2.2 Р асчётные параметры наружного воздуха

Проектируемая СКВ предполагает использование параметров 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 энталь-пия, кДж/кг	Относительная влажность, %	Скорость ветра, м/с	Среднесуточная амплитуда температур, °С
Барнаул	52	990	теплый	27,7	53,44	70	0	12,3
			холодный	-39	-	76	5,9	10,2

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 потерь и выделений, что в свою очередь требует принятия (или вычисления) ряда параметров помещения.

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

Стены. Поскольку реконструкция здания с предложенными заданием стенами (навесными) экономически выгодна, принимаем решение о принятии стандартной сетки колонн (расстояние между колоннами равно 6 метрам). Материалом для стен служит трехслойные панели, состоящие из двух ребристых железобетонных плит и заключенного между ними слоя утеплителя. В качестве утеплителя принимаем материал пенополистирол. Принимаем панели толщиной 300 мм, слой утеплителя в этом случае равен 60 мм. С внутренней стороны на стены наносится штукатурка толщиной 20 мм. Формула для определения термического сопротивления стены:

R_ст = , (3.1)

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

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции воздуху : = 23 Вт/(м²·К);

– толщина одной плиты: = 0,3 м

-толщина утеплителя: 0,06

– толщина штукатурки, принимаем = 0,02 м;

– коэффициент теплопроводности железобетона. Для его определения необходимо знать условия эксплуатации здания. Влажностный режим помещений здания для Барнаула – мокрый(по таблице 3.7), значит по таблице 3.8 условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б: = 1,92 Вт/(м·К);

– коэффициент теплопроводности пенополистирола при тех же условиях эксплуатации: = 0,042 Вт/(м·К);

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

R_ст = = 1,64 (м²·К)/Вт.

Теперь необходимо определить , отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, а также условиям энергосбережения. Формула для расчёта :

, (3.2)

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

– расчётная температура наружного воздуха в холодный период года, = –39 ºС;

– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции: = – 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: n = 1;

= = 0,84 (м²·К)/Вт.

Необходимо определить градусо-сутки отопительного периода (Dd):

Dd= (t_int – t_ht.)·Z_ht, (3.3)

где t_int = 22 ºС;

t_ht – средняя температура в период, когда среднесуточная температура воздуха была ниже или равна 10 ºС ,t_ht = -6,7 ºС;

Z_ht – продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или равной 10 ºС, Z_ht = 235 сут.;

Dd = (22 + 6,7)·235 = 6744,5 ºС·сут, значит определяем

= (м²·К)/Вт.

Результаты расчёта сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Термические сопротивления стен цеха
Источник	Термическое сопротивление, (м2·К)/Вт
По фактическим данным	1,64
Санитарно-гигиенические требования	0,84
Условия энергосбережения	2,35

Имеющееся термическое сопротивление не удовлетворяет условиям энергосбережения. Следовательно, необходимо увеличить слой изоляции. Толщина слоя изоляции рассчитывается по следующему уравнению:

= R_ст = , (3.4)

где неизвестным является . = 0,042 Вт/(м·К). Тогда = 0,03 м.

Сечение стены с обозначением составляющих материалов приведено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Сечение стены

Перекрытия. Для межэтажных перекрытий выбираем многопустотные плиты (рядовые). Заданная высота потолков Н = 6 м. превышает оптимальную для помещений текстильной промышленности Н_опт = 4,8 м., поэтому помещение дополняется подвесным потолком на уровне Н_опт, в который будут встроены источники искусственного освещения. Пространство между перекрытием и навесным потолком можно будет использовать для прокладки 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 – Схема межэтажного перекрытия с навесным потолком

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

Требуемое термическое сопротивление по условиям энергосбережения:

R_req = (м²·К)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление окон зависит от того материала, из которого выполнены переплеты и количества стёкол в переплете. Выбираем ленточный тип оконного проема с глухим остеклением и оконными переплетами из ПВХ.

Тогда R_окна= 0,4 (м²·ºС)/Вт>R_req. Условие энергосбережения выполнено.

Площадь окон принимается по санитарно-гигиеническим нормам. Ориентировочная площадь окон определяется по формуле: А_окна = , (3.5)

где А_ст – площадь стены.

А_пол = 30·30 = 900 м².

Тогда: А_окна = 45 м².

Отсюда высота окна : h=1,5 м.

Из ГОСТ 12506-81 выбираем стандартную высоту окна h=1820 мм.

Для уменьшения притока солнечной радиации окна оборудуются внутренними шторами из плотного непрозрачного светлого материала.

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

Рисунок 3.3 – Фрагмент стены с оконными проемами

Пол. По заданию помещение прядильного цеха находится на первом этаже здания, пол расположен на грунте. Схематичное изображение пола покажем на рисунке 3.4:

4 5

2

3

1

1 – грунт; 2 – бетон М-60; 3 – гидроизоляция (рубероид); 4 – цементный раствор;

5 – алюминий; 6- щебень и песок из перлита.

Рисунок 3.4 – Конструктивное исполнение пола

Поскольку разноудаленные от наружной стены участки пола имеют различное термическое сопротивление то считать тепловой поток однородным нельзя, необходимо учитывать изменение теплового потока по глубине здания. Для инженерных расчетов вся площадь пола разбивается на 4 расчетных зоны и в пределах каждой расчетной зоны термическое сопротивление считается постоянным.

Разбивка площади пола на зоны приведена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Разбивка площади пола на зоны

Для каждой зоны устанавливаются термические сопротивления, которые принимаются для полов, расположенных на грунте.

R_I = 2,1 (м²·К)/Вт; R_II = 4,3 (м²·К)/Вт; R_III = 8,6 (м²·К)/Вт; R_IV = 14,2 (м²·К)/Вт.

Термическое сопротивление зоны пола определяется по формуле:

, (3.6)

где - толщина слоя изоляции:

• для каждого слоя рубероида = 0,002 м;

• для щебня и песка из перлита = 0,05 м;

- коэффициент теплопроводности изоляции:

• для каждого слоя рубероида = 0,17 Вт/(м²·К);

• для керамической плитки = 0,1 Вт/(м²·К).

Таким образом термическое сопротивление зон пола равно:

(м²·К)/Вт;

(м²·К)/Вт;

(м²·К)/Вт;

(м²·К)/Вт.

Площадь каждой зоны пола:

А_I = А_II = A_III = 2·30·2 = 120 м²; А_IV = 30·18 = 540 м².

Станки. Расстояние между станками для свободного перемещения персонала равно 0,8 м. В середине помещения и у боковой стены - сквозную свободную зону шириной в 2 м для удаления готовой продукции механизированным способом.

Прочее. После оборудования цеха СКВ отпадёт необходимость использования вентиляционных шахт, поэтому их следует удалить. Разметку колонн делаем со стандартным шагом - 6 м.

Реконструкции завершены. Схема реконструированного цеха приведена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Схема реконструированного цеха