I CZĘŚĆ OPISOWA

1. Przedmiot i zakres opracowania

Celem opracowania jest projekt wentylacji nawiewno-wywiewnej dla sali audytoryjnej mieszczącej 28 osób. Sala audytoryjna znajduje się w nowym biurowcu Ikea Center w Szczecinie przy ulicy Wyszyńskiego . Pomieszczenie znajduje się na 3 piętrze w 4 piętrowym budynku. Sala ma powierzchnię 119 m². Okna umiejscowione są od strony południowej. Wysokość pomieszczenia wynosi 2,7m. I strefa klimatyczna.

1. Zakres opracowania

Zakres opracowania obejmuje instalację przewodów nawiewnych i wywiewnych z doborem nawiewników, wywiewników, czerpni, wyrzutni oraz centrali wentylacyjnej.

1. Podstawa opracowania

Podstawą opracowania projektu są:

- wytyczne określone przez prowadzącego zajęcia projektowe,

- polskie normy i rozporządzenia

- projekt i wymiary sali audytoryjnej

-materiały pomocnicze system air

- katalogi Lindab i Alnor

1.4 Opis instalacji.

Zaprojektowana instalacja wentylacyjna składa się z 12 nawiewników firmy LindabComfort - PKA-315 bez komory wyrównawczej czterodrożny. Wydajność jednego nawiewnika wynosi 581m3/h. Powietrze usuwane jest za pomocą 7 wywiewników firmy Lindab- PKA-400 + MBF-1 każdy transportuje 1000m3/h. Przewody układu wentylacyjnego zostały zaprojektowane z odcinków prostych SPR-C firmy Alnor, kolano BSL-C, redukcja RPCL-C, trójnik TPCL-C, trójnik Orłowy YSVL-C. Dobrana została wyrzutnia VHK 500 z firmy Alnor straty ciśnienia wynoszą 60 Pa, wyrzutnia znajduje się na dachu budynku. Dobrana została czerpnia, jest taka sama jak wyrzutnia, straty na czerpni wynoszą 80 Pa. Pomieszczenie wentylatorowi znajduje się obok sali audytoryjnej, dlatego też aby nie przekraczać poziomu ciśnienia akustycznego w sali, należy wytłumić pomieszczenie z wentylatorem płytą wiórową i wełną.

II CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

1. Obliczenia obciążenia cieplnego budynku:

Obliczanie zysków ciepła:

Q=Q_OK+Q_SC+Q_O+Q_L+Q_U[W]

Q- całkowite zyski ciepła [W]

Q_OK- zyski ciepła od słońca od przegrody przezroczystej [W]

Q_SC- zyski ciepła od słońca od przegrody nieprzezroczystej [W]

Q_O- zyski ciepła od oświetlenia [W]

Q_L- zyski ciepła od ludzi ( jawne i utajone) [W]

Q_U- zyski ciepła od urządzeń [W]

1. Zyski ciepła dla lata.

Parametry powietrza zewnętrznego:

t_z- temperatura zewnętrzna [ºC]

i – entalpia [$\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$]

x – zawartość wilgoci[ $\frac{g}{\text{kg}}$]

𝜙 – wilgotność względna [%]

t_z=30 ºC

i=60,8[$\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$]

x=12,4[ $\frac{g}{\text{kg}}$]

𝜙=52%

Parametry powietrza wewnętrznego przyjmowane do obliczeń:

1. Maksymalna prędkość powietrza [$\frac{m}{s}$]

2. Temperatura pomieszczenia [ºC]

3. Wilgotność względna powietrza [%]

A=0,3 [$\frac{m}{s}$]

B=18[ºC]mała aktywność fizyczna

C=50 [%]

1.2. Zyski ciepła od ludzi

Zyski ciepła jawnego

Q_L = φ • n • q_j[W]

φ- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi (0,8)

n- liczba osób (28)

q_j-jednostkowy strumień ciepła oddany do otoczenia

Q_L = 0, 8 • 28 • 65 = 1456 [W]

Zmniejszam o 10% ze względu na pracę kobiet w biurze

Q_L = 0, 8 • 28 • 65 • 0, 9 = 1310, 4 [W]

Zyski ciepła utajonego

$$W = \varphi \bullet n \bullet w_{j}\ \lbrack\frac{g}{h}\rbrack$$

w_j- jednostkowy stumień pary wodnej oddawany do otoczenia przez człowieka w zależności od aktywności i temperatury otoczenia.

$$W = 0,8 \bullet 28 \bullet 119 = 2665,6\lbrack\frac{g}{h}\rbrack$$

Zmniejszam o 10% ze względu na pracę kobiet w biurze

$$W = 0,8 \bullet 28 \bullet 119 \bullet 0,9 = 2399,4\left\lbrack \frac{g}{h} \right\rbrack \rightarrow 2,4\left\lbrack \frac{\text{kg}}{h} \right\rbrack$$

3. Zyski od oświetlenia elektrycznego

Q_O = N • φ • α • k  • A[W]

N- całkowita moc zainstalowana [$\frac{W}{m^{2}}\rbrack$ -> 20[$\frac{W}{m^{2}}\rbrack$ Lampy fluorescencyjne

φ- współczynnik równoczesności (0,8)

α- współczynnik uwzględniającu odprowadzanie ciepła przez oprawy wentylowane ( dla opraw niewentylowanych α=1)

k- współczynnik akumulacji (budynek o małej akumulacyjności ciepła, swobodnie zawieszana, świecąca powyżej 8 godzin) wynosi (1,0)

A-Powierzchnia pomieszczenia (119 m²)

Q_O = 20 • 0, 8 • 1 • 1 • 119 = 1904[W]

1.4 Zyski ciepła od słońca przez przegrody przezroczyste

Dla pojedynczego okna:

Q_OK = F • [Φ₁•Φ₂•Φ₃•(k_C•R_S•I_cmax+k_r•R_C•I_rmax)+U_OK•(t_z−t_p)][W]

F- powierzchnia okna w świetle muru [m²] (8 m²)

Φ₁- udział powierzchni szkła w powierzchni okna (0,8)

Φ₂- poprawka ze względu na wysokość nad poziomem morza (1)

Φ₃- współczynnik uwzględniający rodzaj oszklenia i urządzenia przeciwsłoneczne (okno podwójnie szklone od zewnątrz, szkło pochłaniające 48 do 56%, od wewnątrz zwykłe, żaluzje wewnętrzne pod kątem 45º, jasne o dużym połysku)wynosi (0,36)

R_S- stosunek powierzchni nasłonecznionej do całkowitej (1)

R_C- stosunek powierzchni zacienionej do całkowitej (R_S+R_C=1)

I_cmax, I_rmax- maksymalne wartości natężenia promieniowania całkowitego i rozproszonego dla szkła grubości 3mm [$\frac{W}{m^{2}}\rbrack$ , dla miesiąca Lipca dla orientacji przegrody S, w obszarze dużych miast wynosi (509)

k_C, k_r- współczynnik akumulacji ( 0,79)

U_OK- współczynnik przenikania ciepła przez okna dla całego okna(1,4) [$\frac{W}{m^{2}K}\rbrack$

t_z- obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego 22,5 [ºC]

t_p- obliczeniowa temperatura w pomieszczeniu 26 [ºC]

Q_OK = 8 • [0,8•1•0,36•(0,79•1•509+0,79•0•509)+1,4•(22,5−26)] = 887, 26[W]

1.5 Zyski ciepła od słońca przez przegrody nieprzezroczyste

Zyski ciepła dla danej przegrody zewnętrznej ( z pominięciem części przezroczystych- okien)

Q_SC = F • K • t_r[W]

Q_SC = 29, 8 • 0, 5 • 4, 5 = 67, 05[W]

F – pole powierzchni przegrody nieprzezroczystej [m²]

K – współczynnik przenikania ciepła przegrody[ $\frac{W}{m^{2} \bullet K}$] bo posiadam ścianę z betonu lekkiego z ociepleniem od strony zewnętrznej ( żelbet 25cm K = 0,5 , masa jednostkowa 207 kg/m²)

t_r- równoważna różnica temperatur [K]

( 0 K) dla godziny 12

t_r = t_r+(t_zm − 24)+(26−tp) + β[K]

t_r = 0+(30 − 24)+(26−26) − 1, 5 = 4, 5[K]

1.6 Zyski ciepła od urządzeń elektrycznych

6 komputerów osobistych x 250 W

1 projektor x 2000 W

1 zestaw głośnikowy x 1640 W

Q_U = 6 • 250 + 2000 + 1640 = 5140W

1.7 Całkowity bilans ciepła

Q=Q_OK+Q_SC +Q₀+Q_L+Q_U[W]

Q=887,26+67,05 +1310,4+1904+5140=9308,71[W]

1.7 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego na podstawie obciążenia cieplnego pomieszczenia ( zysków ciepła)

$$V = \frac{Q_{\max} \bullet 3,6}{\rho \bullet C_{p} \bullet (t_{u} - t_{n})}\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_max- największa sumaryczna wartość zysków ciepła w pomieszczeniu [W]

ρ- gęstość powietrza (1,2$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$)

C_p- ciepło właściwe powietrza ( 1$\frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$)

t_n- temperatura powietrza nawiewanego 30 [K]

t_u- temperatura powietrza usuwanego z pomieszczenia [K] gdzie t_u = t_p bo wysokość mniejsza niż 4m czyli 32 [K]

$$V = \frac{9308,71 \bullet 3,6}{1,2 \bullet 1 \bullet (34 - 30)} = 6981,53\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

2.1 Zyski ciepła dla zimy.

Parametry powietrza zewnętrznego:

t_z- temperatura zewnętrzna [ºC]

i – entalpia [$\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$]

x – zawartość wilgoci[ $\frac{g}{\text{kg}}$]

𝜙 – wilgotność względna [%]

t_z=-16 ºC

i=-13,4[$\frac{\text{kJ}}{\text{kg}}$]

x=1,1 [ $\frac{g}{\text{kg}}$]

𝜙=100%

Parametry powietrza wewnętrznego przyjmowane do obliczeń:

t_i- 22 ºC

v- 0,2[$\frac{m}{s}$]

2.2. Zyski ciepła od ludzi

Zyski ciepła jawnego

Q_L = φ • n • q_j[W]

φ- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi (0,8)

n- liczba osób (28)

q_j-jednostkowy strumień ciepła oddany do otoczenia

Q_L = 0, 8 • 28 • 87 = 1948, 8 [W]

Zmniejszam o 10% ze względu na pracę kobiet w biurze

Q_L = 0, 8 • 28 • 65 • 0, 9 = 1753, 92 [W]

2.3 Zyski od oświetlenia elektrycznego

Q_O = N • φ • α • k  • A[W]

N- całkowita moc zainstalowana [$\frac{W}{m^{2}}\rbrack$ -> 20[$\frac{W}{m^{2}}\rbrack$ Lampy fluorescencyjne

φ- współczynnik równoczesności (0,8)

α- współczynnik uwzględniającu odprowadzanie ciepła przez oprawy wentylowane ( dla opraw niewentylowanych α=1)

k- współczynnik akumulacji (budynek o małej akumulacyjności ciepła, swobodnie zawieszana, świecąca powyżej 8 godzin) wynosi (1,0)

A-Powierzchnia pomieszczenia (119 m²)

Q_O = 20 • 0, 8 • 1 • 1 • 119 = 1904[W]

2.4 Zyski ciepła od urządzeń elektrycznych

6 komputerów osobistych x 250 W

1 projektor x 2000 W

1 zestaw głośnikowy x 1640 W

Q_U = 6 • 250 + 2000 + 1640 = 5140W

2.5 Całkowite zyski ciepła dla zimy

Q= Q₀+Q_L+Q_U[W]

Q= 1904+1753,92+5140=8797,92[W]

3 Obliczanie wymaganej ilości powietrza wentylacyjnego

3.1Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego na podstawie obciążenia cieplnego pomieszczenia ( zysków ciepła)

$$V = \frac{Q_{\max} \bullet 3,6}{\rho \bullet C_{p} \bullet (t_{u} - t_{n})}\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Q_max- największa sumaryczna wartość zysków ciepła w pomieszczeniu [W]

ρ- gęstość powietrza (1,2$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$)

C_p- ciepło właściwe powietrza ( 1$\frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$)

t_n- temperatura powietrza nawiewanego 22 [K]

t_u- temperatura powietrza usuwanego z pomieszczenia [K] gdzie t_u = t_p bo wysokość mniejsza niż 4m czyli 26 [K]

$$V = \frac{8797,92 \bullet 3,6}{1,2 \bullet 1 \bullet (26 - 22)} = 6598,44\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

3.2 Obliczanie ilości powietrza na podstawie zysków pary wodnej.

$$V = \frac{W \bullet 10^{3}}{\rho \bullet (X_{u} - X_{n})}\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

W- ilość wydzielanej do pomieszczenia pary wodnej $\lbrack\frac{\text{kg}}{h}\rbrack$ (2,4)

X_u- zawartość pary wodnej w pomieszczeniu usuwanym $\lbrack\frac{g}{\text{kg}}\rbrack$ (11,1) dobrane z wykresu moliera

X_n- zawartość pary wodnej w pomieszczeniu nawiewanym $\lbrack\frac{g}{\text{kg}}\rbrack$ (8,7)

ρ- gęstość powietrza (1,2$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$)

$$V = \frac{2,4 \bullet 10^{3}}{1,2 \bullet (11,1 - 8,7)} = 833,33\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

3.3 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego przy uwzględnieniu wymaganej krotności wymian.

$$V = n \bullet V_{p}\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Vp- kubatura pomieszczenia [m³] (321,3m³ )

n- wymagana krotność wymian w pomieszczeniu [h⁻¹] (8)

$$V = 8 \bullet 321,3 = 2570,4\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

3.4 Obliczanie ilości powietrza wentylacyjnego w zależności o ilości osób

$$V = n \bullet V_{i}\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

V_i- ilość powietrza świeżego przypadająca na jedną osobę $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$ (40)

n- ilość osób (28)

$$V = 28 \bullet 40 = 1120\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

4. Dobór elementów instalacji.

4.1 Dobór nawiewnika

Zakładana ilość nawiewników 12

$$V_{\text{naw}} = \frac{6981,53}{12} = 581,794\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$$

Dobrano 12 nawiewników firmy Lindab – nawiewnik PKA-315 bez komory wyrównawczej czterodrożny.

Zasięg I₀₂- 3,5 m dla 315 i 581m3/h

La dB(A) wynosi 32 przy stracie ciśnienia 35 Pa dla 581m3/h

4.2 Dobór wywiewników

Dobrano 7 wywiewników firmy Lindab- PKA-400 + MBF-1 każdy transportuje 1000m3/h,

La dB(A)- 30 a strata wynosi 35 Pa

4.3 Dobór wyrzutni.

Dobrano wyrzutnię VHK z firmy Alnor , strata ciśnienia wynosi 60 Pa dla przepływu 7000m3/h

4.4 Dobór centrali nawiewno-wywiewnej.

Dobrano centralę firmy VTS, zestaw CV-A 2-P/XH-1354B/7-7/7-7, zastosowano filtr, wymiennik krzyżowy, nagrzewnica wodna, wentylatory, tłumiki, odkraplacz.

Obliczenie sieci przewodów wentylacji nawiewnej	w budynku
Nr Węzła	Vh	Vs	d	R	I	RI	v	ζ	Z	Δpc
	m³/h	m³/s	mm	Pa	m	Pa/m	m/s	Pa	Pa	Pa
1 do 2	6981,53	1,939314	500	3	3,84	11,52	9,881854	0,74	43,35706	54,87706
2 do 3	3490,765	0,969657	355	1,8	3,68	6,624	9,801482	1,27	73,20462	79,82862
3 do 4	2908,971	0,808048	355	1,8	2,057	3,7026	8,167902	0,92	36,82647	40,52907
4 do 5	2327,177	0,646438	355	1,8	2	3,6	6,534322	0,92	23,56895	27,16895
5 do 6	1745,383	0,484829	315	1,4	2	2,8	6,2244	1,2	27,89507	30,69507
6 do 7	1163,589	0,323219	315	1,4	2	2,8	4,149601	1,15	11,88124	49,68124
7 do 8	581,795	0,16161	315	1,4	1,94	2,716	2,074802	0,44	1,136468	38,85247
										282,78
Cześć nawiewna na zewnątrz
1 do 2	6981,53	1,939314	500	3	0,9	2,7	9,881854	0,22	12,88994	95,58994
								Suma Całkowita	378,3699
Obliczanie sieci przewodów wentylacji wywiewnej
Nr Węzła	Vh	Vs	d	R	I	RI	v	ζ	Z	Δpc
	m³/h	m³/s	mm	Pa	m	Pa/m	m/s	Pa	Pa	Pa
1 do 2	6981,53	1,939314	500	3	6,152	18,456	9,881854	1,14	66,79331	85,24931
2 do 3	5984,17	1,662269	500	3	1,36	4,08	8,470163	0,92	39,6025	43,6825
3 do 4	4986,81	1,385225	500	3	2,04	6,12	7,058471	0,92	27,50175	33,62175
4 do 5	3989,45	1,108181	500	3	1,98	5,94	5,64678	0,92	17,60114	23,54114
5 do 6	2992,09	0,831136	450	2,6	1,97	5,122	5,228504	0,92	15,09017	20,21217
6 do 7	1994,73	0,554092	450	2,6	2,036	5,2936	3,485675	0,92	6,706763	47,00036
7 do 8	997,37	0,277047	400	2,4	1,985	4,764	2,20579	0,22	0,642247	40,40625
										253,3072
Wywiew do wyrzutni
1 do 2	6981,53	1,939314	500	3	4,66	13,98	9,881854	0,22	12,88994	86,86994
								Suma Całkowita	340,1772