- •1.1 Теплотехнический расчет наружных стен
- •1.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
- •1.5 Теплотехнический расчет надподвального перекрытия
- •2.3 Добавочные потери тепла, вызываемые различными факторами, которые не учитывается основной формулой.
- •3 Определение необходимой поверхности нагревательных приборов
- •5 Гидравлический расчёт трубопроводов
- •6 Расчет системы вентиляции
- •7 Выбор оборудования котельной
- •8 Подбор расширительного бака
6 Расчет системы вентиляции
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.
Естественное давление Δре , Па, определяют по формуле:
, (6.1)
где hi – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;
ρн, ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и общественных зданий, согласно СНиП П-33-75, определяется для температуры наружного воздуха +5° С. Считается, что при более высоких наружных температурах, когда естественное давление становится весьма незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать, открывая более часто и на более продолжительное время форточки, фрамуги, а иногда и створки оконных рам.
Анализируя выражение для естественного давления можно сделать следующие практические выводы.
Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше.
Естественное давление становится большим при низкой температуре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой снижение действующего давления и может вызвать выпадение конденсата со всеми вытекающими при этом последствиями
Кроме того, из этого следует, что естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов, тогда как для преодоления сопротивления в коротких ветвях воздуховодов, безусловно, требуется меньше давления, чем в ветвях значительной протяженности. На основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации вытяжных систем вентиляции радиус действия их от оси вытяжной шахты до оси наиболее удаленного отверстия допускается не более 8 м.
Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.
Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно СНиП соответствующего здания) или по расчету.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по назначению помещения. Санитарные узлы во всех случаях обслуживаются самостоятельными системами и при пяти унитазах и более оборудуются механическими побудителями. В курительных комнатах, как правило, осуществляется механическая вентиляция Вытяжку из комнат жилого дома с окнами, выходящими на одну сторону, рекомендуется объединять в одну систему.
Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов, вытяжных отверстий и жалюзийных решеток, вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха, удаляемого по каналу. Транзитные каналы, обслуживающие помещения нижних этажей, рекомендуется обозначать римскими цифрами (I, II, III и т.д.). Все системы вентиляции должны быть пронумерованы.
Вычерчивание аксонометрических схем в линиях, или, что лучше, с изображением внешних очертаний всех элементов системы. На схемах в кружке у выносной черты проставляется номер участка, над чертой указывается нагрузка участка, м3/ч, а под чертой – длина участка, м.
Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов) выполняют по таблице или номограммам, составленным для стальных воздуховодов круглого сечения при ρв=1,205 кг/м3, tв=20 °С. В них взаимосвязаны величины L, R, w, hw и d.
Чтобы воспользоваться таблицей или номограммой для расчета воздуховода прямоугольного сечения, необходимо предварительно определить соответствующую величину равновеликого (эквивалентного), диаметра, т.е. такого диаметра круглого воздуховода, при котором для той же скорости движения воздуха, как и в прямоугольном воздуховоде, удельные потери давления на трение были бы равны. Диаметр определяется по формуле:
, (6.2)
где a, b – размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность, то коэффициент трения для них а, следовательно, и удельная потеря давления на трение будут соответственно больше, чем указано в таблице или номограмме.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде.
При заданных объемах воздуха, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость его движения.
По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные площади сечения каналов могут быть приняты как окончательные. Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого давления, то площадь сечения каналов следует увеличить или, наоборот, уменьшить, т. е. поступать так же, как при расчете трубопровода системы отопления.
Местные потери по участкам представлены в таблице 6.1:
Таблица 6.1 - Расчёт местных сопротивлений
№ участка |
Характер сопротивления |
число МС х ξ |
Σξ |
1 |
жалюзийно-декоративная решётка |
1х2,19 |
3,45 |
плавный отвод прямоугольного сечения |
1х0,25 |
||
колено с изменением сечения |
1х1,01 |
||
2 |
тройник на всасывание |
1х0,8 |
0,8 |
3 |
зонт с диффузором |
1х0,6 |
0,6 |
4 |
жалюзийно-декоративная решётка |
1х2,19 |
3,45 |
плавный отвод прямоугольного сечения |
1х0,25 |
||
колено с изменением сечения |
1х1,01 |
||
5 |
тройник на всасывание |
1х0,8 |
0,8 |
Из таблицы VII.7 [5] определяем часовой объём вентилируемого воздуха, м3/ч.
Это значение принимаем в качестве расчётного.
Вытяжная решётка будет находиться на высоте 2,5 м над уровнем пола. Система вентиляции помещений представляет собой вертикальный приставной канал длиной м.
Для определения площади сечения канала на данном участке задаёмся скоростью движения воздуха по таблице 4.1 [6], м/с.
Площадь поперечного сечения канала, м2, определяется по формуле:
, (6.3)
Принимаем размеры поперечного сечения прямоугольного канала, м.
Уточним скорость движения воздуха на участке:
, (6.4)
Эквивалентный диаметр участка:
, (6.5)
где а, b – размеры поперечного сечения прямоугольного канала, мм.
По номограмме, приложение 1 [6] определяем удельную потерю давления на трение, Па/м.
Потери давления на трение на участке с учётом шероховатости:
, (6.6)
где - коэффициент шероховатости материала канала, для шлакобетонных плит таблица III.5 [5];
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке по таблице 6.1.
Из приложения 1 [6] по скорости воздуха определяем динамическое давление, Па.
Потери давления на местные сопротивления участка:
, (6.7)
Общие потери давления на участке, Па:
. (6.8)
Результаты расчёта системы вентиляции представлены в таблице 6.2.
Располагаемое давление, Па, в естественной вытяжной системе вентиляции определяется по формуле:
, (6.9)
где h – расстояние по вертикали от оси вытяжной решетки до устья вытяжной шахты, м, h =2,9;
– плотность наружного воздуха, кг/м3, при температуре 5 С, ;
– плотность внутреннего воздуха, кг/м3, при С, ;
Па.
Сравним полученные потери на участке 1,2,3 с располагаемым давлением:
1,718 Па < 1,74 Па, следовательно, условие естественной вентиляции Pрасп.>Rl+Z = ΔP выполняется.
Запас давления в системе вентиляции:
; (6.10)
На участке 4,5: 1,579 Па<1,74 Па;Все условия выполняются.
Таблица 6.2 - Расчёт системы вентиляции
№ участка |
Расход воздуха L, м3/ч |
Длина участка l, м |
Скорость воздуха на участке w, м/с |
Площадь поперечного сечения воздуховода f, м2 |
Размеры воздуховода, м |
Эквивалентный диаметр dэ, мм |
Удельная потеря давления на трение R, Па/м |
Потеря давления на трение R*l*β, Па |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σζ |
Динамический напор hw, Па |
Потеря давления на местные сопротивления Z=Σζ·hw, Па |
Полные потери давления ΔP, Па |
|
а |
b |
||||||||||||
1 |
43,29 |
0,70 |
0,53 |
0,023 |
0,15 |
0,15 |
150 |
0,045 |
0,040 |
3,45 |
0,18 |
0,610 |
0,650 |
2 |
43,29 |
2,40 |
0,80 |
0,015 |
0,10 |
0,15 |
120 |
0,100 |
0,307 |
0,80 |
0,40 |
0,318 |
0,625 |
3 |
102 |
2,20 |
0,86 |
0,033 |
0,15 |
0,22 |
178 |
0,060 |
0,169 |
0,60 |
0,46 |
0,274 |
0,443 |
Сумма потерь по участку 1, 2, 3 |
1,718 |
||||||||||||
4 |
58,71 |
0,70 |
0,49 |
0,033 |
0,15 |
0,22 |
178 |
0,018 |
0,016 |
3,45 |
0,15 |
0,522 |
0,538 |
5 |
58,71 |
2,40 |
0,72 |
0,023 |
0,15 |
0,15 |
150 |
0,110 |
0,338 |
0,8 |
0,33 |
0,260 |
0,598 |
Сумма потерь по участку 4,5,3 |
1,579 |