Вариант №12
Дано:
Город: Кемерово
Параметры теплоносителя: 130/70 оС
Количество посадочных мест (n): данные отсутствуют, принимаем по нормативному расчету.
Помещение разделено на зрительный зал (пом. 9) и эстраду (пом.10)
Площадь зрительного зала (СП 118.13330.2012) с балконами, ложами и ярусами следует принимать в пределах ограждающих конструкций:
для клубов, театров, концертных и универсальных залов – до передней границы эстрады, сцены, авансцены, арены или барьера оркестровой ямы:
Площадь зрительного зала: S9 = 213,6 м2
Площадь сцены: S10 = 104,4 м2
Площадь зрительных залов следует определять по расчетному показателю площади на одно место, м2, не менее, для следующих помещений:
клубы – 0,65 м2
Количество посадочных мест (n): S9/0,65 = 213,6/0,65 = 329 мест
По результатам обмера с учетом перепадов высот:
Объем зрительного зала: V9 = 1708,5 м3
Объем помещения сцены: V10 = 104,4 м3
Vпомещения= V9 + V10 = 1708,5 + 104,4 = 1813 м3
Тепловые потери определяем по действующим нормам для проектирования ограждающих конструкций СП 50.13330.2012 в зависимости от градусо-суток отопительного периода:
ГСОП = (tв-tот)zот
zот = 227 суток (СП 131.13330.2012)
В соответствии с СП 118.13330.2012 для холодного периода года следует принимать в качестве расчетных допустимые параметры микроклимата по ГОСТ 30494 (температура внутреннего воздуха 19-23 оС).
Принимаем: tв = 19 оС.
tот = -8 оС
Следовательно ГСОП = (19 + 8)*227 = 6129
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 tн = -39оС
С учетом ГСОП определяем требуемое термическое сопротивление ограждающих конструкций:
Rтр = а*ГСОП + b
По таблице 3 СП 50.13330.2012:
| Наименование ограждающей конструкции | Rтр | а | b |
| Стен | 0,0003 | 1,2 | |
| Покрытий | 0,0004 | 1,6 | |
| Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подпольями и подвалами | 3,4 | 0,00035 | 1,3 |
| Окон и балконных дверей, витрин, витражей | 0,5 | 0,00005 | 0,2 |
| Фонарей | 0,4 | 0,000025 | 0,25 |
Расчетные значения Rтр для г. Кемерово:
| Наименование ограждающей конструкции | Rтр, (м2оС)/Вт |
| Стен | 3,04 |
| Покрытий | 4,05 |
| Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подпольями и подвалами | 3,45 |
| Окон и балконных дверей, витрин, витражей | 0,51 |
| Фонарей | 0,4 |
Считаем тепловые потери для зрительного зала:
| Наименование | Площадь, м2 | Теплопотери, Вт |
| Стены наружные | 1240*1,1 = 1364*** | |
| Стены от смежных помещений* | 48,64+61,6+74,7+ 19,2= 204,14 | |
| Покрытия | 213,6 | |
| Перекрытия над неотапливаемыми техподпольями** | 213,6 |
*принимаем внутреннюю температуру смежных помещений для общественных зданий +18оС, при разнице температур внутреннего воздуха в смежных помещениях 2оС, теплопотери можно не учитывать
**расчетная температура +5оС
***с учетом ориентации на север (1,1 – повышающий коэффициент)
Qтепловые потери= 5294 Вт = Qпом
Решение:
1. Исходные данные для проектирования.
1.2. Расчётные параметры наружного воздуха.
Для тёплого периода применяются параметры «А» по своду правил СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
tна= 24°C
Iна= 50,2 кДж/кг по СНиП 2.04.05-91
Переходные условия:
tн= +10°C
Iн=26,5 кДж/кг
Холодный период года определяем по параметрам «Б» по своду правил СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
tн= tнб =-39°C
Yн= Yнб=77%
Yнб - средняя влажность в 15 часов самого холодного месяца.
1.2. Расчётные параметры внутреннего воздуха.
Для тёплого периода года принимаем значения по приложению «А» таблица «А1» СП 60.13330.2012 «ОВиК».
tв=tна+3°C= 27 °C
Yв= 65%
v= 0,5 м/c
В холодный период года параметры воздуха принимаем по ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные» (в зависимости от категорий помещений). Клуб с гардеробом, т.е. зрители находятся в зале без верхней одежды. Категория помещений «3а» - для нашего кинотеатра: допустимая температура внутри от 19°C до 23°C, относительная влажность не более 60%, скорость движения воздуха не более 0,3 м/c.
Расчётная температура воздуха 20°C (на отопление) (именно для этой величины определены тепловые потери). Систему вентиляции необходимо рассчитывать на 20°C.
2. Расчёт воздухообмена в зрительном зале.
2.2. Тепловой и влажностный балансы помещений.
Выполним расчёт воздухообмена для тёплого периода. Так как люди являются одним из источников теплоты определим теплоотдачу от людей (Qял):
Qял=qял*n; Вт
n – число людей в кинозале (по количеству посадочных мест) 329 чел. В нашем расчёте 50% зрителей мужчины, а 50% зрителей женщины.
tв= 27°C
qял=-0,004*t3+0,36*t2-15,1*t+275,4= -0,004*273+0,36*272-15,1*27+275,4 = 51,4 Вт/чел.
Qял=qял*(n*0,5)+qял*0,85*(n*0,5)=51,4*(329*0,5)+51,4*0,85*(329*0,5) = 15642,3 Вт
Определим полное тепловыделение от людей (Qпл).
Qпл=qпл*n; Вт
qпл=-0,004*t3+0,5314*t2-21,271*t+358,57=-0,004*273+0,5314*272-21,271*27+358,57= 92,9 Вт/чел.
Qпл= qпл*n*0,5+ qпл*0,85*n*0,5= 92,9*329*0,5+92,9*0,85*329*0,5 = 28271,8 Вт
Определим влаговыделение от людей (W).
W=qвл*n; кг/час
qвл=0,0033*t3+0,0214*t2-3,9048*t+82,571=0,0033*273+0,0214*272-3,9048*27+82,571=57,7 гр/час
W= qвл*n*0,5+ qвл*0,85*n*0,5= 57,7*329*0,5+57,7*0,85*329*0,5= 17559,6 гр/час = 17,6 кг/час
3. Определим воздухообмен.
3.1. Расчёт воздухообмена для тёплого периода времени.
Определим расход воздуха по избыткам явной теплоты (GQЯ).
c = 1,005 кДж/кг*°C
tn=tна+dtв
Определимся с типом притока воздуха для нашего кинотеатра, выбираем смесительный тип.
dtв=0,5°C – подогрев наружного воздуха в приточном вентиляторе
tn=tна+0,5= 24+0,5=24,5°C
tу=tв=27оС
Определим расход воздуха по избыткам полной теплоты:
Iу=Iв
Построим процесс изменения состояния воздуха на ID диаграмме и определим необходимые параметры. Процесс подогрева dn=const. «П» - точка приточного воздуха. Определяем угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении. Через точку «П» проведём луч процесса (E). Далее найдём точку пересечения внутреннего воздуха с лучом процесса.
Воспользовавшись ID диаграммой найдём характеристики приточного воздуха (.)П и внутреннего воздуха (.)В.
(.)П dн=dп; tп= 24,5°C; Iп= 52,5 кДж/кг; dп= 11гр/кг; Yп= 58%
(.)В dв=dв; tв= 27°C; Iв= 57 кДж/кг; dв= 11,8 гр/кг; Yв= 52%
Расход воздуха по избыткам полной теплоты:
Определим воздухообмен по избыткам влаги.
Осуществим проверку наших вычислений.
Если процент менее 5% то полученные нами при расчётах значения можно принять как верные. Результат удовлетворяет проверочному условию.
Далее определим воздухообмен по выделениям углекислого газа, для этого найдём выделение CO2 (
.
mСО2 – удельное выделение CO2 одним человеком в состоянии покоя.
mСО2=45 гр/час
Полный воздухообмен по выделениям углекислого газа.
Св – концентрация CO2 в помещении гр/кг, данные из справочника (3,0 г/кг)
Cп - концентрация CO2 из приточной вентиляции гр/кг, данные из справочника (0,6 гр/кг для посёлков, 0,75 гр/кг для города, принимаем это значение, т.к. население г. Кемерово более 300тыс. жителей).
По нормируемому расходу на одного человека определяем воздухообмен.
Lуд – удельный расход наружного воздуха (20 м3/час) на одного человека (СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»).
p=1,2 кг/м3
Выполнив расчёты пяти видов воздухообмена, выберем тип воздухообмена для последующего расчёта GQП= 
(так как он является максимальным из расчетных).
GQЯ= 
GQП= 
GW= 
GCO2= 
Gнор= 
3.2 Расчет воздухообмена для холодного периода года.
Определим температуру приточного воздуха:
где
tп – температура приточного воздуха оС
tв – температура внутреннего воздуха для холодного времени года, 19 оС
Qя – избытки явной теплоты для холодного периода года по расчету теплового баланса
сп – удельная массовая теплоемкость воздуха, 1,005 кДж/кг*°C
G – расчетный расход воздуха, 
Считаем избытки явной теплоты в помещении, предполагаем, что отопление выключено:
Qя = Qял – Qпом, где
Qял – явные теплопоступления от людей:
Qял=qял*(n*0,5)+qял*0,85*(n*0,5), Вт
Удельные теплопоступления от людей:
qял=-0,004*t3+0,36*t2-15,1*t+275,4= -0,004*193+0,36*192-15,1*19+275,4 = 91 Вт/чел.
Qял=qял*(n*0,5)+qял*0,85*(n*0,5)= 91 *(329*0,5)+ 91 *0,85*(329*0,5) = 27694 Вт
Qя = Qял – Qпом = 27694 – 5294 = 22400 Вт
Рассчитываем температуру приточного воздуха:
Составляем тепловой баланс по полной теплоте и определим влаговыделения от людей:
Qпл=qпл*n; Вт
qпл=-0,004*t3+0,5314*t2-21,271*t+358,57=-0,004*193+0,5314*192-21,271*19+358,57= 119 Вт/чел.
Qпл= qпл*n*0,5+ qпл*0,85*n*0,5= 119*329*0,5+119*0,85*329*0,5 = 36215 Вт
Qп = Qпл – Qпом = 36215 – 5294 = 30921 Вт
Определим влаговыделение от людей (W).
W=qвл*n; кг/час
qвл=0,0033*t3+0,0214*t2-3,9048*t+82,571=0,0033*193+0,0214*192-3,9048*19+82,571= 39 гр/час
W= qвл*n*0,5+ qвл*0,85*n*0,5= 39*329*0,5+39*0,85*329*0,5= 11869 гр/час = 12 кг/час
Определим расход рециркуляционного воздуха:
Gрец = G - Gнорм = 
Определим влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха:
где
dн – влагосодержание наружного воздуха, определяем по i-d диаграмме, 0,1 г/кг
Gрец – расход рециркуляционного воздуха, 14721 кг/час
Gн – расход наружного воздуха, = Gнорм, 7896 кг/час
Δdх – увеличение влагосодержания приточного воздуха в помещении для холодного времени года, рассчитаем:
Влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха:
Построим процесс изменения состояния воздуха на ID диаграмме и определим необходимые параметры. Знаем температуру и влажность наружного воздуха, определяем (.) Н. Проводим линию tп=const. Проводим линию dсм – влагосодержание смеси наружного и рециркуляционного воздуха, при этом dсм = dп, т.к. в процессе обработки воздуха влагосодержание не меняется. Точка пересечения линий это (.)П - точка приточного воздуха. Определяем угловой коэффициент луча процесса изменения состояния воздуха в помещении. Через точку «П» проведём луч процесса (E). Далее найдём точку пересечения линии температуры внутреннего воздуха tв с лучом процесса, это (.)В – внутреннего воздуха.
Соединяем (.)В с (.)Н, пересечение отрезка НВ с линией dсм =const позволяет определить точку смеси (.)СМ. По i-d диаграмме можем определить температуру смеси tс.
Температуру смеси tс можем определить по уравнению теплового баланса:
Определим теплопроизводительность воздухонагревателя:
