§ 2. Теплотехнический выбор наружных ограждений

 

Потери тепла помещением или зданием зависят от теплозащитных свойств ограждений. Чем больше толщина ограждений, тем больше их сопротивление теплопередаче, меньше потери тепла и, следовательно, дешевле обходится отопление помещения. Однако при этом возрастает стоимость сооружения здания, так как увеличивается расход строительных материалов. При уменьшении толщины ограждений уменьшается их термическое сопротивление и увеличивается расход тепла на отопление. Кроме того, при уменьшении толщины наружных ограждений температура их внутренних поверхностей снижается. В связи с тем, что человеческий организм отдает тепло не только конвективным путем (окружающему воздуху), но и излучением на внутренние поверхности ограждений, температура их не должна существенно отличаться от температуры воздуха в помещении. Помимо отрицательного воздействия низкой температуры поверхностей ограждений на человеческий организм, на этих поверхностях может произойти конденсация содержащихся в воздухе водяных паров. Сконденсировавшаяся влага обычно впитывается материалом ограждения, что приводит к его отсы-рению и снижению теплозащитных свойств. Чтобы избежать недопустимого снижения температуры на внутренних поверхностях ограждений, их сопротивление теплопередаче не должно быть меньше допустимых значений, которые зависят от вида ограждений и климатического района расположения зданий. Чем ниже расчетная наружная температура местности расположения здания, тем больше должно быть сопротивление теплопередаче ограждения.

Влияние теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий на тепловой режим отапливаемых помещений

От теплотехнических качеств ограждающих конструкций здания зависит величина удельных тепловых нагрузок на системы отопления q, Вт/м².

По нормам СНиП в холодный и переходный периоды года в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений температура воздуха должна быть t_в = 20...22 °С, относительная влажность φ_в = 45-30 %, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с.

Работа системы отопления должна обеспечить подведение такого количества теплоты Q_т.от., которое компенсирует теплопотери через наружные ограждения Q_{т.пот.тр.} и нагрев наружного воздуха Q_т.пн., поступающего путем инфильтрации (естественного проникновения) в помещение через неплотности в наружных ограждающих строительных конструкциях.

Способность строительных конструкций проводить теплоту оценивается через показатель термического сопротивления:

(1)

где δ - толщина слоя материала, м; λ - расчетный коэффициент теплопроводности строительного материала, Вт/(м·°С).

В целях снижения потерь теплоты в последние годы широко применяются в строительстве многослойные ограждающие конструкции с размещением внутри конструкции слоя тепловой изоляции. Для многослойной строительной конструкции термическое сопротивление определяется суммой термических сопротивлений отдельных слоев:

(2)

где R₁, R₂,..., R_n - термические сопротивления слоев из однородного материала, м²·°С/Вт, вычисляются по формуле (1).

Сопротивление теплопередаче строительной ограждающей конструкции R_o вычисляется по формуле:

(3)

где R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, вычисляемое для однослойной - по формуле (1) и для многослойной - по формуле (2), м²·°С/Вт; α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С); для стен, полов и потолков можно принять α_в = 8,7 Вт/(м²·°С); α_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С); для наружных стен, покрытий, перекрытий можно принять α_н = 23 Вт/(м²·°С).

Системы отопления рассчитываются на климатические условия, определяемые по СНиП параметрами Б. Так, например, для Москвы расчетная температура наружного воздуха в холодный период года t_нх = -26 °С.

Для различных строительных конструкций наружных ограждений вычисляется приведенный коэффициент термического сопротивления:

(4)

где F₁, F₂, ..., F_n - поверхности наружных ограждений зданий, м²; R₁, R₂,..., R_n - термические сопротивления конструкций, м²·°С/Вт, вычисляемые для однослойных конструкций по формулам (1) и для многослойных конструкций - по (2).

ПРИМЕР 1. Исходные условия: Жилая комната в Москве площадью F = 20 м² имеет наружную стену с окном. Примем, что для наружной стены с окном в комнате приведенное термическое сопротивление по формуле (4) составляет R_{к. пр} = 1,8 м²·°С/Вт; α_в = 8,7 Вт/(м²·°С); α_н = 23 Вт/(м²·°С).

Требуется: Определить сопротивление теплопередаче наружной стены с окном.

Решение: По формуле (3) находим сопротивление теплопередаче наружной стены из помещения наружу:

Теплопотери от теплопередачи - тепловой поток через наружные ограждения площадью F_н - вычисляются по формуле:

(5)

Такие теплопотери называют трансмиссионными.

Вторая составляющая нагрузки на систему отопления связана с нагревом поступающего в помещение холодного наружного воздуха, необходимого для вентиляции. Тепловой поток на нагрев приточного наружного воздуха L_п.н вычисляется по формуле:

(6)

где ρ_п.н - средняя массовая плотность нагреваемого воздуха, кг/м³; с_р = 1 кДж/(кг·°С) - теплоемкость воздуха; 3,6 - переводной коэффициент кДж в Вт·ч. L_п.н - объем инфильтруемого наружного воздуха, м³/ч.

В качестве примера рассчитаем суммарные теплопотери жилой комнаты.

ПРИМЕР 2. Исходные условия: Жилая комната площадью пола F_ж = 20 м² с наружной стеной с окном площадью 10 м², имеет приведенное термическое сопротивление R_o = 1,96 м²·°С/Вт.

Требуется: Для указанной комнаты рассчитать трансмиссионные потоки и потери на инфильтрацию.

Решение: 1. По формуле (5) для Москвы расчетный трансмиссионный тепловой поток (теплопередача от наличия разности температур) составит:

2. Инфильтрация наружного воздуха через неплотности в ограждениях должна быть не меньше требований санитарных норм. По нормативным нормам минимальный расход приточного наружного воздуха в жилые помещения должен быть 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. Для рассматриваемого жилого помещения минимальный расход приточного наружного воздуха будет:

По формуле (6) для рассматриваемого жилого помещения получим:

3. Вычислим для рассматриваемого помещения сумму тепловых потоков, затрачиваемых на компенсацию трансмиссионных теплопотерь и на нагрев санитарной нормы наружного воздуха:

4. Вычислим процентную долю составляющих требуемого количества теплоты на трансмиссионные теплопотери и нагрев наружного воздуха:

— доля трансмиссионных теплопотерь составит:

— доля расхода теплоты, на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха по санитарной норме:

Из примера 2 запомним, что превалирующей тепловой нагрузкой в жилой комнате является вентиляционная - 81 %, а отопительная составляет - 19 %.

Достигнутое в настоящее время благодаря выполнению требований МГСН-99, увеличение термического сопротивления современных трехслойных ограждающих конструкций (со слоем теплоизоляции) позволило почти в десять раз сократить трансмиссионные теплопотери по сравнению с однослойными бетонными панелями, широко использовавшимися при строительстве зданий в 60-80-х годах прошлого века.

Дальнейшее повышение термического сопротивления наружных ограждений не даст существенного снижения потребностей помещений в теплоте для отопления и вентиляции.

Значительное снижение потребности в теплоте достигается путем использования теплоты вытяжного воздуха на нагрев приточного наружного воздуха.

Особенно это актуально для административных и общественных зданий при нахождении людей на рабочих местах более 3 ч. В этих случаях санитарная норма подачи приточного наружного воздуха составляет 60 м³/ч на 1 человека.

В рассматриваемом помещении площадью 20 м² обычно работают Л - 3 чел. В этом случае санитарная норма подачи наружного воздуха в помещение составит:

(7)

Тепловой поток на нагрев приточного наружного воздуха в административный офис площадью 20 м² по формуле (6) составит:

Если в административном здании нет механической приточной вентиляции с подогревом воздуха, то нагрев неорганизованно поступившего наружного воздуха должен компенсироваться тепловой производительностью отопительного прибора.

Общая потребность в тепловой мощности на компенсацию трансмиссионных теплопотерь и нагрев санитарной нормы наружного воздуха в административном помещении составит: Q_{т.пот.тр} + Q_т.п.н = 235 + 2991 = 3226 Вт, а доли их соответственно - 7,3 % и 92,7 %.

В настоящее время имеются программы для расчета на персональных компьютерах теплопотерь через ограждающие конструкции зданий. Особенности теплотехнических качеств и размеры ограждающих конструкций заносятся в компьютерную программу. По результатам расчетов получаются исходные данные о теплопотерях для проектирования систем отопления зданий.

Расчетные данные о теплотехнических качествах и размерах ограждающих конструкций здания заносятся в «Энергетический паспорт здания», форма которого представлена в разделе "Энергосбережение и экономия тепловой энергии". В энергетический паспорт заносятся данные о термическом сопротивлении всех наружных ограждающих конструкций и приведенный трансмиссионный коэффициент термического сопротивления, вычисляемый по формуле (4).

63. Основные задачи и виды работ при эксплуатации систем. Организационные мероприятия.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

 

— комплекс работ по поддержанию в исправном состоянии и использованию по назначению системы теплоснабжения. В крупных городах и пром. р-нах создаются спец. предприятия по эксплуатации тепловых сетей от ТЭЦ, котельных и тепловых сетей от них. Организационная структура эксплуатационных предприятий теплоснабжения зависит от их мощности, характера потребителей и источников теплоты. Непосредственно связаны с эксплуатацией такие структурные подразделения, как сетевые р~ны, инж. службы и производственно-технич. отделы. Осн. производственно-технич. подразделением является сетевой р-н, к-рый осуществляет всю эксплуатацию сетей и их сооружений, проводит тепловой надзор за потребителями, распределяет и учитывает теплоту. Сетевые р-ны располагают штатом обходчиков сетей и тепловых пунктов, ремонтным персоналом и наладчиками. Оперативную деятельность р-иов по взаимоотношению с потребителями выполняет дежурный персонал, работающий круглосуточно. Сетевым р-иам оказывают содействие след. инж. службы: ремонта тепловых сетей, аварийно-восстановительная служба системы теплоснабжения, электрохозяйства, присоединений, диспетчерская, тепловая инспекция, производств, лаборатория, контрольно-измерит. приборов и автоматики, отдел АСУ. Диспетчерская служба и отдел АСУ создаются для диспетчерского управления теплоснабжением и функционирования автоматизированной систеы диспетчерского управления централизованным теплоснабжением и автоматизированной системы управления технологическими процессами централизованного теплоснабжения. Для обслуживания теплоэнергетич. объединений создаются ремонтно-производств. базы, к-рые обеспечивают: средний и капит. ремонт оборудования, восстановит. ремонт строит, конструкций тепловых сетей; аварийно-восстановит. работы с помощью выездных бригад; наладку и испытания оборудования котельных, насосных станций, тепловых пунктов; изготовление запасных деталей и изделий; хранение приборов, материалов, аппаратуры.

 При эксплуатации систем теплоснабжения большое значение имеют систематически проводимые гидравлические и температурные испытания. Цель гидравлич. испытаний — выявление участков теплопроводов, подвергшихся наружной или внутр. коррозии. Ежегодно в летний период все теплопроводы испытывают на герметичность и прочность с помощью стационарных опрессовочных пунктов и передвижных насосов-прессов. Цель темп-риых испытаний — проверка прочности оборудования тепловых сетей в условиях темп-рных деформаций и определение фактич. компенсирующей способности сетевых компенсаторов. Во время испытаний темп-pa воды в подающих трубопроводах поддерживается равной расчетной, в обратных трубопроводах — не выше 90°С.

64. Гигиенические основы воздушного отопления. Конструктивное оформление систем воздушного отопления.

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ СИСТЕМ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Использование воздуха как теплоносителя для обогрева помещений больших объемов применялось в России с начала XIX в. Воздух подогревался в специальных камерах и от них по каналам направлялся в отапливаемые помещения. Такой метод обогрева помещений устранял необходимость устройства большого количества печей и снижал в определенной мере возможность возникновения пожаров.

В начальный период применения воздушного отопления подогрев воздуха производился в огневоздушных калориферах, а в современных условиях находят применение паровые и водяные пластинчатые калориферы.

Доставка в обогреваемое помещение тепла, потребного для возмещения теплопотерь, достигается за счет подогрева воздуха выше комнатной температуры.

Воздушное отопление может осуществляться различными способами.

Один из способов — полная рециркуляция воздуха, при которой воздух из помещения возвращается в камеру подогрева, нагревается до требуемой температуры и снова направляется в отапливаемые помещения. Такой способ является наиболее экономичным, но не удовлетворяет требованиям гигиены и санитарии. Воздух в помещениях не обновляется и с течением времени загрязняется продуктами дыхания и производственными вредностями. Не исключена возможность быстрого распространения инфекционных заболеваний по всем сообщающимся помещениям.

Подобная схема воздушного отопления допускается к применению в общественных зданиях и производственных помещениях лишь в такое время, когда в помещениях отсутствуют люди или находятся в них лишь кратковременно, либо когда в помещениях имеется вентиляция, действующая независимо от отопления. В жилых зданиях подобные системы недопустимы.

Воздушное отопление может быть прямоточным. В этом случае для подогрева забирается чистый наружный воздух, который после нагревания и передачи части полученного тепла помещению для возмещения его теплопотерь, удаляется наружу. Эта схема воздушного отопления обеспечивает постоянный и значительный воздухообмен в помещениях, но является и наиболее дорогой как по первоначальным, так и по эксплуатационным затратам. Она применяется для отопления жилых и общественных зданий, находит применение в производственных помещениях при необходимости компенсации объема воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией или аспирационными установками, или в случае, когда по ряду условий даже частичная рециркуляция воздуха не допускается.

Наиболее часто применяют воздушное отопление, осуществляемое по смешанной схеме, когда к рециркуляционному воздуху добавляется определенное количество свежего.

Как следует из вышеизложенного, системы воздушного отопления, кроме возмещения потерь тепла помещениями, могут обеспечивать и надежную их вентиляцию. При таком отоплении достигается равномерность температуры в помещениях и необходимая подвижность воздуха.

Система воздушного централизованного отопления, совмещенного с вентиляцией, имеет и недостатки. Отопительный и вентиляционный режимы в этой системе связаны друг с другом и их разделение становится невозможным. Уменьшение поступления тепла может быть достигнуто уменьшением воздухообмена, но нельзя одновременно уменьшить поступление тепла и увеличить воздухообмен. Невозможно и решение обратной задачи.

Системы воздушного отопления могут осуществляться канальными и бесканальными. В первом случае горячий воздух подготавливается в определенных центрах и подводится по воздуховодам к местам его потребления, а во втором случае воздух подогревается непосредственно в отапливаемых помещениях крупными отопительными агрегатами, откуда он подается сосредоточенными струями при значительных скоростях. Первые системы называют центральными системами воздушного отопления, а вторые — местными. Для местных систем используют подвесные агрегаты типа АПВС, один из которых представлен на рис. 13.1, а на рис. 13.2 показан напольный агрегат типа СТД-300М. Как видно из рисунков, агрегаты состоят из электродвигателя, вентилятора, калорифера, питаемого паром или высокотемпературной водой, и направляющих решеток на выходе.

Имеются конструкции агрегатов, в которых подогрев воздуха осуществляется при сжигании газообразного топлива и удалении продуктов сгорания наружу.

При необходимости организации воздушного отопления по смешанной схеме применяют отопительно-вентиляционные агрегаты, которые подобны отопительным, но имеют более мощные калориферы и смесительную камеру с подводом к ней рециркуляционного и свежего наружного воздуха.

В системах воздушного отопления перемещение воздуха по каналам может происходить за счет естественно или искусственно создаваемого перепада давлений. Первое возникает вследствие разности плотностей горячего и холодного воздуха, а искусственное давление создается вентилятором. Системы воздушного отопления с искусственной циркуляцией и сосредоточенной подачей воздуха в нескольких точках применяют при отоплении промышленных зданий.

Современное воздушное отопление[править | править вики-текст]

В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для обогрева промышленных, торговых и складских помещений большого объема. Основным достоинством при этом является отсутствие в системе жидкого теплоносителя - воды. Таким образом, система полностью защищена от протечек, разморозки, коррозии. Затраты на обустройство и эксплуатацию системы воздушного отопления, как правило, существенно ниже, чем аналогичные затраты для водяной системы. В качестве источника нагретого воздуха в современных системах воздушного отопления применяют калориферы или теплогенераторы. Существует две системы воздушного отопления: центральная и зональная^[3]. Центральная система реализуется на базе установки, забирающей наружный воздух, фильтра и газовой горелки, которые очищают и нагревают воздух, прежде чем вентилятор подаст его в систему воздуховодов. Главный недостаток такой системы заключается именно в наличии воздуховодов, распределяющих по дому одинаковое количество нагретого воздуха с одинаковой температурой. Отсутствует регулировка температуры по помещениям! Зональная система воздушного отопления. Отопительные приборы (каждому из которых поручена забота о конкретной комнате) замеряют температуру в помещении – и регулируют её значение до заданных параметров, затрачивая ровно столько мощности, сколько необходимо, ни больше ни меньше. Зональное отопление реагирует строго по ситуации. Реализуется такая система на базе газовых конвекторов, устанавливаемых в каждой комнате, имеющих закрытую камеру сгорания (никаких выбросов продуктов сгорания внутри помещения). Может реализоваться покомнатно, поэтажно. Не имеет системы воздуховодов, только подведённую к конвектору газовую трубу.

65. Основные причины не прогревов с системах отопления и их устранение.

Основные причины неудовлетворительной работы системы водяного отопления.

При соблюдении всех основных правил монтажа системы водяного отопления ее эксплуатация не составляет трудностей. Необходимо только регулярно проверять уровень воды в расширительном баке и своевременно доливать воду до середины бачка.

Во время пробных топок в правильно устроенных системах отопления все отопительные батареи прогреваются одновременно, циркуляция воды в системе отопления происходит нормально.

При неправильном устройстве системы отопления после заполнения ее водой при растопке котла иногда появляется стук (гидравлические удары в котле вследствие парообразования).

При этом главный стояк прогревается очень плохо. Частой причиной этого бывает неправильное соединение выходной трубы — подачи с системой отопления.

Если эту трубу приваривают к котлу на 2- 3 см ниже верхней плоскости котла, то во время наполнения системы водой внутри водяного котла остается воздух, который при пробной топке постепенно будет выталкиваться в главный стояк. При несильной топке через некоторое время весь воздух из котла постепенно вытесняется в главный стояк, а оттуда — в расширительный бачок.

Верхняя плоскость котла на месте приваривания трубы — подачи обязательно должна быть в самой верхней точке по отношению к остальной верхней плоскости котла, а выходная труба обязательно должна быть приварена на одном уровне с верхней плоскостью котла с некоторым уклоном вверх. При такой установке котла в нем никогда не происходит накоплении воздуха, что предотвращает постукивание в системе при ее эксплуатации.

При неправильном монтаже верхней и нижней горизонтальных магистралей (как правильно смонтировать систему отопления смотрите ЗДЕСЬ) в них часто накапливается воздух, из-за чего не все отопительные радиаторы прогреваются.

Например, прогреваются лишь три первых радиатора, ближайших к отопительному котлу. В этом случае необходимо проверить уровнем наличие уклона верхней горячей горизонтальной магистрали в виду возможного его нарушения после третьего нисходящего стояка. Для устранении неисправности необходимо поправить уклон или в этом месте вмонтировать вентиль для выпуска воздуха из системы.

После выпуска воздуха через вентиль все отопительные радиаторы будут прогреваться одновременно.

Часто при монтаже отопительной системы неправильно устанавливают отопительные радиаторы. Необходимо, чтобы ниппели отопительных радиаторов, которые соединяются с нисходящим горячим стояком, по уровню расположения были выше ниппелей со стороны нижней горизонтальной трубы.

Если радиаторы установлены с нарушением этого правила, то в них часто накапливается воздух, из-за чего часть радиаторов не прогревается.

Для устранения этих недостатков на подводках устанавливают вентили (краны конструкции Маевского) После выпуска воздуха из радиаторов они будут равномерно прогреваться.

При несоблюдении правил монтажа системы водяного отопления впоследствии приходится устанавливать те или иные вентили для выпуска воздуха из системы отопления.

Выпускать воздух приходится регулярно, иногда даже перед каждой топкой, что затрудняет эксплуатацию системы отопления.

При правильном устройстве системы воздух самопроизвольно поступает в расширительный бак.

Появление стуков в нормально работающей системе отопления свидетельствует о прекращении циркуляции воды вследствие понижения уровня воды в расширительном баке.

В таком случае следует пополнить систему водой, после чего вода в котле перестанет кипеть, наладится циркуляция воды и прекратятся стуки и шум.

Для поддержания экономичной работы котла по мере необходимости, но не реже одного раза в месяц необходимо производить очистку поверхностей водяного котла от сажи и зольных отложений.

66. Алгоритм расчета теплового баланса помещений и здания в целом.

РАСЧЕТНЫЕ РАСХОДЫ ГАЗА СНиП 2.04.08-87 Газоснабжение

3.1. Годовые р асходы газа для каждой категории потр ебителей следует определять на конец расчетного периода с учетом перспективы развития объектов - потребителей газа.

Продолжительность расчетного периода уст анав ливается на основании п лана перспективного развития объектов - потребите лей газа.

3.2 . Годовые расходы газа для жи лых домов, предприятий бытового обслуживания насе ления, общественного питания, предприятий по прои зводству хлеба и кондитерских изделий, а также для учреждений здравоохранения следует определять по нормам расхода теп лоты, приведенным в табл. 2.

Нормы расхода газа для потребителей, не перечисленных в табл. 2, следует принимать по нормам расхода других видов топлива или по данным фактического расхода используемого топлива с учетом КПД при переходе на газовое топливо.

3.3. При составлении проектов генера льных планов городов и других посе лений допускается принимать укрупненные показатели потреб ления газа, м³/год на 1 чел ., при теплоте сгорания газа 34 МДж/м³ (8000 ккал/м³):

при наличии централизованного гор яч его водоснабжения - 100;

при горячем водоснабжении от газовых водонагре вате лей - 250;

при отсутствии всяких ви до в горячего водоснабжения - 125 (165 в сельской местности) .

Таблица 2

Потребители газа	Показатель потребления газа	Нормы расхода теплоты, МДж (тыс. ккал)
1. Жилые дома
При наличии в квартире газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения при газоснабжении:
природным газом	На 1 чел. в год	2800 (660)
СУГ	То же	2540 (610)
При наличии в квартире газовой плиты и газового водонагревателя (при отсутствии централизованного горячего водоснабжения) при газоснабжении:
природным газом	«	8000 (1900)
СУГ	«	7300 (1750)
При наличии в квартире газовой плиты и отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газового водонагревателя при газоснабжении:
природным газом	«	4600 (1100)
СУГ	«	4240 (1050)
2. Предприятия бытового обслуживания населения
Фабрики-прачечные:
на стирку белья в механизированных прачечных	На 1 т сухого белья	8800 (2100)
на стирку белья в немеханизированных прачечных с сушильными шкафами	То же	12 600 (3000)
на стирку белья в механизированных прачечных, включая сушку и глаженье	«	18 800 (4500)
Дезкамеры:
на дезинфекцию белья в паровых камерах	«	2240 (535)
на дезинфекцию белья и одежды в горячевоздушных камерах	«	1260 (300)
Бани:
мытье без ванн	На 1 помывку	40 (9,5)
мытье в ваннах	То же	50 (12)
3. Предприятия общественного питания
Столовые, рестораны, кафе:
на приготовление обедов (вне зависимости от пропускной способности предприятия	На 1 обед	4,2 (1)
на приготовление завтраков или ужинов	На 1 завтрак или ужин	2,1 (0,5)
4. Учреждения здравоохранения
Больницы, родильные дома:
на приготовление пищи	На 1 койку в год	3200 (760)
на приготовление горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и лечебных процедур (без стирки белья)	То же	9200 (2200)
5. Предприятия по производству хлеба и кондитерских изделий
Хлебозаводы, комбинаты, пекарни:
на выпечку хлеба формового	На 1 т изделий	2500 (600)
на выпечку хлеба подового, батонов, булок, сдобы	То же	5450 (1300)
на выпечку кондитерских изделий (тортов, пирожных, печенья, пряников и т.п.)	«	7750 (1850)
Примечания. 1. Нормы расхода теплоты на жилые дома, приведенные в таблице, учитывают расход теплоты на стирку белья в домашних условиях. 2. При применении газа для лабораторных нужд школ, вузов, техникумов и других специальных учебных заведений норму расхода теплоты следует принимать в размере 50 МДж (12 тыс. ккал) в год на одного учащегося.

3.4. Годовые расходы газа на нужды предприятий торговли, предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и т. п. след ует принимать в размере до 5 % суммарного расхода теплоты на жилые дома, приведенного в табл. 2.

3.5. Годовые расходы газа на технологические нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий следует определять по данным топливопотребления (с учетом изменения КПД при переходе на газовое топливо) этих предприятий с перспективой их развития или на основе технологических норм расхода топлива (теплоты).

3.6. Годовые расходы теплоты на приготовление кормов и подогрев воды для животных следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Назначение расходуемого газа	Расход газа на одно животное	Нормы расхода теплоты на нужды животных, МДж (тыс. ккал)
Приготовление кормов для животных с учетом запаривания грубых кормов и корне-, клубнеплодов	1 лошадь	1700 (400)
	1 корову	8400 (2000)
	1 свинью	4200 (1000)
Подогрев воды для питья и санитарных целей	На одно животное	420 (100)

3.7. Система газоснабжения городов и других населенных пунктов должна рассчитываться на максимальный часовой расход газа.

3.8. Максимальный расчетный часовой расход газа Q^h_d , м³/ч, при 0 ° С и давлении газа 0,1 МПа (760 мм. рт. ст.) на хозяйственно-бытовые и производственные нужды следует определять как долю годового расхода по формуле

 ,                                                             (1)

где K^h_max - коэффициент часового максимума (расхода к максимальному часовому расходу газа);

Q_y - годовой расход газа, м³/год.

Коэффициент часового максимума расхода газа следует принимать дифференцированно по каждому району газоснабжения, сети которого представляют самостоятельную систему, гидравлически не связанную с системами других районов.

Значения коэффициентов часового максимума расхода газа на хозяйственно-бытовые нужды в зависимости от численности населения, снабжаемого газом, приведены в табл. 4; для бань, прачечных, предприятий общественного питания и предприятий по производству хлеба и кондитерских изделий - в табл.5.

3.9. Расчетный часовой расход газа для предприятий различных отраслей промышленности и предприятий бытового обслуживания производственного характера (за исключением предприятий, приведенных в табл. 5) следует определять по данным топливопотребления (с учетом изменения КПД при переходе на газовое топливо) или по формуле (1) исходя из годового расхода газа с учетом коэффициентов часового максимума по отрасли промышленности, приведенных в рекомендуемом приложении 2.

Таблица 4

Число жителей, снабжаемых газом, тыс. чел.	Коэффициент часового максимума расхода газа (без отопления), Khmax
1	1/1800
2	1/2000
3	1/2050
5	1/2100
10	1/2200
20	1/2300
30	1/2400
40	1/2500
50	1/2600
100	1/2800
300	1/3000
500	1/3300
750	1/3500
1000	1/3700
2000 и более	1/4700

Таблица 5

Предприятия	Коэффициент часового максимума расхода газа, Khmax
Бани	1/2700
Прачечные	1/2900
Общественного питания	1/2000
По производству хлеба и кондитерских изделий	1/6000
Примечание. Для бань и прачечных коэффициенты часового максимума расхода газа приведены с учетом расхода газа на нужды отопления и вентиляции.

3.10.* Для отдельных жилых домов и общественных зданий расчетный часовой расход газа Q^h_d , м³/ч, следует определять по сумме номинальных расходов газа газовыми приборами с учетом коэффициента одновременности их действия по формуле

 ,                                             (2)

где   - сумма произведений величин K_sim , q_nom и n_i от i до т;

K_sim - коэффициент одновременности, значение которого следует принимать для жилых домов по справочному приложению 3;

q_nom - номинальный расход газа прибором или группой приборов, м³/ч, принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам приборов;

n_i - число однотипных приборов или групп приборов.

3.11.* Годовые и расчетные часовые расходы теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения следует определять в соответствии с указаниями СНиП 2.04.01-85, СНиП 2.04.05-91* и СНиП 2.04.07-86*.

3.12. Гидравлические режимы работы распределительных газопроводов низкого, среднего и высокого давления до лжны при ниматься и з условий создания при максима льно допустимых потерях давления газ а наиболее экономичной и надежной в эксплуат аци и с истемы, обеспе чивающ ей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а т акже работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

3.13.* Расчетные внутренние диам етры газопроводов н еобходимо определять гидравлическим расчетом и з условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потреблени я газа. Гидравлический расчет газопроводов допускаетс я производить по данным, приведенным в справочном приложении 5. Источник:http://www.gosthelp.ru/text/SNiP2040887Gazosnabzhenie.html

Расчет теплового баланса помещения

Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной технике. Здесь должны быть учтены все факторы, влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения.

 

Для составления теплового баланса помещения необходимо определить все поступления и потери тепла в помещении.

 

В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых нагрузок:

 

• тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные)

• тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние)

Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:

 

• теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность температур снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего имеет место приток тепла снаружи во внутрь помещения; и наоборот - зимой эта разность является отрицательной и направление потока тепла меняется

• теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в форме ощущаемого тепла; солнечное излучение всегда создает положительную нагрузку как летом, так и зимой. Летом эта нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительная и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата

• наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения воздух (за счет инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений: летом горячий и влажный (в некоторых широтах наоборот - сухой) наружный воздух существенно влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; зимой холодный и сухой (или наоборот -влажный) наружный воздух должен быть подогрет и увлажнен. И только в промежуточный период между двумя этими временами года наружный воздух может в какой-то мере быть использован в форме бесплатного охлаждения помещений

Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать различными свойствами, то есть могут быть положительными и отрицательными в зависимости от времени года и времени суток. Внутренние тепловые нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания помещениях слагаются в основном из:

• тепла, выделяемого людьми

• тепла, выделяемого лампами и осветительными приборами, электробытовыми приборами: холодильниками, плитами и т. д. (в жилых помещениях)

• тепла, выделяемого работающими приборами и оборудованием: компьютерами, печатающими устройствами, фотокопировальными машинами и пр. (в офисных и других помещениях

В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными источниками тепловыделений могут быть:

• нагретое производственное оборудование

• горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты

• продукты сгорания и химических реакций

Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными, и поэтому в летний период они должны быть устранены, а зимой за их счет снижается нагрузка на установки обогрева.

Поступления теплоты и влаги в помещения.

При составлении теплового и влажностного балансов помещения учитывают: 1) поступления теплоты от производственного оборудовании, электродвигателей, искусственного освещения, отопительных приборов, а также поступление (удаление) теплоты от нагретых (охлаждённых) материалов или полуфабрикатов и от химических реакций; 2) выделение теплоты и влаги людьми; 3) поступления (потери) теплоты через внешние и внутренние ограждения; 4) поступления теплоты солнечной радиации через ограждения; 5) выделение или поглощение влаги, что во многих случаях сопровождается поглощением или выделением теплоты.

Поступления теплоты в помещения: А) Тепловыделения от электродвигателей и при переходе механической энергии в тепловую. Б) Тепловыделения от оборудования и материалов. В) Тепловыделения от искусственного освещения. Г) Выделение теплоты и влаги людьми. Д) Поступления теплоты с инфильтрующимся воздухом. Е) Поступления теплоты через внутренние ограждения. Ж) Поступления теплоты через заполнение световых проёмов. З) Поступления теплоты через массивные наружные ограждения.

Поступления влаги в помещения: А) Влага испаряющаяся в воздух помещения с открыто расположенной поверхности некипящей воды. Б) Вода испаряющаяся с мокрых поверхностей ограждений здания и оборудования. В) Вода испаряющаяся со смоченной поверхности пола. Д) Вода испаряющаяся с мокрой поверхности пола, на котором она находилась длительное время. Е) Испарение влаги с влажных поверхностей материалов и изделий. Ж) Влаговыделения через неплотности в оборудовании и коммуникациях. З) Пары вода образующиеся при сжигании газов. И) Влага испарающаяся при с поверхности кипящей воды. К) Влаговыделения от человека.

На основе этих данных составляются тепловой и влажностный баланс помещения. Тепловой баланс помещения составляется отдельно для каждого периода года: Qизб=Qтв–Qогр–Qинф–Qтп+Qрад, где Qизб– избыточное выделение внутри помещений; Qрад– тепловыделения за счёт солнечной радиации, учитываются только для тёплого периода года; Qинф– теплопотери на инфильтрацию; Qтп– теплопотери на нагрев транспортынх средств (конвейеров) и нагрев сырья и материалов; Qтв– тепловыделения внутри помещений, к которым относятся: солнечная радиация и т.д. Расчёт влажностоного баланса в помещении: Wизб=Wвыд–Wпог, где Wвыд и Wпог – суммарные количества выделенной и поглащённой влаги.

 

Тепловой баланс объекта — термин, определяющий динамическое равновесие между теплом, которое объект поглощает и теплом, которое объект теряет. Можно определить тепловой баланс Земли или человеческого тела, тепловой баланс двигателя или котла, тепловой баланс помещения или здания.

Энергосбережение на предприятиях возможно и нужно оптимизировать, используя расчет теплового баланса. Для предприятий, потребляющих энергоресурсы это необходимо для того, чтобы правильно определить количественную потребность зданий, сооружений и агрегатов в энергии и исключить возможность ненужного перерасхода ресурсов, при этом обеспечив потребности в энергии так, чтобы работа предприятия шла в оптимальном режиме. Для предприятий, производящих энергоресурсы, рассчитывать тепловой баланс необходимо с той целью, чтобы не было перерасхода топлива и с ним — лишних затрат.

Как правило, тепловой баланс определяет энергозатраты в зависимости от величины потерь тепла. Например, чтобы определить тепловой баланс помещения или здания, необходимо учесть его теплопотери. Существует несколько причин потери тепла. К примеру, тепло уходит через ограждения помещения, расходуется на нагревание попадающего внутрь наружного воздуха. Тепло может теряться через полы, вентиляционные шахты и так далее. Чтобы возместить потери тепла в холодное время года, помещение необходимо обеспечить притоком определенного количества тепла, например, с помощью парового отопления или электрообогрева. Таким образом, тепловой баланс рассчитывается с учетом достаточно большого числа факторов. Лучшее решение определить тепловой баланс объекта и расходы на энергоресурсы — доверить расчеты профессионалам энергоаудита. Это сэкономит и Ваше время, и Ваши средства.

67. Классификация городских систем газоснабжения.

ГОРОДСКАЯ СИСТЕМА ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Городская система газоснабжения - сложный комплекс сооружений, технических устройств и трубопроводов, обеспечивающий подачу и распределение газа между промышленными, коммунальными и бытовыми потребителями в соответствии с их спросом. Состоит из следующих основных элементов: газовых сетей низкого, среднего и высокого давлений, газорегуляторных станций (ГРС), газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), системы контроля и автоматаматических управлений, диспетчерской службы и системы эксплуатации. Потоки природного газа поступают по магистральным газопроводам через газораспределительные станции в городские газовые сети. На газораспределительной станции давление газа снижается клапанами автоматических регуляторов и поддерживается постоянное на требуемом для города уровне. Технологам, схема газораспределительной станции включает систему автоматической защиты, гарантирующую значение давления газа в городских сетях, не превышающее допустимого уровня. Из ГРС газ по газовым сетям поступает к потребителям. Основной элемент городской системы газоснабжения — газовые сети, которые состоит из газопроводной разницы давлений, классифицируемых следующим образом: низкого давления — до 5 кПа (избыточных); среднего — 5 кПа — 0,3 МПа; высокого II категории — 0,3—0,6 МПа и высокого давления I категории — 0,6—1,2 МПа. По газопроводам низкого давления транспортируют и распределяют газ по жилым и общественным зданиям и предприятиям бытового обслуживании. В газопроводах жилых зданий разрешается давление до 3 кПа, а предприятий бытового обслуживания и общественных зданиях — до 5 кПа. Обычно в сетях поддерживают низкое давление до 3 кПа, и все указанные здания и предприятий присоединяют к газовой сети непосредственно без регуляторов давления газа. По газопроводам среднего и высокого (0,6 МПа) давлений газ подают через ГРП в сети низкого и среднего давлений. В ГРП установлена автоматическая защита, исключающая возможность повышения давления на низшей ступени сверх допустимой нормы. По этим газопроводам через ГРП и ГРУ газ также подают промышленным и коммунальным предприятиям. По действующим нормам максимальное давление для промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий, а также для отдельно стоящих отопительных и производственных котельных допускается до 0,6 МПа, для предприятий бытового обслуживания, пристроенных к зданиям, — не более 0,3 МПа. К ГРУ, расположенных на стенах жилых и общественных зданий, можно подавать газ с давлением не более 0,3 МПа. Газопроводы среднего и высокого давлений составляют основные городские распределительные сети; газопроводы высокого давлении (до 1,2 МПа) применяют только в крупных городах. Промышленные предприятия можно присоединять к сетям среднего и высокого давлений непосредственно без регуляторов давления, если это обосновано техническими и экономическими расчетами. Связь между газопроводами различных давлений осуществляется только через ГРП. Городские системы газоснабжения имеют иерархичность в построении, которая увязана с классификацией газопроводов по давлению. Первый иерархический уровень составляют сети высокого и среднего давлений, являющиеся основными газопроводами города. Их резервируют путем кольцевания или дублирования отдельных участков. Только у малых городов сети могут быть тупиковыми. Газ последовательно перетекает по ступеням со снижением давления, которое осуществляется скачками на клапанах регуляторов давления ГРП и поддерживается после них постоянно. При наличии разнородных потребителей в газоснабжаемом районе по одной и той же улице или проезду можно параллельно прокладывать газопроводы различных давлений. Газопроводы высокого и среднего давлений образуют единую гидравлически связанную городскую сеть. Второй иерархический уровень составляют сети низкого давления, подающие газ многочисленным потребителям. Сети проектируют смешенного типа, закольцовывая только основные газопроводы, а остальные выполняя тупиковыми. Газопроводами низкого давления не пересекают большие естественные (реки, озера, овраги) и искусственные (железнодорожные линии, автомобильные магистрали) препятствия, их не прокладывают по промышленным зонам, поэтому они не составляют единую гидравлически связанную городскую сеть. Сети низкого давления проектируют как локальные системы, имеющие по несколько точек питания (ГРП), в которые газ поступает из сетей среднего или высокого давления. Третий иерархический уровень — газовые сети жилых и общественных зданий, промышленных цехов и предприятий. Их выполняют, как правило, нерезервированными. Давление в них определяется назначением сетей и требуемым уровнем для газоиспользующих установок. 

Городская система газоснабжения по числу ступеней давления разделяют на: двухступенчатые, состоящие из сетей низкого и среднего или низкого и высокого давлений; трехступенчатые, включающие газопроводы низкого, среднего и высокого давлений; шагоступенчатые, состоящие из газопроводов всех градаций давлений. Приведенная градация газопроводов по давлению вызвана необходимостью иерархического построения городской системы газоснабжения, а также следующими обстоятельствами: в городе имеются потребители, для систем газоснабжения которых требуется различное давление газа; необходимость в среднем и высоком давлениях связана с большими потоками газа и протяженными направлениями их транспортирования; улицы и проезды центральных (старых) районов городов неширокие, и прокладка по ним газопроводов высокого давления может оказаться неосуществимой. Чем больше давление газа, тем большее расстояние требуется между газопроводом и зданиями. Кроме того, прокладка газопроводов высокого давления в районах с высокой плотностью населения нежелательна; ограничения, накладываемые на условия присоединения газорегуляторных шкафных установок, размещаемых на зданиях, обусловливают необходимость наряду с сетями высокого давления проектировать и сети среднего давления. По назначению газопроводы делят на: распределение высокого, среднего и низкого давлений, транспортирующие газ по снабжаемой территории; абонентские ответвления, подающие газ от распределительных сетей к отдельным потребителям; внутридомовые и внутрицеховые. Городские распределительные газопроводы высокого и среднего давлений проектируют как единую сеть, подающую газ промышленным предприятиям, отопительным котельным, коммунальным потребителям и в сетевые ГРП. Создание единой сети экономически выгоднее, чем разделительной для промышленности и коммунально-бытового сектора. На выбор конкурентоспособных вариантов городских систем газоснабжения влияют следующие факторы: размеры города, его планировка, застройка, плотность населения и характеристики промышленных предприятий, электростанций, наличие больших естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов; перспективный план развития города. Принятая городская система газоснабжения должна быть экономичной, безопасной и надежной в эксплуатации, проста и удобна при обслуживании, допускать выключение из работы отдельных частей для произведения ремонта. Сооружения, оборудование и узлы в системе должны быть однотипными. В городскую сеть многоступенчатой системы газоснабжения газ поступает по 2 магистральным газопроводам через ГРС, что повышает надежность газоснабжении. Газораспределительные станции связаны ответвлениями с кольцом высокого давления категории (до 1,2МПа), которое располагается по периферии города. Из этого кольца через несколько сетевых ГРП газ поступает в кольцевые сети высокого (до 0,6МПа) или (и) среднего давления. От них идут ответвления газопроводов к промышленным потребителям и в ГРП сетей низкого давления, после которых поддерживается давление до 3 кПа. На схеме газопроводы расположены последовательно, но по улицам могут прокладываться параллельные газопроводы разных давлений. Это связано с тем, что для сокращения расхода металла сети низкого давления питают в нескольких точках через ГРП и для подачи газа в центральную расположенную ГРП прокладывают параллельные газопроводы высокого или среднего давлений. Такие прокладки также необходимы для подачи газа отопительным котельным и промышленным предприятиям, расположенных внутри жилых массивов. Сеть низкого давления выполнена в виде 2 зон, которые несоединены между собой.Это вызвано структурой города. Для повышения надежности ГРП каждой зоны соединены газопроводами низкого давления больших диаметров (а, Ь, с, d, е, g). Это резервирует ГРП по низкой ступени давления. В средних и небольших городах обычно применяют двухступенчатую систему с газопроводами высокого (до 0,6 МПа) и низкого давлений. Если в центральной части города проложить газопроводы высокого давления нельзя, то их разделяют та две составляющие: сети среднего давления в центральной части и сети высокого давления на периферии. Получается трехстуценчатая система. Диаметры распределительных газопроводов обычно изменяются в пределах 50—400 мм. Для возможности отключения участков газопроводов высокого и среднего давлений, отдельных зон сетей низкого давления, сооружений на сетях и жилых, общественных и промышленных зданий или групп зданий устанавливают отключающие устройства — задвижки или пробковые краны. Задвижки устанавливают на вводах и выводах из ГРП, на ответвлениях от уличных газопроводов к микрорайонам, кварталам, группам жилых домов, при пересечении водных преград, железных и автомобильных дорог. Задвижки на наружных газопроводах располагают в колодцах совместно с линзовыми компенсаторами которые снимают температурные и монтажные напряжения, а также обеспечивают удобный монтаж и демонтаж запорной арматуры. Колодцы разрешается устанавливать на расстоянии не менее 2 м от линии застройки или ограждения территории предприятий. Число отключающих устройств должно быть обоснованным и минимальным необходимым. Задвижки на вводах в здания монтируют на стенах, выдерживая определенные расстояния от дверных и оконных проемов. При расположении арматуры на высоте более 2,2 м предусматривают площадки с лестницами для их обслуживания.