Дипломная (вкр): Оптимизация микроклимата в помещении многоквартирного здания при помощи механической вентиляции

2. Общие сведения

2.1 Общие сведения о городе

Вологда - город в России, административный центр Вологодского района Вологодской области России. Население - 301 755 чел. (2010). Административно-территориальное деление Вологды очень простое, здесь - лишь 2 единицы: собственно, город и посёлок Молочный. Общие сведения приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Основная информация о г. Вологде

Географическое расположение г. Вологда представлено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Географическое расположение г. Вологды

Рисунок 2.3 - Схема-план города Вологда

Средняя температура в городе Вологда по месяцам:

Рисунок 2.4 -Средняя температура в городе Вологде по месяцам

.2 Описание объекта исследования

Для исследования взята крышная котельная и жилое помещение двухкомнатной квартиры 9-ти этажного жилого дома с помещениями общественного назначения по адресу: город Вологда, ул. Южакова, дом 3.

Здание отапливается от крышной котельной, которая была установлена в году. Здание - кирпичное, в хорошем состоянии. Установлены пластиковые, герметичные окна.

Проект крышной котельной выполнен на основании Технического задания на проектирование, выданного 21 октября 2008 г. ООО «Владистрой».

Проект выполнен в соответствии с требованиями нормативных документов:

- СНиП II-35-76 «Котельные установки»

СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы»

ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления»

ПБ 10-574-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 3380К»

СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения»

Крышная котельная предназначена для теплоснабжения систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения 9-ти этажного жилого дома по ул. Южакова в г. Вологда.

Категория производства по взрывопожарной опасности - Г. Категория потребителей тепла по надежности теплоснабжения и отпуску теплоты - вторая.

Система теплоснабжения - многоконтурная двухтрубная с централизованным горячим водоснабжением.

Котельная расположена на крыше здания. Вход в котельную осуществляется непосредственно с эксплуатируемой кровли. Предусмотрен выход на кровлю из основного здания по маршевой лестнице. Под помещением котельной находится технический этаж.

.3 Исходные данные для проектирования котельной

Температура наружного воздуха для проектирования - 32⁰С.

Суммарная тепловая нагрузка на котельную составляет 1,86 МВт (1,6 Гкал/ч), в т.ч.:

отопление - 870000 Вт (748000 ккал/ч);

вентиляция - 224000 Вт (192000 ккал/ч);

горячее водоснабжение: максимальное - 766000 Вт (658000 ккал/ч);

среднее - 539000 Вт (627000 ккал/ч).

Теплоноситель для систем отопления и вентиляции - сетевая вода с расчетными температурами по индивидуальным погодозависимым отопительным графикам (базовый 95/70⁰С).

Теплоноситель для системы горячего водоснабжения - вода с температурой 55⁰С.

Исходные данные по отдельным контурам систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Исходные данные по отдельным контурам системы отопления

Исходной водой является вода из городского хозяйственно-питьевого водопровода. Общий расход водопроводной воды составляет 14,6 м³/ч. Давление водопроводной воды на входе в котельную - 0,15 МПа.

В качестве топлива принят природный газ со следующими параметрами (при нормальных условия): давление - 101,325 кПа, плотность газа - 0,829 кг/м3, низшая теплота сгорания 33,52 МДж/нм³ (8000 ккал/м³).

Снабжение газом от газовых сетей избыточным давлением 0,1-0,6 МПа.

Степень автоматизации котельной - полная автоматизация технологических процессов в котельной, автоматический режим работы котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Периодическое обслуживание осуществляется машинистом-обходчиком.

Кроме того, котельная оборудована системой автоматического оповещения обслуживающей организации об аварийных ситуациях, отклонениях в работе котельной посредством SMS-сообщений.

.4 Исходные данные для расчета воздухообмена в жилом помещении

Чистота воздуха помещения обеспечивается его обновлением. Здесь вводится такое понятие, как воздухообмен. Под воздухообменом понимают возмещение удаляемого из квартиры загрязненного воздуха чистым наружным в нормативном объеме.

Нормативные документы содержат различную трактовку этого показателя, начиная от размерности и заканчивая количественной оценкой: м³/час, м³/час на 1 м² жилых помещений, м³/час на человека, кратность воздухообмена (отношение величины воздухообмена к объему помещения). Часть этих параметров соотносится с количеством жильцов, часть с величиной помещения (площадью и объемом), а некоторые не связаны ни с тем, ни с другим, а определяют лишь назначение помещения, параметры которого в различных зданиях могут иметь самые разные размеры.

Следует отметить также, что некоторые нормы [20] определяют величину воздухообмена, как необходимый расход удаляемого воздуха, а некоторые [19,21] - как расход приточного воздуха. В ряде нормативных документов указано, что различные подходы, применяемые к нормированию данной величины, не имеют физического обоснования [19].

В таблице 2.2 приведены нормы воздухообмена в жилых зданиях по различным нормативным документам. Как видно из таблицы 1, различие в количественной оценке воздухообменов по различным нормам достаточно велико. С одной стороны, это можно объяснить недоучетом рекомендаций гигиенистов по обеспечению жилых помещений свежим воздухом, а с другой - стремлением сэкономить энергоресурсы (по данным различных источников, на обогрев приточного воздуха расходуется до 15% тепла). Различие между отечественными и зарубежными нормами в десятки раз. Возможно, это связано с тем, что для России это достаточно новая проблема, которая обратила на себя внимание только на современном этапе и требует тщательных исследований и разработки.

Таблица 2.2

Нормы воздухообмена в жилых зданиях по данным различных источников

Таким образом, уже в самой постановке задачи остаются неясными ни величины воздухообменов, ни их размерности.

В жилых зданиях для организации воздухообмена, как правило, устанавливается естественная канальная вентиляция. При такой схеме воздух из помещений удаляется через вытяжные каналы за сет давления, возникающего из-за разницы температур наружного и внутреннего воздуха. За расчетную температуру наружного воздуха в нормативных документах [19, 23] принимают +5^оС. Температуру внутреннего воздуха принимают исходя из назначения помещения и климатических условий. Давление ветра в нормативных документах не учитывается. Считается, что приток неорганизованный и обеспечивается за счет воздухопроницаемости ограждающих конструкций, а вытяжка устраивается из наиболее загрязненных помещений, т.е. санузлов и кухонь. Расчет естественной вентиляции сводится к достаточности избыточного давления и определению сечения вентканала. Причем скорость движения воздуха в вентканале при расчетах просто задается в пределах 0,5-1,0 м/с.

Поскольку за расчетную температуру наружного воздуха принимается температура +50С, остается открытым вопрос о количественных характеристиках воздухообмена в остальное время года. Если с понижением наружной температуры увеличивается величина избыточного давления и, соответственно увеличивается воздухообмен, то при повышении температуры - картина обратная. Так, для Вологды 98 дней в году температура наружного воздуха выше +50С [24] - и это почти половина года, а 42 дня из них температура наружного воздуха превышает расчетную температуру внутреннего воздуха.

Следует добавить также, что в реальных условиях немалое значение имеет и ветровой напор, который в нормах не учитывается.

При идеальной организации воздухообмена загрязненный воздух одних помещений не должен поступать в смежные помещения (рисунок 2.5), а физические параметры среды должны находиться в пределах норм как по скорости воздушных потоков в рабочей зоне, так и по кратности воздухообменов.

Рисунок 2.5 - Организация естественного воздухообмена в жилом помещении двухкомнатной квартиры

.5 Тариф теплоснабжающей организации

Действующий тариф на отпуск тепловой энергии на 2017 год представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Тариф теплоснабжающей организации

3. Расчеты по воздухообмену и вентиляции

.1 Подбор вентиляционного оборудования для котельной

Расход воздуха на вентиляцию определяется исходя из требований обеспечения трехкратного воздухообмена с учетом воздуха, подаваемого на горение.

Обязательная трехкратная общеобменная вытяжка составит:

 (3.1)

Расход воздуха на горение для максимальной нагрузки котельной определяется по формуле:

(3.2)

Объем воздуха, идущего на приток, составит:

(3.3)

Теплопотери по воздуху на горение и общеобменную вытяжку:

(3.4)

Тепловыделения от котлов:

 (3.5)

Мощность калорифера составит:

 (3.6)

Определяем расход греющей воды на калорифер по формуле:

 (3.7)

Вывод: принимаем для котельной тепловентилятор фирмы «FRICO» тип SW 22, Q = 30кВт.

.2 Расчет требуемого воздухообмена в помещении по показателям СТО СРО НП СПАС-05-2013

Определить требуемый воздухообмен в двухкомнатной квартире. Количество проживающих - три человека.

Планировка квартиры изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Планировка двухкомнатной квартиры

Исходные данные:

общая площадь квартиры F_общ = 53,65 м²;

площадь жилых помещений F_жил = 32,56 м²;

площадь кухни F_кх = 9,6 м²;

высота помещений h = 2,6 м;

на кухне установлена газовая плита.

Геометрические характеристики:

объем отапливаемых помещений V = 139,49 м³;

объем жилых помещений V_жил = 84,656 м³;

объем кухни V_кх = 24,96 м³;

объем совмещенной уборной V_су = 8,32 м³;

.2.1 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

Определяется общая площадь квартиры, приходящаяся на 1 человека:

В соответствии с показателями [28] (приложение №1) в качестве нормативного воздухообмена жилых помещений в режиме эксплуатации принимается L_тр = 30 м³/ч на одного человека. Соответственно требуемый воздухообмен жилых помещений:

Требуемый воздухообмен кухни с газовой плитой  = 100 м³/ч.