«Отопление и вентиляция здания МУК Ясногорский центр культуры и досуга, расположенного по адресу: ТО, г. Ясногорск»

Введение
Микроклиматом помещений называют состояние внутренней среды здания, которое может оказывать и отрицательное и положительное воздействие на человека, а также на работу технологического оборудования. Микроклимат характеризуется показателями температуры, подвижности воздуха и влажности.
Для получения требуемого микроклимата нужно учитывать несколько факторов. К ним относятся: температура воздуха; приток свежего чистого воздуха, удаление загрязненного (кратно объему здания или на единицу работающего оборудования); уровень влажности; запыленность воздуха; скорость движения воздуха.
Для создания требуемых параметров микроклимата, используются системы кондиционирования и вентилирования воздуха, а также отопительные установки различных конструкций и источников теплоты.
Основные нормы состояния воздуха нормируются системой безопасности труда. Микроклимат помещений нормируется по каждому отдельному компоненту: по температуре воздуха, относительной влажности и скорости движения воздуха. По нормам параметры внутреннего климата различны в холодное и теплое время года.
Поскольку здание находится на территории г. Ясногорска Тульской области температура воздуха в которой больше половины года ниже 8оС, требуется подводить тепло, чтобы поддерживать температуру внутри помещений на допустимом уровне.
Объектами работы являются системы отопления и вентиляции здания центра культуры города.
Цель работы спроектировать систему отопления и вентиляции здания.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
рассчитать теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания;
рассчитать мощность системы отопления для каждого помещения, подобрать количество секций отопительных приборов;
рассчитать отопительную характеристику здания;
рассчитать теплопритоки помещений в летнем режиме работы;
выполнить расчет и подбор оборудования системы вентиляции.
Отопительная установка должна возмещать недостатки теплоты в помещение и независимо от температуры наружного воздуха и других внешних факторов поддерживать в них установленную нормами температуру воздуха.
Для создания и поддержания теплового комфорта в помещениях зданий требуются технически совершенные и надежные отопительные установки. И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных тепловых условий в здании, тем более мощными и гибкими должны быть эти установки.
Основным требованием, предъявляемым к вентиляции, является поддержание в помещении такой чистоты, температуры, влажности и подвижности воздуха, которые обеспечивали бы нормальный санитарно-гигиенический режим. Вентиляция помещений может быть осуществлена подачей в помещение свежего воздуха, удалением из помещения загрязненного воздуха, одновременной подачей в помещение свежего воздуха и, удалением из него загрязненного.


 
1 Характеристика объекта
Здание МУК «Ясногорский центр культуры и досуга» находится в городе Ясногорск, по адресу ул. Горького, 3. Расположение показано на карте.

Рисунок 1 – Расположение объекта на карте города
Здание представляет собой трехэтажное строительное сооружение, в котором имеется множество различных помещений, под частью здания имеется подвал.
Форма здания показана на рисунках. Площадь здания в плане составляет 2203 м2, площадь подвала 598 м2 и 455 м2, высота 11,2 м, часть здания высотой 7,4 м, подвальные помещения высотой 2,85 м. Строительный объем наземной части 23230 м3, подземной 3000 м3, суммарный объем 26230 м3.
В здании центра культуры и досуга имеется множество разных помещений, отличных по объему, площади, высоте и назначению. Здесь есть кабинеты, спортзал, репетиционные залы и помещения, зрительный зал, мастерская, санузлы для персонала и посетителей, кафе с кухней, вспомогательные помещения.

Рисунок 2 – Территория центра культуры и досуга

Рисунок 3 – Геометрия рассматриваемого здания
Режим работы центра культуры и досуга с 8.30 до 24.00. В течении дня проводятся занятия кружков и секций, реализуются массовые мероприятия.
 
2 Климатические характеристики района застройки
Объект расположен в Тульской области, имеет население около 15 тысяч человек. Климат характеризуется как умеренно-континентальный, с теплым летом и снежной холодной зимой.
Климатические характеристики для города Ясногорск [Климатология]:
температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: ;
средняя температура холодного периода: ;
количество дней отопительного сезона: zоп = 202 сут;
средняя температура наиболее холодного месяца (января): .

Рисунок 4 – Климат Ясногорска

Рисунок 5 – Роза ветров для Ясногорска
Таблица 1 – Климатические параметры района расположения
Наименование пункта Расчетная географи¬ческая широта, °с.ш. Барометрическое давление, ГПа Период года Параметры А Параметры Б
температура воздуха, °С удельная энтальпия, кДж/кг скорость ветра, м/с температура воздуха, °С удельная энтальпия, кДж/кг Скорость ветра, м/с Средняя сут. амплитуда температуры воздуха, °С
Ясно¬горск 54 993 Теплый 22 52,4 3 26 65,0 1,0 9,6
Холод¬ный -13 -12,5 3,0 -24 -23,5 3,0 -

Продолжительность общего вегетационного периода составляет от 173 до 177 дней, период активной вегетации длится в среднем 134 дней. В течение летнего и переходных периодов года преобладает ливневый тип дождевых осадков, сопровождающийся грозами. Снежный покров устанавливается в ноябре, полностью сходит в апреле. Суммарное количество суток со снежным покровом от 144 до 147 дней. Зимой часто имеют место оттепели, когда температура воздуха днем поднимается выше нуля.
Преобладающее направление ветра юго-западное и западное. Средняя годовая скорость ветра составляет 4 м/с. Сильный ветер имеет место до десяти дней в году, туманы наблюдаются в среднем 37-39 дней за год.

 
3 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Параметры внутреннего воздуха принимаем, учитывая категорию помещения. Помещение относится к категории 3а (помещения с массовым пребыванием людей, где люди находятся преимущественно сидя без уличной одежды).
В теплый период года температура t_в^т=27°С для всех помещений (максимальная из допустимых температур); относительная влажность φ_в^т=60%; скорость движения воздуха не более v_в^т=0,25 м/с.
В холодный период года температура t_в^х=16,0 °С (минимальная из допустимых) для помещений зрительного зала, 18°С для помещения репетиционных залов, кабинетов и пр.; относительная влажность φ_в^х=60 % для всех помещений; скорость движения воздуха v_в^х=0,3 м/с для всех помещений.

 
4 Сведения об источниках теплоснабжения
Теплоснабжение Центра культуры осуществляется от центральной котельной Ясногорска, расположенной по адресу ул. Заводская, 3. Система теплоснабжения закрытая с зависимым присоединением систем отопления потребителей, температурный график тепловой сети 105/70°С, подается тепловая энергия на отопление и вентиляцию. Горячего водоснабжения не поставляется.

Рисунок 6 – Схема тепловых сетей центральной котельной Ясногорска
На центральной котельной установлено три водогрейных котла ПТВМ-30М производства Дорогобужского котельного завода. Установленная тепловая мощность каждого котла 30 Гкал/ч, суммарная установленная тепловая мощность котельной - 90 Гкал/ч.
Для теплоснабжения большей части города от Центральной котельной теплоноситель распределяется по магистральной линии Ду 400 мм.
Тепловые сети от котельной двухтрубные, радиальные. Прокладка теплосети по городу выполнена подземным и частично надземным способом. Компенсация температурных расширений решена радиальным способом с помощью углов поворота теплотрассы и П-образных компенсаторов.

Рисунок 7 – Соотношение трубопроводов тепловой сети от центральной котельной по типу прокладки
Трубопроводы тепловых сетей системы централизованного теплоснабжения от центральной котельной проложены как подземно, так и надземно, наибольшую протяжённость имеют тепловые сети с диаметром трубопроводов более 100 мм.

 
5 Теплотехнические характеристики наружных ограждений
Стены выполнены из кирпичной кладки, оштукатуренной с двух сторон:
кирпичная кладка толщиной 750 мм, теплопроводностью λк = 0,7 Вт/мК;
штукатурка наружная толщиной 10 мм, теплопроводностью λшт1 = 0,9 Вт/мК;
штукатурка внутренняя толщиной 10 мм, теплопроводностью λшт2 = 0,9 Вт/мК.
Суммарное термическое сопротивление стены Rст, м2К/Вт:

Конструкция бесчердачного перекрытия здания:
1 – железобетонная ребристая плита δ = 0,22 м, λ = 0,484 Вт/(м·ºС) (средняя);
2 – пароизоляция: 1 слой рубероида
δ = 0,0015 м, λ = 0,17 Вт/(м·ºС);
3 – утеплитель – минераловатные плиты δ = 0,1 м, λ = 0,06 Вт/(м·ºС);
4 – цементно-песчаная стяжка δ = 0,05 м, λ = 0,93 Вт/(м·ºС);
5 – гидроизоляционный ковер: 3 слоя рубероида δ = 0,015 м, λ = 0,17 Вт/(м·ºС).
Сопротивление теплопередаче бесчердачного покрытия определяется по формуле


Конструкция пола здания:
1 – плита ж/б δ = 0,22 м, λ = 0,484 Вт/(м·ºС);
2 – стяжка цементно-песчаная δ = 0,04 м, λ = 0,2 Вт/(м·ºС)
3 – ДВП-Т-4; на горячей битумной мастике δ = 0,005 м, λ = 0,056 Вт/(м·ºС).
Термическое сопротивление теплопередаче перекрытия над подвалом:
м2·ºС/Вт.
Термические сопротивления зон, если полы не утепленные:
, ,
, .
Установлены пластиковые стеклопакеты с формулой 4M1-12-4M1-12-4M1 (двухкамерный стеклопакет из обычного стекла толщиной 4 мм, межстекольным расстоянием 12 мм), которые имеют термическое сопротивление Rо = 0,49 м2·ºС/Вт. Эту же конструкцию имеют все входные группы, которые укреплены снаружи, что практически не оказывает влияния на термическое сопротивление. Пол и стены подвала не утеплены.

 
6 Тепловой баланс. Определение мощности системы отопления
6.1 Расчет основных и добавочных потерь теплоты через ограждающие конструкции
Основные потери теплоты через ограждающие конструкции зданий определяются по формуле
,
где F – площадь ограждения, м2;
Rо – полное термическое сопротивление теплопередачи через ограждающие конструкции, м2К/Вт;
tв и tн – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, оС;
n – поправочный коэффициент на разность температур, для условий проектирования n = 1.
Теплопотери через полы на грунте, определяются по формуле
,
где FI/RI – отношение площади зоны пола к условному термическому сопротивлению зоны.
Зоной называется полоса шириной 2 м, параллельная линии наружной стены. Зоны нумеруются от наружной стены.
Добавочные теплопотери для ограждающих конструкций, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад – 10% от основных, на юго-восток и запад – 5% от основных.
Потери теплоты за счет инфильтрации учитываются как 40% от основных и добавочных потерь.
Тепловой баланс помещений представлен в таблице 2.