Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: устройство, монтаж и эксплуатация

УДК 697(075.8)
ББК 38.762
Ф75

Р е ц е н з е н т ы:

Н.В. Карпова (Поволжский межрегиональный учебный центр),
В.В. Цыплаков (Саратовский государственный аграрный университет
им. Н.И. Вавилова)

Фокин, С.В.
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: устройство, монтаж и эксплуатация : учебное пособие / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько. – М. : АльфаМ : ИНФРАМ, 2014. – 368 с. : ил. – (ПРОФИль).

ISBN 9785982811707 («АльфаМ»)
ISBN 9785160036243 («ИНФРАМ»)

Изложены теоретические и практические вопросы монтажа и эксплуатации сантехнических устройств и вентиляции, в частности оборудования,
входящего в состав систем отопления, вентиляции и кондиционирования.
Рассматриваются современные технологии создания комфортных условий
жизнедеятельности человека. Приводится описание оборудования, необходимого для коммерческого учета используемых ресурсов. Особое внимание уделяется автоматизации процесса эксплуатации оборудования. Содержит контрольные вопросы, словарь терминов и библиографический
список.
Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования.

УДК 697(075.8)
ББК 38.762

© «АльфаМ» : «ИНФРАМ», 2014
© Фокин С.В., Шпортько О.Н., 2014

Ф75

ISBN 9785982811707 («АльфаМ»)
ISBN 9785160036243 («ИНФРАМ»)

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СИСТЕМАХ
ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ
И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

1.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях

Здания и сооружения: классификация гражданских,
промышленных зданий и сооружений по назначению, их основные элементы. Здания и сооружения образуют искусственно созданную
среду, предназначенную для проживания или пребывания людей в зависимости от функционального назначения и для выполнения различного вида производственных процессов.
Сооружения предназначены для выполнения производственных процессов, хранения материалов, изделий, оборудования и т.д.
Здания подразделяются:
по назначению – на жилые (квартирные дома, общежития),
общественные (клубы, государственные и административные
учреждения, школы, больницы, столовые), промышленные
(заводы, фабрики, электростанции, шахты, а также подсобные
и вспомогательные здания) и сельскохозяйственные (коровники, птичники, овощеи зернохранилища и проч.);
по роду материалов, используемых для строительства, – деревянные, каменные (кирпичные, бетонные и железобетонные)
и смешанные;
по этажности – одноэтажные и многоэтажные;
по конструкции – со сплошными стенами и каркасами, заполненными утеплительными материалами.
Каждое здание должно обладать:
прочностью и устойчивостью – надежно воспринимать нагрузки, действующие на здание и его конструкцию;
долговечностью – сохранением зданием длительное время
прочности и устойчивости при атмосферных, температурных и
других воздействиях;

огнестойкостью – сопротивляемостью материалов и конструкций здания воздействию огня и высоких температур до потери ими прочности и устойчивости во время пожара.
Планировка помещений должна соответствовать их назначению и условиям эксплуатации.
В зависимости от требований, предъявляемых к зданиям по
степени капитальности (в отношении их долговечности), здания разделяются на три основных класса:
I класс – здания большой долговечности, имеющие общественное значение, – музеи, театры, дворцы культуры, крупные
здания учреждений;
II класс – многоэтажные жилые и общественные здания массового строительства, а также промышленные здания;
III класс – жилые и общественные здания массового строительства, возводимые в небольших городах, поселках и сельских населенных пунктах, а также некоторые промышленные
здания.
По огнестойкости здания подразделяются на пять степеней:
I, II и III степени огнестойкости – несгораемые – здания, все
части которых выполнены из несгораемых материалов;
IV степень огнестойкости – здания, основные части которых
выполнены из трудносгораемых материалов, а также из сгораемых материалов, защищенных от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов;
V степень огнестойкости – сгораемые здания, основные части
которых построены из сгораемых материалов, не защищенных
штукатуркой или несгораемой облицовкой.
Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных
конструктивных элементов (частей). Элементы здания, выполняющие несущие и ограждающие функции, называются
строительными конструкциями. Несущие конструкции воспринимают основные нагрузки и обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость здания. Ограждающие конструкции служат для изоляции внутренних объемов в зданиях и сооружениях от внешней среды или между собой.
К основным конструктивным элементам здания относятся:
фундаменты, стены, перекрытия, перегородки, покрытие, лестницы, окна, двери, балконы.

6
Глава 1. Общие понятия о системах отопления, вентиляции  воздуха

Фундаментом называют подземную часть здания, через которую передается нагрузка на грунт основания. Фундамент
устраивается только под несущими элементами здания (стенами, колоннами). Нижняя поверхность фундамента называется
подошвой. На фундаменте располагают стены здания. Нижняя
часть стены, опирающаяся непосредственно на фундамент,
называется цоколем, а венчающая часть стены – карнизом. Если
в здании устраивается подвальный этаж, то конструкция фундамента одновременно становится его стеной.
Здания строят с подвалом, подпольем и без них.
Стены, перегородки, перекрытия, покрытие – ограждающие конструкции здания.
Стены ограждают помещения от внешней среды и защищают
их от атмосферных воздействий. Наружные стены отделяют помещения от внешнего пространства, внутренние – от других помещений. Стены могут воспринимать нагрузку от собственного
веса и веса опирающихся на них вышележащих частей здания –
перекрытий и крыши; такие стены называют несущими. Стены,
опирающиеся на фундаменты, но несущие нагрузку только от
собственноговесанавсювысотустены,называютсамонесущими.
В промышленных зданиях, имеющих большие расстояния
между капитальными стенами, устраивают дополнительные
опоры под балками или фермами – колонны (столбы кирпичные, бетонные, железобетонные, металлические и др.) с фундаментами, опирающимися на прочный грунт.
Колонны – отдельно стоящий вертикальный конструктивный элемент здания, предназначенный для передачи нагрузки
от перекрытий на фундаменты.
Внутренние перегородки разделяют смежные помещения в
здании.
Перекрытия – внутренние горизонтальные конструкции,
которые бывают междуэтажные, чердачные, подвальные и др.
Покрытие состоит из крыши и чердачного перекрытия;
пространство между ними образует чердак.
Крыша включает в себя несущую конструкцию (плиту,
стропила, обрешетку) и кровлю из влагостойкого материала
(черепицы, асбестоцементных листов, рубероида и т.д.).
Лестницы, соединяющие этажи здания, состоят из лестничных площадок и лестничных маршей со ступенями. Лестничные

1.1. Общие сведения о зданиях и сооружениях
7

площадки, размещенные на уровне этажей, называют основными, размещенные между этажами – промежуточными.
Лестничная клетка – огражденное капитальными стенами
помещение лестницы, в котором также располагаются лифты.
В малоэтажных зданиях лестницы могут быть открытыми.
Двери служат для сообщения между смежными помещениями или между помещениями и наружным пространством. Если
в помещение (преимущественно в промышленных зданиях)
необходимо вносить оборудование больших размеров или вводить средства транспорта, то помимо дверей такие помещения
оснащают воротами.
Окна предназначены для естественного освещения и проветривания (вентиляции) помещений.
Фонари – специальные остекленные конструкции, устраиваемые в покрытии для освещения и проветривания помещений (если этого нельзя сделать посредством окон). Фонари в
основном применяют в одноэтажных промышленных зданиях.
В здание могут входить дополнительные элементы: балконы, эркеры (остекленная часть помещения, выступающая из
плоскости наружной стены), лоджии, ниши, навесы и т.п.
Фундаменты, стены, колонны, перекрытия являются несущими конструкциями здания и в совокупности образуют его
несущий остов. При всех комбинациях нагрузок, действующих
на здание, несущий остов должен иметь достаточную прочность для их восприятия и обеспечивать пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.
Гражданские здания в зависимости от конструктивной схемы их несущего остова подразделяют на здания: с несущими
стенами (бескаркасные), с неполным каркасом, каркасные.
В помещении – ограниченном внутреннем пространстве –
создаются оптимальные условия для человека в соответствии с
формой его жизни и деятельности – трудом, отдыхом, лечением, обучением:
требуемый звуковой режим (условие слышимости), обеспечивающий защиту от шумов (звуков) как проникающих извне,
так и местных, внутренних;
микроклимат – совокупность параметров воздушной среды
помещения (температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, степени его чистоты), соответствующий

8
Глава 1. Общие понятия о системах отопления, вентиляции  воздуха

физиологическим потребностям человеческого организма при
совершении той или иной работы, а также требованиям технологического процесса. Температуру в помещении следует поддерживать на уровне, отвечающем условиям теплового комфорта (18–23 С).
В отдельные помещения должны подаваться энергия (газ,
топливо, электроэнергия), вода, воздух, удаляться загрязненные воды и воздух, мусор.
Поддержание в помещении комфортных условий, определяющих степень его благоустройства, обеспечивается инженерным оборудованием здания – системами отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации, энергоснабжения (газои электроснабжения), вертикальным транспортом (лифты,
подъемники, эскалаторы).

1.2. Общие сведения о системах отопления

Тепловой режим и температура помещений. Основная цель отопления – создание теплового комфорта в помещениях (тепловых условий, благоприятных для жизни и деятельности человека), который в холодное время года обеспечивается
при условии, что поддерживается определенная температура
воздуха в помещении, температура внутренней поверхности наружных ограждений и поверхности отопительных установок.
Отопление способствует также увеличению срока службы зданий и оборудования, нормализации технологических процессов, повышению производительности труда работников и качества выпускаемой продукции.
Отопительным сезоном называют продолжительность отопления зданий в холодное время года.
Длительность отопительного сезона устанавливают на основании многолетних наблюдений как среднее число дней в
году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха +8 С
и ниже (приводится в СНиП для разных географических пунктов). На большей части территории России, характеризующейся суровой и длительной зимой, отопительный сезон продолжается 6–8 месяцев, на севере страны – 9–11 месяцев. В Моск1.2. Общие сведения о системах отопления
9

ве продолжительность отопительного сезона принята равной
213 суток, т.е. составляет примерно 7 месяцев. Отопление зданий начинают при устойчивом (в РФ в течение 5 суток) понижении температуры наружного воздуха до +8 С (и ниже), когда теплопоступлений в помещения уже недостаточно для поддержания нормальной температуры. Заканчивают отопление
при устойчивом повышении температуры наружного воздуха
выше 8 С также в течение 5 суток. Поэтому длительность конкретного отопительного сезона обычно отличается от средней
продолжительности, зафиксированной в нормах. Холодной
осенью отопление зданий начинают раньше установленного
среднего срока и продолжительность отопительного сезона
увеличивается.
Тепловой режим здания – его общее тепловое состояние в течение отопительного сезона, рассматриваемое как совокупность
тепловых условий в помещениях и зависящее от его назначения и
предъявляемых санитарногигиенических требований.
В зданиях с постоянным пребыванием людей поддерживается равномерный тепловой режим. При периодической деятельности людей и использовании зданий возможны суточные, недельные и другие циклы изменения теплового режима.
Тепловые условия в помещениях создаются при взаимодействии поверхностей нагретых и охлажденных ограждений, материалов, приборов и оборудования, масс нагретого воздуха и
холодного. Между поверхностями приборов, ограждений, материалов, оборудования и массами воздуха происходит теплообмен, в котором участвуют находящиеся в помещениях люди.
На тепловые условия влияют также подвижность и влажность
воздуха.
В организме человека непрерывно вырабатывается и передается окружающей среде теплота, причем организм стремится
сохранять постоянную температуру (36,6 С). Количество вырабатываемой им теплоты различно и зависит от возраста, индивидуальных особенностей, состояния и интенсивности работы, а также теплозащитных свойств одежды. В спокойном
состоянии организм взрослого человека отдает в окружающую
среду около 120 Дж/с (100 ккал/ч), при тяжелой работе теплопродукция человека возрастает до 500 Дж/с и более.

10
Глава 1. Общие понятия о системах отопления, вентиляции  воздуха