10826
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кочев А.Г., Кочева М.А., Семикова Е.Н.
СИСТЕМЫ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ В
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЯХ И УНИКАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЯХ.
ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям
(включая рекомендации по выполнению курсовой и самостоятельной работы)
для обучающихся по дисциплине «Системы теплогазоснабжения и вентиляции в промышленных зданиях и уникальных сооружениях» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство
профиль Возобновляемые источники энергии и энергоэффективность в зданиях
Нижний Новгород ННГАСУ
2016 г
2
УДК 726.5
Кочев А.Г. / Системы теплогазоснабжения и вентиляции в промышленных зданиях и уникальных сооружениях. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.Г. Кочев, М.А. Кочева, Е.Н. Семикова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 146 с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).
В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Системы теплогазоснабжения и вентиляции в промышленных зданиях и уникальных сооружениях» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения основного и дополнительного материала дисциплины для достижения целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — помощь в подготовке к лекциям и практическим занятиям, включая написание курсовой работы и освоение требуемого объёма знаний самостоятельной работы студентов.
Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Системы теплогазоснабжения и вентиляции в промышленных зданиях и уникальных сооружениях» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Возобновляемые источники энергии и энергоэффективность в зданиях.
Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 08.04.01 Строительство, профиль Возобновляемые источники энергии и энергоэффективность в зданиях, утверждённым решением науч- но-технического совета (НТС) ННГАСУ от 9.06.2015г. (протокол № 2).
©А.Г. Кочев, М.А. Кочева, Е.Н. Семикова, 2016
©ННГАСУ, 2016
3
Содержание
|
ВВЕДЕНИЕ………………………………………….……….…………..5 |
|
1. |
МИКРОКЛИМАТ ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЙ...................................... |
6 |
2. |
СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ…………………………………10 |
|
|
2.1.Классификация систем отопления зданий………..……………….10 |
|
|
2.2. Схемы систем отопления зданий………………............................15 |
|
|
2.3. Виды и конструкции отопительных приборов.............................. |
23 |
|
2.4. Регулирование теплоотдачи отопительных приборов.................. |
28 |
2.5.Системы лучистого отопления производственных помещений..31
3.ПОДКЛЮЧЕНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ К ТЕПЛОВЫМ
СЕТЯМ………………………………………………………… |
..……... 50 |
3.1.Индивидуальные тепловые пункты …….…….. ...........................50
3.2.Теплообменники …..……………………………............................57
4. |
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ |
..........60 |
|
4.1. Трубопроводы и арматура систем отопления............................... |
60 |
|
4.2. Опоры и компенсаторы……………………… ............................... |
66 |
|
4.3. Тепловая изоляция трубопроводов……………………................76 |
|
|
4.4. Защита трубопроводов системы отопления от коррозии............. |
77 |
5. |
ВЕНТИЛЯЦИЯ………………………………....................................... |
.79 |
5.1.Классификация систем вентиляции………...................................79
5.2.Оборудование и элементы систем вентиляции и
кондиционирования воздуха............................................................ |
81 |
5.3. Аспирация и пневмотранспорт…… ............................................... |
98 |
5.4. Аварийная вентиляция……………............................/................. |
..100 |
6. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА…….................../.................... |
101 |
.6.1. Виды систем кондиционирования воздуха и их конструкции…101 |
|
4 |
|
|
6.2. Классификация систем кондиционирования воздуха................... |
|
102 |
|
6.3. Центральные системы кондиционирования воздуха..................... |
|
103 |
|
6.4. Кондиционеры сплит-систем…………...........................................106 |
|
||
6.5. Канальные кондиционеры................................................................ |
|
109 |
|
6.6. Системы охлаждения чиллерами и фэн-койлами........................... |
|
110 |
|
6.7. Крышные кондиционеры……………. ............................................ |
|
.114 |
|
6.8. Шкафные кондиционеры................................................................... |
|
115 |
|
6.9. Прецизионные кондиционеры........................................................... |
|
116 |
|
7. СХЕМЫ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ, АСПИРАЦИИ И |
|
|
|
ПНЕВМОТРАНСПОРТА......................................................................... |
|
|
117 |
8. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ…… |
………….…..……………………………….129 |
|
|
8.1. Внутренние тепловые сети……………............................................12 |
9 |
||
8.2. Схемы узлов обвязки воздухонагревателей.…… ............................ |
|
129 |
|
9. ГАЗОСНАБЖНИЕ………………………… |
….……………… |
///……….136 |
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................... |
|
137 |
|
10. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ………… |
.……..139 |
||
11. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ………………… |
..………144 |
|
5
ВВЕДЕНИЕ
ВРоссии в 2000 годы в стали проявляться новые крупные производственные комплексы и возросло строительство индивидуальных малоэтажных жилых домов и хозяйственных построек, садовых домиков и подобных зданий и сооружений. Особую роль в этих тенденциях играет использование в строительстве установок и оборудования зарубежных фирм и серьёзная конкуренция на рынке труда.
Вэти годы всё шире применяются новые энергоэффективные автоматизированные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Решение задач охраны труда и здоровья населения создание комфортных условий проживания в значительной мере зависит от систем инженерного оборудования зданий. Физические параметры воздуха − температура, относительная влажность, подвижность и его чистота влияют на самочувствие человека и его работоспособность. Большое значение имеют параметры воздуха и для ведения технологических процессов. Физико-химический состав воздушной среды помещений зависит как от внешних атмосферных условий, так и от технологических процессов, связанных с выделением в помещение теплоты, влаги, пыли и различных паров и газов.
Придание воздуху помещения необходимых свойств осуществляется отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха, которые взаимосвязаны с тепло- и газоснабжением. Комплексы технических средств, обеспечивающих заданные параметры воздуха в помещении, называются системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Совокупность методов, при помощи которых обеспечиваются в помещении и на рабочих местах заданные параметры, называется процессом создания искусственного микроклимата.
Все процессы, связанные с проектированием (включая изыскания), строительством, монтажом, наладкой, эксплуатацией и утилизацией (сносом) зданий
исооружений любого назначения (в том числе входящих в их состав сетей инженерно-технического обеспечения и систем инженерно-технического
6
обеспечения) регулируются Федеральным законом РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
Санитарно-технические системы зданий - это внутренние системы холодного и горячего водоснабжения, отопления, канализации, водостоков, вентиляции, кондиционирования воздуха, тепло- и холодоснабжения.
1. МИКРОКЛИМАТ ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЙ
Система отопления (СО) в комплексе с системой вентиляции и кондиционирования воздуха (СВ и КВ) должна обеспечивать параметры воздуха в пределах оптимальных, технологических или допустимых норм:
−в помещениях жилых, общественных, а также административ- но-бытовых зданий предприятий согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [15], строительным правилам СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [27], санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» [37] и др. санитар- но-эпидемиологическим нормам, которые зависят от назначения зданий (например СанПиН 2.4.1.1249-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных учреждений» [38] или СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитар- но-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» [39]);
−в рабочей зоне помещений производственных зданий согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» [40], СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» [41] и др. нормативных документов в соответствии с характером и режимом работы производственных помещений.
Микроклимат – совокупность параметров среды, обеспечивающих комфортные условия пребывания человека в помещении.
7
Согласно ГОСТ 30494-2011 [15] микроклимат помещения – состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.
Существует несколько характеристик состояния микроклимата помеще-
ния:
1) температура воздуха внутри помещения (в рабочей зоне) – tв,° С
(tр.з.,° С);
2)относительная влажность воздуха – ϕ, может измеряться в % или
долях;
3)подвижность воздуха в помещении характеризуется скоростью движения воздуха – осредненной по объему обслуживаемой зоны скоростью движения воздуха – v, м/с;
4)состав газовой среды – показатель, характеризующий химический и бактериологический состав воздуха внутри помещения, в том числе наличие и концентрации в воздухе помещения твердых частиц (пыли и др.), вредных веществ, неприятных запахов;
5)радиационная температура (средневзвешенная температура всех внутренних поверхностей помещения
6)радиационная температура помещения – осредненная по площади температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных
приборов – tr° С.
7) результирующая температура помещения – комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения.
Согласно ГОСТ 30494 [15] существуют оптимальные и допустимые параметры микроклимата.
Оптимальные параметры микроклимата – сочетание значений пока-
зателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не
8
менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.
Допустимые параметры микроклимата – сочетания значений показа-
телей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.
Параметры внутреннего воздуха следует принимать:
а) в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помещений температуру воздуха - минимальную из оптимальных температур по ГОСТ 30494 [15], Раздел 3; при согласовании с федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственный санитарно– эпидемиологический надзор (далее – орган санитарно-эпидемиологического надзора) и по заданию заказчика допускается принимать температуру воздуха в пределах допустимых норм;
-в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых зданий (кроме жилых помещений), а также общественных и административно-бытовых зданий или в рабочей зоне производственных помещений температуру воздуха (кроме помещений, для которых параметры микроклимата установлены другими нормативными документами) - минимальную из допустимых температур при отсутствии избытков явной теплоты (далее - теплоты) в помещениях;
-экономически целесообразную температуру воздуха в пределах допустимых норм в помещениях с избытками теплоты. В производственных помещениях площадью более 50 м2 на одного работающего допускается обеспечивать расчетную температуру воздуха только на постоянных рабочих местах и более низкую (но не ниже 10 ° С) температуру воздуха на непостоянных рабочих местах;
б) в теплый период года в обслуживаемой или рабочей зоне помещений при наличии избытков теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более чем на 3 ° С для общественных и административ-
9
но-бытовых помещений и не более чем на 4 ° С для производственных помещений выше расчетной температуры наружного воздуха (параметры А) и не более максимально допустимой температуры по приложению Б, а при отсутствии избытков теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур;
г) скорость движения воздуха - в пределах допустимых норм; д) относительную влажность воздуха в пределах допустимых норм (при
отсутствии специальных требований) по заданию на проектирование. Параметры микроклимата или один из параметров допускается принимать
в пределах оптимальных норм вместо допустимых, если это экономически обосновано или по заданию на проектирование.
Если допустимые нормы микроклимата невозможно обеспечить в рабочей или обслуживаемой зоне по производственным или экономическим условиям, то на постоянных рабочих местах следует предусматривать душирование воздухом с учетом пп. 5.8, 7.1.12 и приложения Д [15], охлаждающие или нагревающие панели, местные кондиционеры, передвижные установки и др.
Вхолодный период года в помещениях отапливаемых зданий, кроме помещений, для которых параметры воздуха установлены другими нормативными документами, когда они не используются и в нерабочее время, можно принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже:
15 ° С - в жилых помещениях; 12 ° С - в помещениях общественных и административно-бытовых зданий;
5 ° С - в производственных помещениях.
Нормируемую температуру следует обеспечить к началу использования помещения или к началу работы.
Втеплый период года параметры микроклимата не нормируются в помещениях:
- жилых зданий; - общественных, административно-бытовых и производственных в пери-
оды, когда они не используются, и в нерабочее время при отсутствии техноло-
10
гических требований к температурному режиму помещений.
Кроме микроклиматических условий при устройстве систем отопления и вентиляции должны быть обеспечены другие нормы: нормируемые уровни шума и вибраций от работы отопительно-вентиляционного оборудования, взрывопожаробезопасность, ремонтопригодность систем, охрана атмосферного воздуха от вентиляционных выбросов вредных веществ.
2.СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ
2.1.Классификация систем отопления зданий
Проектирование и устройство систем отопления (СО) регламентируется СП 60.13330.2012 [27].
Системы отопления по различным признакам можно разделить на следующие виды:
1. Местные (электрические, газовые (АГВ), печные – для одного или нескольких помещений) и централизованные (для всех помещений здания).
2. Централизованные могут быть подключены к тепловым сетям системы теплоснабжения по зависимой схеме – через смесительный узел насосного или элеваторного типа (рис.1.38) и по независимой схеме – через теплообменники. Подключение системы отопления здания по независимой схеме допускается только при обосновании.
3. Паровые, водяные, воздушные (в т.ч. печное с воздушными каналами) – по виду теплоносителя. В воздушных системах отопления в качестве теплоносителя выступает нагретый воздух. Такие системы могут являться приточными системами механической вентиляции и часто служат в качестве доводчиков при недостаточной мощности водяной системы отопления.
4. Гравитационные – с естественной циркуляцией (мало распространены) и с механическим побуждением – насосные системы отопления (устраиваются преимущественно).
Побудителем движения теплоносителя в системах отопления служат:
−разность удельных весов (плотностей) теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах – в гравитационных системах отопления;
−сетевые насосы, расположенные в источнике теплоты, ЦТП или ИТП (при централизованном теплоснабжении), насосы, расположенные котельной здания (для децентрализованных систем теплоснабжения) – в системах с механическим побуждением.
5 . Радиаторные (водяные или паровые) централизованные с отопи-