Инженерные сети

8.ОТОПЛЕНИЕ И  ВЕНТИЛЯЦИЯ ЗДАНИЙ

8.1. Система отопления  зданий

Система присоединения отопления и горячего водоснабжения к теплосети может быть зависимой и независимой. В зависимой системе присоединения давление из теплосети передается в отопительную систему неизменным. В независимой системе давление отопительной системы выше, а присоединение происходит через водоподогреватель. Эта система используется для зданий повышенной этажности, она значительно дороже.

В местах присоединения тепловых сетей к внутренним системам потребления располагают тепловые пункты, предназначенные для подготовки теплоносителя к использованию его потребителем, т. е. для обеспечения нормальных температуры и давления, регулирования расхода и учета потребления теплоты.

Расчетная температура в теплосети составляет 150 °С. Для использования в промышленности такая температура приемлема, для жилищно-коммунального хозяйства ее снижают до 95 °С, подмешивая воду из обратной трубы через специально установленный элеватор.

Тепловой пункт для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения одного здания называется индивидуальным (ИТП), для присоединения систем нескольких зданий — центральным (ЦТП). В тепловом пункте располагают элеваторы, смесительные насосы, теплообменники, системы горячего водоснабжения, приборы контроля и регулирования параметров теплоносителя, устройства защиты от коррозии и накипи. Применение ЦТП экономичнее, чем ИТП, однако ИТП используют для отдельных сложных объектов.

Система отопления обеспечивает в зданиях в холодный период года нормальный тепловлажностный режим. Сроки отопительного периода зависят от климатических условий.

Система отопления зданий состоит из источника тепла, теплопроводов и отопительных приборов. По виду теплоносителя системы отопления могут быть водяные, паровые, воздушные и с антифризом. Паровая система отопления может быть низкого и высокого давления. При выборе теплоносителя сравнивают основные свойства и характеристики (теплоемкость, теплопроводность, плотность, стоимость, недефицитность, безвредность, неагрессивность к материалу труб), подбирая наиболее целесообразный вариант.

8.2. Отопительные  приборы

При расчете системы отопления следует учитывать потери тепла через ограждающие конструкции. Отопительные приборы должны удовлетворять теплотехническим, архитектурно-строительным, монтажным и эксплуатационным требованиям. По способу передачи тепловой энергии различают приборы конвективного и радиационного теплообмена; по динамическим характеристикам — безинерционные, малоинерционные и инерционные. Отопительные приборы могут быть сделаны из чугуна, стали, алюминия. Наиболее применимы из них следующие:

Трубные регистры — из гладких стальных труб диаметром 32... 100 мм, соединенных сваркой. Они обладают высокими показателями теплоотдачи, гигиеничны, однако внешне выглядят не эстетично. Их применяют для технических целей.

Радиаторы из чугуна секционные литые. Стойки к коррозии, выдерживают гидравлическое давление 0,6 М Па.

Радиаторы стальные изготавливают из листовой холоднокатаной стали толщиной 1,24... 1,50 мм. Они обладают хорошими теплотехническими и эстетическими свойствами, но не стойки к коррозии.

Ребристые чугунные трубы с круглыми ребрами обладают хорошей теплоотдачей, компактны, дешевы в изготовлении и монтаже. Их применяют в промышленности и сельском хозяйстве. Но они не эстетичны и не гигиеничны, поэтому не применяются в гражданских зданиях.

Конвекторы имеют ребристую поверхность большой площади и очень высокой теплоотдачи. Они эстетичны, но не гигиеничны (трудно удалить пыль из щелей). Выпускаются конвекторы без кожуха типа «Аккорд» и с кожухами типов "Комфорт" и "Универсал". Эти отопительные приборы наиболее распространены в гражданском строительстве.

Бетонные отопительные панели со встроенными стальными трубами отопления в виде змеевика. Применение их экономично, не требует ухода и площади. Однако их применение для наружных стен сопряжено с риском промерзания.

Аналогично из систематически уложенных труб устраивают систему отопления в полах, конструкция которых должна допускать возможность эксплуатационного надзора. Этот способ отопления комфортен, но дорог.

Расчет необходимого числа отопительных приборов сводится к определению их необходимой поверхности, т. е. ее тепловой мощности. Расчетная тепловая мощность отопительного прибора равна величине теплопотери помещения, умноженной на коэффициент 0,95. Теплопотери ограждающих конструкций вычисляются по СНиП II-3-79**. Площади ограждающих конструкций рассчитывают с точностью до 0,1 м по внешним размерам проемов и простенков.

В системе водяного отопления применяют однотрубные и двухтрубные стояки. Отопительные приборы могут быть присоединены к стояку с одной или с двух сторон, однако одностороннее присоединение отопительных приборов к стояку проще в изготовлении. Вода циркулирует в системах либо за счет естественного охлаждения, либо из-за воздействия циркуляционного насоса.

В системах парового отопления насыщенный водяной пар может быть применен с начальным давлением менее 0,07 МПа (низкое давление) и более 0,07 МПа (высокое давление). Возвратные линии транспортируют конденсат либо самотеком (замкнутые системы), либо с помощью питательного насоса (разомкнутые системы). Их устанавливают с верхней, нижней и промежуточной прокладками паропровода. Температура парового отопления очень высока, поэтому из условий техники безопасности в гражданских зданиях его не используют.

Системы воздушного отопления объединяют в себе функции отопления и вентиляции. В них наружный (рециркуляция) или внутренний (циркуляция) воздух используется для обогрева помещения. Воздух нагревается в калориферах (теплообменниках), которые используют газ, электричество, пар или воду. Естественно или с механически побуждением создаваемым вентилятором, воздух подается в отапливаемое помещение. Этот способ используется для экономии места, по архитектурно-конструктивным решениям или в больших помещениях как дежурный для поддержания в нерабочее время температуры в производственных зданиях. Направленный обогрев применяют для отсечения холодного воздуха из открытых дверей и ворот. Перед ними устанавливают калориферы воздушных тепловых завес. Тепловые завесы широко применяют в общественных и производственных зданиях. Расчетные параметры наружного воздуха принимают по СНиП 2.04.05-91*.

Печное отопление используют в одно - или двухэтажных жилых и общественных зданиях в сельской местности. Печи выкладывают из полнотелого и шамотного кирпича с применением глины, песка, извести. Их сооружение требует специальных знаний и навыков и весьма трудоемко. В настоящее время разработаны очень экономичные малогабаритные индустриальные металлические печи. Печи топят дровами и углем. Эксплуатация печей трудоемка, требует затрат ручного труда. При печном отоплении существует пожароопасность и возможно появление угарного газа.

Печи подразделяют по теплоотдаче на нетеплоёмкие и теплоёмкие. Нетеплоёмкие печи запроектированы с небольшим количеством внутренних колен дымохода или без них. Разновидностью их являются камины. Они обогревают помещение лишь во время топки за счет лучистой энергии огня. Теплоемкие печи имеют большую протяженность дымоходов и более инерционные стенки. Они более теплоемки: дольше удерживают и излучают тепло.

Особое внимание при установке печи следует уделять изоляции от нее деревянных и сгораемых конструкций, которые не должны соприкасаться с дымоходом без теплоизолирующих прокладок или кирпичных разделок. Дымовые трубы выводят над поверхностью кровли на 0,5 м выше конька крыши, если ось трубы находится не дальше 1,5 м от него, вровень с коньком при удалении от него по горизонтали до З м и на 100 ниже уровня конька по мере удаления трубы к краю ската крыши. Печи должны отстоять от сгораемых стен не менее чем на 130 мм. При этом стена должна быть защищена кирпичной кладкой толщиной 65 мм или штукатуркой по металлической сетке толщиной 25 мм.

8.3 Вентиляция

На теплоощущения человека, на течение точных технологических процессов оказывают влияние такие параметры воздуха, как температура, влажность и скорость перемещения. Для поддержания воздушной среды в заданных пределах применяют вентиляцию и кондиционирование помещений.

Вентиляция — это совокупность мероприятий по организации воздухообмена в помещении. Вентиляция представляет собой процесс замены воздуха внутренних помещений, обеспечения заданного микроклимата. Вентиляция необходима для поддержания чистоты воздуха. При загрязненном воздухе, который содержит примеси вредных веществ, углекислый газ, пыль, воздухообмен помещения происходит за счет движения чистого воздуха, заменяющего отработанный, в результате чего воздушная среда приходит в соответствие санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям. Система вентиляции состоит из инженерных устройств, содержащих воздуховоды и их оборудование.

Вентиляция подразделяется:

• по способу создания потока воздуха (естественная — вследствие разности температур или давлений воздуха внутри и вне данного помещения; искусственная (механическая) — с использованием приборов для принудительного перемещения воздуха);

• по назначению (приточная; вытяжная);

• по зоне обслуживания (местная — для отдельных участков; общеобменная — для всего помещения; комбинированная);

• по конструкции (канальная; бесканальная).

Параметры воздуха в помещении при применении любых схем вентиляции зависят от параметров наружного воздуха.

Естественная вентиляция. Система естественной вентиляции гражданских зданий предусматривает устройство вытяжки из помещений эксплуатируемых подвалов, гаражей, спортивных помещений, кухонь, санузлов, ванных комнат и др. В жилых и общественных зданиях при естественной вытяжной вентиляции используют вентиляционные каналы, которые могут располагаться во внутренних стенах зданий или быть приставными и подвесными. Вентиляционные каналы осуществляют вытяжку воздуха из верхней части помещений через вентиляционные решетки. Их устанавливают не ниже 2 м от пола. Вентиляционные каналы в кирпичных внутренних стенах имеют размеры 140х270 мм. для вентиляции смежных и близкорасположенных помещений через подвесные несгораемые короба с вентиляционными решетками может быть задействован один канал.

В кирпичных зданиях на уровне чердака близкорасположенные каналы объединяют в одну вентиляционную шахту. Вентиляционные каналы из помещений, ориентированных к разным фасадам не объединяют. В крупноблочных зданиях для вытяжной естественной вентиляции используют вертикальные вентиляционные блоки внутренних стен, в крупнопанельных зданиях — несгораемые приставные и подвесные асбестоцементные короба. В теплом чердаке каждой секции этих зданий отработанный воздух из вентиляционных каналов объединяется и выходит в атмосферу через одну вентиляционную шахту Если чердак холодный, то вытяжные вентиляционные шахты делают ‚утепленными во избежание выпадения на их стенках конденсата. Скорость движения воздуха в естественной вытяжной вентиляции составляет 0.5...1.0 м/с.

Естественная вентиляция хорошо работает в холодное время при температуре наружного воздуха 5 °С и ниже. Для улучшения работы системы над вытяжным каналом на крыше устанавливают дефлектор. Естественная вытяжная система вентиляции обладает следующими достоинствами:

• проста в эксплуатации;

• экономична;

• занимает малый объем здания.

Недостатки системы естественной вентиляции:

• работает только при разнице температур внутреннего и наружного воздуха;

• отсутствует возможность регулирования системы и обрабатываемости воздуха, приток воздуха осуществляется естественным путем;

• сложна прочистка каналов.

Механическая вентиляция. Она представляет собой вентиляционные системы, приточные и вытяжные, работающие с помощью вентилятора. В системах искусственной вентиляции используют вентиляторы осевые и центробежные. Достоинства этой системы состоят в возможности обработки воздуха: подогреве, охлаждении, очистке от пыли, увлажнении или осушении.

Воздух подогревают в калориферах, очищают от пыли разных фракций (тонкой, средней, грубой), примесей через фильтры. Пыль тонкой и средней фракций удаляется через приточные установки, а грубые примеси фильтруются только на вытяжных.

Приточные вентиляционные системы предусматривают в помещениях, назначение которых обусловливает специальные требования к обмену воздуха. При этом сечение и количество воздуховодов определяют по СНиП 2.04.05-91.

8.4. Кондиционирование  воздуха

Если невозможно средствами вентиляции обеспечить заданные параметры воздуха, то в помещении используют кондиционирование — автоматическое поддержание определенных параметров среды (температуры, запыленности, относительной влажности, подвижности). Кондиционирование помогает исключить влияние изменения метеорологических условий, сезонных колебаний влажности на внутренний микроклимат помещений. Его широко при меняют в производственных помещениях с большим пылеотделением (в деревообрабатывающей, ткацкой, химической промышленностях), а также в помещениях с повышенными требования ми к чистоте воздуха (электронная, часовая. фармакологическая промышленность, операционные блоки больниц ц т. д.) для соблюдения технологических условий. Кондиционирование воздуха используется также для создания в помещениях комфорта, под держания оптимальных условий жизнедеятельности людей.

Система кондиционирования воздуха (СКВ) включает в себя ‚устройства для охлаждения или нагрева воздуха, его очистки (фильтрации, ионизации), увлажнения или осушения, причем СКВ позволяет поддерживать заданные свойства (кондиции) внутренне го воздуха помещения независимо от параметров наружного (атмосферного) воздуха.