9792
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.В. Бодров, М.А. Камерина, В.Ю. Кузин
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТГВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекционным, практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)
и выполнения курсового проекта по дисциплине «Особенности расчета проектирования и конструирования систем ТГВ»
для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Системы обеспечения микроклимата зданий и сооружений
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
М.В. Бодров, М.А. Камерина, В.Ю. Кузин
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА, ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТГВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекционным, практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)
и выполнения курсового проекта по дисциплине «Особенности расчета проектирования и конструирования систем ТГВ»
для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Системы обеспечения микроклимата зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК 697
Бодров, М.В. Особенности расчета проектирования и конструирования систем ТГВ [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / М.В. Бодров, М.А. Камерина, В.Ю. Кузин; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 109 с. – 1 электрон. опт.
диск (CD-RW)
Ключевые слова: отопление, вентиляция, душирование, производственные здания, гражданские здания, уникальные здания, воздухообмен, расчетные параметры микроклимата, кондиционирование, местные отсосы.
Изложены общие требования к систем тепло- и воздухораспределения производственных зданий. Приведены действующее нормирование указания по конструированию систем обеспечения параметров микроклимата общественных и административных зданий. Приведены сведения о существующих нормативных требованиях в области отопления и вентиляции одноквартирных и многоквартирных жилых домов.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным, практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) и выполнения курсового проекта по дисциплине «Особенности расчета проектирования и конструирования систем ТГВ» по направлению подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Системы обеспечения микроклимата зданий и сооружений.
©М.В. Бодров, М.А. Камерина, В.Ю. Кузин, 2016
©ННГАСУ, 2016
ВВЕДЕНИЕ
Современная нормативная база в области регламентирования расчета,
конструирования и проектирования систем обеспечения параметров микрокли-
мата в помещениях зданий производственного и гражданского назначения предъявляет специфические требования к ним, в зависимости от организации в них технологических процессов, режимов работы персонала, наличии бытовых и биологических тепло- и влаговыделений, а также расчетных интервалов до-
пустимых, либо оптимальных расчетных параметров микроклимата и требова-
ний к их обеспеченности в течение годового цикла эксплуатации зданий.
Приведенные в нормативной документации указания направлены на при-
ведение проектируемых инженерных систем в соответствие с актуальными действующими санитарно-гигиеническим, экономическим, архитектурно-стро-
ительным, производственно-монтажным и эксплуатационными требованиями.
Данное учебно-методическое пособие содержит сведения о современных действующих требованиях нормативной базы к микроклимату в помещениях зданий гражданского и производственного назначения, а также рекомендации по проектированию систем обеспечения параметров микроклимата в них.
В пособии рассматриваются общие требования к конструированию си-
стем отопления и вентиляции гальванических, сборочно-сварочных, окрасоч-
ных, деревообрабатывающих и термических цехов. Приведены действующее нормативные указания по конструированию систем обеспечения параметров микроклимата таких общественных и административных зданий, как: физкуль-
турно-спортивные залы; бассейны для плавания; предприятия бытового обслу-
живания населения; предприятия общественного питания; предприятия роз-
ничной торговли; организации оказывающие парикмахерские и косметологиче-
ские услуги; объекты внутренних дел; общеобразовательные учреждения. Ука-
заны основные требования к организации систем отопления и вентиляции од-
ноквартирных и многоквартирных жилых домов.
4
Глава 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МИКРОКЛИМАТУ ПОМЕЩЕНИЙ ГРАЖДАНСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
В настоящей главе рассмотрены общие сведения о требованиях к пара-
метрам микроклимата в обслуживаемой зоне помещений жилых и обществен-
ных зданий, а также в рабочей зоне производственных помещений, согласно действующим требованиям [1, 2, 3].
Параметры микроклимата при отоплении и вентиляции помещений тре-
буется обеспечивать в пределах допустимых норм в обслуживаемой или рабо-
чей зоне помещений, а при кондиционировании помещений – в пределах опти-
мальных норм. Системы отопления должны поддерживать нормируемую тем-
пературу внутреннего воздуха со средней необеспеченностью 50 ч/год. Систе-
мы вентиляции проектируются для поддержания обмена воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества внутреннего воздуха при средней необеспеченности 400 ч/год – при круглогодичной работе и 300 ч/год – при односменной работе. Кондиционирование воздуха предназначено для ав-
томатического поддержания в помещениях всех или отдельных параметров внутреннего воздуха с целью поддержания оптимальных параметров микро-
климата, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения техноло-
гического процесса, обеспечения сохранности ценностей.
1.1. Микроклимат жилых и общественных зданий
Допустимые параметры микроклимата в помещениях жилых и обще-
ственных зданиях – это сочетание значений показателей микроклимата, кото-
рые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и пони-
жение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегу-
ляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.
Оптимальные параметры микроклимата в помещениях жилых и обще-
ственных зданий – это сочетание значений показателей микроклимата, которое
5
при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении ме-
ханизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей,
находящихся в помещении.
К обязательным для поддержания параметрам микроклимата в помеще-
ниях жилых и общественных зданий относятся: температура внутреннего воз-
духа, tв, °C; скорость движения внутреннего воздуха, vв, м/с; относительная влажность внутреннего воздуха, φв, %; результирующая температура помеще-
ния, tsu, °C; локальная асимметрия результирующей температуры, tasu, °C.
Локальная асимметрия результирующей температуры должна быть не более tasu = 2,5 °C для оптимальных и tasu = 3,5 °C для допустимых показателей.
В различных точках обслуживаемой зоны жилых и общественных зданий допускается: перепад температуры воздуха tв ≤ 2 °C для оптимальных и tв ≤ 3 °C для допустимых параметров; перепад результирующей температуры поме-
щения по высоте обслуживаемой зоны tsu ≤ 2 °C; изменение скорости движе-
ния воздуха vв ≤ 0,07 м/с для оптимальных и vв ≤ 0,1 для допустимых пара-
метров; изменение относительной влажности воздуха Δφв ≤ 7 % для оптималь-
ных и Δφв ≤ 15 % для допустимых параметров. Значения оптимальных и допу-
стимых параметров микроклимата в помещениях жилых и общественных зда-
ниях представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в помещениях жилых, общественных
и административных зданий
Период |
Наименование |
tв, °C |
|
tsu, °C |
φв, °C |
vв, °C |
||||||
или категория |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
года |
Опт. |
Доп. |
Опт. |
Доп. |
Опт. |
Доп. |
Опт. |
Доп. |
||||
помещения5 |
|
|
||||||||||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
1. Жилые дома, общежития, дома для престарелых и инвалидов3 |
|
|
|||||||||
Холодный |
Жилая комната |
20-22 |
18-24 |
19-20 |
17-23 |
45-30 |
60 |
0,15 |
0,2 |
|||
(20-24) |
(19-23) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Жилая комната, в |
21-23 |
20-24 |
20-22 |
19-23 |
45-30 |
60 |
0,15 |
0,2 |
||||
районах с tнх.п ≥ –31°C |
(22-24) |
(21-23) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Кухня |
19-21 |
18-26 |
18-20 |
17-25 |
-4 |
- |
0,15 |
0,2 |
6
Окончание таблицы 1.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Туалет |
19-21 |
18-26 |
18-20 |
17-25 |
- |
- |
0,15 |
0,2 |
|
|
Ванная, совмещенный |
24-26 |
18-26 |
23-27 |
17-26 |
- |
- |
0,15 |
0,2 |
|
|
санузел |
|||||||||
Холодный |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Помещения для отды- |
20-22 |
18-24 |
19-21 |
17-23 |
30-45 |
60 |
0,15 |
0,2 |
||
коридор |
||||||||||
|
ха и учебных занятий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Межквартирный |
18-20 |
16-22 |
17-19 |
15-21 |
30-45 |
60 |
- |
- |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вестибюль, лестнич- |
16-18 |
14-20 |
15-17 |
13-19 |
- |
- |
- |
- |
|
|
ная клетка |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Кладовые |
16-18 |
12-22 |
15-17 |
11-21 |
- |
- |
- |
- |
|
Теплый |
Жилые комнаты |
22-25 |
20-28 |
22-24 |
18-27 |
30-60 |
65 |
0,2 |
0,3 |
|
|
2. Детские и дошкольные учреждения |
|
|
|
|
|||||
|
Групповая, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
раздевальная и туалет: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- для ясельных и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
младших групп; |
21-23 |
20-24 |
20-22 |
19-23 |
30-45 |
60 |
0,1 |
0,15 |
|
Холодный |
- для средних и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дошкольных групп |
19-21 |
18-25 |
18-20 |
17-24 |
30-45 |
60 |
0,1 |
0,15 |
||
|
||||||||||
|
Спальня: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- для ясельных и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
младших групп; |
20-22 |
19-23 |
19-21 |
18-22 |
30-45 |
60 |
0,1 |
0,15 |
|
|
- для средних и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дошкольных групп |
19-21 |
18-23 |
18-22 |
17-22 |
30-45 |
60 |
0,1 |
0,15 |
|
|
Вестибюль, |
18-20 |
16-22 |
17-19 |
15-21 |
- |
- |
- |
- |
|
|
лестничная клетка |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Теплый |
Групповая спальни |
23-25 |
18-28 |
22-24 |
19-27 |
30-60 |
65 |
0,15 |
0,25 |
|
|
3. Общественные и административные здания |
|
|
|
||||||
|
1 |
20-22 |
18-24 |
19-20 |
17-23 |
30-45 |
60 |
0,2 |
0,3 |
|
|
2 |
19-21 |
18-23 |
18-20 |
17-22 |
30-45 |
60 |
0,2 |
0,3 |
|
Холодный |
3а |
20-21 |
19-23 |
19-20 |
19-22 |
30-45 |
60 |
0,2 |
0,3 |
|
3б |
14-16 |
12-17 |
13-15 |
13-16 |
30-45 |
60 |
0,3 |
0,5 |
||
|
||||||||||
|
3в |
18-20 |
16-22 |
17-20 |
15-21 |
30-45 |
60 |
0,2 |
0,3 |
|
|
4 |
17-19 |
15-21 |
16-18 |
14-20 |
30-45 |
60 |
0,2 |
0,3 |
|
|
5 |
20-22 |
20-24 |
19-21 |
19-23 |
30-45 |
60 |
0,15 |
0,2 |
|
|
6 |
16-18 |
14-20 |
15-17 |
13-19 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Ванные, душевые |
24-26 |
18-28 |
23-25 |
17-27 |
- |
- |
0,15 |
0,2 |
|
|
Помещения с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теплый |
постоянным |
23-25 |
18-28 |
22-24 |
19-27 |
30-60 |
65 |
0,15 |
0,25 |
|
|
пребыванием людей |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
1 – оптимальные параметры микроклимата;
2 – допустимые параметры микроклимата;
3 – значения указанные в скобках;
4 – величина не нормируется; 5 – для общественных и административных зданий указана категория помещений согласно ГОСТ [1].
7
Приведенные в таблице 1.1 категории помещений зданий общественного назначения подразделяются следующим образом:
1) помещения 1-й категории – это помещения, в которых люди в поло-
жении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха;
2)помещения 2-й категории – это помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой;
3)помещения категории 3а – это помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся в положении сидя без уличной одежды;
4)помещения категории 3б – помещения с массовым пребыванием лю-
дей, в которых люди находятся в положении сидя в уличной одежде;
5) помещения категории 3в – помещения с массовым пребыванием лю-
дей, в которых люди находятся в положении стоя без уличной одежды;
6)помещения 4-й категории – это помещения для занятий подвижными видами спорта (спортивные залы);
7)помещения 5-й категории – это помещения, в которых люди находят-
ся в полураздетом виде (раздевалки, кабинеты врачей, и пр.).
8) помещения 6-й категории – это помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные).
Кроме параметров внутреннего воздуха в помещениях жилых и обще-
ственных зданий требуется поддерживать требуемое качество воздуха.
Качество воздуха в помещениях жилых и общественных зданий обеспе-
чивается необходимым уровнем вентиляции (величиной воздухообмена в по-
мещениях), обеспечивающим допустимые значения содержания углекислого газа в помещении. При сокращении воздухообмена обеспечивается снижение энергетических затрат системами вентиляции, а также повышение их энерге-
тической эффективности.
В настоящее время воздухообмен в помещениях жилых и общественных зданий может быть рассчитан двумя общепринятыми способами (см. п. 1.4):
на основе удельных норм воздухообмена; на основе расчета воздухообмена,
необходимого для обеспечения допустимых концентраций загрязняющих ве-
8
ществ. Расходы воздуха систем вентиляции, принимаемые для обеспечения качества воздуха (по второму способу), зависят от количества людей в поме-
щении, их деятельности, технологических процессов (выделений загрязняю-
щих веществ от бытовой и оргтехники, из строительных материалов, мебели и др.), а также от систем отопления и вентиляции.
Определяющим вредным веществом является углекислый газ (CO2), вы-
дыхаемый людьми. Эквивалентом вредных веществ, выделяемых ограждени-
ями, мебелью, коврами принимается также угарный газ (CO). Качество внут-
реннего воздуха в помещениях, по содержанию в нем загрязняющих веществ,
подразделяется на четыре класса, приведенных в таблице 1.2. При отсутствии проектных данных содержание загрязняющих веществ в наружном воздухе,
данные значения могут быть приняты по таблице 1.3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.2 |
||
|
|
Классификация воздуха в помещениях |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Класс |
|
Качество воздуха в помещении |
|
|
Допустимое содержание1, |
|||||||
|
Оптимальное |
|
Допустимое |
|
|
|
|
см3/м3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
Высокое |
|
- |
|
|
|
|
400 и менее |
|
||
2 |
|
Среднее |
|
- |
|
|
|
400-600 |
|
|
||
3 |
|
- |
|
Допустимое |
|
|
|
600-1000 |
|
|
||
4 |
|
- |
|
Низкое |
|
|
|
1000 и более |
|
|||
Примечание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 – допустимое содержание CO2 в помещениях принимают сверх содержания CO2 в |
||||||||||||
наружном воздухе, см3/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 |
||
|
|
Классификация воздуха в помещениях |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Концентрация в воздухе |
|
|||||
|
|
Местность |
|
CO2, |
|
|
CO, |
|
NO2, |
|
SO2, |
|
|
|
|
|
|
см3/м3 |
|
|
мг/м3 |
|
кг/м3 |
|
г/м3 |
Сельская местность, существенные |
|
350 |
|
|
1 |
|
5-35 |
|
5 |
|||
источники загрязнений отсутствуют |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Небольшой город |
|
375 |
|
|
1-3 |
|
15-40 |
|
5-15 |
|||
Загрязненный центр большого города |
|
400 |
|
|
2-6 |
|
30-80 |
|
10-50 |
|||
Примечание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведенные значения являются среднегодовыми. Их не следует использовать при про- |
||||||||||||
ектировании, поскольку максимальные концентрации будут выше. Для более подробной |
||||||||||||
информации следует выполнить оценку загрязнений на месте. |
|
|
|
|
9
Оптимальное качество воздуха – это состав воздуха в помещении, при котором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспе-
чивается комфортное (оптимальное) состояние организма человека.
Допустимое качество воздуха – это состав воздуха в помещении, при ко-
тором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечи-
вается допустимое состояние организма человека.
Количество наружного воздуха подаваемого в помещение системой вен-
тиляции в расчете на одного человека для обеспечения заданного качества воздуха L, м3/ч, зависит от концентрации углекислого газа в наружном возду-
хе и эффективности воздухораспределения в помещении и определяется:
L Lр , |
(1.1) |
где η − коэффициент эффективности системы воздухораспределения, опреде-
ляемый расчетом или принимаемый по таблице 1.4; Lр – расчетное минималь-
ное количество наружного воздуха, м3/ч.
|
Таблица 1.4 |
|
Коэффициент эффективности воздухораспределения |
|
|
|
|
|
Системы воздухораспределения |
η |
|
|
|
|
Системы естественной вентиляции с периодическим проветриванием |
1,0 |
|
Системы механической авторегулируемой вытяжной вентиляции с |
0,9 |
|
приточными клапанами в наружных ограждениях |
||
|
||
Системы приточной вентиляции с подачей воздуха в обслуживаемую |
0,6−0,8 |
|
зону, в том числе системы вытесняющей вентиляции |
||
|
||
Системы персональной вентиляции с подачей приточного воздуха в |
0,3−0,5 |
|
зону дыхания |
||
|
Для детских учреждений, больниц и поликлиник требуется принимать показатели качества воздуха 1-го класса, а для жилых и общественных зданий класс качества воздуха допускается принимать по заданию на проектирование с учетом загрязнения наружного воздуха и (или) источника загрязнения воз-
духа в рассматриваемом помещении.
10