Теоритические основы создания микроклимата в помещении

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО КЛИМАТА. 4
1.1 Исходные данные для расчета 4
1.2 Выбор параметров внутреннего микроклимата 8
1.3 Аналитический расчет характеристик внутреннего воздуха 8
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ 13
2.1 Определение коэффициентов теплопередачи 13
2.2 Расчет теплопотерь через ограждения 14
2.3 Расчет инфильтрационных теплопотерь 40
3 РАСЧЕТ ПОСТУПЛЕНИЙ ТЕПЛОТЫ, ВЛАГИ И УГЛЕКИСЛОГО
ГАЗА 45
3.1 Расчет поступлений теплоты, влаги и СО2 от людей 45
3.2 Расчет теплопоступлений от освещения и отопительных приборов, а также теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования воздуха для помещения в общественном здании 47
3.3 Расчет теплопоступлений от солнечной радиации 49
4. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ 57
4.1 Расчет воздухообмена по избыткам явной и полной теплоты и влаги 57
4.2 Расчет воздухообменов по нормам кратности 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67

п. = 130 Вт/чел. (таблица 2.2 [6]). Вт.ХПtв =20 °С; qч.п. = 120 Вт/чел. (таблица 2.2 [6]). Вт.Скрытая теплота и влагаТП кг/ч.ПП кг/ч.ХП кг/ч.Углекислый газ, = 18 л/(ч∙чел).л/ч для всех периодов года.3.2 Расчет теплопоступлений от освещения и отопительных приборов, а также теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования воздуха для помещения в общественном зданииПомещение № 208 (кабинет заведующего)Искусственное освещение.,где FПЛ = 9,46 м² – площадь пола помещения, м²;hосв – коэффициент, равный 1, если светильники находятся непосредственно в помещении, и 0,45 – если светильники располагаются в вентилируемом подвесном потолке.Е = 300 лк (по таблице 19 [7])qосв = 0,077 Вт/(лк.м²) по таблице 18 [7] при площади помещения менее 50 м и высоте помещения до 3,6 м с использованием люминесцентных лампПринимаем светильники прямого света.коэффициент hосв = 0.45. Вт.Теплопоступления от приборов системы отопления., Вт,где Qот – расчетная величина теплопотерь помещения, т.е. мощность системы отопления в помещении, Вт; – температура воздуха в помещении в холодный период года для режима вентиляции или кондиционирования воздуха, °С; – то же для режима отопления, °С; – средняя температура теплоносителя в отопительных приборах при расчетных наружных условиях для отопления (параметры "Б"); °С,где tГ = 85 °С и tО = 70 °С – температура воды в подающей и обратной магистралях системы отопления, °С.Qот = 369,7 Вт;= 22оС; = 19оС. Вт.Теплопотери в режиме вентиляции. °С., Вт – в холодный период.Помещение № 118(спальная ясельной группы)Искусственное освещение.FПЛ = 48,64 м² Е = 75 лк (по табл. 19 [7])qосв = 0,077 Вт/(лк.м²) по табл. 18 [7] при площади помещения более 200 м и высоте помещения до 3,6 м.Принимаем светильники прямого света.коэффициент hосв = 0,45. Вт.Теплопоступления от приборов системы отопления.Qот = 1286,5 Вт;= 22оС; = 19оС. Вт.Теплопотери в режиме вентиляции.= 18оС; tН.ОТ = – 39оС;Вт.Вт.3.3 Расчет теплопоступлений от солнечной радиацииПомещение № 207 (кабинет заведующей)В помещении имеется окно с ориентацией на З.Географическая широта φ = 55 °с.ш.;площадь окон м².1. Максимальное количество теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации, проникающей через одинарное остекление:,в период с 16 до 17 часов по таблице 2.3 [6] для остекления, ориентированного на З на широте 56оУгол между солнечным лучом и окном:,где h – высота стояния Солнца; Аc.o. – солнечный азимут остекления.Принимаем:h = 21°; азимут Солнца Аc = 95° (135-95=40°) по табл. 2.8 [6] для периода 16– 17 ч и широты 56°. º.2. Коэффициент инсоляции вертикального остекления.,где Н – высота окна; Н = 0,9 м; В – ширина; В = 1,2 м; а = с = 0 – т.к. отсутствуют внешние солнцезащитные козырьки;LГ – заглубление остекления от наружной поверхности фасада (принято 0,13 м, LГ = LВ = 0,13..3. Коэффициент облучения КОБЛ, зависит от углов:вертикальная компонента(график рис.2.4 [6]);горизонтальная компонента ..4 Удельный тепловой поток от проникающей солнечной радиации через принятое остекление:,где КОТН – коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для окон с двойным остеклением без солнцезащитных устройств (табл. 2.4) КОТН = 0,8;τ2 – коэффициент учета затенения окна переплетами; для принятого остекления по табл. 2.5 [6]τ2 = 0,65. Вт/м².5. Наружная условная температура на поверхности окна:,где – средняя температура наиболее жаркого месяца (июля); для кондиционируемых помещений следует принимать наружную температуру в теплый период года по параметрам "Б"; = 28 ºС; – средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха в теплый период; °С [1]; – коэффициент, учитывающий суточный ход наружной температуры; = 0,92 (табл. 2.9 [6] приε = 0 для периода с 16 до 17 часов); – приведенный коэффициент поглощения радиации; = 0,4 по табл. 2.4 , – количество теплоты, поступающей на вертикальную поверхность ориентации З в период с 16 до 17 ч от прямой и рассеянной радиации для широты 56° по табл. 2.10 [6]; ( = 621, = 165 ); – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности окна; для вертикальной поверхности (зависит от скорости ветра v).. °С.6. Теплопоступления от теплопередачи через окно: Вт/ м²,где – сопротивление окна теплопередаче в летних условиях; для выбранного типа окна Rо = 0,68м2∙ºС/Вт.7. Суммарные теплопоступления через окна: Вт.Помещение № 118 (спальная ясельной группы)В помещении имеется два окна с ориентацией на С.Географическая широта φ = 55 °с.ш.;площадь окон м²; 1 Максимальное количество теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации, проникающей через одинарное остекление:, в период с 5 до 6 ч по табл. 2.3 [6] для остекления, ориентированного на С на широте 56°.Угол между солнечным лучом и окном:,где h – высота стояния Солнца; Аc.o. – солнечный азимут остекления.Принимаем:h = 13°; азимут Солнца Аc = 108° (135-108=27°) по табл. 2.8 [6] для периода 5-6 ч и широты 56°. .2. Коэффициент инсоляции вертикального остекления.,где Н – высота окна; Н = 1.5 м; В – ширина; В = 1.5 м; а = с = 0 – т.к. отсутствуют внешние солнцезащитные козырьки;LГ – заглубление остекления от наружной поверхности фасада (принято 0,13 м,LГ = LВ = 0.13.3. Коэффициент облучения КОБЛ, зависит от углов:вертикальная компонента(график рис.2.4 [6]);горизонтальная компонента ..4. Удельный тепловой поток от проникающей солнечной радиации через принятое остекление:,где КОТН – коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для окон с двойным остеклением без солнцезащитных устройств (табл. 2.4) КОТН = 0,8;τ2 – коэффициент учета затенения окна переплетами; для принятого остекления по табл. 2.5 [6]τ2 = 0,65. Вт/м².5. Наружная условная температура на поверхности окна:,где – средняя температура наиболее жаркого месяца (июля); для кондиционируемых помещений следует принимать наружную температуру в теплый период года по параметрам "Б"; = 28 ºС; – средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха в теплый период; °С [1]; – коэффициент, учитывающий суточный ход наружной температуры; = -0,79 (табл. 2.9 [6] при ε = 0 для периода с 5 до 6 часов); – приведенный коэффициент поглощения радиации; = 0,4 по табл. 2.4 , – количество теплоты, поступающей на вертикальную поверхность ориентации С в период с 5 до 6 ч от прямой и рассеянной радиации для широты 56° по табл. 2.10 [6]; ( = 159, = 76 ); – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности окна; для вертикальной поверхности (зависит от скорости ветра v).. °С.6. Теплопоступления от теплопередачи через окно: Вт/ м²,где – сопротивление окна теплопередаче в летних условиях; для выбранного типа окна Rо = 0,68м2∙ºС/Вт.7. Суммарные теплопоступления через окна: Вт.Результаты всех расчетов сводим в табл. 9,10 и 11,12Таблица 9Теплопоступления и теплопотери кондиционируемого помещения № 208 (кабинет заведующей)Наименование помещенияОбъем помещения,м³Расчетныйпериод годаПоступления в помещение явной теплоты, ВтТеплопоступленияв помещение, ВтСуммарные теплопотери помещения,ВтИзбыточная теплотаот людейот солнечной радиацииот искусственного освещенияот системы отопленияот технологического оборудованияотпрочих источниковсуммарныеЯвнаяПолнаяЯвнаяПолнаяявныеполныескрытыеВтВт/м²ВтКабинет заведующей9,46×3,3==31,2ТП110,5246,536198,3–––569,8705,8136–569,818,3705,8ХП171,7260,1–98,3350,7––620,770988,4403,5217,26,96305,5Таблица 10Сводная таблица вредных выделений№помещенияНаименованиепомещенияОбъемпомещения,м³РасчетныйпериодгодаТепловые избыткиВлаговыделения,кг/чГазовыевыделения,л/чкДж/кгявные,кДж/чскрытые,кДж/чполные,кДж/ч208Кабинет заведующей31,2ТП1697,4489,621870,1942,511510ХП2234,5318,22552,40,1342,519700Таблица 11Теплопоступления и теплопотери вентилируемого помещения № 118 (Спальная ясельной группы)Наименование помещенияОбъем помещения,м³Расчетныйпериод годаПоступления в помещение явной теплоты, ВтТеплопоступленияв помещение, ВтСуммарные теплопотери помещения,ВтИзбыточная теплотаот людейот солнечной радиацииот искусственного освещенияот системы отопленияот технологического оборудованияотпрочих источниковсуммарныеЯвнаяПолнаяЯвнаяПолнаяявныеполныескрытыеВтВт/м²ВтСпальная ясельной группы48,64×3,6==175,1ТП10861719,5402,75126,41615,22248,65633,51615,29,22248,65ПП1773,82353402,75126,423032882,2579,21002,21300,87,41880ХП16292172-126,41220,51755,42298,45431458,42971,7840Таблица 12Сводная таблица вредных выделенийПомещение №118 (спортивный зал) (вентиляция)№помещенияНаименованиепомещенияОбъемпомещения,м³РасчетныйпериодгодаТепловые избыткиВлаговыделения,кг/чГазовыевыделения,л/чкДж/кгявные,кДж/чскрытые,кДж/чполные,кДж/ч118Спальная ясельной группы175,1ТП5814,72280,680950,89325,89100ПП8290,82085,12103760,82325,812700ХП63181954,88274,20,77325,8108004. РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ4.1 Расчет воздухообмена по избыткам явной и полной теплоты и влагиКОНДИЦИОНИРОВАНИЕПомещение № 208 – кабинет заведующей.Схема организации воздухообмена – один приток, одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны., кг/ч;где и – требуемые общеобменные вытяжка и приток, кг/ч;сВ – удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг.К); и – температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, °С, для соответствующего периода года., °С – предварительно принимаем;, °С,Расчет ведем по явной теплоте.ТПtП = 25-6 = 19 °Сtу = 25+1 = 26 °С кг/ч.ХПtП = 19-6 = 13 °Сtу = 19+1 = 20 °Скг/ч. кг/ч., т.е. соответствует требуемому воздухообмену в ХП => уточняем . °С.Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена, принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов, т.е. в данном случае по ТП. кг/м3; м3/ч; ч-1. кг/м3; кг/м3; ч-1.Объемные расходы притока и вытяжки отличаются незначительно.Проверяем расчетный воздухообмен на соответствие санитарной норме:=42,5 л/ч; м3/ч; , поэтому оставляем воздухообмен, вычисленный по избыткам явной теплоты.ВЕНТИЛЯЦИЯПомещение № 118 – спальная ясельной группы.Схема организации воздухообмена – один приток, одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны., кг/ч;где и – требуемые общеобменные вытяжка и приток, кг/ч;сВ – удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг∙К); и – температура соответственно удаляемого приточного воздуха, °С, для соответствующего периода года., °С,, °С,здесь Н – высота помещения, м; – высота рабочей зоны помещения, м, принимается равной 2 м, если люди в помещении стоят, и 1,5 м – если люди сидят или лежат; – вертикальный градиент температуры, К/м, принимаемый в зависимости от удельной теплонапряженности помещения qУД, Вт/м³.ТП°С;tу = 25+0,53 = 25,53 °С; °С; кг/ч.ПП°С ºС; ºС;кг/ч.ХП ºС; ºС;кг/ч; кг/ч, т.е. соответствует требуемому воздухообмену в ТП уточняем и . ºС; ºСПоскольку это выше наружной температуры в ПП, равной +10 °С, полученный результат говорит о том, что в ПП необходимо продолжать подогрев притока, в данном случае до температуры +16 °С, во избежание переохлаждения помещения.Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена, принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов, т.е. в данном случае по ТП.кг/м3; м3/ч; ч-1.кг/м3; м3/ч; ч-1.Объемные расходы притока и вытяжки отличаются незначительно.Проверяем расчетный воздухообмен на соответствие санитарной норме:=325,8 л/ч; м3/ч;, поэтому оставляем воздухообмен, вычисленный по избыткам явной теплоты.Расчет воздухообмена по избыткам полной теплоты и влаговыделениям. Проверку проводим для условийТП, поскольку именно по этому периоду был принят расчетный воздухообмен.(по влаге), кг/ч (по полной теплоте).Для построения процесса на I-d диаграмме, определим угловой коэффициент луча процесса.Таким образом, отклонение воздухообмена, вычисленного по влаге, от определенного по явной теплоте, составляет:а при вычислениях по полной теплоте:%4.2Расчет воздухообменов по нормам кратностиТаблица 14Расчетный воздухообмен общеобменной вентиляции по кратности в помещениях здания№ помещенияНаименование помещенияПлощадь помещения, м²Объем помещения, V, м³Количество людей в помещенииNчелНормативная кратность воздухообмена Кр, ч-1, или нормативный воздухообмен на 1 человека L0, м³/(ч.чел)Расчетный воздухообмен, м³/чПритокВытя- жкаПритокВытя- жка1234567891 этаж101Кладовая сухих продуктов10,5638,02-138102Комната персонала10,7538,70-1,558103Постирочная19,8471,42-5357104Кладовая чистого белья9,7234,99-135105Коридор4,5916,52-117106Коридор3,9614,26-114107Коридор0,592,12-12АЛестница13,5132,3-1132108Раздевальная дошкольной группы22,3280,35-1,5121109Групповая дошкольной группы55,25198,90-1,5298110Спальная дошкольной группы54,4195,84-1,5294111Буфетная4,7617,14-1,526112Коридор2,388,57-19113Туалетная дошкольной группы19,7471,06-1,5107114Тепловой узел12,4844,93-145115Туалетная ясельной группы11,9643,06-1,565Продолжение таблицы 14123456789116Буфетная4,7617,14-1,526117Коридор2,388,57-19118Спальная ясельной группы48,64175,109,2(по расчету)9,216111611119Игральная ясельной группы27,1897,85-1,5147120Приемная ясельных групп22,3280,35-1,5121121Коридор3,9614,26-114122Коридор3,7813,61-114БЛестница13,5132,3-1132123Приемная ясельных групп22,3280,35-1,5121124Игральная ясельной группы55,25198,90-1,5298125Буфетная4,7617,14-1,526126Коридор2,388,57-19127Туалетная ясельной группы11,9643,06-1,565128Душевая, уборная для персонала4,3215,55-578129Хозяйственная кладовая8,1629,38-129130Спальная ясельной группы48,64175,109,2(по расчету)9,2 (по расчету)16111611131Коридор9,4433,98-134132Кухня с раздаточной44,16158,98-3477133Электрощитовая7,0225,27-125134Венткамера7,0225,27-125135Венткамера15,3655,30-155136Моечная кухонной посуды--0137Заготовочный цех--0138Коридор5,3219,15-119Продолжение таблицы 14123456789139Кладовая овощей5,3219,15-119140Загрузочная5,2819,01-119141Душевая, уборные для персонала4,7517,10-586Второй этаж201Кладовая инвентаря9,2430,49-130202Методический кабинет12,7642,11-1,563203Палата10,2533,83-134204Туалетная с местом для приготовления дезинфицирующих растворов3,7412,34-1,519205Приемная3,2310,66-111206Коридор1962,70-163207Медицинская комната, процедурный кабинет9,4631,22-131208Кабинет заведующего, комната завхоза9,4631,227,7(по расчету)7,9 ( расчету)240247209Раздевальная дошкольной группы20,4667,52-1,5101210Групповая дошкольной группы55,25182,33-1,5273211Спальная дошкольной группы54,4179,52-1,5269212Буфетная4,7615,71-1,524213Коридор2,387,85-18214Туалетная дошкольной группы19,7465,14-1,598215Туалетная дошкольных групп19,7465,14-1,598216Буфетная4,7615,71-1,524217Коридор4,7615,71-116218Спальная дошкольной группы54,4179,52-1,5269Продолжение таблицы 14123456789219Групповая дошкольных групп55,25182,33-1,5273220Раздевальная дошкольных групп20,4667,52-1,5101221Раздевальная дошкольных групп20,4667,52-1,5101222Групповая дошкольных групп55,25182,33-1,5273223Туалетная дошкольной группы19,7465,14-1,598224Коридор4,7615,71-116225Буфетная4,7615,71-1,524226Спальная дошкольной группы54,4179,52-1,5269227Зал для музыкальных и гимнастических занятий81,92270,34-1,5406Третий этаж301Прогулочная веранда81,92270,34---302Коридор10,5334,75-135303Венткамера13,544,55--304Прогулочная веранда81,92270,34--305Прогулочная веранда81,92270,34--306Коридор10,5334,75-135307Прогулочная веранда81,92270,34--ИТОГО34629992Дисбаланс6530Таким образом, для ликвидации дисбаланса нужен дополнительный приток в объеме 6530 м³/ч в общие коридоры.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ настоящем курсовом проекте были достигнуты следующие результаты:- произведен расчет теплопотерь помещений детского сада на 140 мест с удельной тепловой характеристикой здания и определено, что для отопления здания требуется 50062 Вт тепла в год;- рассчитаны элементы теплового, влажностного и газового балансов вентилируемого помещения (теплопоступлений, теплопотерь, поступлений водяных паров и газов), то же для помещения с кондиционируемым воздухом;- определены требуемые и расчетные воздухообмены в помещениях;- определены воздухообмены во всех помещениях здания по нормам кратности воздухообмена.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1 СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. М.: ГУП ЦПП, 2004.2 СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: ГУП ЦПП, 2000.3 ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. М.: ГУП ЦПП, 1999.4 СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М.: ГУП ЦПП, 2004.5 СНиПII-3-79*. Строительная теплотехника. М.: ГУП ЦПП, 1998.6 Внутренние санитарно-технические устройства: Справочник проектировщика. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 (Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. М.: Стройиздат, 1992.7 Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов для студентов заочного отделения "Расчет воздухообмена в помещениях здания для вентиляции и кондиционирования воздуха". 2006 г.