воздуха в живом сечении решетки равна

) аэродинамическое сопротивление решетки составит

6.5 Подбор утепленного клапана

1) Выбираем клапан П600×1000Э с живым сечением f=0,49 м2 и габаритными размерами 1000×1040 мм, =0,12.

) рассчитываем скорость движения воздуха в живом сечении клапана

) находим аэродинамическое сопротивление клапана

 

7. Проектирование приточной венткамеры с механическим побуждением

Расположение венткамер не отвечает требованиям СНиП 2.08.02-89* п.1.13, поэтому необходимо выполнить ряд мероприятий по шумоизоляции венткамер. Высота помещения 3 м, что соответствует требованиям СНиП.

В помещении венткамеры необходимо предусмотреть ширину прохода между выступающими частями оборудования, между оборудованием и строительными конструкциями с учетом монтажных и ремонтных работ не менее 0,7 м.

 

8. Компоновка оборудования приточной венткамеры с механическим побуждением

В приточной венткамере устанавливаем оборудование для обработки воздуха и подачи его в помещения. Т.к здание оборудовано двумя приточными системами механической вентиляции, то устанавливаем в венткамере 2 вентилятора, 2 калорифера, 2 фильтра. Устраиваем форкамеру, вход в которую осуществляется через герметичную дверь. Необходимо применение мягких вставок на всасывающем и нагнетательном патрубках вентиляторов.

 

9. Акустический расчет вентиляционной системы

I. Вычерчиваем аксонометрическую схему наиболее короткой ветви воздуховодов, обслуживающих помещение с наименьшим допустимым уровнем шума.

Рис. 1 Аксонометрическая схема

II. Воздух подается в Юридическую консультацию. Расчет ведем для среднегеометрической частоты октавных полос, равной 250 Гц. Допустимый уровень шума Lдоп=49дБ.

III. Определяем октавный уровень звуковой мощности вентилятора, излучаемой нагнетательным патрубком

дБ

где - критерий шумности, зависящий от типа и конструкции вентилятора, дБ;

- полное давление создаваемое вентилятором, кгс/м2;

- объемный расход воздуха , м3/сек;

- поправка на режим работы вентилятора в зависимости от его КПД, дБ (8);

- поправка, учитывающая распределение звуковой мощности вентилятора по октавным полосам частот, принимаемая в зависимости от типа и частоты вращения вентилятора (8), дБ;

- поправка, учитывающая акустическое влияние присоединения воздуховода к вентилятору, дБ;

IV. Определение снижения уровня звуковой мощности в элементах сети.

Участок 1

а) металлический воздуховод сечением 150×300. Гидравлический диаметр:

D=4×F/П=4×0,045/0,45=0,4 м=400 мм

Определяем снижение октавного уровня звуковой мощности на 1м длины прямоугольного воздуховода с гидравлическим диаметром 400мм  дБ

 дБ

б) разветвление

 дБ

где - площадь поперечного сечения воздуховода рассматриваемого ответвления, м2

- площадь поперечного сечения воздуховода перед разветвлением, м2

 - суммарная площадь поперечного сечения воздуховодов всех ответвлений, м2

- отношение площадей сечений воздуховодов, равная

в) для тройников на ответвление с поворотом на 90о к значению  прибавляем значение снижения уровня звуковой мощности в повороте воздуховода дБ

Участок 2

а) металлический воздуховод сечением 150×150. Гидравлический диаметр:

D=4×F/П=4×0,0225/0,3=0,3 м=300 мм

Определяем снижение октавного уровня звуковой мощности на 1м длины прямоугольного воздуховода с гидравлическим диаметром 300 мм  дБ

 дБ

б) разветвление

 дБ

в) плавный поворот шириной 300 мм

 дБ

г) для тройников на ответвление с поворотом на 90о к значению  прибавляем значение снижения уровня звуковой мощности в повороте воздуховода дБ

Участок 3

D=4×F/П=4×0,015/0,25=0,24 м=240 мм

Определяем снижение октавного уровня звуковой мощности на 1м длины прямоугольного воздуховода с гидравлическим диаметром 240 мм  дБ

 дБ

) плавный поворот шириной 240 мм

дБ

в) в результате отражения от решетки сечением 200×100 мм в соответствии с корнем квадратным из площади поперечного сечения решетки снижение уровня звуковой мощности

дБ

Суммарное снижение уровня звуковой мощности в сети

36 дБ

V. Определение уровня звукового давления в расчетной точке

дБ

S=2πR2=3,14*9*2=56,52 м2

В=В1000μ=4,5×0,7=3,15 м2

В1000=Vпом/10=45/10=4,5 м2

Определим параметр Гц·м

Ф=1

VI. Определение требуемого снижения уровня звукового давления в расчетной точке

 дБ

Вывод: в расчетной точке уровень звукового давления допустимый, поэтому шумоглушитель на приточную систему П1 не устанавливаем.

Заключение

В результате проектирования системы вентиляции общественного здания было выполнено:

·  расчет воздушного режима здания (с подбором приточных и вытяжных решеток)

·        расчет аэродинамики приточных и вытяжных систем (с подбором оборудования приточной венткамеры)

·        акустический расчет

Список использованной литературы

1. СНиП II 3-79* Строительная теплотехника/Минстрой России М: Стройиздат 1996г.

. СНиП 23-01-99 Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР М: Стройиздат 1983г.

. СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения

. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование./Госстрой России 2004 г.

. В.Н Посохин, Р.Г Сафиудлин Пособие к курсовому проекту для студентов 4 курса специальности 290700 Примеры расчетов вентиляции общественного здания. Казань 2001.

. В. П. Титов. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. Учебное пособие для вузов. М: Стройиздат 1985г.

. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1981.- 272с., ил.

. Справочник проектировщика под ред. И. Г. Староверова. ч.2. М: Стройиздат 1997г.

. Строительный каталог СК-8 инженерное оборудование «Калориферы, воздухонагреватели».

. Щекин Р. В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. ч.2./Киев 1976г.