Расчетные характеристики микроклимата в помещениях.
Расчетные параметры воздуха принимают в зависимости от назначения помещениq, периода года (холодный, теплый и переходные условия), а также от режима работы помещения (“отопление”, “отопление и вентиляция или кондиционирование воздуха”, ”вентиляция или кондиционирование воздуха”).
Режим работы помещения:“ОТОПЛЕНИЕ” — это холодный период года.
В курсовой работе предполагается, что отопительные приборы системы отопления не оборудованы автоматическими терморегуляторами. В этом случае при проектировании ОТОПЛЕНИЯ, в т.ч. для расчета теплопотерь, в качестве расчетной температуры воздуха в обслуживаемой зоне помещения в жилых зданиях следует принимать минимальную из ОПТИМАЛЬНЫХ, а в общественных – минимальную из ДОПУСТИМЫХ температур по [3]. Такая температура обозначается tв.от. Если при этом возникает значительная разность температур между соседними помещениями, возможно и в этом режиме принимать более высокие значения, но опять-таки в пределах допустимого диапазона (см. примеры 3.5.2, 3.5.3).
Требования [3] приведены ниже.
Классификация помещений:
Помещения 1 категории — помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха.
Помещения 2 категории — помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой.
Помещения За категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды.
Помещения 3б категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде.
Помещения Зв категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды.
Помещения 4 категории — помещения для занятий подвижными видами спорта.
Помещения 5 категории — помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.).
Помещения 6 категории — помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).
Таблица 3.4.1.1. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий
| Период года | Наименование помещения | Температура воздуха, °С | Результирующая температура, °С | Относительная влажность, % | Скорость движения воздуха, м/с | ||||
| оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая, не более | оптимальная, не более | допустимая, не более | ||
| ХП, ПП | Жилая комната | 20-22 | 18-24 (20-24) | 19-20 | 17-23 (19-23) | 45-30 | 0,15 | 0,2 | |
| То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже | 21-23 | 20-24 (22-24) | 20-22 | 19-23 (21-23) | 45-30 | 0,15 | 0,2 | ||
| Кухня | 19-21 | 18-26 | 18-20 | 17-25 | НН* | НН | 0,15 | 0,2 | |
| Туалет | 19-21 | 18-26 | 18-20 | 17-25 | НН | НН | 0,15 | 0,2 | |
| Ванная, совмещенный санузел | 24-26 | 18-26 | 23-27 | 17-26 | НН | НН | 0,15 | 0,2 | |
| ХП, ПП | Помещения для отдыха и учебных занятий | 20-22 | 18-24 | 19-21 | 17-23 | 45-30 | 0,15 | 0,2 | |
| Межквартирный коридор | 18-20 | 16-22 | 17-19 | 15-21 | 45-30 | 0,15 | 0,2 | ||
| Вестибюль, лестничная клетка | 16-18 | 14-20 | 15-17 | 13-19 | НН | НН | 0,2 | 0,3 | |
| Кладовые | 16-18 | 12-22 | 15-17 | 11-21 | НН | НН | НН | НН | |
| ТП | Жилая комната | 22-25 | 20-28 | 22-24 | 18-27 | 60-30 | 0,2 | 0,3 | |
| * НН — не нормируется Примечание — Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов |
Таблица 3.4.1.2. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных зданий
| Период года | Наименование помещения или категория | Температура воздуха, °С | Результирующая температура, °С | Относительная влажность, % | Скорость движения воздуха, м/с | ||||
| оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая | оптимальная | допустимая, не более | оптимальная, не более | допустимая, не более | ||
| ХП, ПП | 1 категория | 20-22 | 18-24 | 19-20 | 17-23 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 2 » | 19-21 | 18-23 | 18-20 | 17-22 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | ||
| За » | 20-21 | 19-23 | 19-20 | 19-22 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | ||
| 3б » | 14-16 | 12-17 | 13-15 | 13-16 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | ||
| Зв » | 18-20 | 16-22 | 17-20 | 15-21 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | ||
| 4 » | 17-19 | 15-21 | 16-18 | 14-20 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | ||
| 5 » | 20-22 | 20-24 | 19-21 | 19-23 | 45-30 | 0,15 | 0,2 | ||
| 6 » | 16-18 | 14-20 | 15-17 | 13-19 | НН* | НН | НН | НН | |
| Ванные, душевые | 24-26 | 18-28 | 23-25 | 17-27 | НН | НН | 0,15 | 0,2 | |
| ХП, ПП | Детские дошкольные учреждения: | ||||||||
| Групповая, раздевальная и туалет: | |||||||||
| для ясельных и младших групп | 21-23 | 20-24 | 20-22 | 19-23 | 45-30 | 0,1 | 0,15 | ||
| для средних и дошкольных групп | 19-21 | 18-25 | 18-20 | 17-24 | 45-30 | 0,1 | 0,15 | ||
| Спальня: | |||||||||
| для ясельных и младших групп | 20-22 | 19-23 | 19-21 | 18-22 | 45-30 | 0,1 | 0,15 | ||
| для средних и до школьных групп | 19-21 | 18-23 | 18-22 | 17-22 | 45-30 | 0,1 | 0,15 | ||
| ТП | Помещения с постоянным пребыванием людей | 23-25 | 18-28 | 22-24 | 19-27 | 60-30 | 0,3 | 0,5 | |
| * НН - не нормируется Примечание – Для детских дошкольных учреждений, расположенных в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже, допустимую расчетную температуру воздуха в помещении следует принимать на 1 °С выше указанной в таблице. |
Режим работы помещения:“Отопление и вентиляция или кондиционирование воздуха” – это рабочее время суток в холодный период годаили в переходных условиях.
В холодный период года при проектировании ВЕНТИЛЯЦИИ температура внутреннего воздуха обычно принимается на 2... 4 ОС выше расчетной, принятой для расчета отопления (tв.от), но в пределах допустимого (для жилых зданий – оптимального) диапазона по [3]. В переходный период температура принимается на минимальном уровне, т.е. равная расчетной для отопленияtв.от.
Для помещений с КОНДИЦИОНИРУЕМЫМ воздухом (большие актовые, зрительные, спортивные залы, обеденные залы ресторанов, столовых и другие помещения, которые выбирают по согласованию с консультантом проекта) параметры принимают из оптимальных диапазонов по [3].
Для этих помещений выбирают сочетание температуры и относительной влажности воздуха в обслуживаемой зоне помещения. Например, температура воздуха 20 оС и относительная влажность 45% или 22 оС и 30% и т.д. Для уменьшения затрат на приготовление воздуха целесообразно принимать влажность, минимальную из оптимальных, т.е. около 30%.
Режим работы помещения: “вентиляция или кондиционирование воздуха” – это рабочее время суток в теплый период года.
При проектировании ВЕНТИЛЯЦИИ температура, относительная влажность и подвижность воздуха принимаются из допустимого диапазона по [3]. При этом температура внутреннего воздуха должна быть не более чем на 3ОС выше расчетного значения температуры наружного воздуха по параметрам "А" tнА [2]. Если, однако, величина tнА равна или выше +25оС, допустимый диапазон можно расширить до +33оС.
Для помещений с КОНДИЦИОНИРУЕМЫМ воздухом в теплый период года температуру, относительную влажность и подвижность принимают из оптимального диапазона по [3]. Для сокращения затрат на приготовление воздуха целесообразно принимать влажность, максимальную из оптимальных, т.е. около 60%.
Принятые допустимые и оптимальные значения температуры, ОС; относительной влажности, %, и подвижности воздуха, м/с, в рассчитываемых помещениях заносятся в таблицу (см. пример в п.3.4.3). Определенные аналитически или по I-d диаграмме остальные параметры внутреннего воздуха помещений заносятся в тот же бланк.
Замечание:при проектировании ВЕНТИЛЯЦИИ окончательные значения относительной влажности определяются после расчета воздухообмена по построению на I-d-диаграмме процесса изменения состояния воздуха в помещении. Тогда же производится и их проверка на соответствие допустимым диапазонам [3]. Поэтому все остальные параметры определяются также после этого построения, а на начальном этапе работы среди ДОПУСТИМЫХ параметров принимается только температура и подвижность.
Формулы для аналитического расчета остальных характеристик воздуха:
Парциальное давление водяного пара при полном насыщении, Па:
(где А=1,8424×1011 при t>0, А=2,498×1011 при t<0;
с = 5331 при t>0, с = 5419 при t<0)
Парциальное давление водяного пара, Па:
;
Влагосодержание, г/кг: 
(где В – барометрическое давление, Па)
Энтальпия, кДж/кг: 
Температура точки росы, оС: 
(где D = 25,94 при t>0 и 26,24 при t<0)
Температура мокрого термометра, оС: 
(при I > 0)
(при I < 0)
Плотность, кг/м3: 
; Удельный вес, Н/м3: 
Пример выбора параметров наружного климата.
Для здания в Москве выбрать параметры наружного климата.
Таблица 3.4.2.1. Расчетные параметры наружного климата для Москвы.
| Расчетный период года | Параметры "А" | Параметры "Б" | ||
| tн, °С | Iн, кДж/кг | tн, °С | Iн, кДж/кг | |
| ТП | 22,6 (В) (табл.2 [1], колонка 3, обеспеченность 0.95) | 50,5 (карта) (В) | 26,3 (КВ) (табл.2 [1], колонка 4, обеспеченность 0.98) | 54,7 (карта) (КВ) |
| ПП | 10 (В) | 26,5 (В) | - | - |
| ХП | -15 (табл.1 [1], колонка 6, обеспеченность 0.94) | -11,7 Приложение 8 [2] | -28 (ОВ и КВ) (табл.1 [1], колонка 5, tн5, обеспеченность 0.92 | -27,3 (В и КВ) (через φн – см. табл. 1.2.2) |
Барометрическое давление В = 99500 Па (табл.2 [1], колонка 2).
Скорость ветра в ТП 0 м/с (табл.2 [1], колонка 19), для расчета принимаем 1 м/с; в ХП 4.9 м/с (табл.1 [1], колонка 19), средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха Аtн = 10,5оС (табл.2 [1], колонка 7).
Остальные параметры рассчитываем по формулам из п.1.1 и заносим в таблицу 1.2.2:
Таблица 3.4.2.2. Параметры состояния наружного воздуха для Москвы.
| Параметры наружного воздуха | ТП-В | ТП-КВ | ПП-В | ХП-ВиКВ | |
| tн, С | 22,6 | 26,3 | -28 | ||
| Iн, кДж/кг | 50,5 | 54,7 | 26,5 | -27,3 | |
| dн, г/кг | 11,16 | 11,35 | 6,61 | 0,34 | |
| φн, % | 64,1 | 52,2 | 84,6 | по табл. 1[1], колонка 15 | |
| tм, С | 17,94 | 19,23 | 9,18 | -27,93 | |
| tр, С | 15,47 | 15,74 | 7,51 | -30,56 | |
| Рвп, Па | 52,7 | ||||
| Рнас, Па | 62,8 | ||||
| ρн,кг/м3 | 1,194 | 1,179 | 1,247 | 1,440 | |
| γн,Н/м3 | 11,71 | 11,56 | 12,23 | 14,13 |
Примечание: жирным шрифтом выделены основные параметры, выбираемые из табл.1 и 2 [1], служащие исходными данными для вычисления остальных.
Пример выбора параметров внутреннего микроклимата.
Для здания школы в Москве выбрать параметры внутреннего микроклимата для расчета систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Решение: в соответствии с [3] основные помещения здания школы относятся к 2-й категории (умственный труд, учеба). Для этой категории по табл.3.4.1.2 выбираем основные расчетные параметры внутреннего микроклимата и заносим в табл.3.4.3.1.
Таблица 3.4.3.1. Расчетные параметры внутреннего микроклимата для здания школы в Москве.
| Расчетный период года | Допустимые параметры (для В) | Оптимальные параметры (для КВ) | ||||||
| tв, °С | φв, % | tв, °С | φв, % | |||||
| Рекоменд. | Принято | Рекоменд. | Принято | Рекоменд. | Принято | Рекоменд. | Принято | |
| ТП | 18-28, но ≤ tнА+3 | 25,6 = 22,6+3 (см. табл.1.2.1) | ≤65 | по расчету | 23-25 | 24 (среднее) | 60-30 | 60 (по максимуму) |
| ПП | 18-23* | 18** | ≤60 | То же | - | - | - | - |
| ХП | 18-23* | 21** | ≤60 | То же | 19-21* | 20 (среднее) | 45-30 | 30 (по минимуму) |
*) диапазоны, установленные для помещений 2-й категории. Для помещений других категорий см. табл. 3.4.1.2.
**) в ПП – минимальная из допустимых (= tв.от), в ХП – на 2 … 4 градуса выше, но также в пределах допустимого диапазона.
| Расчет-ный период года | Подвижность воздуха vнорм, м/с, не более: | ||
| Допусти-мая (В) | Оптималь-ная (КВ) | ||
| ТП | 0,5 | 0,3 | |
| ПП | 0,3 | 0,2 | |
| ХП | 0,3 | 0,2 |
Нормируемую подвижность воздуха для помещений 2-й категории записываем в таблицу на врезке слева.
Остальные характеристики внутреннего воздуха вычисляем по формулам из п.3.4.1 и заносим в таблицу 3.4.3.2.
Таблица 3.4.3.2. Параметры состояния внутреннего воздуха для здания школы в Москве.
| Параметры внутреннего воздуха | ТП-В (допустимые) | ТП-КВ (оптимальные) | ПП-В (допустимые) | ХП-В (допустимые) | ХП-КВ (оптимальные) |
| tв, °С | 25,6 | ||||
| Iв, кДж/кг | 52,0 | 52,7 | 36,1 | 25,1 | 31,2 |
| dв, г/кг | 10,54 | 11,47 | 7,22 | 1,59 | 4,47 |
| φв, % | |||||
| tм, С | 18,39 | 18,61 | 13,01 | 8,55 | 11,15 |
| tр, С | 14,58 | 15,90 | 8,82 | -12,10 | 1,85 |
| Рвп, Па | |||||
| Рнас, Па | |||||
| ρв,кг/м3 | 1,182 | 1,188 | 1,212 | 1,200 | 1,204 |
| γв,Н/м3 | 11,59 | 11,65 | 11,89 | 11,77 | 11,81 |
Примечания: жирным шрифтом выделены основные параметры, выбираемые из табл.3.4.3.1, служащие исходными данными для вычисления остальных. Относительная влажность для допустимых условий (режим вентиляции) принята ориентировочно с последующим уточнением по результатам расчета воздухообмена и построения процесса изменения состояния воздуха в помещении на I-d-диаграмме (см. п.3.8.3).
3.5. определение мощности системы отопления здания