3.4. Подбор расширительного бака

Расширительные баки подбирают по их полезному объему.

Полезный объем расширительного бака, измеряемый между уровнями контрольного и переливного штуцеров, определяется по формуле [5, 14]:

(3.28)

где k - коэффициент, учитывающий объемное расширение воды; принимается по табл.10.2 [5] или табл.33.6 [14];

Q_с -тепловая мощность системы водяного отопления, кВт;

V_i - удельный объем воды в отдельных элементах системы отопления, л/кВт; принимается по табл.10.3 [5] или по табл.33.7 [14].

4. Проектирование системы вентиляции Классификация систем вентиляции.

Вентиляция предназначена для поддержания в помещениях требуемого стояния воздушной среды путем удаления из них вредных выделений.

Система вентиляции в общем случае включает в себя устройства добора и подачи (выброса) воздуха, воздуховоды (каналы), оборудованные для очистки и обработки воздуха, регулирующие устройства, вентилятор.

Системы вентиляции классифицируют по следующим признакам:

а) по виду вентиляции - общеобменные и местные;

б) по функциональному назначению - приточные и вытяжные;

в) по конструктивному исполнению - канальные и бесканальные;

г) по способу побуждения движения воздуха - естественные и искусственные (механические).

По сочетанию этих признаков возможны 16 видов вентиляционных систем

Выбор системы вентиляции и ее конструирование

В жилых зданиях устраивается вытяжная естественная канальная вентиляция.

В общем случае естественная канальная вентиляция включает в себя следующие элементы [7, 11]:

-вытяжные вертикальные каналы с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками;

-сборные горизонтальные воздуховоды;

-вытяжную шахту; для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку-дефлектор.

В жилых зданиях вытяжные каналы, как правило, размещают в помещениях кухонь, уборных, ванных или совмещенных санитарных узлов. Удаление воздуха из жилых комнат квартир осуществляется через вытяжные каналы кухонь, ванных или других подсобных помещений.

Приток свежего воздуха в помещения осуществляется неорганизованным путем в основном через неплотности в притворах оконных переплетов и балконных дверей.

Конструирование системы вентиляции начинают с нанесения на планы здания ее отдельных каналов. На плане типового этажа, как правило, показывают сечения вытяжных вертикальных каналов; на плане чердака изображают сечения вытяжных вертикальных каналов, сборный горизонтальный воздуховод, сечение вытяжной шахты. При этом на планах здания указывают размеры сечений каналов и шахты; в пределах каждого помещения нумеруют вертикальные каналы и показывают расстояния между ними и т.д.

Разместив на планах здания воздуховоды системы вентиляции, вычерчивают ее схему в аксонометрической проекции.

Вытяжные вертикальные каналы могут выполняться внутристенными или приставными.

Во внутренних кирпичных стенах вентиляционные каналы устраивают в их толще или в виде борозд, заделываемых гипсошлаковыми плитами. При этом размеры сечений каналов принимаются кратными размерам полкирпича (140x140 мм, 140x270 мм и т.д.). В наружных стенах вентиляционные каналы не устраиваются.

Приставные вентиляционные каналы в помещениях, не имеющих внутренних капитальных стен, могут выполняться из гипсошлаковых, гипсоволокнистых, шлакобетонных, бетонных, асбестоцементных плит толщиной 35-40 мм. Минимальный размер этих каналов составляет 100x150 мм.

В современных крупнопанельных зданиях вентиляционные каналы устраивают в специальных однорядных или двухрядных вентиляционных панелях (блоках).

Вентиляционные блоки для зданий с числом этажей до пяти изготовляют с индивидуальными каналами для каждого этажа.

Вентиляционные блоки зданий с числом этажей пять и более имеют один сборный канал большого сечения, к которому подключаются вентиляционные каналы отдельных помещений. Подключение этих каналов к сборному осуществляется по схеме с перепуском через один или несколько этажей.

Сборные горизонтальные воздуховоды, прокладываемые на чердаках или в неотапливаемых помещениях, выполняют из двойных гипсошлаковых или шлакобетонных плит толщиной 40-50 мм с воздушной прослойкой 40 мм. Для устройства этих воздуховодов могут применяться также и многопустотные гипсошлаковые или шлакобетонные плиты толщиной 100 мм. Размер сечения воздуховодов, расположенных на чердаках, следует принимать не менее 200x200 мм.

В бесчердачных зданиях сборные горизонтальные воздуховоды устраивают под потолком коридора, лестничных площадок и других вспомогательных помещений.

В бесчердачных жилых зданиях вентиляционные каналы часто выводят без объединения в сборный воздуховод.

В жилых зданиях высотой до пяти этажей запрещается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные 8 различных этажах здания.

В зданиях же с числом этажей более пяти допускается объединение отдельных вертикальных вытяжных каналов из каждых четырех-пяти этажей в один сборный магистральный канал.

Вытяжные шахты системы вентиляции жилых зданий рекомендуется устраивать с обособленными и объединенными каналами. Они должны быть выше конька крыши не менее чем на 500 мм.

Вытяжные отверстия внутри помещений жилых зданий размешают на расстоянии 500 мм и ниже от поверхности потолка.

Аэродинамический расчет вытяжной естественной канальной вентиляции.

Основной задачей аэродинамического расчета системы естественной вентиляции является определение размеров сечения воздуховодов (каналов) и потерь давления в них.

Результаты расчета заносят в таблицу, форма которой приведена в приложении 8.

Перед началом выполнения расчета необходимо:

-определить для каждого помещения требуемый воздухообмен;

-выявить на схеме системы вентиляции расчетное направление (расчетную ветвь).

Воздухообмен в помещениях жилых зданий определяется по формулам:

(4.1)

(4.2)

где n - нормативная кратность воздухообмена; принимается по табл.8 [11];

- нормативный удельный расход воздуха на 1м² площади пола помещения, м³/(ч∙м²): принимается по табл.8 [11];

ν, F – соответственно, объем помещения и площадь его пола, м³, м²; определяются в результате обмера помещений.

В качестве расчетного направления (расчетной ветви) на схеме принимают направление от вытяжной шахты до наиболее удаленного вытяжного вертикального канала, имеющего наименьшее располагаемое давление.

Определив расчетное направление, нумеруют арабскими цифрами его участки, начиная от вертикального канала до вытяжной шахты включительно. При этом около каждого расчетного участка проставляют количество проходящего по нему воздуха и его длину.

Расчетный участок - это отрезок воздуховода между двумя соседними узлами разветвления, на котором расход и скорость воздуха постоянны.

Располагаемое естественное давление для той или иной ветви системы вентиляции определяется по формуле:

(4.3)

где h - расстояние по вертикали от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;

g=9,81 м/с²;

ρ_н - плотность наружного воздуха, кг/м³; согласно [4] принимается при температуре наружного воздуха, равной 5˚С ( )

ρ_в - плотность внутреннего воздуха, кг/м³;принимается при расчетной температуре внутреннего воздуха.

Располагаемое давление в ветви расходуется на преодоление воздухом сопротивления трения и местных сопротивлений.

Потери давления на трение и в местных сопротивлениях (жалюзийной решетке, коленах, тройниках, устье шахты и т.п.) рассматриваемой ветви определяются по формуле:

(4.4)

где R -удельная потеря давления на трение на длине 1м, Па/м; рекомендации по ее определению приведены ниже;

l - длина i-того участка, м;

n - поправочный коэффициент, учитывающий различие в шероховатости внутренней поверхности неметаллических каналов и гладких металлических труб, для которых составлены расчетные таблицы; принимается по табл. 12.14 [13] или по табл.14.3 [7];

z -потери давления в местных сопротивлениях, Па; определяется по формуле (4.7).

Значение величины R может быть найдено, например, по номограмме на рис.14.9 [7] или по табл.12.17 [13], а также определено по формуле:

(4.5)

где λ - коэффициент сопротивления трения, определяемый по приведенной ниже формуле (4.6);

d - внутренний диаметр воздуховода, м;

ρ - плотность воздуха, кг/м³;принимается при температуре 20˚С ( );

υ - скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с; рекомендации по ее определению даны ниже.

Коэффициент λ определяется по формуле:

(4.6)

где k_э - абсолютная эквивалентная шероховатость внутренней поверхности воздуховодов; принимается по табл. 12.13 [13]; для воздуховода из листовой стали k_э=0,1;

Re -число Рейнольдса;

υ, d -то же, что в формуле (4.5);

ν -кинематическая вязкость воздуха, м²/с.

Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле:

(4.7)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений; их значение принимаются, например, по приложению 9 [7] или по табл.12.18-12.49 [13];

ρ, υ -то же, что в формуле (4.5).

Для воздуховодов прямоугольного сечения (каналов) в качестве величины d принимается эквивалентный диаметр:

(4.8)

где a, b - размеры сторон прямоугольного воздуховода (канала) м.

Значения скорости движения воздуха в жалюзийных решетках и каналах системы естественной вентиляции рекомендуется принимать в следующих пределах:

-воздухоприемные жалюзи: 0,5-1,0 м/с;

-вертикальные и горизонтальные каналы: 0,5-1,0 м/с;

-вытяжные шахты: 1,0-1,5 м/с.

Меньшие значения скорости принимаются для каналов верхних этажей, большие - для каналов нижних этажей.

Площадь сечения каналов на расчетных участках и воздухоприемных отверстий определяется по формуле:

(4.9)

где L_уч -расход воздуха на расчетных участках или через воздухоприемное отверстие, м³/ч; определяется с помощью формул (4.1) или (4.2);

υ - скорость движения воздуха в канале, м/с; принимается в соответствии с приведенными выше рекомендациям.

При расчете отдельных ветвей системы вентиляции необходимо предусматривать запас давления на неучтенные потери в размере до 10% от располагаемого давления:

(4.10)

Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции проводят в следующей последовательности:

1) по формуле (4.1) или (4.2) определяется расход воздуха, удаляемого из каждого помещения;

2) определяются расходы воздуха на участках расчетной ветви; эти расходы, начиная со второго участка, находятся путем суммирования расходов воздуха, поступающего из предыдущего расчетного участка и очередного вертикального канала;

3) для расчетной ветви по формуле (4.3) вычисляется располагаемое давление:

4) в соответствии с рекомендациями, приведенными выше, на рассматриваемом расчетном участке принимается скорость движения воздуха;

5) по формуле (4.9) определяется сечение канала на рассматриваемом расчетном участке;

6) подбирается ближайшее к расчетному стандартное значение сечения канала и находится действительная скорость движения воздуха на рассматриваемом участке:

7) по формуле (4.8) вычисляется эквивалентный диаметр канала;

8) определяются потери давления на трение и в местных сопротивлениях каждого участка и по формуле (4.4) находятся потери давления в расчетной ветви;

9) проводится сравнение полученного значения потерь давления в расчетной ветви с ее располагаемым давлением. При невыполнении соотношения (4.10) следует принять новые размеры сечений каналов и повторить расчеты.

В такой последовательности проводится расчет и остальных ветвей системы вентиляции, в результате которого на их расчетных участках будут определены размеры сечения каналов (воздуховодов).