Александров ю. А

Вид материала

Содержание

Таблица 10 Объемно-планировочные решения здания
5.3 Расчет часового объема вентиляции по удалению двуокиси
5. 4 Расчет объема вентиляции животноводческого помещения по удалению избыточной влажности воздуха
5.5 Расчет часового объема вентиляции по удалению избыточного тепла
5.6 Выбор системы вентиляции животноводческого помещения
Содержание занятия.
Переход теплоты через ограждающие конструкции.

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

Таблица 10

Объемно-планировочные решения здания

Параметры	Фактические данные	Зоогигиенический норматив
Размеры помещения , м
Общая площадь помещения, м ²
Общая кубатура помещения, м³
Уд. площадь помещения ( на 1 гол.), м²
Уд. кубатура (на 1 гол.), помещения, м³
Площадь 1 стойла, м ²
К-во стойл в 1 ряду, шт.
Площадь денника, м ²
К-во денников. шт.
Площадь индивидуальных боксов, м²
Кол-во боксов в 1 секции. шт.
Площадь группового станка для … , в. т.ч. на 1 гол.
Предельное количество животных в групповом станке, гол.
Площадь группового станка для … , в. т.ч. на 1 гол.
Предельное количество животных в групповом станке, гол.
Продольный проход кормовой, к-во: ширина, м
Продольный проход навозный, к-во: ширина, м
Поперечный проход в середине здания: ширина, м
Поперечный проход в торцах здания: ширина, м
Навозные каналы : кол-во ширина, м глубина (высота), м
Кормушки: ширина по верху, м высота, м фронт кормления, м
Ширина выходов в расчете на 100 голов, м

Далее описать размещение секций, стойл (станков, боксов), проходов, кормушек; их устройство.

Дать оценку конструктивным решениям здания. В этом подразделе отразить схему постройки зданий (стоечно-балочная, рамная и т.д.); описать устройство:

- фундамента: тип, используемые материалы, глубина заложения его;

- стен наружных: конструкция, из каких материалов, толщина, наличие гидроизоляции;

- перекрытие: чердачное, совмещенное, тип конструкции, наличие конструктивных элементов и их толщина;

- полы: особенности их устройства в разных частях здания, схему их устройства;

- тамбуры и ворота: количество, размеры и их расположение, из какого материала выполнены.

^ 5.3 Расчет часового объема вентиляции по удалению двуокиси

углерода (CO₂)

Определить количество двуокиси углерода (CO₂), K выделяемого всем поголовьем животных. Расчет производится по формуле для каждой технологической группы отдельно:

Определить количество углекислого газа, выделяемого всем поголовьем животных по формуле:

Σ К i = k_i • n i

где Σ К i – суммарное поступление углекислоты в помещение от всех животных;

n i – количество животных в данной технологической группе, гол.;

k ₁– выделение углекислоты от 1 животного данной технологической группы, л/час ( приложения 1,2, 3 ).

При содержании в исследуемом помещений разных технологических групп животных (с разной живой массой и продуктивностью, разного физиологического состояния) расчет выделения углекислоты производится по каждой технологической группе отдельно, затем результат суммируется.

Поступление диоксида углерода от птиц по каждой технологической группе определяется по формуле:

Σ К i = k ₁ • n₁ • m_1,

Где Σ К i – суммарное поступление углекислоты в помещение от всех животных;

n ₁ – поголовье птиц в данной технологической группе, гол.;

k ₁– количество углекислоты, выделяемой 1 кг живой массы птицы данной технологической группы, л/час ( приложения 1, 2, 3 ) .

m₁- масса 1 птицы, кг.

Расчет часового воздухообмена по удалению углекислоты производится по формуле:

Lco₂= Σ К i : (c₂- c ₁),

где Lco₂ - часовой объем вентиляции, м³/час;

Σ К i - суммарное количество углекислоты, выделяемой всеми животными, находящимися в помещении, литры/час (дм³/час);

c₂ - предельно допустимая концентрация углекислоты в воздухе животноводческих помещений 0,15 % - 0,30 % или 1,5 - 3,0 дм/м³ ( приложениям 9-12 ) или же фактическое содержание его в помещении, дм/м³;

c₁ - содержание углекислоты в атмосферном воздухе, дм/м³ (0,03-0,04 % или 0,3 - 0,4 дм/м³).

^ 5. 4 Расчет объема вентиляции животноводческого помещения по удалению избыточной влажности воздуха

Определить количество влаги (М), выделяемого всем поголовьем животных:

W = A + B,

где W - суммарные влаговыделения в помещении, г/ч;

A - поступление влаги с выдыхаемым животными воздухом, г/ч;

B - поступление влаги с ограждающих конструктивных элементов, г/ч.

Поступление влаги с выдыхаемым животными воздухом рассчитывается по формуле:

A₁ = n • a₁ • z,

где A₁ - поступление влаги от животных одной технологической

группы, г/ч;

n - число животных в одной технологической группе;

a₁ - выделение влаги от одного животного или птицы, г/ч

(см. приложения 1 – 3 по разным видам животных и птицы);

Z - коэффициент, показывающий изменение количества выделяемых водяных паров в зависимости от температуры воздуха помещения (приложение 17).

A = A₁ + A₂ + … + Ai,

где A – суммарное поступление влаги от всех животных, г/ч

Поступление водяных паров от птиц по каждой технологической группе определяется по формуле:

Σ W i = k ₁ • n₁ • m₁• z

где Σ К i – суммарное поступление углекислоты в помещение от всех животных;

n ₁ – поголовье птиц в данной технологической группе, гол.;

k ₁– количество водяных паров, выделяемой 1 кг живой массы птицы данной технологической группы, л/час ( приложения 1, 2, 3) ;

z – поправочный коэффициент, учитывающий изменение выделения влаги в зависимости от температуры воздуха (приложение 17);

m₁- масса 1 птицы, кг.

Поступление влаги за счет испарения с ограждающих конструктивных элементов здания вычисляется по формуле

B = (A • k) : 100,

где k - коэффициент, определяющий размер процентных надбавок

на испарение влаги, % (приложение 9).

Часовой объем вентиляции рассчитывается по формуле:

L_H2O= W : (d₂ - d₁),

где W - суммарные влаговыделения в помещении, г/ч;

d₁ - абсолютная влажность наружного воздуха, г/м³; (см. приложение 18)

d₂ - абсолютная влажность воздуха помещения (фактическая

или расчетная), г/м³.

Абсолютная влажность вводимого в помещение воздуха (d₁) определяется с помощью аспирационого психрометра Ассмана или определяется по данным приложения 10, абсолютная влажность воздуха помещения (d₂) также определяется с помощью аспирационного психрометра Ассмана или же рассчитывается по формуле:

d₂ = (R • q) : 100

где R - оптимальная относительная влажность воздуха помещения, согласно приложению 13;

q - максимальная влажность воздуха помещения при данной температуре или при оптимальной температуре воздуха помещения, г/м³ (приложение 18).

При расчете воздухообмена для переходного периода абсолютную влажность (влагосодержание наружного воздуха) принимают как среднюю величину за ноябрь и март (приложение 18).

d₁= d ноябрь + d март

^ 5.5 Расчет часового объема вентиляции по удалению избыточного тепла

Данный расчет производится на летнее время в помещениях для содержания птицы и свиней (круглогодовое станково-выгульное содержание) по формуле:

L_{Q =}Q : [ 0,28 • (t₂-t₁) • z ],

где L_Q - количество свободного тепла, выделяемого животными и птицей в помещении, Вт/ч, с учетом температурного коэффициента z (приложения 1,2 и 17 );

0,28 - удельная теплоемкость воздуха, Вт/(ч • м • ⁰С);

t₂ - температура воздуха в помещении, ⁰C;

t₁ - температура наружного воздуха, ⁰C.

^ 5.6 Выбор системы вентиляции животноводческого помещения

Объем воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого из него за 1 час, отнесенный к внутреннему объему вентилируемого помещения, называют кратностью воздухообмена. Рассчитывается кратность воздухообмена в помещении по формуле:

Рассчитывается кратность воздухообмена в помещении по формуле:

Кр. = L max : V,

где L max - максимальный объем вентиляции, м³/час. Данный показатель берется при сравнении L н₂ои Lco₂;

V - объем помещения, м³.

При кратности вентиляции от 1 до 3 обычно проектируют приточно-вытяжную систему вентиляции, а более 3 - комбинированную приточно-вытяжную систему вентиляции с принудительной (механической) подачей воздуха, данная система вентиляции имеется в коровнике.

Общая площадь вытяжных шахт рассчитывается по формуле:

S₁= L max : (v • 3600),

где S₁ - общая площадь вытяжных каналов, м²;

v - скорость движения воздуха в вытяжных шахтах, м/с (справочные данные, определяется по приложению 11 исходя из высоты вытяжной шахты h и Δ t - разницы температур воздуха внутри помещения и температуры наружного воздуха Δt = t вн. – t нар.)

3600 - количество секунд в одном часе.

Общая площадь приточных каналов составляет 70 - 75 % от общей площади вытяжных шахт и рассчитывается по формуле:

S₂= 0,70 … 0,75 • S₁

где S₂ - общая площадь приточных каналов, м².

Количество вытяжных шахт (n₁) и приточных каналов (n₂) рассчитываются исходя из их сечения: например: вытяжные шахты 0,6 м × 0,6 м, приточные каналы - 0,2 м × 0,2 м по формулам:

n₁= S₁: a₁

n₂= S₂:a ₂

где S₁ - общая площадь сечения вытяжных, м²,

S₂ - общая площадь сечения приточных каналов, м²,

a₁- площадь 1 вытяжного канала, м²,

а₂ - площадь 1 приточного канала, м².

Для зоогигиенической оценки приточно-вытяжной естественной системы вентиляции сравнить полученные данные с нормативами площади сечения вытяжных труб на 1 голову, или ц (для животных) и кг (для птицы) живой массы (приложение 19) по формулам:

L₁ = L : n,

где L₁ - часовой объем вентиляции на 1 голову, м³/ч.;

L - часовой объем вентиляции на все поголовье, м³/ч. На холодный период расчет ведется по Lco₂ на переходный период года – по L н₂о;

n - число животных в помещении, гол

L_1ц = L₁ : m,

где L_1ц - часовой объем вентиляции на 1 ц живой массы (кг – для птицы), м³/ч;

L₁ - часовой объем вентиляции на 1 голову, м³/ч;

m - средняя живая масса 1 головы, ц (кг – для птицы) .

Если в одном помещении содержатся животные с разной живой массой (разные технологические группы), расчет ведется по формуле:

L₁_ц = L : (m₁ • n₁ + m₂ • n₂ + … + m_i • n_i ),

где L_1ц - часовой объем вентиляции на 1 ц ((кг – для птицы)) живой массы, м³/ч;

L - часовой объем вентиляции, м³/ч. На холодный период расчет ведется по Lco₂ на переходный период года – по L н₂о;

n_i - число животных одной технологической группы , гол;

m_i - средняя живая масса 1 головы в данной технологической группе, ц (кг – для птицы).

Расчет принудительной механической приточно-вытяжной системы вентиляции производится с учетом максимального воздухообмена по формуле:

P выт = L max. • f,

где P выт - мощность вентиляционных систем на вытяжке, м³/час;

L max - расчетный часовой объем вентиляции, м³/час;

f - поправочный коэффициент на подсос воздуха в воздуховодах,

(f =1,10...1,15).

P прит.= L • f • 0,7,

где P прит. - мощность вентиляционных систем на вытяжке, м³/час;

L max - расчетный часовой объем вентиляции, м³/час;

f - поправочный коэффициент на подсос воздуха в воздуховодах,

(0,70 … 0,75) - мощность приточных систем должна быть меньше вытяжки на 25 - 30 %.

Расчет количества вентиляционных установок производится по формуле:

U₁= P выт. : P_1,

где U₁ - число вентиляторов на вытяжке, шт.;

P выт. - общая мощность вытяжной вентиляционной системы, м³/час;

P₁ - мощность одного вентилятора на вытяжке, м³/ч (Выбор проводится по приложению 26).

U₂= P прит. : P_1,

где U₂- число вентиляторов на притоке, шт.;

P прит. - общая мощность приточной вентиляционной системы, м³/час;

P₂ - мощность одного вентилятора на притоке, м³/ ч (Выбор проводится по приложению 26).

Задание.

По индивидуальному заданию (приложение 27) провести расчет воздухообмена, выбор систем вентиляции, зоогигиеническую оценку полученных результатов.

Контрольные вопросы:

1. С какой целью производится расчет вентиляции ?

2. Что такое кратность вентиляции, с какой целью определяется кратность вентиляции?

3. Перечислите основные системы вентиляции, применяемые в животноводческих (птицеводческих ) предприятиях, охарактеризуйте их.

Тема 6. Расчет теплового баланса

животноводческого помещения

Цель занятия:

1. Научиться оценивать теплотехнические качества ограждающих конструктивных элементов здания и уметь рассчитывать тепловой баланс помещения.

2. Разработать предложения по оптимизации микроклимата помещений на основе расчета вентиляции и теплового баланса.

Важную роль в формировании микроклимата, в частности температурно-влажностного режима животноводческих помещений, играют теплотехнические свойства ограждающих конструктивных элементов зданий. Для этой цели используется расчет теплового баланса и дельта t нулевого теплового баланса помещений.

Под тепловым балансом помещения следует понимать разницу между количеством тепла, поступающим в помещение и затратами тепла (теплопотери) на обогрев вентиляционного воздуха, теплопотери через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, ворота, пол, потолок и т.д.) за счет обдувания ветром и на испарение влаги с ограждающих конструкций. Его целесообразно рассчитывать, исходя из данных температуры и влажности самого холодного периода года - января.

^ Содержание занятия. Тепловой баланс – разница между поступлением и расходом теплоты в здании. На тепловой режим здания влияет много факторов: климатические условия, объемно-планировочное решение здания, мощность отопительных установок, уровень воздухообмена, вид, живая масса и физиологическое состояние и продуктивность животных, плотность их размещения.

Расчет теплового баланса здания позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкции, определить пути теплопотерь, найти способы улучшения микроклимата помещений.

В животноводческих отапливаемых помещениях тепло поступает от животных, отопительных приборов и солнечных лучей, в неотапливаемых — в основном от животных (свободное тепло).

Расход теплоты складывается из потерь через ограждающие конструкции здания, на нагрев воздуха в вентиляционныху становках и поступившего в результате инфильтрации через неплотности в конструкциях; а также испарение влаги с пола, подстилки, поилок.

К ограждающим конструкциям относятся стены, перекрытия и покрытия, окна, двери, ворота.

Расчетные температуры внутреннего воздуха (t вн.). Расчетную температуру воздуха внутри помещения (t вн.) для холодного периода года принимают в соответствии с зоогигиеническими нормативами для данного вида животных (приложение 13).

Расчетная зимняя температура наружно воздуха (t нар.).

Расчетная зимняя температура наружно воздуха (t нар.). зависит от климатических условий местности. Для расчета легких ограждающих конструкций берут среднюю температуру наиболее холодных суток, для массивных — среднюю температуру наиболее холодной пятидневки, для конструкций средней массивности - полусумму этих температур. К массивным конструкциям следует отнести однородные стены с толщиной более 0,6 м, выполненные из полнотелого кирпича, а также из сплошных бетонных камней или блоков.

^ Переход теплоты через ограждающие конструкции. Перенос теплоты от одного тела к другому происходит только при наличии разности температур (Δ t) и направлен всегда в сторону более низкой температуры.

Переход теплоты через ограждающие конструкции к более холодному наружному воздуху зависит от теплопроводности толщины материальных слоев ограждения, а также от лучистого и конвективного теплообмена у внутренней и наружной поверхности конструкции.

Теплопроводностью называют способность материала проводить теплоту.

Теплопроводность строительных материалов зависит от вида, объемной массы (плотности), пористости, влажности и структуры. Она оказывает большое влияние на тепловой баланс здания.

Степень теплопроводности характеризуется λ. Он равен количеству теплового потока (Вт), проходящего через стену толщиной 1 м при температурном градиенте, равном единице (изменение температуры на 1 °С на единицу длины), и имеет размерность Вт/(м • К).

Коэффициент теплопроводности — физическая характеристика, зависящая от химического состава и физического строения вещества, его температуры, влажности и ряда других факторов. Он имеет максимальные значения для чистых металлов и минимальные — для газов. Так, теплопроводность воздуха составляет 0,0244 Вт/(м • К), жидкостей — 0,1 — 1, чистых металлов и сплавов — 10 — 430 Вт/(м • К). К числу теплоизоляционных материалов относят материалы с коэффициентом теплопроводности менее 5 Вт/(м • К).

При увеличении объемного веса материала, его влажности теплопроводность возрастает. Значения коэффициентов теплопроводности строительных материалов приведены в приложении 4. Различные виды теплообмена (теплопроводность, конвекция и тепловое излучение) на практике протекают одновременно. Это так называемый сложный теплообмен. В теплотехнических расчетах при сложном теплообмене пользуются общим суммарным коэффициентом теплоотдачи. Такой суммарный процесс теплообмена называют теплопередачей.

Количество теплоты, переносимой в единицу времени, называют тепловым потоком (Q). Отношение Q к единице площади (F, м²) называют поверхностной плотностью теплового потока (q, Вт/м²).

Тепловой поток, проходя через ограждение, встречает сопротивление теплопереходу. Чем толще конструкция и меньше коэффициент теплопроводности материала, тем выше сопротивление теплопереходу, то есть термическое сопротивление материального слоя прямо пропорционально его теплопроводности.

Термическое сопротивление отдельного материального слоя (R, м² • К/Вт) выражают отношением его толщины к коэффициенту его теплопроводности. δ

R = δ : λ

где δ — толщина материального слоя, м;

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м • К).

Если ограждение состоит из нескольких плоских слоев, расположенных перпендикулярно направлению теплового потока, термическое сопротивление будет равно их сумме

R = δ₁ : λ₁ + δ₂ : λ₂ + . . . + δ_n : λ_n

При наличии в многослойном ограждении замкнутой воздушной прослойки ее также учитывают в сумме термических сопротивлений, прибавляя термическое сопротивление воздушной прослойки (R в.п.) которое находится по справочным таблицам.

Для расчета перехода теплоты в результате лучистого и конвективного теплообмена у внутренней и наружной поверхности конструкции применяют коэффициенты теплообмена: если поверхность воспринимает теплоту, то коэффициент теплообмена называют коэффициентом тепловосприятия α_в, Вт/(м² • К); если же от поверхности теплота передается воздуху, то коэффициентом теплоотдачи α_n, Вт/(м² • К). Обратные им величины l/α_в и 1/α_n называют термическим сопротивлением тепловосприятию Rв_ъ) и термическим сопротивлением теплоотдаче (R_H).

Сумму термических сопротивлений, преодолеваемых тепловым потоком через ограждение, называют общим термическим сопротивлением r_о.

Общее термическое сопротивление (Rg) конструкции с учетом сопротивления тепловосприятию на ее внутренней и теплоотдачи на внешней поверхности рассчитывается по формуле:

r_о= 1 : α_n + Σ δ : λ_в + 1 : β_н

При расчетах теплопотерь через плоские стенки вместо термического сопротивления r_о, принимают обратную ему величину, называемую коэффициентом теплопередачи К, Вт/(м² • К).

Blog

Александров ю. А

Содержание

Таблица 10

Объемно-планировочные решения здания