4. Описание и обоснование принятых объемно - планировочных решений

На реконструируемых и расширяемых фермах необходимая номенклатура зданий основного производственного и подсобно-вспомогательного назначения уточняется и компонуется согласно действующим нормам на проектирование.

В проектных предложениях на реконструкцию производственных помещений разработаны планировочно-технологические решения для четырех типов зданий: свинарников-маточников, свинарников для холостых и супоросных маток, свинарников для поросят-отъемышей и свинарников-откормочников. Применение новых типов станков с фиксацией маток, ранним отъемом поросят и механизацией производственных процессов предопределяет необходимость проведения полной внутренней перепланировки существующих зданий.

Станки размещают рядами вдоль здания с обязательным устройством кормовых и навозных проходов (проездов). Ширина кормовых проходов в зависимости от применяемых средств механизации 1,2-1,8 м, навозных - 1,2-1,4 м. Кормушки для маток и поросят должны быть опрокидывающимися, полы в станках для маток - кирпичные, деревянно-щитовые или резиновые по бетонной подготовке. Поилки можно ставить чашечного или соскового типа. Свинарник обслуживают два человека.

Для содержания поросят-отъемышей используют также помещения шириной 18 и 21 м с организацией дополнительных проходов вдоль наружных стен.

Проектируемое здание имеет Н_этажа= 3,300м, Н_низ.кр= 3,300м, Н_{верх.кр}=5,530м, Ш_кон.=6,000м, отметка земли=-0,200м, ширина здания с указаниями осей = 18,000м, длинна здания=66,000м.

Основные и производственные помещения: свинарник маточник - ширина = 9м, длинна = 96м; свинарник откормочник – ширина = 12м, длинна = 90м, кормоцех- ширина=12м, длинна = 72м.

5. Описание и технико - экономическое обоснование принятых конструкций проектируемого здания

Здание для сельскохозяйственных животных состоит из конструктивных элементов, которые подразделяются на:

- несущие - это конструкции, служащие для восприятия нагрузок и передачи нагрузки на грунт основания (фундаменты, перекрытия).

Несущие конструктивные элементы обеспечивают прочность, устойчивость и пространственную жесткость.

- ограждающие - это конструкции, служащие для защиты от внешних воздействий и разделение помещения на отдельные отсеки. К ним относятся: наружные и внутренние стены (не несущие), полы, перегородки, окна, двери.

В зависимости от вида несущего остова различают две основные конструктивные схемы:

- каркасные здания, которые могут быть с полным и неполным каркасом;

- бескаркасные - все нагрузки воспринимают стены и перегородки на фундамент.

В данном проекте свинарник для маток является каркасным одноэтажным зданием. Несущий каркас состоит из колонн - фахверка и полурамы, плит. покрытия, фундамента. Пространственная жесткость обеспечивается за счет каркаса. Стены, кровля, окна, двери, ворота, перегородки несут ограждающую функцию. Несущая функция – колонны.

5.1.Фундаменты.

Основные принципы конструирования фундаментов, материалы для них и глубина заложения. Малоэтажные сельскохозяйственные здания, не несущие больших нагрузок, строят в большинстве случаев на естественных основаниях. Грунт, который служит основанием, должен иметь достаточную несущую способность, малую и равномерную сжимаемость, трудно размываться и не подвергаться выветриванию.

Несущий слой грунта — слой, который воспринимает нагрузку и передает ее на нижележащие подстилающие слои.

По характеру передаваемых на фундаменты нагрузок можно выделить, три конструктивные схемы сельскохозяйственных зданий:

-стоечно-балочная, консольно-балочная и конструктивная схемы с использованием различного типа ферм и безраспорных оболочек- преобладающими являются вертикальные сосредоточенные нагрузки;

-конструктивная схема с неполным несущим каркасом— стены несущие и преобладающими являются равномерно распределенные нагрузки;

-схема из трехшарнирных рам и арок— одновременное воздействие вертикальной нагрузки и горизонтального распора, определяющим в схеме является распор.

Фундамент служит опорой для несущих конструкций. Он предохраняет стены от почвенной влаги, промерзания и должен быть прочным.

Глубина заложения фундамента должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить основанием для данного здания. Если основание состоит из влажного пучинистого грунта, то подошва фундамента должна располагаться, ниже уровня промерзания грунта 0.15-0.2 м. на непучинистых грунтах глубина заложения фундаментов не зависит от средней глубины промерзания, однако она не может быть менее 0.5 м.

Глубина заложения фундамента вычисляются по формуле:

Нз.ф.= Нп.г.× Кот.,

где Нп.г. - глубина промерзания грунта (для зоны Удмуртии она равна 1.3-1.5м);

Кот.- коэффициент оттаивания (для Удмуртии он равен 0.7- 0.9)

Нз.ф.= 1.5×0.7=1.05м

Фундамент применяем сборный железобетонный по серии I.810-2. Под любой тип фундамента устанавливают песчано-воздушную подушку.

2. Стены

Стены классифицируются на наружные и внутренние. Если стена служит для ограждения и одновременно воспринимает нагрузку от вышележащих конструкций, то они называются капитальными.

В данном проекте используются стены из сборных фибролитобетонных панелей. Толщина и тип материалов, из которых выполнены стены, определяется теплотехническим расчетом.

1.Определяем точку росы по формуле:

, где (1)

φ – влажность;

E_tв – максимальная упругость водяного пара, соответствующая данной температуре воздуха (мм.рт.ст.);

е_𝜏р - действительная упругость водяного пара (в мм.рт.ст.);

e=φ×Е/1 00%=70* 15,48/1 00%=10,84 (мм.рт.ст)

И по таблице находим точку росы. Точка росы составляет 12,5⁰С.

2. Определяем сопротивление теплопередачи стены

R_о=R_в+R_н+R_м, где (2)

R_о — сопротивление теплопередаче ограждения, град ×м² ×ч/ккал;

R_в — сопротивление переходу у внутренней поверхности ограждения, град×м² ч/ккал:

R_н - сопротивление переходу у наружной поверхности ограждения, град×м2×ч/ккал

R_м — сопротивление всех слоев ограждения, включая воздушные, град×м²×ч/ккал;

R_м= (3)

δ - толщина слоя, м;

λ-коэффициент теплопроводности материала, ккал/м2×ч× град;

R_в =0,133 (град×м²×ч/ккал)

R_н =0,05 (град×м²×ч/ккал)

R_м =0,320/0,1= 3,200 (град×м²×ч/ккал)

R_о =0,133+0,05+3,200=3,383 (град×м²×ч/ккал)

З. Определяем тепловую инерцию материала (массивность).

D=R_м1*S₁+ R_м2*S₂+…+R_мп*S_п ,где (4)

R_м1, R_м2, R_мп — термическое сопротивление слоев ограждения;

S_1, S_2, S_п — коэффициент теплоусвоения материалов в этих слоев;

D=4,67×3,2=14,94

Значит, ограждение считается массивным.

4. Определение требуемых величин сопротивлений теплопередачи наружных ограждений.

R_о^тр= × R_в, где (5)

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждений;

m — коэффициент, зависящий от массивности ограждений;

∆t — температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждения;

∆t= t_в-Т=18-12,5=5,5 (6)

R_о^тр= ×0,133=0,92 (град ×м²×ч/ккал)

Расчет считается выполненным в полном соответствии с требованиями СНИП и ОНТП, если R_о^тр≈ R_о (0,01-0,09).

Расчет считается несоответствующим, если R_о^тр> R_о, R_о^тр< R_о.

По полученным данным теплотехнического расчета стены не соответствуют СНИП и ОНТП R₀ =3,383>R^тр₀=0,92.

Изменяю строительный материал, беру керамзитобетон и рассчитываю R_m, D, R₀, R^тр₀.

Расчеты для керамзитобетона:

R_m=0,320/0,5=0,64 (град×м²×ч/ккал)

R₀=0,133+0,05+0,64=0,823 (град×м²×ч/ккал)

D=0,64×5,50=3,52

Ограждение считается легким, так как D=0-4,0.

R_о^тр= ×0,133=1,06 (град ×м²×ч/ккал)

R_о^тр> R_о, значит нужно изменить толщину стены.

R_о^тр-R_о=1,06-0,823=0,237 (град ×м²×ч/ккал)

R_m=0,64+0,237=0,877 (град ×м²×ч/ккал)

δ = 0,877×0,5=0,44(м)

R₀=0,133+0,05+0,877=1,06 (град ×м²×ч/ккал)

D=0,877×5,5=4,82

Ограждение считается средне массивным.

R_о^тр= ×0,133=1,01(град ×м²×ч/ккал)

R_о^тр≈ R_о (0,05) расхождение в пределах допустимого

R_о^тр-R_о =1,01-1,06=-0,05 (разница расхождения).

После проведенных расчетов проводим проверку наружных ограждений стен на образование конденсата:

τ_в= t_в- ×R_в (7)

(в идеале разница между τ_в и точкой росы не более 2^оС)

τ_в= 18- ×0,133=12,8°

φ= ×100% (8)

φ= ×100%=72,5%

Относительная влажность не ниже заданной влажности (min=60%) и составляет 72,5%

Вывод: по теплотехническому расчету в соответствии СНиП и НТП стены заданные из фибролитобетона не соответствуют условиям эксплуатации и были заменены на керамзитобетон толщиной 0,44м (R_о^тр=1,01≈ R_о =1,06). Точка росы в помещении =12,5°. Температура образования конденсата τ_в=12,8°, что не превышает 2° и влажность образования конденсата φ_τв=72,5%, что не опускается ниже min заданной влажности (φ=60%)

2. Кровля.

Кровля – верхнее ограждение здания для защиты от внешних климатических факторов и воздействий. Покрытия современных животноводческих зданий устраивают, как правило, бесчердачными. Они состоят из нескольких слоев, каждый из которых имеет особое значение. Нижний слой – несущий, его обычно выполняют из железобетонных плит. Плиты укладывают в виде настила по несущим конструкциям – балкам, фермам или рамам, нижняя поверхность плит образует потолок. Сверху плиты наклеивают пароизоляционный слой (рубероид) для предохранения следующего слоя – утеплителя – от увлажнения водяными парами внутреннего воздуха помещения. Слой утеплителя, выполняемый из легких материалов (пенопласт), обеспечивает необходимую теплоизоляцию помещения для защиты от холода и перегрева солнцем. Толщину утеплителя определяют теплотехническим расчетом. Поверх теплоизоляции устраивают основание под кровлю. Верхний слой кровли защищает здание от атмосферных осадков. В зависимости от уклона крыши, кровлю выполняют из рулонных материалов или асбестово-цементных волокнистых материалов.

В данном проекте кровля выполнена из волнистых асбестоцементных листов унифицированного профиля.

1-асбестоцементный лист (шифер δ=5-8мм)

2-теплоизоляционный слой (вата стеклянная δ=100мм)

3-пароизоляция (два слоя рубероида на вакуумной мастике δ=8мм)

4-железобетонные плиты покрытия (δ=300мм)

Теплотехнический расчет кровли:

R_о=R_в+R_н+R_возд+R_ж/б+R_пар+R_асб+R_{теплоизол} (9)

R_в=0,167(град ×м²×ч/ккал)

R_н=0,05(град ×м²×ч/ккал)

R_возд=0,19(град ×м²×ч/ккал)

R_ж/б=0,15/1,4=0,107 (град ×м²×ч/ккал)

R_пар=0,008/0,15=0,053(град ×м²×ч/ккал)

R_{теплоизол}=0,100/0,05=2 (град ×м²×ч/ккал)

R_асб=0,006/0,3=0,02(град ×м²×ч/ккал)

R_о=0,167+0,19+0,05+0,107+0,053+2+0,02=2,587(град ×м²×ч/ккал)

D=S_в*R_в+S_н*R_н+S_возд*R_возд+S_ж/б*R_ж/б+S_пар*R_пар+S_асб*R_асб+S_{теплоизол}*R_{теплоизол}(10)

D=0,107×12,85+0,053×2,28+2×0,72+0,02×5,45=3,043 – ограждения легкие

R_о^тр= ×0,133=1,057 (град ×м²×ч/ккал)

Кровля не отвечает требованиям, т.к. R_o=2,587> R_о^тр=1,057

Изменяем толщину теплоизоляционного слоя (вата стеклянная).

R_о^тр-R_о=1,057-2,587=-1,53 (град ×м²×ч/ккал)

R_ти=2-1,53=δ/0,05

δ=0,024(мм)

R_о=0,167+0,05+0,19+0,107+0,053+0,48+0,02=1,067(град ×м²×ч/ккал)

R_ти=0,024/0,05=0,48(град ×м²×ч/ккал)

R_о^тр-R_о=1,057-1,067=-0,01 (град ×м²×ч/ккал)

R_о^тр≈ R_о (-0,01) расхождение в пределах допустимого.

Кровля выполнена из железобетонной плиты толщиной 300мм, рубероида – 8мм, ваты стеклянной – 0,024 мм, асбестоцементных волнистых листов – 6 мм.

Проверка кровли на конденсат.

τ_в= 18- ×0,133=12,55°

φ= ×100% (11)

φ= ×100%=72,5%

Вывод: по теплотехническому расчету кровля в соответствии СНиП и НТП кровля выполнена из волнистых асбестоцементных листов толщиной 0,100м не соответствуют условиям эксплуатации и была заменена толщина на 0,024м. R_о^тр(1,057) ≈ R_о (1,067). Точка росы в помещении равна 12,5°. Температура образования конденсата 12,55°, что не превышает 2° и влажность образования конденсата равна 72,5%, что не опускается ниже минимального значения заданной влажности (60%).

2. Двери, ворота.

Конструкция и размеры дверей зависят от места их размещения, а также от эвакуационных требований противопожарных норм. Двери, размещаемые на путях эвакуации людей и животных, должны обязательно открываться наружу. Двери поступают на стройку в виде блоков, состоящих из коробок и полотен. Дверные полотна изготавливают из досок, древесных плит, фанеры. В зависимости от числа полотен различают двери однопольные и двупольные.

Ворота делают таких размеров, чтобы обеспечить обслуживание животных свободным проездом транспортных средств и механизмов. Ворота должны легко открываться и плотно закрываться. По конструкции они могут быть распашные и раздвижные. Они состоят из двух деревянных полотнищ, которые с помощью петель навешивают на деревянную, стальную или железобетонную раму. Раздвижные ворота состоят из одного или двух полотнищ, передвигающихся с помощью роликов по стальному рельсу. Для уменьшения охлаждения помещений ворота и двери ограждают тамбурами. В обоснованных случаях ворота снабжают воздушно-тепловыми занавесами. Тамбур должен быть шире ворот не менее чем на 500 мм с каждой стороны, а его глубина – больше ширины открытого полотнища не менее чем на 500мм. Данный свинарник оснащен: двери – 8шт (2м × 2м), ворота 2шт (2,5м × 2,5м). Двери и ворота сделаны из дерева. У ворот и дверей имеются тамбуры для уменьшения теплопотерь в холодное время года.

2. Окна.

Ограждающие элементы здания, служащие для естественного освещения и вентиляции помещений. В производственных зданиях применяют переплеты со створками, вращающимися вокруг горизонтальной оси. В животноводческих зданиях устраивают два вида окон: отдельные, разделенные простенками, и ленточные, в виде сплошных горизонтальных полос без простенков. Остекление окон может быть одинарным или двойным. Оконные переплеты выполняют из дерева или металла. Металлические переплеты имеют высокие эксплуатационные качества. Деревянные переплеты обычно поступают на стройку в комплекте с коробкой в виде готового оконного блока. Для предохранения от гниения коробку антисептируют, а при установке в проем между стенкой и коробкой прокладывают толь или пергамин.

В этом свинарнике применяются трехстворчатые деревянные окна с двойным остеклением, так как перепад расчетных температур в холодное время года 20°С. Размер окон 1м ×3м, их количество 18 штуки.

2. Полы.

Пол как ограждающая часть животноводческого здания оказывает существенное влияние на условия содержания животных.

При выборе материалов для полов необходимо учитывать назначение зданий и особенности технологических процессов, протекающих в помещениях. Нередко в одном животноводческом здании целесообразно применять несколько видов полов: в стойлах и станках требуется теплый и относительно мягкий пол, с поверхностью легко очищаемой от навозной жижи; в проходах, где происходит интенсивное движение, нужен более прочный пол, способный выдерживать ударные нагрузки, для удаления навоза может потребоваться решетчатый пол.

Конструкция пола состоит из покрытия и подстилающего слоя. В конструкцию пола могут также входить прослойки – соединительные, гидроизоляционные, выравнивающие и т.д. От того, как подобрана конструкция полов в различных зонах жизнедеятельности животных, в значительной степени зависит предупреждение случаев их заболеваний и получения травм.

Зоотехнические и технологические требования к полам обусловлены особенностями эксплуатации. В помещениях для содержания животных полы должны быть достаточно прочными, нескользкими, малотеплопроводными, стойкими к воздействию дезинфицирующих веществ. К показателям качества пола относят ровность поверхности, шероховатость покрытия и его абразивность.

Ровность поверхности определяют по максимальному просвету под трехметровой рейкой, который должен быть не более 5 мм.

Шероховатость пола создается за счет выступов и впадин, образуемых материалами, входящими в смесь, из которой устраивают покрытия, или путем обработки поверхности свежеуложенного раствора или бетона специальными щетками. По шероховатости покрытия полы подразделяют на виды: гладкие, мелкошероховатые, среднешероховатые, крупношероховатые. Для крупного рогатого скота применяют средне и крупношероховатые полы.

Абразивность покрытия определяется истирающими воздействиями на копыта животных. Материал поверхностного слоя пола должен быть подобран таким образом, чтобы степень истираемости копытного рога равнялась степени его отрастания, иначе он будет стерт до живой ткани.

Полы должны иметь уклон для стока жидкостей. Уклон полов в стойлах должен составлять не менее 1,5 . Типы полов: грунтовые полы (земляные, глинобитные) – простейший тип полов. Они обеспечивают комфортные условия для животных, недостаток: быстро деформируются и требуют частого ремонта. Этот пол делают путем послойной трамбовки грунта, его прочность повышают, утапливая в грунт деревянные решетчатые настилы из брусков.

Бетонный пол применяют при содержании животных на подстилке, а также в проходах, в местах кормления животных. Такой пол водонепроницаем, легко очищается, однако жесткий и холодный.

Дощатые полы применяют в помещениях при содержании без подстилки. Дощатый пол – теплый и нежесткий, однако он загнивает и впитывая жижу становится скользким.

Решетчатые (щелевые) полы применяют в сочетании с определенными системами удаления навоза из помещений. Решетки изготавливают из железобетона, стали, чугуна.

В типовом проекте использованы следующие виды полов: бетонные, цементные, линолеумные.

Технологический расчет полов:

В данной работе рассмотрены песчаный, бетонный, цементный, линолеумный полы.

I тип пола: Бетонный пол:

1-бетон (80 мм)

2-грунт (58 мм)

II тип пола: Цементный пол:

1-цементно-песчаный слой (15 мм)

2-бетон (80 мм)

3-грунт (58 мм)

III тип пола: Линолеум

1-линолеум

2-доска

3-битумная мастика

3-бетон

4-грунт

Теплотехнический расчет пола

Δt=2,5^оС

R_в=0,133(град ×м²×ч/ккал)

R_н=0,05(град ×м²×ч/ккал)

1. Линолеумный пол:

R_о=R_в+R_н+ (12)

R_п=0,30/0,50=0,6(град ×м²×ч/ккал)

R_б=0,08/1,25=0,064(град ×м²×ч/ккал)

R_ц=0,015/0,5=0,03(град ×м²×ч/ккал)

R_л=0,01/0,15=0,07(град ×м²×ч/ккал)

R_о=0,133+0,05+0,6+0,064+0,03+0,07=0,947(град ×м²×ч/ккал)

D=0,64×11,20+0,03×8,65+0,07×2,28=1,131

Ограждение легкое, так как D =0-4,0

R_о^тр= ×0,133=2,32 (град ×м²×ч/ккал)

R_о<R_о^тр

Расчет полов не соответствует СНиП и НТП, так как R_о<R_о^тр, значит нужно внести прослойку легкого бетона.

R_о^тр -R₀ =2,32-0,947=1,373 (град ×м²×ч/ккал)

R_о=1,373= , где λ=0,11, S=1,31

R_о 1,373(град ×м²×ч/ккал)

δ= 1,373×0,11=0,15м

D=1,373×1,31+1,131=2,93 – ограждение легкое, так как D=0-4

R_o=0,947+1,373=2,32 (град ×м²×ч/ккал)

R_о=R_о^тр

Вывод: по теплотехническому расчету полов в соответствии СНиП и НТП линолеумный пол не соответствуют условиям эксплуатации и была внесена прослойка легкого бетона толщиной 0,15м.

2. Цементный пол:

R_о=R_в+R_н+

R_п=0,30/0,50=0,6(град ×м²×ч/ккал)

R_б=0,08/1,25=0,064(град ×м²×ч/ккал)

R_ц=0,015/0,5=0,03(град ×м²×ч/ккал)

R_о=0,133+0,05+0,6+0,064+0,03=0,877 (град ×м²×ч/ккал)

D=0,03×8,65+0,064×11,20=0,971 – конструкция легкая

R_o<R_о^тр

Расчет не соответствует СНиП и НТП, поэтому нужно ввести прослойку легкого бетона.

R_о^тр -R_o=2,32-0,877=1,443 (град ×м²×ч/ккал)

R_o=1,443= , где λ=0,11, S=1,31

R_о= =1,443(град ×м²×ч/ккал)

δ = 1,443×0,11=0,159(м)

D=1,443×1,31+0,971=2,86

R_o=0,877+1,443=2,32 (град ×м²×ч/ккал)

R_o=R_о^тр

Вывод: по теплотехническому расчету полов в соответствии СНиП и НТП цементный пол не соответствуют условиям эксплуатации и была внесена прослойка легкого бетона толщиной 0,159м.

3. Бетонный пол.

R_о= R_в+R_н+

R_б=0,08/1,25=0,064(град ×м²×ч/ккал)

R_п=0,30/0,50=0,6(град ×м²×ч/ккал)

R_о=0,133+0,5+0,6+0,064=0,847(град ×м²×ч/ккал)

D=0,03×8,47=0,254 – конструкция легкая.

R_о<R_о^тр

R_о^тр –R_о=2,32-0,847=1,473(град ×м²×ч/ккал)

R_о=1,473=

R_о= =1,473(град ×м²×ч/ккал)

δ =1,473×0,11=0,162(м)

D=1,473×1,31+0,254=2,184

R_o=0,847+1,473=2,32 (град ×м²×ч/ккал)

R_о=R_о^тр

Вывод: по теплотехническому расчету в соответствии СНиП и НТП бетонный пол не соответствует условиям эксплуатации и была внесена прослойка легкого бетона толщиной 0,162м.

Общий вывод: по теплотехническому расчету в соответствии СНиП и НТП для бетонного пола ввели слой легкого бетона толщиной =0,162м. Для цементного пола ввели прослойку легкого бетона толщиной =0,159м. Для линолиумного пола ввели прослойку легкого бетона толщиной = 1,15м.

2. Вентиляция.

Вентиляция – регулируемый обмен воздуха в помещении, обеспечивающий нормативные параметры воздушной среды.

Системы вентиляции представляют собой комплекс инженерных устройств, включающих воздуховоды, оборудования для обработки и транспортировки воздуха, а также сетевое оборудование.

Различают системы с гравитационным побуждением перемещения воздуха (естественная вентиляция) и с принудительным побуждением (механическая вентиляция).

Естественная вентиляция. Самый простой вид вентиляции с естественным побуждением – аэрация (проветривание), когда воздух поступает и удаляется через регулируемые отверстия в наружных ограждениях. Вентиляция животноводческих помещений осуществляется с помощью вытяжных шахт и приточных воздуховодов. Здесь используют физические свойства воздуха, который при нагревании расширяется, становится легче и по вытяжным шахтам поднимается вверх. В результате в помещении образуется разряжение воздуха, и наружный свежий воздух через соответствующие приточные отверстия всасывается в помещения. Зимой зачастую наблюдается переохлаждение помещения с резкими перепадами внутренних температур, повышенное содержание вредных газов, высокая влажность воздуха, выпадение конденсата. По этим причинам в современных зданиях дополняют или полностью заменяют механической вентиляцией.

Механическая вентиляция – система, действующая с помощью вентиляторов. Подразделяют на вытяжные, приточные и приточно-вытяжные. Вытяжная система основана на принудительном удалении воздуха из помещения. В приточной системе наружный воздух придают принудительно в верхнюю часть помещения. Приточно-вытяжная система сочетает обе системы механической вентиляции, позволяет обеспечить регулируемую организацию подачи и удаления воздуха в любых помещениях.

При проектировании вентиляции животноводческих зданий учитывают ряд технологических и технических факторов: вид и возраст животных, технология содержания, система кормления и навозоудаления, объемно-планировочные решения и др.

Расчет вентиляции свинарника для зимнего периода:

L_со2= (13)

где L_со2 – часовой объём вентиляции, м³;

А – количество углекислоты выделяемое за час всеми животными, л;

G₁ – количество углекислоты в 1м³ воздуха помещения,

G₂– количество углекислоты в 1м³ наружного воздуха;

А₁=90голов матки с неустановленной супоросностью вес=150кг.

А₂=90голов матки с неустановленной супоросностью вес=200кг.

А₃=550голов поросят-отъемышей вес=15кг.

L_со2= (м³/ч)

Часовой объём вентиляции по водяному пару рассчитывают по формуле:

L_H2O= (14)

где Q – количество водяного пара, выделяемого животными, г;

q - количество водяного пара в 1м³ воздуха помещения, г;

q₁ - количество водяного пара в 1м³ наружного воздуха , г;(абсолютная влажность)

L_H2O= (м³/ч)

При любом методе расчета объём вентиляции воздухообмен не должен быть ниже минимального допустимого по нормам технологического проектирования:

L_min= (15)

где n – число животных;

m- живая масса животного, кг;

V – норма вентиляционного обьема воздуха;

L_min= =5962,5(м³/ч)

S_вытяж= (16)

S_вытяж = =0,997(м²)

S_притяж=0,8 ×S_вытяж (18)

S_притяж =0,8×0,997=0,798(м²)

n_вытяж= S_вытяж/0,81 (19)

n_вытяж= 1 шт.

n_притяж= S_притяж/0,09 (20)

n_притяж= 9шт.

Кратность объема воздуха в помещении определяют путём деления часового объёма вентиляции на внутреннюю кубатуру помещений V в м³.

Кр.в.= (21)

Кр.в.= =1,465раз/ч

S_Δ= (Н_вк - Н_нк) (22)

S_Δ= (5,530 – 3,300)=20,07(м²)

S□=B H_нк (23)

S□=18×3,300=59,4(м²)

V_стр= (S_Δ+ S□)×L (24)

V_стр=(20,07+59,4)×66=5245,02(м²)

Вывод: при максимальном объеме вентиляции =7682м³/ч. Количество вытяжных каналов =1 шт, при площади сечения 0,997м², площадь сечения приточных каналов = 0,798м², а число приточных каналов =9 шт. Так как кратность объема воздуха равна 1,465 значит вентиляционная система может работать в естественном режиме в зимний период.

Расчет вентиляции в переходный период:

L_со2 (м³/ч)

L_H2O (м³/ч)

L_{min(в переход.период)}= =17887,5м³/ч

S_вытяж=3,08( м²)

n_вытяж=4(шт)

S_притяж=2,46( м²)

n_притяж=27(шт)

Δt=+18-(-5)=23°С

Высота труб=6,0м; v=1,62м/сек

Кр.в.= 3,4раз/ч

S_Δ=20,07м²

S□=59,4(м²)

Вывод: при максимальном объеме вентиляции =17887,5м³/ч. Количество вытяжных каналов =4 шт, при площади сечения 3,08м², площадь сечения приточных каналов = 2,46м², а число приточных каналов =27 шт. Так как кратность объема воздуха равна 3,4 значит вентиляционная система должна работать в принудительном режиме в переходный период.

Расчет вентиляции в переходный период:

L_со2 (м³/ч)

L_H2O (м³/ч)

L_{min(в летний период)}= =23850м³/ч

S_вытяж=8,28( м²)

n_вытяж=10(шт)

S_притяж=6,63( м²)

n_притяж=74(шт)

Вывод: при максимальном объеме вентиляции =23850м³/ч. Количество вытяжных каналов =10 шт, при площади сечения 8,28м², площадь сечения приточных каналов = 6,63м², а число приточных каналов =74 шт. Так как кратность объема воздуха равна 4,6 значит вентиляционная система должна работать в принудительном режиме в летний период.

2. Тепловой баланс.

Теловой баланс- это равновесие между приходом и расходом тепла.

Для создания оптимального температурно-влажного режима в помещении необходим значительный объем воздуха. Однако его трудно поддерживать в оптимальном уровне, особенно в холодные периоды года. Правильно решать вопросы оптимизации микроклимата в каждом конкретном помещении помогает расчет его теплового баланса и правильная эксплуатация помещения.

Расход тепла определяется его затратами на подогрев вентиляционного воздуха, обогрев, потери через конструкции здания, на испарения влаги.

Отопление необходимо не только для сохранения теплового комфорта и оптимальной температуры, но прежде всего для обеспечения достаточной вентиляции, чтобы даже при низких температурах можно было удалить из помещения избыточную влагу, вредные газы, микробы и пыль.

По месту расположения источника теплоты системы отопления подразделяют на местные и центральные. Местным отоплением называют устанавливаемую в помещении отопительную систему, в которой все элементы (тепловой генератор и нагревательные элементы) объединены в одном агрегате. Такую систему, например, печное, газовое или электрическое отопление применяют обычно при необходимости ограниченного числа помещений в здании.

Центральное отопление. В системах центрального отопления генератор тепла размещают в специальных помещениях (котельных), тепло с помощью теплоносителя (воды) передают в отапливаемое помещение по трубопроводам.

Тепловой баланс (зимний период) служит для определения прихода и расхода тепла и рассчитывается по формуле:

Q_ж=∆t×(G×0,24+∑KF)+W_зд (25)

где Q_ж – поступление свободного тепла от животных, ккал/г;

∆t – разность между температурой помещения и среднемесячной температурой холодного месяца, в ^оС;

G – количество воздуха. Удаляемого из помещения поступающего в него в течении 1ч., кг;

0,24 – количество тепла, необходимое для нагрева 1кг воздуха на 1^оС, ккал/град;

К – коэффициент общей теплопередачи кг×м²/град

F - площадь ограждающих конструкций, м²;

W_зд – расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений, ккал/час;

G= L_max×р_{мм.рт.ст.} (26)

G=7682×1,197=9195,35(кг)

W_зд=Q_H2O+10% Q_H2O (27)

W_зд=5136,4+513,64=5650,04 (ккал/час)

Определение теплопотерь:

∑KF (28)

К=1/R_о (29)

Кровля: F= ×2×L=1223,64(м²)

Пол: S=18×66=1188( м²)

Окна: F= 3×1×18шт=54(м²)

Ворота: F=2,5×2,5×2=12,5(м²)

Двери: F=2×2×7=28(м²)

Стены: F_ст= (м²)

∑FК=0,2×1188+0,51×1223,64+5,0×5,4+2,0×12,5+2,0×2,8+1,1×490,04=3839,7

∆t=18-(-20)=38^оС

Q_ж=202×90+233×90+79×550=82600(ккал/г)

82600 (ккал/г) <38(9195,35×0,24+3839,7)+5650,04(ккал/г)

82600 (ккал/г) < 235420 (ккал/г )

Расход больше прихода в 2,9раз, наблюдается дефицит:

Дт= 152820(ккал/г)

∆t= Q_ж- W_зд/G×0,24+∑FК=82600-5650,04/9195,35×0,24+3839,7=12,7 °

t_н=t_в-t_н=18-13=5°С

152820×0,9/860=159,93кВт необходимо электроэнергии для поддержания тепла

Калориферы 10шт по 15 кВт и 1шт по 10кВт

11,5 кг необходимо дизельного топлива для поддержания тепла.

В зимний период получился отрицательный тепловой баланс, поэтому должно быть предусмотрено искусственное отопление.

Тепловой баланс в переходный период:

Q_ж=∆t*(G*0.24+∑KF)+W_зд

Q_ж=82600 (ккал/г)

∑KF=3839,7

W_зд=5650,04(ккал/час)

G=17887,5×1,197=21411,3(кг)

∆t=23°С

82600 (ккал/г) <23(21411,3×0,24+3839,7)+5650,04(ккал/г)

82600 (ккал/г) < 212153,7 (ккал/г), расход больше прихода в 2,6 раз, наблюдается дефицит тепла.

Дт=129553,7(ккал/г)

129553,7×0,9 /860=135,6кВт (необходимо электроэнергии для поддержания тепла).

Калориферы: 9 шт по 15 кВт

9,7кг (необходимо дизельного топлива для поддержания тепла)

В переходный период получился отрицательный тепловой баланс, поэтому должно быть предусмотрено искусственное отопление.