Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.

к практическим работам / сост. В.М. Кулишкина. – (Серия внутривузовских

методических указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018. –

URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r_plus/cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа:

для авторизованных пользователей.

Даны теоретические положения, методика и примеры расчета, рекомендации по выполнению практических работ в соответствии с современными нормативными документами.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Предназначены для выполнения практических работ студентами всех форм обучения, направления «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Подготовлены на кафедре «Городское строительство, хозяйство и экспертиза объектов недвижимости».

Текстовое (символьное) издание (1 МБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7;DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов :

Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова

Издание первое. Дата подписания к использованию 07.06.2018

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018

ВВЕДЕНИЕ

Вентиляция – Обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

В методологических указаниях изложены теоретические положения, методики выполнения работ с примерами, практические рекомендации по организации воздухообмена в помещениях, обеспечению допустимых метеоусловий и чистоты воздуха в помещениях.

Целью настоящих методических указаний является закрепление теоретических знаний и практических навыков по вентиляции зданий и сооружений различного назначения.

Методические указания могут служить пособием при выполнении курсового проекта по дисциплине «Вентиляция» и специальной части дипломного проекта (работы) по специальности 08.03.01.

Каждая практическая работа рассчитана на 2 часа.

3

1. АЭРАЦИЯ ОДНОПРОЛЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ (ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД)

Цель работы: определить:

а) площадь приточных и вытяжных проемов в стене; б) достаточность площадей приточных и вытяжных проемов в

рассматриваемом однопролетном здании со светоаэрационным фонарем. Задание: Организовать воздухообмен в здании высотой Hзд с

отметками центров приточных аэрационных и вытяжных проемов от пола Z1 и Z2 с полюсным расстоянием источников тепловыделений Zп при площади пола аэрируемого помещения Fпл, количеством источников n, выделяющих QТ.В., ккал/час, количества тепла; при условии потери тепла через наружные ограждения здания QТ.П., ккал/час; количество конвективного тепла, выделяющегося от основных источников тепла Qк, ккал/час, и лучистого Qл, ккал/час с учетом коэффициента лучистой теплоотдачи αл, ккал/час м2°C.

Теоретические положения

Аэрация зданий - организованная регулируемая естественная вентиляция. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давлений. Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне, а технология производства не предъявляет особых требований к микроклимату внутри здания.

Естественный воздухообмен называют аэрацией в тех случаях, когда можно осуществлять его в заранее заданных объемах и регулировать в соответствии с внутренними и внешними условиями (температурой воздуха, направлением и скоростью ветра). Аэрация обеспечивается через систему управляемых приточных и вытяжных отверстий, потребную площадь которых определяют по расчету.

Путем аэрации достигают удаление из производственных помещений вредных газов и аэрозолей, а также избыточного тепла и влаги.

Аэрацию применяют в основном в цехах со значительными теплоизбытками (горячие цехи), где естественный воздухообмен должен составлять миллионы кубометров в час без специальной затраты энергии на эти цели.

Возможность организации рациональной аэрации зависит от объемнопланировочного решения здания, целесообразной компоновки производственного оборудования и правильного размещения в

4

ограждающих конструкциях (стенах и покрытиях) приточных и вытяжных отверстий.

Рисунок 1 – Схема аэрации однопролетного теплый и переходный периоды: а – теплый период; б – переходный; Δhл– теплый высотный перепад; Δhз– переходный высотный перепад; 1–источник тепла.

Действие аэрации обусловлено разностью удельных весов наружного и внутреннего воздуха, т.е. стремлением нагретого и более легкого воздуха войти в высокорасположенные вытяжные отверстия (рис. 4), а более холодного войти в помещение через низкорасположенные приточные отверстия. В соответствии с этим на активность аэрации в результате разности удельных весов влияют тепловой и высотный перепады, равные соответственно разности температур наружного и внутреннего воздуха и разности уровней вытяжных и приточных отверстий.

Для притока наружного воздуха в теплый период года в однопролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах, располагая низ проемов на высоте 0,3-1,8 м от пола. В качестве приточных проемов используют ворота, окна, раздвижные стены и проемы в полу помещения (с пропуском наружного воздуха через подвалы, вентиляционные этажи или по специальным каналам).

Для удаления воздуха из аэрируемого помещения устраивают незадуваемые светоаэрационные фонари.

Створки аэрационных проемов должны быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания.

5

2. АЭРАЦИЯ ОДНОПРОЛЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ (ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД)

Цель работы: определить:

а) площадь приточных и вытяжных проемов в стене; б) достаточность площадей приточных и вытяжных проемов в

рассматриваемом однопролетном здании со светоаэрационным фонарем.

Задание: Организовать воздухообмен в здании высотой Hзд с отметками центров приточных аэрационных и вытяжных проемов от пола Z1 и Z2, с полюсным расстоянием источников тепловыделений Zп при площади пола аэрируемого помещения Fпл, количеством источников n, выделяющих QТ.В., ккал/час, количеством тепла; при условии, что от потери тепла через наружные ограждения здания составят QТ.П, ккал/час, количество конвективного тепла, выделяющегося от основных источников тепла Qк, ккал/час, и лучистого Qл, ккал/час с учетом коэффициента лучистой теплоотдачи αл, ккал/час м2 °C.

Теоретические положения

Аэрацией зданий называют организованную регулируемую естественную вентиляцию. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давлений. Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениям, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне, а технология производства не предъявляет особых требований к микроклимату внутри здания.

Для притока наружного воздуха в переходный период года в однопролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах, располагая низ проемов на высоте 3(4) м от пола, т.е. 3 м от пола при высоте цеха менее 6 м и 4 м в цехах высотой более 6 м.

Створки аэрационных проемов должна быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания. В качестве приточных проемов используют ворота, окна, раздвижные стены и проемы в полу помещения (с пропуском наружного воздуха через подвалы, вентиляционные этажи или по специальным каналам). Для удаления воздуха из аэрируемого помещения устраивают незадуваемые светоаэрационные фонари.

6

3. РАСЧЕТ АЭРАЦИИ ОДНОПРОЛЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ (ТЕПЛЫЙ И ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОДЫ)

Расчет для теплого периода ведут в следующем порядке, определяя: 1) температуру воздуха в рабочей зоне помещения, °С:

2) количество избыточного тепла, выделяющегося в помещении, ккал/ч:

где αл ˗ коэффициент лучистой теплоотдачи от кровли на пол, принимаемый равным 5 ккал / (ч·м2·°C);

4) весовой расход воздуха, необходимого для обеспечения заданной температуры воздуха в рабочей зоне помещения, кгс/ч:

расположения нижней границы тепловой подушки) от пола помещения, м:

где Tр.з – температура воздуха в рабочей зоне, К: g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; γр.з - удельный вес воздуха в рабочей зоне, кгс/м3 [см. формулу (9)]

График, построенный по формуле (5), представлен на рис. 2.

7

Рисунок 2 - График для определения коэффициента m [при αл= 5 ккал/(ч·м2·°C)]

Номограмма, построенная по формуле (6), представлена на рис. 3 Если высота расположения температурного перекрытия z окажется

больше z2, в дальнейших расчетах

7)температуру удаляемого воздуха, °C:

8) разность давлений, вызывающую перемещение аэрационного воздуха через приточные и вытяжные проемы, кгс/м2:

где γн и γy – удельный вес соответственно наружного и удаляемого воздуха, кгс/м3, определяемый по формуле

Далее, если площадь приточных проемов не задана, определяют:

9) потери давления на проход воздуха через приточные проемы, кгс/м2:

10) потери давления на проход воздуха через проемы фонаря, кгс/м2

8

Рисунок 3 – Номограмма для определения высоты расположения температурного перекрытия z (при g=9,81 м/с2; ср=0,24 ккал/(кг·°C); Tр.з=298 K; γр.з=1,18 кгс/м3);

ключ: G=2,55·106 кгс/ч; Qк=3,3·106 ккал/ч; n=41; z+zп=10,9 м

11) потери давления на проход воздуха через приточные проемы, кгс/м2:

где β – доля разности давлений, расходуемой на проход воздуха через приточные проемы.

Площадь приточных проемов должна быть по возможности большей, что обеспечит относительно невысокую скорость поступления воздуха в цех и устойчивость восходящих конвективных потоков. С этой целью рекомендуется принимать β в пределах 0,1-0,4;

12) площадь приточных проемов в стенах, м2:

где ς1 – коэффициент местного сопротивления приточных проемов (табл.1).

9

Таблица 1

Коэффициент местного сопротивления приточных проемов

Если площадь приточных проемов F1 задана, определяют: 13) площадь проемов фонаря, м2:

где ς2 - коэффициент местного сопротивления фонаря (табл. 2)

10

Если площадь проемов фонаря задана, потери давления на проход воздуха через них определяют по формуле (11) с заменой ς1 на ς2, γн на γy и F1 на F2; потери давления на проход воздуха через приточные проемы - из формулы (12), а площадь приточных проемов - по формуле (14)

11

4. ПРИМЕР РАСЧЕТА АЭРАЦИИ ОДНОПРОЛЕТНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯВ ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Пример 1. Рассчитать аэрацию однопролетного цеха для теплого периода года, т.е. определить площади аэрационных проемов F1 и F2.

Исходные данные: а) температура наружного воздуха tн=20°С; б) допустимая разность температур воздуха в рабочей зоне и наружного воздуха ∆tр·з=5°C; в) высота расположения центров приточных аэрационных проемов z1=1,5 м; г) то же, вытяжных проемов z2=18 м; д) полюсное расстояние источников тепловыделений zн=2,75 м; е) площадь пола помещения Fпл=6500 м2; ж) число источников тепловыделений n=41; 3) общие тепловыделения Qт·в = 10·106 ккал/ч; и) теплопотери Qт·п = 1·106 ккал/ч; к) конвективные тепловыделения Qк = 3,3·106 ккал/ч; л) лучистые тепловыделения, направленные в рабочую зону, Qл·р·з=2,75·106 ккал/ч.

Решение. Определяем следующие величины:

1) температуру воздуха в рабочей зоне помещения рассчитывают по формуле (1)

tр з 20 5 25 С;

2) количество избыточного тепла по формуле (2)

Qнаб 10 106 1 105 9 106ккал/ч;

3) условное количество тепла по формуле (3)

Qусл 5 6500 5 0,162 106ккал/ч;

4) коэффициент m по формуле (4) или по графику на рис. П.5.

5) весовой расход воздуха по формуле (5)

G 0,34 9 106 2,55 106кгс/ч; 0,24 5

6) температуру удаляемого воздуха по формуле (6)

9 106

ty 20 0,24 2,55 106 34,7 C;

7)высоту расположения температурного перекрытия по формуле

(7)или по номограмме на рис. П. 6.

8) разность давлений по формуле (8) [значения γн и3 γy вычислены по формуле (7)]

12

p (8,15 1,5)(1,2 1,18) (18 8,15)(1,2 1,145) 0,67кгс/ м2;

9) потери давления в приточных проемах по формуле (9)

p1 0,2 0,67 0,134кгс/ м2;

принимаем приточные верхнеподвесные створки с углом открытия α=60°, размещаемые по всей длине цеха, – значение ς1=3,5 (из табл.13);

10) площадь приточных проемов в стенах по формуле (10)

11) потери давления в проемах фонаря по формуле (11)

р2 0,67 0,134 0,536кгс/ м2;

принимаем вытяжной П-образный фонарь с ветрозащитными панелями и углом открытия створок α=70° -значение ς2=5,8 (из табл. 14);

12) площадь проемов фонаря по формуле (12)

Расчет для переходного периода года. Температуру воздуха в рабочей зоне определяют по табл. 15 . Разность температур воздуха в рабочей зоне и наружного воздуха находят из формулы (10). В остальном расчет проводят по тем же формулам, что и для теплого периода. При расчете требуемой степени открытия фонаря в переходный период года задача может свестись к определению углов открытия створок. В этом случае вычисляют коэффициент необходимого местного сопротивления проемов фонаря:

где F2 – площадь проемов фонаря в теплый период года

По значению коэффициента ς2 с помощью табл. 2 определяют необходимый угол открытия створок.

Аэрацию для холодного периода года не рассчитывают. Аэрационные проемы, открываемые в этот период, расположены на тех же уровнях, что и открываемые в переходный период, а их площади определяются условиями эксплуатации.

Пример 2. Рассчитать аэрацию однопролетного цеха для теплого периода года, т.е. определить площади аэрационных проемов F1 и F2. Исходные данные: г. Нижний Новгород, Fпл=48х36(м2), х=10,8 м,

у=2,4 м; Q,=5,2х106 кДж/час, V=1,5 м/с, m=0,65; GП=44000 кг/час,

13

Gу=300000 кг/час, tН=22,40С, tр.з.=250С; Каэр1=+0,6, Каэр2=-0,44, Каэр3=-0,40, Каэр4=-0,41; П 0,51, у 0,45.

1.Определяем температуру удаляемого воздуха:

ty 22,4 25 22,4 26,40 С 0,65

2.Определяем среднюю по высоте помещения температуру внутреннего воздуха:

tв 0,5(25 26,4) 25,70 С

3.Определяем плотность воздуха, соответствующую температурам tн= tп, tу, tв:

Решаем подбором, при 0 1

14

Проверяем величину а:

а2 112 0,51 1,17(допустимое_ значение) 2 138 0,45

Площадь располагаемая: F=48*2*1,8=172,8м2,угол открытия створок 600

Вывод: необходимая площадь аэрационных проемов = 250 м2, располагаемая площадь оконных проемов = 346 м2, оконные проемы, используемые для аэрации помещения для теплого периода года отмечены X.

15