2.2 Расчётные параметры наружного воздуха

Проектируемая СКВ предполагает использование в качестве расчётных параметров для наружного воздуха параметры группы Б. Источником информации для определения параметров наружного воздуха является [2]. Данные сведены в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 – Расчетные параметры наружного воздуха

Наименование пункта	Расчетная географическая широта, °с.ш.	Барометрическое давление, гПа	Период года	Температура воздуха, °С	Удельная энтальпия, кДж/кг	Относительная влажность, %	Скорость ветра, м/с	Среднесуточная амплитуда температур, °С
Брянск	52	990	теплый	24.7	53,6	-	0	9.7
			холодный	-26	-	84	6.3	6.6

3 Составление балансов по вредностям (теплоте, влаге, пару,газам, пыл и) для теплого и холодного периодов года

3.1 Реконструкция элементов здания. Определение его параметров

Для составления балансов по вредностям необходимо рассчитать статьи их потерь и выделений, что в свою очередь требует принятия (или вычисления) ряда недостающих параметров.

Для этого проводится последовательное рассмотрение конструкций всех элементов помещения и проверка их на соответствие нормативным требованиям. В случае необходимости соответствующий элемент конструкции пересматривается или дополняется. Одновременно с этим целесообразно определить все недостающие параметры, необходимые для дальнейших расчётов.

Стены. Поскольку многие элементы помещения не соответствуют требованиям современным нормативным требованиям, а также санитарно-гигиеническим нормам, реконструкция здания с предложенными заданием стенами (несущими) экономически невыгодна, принимается решение о снесении здания и постройке нового с самонесущими стенами, с принятием стандартной сетки колонн (расстояние между колоннами равно 6 м). Материалом для стен служит силикатный кирпич (кладка в 2,5 кирпича), с внутренней стороны на стены наносится 20 мм штукатурки. В качестве штукатурки принимается цементо-песчаный раствор.

Приведенное сопротивление теплопередаче стены определяется по выражению

R_ст = ,

где – коэффициент теплоотдачи воздуха внутренней поверхности ограждающей конструкции (к штукатурке), по [3], таблица 7: = 8,7 Вт/(м²·К);

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции воздуху, по [3]: = 23 Вт/(м²·К);

– толщина кирпичной кладки в 2,5 кирпича, согласно [4] = 0,64 м;

– толщина штукатурки, принимаем = 0,02 м;

– коэффициент теплопроводности кирпичной кладки. Для его определения необходимо знать условия эксплуатации здания. По [3] приложение В зона влажности для Брянска – нормальная, по таблице 1 влажностный режим помещения здания – влажный, значит по таблице 2 условия эксплуатации – Б: = 0,87 Вт/(м·К);

– коэффициент теплопроводности цементно-песчаного раствора, по [3] при тех же условиях эксплуатации: = 0,93 Вт/(м·К);

R_ст = = 0,92 (м²·К)/Вт.

Рассчитываются требуемые сопротивления теплопередаче, отвечающие санитарно-гигиеническим и комфортным условиям ( ), а также условиям энергосбережения ( ), согласно с требованиями [3].

: ,

где – расчётная температура внутреннего воздуха в холодный период года, = 22 ºС;

– расчётная температура наружного воздуха в холодный период года, = –26 ºС;

– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, по [3], таблица 5: = – t_р, где t_р – температура точки росы, определяется по и с использованием Н-d диаграммы.

= 13,8ºС.

Тогда = 22 –13,8= 8,3 ºС.

– принималось ранее, = 8,7 Вт/(м²·К);

n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, по [3], таблица 6: n = 1;

= = 0,66 (м²·К)/Вт.

Допустимое термическое сопротивление по условиям энергосбережения принимается по [3], таблица 4. Для этого необходимо определить градусо-сутки отопительного периода (Dd):

Dd= (t_int – t_ht.)·Z_ht,

где t_int = 22 ºС;

t_ht – средняя температура в период, когда среднесуточная температура воздуха была ниже или равна 10 ºС, по [2] таблица 1, t_ht = -1,4 ºС;

Z_ht – продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или равной 10 ºС, также по [2], Z_ht = 223 сут.;

Dd = (22 + 1,4)·223 = 5218,2 ºС·сут,

Значит по таблице 4 [3] сопротивление теплопередаче

= (м²·К)/Вт.

Результаты расчёта сведём в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Термические сопротивления стен цеха
Требование	Термическое сопротивление, (м2·К)/Вт
Приведенное сопротивление	0,92
Санитарно-гигиенические требования	0,66
Условия энергосбережения	2,765

Имеющееся термическое сопротивление не удовлетворяет условиям энергосбережения. Следовательно, необходимо наложить слой изоляции, который целесообразно расположить между слоями кирпичной кладки для предотвращения износа слоя изоляции. Материал изоляции - пенополистирол. Толщина слоя изоляции рассчитывается по следующему уравнению

= R_ст.ут = ,

где неизвестной величиной является .

Коэффициент теплопроводности изоляции: = 0,031 Вт/(м·К).

Тогда = 0,0572 м. Примем = 0,06 м = 6 см.

Вычислим значение термического сопротивления: R_ст = 2,855 (м²·К)/Вт.

Сечение стены с обозначением составляющих материалов приведено на рисунке 3.1.

1 – утеплитель; 2 – кирпичная кладка; 3 – штукатурка.

Рисунок 3.1 – Конструкция наружной стены

Перекрытия. Для межэтажных перекрытий выбираем многопустотные плиты (рядовые). Заданная высота этажа Н = 7.2 м., что превышает оптимальную для помещений текстильной промышленности высоту - Н_опт = 4,8 м., поэтому помещение дополняется подвесным потолком на уровне Н_опт, в который будут встроены источники искусственного освещения (люминесцентные лампы), а также системы вентиляции и кондиционирования. Пространство между перекрытием и навесным потолком можно будет использовать для прокладки множества различных коммуникаций. Чтобы в этой «прослойке» не создавались неблагоприятные для материалов условия (влажность, пыльность, наличие микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности), этого пространство соединяется с основным объёмом цеха (отверстия, вытяжки, люки).

Схема межэтажного перекрытия с навесным потолком представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Межэтажное перекрытие с навесным потолком

Окна. Окна нормируются по двум параметрам – термическому сопротивлению и площади.

Требуемое термическое сопротивление по условиям энергосбережения по [3], таблица 4 методом интерполяции:

R_req = 0,4609(м²·К)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление окон зависит от того материала, из которого выполнены переплеты и количества стёкол в переплете. Выбираем окна с тройным остеклением в деревянном спаренном переплете, так как они удовлетворяют условиям энергосбережения и в данной ситуации экономически наиболее целесообразны. Тогда R_ок= 0,55 (м²·ºС)/Вт, что превышает R_req. Условие энергосбережения выполнено.

Площадь окон принимается согласно санитарно-гигиеническим нормам. Ориентировочная площадь окон определяется по формуле

А_ок = ,

где А_пол – площадь пола, А_пол = 31,55·37,49 = 1182,8 м².

Тогда А_ок = 98,56 м².

Окна расположены по двум наружным стенам. Тип оконного проёма – точечный.

Согласно ГОСТ 12506-81* выбираем окна серии В для зданий промышленных предприятий.

Оконный проём, размером 2,36 х 2,92, по высоте заполняется оконными блоками 18-24 и 18-18.

Площадь оконного проема составляет 5,1422 м², на каждой наружной стене расположено по 10 окон. Общая площадь окон в этом случае А_ок = 5,1422·10·2=103 м².

С целью увеличения комфортности и снижения энергозатрат на поддержание заданного микроклимата, с внутренней стороны окна оборудуются светоограждающими конструкциями из плотной ткани; коэффициент отражения .

Утрированный фрагмент стены с окнами такого формата приведён на рисунке 3.3.

2360

Рисунок 3.3 – Фрагмент стены с оконными проемами

Покрытие. Поскольку рассчитываемый цех находится на втором этаже, а здание двухэтажное, то для учёта потерь через крышу следует принять конструкцию покрытия, то есть материалы, их расположение и толщину. Воспользуемся [4], страница 15-18. Покрытие примем тёплое (поскольку микроклимат обеспечивать будет только СКВ) и плоскостное (размеры помещении невелики и напряжения на прогиб будут в пределах допустимого). Кровлю соорудим скатную с уклоном 10% (чтобы не возникло необходимости создавать систему внутренних водостоков). Параметры материалов возьмём из [5], приложение 3*.Слои, снизу вверх:

Железо-бетонная плита. = 1,92 Вт/(м·К), = 0,3 м;

Пароизоляция. Рубероид (ГОСТ 10923) _п= 0,17 Вт/(м·К), толщину слоя пароизоляции примем = 0,009 м.

Теплоизоляция. Жёсткие минераловатные плиты на синтетическом связующем. = 0,09 Вт/(м·К), толщину изоляции примем стандартной = 0,15 м. Если не удовлетворит условиям энергосбережения или санитарно-гигиеническим, то придётся слой утеплителя нарастить;

Стяжка. Цементно-песчаный раствор. = 0,76 Вт/(м·К), = 0,02 м;

Гидроизоляция (кровля). Три слоя рубероида. = 0,17 Вт/(м·К), = 0,009 м;

Термическое сопротивление крыши:

R_кр = =2,11 (м²·К)/Вт;

Проверим на соответствие нормам:

= 0,75 < R_кр – санитарно-гигиенические нормы выполняются;

= 2,75 > R_кр – несоответствие. Примем R_кр = и найдём требуемую толщину изоляции: = 0,21 м. Примем = 0,21 м, тогда расчётное значение R_кр = 2,78 (м²·К)/Вт;

Схему принятого покрытия приведём на рисунке 3.5.

1 – гидроизоляция; 2 – стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 –пароизоляция; 5– железобетонная плита;

Толщина покрытия h_покр = 0,51 м. Значит рабочий объём помещения V = 5 883,14 м³.

Рисунок 3.5 – Фрагмент покрытия

Расстановка оборудования. Расстояние между ткацкими машинами для свободного перемещения персонала равно 0,8 м. В пространстве между двумя колоннами размещаются три ткацкие машины. Для удаления готовой продукции механизированным способом в середине помещения и вдоль наружных стен организуется сквозная свободная зона шириной 2 м.

Разметку колонн выполняется со стандартным шагом 6 м.

Реконструкции завершены. План участка цеха после реконструкции приведён на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – План участка цеха после реконструкции