Тема лекции: Инженерные системы промышленных предприятий
A.
II.
D. Составляют список недостатков прототипа
C. Выбирают прототип
B. Определяют назначения или функции обьекта который должен появится в результате решения задач определяют условия функционирования и полезности обьекта.
A. Формулируют задачу по различным условиям
E. Формулируют задачу которую можно представить в виде следующего требования : Найти такое техническое решение которое бы реализовало обьект в нужной функции и не имело бы недостатков присущих прототипу.
1Понятие о микроклимате и назначение отопительных устройств.
2 Местное отопление: газовое, электрическое.
3Классификация вентиляционных систем. Местная вентиляция. Аварийная вытяжная вентиляция.
4 Кондиционирование воздуха: местное, центральное, автономное и промышленное. Очистка промышленных выбросов.
5 Водоснабжение.Нормы потребления воды на производственные и хозяйственно-бытовые нужды. Противопожарное водоснабжение.
6 Канализация.Внутренняя канализация. Внутренние водостоки. Наружные канализационные сети. Требования к производственным сточным водам.
1 Водный кодекс Республики Беларусь от 15 июля 1998 г. № 191-3.
2 Закон Республики Беларусь «О питьевом водоснабжении» от 24 июня 1999 г.
3 Георгиевский, О.В. Справочное пособие по строительному черчению
4 Ильяшев, А. С. Пособие по проектированию промышленных зданий
5 Ливчак, И.Ф. Основы промышленного строительства и санитарной техники. Часть II. Основы санитарной техники
6 Свистунов, В.М. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства
7 ТКП 45-1.01-4-2005 (02250) Система технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь. Национальный комплекс технических нормативных правовых актов в области архитектуры и строительства. Основные положения
8 СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
9 ТКП 45-1.03-85-2007 (02250) Внутренние инженерные системы зданий и сооружений. Правила монтажа
18 ТКП 45-4.02-184-2009 (02250) Тепловые сети бесканальной прокладки из полимерных труб предварительно термоизолированных пенополиуретаном в полиэтиленовой оболочке. Правила проектирования и монтажа
18 Санитарные правила и нормы Республики Беларусь. СанПин 2.1.2.12-33-2005 Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения
19 ГОСТ 21.205-93Условные обозначения элементов санитарно – технических систем
1 Понятие о микроклимате и назначение отопительных устройств.
Микроклимат производственных помещений – это метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения.
Рабочая зона - пространство, ограниченное по высоте 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного (временного) пребывания работающих (ГОСТ 12.1.005).
Указанный ГОСТ и СанПиН 9-80-98 устанавливают оптимальные и допустимые параметры микроклимата в зависимости от характеристики производственных помещений, периода года, категории тяжести работы и условий рабочего места.
Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений устанавливает СанПиН 9-80-98, по которому показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются температура, относительная влажность и скорость движения воздуха, интенсивность теплового облучения и температура поверхностей технологического оборудования и ограждающих конструкций. Указанные документы вводят понятия оптимальных и допустимых параметров микроклимата.
Оптимальные микроклиматические условия - сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.
Допустимые микроклиматические условия - сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать переходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные тепловые ощущения, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.
Параметры микроклимата устанавливаются на два периода года - холодный и теплый.
Холодный - период года, характеризующийся среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 °С и ниже.
Теплый - период года со среднесуточной температурой наружного воздуха выше +10 °С.
Среднесуточная температура наружного воздуха представляет собой среднюю величину температуры наружного воздуха, измеренную в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Она принимается по данным метеорологической службы.
Физическая тяжесть работы определяется энергетическими затратами в процессе трудовой деятельности, в соответствии с ГОСТ 12.1.005, а также СанПиН 9-80-98 физические работы подразделяются на легкие, средней тяжести и тяжелые.
Легкие физические работы подразделяются на две категории:
Iа - энергозатраты составляют до 139 Вт и Iб - энергозатраты составляют 140-174 Вт.
K категории Iа относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся, незначительным физическим усилием.
К категории Iб относятся работы, проводимые сидя, стоя или связанные c ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим усилием.
Физические работы средней тяжести подразделяются на две категории: IIа - энергозатраты составляют 176-232 Bт и IIб - энергозатраты доставляют 233-290??? Вт.
К категории IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий.
К категорий IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и переносом тяжестей до 10 кг и требующие умеренного физического усилия.
началоТяжелые физические работы (категория III) характеризуются расходом энергии более 290 Вт. К этой категории относятся работы, связанные с постоянным передвижением, перемещением и перенесением значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.
Характеристика производственных помещений по категориям выполняемых в, них работ в зависимости от затрат энергии определяется в соответствии с ведомственными нормативными документами, согласованными в установленном порядке, исходя из категории работ, выполняемых 50% работающими и более в соответствующем помещении.
Параметры микроклимата в рабочей зоне должны соответствовать оптимальным значениям.
Следует иметь в виду, что оптимальные параметры микроклимата распространяются на всю рабочую зону, допустимые - устанавливаются дифференцированно постоянных и непостоянных рабочих мест.
Оптимальные параметры микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, в которых выполняются работы операторского характера, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники), а же в других помещениях при выполнении работ аналогичного характера (температура - 22-24 °С, относительная влажность - 60-40%, скорость движения воздуха - небо-лее 0,1м/с).
Оптимальные температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений.Период года Категория работ Температура воздуха, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, М/с, не более
Период года
Категория работ
Температура воздуха, °С
Относительная влажность, %
Скорость движения воздуха, М/с, не более
Холодный
Легкая, Ia
Легкая, Iб
Средней тяжести, IIа
Средней тяжести, IIб
Тяжелая, III
22-24
21-23
19-21
17-19
16-18
40-60
40-60
40-60
40-60
40-60
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
Теплый
Легкая, Ia Легкая, Iб
Средней тяжести, IIа
Средней тяжести, IIб
Тяжелая, III
23-25
22-24
20-22
19-21
18-20
40-60
40-60
40-60
40-60
40-60
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
Кроме того, СанПиН 9-80-98 устанавливает оптимальную температуру поверхностей, которая в зависимости от категории тяжести работ, определена для холодного периода года от 15 до 25 °С, а теплого - от 18до 25 °С.
Перечень других производственных помещений, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы микроклимата, определяется отраслевыми документами, согласованными с органами государственного санитарного надзора.
Допустимые параметры микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям производства, техническим или экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные нормы.
Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений устанавливает СанПиН 9-80-98
Существенное значение для нормирования параметров, микроклимата в производственных помещениях имеет наличие явной теплоты, которая представляет теплоту, поступающую от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников теплоты и воздействующую на температуру воздуха в этом помещении.
В соответствий с СНБ 4.02.01-03 избытками явной теплоты называют превышение для данных эксплуатационных условий и микроклимата помещений количества явной теплоты, поступающей в помещение (здание, сооружение); над количеством явной-теплоты, выводимой или уходящей из помещения (здания, сооружения).
Согласно ГОСТ 12.1.005, производственные помещения по избыткам явной теплоты условно подразделяются на две группы:
♦ помещения с незначительными избытками явной теплоты (≤ 23 Дж/м3с);
♦ помещения со значительными избытками явной теп-латы (> 23 Дж/м3с), которые относят к категории «горячих цехов»..
В «горячих цехах» на долю инфракрасного излучения может приходиться до 2/3 выделяемой теплоты и только - 1/3 - на долю конвекционной. В «горячих цехах» нормируется также интенсивность теплового излучения.
В соответствии с ГОСТ 12.1.005 и СанПиН 19-80-98 интенсивность теплового облучения от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных, приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50% поверхности тела и более; 70 Вт/м2 - при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/м2 - при облучении не более 25% поверхности тела.
Интенсивность теплового облучения работников от открытых источников (нагретый металл, стекло, пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.
При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать верхних границ оптимальных значений для теплого периода года, а на непостоянных рабочих местах - верхних границ допустимых значений для постоянных рабочих мест.
С целью защиты работающих от ожогов температура наружных поверхностей технологического оборудования иограждающих его устройств не должна превышать 45 °С.
Если в производственных помещениях невозможно обеспечить допустимые нормативные величины показателей микроклимата из-за технологических требований, технической недостижимости или экономически нецелесообразно, то необходимо обеспечить з щиту работающих от возможного перегревания и охлаждения организма.
Для этого можно использовать системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование рабочих мест, помещения для отдыха обогревания с оптимальными параметрами микроклимата, спецодежду и другие средства индивидуальной защиты, регламентацию труда и отдыха и т.п.
Для защиты работающих от возможного перегревай или охлаждения при температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых величин время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) должно быть ограничено значениями, установленными СанПиН 9-80-98.
Из всех элементов здания наружные ограждающие конструкции имеют наибольшие потенциальные возможности для экономии энергии. Для того чтобы спроектировать эффективное в теплозащитном отношении наружное ограждение здания, необходимо хорошо представлять себе механизм теплопередачи.
Распространение тепла в здании происходит следующими споособами: лучеиспусканием, конвекцией, теплопроводностью в испарением (либо конденсацией).
Лучеиспускание — это процесс, при котором тепло передается от более горячего тела к более холодному, когда оба тела разделены воздушной прослойкой или между ними существует вакуум.
Конвекция — это процесс, при котором тепло передается из одной части пространства в другую благодаря движению молекул. Теплопроводность — процесс, при котором происходит перенос тепла в сплошной материальной среде от более нагретых к более холодным молекулам, когда эти молекулы находятся в непосредственном контакте между собой.
Испарение (или конденсация) имеет место при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое (превращение жидкости в газ или наоборот), сопровождающемся поглощением или выделением тепла.
Организм человека постоянно выделяет в окружающую среду тепло, количество которого зависит от возраста и выполняемой работы, (например, взрослый человек в состоянии покоя или умственного труда выделяет 80-87 Вт, а при тяжелой физической работе 230 – 280 Вт.).
Теплоотдача происходит тремя способами: конвекцией, испарением и лучеиспусканием. У человека, находящегося в спокойном состоянии, выделяется тепло в следующих долях: Конвекцией 35-40%, путем испарения 10-15%, лучеиспусканием 45-50%.
Для определения микроклимата, влияющего на самочувствие необходимо знать температуру и скорость движения воздуха, которые влияют на теплоотдачу конвекцией, относительную влажность, влияющую на теплоотдачу его испарением и температуру окружающих поверхностей, влияющую на теплоотдачу организма лучеиспусканием.
Особое внимание уделяют обеспечению нормального теплового режима в помещениях, имеющих избыточное остекление. Расход энергии в зданиях сильнее всего зависит от типа остекления; это объясняется теплопередачей через поверхность стекол, притоком инсоляционного тепла и инфильтрацией наружного воздуха. Теплопередача через стекло происходит гораздо интевсивнее, чем через самую непрозрачную перегородку.
Во многих современных общественных зданиях площадь остекления чересчур велика по сравнению с той, которая требуется для нормального естественного освещения, естественной вентиляции или просто обзора.
Большая площадь остекления может создать известные неудобства для людей, вынужденных подолгу находиться перед окнами: мешают перегрев помещений, попадание прямых солнечных лучей в глаза, слепящие блики на поверхности рассматриваемых предметов. Ликвидировав излишнюю площадь остекления и уменьшив размеры окон, можно снизить расход энергии на теплопотери через стены подвального помещения и пол, находящийся ниже уровня земли.
У большинства подвальных помещений площадь соприкоснования с наружным воздухом не настолько велика, чтобы это вызывало теплопотерю за счет конвекции. Поэтому потери тепла через пол обычно невелики, а температура в подпольном помещении лишь незначительно колеблется в течение года. Грунт является хорошим приемником тепла и может поглотить большое его количество, практически не меняя при этом своей температуры. Как правило, при проектировании помещений, расположенных ниже уровня земли, значение теплопотерь через полы принимается равным 0,5 ккал/ч, а через стены подвальвого помещения — 1 ккал/ч.
Для обеспечения комфортного микроклимата в зданиях в зимнее время поддерживают температуру вместо 180 – по Сан.нормам 23-240. Причина этому является повышенная потеря тепла человеком в таких помещениях лучеиспусканием, поскольку внутренние поверхности остекления имеют значительно меньшую температуру, чем стены. Кроме того, недостатком избыточного остекления является избыточное поступление тепла в помещениях от солнечной радиации в летнее время.
Отопительные устройства предназначены для поддержания и отапливаемых помещениях заданных температур или возмещения теплопотерь через ограждающие конструкции, возникающих вследствие разности температур в отапливаемых помещениях и наружной.
Температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях, указываемая в нормах, определена в зависимости от происходящего н них технологического процесса. Внутреннюю температуру чаще всего принимают в пределах 16-20°, причем решающим фактором является благоприятное самочувствие людей, работающих в данном помещении. Иногда для правильного ведения технологического процесс, внутренняя температура должна быть выше 18—23° (например, в некоторых цехах текстильных фабрик, камерах брожения и расстройки хлебозаводах) или ниже их (например, в овощехранилище).
И некоторых случаях нужный микроклимат, в том числе внутренняя температура помещении, обеспечивается действием вентиляции, если технологическое оборудование выделяет тепла больше теплопотерь помещении. При этом иногда устраивают дежурное отопление (включаемое при остановке технологического оборудования), рассчитываемое на поддержание внутренней температуры 5- 10°. Такую температуру устанавливают для сохранности оборудования и производства ремонта.
Тепловые потери отапливаемых помещений зависят от температуры наружного воздуха, которая меняется в широких пределах. Высшим пределом наружной температуры, при которой необходимо отопление, считают 8—10° С. За расчетную наружную температуру для проектирования отопления принимают среднюю в самой холодной пятидневке в данной местности по многолетним наблюдениям из 8 зим за 5-летний период. Такая температура в зависимости от климатических условий, согласно СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». В тех редких случаях, когда наружная температура в течение длительного времени устанавливается ниже расчетной, внутренняя температура отапливаемых помещений допускается ниже заданной нормами.
Основные теплопотери помещений происходят через наружные ограждающие конструкции: стены, окна, двери, полы нижнего и перекрытия верхнего этажей. Принимая условно, что теплопередача через эти ограждения установилась на постоянном уровне (чего в действительности не бывает из-за колебаний наружной температуры), теплопотери каждого ограждения (Вт)
Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений, по формуле
, (Ж.1)
где А — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
Rт — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 ·°С/Вт определяемое по СНБ 2.04.01 (кроме полов на грунте); для полов на грунте — в соответствии с Ж.3, принимая Rт = Rс — для неутепленных полов и Rт = Rh — для утепленных;
tp — расчетная температура воздуха в помещении, °С, с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;
text — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждающие конструкции или температура воздуха более холодного помещения — при расчете потерь теплоты через внутренние ограждающие конструкции, °C;
b — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с Ж.2;
n — коэффициент, принимаемый по СНБ 2.04.01 в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.
Ж.2 Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции b следует принимать в долях от основных потерь:
а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад — 0,10, на юго-восток и запад — 0,05;
в общественных, административных, бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более — 0,15, если одна из ограждающих конструкций обращена на север, восток, северо-восток и северо-запад, и 0,10 — в других случаях;
в угловых помещениях — дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и окно;
б) в помещениях (при типовом проектировании) через стены, двери и окна и обращенных на любую из сторон света, — 0,08 при одной наружной стороне и 0,13 — для угловых помещений, а во всех жилых помещениях — 0,13 независимо от количества наружных стен;
в) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты:
0,20H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
0,27H — для двойных дверей с тамбуром между ними;
0,34H — для двойных дверей без тамбура;
0,22H — для одинарных дверей;
г) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, —3,00 при отсутствии тамбура и 1,00 — при наличии тамбура у ворот.
Примечание — Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по перечислениям в) и г) не следует учитывать.
Ж.4 Потери теплоты через ограждающие конструкции производственных помещений со значительными избытками теплоты следует рассчитывать с учетом лучистого теплообмена между источниками теплоты и ограждающими конструкциями.
2 Местное отопление: газовое, электрическое.
Системы отопления
Производственные помещения:
а) категорий А, Б и В1—В4, без выделения пыли и аэрозолей или с выделением негорючей пыли
Воздушное (в соответствии с 7.10 и 7.11).
Водяное и паровое (в соответствии с 6.8, 6.18), при температуре теплоносителей: воды — 150 °С, пара — 130 °С.
Электрическое и газовое — для помещений категорий В1—В4 (кроме складов категорий В1—В4), при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С.
Электрическое — для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ, при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С
б) категорий А, Б и В1—В4, с выделением горючей пыли и аэрозолей
Воздушное (в соответствии с 7.10 и 7.11).
Водяное и паровое (в соответствии с 6.8, 6.18), при температуре теплоносителя — воды — 110 °С в помещениях категорий А и Б и 130 °С — в помещениях категорий В2—В4.
Электрическое и газовое — для помещений категорий В1—В4 (кроме складов категорий В1—В4), при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С.
Электрическое — для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ, при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С
в) категорий Г1, Г2 и Д, без выделения пыли и аэрозолей
Воздушное.
Водяное и паровое, с ребристыми трубами, радиаторами и конвекторами, при температуре теплоносителей: воды — 150 °С, пара — 130 °С.
Водяное, с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.15).
Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными излучателями (в соответствии с 5.7 и 6.17)
г) категорий Г1, Г2 и Д, с повышенными требованиями к чистоте воздуха
