Вентиляция хирургического отделения больницы

тепловой воздухообмен баланс

Вентиляция — обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых параметров микроклимата и чистоты воздуха в рабочей или обслуживаемой зоне помещения. Главными вопросами вентиляции являются: куда, с какой скоростью, с какими параметрами и в каком количестве подать приточный воздух и откуда, с какими параметрами, скоростью и в каком количестве удалить воздух из помещения.

Микроклимат — совокупность факторов, определяющих метеорологическую обстановку в помещении. К этим факторам относятся: температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха. Допустимые параметры микроклимата — такие сочетания перечисленных параметров, которые при длительном воздействии могут вызвать некоторое дискомфортные ощущения человека, но при этом не возникает нарушений в состоянии его здоровья. Оптимальные параметры — такие сочетания перечисленных параметров, которые обеспечивают постоянное ощущение комфорта. Системы вентиляции, обладающих набором определенных технических устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха, обеспечивают поддержание допустимых параметров микроклимата в помещении.

Обмен воздуха в помещении осуществляется путем подачи определенного количества чистого приточного воздуха приточными системами и удалением вытяжного загрязненного воздуха вытяжными системами. Если вентилируется все помещение или его рабочая зона, то вентиляция называется общеобменной. Общеобменная вентиляция предназначена для разбавления избыточной теплоты, влаги, вредных веществ до нормативных значений. В качестве приточного воздуха используется наружный воздух или частично забираемый из помещения (рециркуляция).

Выбор системы вентиляции зависит от назначения здания, его объёма, характера выделяющихся вредностей и требований, предъявляемых к системе вентиляции. При выборе системы вентиляции в первую очередь должны учитываться санитарно-гигиенические и технологические требования, а также экономические факторы. При проектировании вентиляции традиционно предпочтение отдаётся наиболее простому способу, обеспечивающему заданные условия.

Целью курсового проекта является рассчитать и запроектировать системы вентиляции общественного здания для обеспечения нормативных параметров микроклимата в помещениях здания. Нужно произвести расчет: теплопотерь и теплопоступлений в помещения хирургического отделения больницы, теплового баланса, воздухообменов помещений, аэродинамический расчёт систем на приток и на вытяжку.

1. Исходные данные для проектирования

тепловой воздухообмен больница

Район строительства здания: г. Екатеринбург Ориентация здания: направление севера принять на 9 часов Высота этажа: в соответствии с разрезом здания Количество этажей в здании: 2

1.1 Параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха, а также географическая широта и барометрическое давление принимаются в соответствии с при проектировании вентиляции общественных, административно-бытовых и производственных помещений в зависимости от положения объекта строительства для теплого и холодного периодов года. Выбор расчетных параметров наружного воздуха производим в соответствии с п. 2.14. 1], а именно: для холодного периода — по параметрам Б, для теплого — по параметрам А.

В переходный период года расчетные параметры наружного воздуха для вентиляции: температура 10С и энтальпия I=23 кДж/кг.

В соответствии с приложением 8 принимаем параметры наружного воздуха для г. Екатеринбурга, которые представлены в таблице 1.

Параметры наружного воздуха Таблица № 1

1.2 Параметры внутреннего воздуха

Для вентиляции используются допустимые значения параметров внутреннего воздуха (температуры, относительной влажности, подвижности воздуха) в рабочей зоне помещений, отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям. В холодный период года они принимаются в зависимости от категории помещения в соответствии с. В теплый период года температура внутреннего воздуха в помещениях на 3С >, при этом относительная влажность воздуха =60%.

Далее по данным параметрам по I-d диаграмме находим недостающие параметры: энтальпию и влагосодержание, требуемые для дальнейших расчетов. Все найденные параметры сводятся в таблицу 2.

Таблица № 2. Параметры внутреннего воздуха

1.3 Особенности технологии рассматриваемого помещения

Рассматриваемое здание — хирургическое отделение больницы. Количество человек, пребывающих в каждом из помещений указано в таблице 3.

Таблица № 3. Особенности технологии рассматриваемого помещения

2. Тепловой баланс вентилируемых помещений

Тепловой баланс расчетного помещения составляется для определения избытков или недостатков тепла, которые должна компенсировать система вентиляции. В помещении, в котором поддерживается постоянный тепловой режим, должен наблюдаться тепловой баланс (это следует из закона сохранения теплоты)

— сумма всех теплопоступлений в помещение, Вт;

— сумма всех теплопотерь в помещение, Вт.

Наличие систем отопления и вентиляции позволяет обеспечить тепловой баланс при требуемой температуре внутреннего воздуха. Таким образом, если при расчетной температуре внутреннего воздуха баланс не наблюдается, то есть имеют место избытки или недостатки теплоты, система вентиляции должна скорректировать баланс, введя в помещение точно такое же количество теплоты, но с противоположным знаком.

Таким образом, для определения расчетной тепловой (холодильной или отопительной) способности системы следует произвести расчет избытков теплоты в помещении путем суммирования всех теплопоступлений (это поток теплоты внутрь помещения) и теплопотерь (поток теплоты из помещения) с учетом знака.

В некоторых случаях оказывается достаточным составление баланса только по явному теплу. Но если в помещении выделяется влага, что обычно и бывает в общественных зданиях (влага поступает от людей), то избытки и недостатки теплоты в помещении подсчитываются раздельно для явного и для полного тепла. Полные тепловые потоки включают в себя явное, т. е. «сухое» тепло и скрытые тепловые потоки, обусловленные изменением теплосодержания. Скрытое тепло идет на изменение фазового состояния водяного пара, т. е. процессов испарения и конденсации.

2.1Тепловой баланс по явному теплу

Тепловой баланс по явному теплу отражает суммарные потоки явного тепла в помещении. Эти суммарные потоки отражаются уравнением

где — поступление явного тепла от следующий источников: людей (, искусственного освещения (, солнечной радиации (, системы отопления (Вт;

— потери явного тепла, которые складываются из потерь через ограждающие конструкции (, на нагрев инфильтрующегося воздуха (, Вт.

Потери явного тепла в помещении

Потери тепла через ограждающие конструкции в холодный и переходный период года делятся на:

1. основные

2. добавочные

3. на инфильтрацию

Эти теплопотери зависят от расчетных температур t_н и t_в воздуха для данного помещения, S_{огр.констр}., технологических свойств этих конструкций.

1. Расчет основных теплопотерь через ограждающие конструкции базируется на уравнении теплопроводности Фурье, практическим выражением для которого является

— теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

F — площадь ограждающей конструкции, м²;

t_в и t_н — внутренняя и наружная температуры воздуха соответственно, С;

n — коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции относительно наружного воздуха, принимается в соответствии с табл. 3* [4];

k — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, учитывающий конвективный, радиационный и кондуктивный перенос тепла через ограждающую конструкцию, Вт/(м²*С)

R_о— сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, которое определяется по формуле

где _в —коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*[4], Вт/(м * ?С);

?н— коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл.6* [4], Вт/(м *?С);

R_транс. — трансмиссионное сопротивление (м²*°С)/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

R_транс. = R₁ + R₂ +… + R_n + R_в.п.,

где R_в.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по прил. 4 [4];

R₁, R₂,…, R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²*°С)/Вт, определяемые по формуле

d——-толщина i-го слоя, м;

— расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, Вт/(м*°С), принимаемый по прил. 3*[4].

Данная конструкция должна удовлетворять следующему условию, то есть определяемое термическое сопротивление должно быть больше регламентированного и должно быть больше теоретического:

R_о>R_reg>R_о тр.

R_reg — нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, определяется по формуле

где а, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 для соответствующих групп зданий;

ГСОП — градусо-сутки отопительного периода, °С?сут, для конкретного пункта, по формуле

где t_в -внутренняя температура воздуха в помещении, С;

t_от.пер., z_от.пер. — средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °C по СНиП 2.01.01−82.

R_о тр. — требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется по формуле

t_в — расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С;

t_н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2* [4];

_в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*.

Полученные данные теплопотерь через ограждающие конструкции заносим в таблицу 4.

Расчет теплопотерь через оконные проемы производится по формуле

где Q_окна — теплопотери через оконный проем, Вт;

F-площадь оконного проема, м²;

t_в и t_н — внутренняя и наружная температуры воздуха соответственно, С;

n — коэффициент, учитывающий положение оконного проема относительно наружного воздуха, принимается в соответствии с табл. 3* [4];

k_о — коэффициент теплопередачи оконного проема, Вт/(м²*С)

R_о — требуемое сопротивление теплопередаче оконного проема, принимается в соответствии с прил. 6*[4], (м²*С)/Вт;

k_огр — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м²*С).

Полученные данные теплопотерь через оконные проемы заносим в таблицу 4.

Таблица № 4. Теплопотери помещений

Так как в данном курсовом проекте по заданию на разрезе есть подвал, теплопотери через полы не считаем. Но производим расчет теплопотерь через подвальное помещение. Расчет основан на разбивке пола на зоны. Вся площадь пола разбивается на 4 зоны, каждой из которых присваивается определенного значение сопротивление теплопередачи:

I зона R=2,3(м²*С)/Вт

II зона R=4,6 (м²*С)/Вт

III зона R=8,3 (м²*С)/Вт

IV зона R=14,2 (м²*С)/Вт

I зона представляет из себя полосу, шириной 2 метра, уложенную вдоль всех наружных стен по периметру здания и примыкающая к внутренним поверхностям стен. Все последующие зоны имеют ту же ширину, что и I зона. Полученные данные по расчету теплопотерь через подвальное помещение занесены в таблицу 5.

Таблица № 5. Теплопотери через подвальные помещения

2. Добавочные теплопотери — дополнительные температурные потоки, связанные с учетом ряда факторов. Их удобно принимать в долях от основных

— сумма добавок, включающих в себя добавки

a) на ориентацию по сторонам света В помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад— в размере 0,05; на юг и юго-запад — 0.

b) на угловое помещение на наличие 2-х и более наружных стен Добавка принимается в размере 5% (=0,05) от основных для зданий общественного назначения на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 —в других случаях.

c) на открывание наружных дверей Добавка учитывается в размере =m*H, где mкоэффициент, зависящий от конструктивного оформления входа (одинарные, двойные двери или без), H — высота здания до уровня устья вытяжной вентиляционной шахты (м); m принимается всоответствии с прил. 9. Добавка не распространяется на двери аварийных входов и на все внутренние двери.

d) на высоту помещения

Добавка применяется в размере 2% на каждый метр высоты помещения, свыше 6 метров.

В результате, складывая добавочные и основные теплопотери, получаем

для каждого помещения. Записываем полученные данные в таблицу 4.

3. Теплопотери от инфильтрации наружного воздуха. Инфильтрация — движение наружного атмосферного воздуха через поры, щели, трещины строительных конструкции в помещение. При движении атмосферного воздуха вследствие его контакта с массивом ограждения воздух немного нагревается, что снижает эффект охлаждения помещения, однако движение наружного воздуха через неплотности оконных проемов не испытывает такого теплового эффекта, поэтому самые значительные потери тепла именно от окон. Количество тепла, которое теряется вследствие инфильтрации, Вт где С — удельная теплоемкость воздуха, С=1,005 кДж/(кг*С);

t_в и t_н — расчетные внутренняя и наружная температуры воздуха соответственно, С;

k — коэффициент, зависящий от влияния встречного теплового потока;

G_инф — расход инфильтрующегося воздуха, кг/час. Зависит от вида ограждения и перепада давлений

F_о — площади окон, м²;

G_н — нормативный расход инфильтрующегося воздуха, кг/час, принимаемый в соответствии с табл. 12* [4];

p — перепад давлений, при котором осуществляются испытания оконных конструкций, p=10кПа;

pi — перепад давлений на уровне рассматриваемого элемента, определяется по формуле где Hвысота здания, представляющая разницу между отметкой земли и устьем вентиляционной шахты, м;

h_i — отметка рассчитываемой конструкции, которую определяют разницей между отметкой грунта и отметкой верхнего среза конструкции, м;

V_в — расчетная скорость ветра для данного географического пункта;

k_н и k_з — аэродинамический коэффициент для наветренной и заветренной стороны здания, k_н =0,8, k_з =-0,6;

g — ускорение свободного падения, g=9,8м/с;

k₁— коэффициент, учитывающий изменение давления в зависимости от высоты здания. в нашем случае k₁=1;

_н и _в — соответственно плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м³

Полученные данные потерь на нагрев инфильтрующегося воздуха заносим в таблицу 4.

Общие теплопотери в холодный рабочий период года в помещении рассчитываются по формуле Теплопотери в холодный нерабочий период года Теплопотери в переходный период года

Полученные данные общих теплопотерь по каждому помещению во все периоды года заносим в таблицу 4.

Поступление явной теплоты от людей

Количество явного тепла, поступаемого от одного человека, определяют в зависимости от тяжести выполняемой им работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха. При этом количество явного тепла будет тем больше, чем ниже температура внутреннего воздуха. Для расчетов используют таблицу 2.2. В курсовой для данного типа здания характерно состояния покоя, поэтому значения из таблицы принимаем в этом состоянии. Теплопоступления от людей Q_я, Вт, находим по формуле гдетепловыделения одним взрослым человеком, Вт, принимается по табл. 2.2. [6];

N — количество человек.

Например, в операционной температура внутреннего воздуха в холодный рабочий период года равна 16С и количество человек 5. Выбираем в таблице состояние покоя, строчку «явное тепло», находим нужные значения и рассчитываем теплопоступления путем интерполирования Вт/чел

Вт Явные теплопоступления от людей в периоды холодный рабочий и переходный равны, в теплый период температура внутреннего воздуха в помещении будет равна 23,7С, в холодный нерабочий поступлений от людей нет, кроме тех помещений, где люди находятся круглосуточно, например, палата. Полученные данные заносим в таблицу 6.

Поступление явного тепла от солнечной радиации, искусственного освещения

Покрытия являются горизонтальной массивной конструкцией, которая в течение всего светового дня подвергается воздействию солнечных лучей. Поэтому следует учитывать поступление тепла от солнечной радиации через эту конструкцию (бесчердачное перекрытие), но через стены не учитываем. Основное тепло поступает через световые проемы (остекления). Величина теплопоступлений зависит от географической широты местности, от ориентации, от конструкции оконных проемов и степени загрязненности окон. Тепловые потоки от солнечной радиации учитываются только в теплый период. Определение количества тепла, Вт, поступающего в помещение за счет солнечной радиации через световые проемы производится по формуле

где — площадь поверхности остекления, м²;

— тепловой поток, поступающий через 1 м² поверхности остекления, Вт/м², принимается по табл. 3.4 [7];

— коэффициент, зависящий от вида остекления: для двойного остекления с раздельными переплетами он равен 1;

— коэффициент загрязнения стекла, принимаем обычное загрязнение 0,8.

Количества тепла, поступающего в помещение от источников искусственного освещения, следует определять по фактической или проектной мощности светильников. При этом считают, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в тепло, нагревающее воздух помещения. Тепловыделения от источников освещения Q_осв, Вт, определяется по формуле

где Eосвещенность, лк, принимаемая по табл. 2.3 [6];

F — площадь пола помещения, м²;

q_осв — удельные тепловыделения, Вт/(м²*лк), принимаемые по табл. 2.4 [6];

_осв — доля тепла, поступающего в помещение, равная 1.

Полученные данные о теплопоступлениях от солнечной радиации и от искусственного освещения занесены в таблицу 6.

Баланс тепловой энергии по явному теплу

Балансовое уравнение по избыткам явного тепла

— избытки явного тепла в помещении, полученные по результатам расчета теплопоступлений и теплопотерь в помещении с учетом технологических тепловых потоков, Вт;

— количество явного тепла, которое приносится в помещение приточным вентиляционным воздухом, Вт;

— количество явного тепла, которое уносится вытяжной системой, Вт.

2.2 Тепловой баланс по полному теплу

Тепловой баланс по полному теплу отражает суммарные потоки полного тепла в помещении. Эти суммарные потоки отражаются уравнением

где — поступление полного тепла от следующий источников: людей (, искусственного освещения (, солнечной радиации (, системы отопления (Вт;

— потери полного тепла, которые складываются из потерь через ограждающие конструкции (, на нагрев инфильтрующегося воздуха (, Вт.

Полные тепловые потоки складываются из потоков явного и скрытого тепла.

Потери полного тепла в помещении

Потери полного тепла через ограждающие конструкции в помещении равны потерям явного тепла, так как в процессе теплообмена нет скрытых потоков между помещениями и окружающей средой

Полученные данные заносим в таблицу 6.

Поступления полного тепла от людей

Количество полного тепла, поступаемого от одного человека, определяют так же, как и количество явного тепла (п. 2.1.2). Только значения из таблицы выбираем из строчки «полное тепло». Например, в предоперационной температура внутреннего воздуха в холодный рабочий период года равна 19С и количество человек 4. Теплопоступления рассчитываем путем интерполирования Вт/чел

Вт Полные теплопоступления от людей в рассчитываются по всем периодам так же, как и явные. Полученные данные заносим в таблицу 6.

Поступления полного тепла от солнечной радиации, искусственного освещения

Солнечная радиация представляет собой поток явного тепла, т. е. следовательно, полные теплопоступления равно явным и расчет полных теплопоступлений от солнечной радиации и искусственного освещения производится так же, как и при расчете явных теплопоступлений п.(2.1.3)

— избытки полного тепла в помещении, полученные по результатам расчета теплопоступлений и теплопотерь в помещении с учетом технологических тепловых потоков, Вт;

— количество полного тепла, которое приносится в помещение приточным вентиляционным воздухом, Вт;

— количество полного тепла, которое уносится вытяжной системой, Вт. Тепловой баланс помещений

3. Расчет влагопоступлений

Поступление влаги, так же как и теплопоступлений влияет на процесс изменения состояния воздуха в помещении. Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, испарения с влажных поверхностей материалов и изделий, а также сушки материалов, химических реакций, работы технологического оборудования. В основном влаговыделения происходят от людей. Они зависят от физического состояния людей, температуры и подвижности окружающего воздуха, определяется по таблице 2.2. Влагопоступления W, Вт, рассчитываем по формуле

— количество влаги, выделяемой одним взрослым человеком, г/ч, принимается табл. 2.2 [6];

N — количество человек в помещении.

Например, в лаборатории температура внутреннего воздуха в холодный рабочий период года равна 18С и количество человек 1. Выбираем в таблице состояние покоя, строчку «влага», находим нужные значения и рассчитываем влагопоступления путем интерполирования г/чел

г Полученные данные влагопоступлений в каждом помещении заносим в таблицу 6.

4. Расчет поступлений газообразных вредностей

Газопоступления в помещения рассматриваемого здания главным образом от человека в результате его жизнедеятельности. Количество двуокиси углерода, выделяемой человеком, зависит от интенсивности его физической деятельности и определяется по табл. 2.2 и определяется по формуле

где — количество людей;

— количество углекислого газа, выделяемое одним человеком, г/чел, принимается в зависимости от категории работ.

Например, в наркозной температура внутреннего воздуха в холодный рабочий период года равна 16С и количество человек 2. Выбираем в таблице состояние покоя, строчку «CO₂», находим нужные значения и рассчитываем газопоступления путем интерполирования г/чел

г Полученные данные газопоступлений заносим в таблицу 8.

5. Расчет воздухообмена для теплого периода года

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредности, чистым атмосферным воздухом. Расчет воздухообмена включает выбор схемы его организации, способа подачи и удаления воздуха, определение расхода приточного воздуха.

Воздухообмены различают по виду вредностей, для разбавления которых они предназначены: воздухообмен по избыткам явной и полной теплоты, по избыткам влаги, по борьбе с вредными веществами, по кратности, по нормам наружного воздуха на человека. Расчетный воздухообмен должен обеспечить нормируемые параметры и чистоту воздуха в рабочей зоне помещения в теплый, холодный и периоды года при переходных условиях.

Расчёт воздухообмена следует начинать с теплого периода года, т.к. в этот период избытки тепла максимальны. Расчёт воздухообмена помещений может быть произведён аналитическим методом и графоаналитическим методом с использованием I-d диаграммы (прил.1). I-d диаграмма представляет собой графическую связь между пятью основными параметрами воздуха: энтальпией I, влагосодержанием d, температурой t, относительной влажностью, парциальным давление водяного пара P.

Графоаналитический метод расчёта воздухообмена общеобменной вентиляции основных помещений общественных зданий производится в следующей последовательности:

1) Исходными данными для построения процессов на I-d диаграмме в теплый период года являются параметры наружного воздуха: t_н, С, I_н, кДж/кг, которые также являются параметрами приточного воздуха; параметры внутреннего воздуха рабочей зоны: t_в>на 3С t_н, С, _в,%; избытки полной теплоты Q_п, Вт и влаги W, г/ч, в помещении. Изменение состояния приточного воздуха в помещении характеризует угловой коэффициент луча процесса, кДж/кг влаги, определяемый для каждого периода года по формуле Температура приточного воздуха в теплый период принимается равной температуре наружного воздуха.

2) Определяем температуру удаляемого воздуха по формуле где gradt — рост температуры по высоте помещения, принимаемый по табл. 3.8 [7], С/м в зависимости от удельной тепловой напряженности помещения, которая определяется как отношение избытков явного тепла к объему помещения;

H — высота внутренняя высота помещения, м;

h — высота рабочей зоны, м (1,5−2,5).

3) На I — d диаграмме находим точку Н (П), соответствующую параметрам наружного (приточного) воздуха в теплый период и проводим через нее луч процесса. Пересечение этого луча с изотермами t_в и t_у определит положение точек В и У, соответствующих параметрам внутреннего и уходящего воздуха. Находим необходимые энтальпию и влагосодержание во всех этих точках. Полученные данные записываем в таблицу 8.

Для примера рассмотрим помещение операционная. Исходные параметры: t_н=t_п=20,7С; I_н=I_п=48,1; t_в=23,7С; _в = 60%; Q_п=698,9Вт; W=287кг/час. Далее находим угловой луч процесса Определяем температуру уходящего воздуха Таблица № 6. Воздухообмен в теплый период года

5.1 Расчет воздухообмена по явным теплоизбыткам

— избытки явного тепла в помещении, Вт;

С — теплоёмкость воздуха, КДж/(кгК);

— температура удаляемого и приточного воздуха, ⁰С;

Полученные данные приведены в таблице № 8

5.2 Расчёт воздухообмена по полным теплоизбыткам

— избытки полного тепла в помещении, Вт;

— удельная энтальпия удаляемого и приточного воздуха, КДж/кг

Полученные данные приведены в таблице № 8

5.3 Воздухообмен по влаговыделениям

Wвлаговыделения в помещении, кг/ч;

— влагосодержание удаляемого и приточного воздуха, г/кг;

Полученные данные приведены в таблице № 8

5.4 Воздухообмен по газовыделениям (СО₂)

M — количество углекислого газа, поступающего в помещение, л/ч, принимаемое по табл. 2.2 [6];

— концентрация углекислоты удаляемого и приточного воздуха, л/м³ (стр. 61 [2]);

Полученные данные приведены в таблице № 8

5.5 Воздухообмен по кратности

Кратность воздухообмена показывает сколько раз в течении часа воздух в помещении обновляется в полном объеме. Кратность приводится в справочной литературе. При этом если в некоторых помещениях кратность по притоку и кратность по вытяжке не совпадает, это означает дисбаланс между приточным и вытяжным воздухом, который создает разряжение в вентилируемом помещении, либо подкорм, при этом количество воздуха, необходимого для полного баланса, подается в соседние помещения или помещения коридоров.

Разряжения создаются в тех помещениях, в которых выделяются вредные вещества, химически опасные соединения, выделения с неприятными запахами, перетекание которых в соседнее помещение следует предотвратить. Рязряжение создается в кухне, курительных комнатах, туалетах, складски помещениях и т. д.

Подкорм в помещение обеспечивают в тех случаях, когда данное помещение является более «чистым» по отношению к окружающим помещениям. Избыточное давление в таком помещении блокирует подтекание или перетекание воздуха из соседних «грязных» помещений.

Воздухообмен по кратности определяется по формуле

где — кратность помещения, принимаемая для данного здания по таблице 2.13 [7];

— объем помещения, м³.

Полученные данные приведены в таблице № 8.

5.6 Воздухообмен по нормам наружного воздуха

Такая норма определена с учетом выполняемой работы в помещении и наличии в нем окон. Норма наружного воздуха на одного человека определяется по формуле

где — норма подачи наружного воздуха на одного человека, м³/ч, принимаемая по приложению 19 [1];

Nколичество людей.

Полученные данные приведены в таблице № 8.

5.7 Выбор расчетного воздухообмена

За расчетный воздухообмен принимается большая из величин, полученных по выше изложенным формулам.

Для систем с естественным побуждением движения воздуха сезонное изменение производительности достигается эксплуатационным регулированием. Для этих систем расчетным является такой воздухообмен, для осуществления которого требуется большее сечение каналов или большая площадь открываемых проемов. Как правило, это воздухообмен, определяемый для теплого периода года или при tн=5С.

Для систем с механическим побуждением движения воздуха выбор расчетного воздухообмена производят по воздухообмену, определенному в объемных единицах для трех расчетных периодов года. На практике встречаются самые разнообразные сочетания требуемого воздухообмена для различных периодов года и разные способы его обеспечения. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи:

1) если в помещении в теплый период года можно осуществлять требуемый воздухообмен через открытые проемы хотя бы частично, то за расчетный воздухообмен принимается большая величина из требуемых воздухообменов в теплый период;

2) если в теплый период невозможно осуществлять естественное проветривание через окна (по технологическим, санитарногигиеническим или конструктивным причинам), то расчетный воздухообмен равен большему из требуемых воздухообменов по трем периодам.

С учетом того, что в некоторых помещениях имеется дисбаланс помещения, а именно превышение вытяжки над притоком, расчетный воздухообмен принимается с учетом этого дисбаланса. Например, рассмотрим помещение лабораторию. В этом помещении кратность по вытяжке и притоку соотносится как 1:3, т. е. наблюдается дисбаланс, поэтому расход вытяжного воздуха можно определить по формуле Как правило, одна приточная вентиляционная установка обслуживает помещение в переходный и зимний или в летний, переходный и зимний периоды, поэтому, выбрав расчетный воздухообмен необходимо уточнить параметры приточного воздуха в другие периоды. Это необходимо для правильного расчета теплопроизводительности калориферной установки.

Выбранные значения расчетного воздухообмена заносим в таблицу 8.

Таблица № 7. Расчетный воздухообмен

6. Расчет параметров вентиляционного процесса для холодного периода года

Расчет параметров вентиляционного процесса для холодного периода года сводится к корректировке величины системы отопления или температуры внутреннего воздуха.

Начинать расчет необходимо с нахождения температуры притока в холодный рабочий период года для каждого помещения t_пр, С, определяемой по формуле

где — избытки явного тепла в помещении, полученные по результатам расчета теплопоступлений и теплопотерь в помещении с учетом технологических тепловых потоков, кДж/час;

— количество явного тепла, которое уносится вытяжной системой, кг/час;

G_пр *С — расход приточного воздуха, кг/час,

Затем находим средневзвешенную температуру приточного воздуха для всех помещений tср, C, так как в каждое помещение воздух подается с одинаковой температурой, но в разном количестве где — полученные температуры притока каждого помещения, С;

— расходы приточного воздуха каждого помещения, кг/час.

Полученные значения температур заносим в таблицу 10.

Исходя из значения tср определяем значение величины сиситемы отопления Q_{с.о.новое}, Вт, из уравнения теплового баланса где — количество явного тепла, которое уносится вытяжной системой, Вт;

— явные теплопотери помещения, Вт;

— явные теплопоступления от людей, Вт;

— явные теплопоступления от искусственного освещения, Вт;

количество явного тепла, которое приносится приточной системой с учетом средневзвешенной температуры приточного воздуха, Вт.

Получившиеся значения величин системы отопления в некоторых помещениях некорректны, они получились отрицательными. Есть несколько способов урегулировать величины системы отопления в помещениях. Например, изменить температуру внутреннего воздуха в помещениях в холодный рабочий период года t_{в.х.раб.новая}, С, взять ее максимально возможной в пределах допустимых границ или вычислить по формуле с учетом начальной величины системы отопления где — количество явного тепла, которое приносится приточной системой, Вт;

— явные теплопотери помещения, Вт;

— явные теплопоступления от людей, Вт;

— явные теплопоступления от искусственного освещения, Вт;

количество вытяжного воздуха, Вт;

— начальные теплопоступления от системы отопления, Вт.

Далее пересчитать значения величин системы отопления с учетом скорректированной температурой внутреннего воздуха по формуле где t_{в.х.раб.новая} — скорректированная температура внутреннего воздуха в данном помещении в холодный рабочий период года, С; остальные величины те же.

Так как изменились значения величин системы отопления в некоторых помещения, то изменилась температура внутреннего воздуха в холодный нерабочий период года t_{в.х.нер.новая}, С, которая определяется по формуле где — скорректированное значение величины системы отопления, Вт;

— температура наружного воздуха, С;

— начальное значение величины системы отопления, Вт.

Если значения t_{в.х.нер.новая} находятся в допустимых пределах, то расчет окончен. Если нет, то можно применить другой способ регулирования с помощью изменения величин системы отопления. Все полученные значения заносим в таблицу 10.

Таблица № 8. Расчет средневзвешенной температуры здания

Таблица № 9. Расчет параметров для холодного периода года