Расчет естественного освещения

Расчет осуществляется для установления соответствия условий освещенности на рабочем месте требованиям [55]. Для этого определяем минимальную величину коэффициента естественного освещения e_min по формуле

, (4)

где , – площадь окна и пола помещения соответственно, м²; t – общий коэффициент светопропускания, который определяется по формуле

t = t₁ × t₂ × t₃ × t₄, (5)

где t₁ – коэффициент светопропускания материала (для одинарного стекла t₁ = 0,8; для двойного стекла t₁ = 0,9); t₂ – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема (для деревянных и стальных спаренных рам t₂ = 0,7; для двойных раздельных t₂ = 0,6); t₃ – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении t₃ = 1); t₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (для убирающихся регулируемых жалюзи t₄ = 1, для стационарных горизонтальных t₄ = 0,65, для вертикальных t₄ = 0,75); r – коэффициент, учитывающий повышение КЕО от отраженного света (r = 1,5 для бокового двухстороннего освещения, r = 3,0 для бокового одностороннего освещения); h – световая характеристика окна (определяется по табл. П.4.7); k_зд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящим зданием (k_зд = 1,2; 1,4; 1,7), причем чем выше этажность и меньше расстояние между зданиями, тем больше k_зд; k_з – коэффициент запаса (для пыльных помещений k_з = 1,5; для помещений с количеством пыли менее 1 мг/м³ k_з = 1,3.

Если полученное при расчете e_min больше нормативного значения КЕО или равно ему, выбранного с учетом точности выполняемых работ [54, 55], можно сделать вывод о достаточности естественного освещения на данном рабочем месте.

Расчет отопления

Системы отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов следует принимать в соответствии с характером и назначением отдельных зданий, сооружений и помещений. При этом следует учитывать степень пожарной и взрывной опасности сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции, а также выделяющихся в процессе производства паров, газов и пыли.

Основные рекомендуемые и допускаемые для выбора системы отопления зданий, сооружений и помещений различного назначения, виды теплоносителя и нагревательных приборов указаны в [51].

При расчете любой системы отопления необходимо предусмотреть возмещение отоплением всех потерь теплоты в помещениях, зданиях и сооружениях.

Расчет водяного (парового) отопления. Потери теплоты, кДж/с, через наружные ограждения зданий можно определить с использованием укрупненного показателя – удельной характеристики по следующей формуле

Q₀ = q₀V_П(t_в – t_н)а × 10^–3, (6)

где q₀ – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³ × °С), принимаемая по табл. П.5.1 прил. 5; V_П – объем всего помещения или его отапливаемой части, м³;
t_в – расчетная температура внутреннего воздуха в помещении (табл. П.5.2 прил. 5); t_н – расчетная температура наружного воздуха (для проектирования отопления t_н = –32 °С; для проектирования вентиляции: в теплый период
t_н = 23,4 °С, в холодный период t_н = –21 °С); a – поправочный коэффициент, учитывающий влияние местных климатических условий на удельную тепловую характеристику:

. (7)

Дополнительные потери теплоты, кДж/с, на инфильтрацию воздуха через притворы фрамуг окон, дверей и ворот в производственных помещениях:

. (8)

Количество теплоты, кДж/с, расходуемое на нагрев наружного воздуха, подаваемого системами вентиляции

, (9)

где q_В – удельная тепловая характеристика на нагрев 1 м³ воздуха, Вт/(м³ °С)
(см. табл. П.5.1 прил. 5); t_H – см. обозначение к формуле (6).

Потери теплоты от поглощения его ввозимыми в помещение материалами и оборудованием, кДж/с:

, (10)

где К_м – массовая теплоемкость материалов и оборудования, кДж/(кг × °С): для железа К_м = 0,48; соломы – 2,3; дерева – 2,52...2,8; воды К_м = 4,19; G – масса ввозимых в помещения материалов или оборудования, кг; t_ИМ – температура ввозимых в помещение материалов или оборудования, °С: для металлов t_ИМ = t_Н, для несыпучих материалов t_ИМ = t_Н + 10; для сыпучих материалов t_ИМ = t_Н + 20;
τ – время нагрева материалов или оборудования до температуры помещения, ч.

Количество теплоты, кДж/с, потребляемое на технологические нужды определяют через расход горячей воды или пара:

, (11)

где Q – расход воды или пара, кг/ч; i – теплосодержание воды или пара, кДж/кг (табл. П.5.3 прил. 5); i_в – теплосодержание возвращаемого в котел конденсата, кДж/кг; Р – количество возвращаемого конденсата, %: при полном возврате конденсата Р = 70 %, при отсутствии конденсата в системе отопления Р = 0.

Источником теплоты в помещениях часто является технологическое оборудование.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое механическим оборудованием, приводимым в действие электродвигателями:

, (12)

где N – номинальная мощность электродвигателя, кВт; К₃ = 0,5...0,9 – коэффициент загрузки электродвигателя; К_о = 0,5...1 – коэффициент одновременности работы оборудования; К_т = 0,1…1 – коэффициент, учитывающий долю энергии, переходящую в теплоту: например, для насосов и вентиляторов К_т = 0,1...0,3 для металлорежущих станков К_т = 1.

Для приближенного определения количества теплоты, выделяемой в механических и механосборочных цехах, можно принять К_т = К_О, К_з = 0,25.

Теплота, поступающая в помещение от электродвигателей, кДж/с:

, (13)

где η – КПД электродвигателя (η = 0,75...0,9).

Количество теплоты, кДж/с, от источников искусственного освещения определяют по суммарной мощности светильников:

, (15)

где N_ос – суммарная мощность установленных в помещении светильников, кВт; η_о = 0,92...0,97 – коэффициент перехода электрической энергии в тепловую для открытых ламп накаливания. В случае нахождения ламп внутри осветительной арматуры (за стеклом, рассеивателем и т. п.) принимают для люминесцентных ламп η_о = 0,15; для ламп накаливания η_о = 0,45.

Количество теплоты, кДж/с, выделяемое нагретыми поверхностями оборудования, трубопроводов:

, (16)

где – суммарная площадь нагретых поверхностей, м²; – коэффициент теплопередачи i-й поверхности, Вт/(м² × °С): для вертикальных поверхностей при °С α = 3,8…4,1 Вт/(м² × °С), при °С α = 5,2…7,5 Вт/(м² × °С), t_нп – температура нагрева i-й поверхности.

Суммарные выделения теплоты (конвекцией и лучеиспусканием), Вт, от нагретых поверхностей производственного оборудования и машин, не имеющих наклонных или сферических поверхностей, определяют по формулам (16) и (17).

Для вертикальных поверхностей

, (16)

для горизонтальных поверхностей

(17)

где F_в, F_г – соответственно площадь вертикальных и горизонтальных нагретых поверхностей оборудования, м²; ∆T – разность температур нагретой поверхности и воздуха помещения, К; Т₁ – температура нагретой поверхности, К; T₂ – температура поверхности стен внутри помещения, К, обычно принимаемая на 3...5 К ниже температуры воздуха.

Когда температура нагретых поверхностей не превышает 323 К, излучение незначительно, поэтому учитывают только теплоту, поступающую за счет конвекции, при этом:

, (18)

, (19)

Количество теплоты, кДж/с, выделяемой людьми, зависит от тяжести выполняемой ими работы и температуры в помещении:

, (20)

где n – численность работающих в помещении; g_я – явное количество теплоты, Дж/с, выделяемое одним человеком (104 кДж/с).

Тепловая мощность отопительной системы, кВт,

. (21)

Тепловую мощность Р_К, кВт, котельной установки принимают на 10...15 % больше с учетом расхода теплоты на собственные нужды котельной и теплопотерь в сетях:

, (22)

По полученному значению Р_к подбирают тип и марку котла (табл. П.5.4 прил. 5). Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты одинаковой тепловой мощности. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не более четырех, чугунных – не более шести. Следует учитывать, что при выходе из строя одного из агрегатов оставшиеся должны обеспечить 75…80 % расчетной тепловой мощности котельной установки.

Затем находят общую площадь поверхности нагревательных приборов, м²,

, (23)

где К – коэффициент теплопередачи стенками нагревательных приборов в воздухе, Вт/(м² °С); t_г – температура воды или пара на входе в нагревательный прибор: для водяных радиаторов низкого давления t_г = 85...95 °С, высокого давления 120...125 °С, для паровых радиаторов 110...115 °С; t_х – температура воды или пара на выходе из нагревательного прибора: для водяных радиаторов низкого давления t_х = 65...75 °С, для водяных и паровых радиаторов высокого давления
t_х = 95 °С; t_в – расчетная температура внутреннего воздуха в помещении.

По известной площади определяют требуемое число нагревательных приборов

, (24)

где f – площадь поверхности одного нагревательного прибора, м².

Количество топлива, кг, требуемое на отопительный период года, ориентировочно подсчитывают по формуле

, (25)

где g_У – годовой расход условного топлива (табл. П.5.6 прил. 5) для повышения температуры на 1 °С в 1 м³ воздуха отапливаемого помещения, кг/(м³ °С); V_П – объем помеще­ния, м³; К_з.н = 1,1...1,2 – коэффициент запаса на неучтенные расходы теплоты.

Для перевода условного топлива в натуральное следует использовать коэффициенты, приведенные в табл. П.5.7 прил. 5.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: