|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра «ГОРОДСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ХОЗЯЙСТВО»Стр 1 из 21Следующая ⇒
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра «ГОРОДСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ХОЗЯЙСТВО»
КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине: «Инженерное оборудование зданий» (для студентов III курса специальности Арх) код № 2730 Составил доцент, к.т.н. Ковтун С.В. Утверждён на заседании кафедры ГСХ Протокол № 1 от 10.09.2003 Зав кафедрой Насонкина Н.Г.
Макеевка – 2003 СОДЕРЖАНИЕ ТЕМА 1... Инженерные и санитарно-технические системы зданий системы инженерного оборудования зданий............................................................................................................ 4 1.1. Системы отопления....................................................................................................................... 4 1.2. Система кондиционирования воздуха...................................................................................... 4 1.3. Система внутреннего водопровода........................................................................................... 4 1.4. Система внутренней канализации............................................................................................. 4 1.5. Система газоснабжения зданий................................................................................................. 4 ТЕМА 2... Внутренний холодный водопровод................................................................................... 5 2.1. Классификация систем внутреннего водопровода................................................................ 5 2.2. Основные элементы ВВП............................................................................................................. 5 2.3. Системы ВВП................................................................................................................................. 6 2.4. Схемы сетей ВВП.......................................................................................................................... 8 2.5. Трубы и фасонные части ВВП.................................................................................................... 9 2.6. Арматура для водопроводной сети........................................................................................... 10 2.7. Состав и объем проекта............................................................................................................... 11 2.8. Проектирование системы холодного водоснабжения.......................................................... 12 2.9. Выбор схемы и системы внутреннего водопровода............................................................. 12 2.10. Трассировка сети и построение аксонометрической схемы трубопровода.................... 12 2.11. Гидравлический расчет сети...................................................................................................... 13 2.12. Определение требуемого напора для работы холодного водопровода........................... 14 2.13. Противопожарные водопроводы............................................................................................... 15 2.14. Основы расчета противопожарных систем............................................................................. 19 2.14.1. Простой водопровод....................................................................................................... 19 2.14.2. Автоматический водопровод. (смотреть расчет примера)..................................... 19 ТЕМА 3... Системы горячего водоснабжения.................................................................................... 20 3.1. Классификация систем горячего водоснабжения................................................................ 20 3.2. Конструктивные особенности сети горячего водоснабжения.......................................... 24 3.3. Схема сетей горячего водоснабжения.................................................................................... 25 ТЕМА 4... Внутренняя канализация...................................................................................................... 29 4.1. Системы внутренней канализации........................................................................................... 29 4.2. Элементы внутренней канализации......................................................................................... 29 4.3. Санитарные приборы.................................................................................................................. 30 4.4. Краткая характеристика приборов.......................................................................................... 30 4.5. Гидравлические затворы............................................................................................................ 33 4.6. Трубы и фасонные части............................................................................................................ 33 4.7. Трассировка внутридомовой канализации............................................................................ 33 4.8. Расчет внутридомовой канализационной сети..................................................................... 34 4.9. Расчёт выпусков К1..................................................................................................................... 37 4.10. Расчет дворовой канализационной сети................................................................................ 37 4.11. Внутренние водостоки............................................................................................................... 39 4.12. Элементы внутренней водосточной сети.............................................................................. 39 4.13. Подпольная водосточная сеть................................................................................................. 42 4.14. Расчет водосточной сети........................................................................................................... 42 ТЕМА 5... Отопление зданий.................................................................................................................. 43 5.1. Внутренние и наружные климатические условия................................................................ 43 5.2. Зимние и летние расчетные климатические условия для проектирования систем обеспечения микроклимата....................................................................................................... 45 5.3. Расчетная мощность систем отопления....................................................................................... 46 5.4. Расчет тепловой мощности........................................................................................................... 47 5.5. Применение систем отопления................................................................................................. 50 5.6. Устройство и принцип действия систем водяного отопления................................................. 51 ТЕМА 6 Трубы для инженерных систем (сравнительный анализ)................................................ 60 6.1. Общие сведения о трубах.............................................................................................................. 60 6.2. Металлические трубы................................................................................................................. 61 6.3. Полимерные трубы...................................................................................................................... 62 6.4. Композиционные трубы............................................................................................................... 64 6.5. Асбестоцементные трубы............................................................................................................. 65 ТЕМА 7. Классификация систем вентиляции......................................................................................... 66 7.1. Гигиенические основы вентиляции......................................................................................... 66 7.2. Избыточная теплота.................................................................................................................... 66 7.3. Понятие о способах организации и устройстве систем вентиляции................................ 67 7.4. Классификация систем вентиляции......................................................................................... 68 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................................................... 70
Тема 1 ИНЖЕНЕРНЫЕ И САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ СИСТЕМЫ ИНЖЕНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗДАНИЙ Лекция №1. ИНЖЕНЕРНЫЕ И САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ Тема 2 Внутренний холодный водопровод Лекция № 2 Системы внутренних водопроводов, назначение классификация. В жилых и общественных зданиях хозяйственно-питьевой и противопожарный водопроводы как правило, объединяются и образуют так называемый хозяйственно-противопожарный водопровод. В промышленных зданиях возможны самые различные комбинации ВВП. Наиболее распространены следующие системы: 1) объединенный хозяйственно-производственно-противопожарный водопровод (в частности на пищевых предприятиях); 2) отдельно хозяйственно-противопожарный и производственный водопровод (при больших расходах производственной воды не питьевого качества). Согласно СНиП соединение сетей хозяйственно-питьевого водопровода с сетями, подающими воду не питьевого качества, категорически запрещается. Основные элементы ВВП. 1) Ввод в здание с водомерным узлом (один или несколько). Ввод предназначен для присоединения системы ВВП к наружной водопроводной сети. На вводе (чаще всего внутри здания) устанавливается водомерный узел для учета расхода воды потребителями. 2) Магистральные трубопроводы, служащие для подвода воды к распределительным трубопроводам (стоякам). Могут прокладываться внизу, вверху здания или вертикально. 3) Распределительные трубопроводы подводят воду к отдельным группам водо-разборных приборов, расположенных на различных этажах. 4) Подводки служат для подачи воды непосредственно к водоразборным приборам. 5) Сами водоразборные краны. Это основные элементы ВВП. Кроме того, ВВП может быть оборудован насосными или пневматическими установками, водонапорными баками, устройствами автоматики. Проектирование внутреннего водопровода согласно требованиям СНиП 2.04.01-86" Внутренний водопровод и канализация в здании".
Рис. 1 Трассировка при свободной планировке жилых кварталов с прокладкой внутриквартальной сети отдельно в грунте. 1 - магистраль холодного водопровода; 2 - ввод водопровода; 3 - водосчетчик; 4 – повысительный насос; 6 - центральный тепловой пункт (ЦТП); 7 - раздельная задвижка. Системы ВВП. 1) без установок для повышения напора и водонапорных баков (простые) < рисунок 2а >; 2) с водонапорным баком < рисунок 2б >; 3) с повысительными насосами или пневмоустановками < рисунок 2в >; 4) с насосами для повышения напора и водонапорными баками < рисунок 2г >; 5) с запасными резервуарами < рисунок 2д >; Применение той или иной системы диктуется: a) располагаемым напором и расходами в наружной водопроводной сети у ввода в здание; b) режимом водопотребления; c) расходом наружного водопровода. Система ВВП простая (1) наиболее распространена и наиболее проста. Применяется, когда располагаемый напор в наружной сети ВП достаточен для работы ВВП в любое время суток. ВВП с водонапорным баком применяется: a) при периодически недостаточном напоре в наружной ВП сети; b) с целью создания запаса воды - если недостаточен расход от наружного водопровода; c) для создания постоянного напора у водоразборных кранов. Рисунок 2
а) система без дополнительных г) с напорно-запасными баками устройств для повышения напора и дополнительными насосами
1 - ввод водопровода; 2 - водосчетчик; 3 - магистральный водопровод; 4 – распределительный трубопровод; 5 - поквартирная сеть; 6 - водоразборная арматура; 7 – обратный клапан; 8 - подающий стояк; 9 - разводящий трубопровод из бака; 10 – трубопровод переменного направления; 11 – водонапорный бак; 12 - центробежный насос; 13 - гидропневматическая установка.
д) с гидропневматическими установками в) с повысительными насосами Система ВВП (3) применяется при периодически или постоянно недостаточном напоре в наружной сети и равномерном режиме потребления. Производительность насоса должна обеспечивать максимальный расход. Система ВВП (4) применяется в тех случаях, когда напор в наружной сети постоянно недостаточен и режим водопотребления Неравномерный. Можно достичь равномерной работы насосов. Их производительность меньше максимального водопотребления. Система ВВП (5) применяется при недостатке расходов в наружной ВП сети. Лекция № 3. Схемы сетей ВВП. Схемы сетей ВВП. Схемы – начертание трубопроводов ВВП в пространстве. Требования к схемам: 1) простота; 2) удобство монтажа и эксплуатации; 3) экономичность и надежность. В значительной степени схема зависит от архитектурных решений жилых и общественных зданий и от размещения технологического оборудования в промышленных зданиях. Схемы сетей ВВП классифицируют следующим образом: 1) С горизонтальными магистралями. В свою очередь они делятся на: а) схемы с нижней разводкой магистралей; б) схемы с верхней разводкой магистралей. 2) С вертикальной разводкой магистралей. Кроме того, различают сети тупиковые и кольцевые, с одним или несколькими вводами < рисунок 2 >. Наиболее распространены схемы с нижней разводкой, тупиковые. Примеры таких схем приведены в предыдущей лекции. При нижней разводке магистрали укладываются под полом первого этажа (в подвале или в каналах). При верхней разводке магистралей они прокладываются на чердаках, в технических этажах или под потолком верхнего этажа. Эта схема часто применяется в промышленных зданиях, банях и прачечных. В жилых и общественных зданиях эта схема применяется при зонировании. В некоторых коммунальных и производственных зданиях применяются схемы с вертикальной разводкой магистралей и горизонтально распределенными трубопроводами. В том случае, когда по этажам размещено много водоразборных точек и они не совпадают в плане для различных этажей. До сих пор мы рассматривали примеры сетей тупиковых. Там же, где необходимо обеспечить бесперебойность подачи воды, а такте при количестве ПК более 12, применяют кольцевание сетей. В этом случае устраивается 2 и более вводов. При такой схеме каждый стояк питается с двух сторон. Можно кольцевать сети с включением в кольцо участка наружного водопровода. Кольцевание может быть в горизонтальной и вертикальной плоскости. Для многоэтажных зданий высотой более 12 этажей во избежание больших гидростатических давлений в трубопроводах применяет разбивку ВП на зоны по 10 - 12 этажей < рисунок 3 >. В жилых и административных зданиях, гостиницах, пансионатах, санаториях, домах отдыха, производственных и вспомогательных зданиях высотой более 50 метров должно проектироваться зонирование водопровода. Высота зоны определяется из расчета максимально допустимого гидростатического напора у нижних ПК и водоразборных точек. Максимально допустимый гидростатический напор в системе хозяйственно-питьевого водопровода у водоразборных точек не должен превышать 60 метров. В отдельной сети противопожарного ВП максимальный напор при работе пожарных насосов не должен превышать 90 метров на отметке наиболее низкорасположенного ПК. При больших напорах удорожается сеть и усложняется водоразбор. Удорожание объясняется применением более прочных труб с более толстыми стенками; нужно более надежно уплотнять соединения труб. Усложнение водоразбора происходит из -за увеличения скорости вытекания воды из водоразборных кранов, возрастания утечек воды и опасности возникновения гидравлических ударов. В этом случае необходимо применять кольцевание в вертикальной плоскости и верхнюю разводку. Нижние этажи питаются от первого этажа в производственной сети (считаем, что напор достаточно постоянный). Верхние – через повысительную установку и водонапорный бак. В общем случае в каждой зоне проектируется резервуар, а в подъеме - повысительные установки.
Рис. 3 Последовательная (а) и параллельная (б) схемы зонных водопроводов зданий 1 - центробежный насос 2-й зоны; 2 - напорно-запасный бак 2-й зоны; 3 - насос 3-й зоны; 4 -напорно-запасный бак 3-й зоны. Трубы и фасонные части ВВП. Для устройства ВВП сетей применяются стальные, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые, в некоторых случаях - стеклянные и фанерные трубы. Стальные трубы применится наиболее часто следующих видов: 1) трубы стальные водопроводные (ГОСТ 3262 - 62) dу = 10 – 70 мм; 2) трубы электросварные (ГОСТ 10704 - 63 и ГОСТ 10705 – 63) dу = 50 - 150мм. Для напоров не более l атмосферы применяют трубы обыкновенные, для больших напоров - усиленные. Длина труб 4...6 метров. Стальные трубы, применяемые в сетях, подающих воду для питьевых нужд диаметром до 150 мм, должны быть оцинкованными. Для всех других сетей (внутренних) следует применять стальные неоцинкованные трубы. Для производственных водопроводов стальные оцинкованные трубы применяют по специальному требованию. (Далее отступление о ржавлении " черных труб", и т.д.). Соединение стальных труб между собой и с арматурой производится: 1) сваркой; 2) фитингами; 3) фланцами. Фитинги - фасонные соединительные части. Сваркой обычно соединяют неоцинкованные трубы, а оцинкованные трубы - фитингами на резьбе или сваркой в стаканах. Для рабочих давлений до 1 МПа применяют фитинги из ковкого чугуна. Фитинги из стали применяют для напоров до 1.6 Мпа. Для соединения оцинкованных труб применяются только фитинги их ковкого чугуна. Перечислим некоторые соединительные части: - Угольники (прямые и переходные); - Тройники (прямые и переходные); кресты (прямые и переходные); муфты (прямые и переходные); футорки; нипели; пробки; соединительные гайки. Резьба для соединения - цилиндрическая или коническая. Цилиндрическая резьба уплотняется льняной прядью на сурике, белилах или фумкой. Применяется при рабочем давлении до 6 атмосфер. Коническая резьба не требует льняного уплотнения, дает надежный и герметичный стык. Для устройства разъемных соединений стальных трубопроводов при их диаметре 70 мм и более применяют фланцы. Фланцы присоединяют к трубам с помощью сварки или разбортовкой края на резьбе. При прокладке в земле фланцевые соединения недопустимы - ржавеют болты. Чугунные трубы. Чугунные напорные раструбные трубы применяют в ВВП при устройстве вводов. Как они соединяются - уже известно из курса " Водопроводные сети". Раструбы чугунных труб и фасонных частей заделывают смоляной прядью или резиновыми кольцами с последующей заделкой цементом или асбоцементом. Асбоцементные трубы применяют для устройства вводов ВП, кроме противопожарных ВП. Пластмассовые трубы применяют для внутренних водопроводов в отдельных случаях. Напорные трубы из винипласта и полиэтилена. Винипластовые неприменимы для противопожарных и хозяйственно-питьевых ВП. Их применяют в отдельных случаях для производственных ВП (в основном они - канализационные). Полиэтиленовые трубы применяют при температуре воды до 40°С. Для устройства внутреннего противопожарного ВП пластмассовые трубы применять запрещается. Пластмассовые трубы соединяются на фланцах, раструбах, муфтах, резьбой, сваркой или склеиванием. Стеклянные трубы применяются в системах производственного водопровода для сетей с давлением до 4÷ 7кгс/см2 в зданиях без значительных тепловыделений и не подверженных вибрации. Соединение стеклянных труб производится газовой сваркой, фланцами и муфтами. Фанерные трубы используют при устройстве трубопроводов производственных BП. По ним транспортируют умягченную воду, нефть, масла, бумажную массу и прочее. Использование фанерных труб при устройстве хозяйственно-питьевых ВП запрещено органами Госсаннадзора. Рассчитаны на давление 6÷ 12 атмосфер (марка Ф-1) и 3÷ 6 атмосфер (марка Ф-2). Фанерные трубы соединяются муфтами конусными. Герметичность соединения достигается плотной насадкой конусного конца трубы в муфту при давлении до 3 атмосфер или при большем давлении применением фенолформальдегидного клея. Лекции № 4, 5. Состав и объем проекта. Графическая часть проекта должна включать: - Генплан участка М 1: 500 (1: 1000) со всеми зданиями, сооружениями, дорогами, сетями водопровода, канализации и теплофикации с расстановкой колодцев и указанием диаметров труб < см. пример на рисунке 1 >; - План типового этажа М 1: 100 со всем санитарно-техническим оборудованием, указанием стояков, внутриквартирных разводок и отводных труб < см. пример на рисунке 2 >. - План подвала или технического этажа (чердака) с сетями водопровода и канализации, указанием арматуры и оборудования < см. пример на рисунке 3, 4 >. - Совмещенную аксонометрическую схему холодного и горячего водопроводов М 1: 100 с вводами и водомерным узлом < см. рисуок 5, 6 >. - Аксонометрическую схему группы канализационных стояков с выпуском М 1: 100. - Продольный профиль дворовой канализационной сети. - Спецификации материалов и арматуры на один стояк холодного и горячего водопроводов и один стояк канализации (рекомендуется размещать в пояснительной записке). Графическая часть проекта должна быть выполнена в соответствии с гостами Единой системы конструкторской документации. На аксонометрических схемах водопровода необходимо показать всю арматуру, на схеме канализационного стояка указать все фасонные части, приборы и отводящие трубопроводы. Где n - количество этажей. Сравнить Нnor с допустимой величиной напора Hd по пункту 6.7. Если Hnor > Hd, то необходимо зонирование водопровода. Следует сравнить Нnor с величиной наименьшего гарантийного напора в уличной сети Нg по заданию. Если Нnог > Нg, то необходимо устройство насосных повысительных установок. Если Нnor периодически меньше Нg то возможно применение напорно-регулирующих баков. Окончательный выбор системы водопровода производится после гидравлического расчета сети. Пример аксонометрической схемы холодного водопровода приведен на рисунке 5 Гидравлический расчет сети. Целью гидравлического расчета является определение наиболее экономичных диаметров труб, скоростей движения воды и потерь напора в трубах при пропуске расчетных расходов воды. Внутренние хозяйственно-питьевые водопроводы рассчитывается на пропуск максимальных секундных расходов, а объединенные хозяйственно-противопожарные водопроводы дополнительно рассчитываются на пропуск наибольшего хозяйственно-питьевого расхода воды и расчетного расхода воды на нужды пожаротушения. Основой для расчета является аксонометрическая схема водопровода. На ней выбирается диктующее водоразборное устройство и определяется диктующее направление (от диктующего водоразборного устройства до точки присоединения к уличному водопроводу). Диктующее направление разбивается на расчетные участки (отрезки трубопровода, на которых не изменяются расход воды, диаметр и материал труб). Далее определяются расчетные расходы воды на участках и производится гидравлический расчет сети по форме таблицы 2.1. Таблица 2.1. Лекция № 6. Таблица 3.
д) в производственных зданиях I и II степени огнестойкости из несгораемых, материалов категорий Г и Д независимо от их объема и в производственных зданиях III - V степени огнестойкости объемом не более 5000 м3 категорий Г, Д; е) в производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий, а также в помещениях для хранения овощей и фруктов и в холодильниках, не оборудованных хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом, для которых предусмотрено тушение пожаров из ёмкостей (резервуаров, водоемов). В новых нормативных документах на противопожарное водоснабжение ожесточились требования по подаче воды в зависимости от огнестойкости материалов, в том числе из полимеров. Так, в зданиях и сооружениях из деревоклееных конструкций или незащищенных несущих металлических конструкций расход воды на внутреннее пожаротушение следует увеличивать на 5 л/с (одна струя); при применении ограждающих конструкций с полимерными утеплителями - на 10 л/с (две струи по 5л/с каждая) с объемом зданий до 10 000 м3 . При большем объеме здания расход воды необходимо увеличивать на 5 л/с на каждые полные или неполные 100 000 м3. Устройство внутреннего простого противопожарного водопровода приведено на рисунке и плакате. Пожарные краны следует устанавливать на высотe 1.35 м над полом помещения и размещать в шкафчиках, имеющих отверстия для проветривания, приспособленных для их опломбирования и виртуального осмотра без вскрытия. Спаренные пожарные краны допускается устанавливать один над другим, при этом второй кран устанавливается на высоте не менее 1 метра от пола. В пожарных шкафах производственных, вспомогательных и общественных зданий следует предусматривать возможность размещения двух ручных огнетушителей. Каждый пожарный кран должен быть снабжён пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом. В здании или частях здания, разделенных противопожарными стенами, следует применять спрыски, стволы и пожарные краны одинакового с ним диаметра и пожарные рукава одной длины. Внутренние пожарные краны следует устанавливать преимущественно у входов, на отапливаемых площадках за исключением незадымляемых) лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах, проходах и других наиболее доступных местах, при этом их расположение не должно мешать эвакуации людей. Свободные напоры у внутренних пожарных кранов должны обеспечивать получение компактных пожарных струй высотой, необходимой для тушения пожара в любое время суток в самой высокой и удаленной части здания. Наименьшую высоту и радиус действия компактной части пожарной струи следует принимать равными высоте помещения, считая от пола до наивысшей точки перекрытия (покрытия), но не менее: 6 м ─ в жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой до 50 метров; 8 м ─ в жилых зданиях высотой свыше 50 метров; 16 м ─ в общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой свыше 50 метров. Примечание: ¶ Напор у пожарных кранов следует разделять с учетом потерь напора в пожарных рукавах длиной 10, 15 или 20 метров. · Для получения пожарных струй с расходом воды до 4 л/с следует применять краны и пожарные рукава диаметром 50 мм, для получения пожарных струй большей производительности ─ диаметром 65 мм. При технико-экономическом обосновании. Простой водопровод. Задача расчета простых противопожарных систем заключается в определении требуемого напора для подачи воды к наиболее высоко расположенному и наиболее удаленному пожарному крану. Принцип и последовательность схожи с расчетом холодной воды. Расходы воды для противопожарных целей определяются по нормам и таблицам CHиП. При объединенной хозяйственно-противопожарной системе расчетный расход равен: где n ст количество струй; q ст п расход на 1 струю. Свободные напоры у внутренних пожарных кранов должны обеспечивать компактную пожарную струю высотой, необходимой для тушения пожара, но не мене: 6м в зданиях до 50 метров; 8 ÷ 16м в зданиях более 50 метров. Скорость движения воды в трубопроводах ÷ до 3 м/с. Расчетный рабочий напор перед пожарным краном определяется суммой величины напора из спрыска для обеспечения компактной струи и потерями напора в рукаве:
где Н f , спр напор у наконечника спрыска; Hlp ─ потери напора в рукаве, определяются по формуле: где Атр ─ удельное сопротивление рукава ( d = 50 мм для пенькового Атр = 0.012; d = 65 мм ─ Атр = 0.00385; для прорезиненного соответственно Атр = 0.075 и 0.00177 ); lp ─ стандартная длина рукава; q пк ─ расход воды пожарным краном, л/с. Для удобства подбора параметров и размеров элементов пожарных кранов и требуемых компактных струй используют таблицу 3 СниП. 2.14.2. Автоматический водопровод. (смотреть расчет примера) допускается применять пожарные краны диаметром 50 мм, производительностью свыше 4 л/с. Paсположение и вместимость водонапорных баков здания должны обеспечивать получение в любое время суток компактной струи высотой не менее 4 метра на верхнем этаже или этаже, расположенном непосредственно над баком, и не менее 6 м ─ на остальных этажах; при этом число струй следует принимать: две производительностью 2.5 л/с каждая в течение 10 минут при общем расчетном числе струй две и более одну ─ в остальных случаях. При определении мест размещения и числа пожарных стояков и пожарных кранов в зданиях необходимо учитывать следующее: v в производственных и общественных зданиях при pасчетном числе струй не менее трех, а в жилых зданиях ─ не мeнее двух на стояках допускается устанавливать спаренные пожарные краны; v в жилых зданиях с коридорами длиной до 10 метров при расчетном числе струй две, каждую точку помещения допускается орошать двумя струями, подаваемыми из одного пожарного стояка; v в жилых зданиях с коридорами длиной свыше 10 метров, а также в производственных и общественных зданиях при расчетном числе струй две и более каждую точку помещения следует орошать двумя струями ─ по одной струе из двух соседних стояков (разных пожарных шкафов). Примечание: ¶ Установку пожарных кранов в технических этажах, на чердаках и в техподпольях следует предусматривать при наличии в них сгораемых материалов и конструкций. · Число струй, подаваемых из каждого стояка, следует принимать не более двух. ¸ При числе струй четыре и более для получения общего требуемого расхода воды допускается использовать пожарные краны на соседних этажах. В зданиях высотой 6 этажей и более при объединенной системе хозяйственно-противопожарного водопровода пожарные стояки следует закольцовывать поверху. При этом для обеспечения сменности воды в зданиях необходимо предусматривать кольцевание противопожарных стояков с одним или несколькими водоразборными стояками с установкой запорной арматуры. Стояки раздельной системы противопожарного водопровода рекомендуется соединять перемычками с другими системами водопроводов при условии возможности соединения системы. На противопожарных системах с сухотрубами, расположенных в неотапливаемых зданиях, запорную арматуру следует располагать в отапливаемых помещениях. Внутренние сети противопожарного водопровода каждой зоны здания высотой 17 этажей и более должны иметь два выведенных наружу пожарных патрубка с соединительной головкой диаметром 80 мм для присоединения рукавов пожарных машин с установкой в здании обратного клапана и задвижки, управляемой снаружи. В помещениях, оборудуемых установками автоматического пожаротушения, внутренние пожарные краны допускается размещать на водяной спринклерной сети после узлов управления. Гидростатический напор в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 60 метров. Гидростатический напор в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана не должен превышать 90 метров. Примечания: ¶ В системе хозяйственно-противопожарного водопровода на время тушения пожара допускается повышать напор не более чем до 90 метров на отметке наиболее расположенного санитарно-технического приборa, при этом гидравлическое испытание систем следует производить при установленной водоразборной арматуре. Рис. 4 Схема гелиоустановки ( а )
Рис. 5 План и разрез водонагревателя (б): 1 - нижний коллектор; 2 -корпус солнечного водонагревателя; 3 - верхний коллектор; 4 - аккуму-лятор горячей воды; 5 - циркуляционный трубопровод; 6 -экран (черный); 7 - два слоя стекла; 8 - утеплитель; 9 - циркуляционный трубопровод; 10 - трубопровод горячей воды.
Рис. 6 Местная установка горячего водоснабжения с газовым водонагревателем: 1 - подача холодной воды; 2 - газопровод; 3 - водонагреватель; 4 - трубопровод горячей воды; 5 -смеситель. В зависимости от источников теплоты системы ЦСГВ могут использовать: • закрытые или открытые тепловые сети (сети ТЭЦ или районных котельных), где теплоносителем является перегретая вода; • паропроводы; особенно часто встречаются случаи использования вторичного (сбросного) пара на промпредприятиях. Открытые тепловые сети предусматривает непосредственное смешение сетевой воды с нагреваемой в смесительных устройствах, в которых нагреваемая вода вступает в непосредственный контакт с теплоносителем.
Рис. 7. Схемы тепловых сетей Закрытые тепловые сети предусматривают нагрев воды через поверхности, где теплоноситель (пар или перегретая вода) и нагреваемая вода не соприкасаются, а теплота передается через поверхность теплообмена. Открытые системы более рациональны, с точки зрения использования теплоты, но при этом возможно ухудшение качества нагреваемой воды. Подобные системы встречаются редко. В зависимости от способов получения воды и обеспечения напоров в сети от системы холодного водопровода системы горячего водоснабжения также, в свою очередь, делятся на открытые и закрытые. В открытых системах вода поступает из промежуточного резервуара через поплавковые клапаны. Давление в этих системах определяется высотой их расположения. Закрытые системы горячего водоснабжения питаются водой непосредственно от холодного водопровода и находятся под давлением насосов его системы. В зависимости от способа аккумуляции теплоты на горячее водоснабжение различают системы, имеющие дополнительные емкости - аккумуляторы теплоты и системы, не имеющие аккумуляторов. Дополнительные емкости - аккумуляторы теплоты необходимы для сглаживания колебаний потребления горячей воды при неравномерном режиме. Они обеспечивают равномерную работу водонагревателей и устраняют резкие колебания температуры нагреваемой воды. Аккумуляция горячей воды осуществляется обычно при постоянном объеме воды за счет пополнения количества воды под напором холодного водопровода, но при переменном количестве теплоты, при этом используется принцип вытеснения горячей воды потребителю давлением поступающей свежей, холодной воды. По способу циркуляции: - с искусственной (принудительной) — насосами; - с естественной - за счет разности плотностей холодной и горячей воды; - со смешанной циркуляцией. Общая схема горячего водоснабжения. Основные элементы. В общем виде система горячего водоснабжения состоит из тех же элементов, что и система холодного водоснабжения. Отличие состоит в том, что дополнительно включаются в систему устройства для приготовления теплоносителя, подачи его к водонагревателям, обратный трубопровод теплоносителя, необходимый для циркуляции сети теплоносителя для обеспечения относительного постоянства температуры теплоносителя, распределительной сети системы горячего водоснабжения.
Рис. 8 Схема централизованной системы горячего водоснабжения
1 -водонагреватель (теплообменный аппарат — на схеме); 2 - водомерный узел (на горячей воде водомеров нет); 3 - подача холодной воды в систему холодной воды; 4 - подающие магистрали; 5 - подающие стояки; 6 - полотенцесушители; 7 - перемычки на техэтаже или чердаке или под потолком; 8 - циркуляционные стояки; 9 - циркуляционные магистрали (в подвале); 10 - циркуляционный насос (гоняет воду по контуру, чтобы компенсировать потери тепла, но не подает для забора); 11 - аккумуляторы горячей воды (тепла) — необходим при неравномерном потреблении горячей воды; 12 - воздухоотводчики. Лекция № 8. Лекция № 9. Внутренняя канализация. Санитарные приборы Санитарные приборы - приемники хозяйственно-фекальных сточных вод. Требования к санитарным приборам: Ø должны изготавливаться из прочных водонепроницаемых материалов, не поддающихся химическому воздействию сточных вод; Ø должны обеспечивать гигиеничность, удобство пользования, надежность и безопасность эксплуатации; Ø должны иметь гладкую непористую поверхность, закругленные формы, обеспечивающие простоту и удобство их очистки; должны быть обеспечены промывными устройствами от сети водопровода. 4.4. Краткая характеристика приборов < см. плакат >. 1. Унитазы изготавливаются из фаянса, фарфоровых масс. По конструкции приборы делятся на: тарельчатые и воронкообразные. По виду установки бывают напольные и консольные. Наиболее распространены тарельчатые напольные унитазы. По расположению смывных бачков - с высоко расположенными смывными бачками и низкорасположенными типа " Компакт". Крепится унитаз не к полу, а к тафте - деревянной доске, которая крепится уже наглухо к полу. Все унитазы должны быть оборудованы индивидуальными смывными бачками или смывными кранами.
Рис. 15 Внутренняя канализация и ее основные элементы: 1 - выпуск; 2 - сборный отводной трубопровод; 3 - стояк; 4 - ревизии; 5 - вытяжная часть стояка; 6 - отводные трубы; 7 - приемники сточных вод (санприборы). 2. Клозетные напольные чаши - в общественных уборных. Унитазы и клозетные чаши оборудуются промывными устройствами. Непосредственная промывка из сети ВВП не допускается во избежание проникновения загрязнений. Устройства для промывки: клозетные смывные бачки, позволяют разгрузить во-допровод больших кратковременных расходов; смывные краны удобны в зданиях с противопожарным водопроводом, рассчитаны на подачу больших расходов воды. Смывные бачки: с ручным пуском по конструкции и автоматические. Бачки с ручным пуском по конструкции делятся на: ― высокорасполагаемые (1.8м)до низа бачка; ― для унитазов типа " Компакт" - 0.4 м; ― унифицированные (и для тех и для других); ― низкорасполагаемые - 1.2 м; Изготавливаются из чугуна, полуфарфора, фаянса или пластмасс. Рассмотрим принцип действия смывного бачка на примере бачка типа " Экономия". Поплавковый кран ― система наполнения бачка известна. Рассмотрим систему спуска воды. Для зарядки сифона нужна длина смывной трубы 1.0 м. Поэтому смывной бачок располагается на высоте 1.8 м. Низкорасполагаемые бачки сифона не имеют. Соединение смывных труб с унитазами происходит посредством резиновых манжет, чем достигается гибкость соединения. В промышленных и общественных зданиях уборные с числом унитазов свыше трех следует оборудовать напольными унитазами или напольными чашами. Установка унитазов с сидениями в указанных зданиях рекомендуется только по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической станции. В детских садах, яслях, а также общеобразовательных школах и школах-интернатах для учащихся младших классов следует уборные оборудовать детскими унитазами. В помещениях личной гигиены женщин производственных и общественных зданий надлежит предусматривать установку гигиенических душей, в жилых зданиях - биде. 3. Писсуары: В мужском отделении уборных следует предусматривать установку индивидуальных настенных или напольных писсуаров. В уборных вокзалов, стадионов, зданий с большим скоплением людей, рынков, зрелищных предприятий, торговых центров и т.д. допускается применять лотковые писсуары - уриналы. Писсуары изготавливаются из фаянса, устанавливают на высоте 0.65м от пола, промываются писсуарными кранами. 4. Умывальники: по форме бывают прямоугольные (со спинкой и без спинки), полукруглые, с выгнутым бортом (для парикмахерских). Изготавливаются из фаянса, полуфарфора с покрытием глазурью. Борт умывальника располагают на высоте 0.8м от пола (в школах - 0.7м). Санитарно-технические приборы и приемники производственных сточных вод, в конструкции которых нет гидравлических затворов, при присоединении к бытовой или производственной канализации следует оборудовать гидравлическими затворами (сифонами), располагаемыми на выпусках под приборами или приемниками. 5. Ванны: прямобортные; круглобортные; сидячие; детские. Изготовляются только из металла: из чугуна (чаще всего) и стали. Эмалированные. Имеют переливы, чтобы не переполнилась. Современные ― с ножками регулируемой высоты, могут быть пластиковые. 6. Душевые поддоны. В душевых, располагаемых на междуэтажных перекрытиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий и спортивных сооружений, рекомендуется устанавливать душевые поддоны. Душевые поддоны бывают глубокие и мелкие, изготавливаются из листовой стали, покрытой эмалью. Имеют встроенные сифоны. 7. Раковины. Раковины устраиваются в бытовых помещениях общественных и промышленных зданий, лабораториях - для слива стоков. Изготавливаются из стали или чугуна, покрытых эмалью. Фарфор, фаянс не годится из-за резкого перепада температур; изготавливаются обязательно со спинкой (цельноотлитой или съемной). 8. Мойки ― для мытья посуды или пищевых продуктов. Изготавливаются из металла, чугунные и стальные эмалированные, нержавейки. Более глубоки, чем раковины, бывают на одно отделение, на два отделения (один выпуск с пробкой, второй без пробки) с дренажной полочкой. Имеют пробки для закрытия слива. При установке моек между выпуском и сифоном должен быть разрыв. 9. Трапы - для приема сточных вод с пола в банях, душевых, общественных туалетах, умывальниках. Их установка обязательна с гидравлическим затвором. Бывают d = 50 ( D = 150 ); d = 100 ( D = 250 ).
Рис. 16 Схемы гидрозатворов (сифонов): а - напольный для ванн; б - двухоборотный с ревизией; в - прямой с ревизией; г - пластмассовый двухоборотный разборный. В банях, где спускается много воды устанавливают банные трапы без встроенных гидрозатворов. В ванных жилых квартир установка трапов не требуется. Трапы следует устанавливать: q диаметром 50мм ― в душевых на 1 ÷ 2 душа, диаметром 100мм ― на 3 ÷ 4 душа; q диаметром 50мм ― в полу санузлов при номерах гостиниц, санаториев, кемпингов, турбаз, в уборных с тремя унитазами и более; в умывальных - с пятью умывальниками и более; q диаметром 100мм ― в мусорокамерах жилых зданий; в производственных по-мещениях ― при необходимости мокрой уборки полов или для производственных целей; в уборных с числом писсуаров более трех; в помещениях личной гигиены женщин. Новое направление - цветные эмали, строительный фарфор, гарнитуры в едином стиле. Гидравлические затворы. Устанавливаются, чтобы не попали газы в помещение. По конструкции различают И - образные сифоны, бутылочные сифоны < см. рисунок 24 >. И - образные сифоны: двухоборотные, косые, прямые (в ваннах), сифоны-ревизии (при установке раковин, моек); изготавливают из чугуна. Бутылочные - для умывальников. Изготавливают из цветных металлов, хромируются или никелируются, имеют хороший внешний вид. Но применимы только для одного умывальника. Если подключается п-ое число умывальников, то можно устроить один общий сифон-ревизию. Сифоны бывают диаметром 50 и 100 мм. Высота гидравлического затвора - 50-100 мм (чтобы не сорвался сифон). Если давление воздушной смеси в канализационной сети и стояке становится ниже атмосферного, происходит понижение уровня жидкости в гидрозатворе и часть воды выплескивается в стояк, а когда понижение давления превышает величины высоты гидрозатвора Рст > Нз, то происходит срыв гидрозатвора. Лекция № 10. Трубы и фасонные части. Трубы для ВК - чугунные раструбные тонкостенные, т.е. ненапорные, толщиной 4 ÷ 5 мм. Употребительные диаметры - 50, 100, 150 мм, в высотных зданиях и 200 ÷ 250 мм. В последнее время применяются пластмассовые, для вентиляции - асбестоцементные. Заделка раструбов смоляным канатом и асбестоцементом, либо асфальтовой мастикой, просмоленная и битумированная пеньковая прядь; заделка сернистыми сплавами: сера + песок (инертный заполнитель) + пластификаторы (нафталин) + стабилизаторы (древесный уголь). Фасонные части - чугунные раструбные: < см. плакат > колена, отводы, отступы, переходные патрубки, крестовины, ревизии, пробки. В последнее время фасонные части изготавливаются из пластмасс. Промышленностью изготавливаются тройники (прямые, косые, переходные, двухплоскостные и другие). Таблица 5. Определение диаметров стояков канализации .
Таблица 6
Примечание: Диаметр канализационного стояка должен быть не менее наибольшего диаметра поэтажных отводов, присоединенных к этому стояку. Диаметр канализационного стояка надлежит принимать по таблице 6 в зависимости от величины расчетного расхода сточной жидкости, наибольшего диаметра поэтажного отвода трубопровода и угла его присоединения к стояку. Примечание: При применении пластмассовых труб в расчёт принимается внутренний диаметр трубопровода. Диаметр участков сборного вентиляционного трубопровода, объединяющего вверху канализационные стояки, надлежит принимать, мм, не менее: при числе санитарно-техничёских приборов не более 120 ― 100 мм; то же 300 ― 125 мм; то же 1200 ― 150 мм; то же свыше 1200 ― 200 мм. Допускается предусматривать невентилируемые канализационные стояки в следующих зданиях и сооружениях: · в сельский одноэтажных жилых зданиях; · во всех остальных случаях, если имеется не менее одного вентилируемого стояка и расход сточной жидкости в стояках не превышает значений, указанных в таблице 9, в зависимости от диаметра и рабочей высоты стояка. Невентилируемый канализационный стояк должен заканчиваться прочисткой, устанавливаемой в раструб прямого отростка крестовины или тройника на уровне присоединения к этому стояку наиболее высоко расположенных приборов. Расчёт выпусков К1. Гидравлический расчет канализационных трубопроводов диаметром до 500мм из различных материалов следует производить по номограмме рекомендуемого приложения 9 или по таблицам, а. для трубопроводов диаметром свыше 500 мм ― согласно СНиП 2.04.03-85. Расчет канализационных трубопроводов, в том числе и выпусков, следует производить, назначая скорость движения жидкости V, м/с, и наполнение Н/ d таким образом, чтобы было выполнено условие:
здесь К = 0.5 - для трубопроводов из пластмассовых и стеклянных труб; К = 0.6 - для трубопроводов из других материалов. При этом скорость движения жидкости должна быть не менее 0.7 м/с, а наполнение трубопроводов ― не менее 0.3. В тех случаях, когда выполнить это условие не представляется возможным из-за недостаточной величины расхода бытовых сточных вод, безрасчетные участки трубопроводов диаметром 40 ÷ 50 мм следует прокладывать с уклоном.0.03, а диаметром 85 и 100 мм ― с уклоном 0.02. В системах производственной канализации скорость движения и наполнение трубопроводов определяются необходимостью транспортирования загрязнений производственных сточных вод. Наибольший уклон трубопроводов не должен превышать 0.15 ( за исключением ответвлений от приборов длиной до 1.5 м ). Расчет диаметров выпусков следует производить по форме таблицы 7. Таблица 7. Определение диаметров выпусков канализации.
Внутренние водостоки. Применяются для отвода дождевых и талых вод в любое время года с кровель плоских крыш и при развитой площади кровли. При малой поверхности крыш ― свободный сброс или водосточные наружные трубы. Но при большой площади, как на современных производственных зданиях, это невозможно. Достоинства внутренних водостоков: не промерзают при любом климате; не требуют дорогого ремонта; не портят строительных конструкций и стен. Применяются на современных многоэтажных зданиях с плоскими кровлями. Внутренние водостоки собирают осадки с крыши здания и отводят их в наружную сеть дождевой или общесплавной канализации. При отсутствии таковой допускается выпуск воды открыто в лотки около здания. При этом не следует допускать размыва поверхности земли. Допускается отводить воду из внутренних водостоков в сеть условно чистых вод производственной канализации ( при технико-экономическом обосновании). Отвод воды и внутренних водостоков в сеть бытовой канализации не допускается. Внутренние водостоки, как правило, устраиваются в зданиях с положительной температурой (+5°). В неотапливаемых зданиях следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие положительную температуру в трубопроводах ( электропрогрев, паропрогрев ). Иначе происходит промерзание, забивка льдом. 4.12. Элементы внутренней водосточной сети < см. плакат > . К ним относятся: 1) приемники атмосферных вод ― водосточные воронки; 2) отводные трубы, соединяющие водосточные воронки со стояками; 3) водосточные стояки; 4) подпольная водосточная сеть ( выпуски ); 5) устройства для осмотра и прочистки сети. Водосточные воронки - по форме бывают колпаковые и плоские. Плоские во-досточные воронки для плоских кровель ( террас ), на которых возможно пребывание людей ( солярии, кафе ) < см. рисунок 30 > . Колпаковые воронки устанавливаются на неэксплуатируемых крышах. Изготавливаются воронки из чугуна. Особенно важно, чтобы соединение воронки с кровлей было водонепроницаемым и эластичным. Водосточные воронки бывают диаметром 50, 75, 100 и 150 мм ( диаметр патрубка ). Суммарная площадь водоприемных отверстий воронки должна превышать площадь поперечного сечения патрубка не менее, чем в 2 раза. На плоской кровле устанавливать не менее 2-х воронок. Воронки должны устанавливаться в пониженных частях крыши, в ендовах, уклоны кровли к воронкам должны быть не менее 0.01. Кровля не должна иметь таких мест в которых могла бы скапливаться и застаиваться вода и в которых нельзя расположить водосточные воронки. Воронки устраиваются так, чтобы расстояние между ними на каждой продольной разбивочной оси здания не превышало 48 метров для любых видов кровли. На плоских кровлях жилых зданий воронки следует располагать по 2 на каждую секцию. У деформационных швов устанавливают по 2 воронки по обе стороны шва. Если они при этом присоединяются к общему стояку или отводной линии, следует предусматривать эластичные соединения, позволяющие трубам некоторый сдвиг и в то же
Рис. 19 Схемы внутренних водостоков перпендикулярный ( а ) и пересеченный ( б ) : 1 — водосточная воронка; 2 - стояк; 3 - прочистка и ревизия; 4 - отступ; 5 - выпуск; 6 - приемный колодец; 7 - гидрозатвор; 8 - открытый выпуск; 9, 10 - подвесная линия; 11 - сборный трубопровод.
Рис. 20 Устройство открытого выпуска: а ) - общий вид гидрозатвора; б ) - гидрозатвор на стальной трубе выпуска; в ) гидрозатвор из фасонных частей ( тройник, отступ ); 1- канализация, упор; 2, 3, - ревизия, прочистка; 4 - во-досточный стояк; 5 - патрубок для теплого воздуха; 6 - гидрозатвор.
Рис. 21 Основные типы водосточных воронок: а ) - плоская Вр10 для плоских кровель; б ) - колпаковая ВР7м для скатных кровель; 1 - сливной патрубок; 2 -прижимной фланец; 3 - колпак, решетка; 4 - крепеж; 5 -патрубок асбестоцементный. время герметичные. Присоединение водосточных воронок к стоякам следует предусматривать при помощи компенсационный раструбов с эластичной заделкой. Отводные трубы служат для присоединения водосточных воронок к стоякам внутренней водосточной сети. Прокладываются в чердачных помещениях и технических этажах, в промышленных зданиях применяются подвесные линии. Не разрешается прокладка подвесных линий над оборудованием и продукцией, не допускающими попадания на них влаги. Устраиваются из чугунных раструбных безнапорных труб при отсутствии вибраций, стальных ( при вибрации ) или пластмассовых труб. На подвесных сетях устраивают ревизии и прочистки через 20м при диаметре до 150; через 25м при диаметре до 200 мм. Диаметр отводной трубы должен быть не менее диаметра отводного патрубка воронки. Минимальный уклон в подвесных трубопроводов I = 0.005, максимальный диаметр подвесных труб ― 300 мм. Начальный участок подвесной линии, отводящей воду от нескольких воронок, рекомендуется располагать на расстоянии от кровли, равном не менее 12-ти диаметрам воронки для увеличения ее пропускной способности. Водосточные стояки принимают атмосферные воды от отводных линий и передают их в подпольную водосточную сеть. Стояки устанавливают у стен, перегородок или колонн в отапливаемых помещениях вдали от наружных стен. Устанавливают открыто или в бороздах, шахтах. В жилых зданиях стояки, как правило, располагают в лестничных клетках, коридорах, подсобных помещениях. Прокладка стояков и отводных труб в квартирах не допускается. Не разрешается замоноличивать водосточные трубы в блоки и стеновые панели. Стояки выполняются из чугунных, асбестоцементных или пластмассовых труб в зависимости от высоты и назначения здания. Диаметр их должен быть не менее диаметра присоединяемых отводных труб и принимается обычно 100, 150 и 200 мм. Для прочистки на стояках на нижнем этаже устанавливаются ревизии на высоте 1 метр от пола; при наличии отступов - над отступами. Испытание стояков при приемке ― заполнение до воронки. Расчет водосточной сети. Расчетный расход дождевых вод с водосборной площади следует определять в зависимости от вида кровель: 1) для плоских кровель ( I ≤ 1.5% ) по формуле: где F - водосборная площадь, м2; q 20 - интенсивность дождя продолжительностью 20 минут, л/сек с 1 га- ( СНиП 2.04.03 - 85 ). 2) для скатных кровель ( I > 1.5% ) по формуле:
где q 5 - интенсивность дождя продолжительностью 5 минут, л/с с 1 га находится по формуле:
где n - параметр, принимаемый по СНиП 2.04.03 - 85. При определении расчетной водосборной площади следует дополнительно учитывать 30% суммарной площади стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней. По известным расчетным расходам принимают диаметр и количество водосточных воронок по таблице 10 СНиП 2.04.01 - 85. Таблица 10.
Горизонтальные участки водосточной сети рассчитывают по самотечному режиму из условия наполнения трубопроводов, равного 0, 8 d трубопровода. Расчетные скорости 1 ÷ 1.2 л/сек; Vmin = 0.7 л/с. Тема 5 Отопление зданий Рис. 21.
Сначала температура медленно понижалась до начала периода резкого похолодания, а затем имело место резкое понижение температуры с переходом через минимум и медленное повышение температуры после конца периода резкого похолодания. Летний период года определяется прежде всего интенсивностью солнечной радиации и температурой наружного воздуха. За расчетный период принимают наиболее жаркие летние сутки. Кроме того, необходимо знать продолжительность облучения ограждений зданий данной ориентации солнечной радиацией в течение суток и время максимума действия солнечной радиации. Скорость ветра VН принимается равной расчетной за июль месяц по СНиП 2.01.01-82, но не менее 1м/с. Там же приводятся значения Расчетные параметры наружного воздуха устанавливаются на основании данных метеорологических наблюдений в различных географических пунктах (см. приложение 8 СНиП 2.04.05-85 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»). Согласно СНиП климат холодного и теплого периодов года для различных географических пунктов характеризуются двумя расчетными параметрами наружного воздуха: А и Б. Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха гражданских и производственных помещений в качестве расчетных параметров наружного воздуха для теплого периода года должны приниматься параметры А, а для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для холодного периода года – параметры Б. Расчетная температура наружного воздух для холодного периода года (параметры Б) tнБ при расчете потерь теплоты через наружные ограждения принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки в данном населенном пункте из восьми зим за 50-летний период при температуре воздуха более холодного помещения – при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения. Расчетная температура tнБ значительно выше, чем абсолютная минимальная. Так, для Макеевки она согласно СНиП 2.01.01-82 принимается равной - оС (с коэффициентом обеспеченности Коб = ), тогда как абсолютная минимальная - оС, для Киева соответственно - и - оС. Расчет системы отопления на абсолютную минимальную температуру, которая отмечается раз в несколько лет, причем в течение короткого периода времени, измеряемого часами, экономически не оправдан. Кратковременное резкое понижение температуры наружного воздуха благодаря теплоаккумулирующей способности строительных конструкций и мебели, находящейся в помещении, не вызывает заметных изменений температуры внутреннего воздуха. Правильный выбор начала и конца отопительного периода имеет существенное значение для качественного теплоснабжения зданий. Для жилых и общественных зданий начало и конец отопительного периода обычно регламентируется местными администрациями. Согласно действующим в нашей стране строительным нормам и правилам продолжительность отопительного периода определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температурой +8оС и ниже (СНиП 2.01.01-82). Эта наружная температура принята за начало и конец отопительного периода tн. к.=8оС. Однако практика эксплуатации показала, что жилые и общественные здания не следует оставлять без отопления в течение длительного периода при температуре наружного воздуха 10…12 оС, поскольку при этом температура внутреннего воздуха заметно снижается, что неблагоприятно отражается на самочувствии людей. Лекция №13. Расчет тепловой мощности. Порядок расчета установлен СНиП 2.04.05-91, который введен в действие с 1 октября 1996 г. Расчетная тепловая мощность С. О. определяется по формуле: Q = Q1 b1b2 + Q2 – Q3 (1) Где Q1 – расчетные тепловые потери здания, кВт; b1 – коэффициент дополнительного теплового потока, устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины принимается по табл. 1 (изменяется от 1, 02 до 1, 14) b2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений при отсутствии теплозащитных кранов, принимаемый по табл. 2 (от 1, 01 до 1, 07). Q2 – потери теплоты, кВт, трубопроводами, проходящими в неотапливаемых помещениях; Q3 – тепловой поток, кВт, регулярно поступающий от освещения, оборудования и людей, который следует учитывать в целом на систему отопления здания. Для жилых домов величину Q3 следует учитывать из расчета 0, 01 кВт на 1м2 общей площади. При расчетах тепловой мощности С. О. производственных зданий необходимо дополнительно учитывать расход теплоты на нагревание материалов, оборудования и транспортных средств. Расчетные тепловые потери Q1, кВт, определяются по формуле: Q1 = (Qа + Qв), (2) Где Qа – тепловой поток, кВт, через ограждающие конструкции; Qв – потери теплоты, кВт, на нагревание вентиляционного воздуха. Величины Qа и Qв рассчитываются для каждого отапливаемого помещения. Тепловой поток Qа , кВт, рассчитывается для каждого элемента ограждающей конструкции по формуле: Qа = ( Где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2 R – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 оС/Вт, которое должно определяться по СНиП II-3-79** (кроме полов на грунте) с учетом установленных нормативов минимального теоретического сопротивления ограждений. Для полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, сопротивление теплопередаче следует определять по зонам шириной 2 м параллельным наружным стенам, по формуле: Rп = Rс + Где Rс – сопротивление теплопередаче, м2 оС/Вт, принимаемое равным 2, 1для 1 зоны, 4, 3 – для второй, 8, 6 – ля третьей зоны и 14, 2 для оставшейся площади пола;
tв – расчетная температура внутреннего воздуха, оС, принимаемая согласно требованиям норм проектирования зданий различного назначения с учетом повышения V в зависимости от высоты помещения; tн – расчетная температура наружного воздуха, оС, принимаемая по данным приложения 8, или температура воздуха смежного помещения, если его температура более чем на 3оС отличается от температуры помещения, для которого рассчитывают теплопотери; n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху и определяемый по СНиП II-3-79**.
а) для наружных вертикальных и наклонных ограждений, ориентированных на направления, откуда в январе дует ветер со скоростью, превышающей 4, 5 м/с с повторяемостью не менее 15% согласно СНиП 2.01.01-82, в размере 0, 05 при скорости ветра до 5 м/с и в размере 0, 10 при скорости 5 м/с и более; при типовом проектировании добавочные потери следует учитывать в размере 0, 05 для всех помещений; б) для наружных вертикальных и наклонных ограждений многоэтажных зданий в размере 0, 20 для первого и второго этажей; 0, 15 – для третьего; 0, 10 – для четвертого этажа зданий с числом этажей 16 и более; для 10 – 15-этажных зданий добавочные потери следует учитывать в размере 0, 10 для первого и второго этажей и 0, 05 – для третьего этажа. Потери теплоты QВ, кВт, рассчитываются для каждого отапливаемого помещения, имеющего одно или большее количество окон или балконных дверей в наружных стенах, исходя из необходимости обеспечения подогрева отопительными приборами наружного воздуха в объеме однократного воздухообмена в час по формуле: QВ = 0, 337 АП h (tВ– tH) 10-3, Где АП – площадь пола помещения, м2 h – высота помещения от пола до потолка, м, но не более 3, 5. Помещения, из которых организована вытяжная вентиляция с объемом вытяжки, превышающим однократный воздухообмен в час, должны, как правило, проектироваться с приточной вентиляцией подогретым воздухом. При обосновании допускается обеспечивать подогрев наружного воздуха отопительными приборами в отдельных помещениях при объеме вентиляционного воздуха не превышающем двух объемов в час. В помещениях, для которых нормами проектирования зданий установлен объем вытяжки менее однократного воздухообмена в час, величину QВ следует рассчитывать как расход теплоты на нагревание воздуха в объеме нормируемого воздухообмена от температуры tH до температуры tВ, оС. Потери теплоты QВ, кВт, на название наружного воздуха, проникающего во входные вестибюли (холлы) и лестничные клетки через открывающиеся в холодное время наружные двери при отсутствии воздушно-тепловых завес следует рассчитывать по формуле: QВ = 0, 7 В (Н Где Н – высота здания, м; Р – количество людей, находящихся в здании; В – коэффициент, учитывающий количество входных тамбуров. При одном тамбуре (две двери) В=1, 0, при двух тамбурах (три двери) В=0, 6. Расчет теплоты на нагревание наружного воздуха, проникающего через двери отапливаемых незадымляемых лестничных клеток с поэтажными выходами на лоджии следует вести по формуле (6) при Р=0, принимая для каждого этажа значение Н, равное расстоянию, м, от середины двери рассчитываемого этажа до перекрытия лестничной клетки. При расчете теплопотерь входных вестибюлей, лестничных клеток и цехов воздушно-тепловыми завесами; помещений, оборудованных действующей постоянно в течение рабочего времени приточной вентиляцией с подпором воздуха. А также при расчете потерь теплоты через летние и запасные наружные двери и ворота величину QВ учитывать не следует. Потери теплоты QВ, кВт, на нагревание воздуха, врывающегося через наружные ворота, не оборудованные воздушно-тепловыми завесами, следует рассчитывать с учетом скорости ветра, принимаемой по обязательному приложению 8, к времени открытия ворот. Расчет потери теплоты на нагревание инфильтрующегося через неплотности ограждающих конструкций воздуха выполнять не требуется. 5. Потери теплоты Q2 = где l – длина участков теплоизолированных трубопроводов различных диаметров, прокладываемых в неотапливаемых помещениях; q – нормированная линейная плотность теплового потока термоизолированного трубопровода, принимаемая по п. 3.23. При этом толщина теплоизоляционного слоя lnB = где d – наружный размер трубопровода, м;
6. Величину расчетного годового теплопотребления системой отопления здания Qгод, ГДж, следует рассчитывать по формуле: Qгод = 0, 086 Q S a в с/ (tВ– tH), (10) Где S – количество градусо-суток отопительного периода, принимаемое по приложению 8; а – коэффициент, равный 0, 8, который необходимо учитывать, если система отопления оборудована приборами автоматического уменьшения тепловой мощности в рабочее время; в – коэффициент, равный 0, 9, который необходимо учитывать, если более 75% отопительных приборов оборудованы автоматическими терморегуляторами; с – коэффициент, равный 0, 95, который необходимо учитывать, если на абонентском вводе системы отопления установлены приборы автоматического пофасадного регулирования. 7. Определенные расчетом величины тепловой мощности Q и максимального годового теплопотребления Qгод, отнесенные к 1 м2 общей (для жилых домов) или полезной (для общественных зданий) площади, не должны превышать нормативных контрольных значений, приведенных в обязательном приложении 25. 8. Расход теплоносителя G, кг/ч. в системе отопления следует определять по формуле: G= 3, 6 103 Q/ (С Где С – удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4, 2 кДж/(кг оС);
Q – тепловая мощность системы, кВт, определяемая по формуле (1) с учетом бытовых тепловыделений Q3. Расход теплоносителя в двухтрубных системах отопления, оборудованных индивидуальными автоматическими терморегуляторами, рассчитанный по формуле (11), должен приниматься с коэффициентом 1, 1. 9. Расчетную тепловую мощность Qпр, кВт, каждого отопительного прибора следует определять по формуле: Qпр = Qа + Qв + Qвн – 0, 9 Qтр – Qэп, (12) Где Qа, Qв следует рассчитывать в соответствии с п.п.2 – 4 настоящего приложения; Qвн – потери теплоты, кВт, через внутренние стены, отделяющие помещения, для которого рассчитывается тепловая мощность отопительного прибора, от смежного помещения, в котором возможно эксплуатационное понижение температуры при регулировании. Величину Qвн следует учитывать только при расчете тепловой мощности отопительных приборов, на подводках к которым проектируются автоматические терморегуляторы. При этом для каждого помещения следует рассчитывать теплопотери Qвн только через одну внутреннюю стену при разности температур между внутренними помещениями 8оС; Qтр – тепловой поток, кВт, от неизолированных трубопроводов отопления, прокладываемых в помещении; Qэп – тепловой поток, кВт, регулярно поступающий в помещение от электрических приборов, освещения, технического оборудования, коммуникаций, материалов и других источников. При расчете тепловой мощности отопительных приборов жилых, общественных и административно-бытовых зданий величину Qэп учитывать не следует. Величина бытовых тепловыделений учитывается для всего здания в целом при расчетах тепловой мощности системы отопления и общего расхода теплоносителя. Расчетная тепловая мощность отопительных приборов в двухтрубных системах отопления, оборудованных индивидуальными автоматическими терморегуляторами, рассчитанная по формуле (12), должна приниматься с коэффициентом 1, 1. Применение систем отопления Таблица 11. Системы отопления
Примечание 1. Системы отопления перечислены в порядке предпочтительного их применения. Примечание 2. Воздушное отопление в общественных зданиях допускается применять для помещений большого объема (спортивные залы, залы вокзалов). Примечание 3. Отопление газовыми приборами в зданиях III, IIIa, IIIб, IV и V степеней огнестойкости не допускается.
320. Предельную температуру, оС, теплоносителя следует принимать: а) для отопительных приборов, обогреваемых водой: - 85 – для больниц (кроме психиатрических и наркологических отделений, административно-бытовых помещений); - 95 – для жилых, общественных и административно-бытовых зданий (кроме зрительных, торговых, спортивных, пассажирских залов); - 105 – для зрительных залов и ресторанов, а также для производственных помещений категории А и Б с выделениями горючей пыли и аэрозолей; - 115 – для предприятий общественного питания (кроме ресторанов), торговых и спортивных залов, пассажирских залов вокзалов; - 130 – для производственных помещений категории В, Г и Д с выделениями горючей пыли аэрозолей; - 150 – для лестничных клеток, вестибюлей, пешеходных переходов, технических помещений жилых и общественных зданий, производственных помещений без выделения горючей пыли и аэрозолей. б) для отопительных приборов, обогреваемых паром: - 110 – для производственных помещений категории В, Г и Д в выделениями горючей пыли и аэрозолей; - 130 - для производственных помещений категорий без выделения горючей пыли и аэрозолей. Предельную температуру, оС, греющей поверхности следует принимать: в) для низкотемпературных панелей радиационного обогрева рабочих мест – 60; г) для высокотемпературных приборов лучистого отопления – 250; д) для строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами: - 26 – для полов помещений с постоянным пребыванием людей; - 30 – для обходных дорожек, скамеек плавательных бассейнов; - 31 – для полов помещений с временным пребыванием людей; - 28, 30, 33, 36, 38 – для потолков при высоте помещения, не превышающей соответственно 2, 8; 3, 0; 3, 5; 4 и 6 м. Примечание 1. Температуру греющей поверхности для производственных помещений следует принимать не менее, чем на 20% ниже температуры самовоспламенения веществ, находящихся в помещении. Примечание 2. Температуру поверхности греющего пола по оси нагревательного элемента допускается принимать до 35 оС. Примечание 3. Ограничения температуры поверхности не распространятся на встроенные в перекрытие или пол одиночные трубы систем отопления. Примечание 4. Температуру теплоносителя в системах, использующих возобновляемые источники энергии, следует определять технико-экономическим расчетом. Лекция № 14, 15 Тема 6 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРУБАХ. Общие сведения о трубах. Трубы служат для транспортирования жидкостей, газов или пара и в отдельных случаях для передачи давления в качестве импульса. Часто трубы используют как элементы конструкций. Трубы в зависимости от материала, из которого они изготовлены, делятся на металлические (стальные, чугунные, медные, алюминиевые) и неметаллические (керамические, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые, стеклопластиковые и другие). Основная размерная характеристика труб и соединительных частей к ним – внутренний диаметр труб. Номинальная величина внутреннего диаметра в миллиметрах или его округленное значение называется диаметром условного прохода Dу. Прочность труб и их соединительных частей должна соответствовать условному давлению Ру транспортируемой среды. Условное давление – наибольшее избыточное давление, измеряемое в паскалях (Па) при температуре 293 К (20 оС), при котором обеспечивается длительная работа трубопроводов и их элементов (соединительных частей, арматуры). Числовое значение условного давления указывается в ГОСТах и ТУ на каждый вид труб. На практике температура транспортируемых жидкостей может колебаться в значительных пределах. Наибольшее избыточное давление транспортируемой среды при рабочей температуре при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей, называется рабочим давлением Рр. Монополия стальных труб, незыблемая до середины ХХ века, в наше время нарушена. Сегодня с ними серьёзно конкурируют полимерные трубы. Более того, пункт 10.1 СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий», после введения в действие изменения №2 к нему, гласит: «Для внутренних трубопроводов холодной и горячей воды следует применять пластмассовые трубы и фасонные изделия…Для всех сетей внутреннего водопровода допускается применять медные, бронзовые и латунные трубы и фасонные изделия, а также стальные трубы и элементы с внутренним и наружным защитным покрытием от коррозии». Таковы нормы, а на практике строительные организации продолжают возводить здания, ориентируясь в основном на стальные трубы. Зачастую нарушается технология монтажа: вместо резьбовых соединений используют сварку, что ведет к нарушению защитного слоя и провоцирует коррозионные разрушения труб. Ниже рассмотрим основные виды труб, применяемые для локальных водо-, тепло- и газовых сетей. Металлические трубы Металлические трубы были одним из первых видов труб, применяемых человеком, и сохраняют ведущие позиции и поныне. Трубы делали из тонких медных, свинцовых и стальных листов путем их сгибания, т.е. технология была близка к современной. Сталь и медь широко используются и в наше время. Стальные трубы. Чаще других в строительстве применяют стальные трубы не только для транспортировки воды и газа, но и как элементы строительных конструкций. Для локальных сетей используют стальные водогазопроводные трубы с диаметром условного прохода от 6 до 150 мм. Выпускаются три типа труб: легкие (рассчитанные на рабочее давление до 0, 6 МПа), средние (0, 6…1 МПа) и тяжёлые (рабочее давление более 1, 0 МПа). Одним из существенных недостатков стальных труб является их большая масса. Так, масса 1 м трубы с условным проходом 15 мм (1/2``) составляет 1, 25 кг. Стальные трубы могут быть обычными(чёрными), но более эффективны оцинкованные. Монтаж сетей из стальных труб осуществляется на резьбе и с помощью сварки. Сварка понижает коррозионную стойкость, в особенности оцинкованных труб, т.к. в месте сварки цинк окисляется и испаряется (температура кипения цинка 906оС), поэтому места стыка корродируют очень быстро. Монтаж системы довольно трудоёмкий; после длительной эксплуатации разобрать систему трудно, а порой просто невозможно. Положительным свойством стальных труб является низкий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) – 0, 012 (мм/м К); он в 5…10 раз ниже, чем у полимеров; кроме того они не проницаемы для кислорода и УФ-излучения. Из-за высокой теплопроводности стали (75 Вт/м К) стальные трубы при открытой прокладке в отапливаемых помещениях при транспортировании по ним холодной воды могут «отпотевать». По той же причине стальные трубы при прокладке в грунте могут замерзать, что приводит к их разрушению: они расходятся по шву или лопаются. При подаче горячей воды трубы изнутри быстро обрастают продуктами коррозии и другими отложениями, что резко снижает их пропускную способность и способствует размножению микрофлоры. Чугунные трубы – толстостенные, относительно большого внутреннего размера (внутренний диаметр 65…1000 мм) получают отливкой из серого чугуна, поддающегося механической обработке. Внутренняя поверхность труб шероховатая. Чугунные трубы за счёт толщины стенки обладают высокой долговечностью и надёжностью, но их масса существенно выше, чем у стальных. Соединяются чугунные трубы с помощью раструбов и уплотняющих прокладок. Трубы выпускаются в комплекте с фасонными деталями. Медные трубы применялись уже несколько тысяч лет назад. Но широкое использование медных труб началось в 20-30 годы ХХ века, а пик популярности пришёлся на 70-е. к этому же времени относится появление в строительстве полимерных труб. В результате конкурентной борьбы медными и полимерными трубами выявились их сильные и слабые стороны, что позволило каждому материалу занять свою нишу на строительном рынке Особенности свойств медных труб: · ТКЛР меди 0, 017 (мм/м К), что в 4…8 раз ниже, чем у полимеров; · теплопроводность меди 394 (Вт/м К), т.е в 4 раза выше, чем у стали; · медь устойчива к действию УФ-излучения; · медные трубы абсолютно непроницаемы для газов; · медь обладает бактерицидным действием; · диапозон рабочих температур медных труб очень широк – от минус 200 до плюс 200оС; · медные трубы не боятся замораживания в заполненном водой состоянии как стальные, благодаря пластичности меди; · медь не подвержена коррозии в обычной пресной воде. Медь практически целиком подвергается повторной переработке (это полностью подтверждается привычными для нас сообщениями в средствах массовой информации о хищении меди). Подсчитано, что около 80% всей меди, когда-либо выплавленной на Земле, до сих пор находятся в эксплуатации. Трубы из меди очень технологичны: их легко резать и гнуть. Соединяют их с помощью пайки, а чаще обжимом муфт специальными щипцами. У медных труб более низкий коэффициент шероховатости Кш=(1, 5…2, 0) 10-6 м, чем у стальных (Кш=200 10-6 м) и даже даже полимерных (Кш=8 10-6 м) труб. Это увеличивает их пропускную способность и позволяет применять трубы малого диаметра 8…10 мм. Как было сказано выше, медь очень коррозионноустойчива в обычной пресной воде, но при сильном хлорировании и в кислых средах (при рН< 7) медь всё же корродирует с выделением вредных для человека веществ. Кроме того, при контакте меди с другими металлами (сталью, алюминием) возникает электрохимическая коррозия, которая быстро приводит к разрушению этих металлов. Для исключения этого явления медь и другие металлы, используемые в одной системе, необходимо разделять электроизолирующими прокладками. Применение медных труб рационально во внутренних сетях отопления. Полимерные трубы. Первые полимерные трубы появились в середине ХХ века. Сегодня промышленность предлагает уже широкий выбор полимерных труб. При правильном монтаже их долговечность в несколько раз выше, чем у стальных. Доказательством этого может служить успешная эксплуатация и по сей день трубопроводов из полимерных труб, смонтированных в 50-е годы. Высокая долговечность компенсирует повышенную стоимость. Полимерные трубы заслужено завоевали популярность у строителей благодаря следующим положительным свойствам: · они не подвержены коррозии; · санитарно-гигиенические показатели полимерных труб выше чем у стальных; · полимерные трубы характеризуются небольшой массой; · пропускная способность полимерных труб за счёт гладкости труб и отсутствия обрастания значительно выше, чем у стальных и чугунных при равном диаметре; · полимерные трубы бесшумны при любой скорости потока. Полимерные трубы поступают на стройку в виде бухт и легко нарезаются на требуемые размеры. Соединение труб осуществляется низкотемпературной сваркой, склейкой и при помощи специальных муфт. Масса полимерных труб в 5…10 раз ниже чем у стальных при равном внутреннем диаметре. К недостаткам полимерных труб относятся: · зависимость их прочности (предельного рабочего давления) и долговечности от температуры (см. табл. 1); · невысокие предельные рабочие температуры (как правило, не выше 950С); · высокий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) (примерно в 10 раз выше, чем у металлов); · горючесть труб (к трудносгораемым относится только поливинилхлорид). Для изготовления полимерных труб в настоящее время в основном используют сшитый полиэтилен (РЕ-Х), полипропилен (РР), поливинилхлорид (PVC), хлорированный поливинилхлорид (СPVC) и полибутен (РВ). Сшитый полиэтилен (РЕ-Х) получают из обычного полиэтилена высокой плотности (PEHD) путём сшивки его линейных молекул с помощью пероксидов (РЕ-Ха), органсилоксанов (РЕ-Хb) или ионизирующего излучения (РЕ-Хс). Таблица 12. Зависимость долговечности труб из РЕ-Х от температуры и давления
Примечание: зависимость долговечности труб из РЕ-Х приведена для труб типа PN-12, 5 (12, 5 – номинальное давление в кгс/см2) фирмы “Бир Пекс”. Сшитый полиэтилен, сохранив все преимущества обычного полиэтилен, приобрёл существенно большую прочность и теплостойкость: верхний предел рабочей температуры, при которой РЕ-Х способен длительно работать – плюс 950С. Трубы из сшитого полиэтилена выпускают на различные номинальные давления PN- от 0, 8 до 2, 5 МПа и наружным диаметром от 10 до 110 мм. Масса одного погонного метра трубы диаметром 20 мм составляет 010…0, 15 кг в зависимости от номинального давления. У сшитого полиэтилена стойкость УФ-излучению выше чем у обычного. Трубы из РЕ-Х целесообразно использовать для горячего и холодного водоснабжения, центрального отопления и напольных отопительных систем. Трубы из сшитого полиэтилена составляют в настоящее время более половины от общего выпуска полимерных труб. В Росси такие трубы производятся фирмой “Бир Пекс” в г. Саратове. Производительность предприятия – до 7 тыс. км труб в год. Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место вслед за трубами из сшитого полиэтилена. Он менее теплостоек, чем сшитый полиэтилен, поэтому его не рекомендуется использовать в системах отопления и горячего водоснабжения. Недостатком полипропиленовых труб является недолговечность соединительного узла подключения к металлическим трубам (из-за значительной разницы ТКЛР полипропилена и металлов со временем приводит к нарушению герметичности стыка). Кроме того, в отличие полиэтиленовых труб, которые поставляются в бухтах, более жесткие полипропиленовые выпускаются только в виде мерных отрезков до 4 м длиной, что менее удобно при транспортировке и монтаже. Трубы повышенной теплостойкости получают используя сополимер полипропилена “Рандом”. Поливинилхлорид ( PVC) – широко используемый в строительстве полимер, в производстве полимерных труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде (жёсткий ПВХ – “винипласт”). Недостаток винипластовых труб – низкая теплостойкость (до 750С). С целью повышения теплостойкости его модифицируют дополнительным хлорирование (CPVC), доводя содержание хлора до 60-65% с обычного – 57%. Высокое содержание хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение PVC и CPVC труб для водоснабжения. Основные показатели этих полимеров приведены в табл. 2. Таблица 13. Свойства полимерных труб
Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению. Поэтому основные области применения ПВХ труб – это водосточные системы, канализация и т.п. Полибутен (РВ) [-CH2-CH(C2H5)-] – аналогичен по свойствам полипропилену “Рандом”, но в отличие от него более гибок. Он перспективен для устройства систем “тёплый пол”. Поливинилиденфторид (HVDF) стал применяться для изготовления труб более 15 лет назад. Этот полимер отличается высокой химической стойкостью. Диапазон рабочих температур у труб из HVDF очень широк – от -40 до +1400С (причём при +1400С допускается рабочее давление до 0, 4 МПа). Трубы из ПВДФ стойки к УФ-излучению, поэтому системы из них можно прокладывать под открытым небом. Композиционные трубы Наше время – время увлечения композиционными материалами, к числу которых относится: металлополимер, стеклопластик, углепластик и т.п. Металлополимерные трубы представляют собой многослойную конструкцию, состоящую из тонкой алюминиевой трубы (толщина стенки 0, 5…2, 0 мм), снаружи и изнутри покрытой слоем сшитого полиэтилена (РЕ-Х). Полиэтилен зафиксирован на алюминиевой подложке клеем. Схема строения конструкции металлополимерной трубы приведена на рис.1
Рис.30 Строение конструкции металлополимерной трубы 1, 5 – слой полиэтилена РЕ-Х; 2, 4 - клеевой слой; 3 – металлическая (алюминиевая, стальная или латунная) трубка Такая слоистая конструкция трубы обеспечивает её надежность и долговечность (50 лет и более), приэтом каждый элемент выполняет определённую функцию. Металлический (алюминиевый) сердечник: · гарантирует защиту от диффузии кислорода и, соответственно, от коррозии металлических частей в системе; · обеспечивает малый ТКЛР – для алюминия 0, 024…0, 026 мм/(м К); · гарантирует длительную прочность при повышенных температурах. Слои из сшитого полиэтилена: · обеспечивают гладкость внутренней поверхности трубы и защищают её от обрастания; · предохраняют металлический (алюминиевый) сердечник от образования гальванических пар с другими металлическими (латунными, медными или стальными) элементами сети; · снижают теплопроводность трубы (не более 0, 45 Вт/(м К)), что предохраняет её от запотевания; · обеспечивают декоративность и чистоту наружной поверхности трубы. Металлополимерные трубы выпускаются с наружным диаметром от 16 до 63 мм. Они поставляются свёрнутыми в бухты длиной от 20 до 50 м. Металлополимерные трубы легко гнутся даже руками, режутся и стыкуются с помощью набора специальных соединительных и фитинговых деталей. Металлополимерные трубы имеют небольшую массу. Она составляет в зависимости от диаметра от 0, 1 до 0, 3 кг/пог. м. Интервал рабочих температур - от -40 до +950С. Недостатком этого вида труб по сравнению с полимерными является чувствительность к замораживанию в заполненном водой состоянии. Металлополимерные трубы также выпускают, используя полипропилен. В таких трубах, получаемых экструзией, слои полипропилена соединяют с алюминиевым сердечником за счёт отверстий в последнем без примененния какого-либо клея. Асбестоцементные трубы Асбестоцемент (АЦ) – один из видов дисперсно-армированного бетона. Асбест в нём играет роль арматуры, равномерно распределённой по объёму материала, а затвердевший цементный камень образует плотную матрицу, в которой заключён асбест. Соотношение асбеста и портландцемента в АЦ-материалах 15: 85. Асбест в таком материале находится в связанном состоянии и практически не выделяется в окружающую среду. Прочность АЦ-материалов на растяжение довольно высока, что позволяет использовать их для изготовления напорных труб. В водной среде АЦ не корродирует, а напротив, уплотняется и упрочняется в результате продолжающейся гидратации портландцемента. Асбестоцементные трубы – один из перспективных труб самого широкого назначения, обладающих комплексом ценных свойств. В мире проложено более 2, 5 млн. км АЦ-труб. Они не подвержены коррозии, в том числе провоцируемой блуждающими токами, значительно легче металлических и не склонны к обрастанию. За счёт низкой теплопроводности (0, 8 Вт/(м К)) у АЦ-труб меньшие проблемы с промерзанием. Соединяют асбестоцементные трубы при помощи муфт со специальными резиновыми уплотнителями быстро и надежно. Полимерные трубы проигрывают АЦ-трубам по теплостойкости, долговечности и экологической чистоте. Асбестоцементные трубы могут быть безнапорными и напорными, различающиеся толщиной стенки и прочностными показателями. Безнапорные трубы диаметром 100 и 150 мм (возможно изготовление труб диаметром до 500 мм), длиной 4 и 5 метров применяются для ненапорной (самотечной) канализации, дымоходов, прокладки кабелей и дренажных коллекторов. При использовании АЦ-труб для дымоходов необходимо учитывать, что при нагреве асбестоцемента до 500…6000С материал разрушается со взрывом. Напорные трубы выпускаются диаметром от 100 до 500 мм, длиной 4 и 5 метров под давление 0, 6; 0, 9 и 1, 2 МПа (6; 9 и 12 кг/см2 соответственно). Напорные трубы применяются для водо-, газо-, и теплопроводов, перекачки нефтепродуктов, устройства колодцев и мусоропроводов. Водопроводные сети из асбестоцементных труб десятки лет успешно эксплуатируются в ряде стран Западной Европы. Весьма перспективная область применения напорные АЦ-труб – устройство тепловых сетей, обеспечивающих подачу воды с температурой до 1300С и под давлением до 1, 2 МПа. Горячая вода не только не вызывает коррозии АЦ-труб, но напротив способствует их упрочнению. На АЦ-теплотрассах используют самоуплотняющиеся сборные стыки: муфты (типа САМ) с резиновыми уплотнителями (типа ТМ). Такое соединение труб за счёт наличия монтажного зазора и возможности подвижки трубы в стыке полностью снимают проблему компенсации тепловых деформаций (ТКЛР у асбестоцемента 0, 017 мм/м). Муфтовые соединения эластичны: дают возможность подвижки на 3…50 без нарушения герметичности; они устойчивы к вибрации и позволяют быстро производить монтаж и демонтаж трубопровода. АЦ-трубы для тепловых сетей выигрывают у стальных и с точки зрения теплоизоляции: теплопроводность асбестоцемента почти в 100 раз ниже чем у стали. В Росси имеется положительный опыт работы теплотрасс из асбестоцемента в течение 25 лет без ремонта. Трубы и муфты для теплоснабжения выпускают комбинат “Красный строитель” (г. Воскресенск) и ОАО “БЕЛАЦИ” (г. Белгород). При хорошей совокупности технологических и эксплуатационных показателей, а также высокой долговечности существенным достоинством асбестоцементных труб является их невысокая стоимость ( в 3…4 раза ниже, чем полимерных и стальных). Тема 7 Избыточная теплота. Взрослый человек в спокойном состоянии и при нормальных микроклиматических условиях выделяет в окружающую среду 85-120 Вт, из которых в среднем 20%- конвекцией; 55% - излучением и 25% - испарением влаги. Количество выделяемой человеком теплоты изменяется в зависимости от физической нагрузки и температуры воздуха в помещении. Явные (т. е. Излучением и конвекцией) тепловыделения определяют по формуле Qчел. = bиbод(2, 5+10, 3 где bи – коэффициент, учитывающий интенсивность выполняемой человеком работы, равный для легкой работы 1, средней – 1, 07, тяжёлой – 1, 15; bод - коэффициент, учитывающий, теплозащитные свойства одежды и равный для лёгкой одежды – 1, для обычной одежды – 0, 66, для утеплённой – 0, 5; Vв – подвижность воздуха в помещении (в жилых и административных зданиях Vв»0, 1…0, 15 м/с); tп – температура помещения. Под «явным» тепловыделением понимается только та часть теплоты, выделяемой организмом человека, которая воздействует на повышение температуры воздуха помещения (теплообмен конвекцией и излучением), в отличие от «скрытой» теплоты, идущей на испарение влаги, так как эта теплота хотя и увеличивает энтальпию воздуха, но почти не оказывает влияния на его температуру. Выделение скрытой теплоты определяют по формуле Qскр.=0.7Gп, Вт. Сумма явной и скрытой теплоты характеризует теплоту, выделяемую человеком в окружающую среду. Влаговыделение. Количество выделяемого организмом человека водяного пара при умеренной температуре воздуха и небольшой физической нагрузке составляет 40-75 г/ч. При высокой температуре среды выделение влаги может возрасти до 150 г/л. Избыточное содержание водяных паров в воздухе может возникнуть в помещении зданий общественного назначения, если в нём пребывает большое число людей, а также в цехах и отделах многих промышленных предприятий. Значительное количество влаги может выделяться при испарении с открытой поверхности воды (бани, прачечные и т.д.). Газовыделение. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Очень важным показателем санитарного состояния воздуха в помещениях является количество находящихся в нём микроорганизмов. Число их увеличивается при загрязнении воздуха пылью. Воздух считается загрязнённым, если в 1 м3 находится более 4500 микроорганизмов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 480 с.: ил. 2. Богословский В.Н., Сканави А.Н. " Отопление", Учебник для вузов.- М.: Стройиздат, 1991.- 735с. 3. " Внутренние санитарно-технические устройства" в 3-х частях. Ч.1 " Отопление" /В.Н. Богословский и др.; под ред. И.Г. Староверова.- М.: Стройиздат, 1990.- 334с.; ил. (Справочник проектировщика). 4. СНиП 3.05.01-85 " Внутренние санитарно-технические системы" / Госстрой СССР, -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-40с. 5. СНиП 2.01.01-82 " Строительная климатология и геофизика" / Госстрой СССР, 1983.- 136с. 6. М.Б. Каддо, - Трубы для локальных систем.- Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.-.-№2, 2001 с.16-17, №3, 2001 -16с.). 7. Пальгунов П.П., Исаев В.Н. Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий: Учеб. для техникумов. – 2-е изд., перебар. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 416 с.: ил. 8. СНиП 2.04.05-86 " Отопление, вентиляция и кондиционирование" /Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998.- 64с.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра «ГОРОДСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ХОЗЯЙСТВО»
КУРС ЛЕКЦИЙ по дисциплине: «Инженерное оборудование зданий» (для студентов III курса специальности Арх) код № 2730 Составил доцент, к.т.н. Ковтун С.В. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 346; Нарушение авторского права страницы
б) с водонапорным баком
л/сек с 1 га; 
для соответствующих расчетных температур.
в – tн)(1 + 
-3, 
, 
- толщина утепляющего слоя, м, учитываемая при коэффициенте теплопроводности утеплителя 
< 1, 2 Вт/(м2 оС); 
- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, учитываемые: 
0, 8Р) (tВ– tH) 10-3, (6)
q l 10-3, (7)
{( 
tср/q – 0.1)/[ 
(d 
tср – средняя за отопительный сезон разность температур теплоносителя и окружающего воздуха.
t – разность температур, оС, теплоносителя на входе в систему и на выходе из нее; 
в) (35-tп)