Системы обеспечения микроклимата зданий и сооружений

. . , . . 


2-, -«»  
,  

-

:

............................................................................................................................. 6 

....... 7 
1.1. Общие сведения  ................................................................................................ 7 
1.2. Определение тепловой мощности котельной  ................................................ 7 
1.3. Тепловые сети  ................................................................................................... 9 
1.3.1. ...................................................................................... 9 
1.3.2. ....................................................................... 10 
1.3.3. ................................................................ 11 
1.3.4. . 
          ......................................................................... 13 
1.4. Автоматизированные узлы управления систем водяного отопления  ....... 16 
1.4.1. ................................... 16 
1.4.2. 
          .......................... 17 
1.4.3. ,  
          ................... 19 
1.4.4. ,  
          ................ 25 
1.4.5. ........... 28 

1.5. Конструирование систем отопления  ............................................................ 29 

1.5.1. .................................... 29 
1.5.2. .................................................... 34 
1.6. Основные принципы гидравлического расчета систем  
       водяного отопления  ........................................................................................ 36 
1.7. Горячее водоснабжение  ................................................................................. 39 
1.7.1. 
          ..................................................................................... 39 
1.7.2. ................................... 41 

............................................ 43 
2.1. Назначение систем вентиляции  .................................................................... 43 
2.2. Классификация вентиляционных систем  ..................................................... 44 
2.3. Устройство вентиляционных систем  ........................................................... 45 
2.4. Вентиляция жилых зданий  ............................................................................ 54 

2.4.1. ..................................... 54 
2.4.2. ...................................... 56 

2.5. Приемные устройства наружного воздуха в системах вентиляции  .......... 58 
2.6. Выбросы загрязняющего вентиляционного воздуха в атмосферу  ............ 61 
2.7. Воздушный режим здания  ............................................................................. 66 
2.8. Основы расчета воздухообмена в зданиях и сооружениях  ........................ 66 
2.9. Основные принципы организации воздухообмена  ..................................... 69 
2.10. Классификация систем кондиционирования воздуха  .............................. 73 

2.11. Климатическое оборудование  ..................................................................... 78 
2.11.1. ................................................... 78 
2.11.2. 
            ...................................................................................................... 79 
2.12. Центральные системы кондиционирования воздуха  ................................ 82 
2.12.1. 
           ............................................................... 82 
2.12.2. 
           ............................................................... 83 
2.12.3. 
           ............................................................... 84 
2.12.4. 
           -............................ 86 
2.12.5. 
           ............................................................... 87 
2.12.6. .......................................... 87 
2.13. Назначение, конструктивные особенности и принцип 
         работы основных секций центрального кондиционера  ............................ 88 
2.14. Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фанкойлами  ....... 92 
2.15. Автономные кондиционеры  ........................................................................ 95 

2.15.1. -........................................................... 95 
2.15.2. .................................................................... 95 
2.15.3. ................................................................ 96 
2.15.4. -...................... 97 
2.15.5. ...................................................... 98 
2.15.6.  .................................................................. 98 
2.15.7. ................................................................... 99 
2.15.8. --.................................................................... 99 
2.15.9. .............. 100 

............................................................................................. 102 
3.1. Классификация газопроводов  ..................................................................... 102 
3.2. Применяемые трубы и арматура  ................................................................. 102 
3.3. Устройство газопроводов внутри помещений  .......................................... 103 
3.4. Отвод продуктов сгорания  .......................................................................... 105 
3.5. Газоснабжение жилых и общественных зданий  ....................................... 106 

3.5.1. ............................................................... 106 
3.5.2. , 
          ................................................................................ 107 
3.5.3. ......................................................... 108 
3.5.4.  
          , -
          ..................................................................................... 111 
3.6. Газоснабжение промышленных предприятий  ........................................... 112 
3.7. Обеспечение эффективности использования газа  .................................... 115 
3.8. Газоснабжение сжиженными газами  .......................................................... 115 

.......................................... 118 
4.1. Классификация систем водоснабжения  ....................................................... 118 
4.2. Схемы холодного водоснабжения населенных пунктов ............................. 119 
4.3. Системы производственного водоснабжения промышленных 
       предприятий ..................................................................................................... 123 
4.4. Системы внутреннего водоснабжения и водоотведения.  
       Системы и схемы холодного водопровода  .................................................. 124 

4.4.1. .......................................................... 126 
4.4.2. ................................................................................................... 127 
4.4.3. .................................................................... 129 

........................................................................................................ 1325.1. Извлечения из основных нормативных документов 
      противопожарных и строительных требований к системам  
      вентиляции в зданиях категорий А, Б, В1, В2, В3, В4, Г, Д  ...................... 132 
5.2. Основные положения по проектированию и строительству 
      воздуховодов, каналов и дымовых труб с учетом пределов  
      их огнестойкости  ............................................................................................ 135 
5.2.1.  ......................................................... 135 
5.2.2. ................................... 137 
5.2.3. 
         ............................................................. 138 
5.2.4. 
         ........................................................ 139 
5.3. Принципы аэродинамического расчета вентиляционных систем  ............ 141 
5.4. Требования к дымоходам и дымовым трубам печного  
       и индивидуального отопления  ..................................................................... 145 
5.5. Противопожарные клапаны  ......................................................................... 146 
5.5.1. -1 .................... 146 
5.5.2. -1  ................................................. 147 
5.5.3. , ......... 149 
5.5.4. -4  ........................................................ 150 
5.6. Аварийная вентиляция  .................................................................................. 151 
5.7. Противодымная защита зданий при пожаре  .............................................. 153 

..................................................................................................................... 159 

........................................................................................ 160 

За последние годы в нашей стране произошли глубочайшие изменения 
в строительной индустрии. При строительстве зданий и сооружений используется не только отечественная, но и зарубежная техника и технология. На российском рынке появилось инженерное оборудование, которое ранее в нашей 
стране не использовались. 
Проблема рационального энергосбережения инженерными системами 
остается чрезвычайно актуальной, так как системы зданий являются, как правило, энергоемкими. Следовательно, инженерные системы должны работать 
таким образом, чтобы количество воздуха, воды, газа, теплоты, подаваемое 
в каждое помещение, определялось текущей потребностью. Это можно сделать 
только с помощью автоматизированных систем, оснащенных приборами учета 
тепло-, газо-, водопотребления. Предъявляемые требования к обслуживанию 
современного инженерного оборудования предполагают четкую организацию 
эксплуатации, которая может быть обеспечена лишь на высоком уровне инженерно-технической подготовки персонала. 
В настоящем пособии приведены основные сведения о системах жизнеобеспечения зданий и сооружений: системах вентиляции и кондиционирования 
воздуха, системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, водоотведения, автономного теплоснабжения. Даны необходимые сведения о системах 
жизнеобеспечения населенных мест: централизованного теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения,  газоснабжения. 
Пособие предназначено в первую очередь студентам строительных 
направлений. Также оно рассчитано на широкий круг специалистов, работающих в области техники и технологии формирования среды обитания и функциональной деятельности человека в зданиях и сооружениях, создания и функционирования технических систем жизнеобеспечения зданий и населенных мест, 
включая коммунальную инфраструктуру энергоресурсообеспечения. 

жилых, общественных и промышленных зданий может 
осуществляться: 
от централизованного источника теплоты (от тепловых сетей систем
теплоснабжения населенного пункта);
от автономного источника теплоты (в том числе от крышной котельной);
от индивидуальных теплогенераторов систем поквартирного теплоснабжения.

В качестве теплоносителя целесообразно применять воду. Другие теплоносители допускается применять, если они отвечают санитарно-гигиеническим  
требованиям и требованиям взрывопожаробезопасности. Для зданий в районах 
с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 С и ниже (параметр Б) 
допускается применять воду с добавками, предотвращающими ее замерзание.   
В последние годы получило широкое распространение , которое реализуется через строительство автономных котельных, 
обслуживающих один или несколько многоэтажных жилых домов. Преимущества автономных систем теплоснабжения заключаются в отсутствии дорогостоящих наружных тепловых сетей, возможности реализации монтажа и пуска  
в работу систем отопления и горячего водоснабжения одновременно, сравнительно низких первоначальных затратах, сокращении расхода топлива за счет 
местного регулирования отпуска теплоты и отсутствия потерь в местных тепловых сетях. 

Тепловая нагрузка на котельную в холодный период года Qкот, Вт, определяется по формуле: 
1,2 (
)
Q
Q
Q
Q
Q
,  
(1.1) 

где     1,2 — коэффициент запаса, учитывающий потери в тепловых сетях;  
QОТ — максимальный часовой расход теплоты на отопление, Вт, определяется по формуле: 

0
в
н
н
(
)
t
Q
q
t
t
V
,
          (1.2) 

где     q0 — удельная отопительная характеристика жилых и общественных зданий, Вт/(м3·°С), приведена в справочной литературе при разности температур внутреннего tв, °С, и наружного (наиболее холодной пятидневки), 
tн, °С, воздуха, равной 

18
( 30)
48 С
t
,  

Vн — объем отапливаемой части здания по наружному обмеру, м3;  
t — коэффициент, учитывающий климатические условия района, определяется по формуле: 

в
н

22
0,54
.
t
t
t


Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию Qвент, Вт, определяется по формуле: 

в
вн
вн
(
)
Q
q
t
t
,                                        (1.3) 

где  qв — удельная вентиляционная характеристика общественных зданий, 
Вт/(м3·С);  
tвн — усредненная расчетная температура воздуха внутри вентилируемых 
помещений, С;  
tнв — расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции (принимается по параметрам А), С. 
 
Для ориентировочных расчетов можно принимать qв равной 0,23 Вт/(м3·°С). 
Средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, 
ср
гв
Q
, Вт, определяется по формуле:  

ср
гв
гв
Q
q
n
,                                                 (1.4) 
где     qгв — расход теплоты в зависимости от расхода воды на одного жителя, Вт. 
При расходе воды 85 л/сут (без ванн) qгв равна 320 Вт; при расходе воды 
105 л/сут (с ваннами) qгв равна 378 Вт; 
n — число жителей. 

Максимальный часовой расход теплоты на горячее водоснабжение жилых 
и общественных зданий, Qгв, Вт, определяется по формуле: 

ср
гв
гв
2
Q
Q
.                                                 (1.5) 

Расход топлива на отопление и вентиляцию , кг/ч, определяется по формуле: 

р
н
ку

3,6
Q
Q
,                                                 (1.6) 

где    ΣQ — часовой расход теплоты на отопление и вентиляцию, Вт;  

р
н
Q   — теплота сгорания топлива, кДж/кг. 

Перевод рабочего (натурального) топлива в условное усл, Вт, производится по формуле: 

усл
т
,                                               (1.7) 
где  Т — переводной коэффициент, равный для газообразного топлива 
29 300 кДж/нм3, для твердого или жидкого топлива — 29 300 кДж/кг. 

1.3.1. Для тепловых сетей применяют следующие трубы:  
стальные бесшовные горячекатаные с наружным диаметром от 32
до 426 мм (ГОСТ 8731-58);
стальные электросварные с продольным швом и калиброванными концами с наружным диаметром от 426 до 1220 мм (ГОСТ 4015-58);
стальные электросварные с продольным швом наружным диаметром
от 32 до 133 мм.

В зависимости от способа прокладки тепловых сетей и параметров теплоносителя применяют трубы с различной толщиной стенок труб и различных 
наружных диаметров. При заказе труб в спецификациях должны быть указаны 
рабочие параметры теплоносителя. В качестве деталей трубопроводов применяются: гнутые гладкие, крутоизогнутые и сварные отводы, симметричные, 
несимметричные переходы — эксцентрические и концентрические стальные 
штампованные и несимметрические и симметрические сварные, изготовляемые 
из листовой стали.  
В зависимости от способа прокладки и диаметров трубопроводов в тепловых сетях применяют скользящие, катковые, подвесные (простые и пружинные) подвижные опоры. На участках бесканальной прокладки трубопроводов 
подвижные опоры не устанавливают. 
Скользящие опоры для труб условным проходом до Dу 175 мм включительно применяют при всех способах прокладки тепловых сетей. 
Для труб условным проходом Dу от 200 до 1200 мм скользящие опоры 
применяют при прокладке труб в непроходных и полупроходных каналах и для 
нижнего ряда труб в тоннелях. 
Расстояния между опорами зависят от диаметра труб и приведены 
в таблицах [16].  
Катковые опоры применяют для труб условным проходом Dу, равным 
200 мм и больше, при прокладке трубопроводов на отдельно стоящих низких 
и высоких опорах, по стенам зданий. 
При надземной прокладке трубопроводов на эстакадах применяют как 
скользящие, так и катковые опоры. 
Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят 
его на независимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах и способах компенсации тепловых удлинений.  
Расстояние между неподвижными опорами l, м, при применении сальников компенсаторов определяется по формуле: 

расч

н.о
(
)

l
t
t
,
        (1.8) 

где    расч — расчетная компенсирующая способность сальникового компенсатора, мм;  
— коэффициент линейного расширения трубной стали, мм/(м·°С);  
t — расчетная температура теплоносителя, С;  
tн.о — расчетная температура наружного воздуха для проектирования 
отопления, С. 
 
При проектировании тепловых сетей иногда целесообразно использовать 
трубопровод большего диаметра в качестве несущей конструкции для прокладки на нем трубопровода меньшего диаметра (прокладка «труба на трубе»).  
При этом обязательно производится проверочный расчет нижнего трубопровода на прочность с учетом дополнительной нагрузки верхнего трубопровода. Арматуру, фланцы, заглушки и компенсаторы выбирают в зависимости  
от температуры и вида теплоносителя и условного давления. Для тепловых сетей применяют стальную и чугунную арматуру с фланцевыми и муфтовыми 
присоединительными концами, а также с концами под приварку труб.  
В процессе строительно-монтажных работ в трубопроводы тепловых сетей попадают песок, окалины, электроды. До сдачи тепловых сетей 
в эксплуатацию эти засоры должны быть удалены. 
Паропроводы продувают паром от ТЭЦ или котельной. Водяные сети 
промывают водой или водовоздушной смесью. 
Существует две стадии промывки водой: черновая и чистая. При черновой промывке трубопроводы наполняют водой под давлением от 3 до 4 атм.,  
а затем вода сбрасывается через открытые дренажи в конце промываемого 
участка. При чистой промывке используются сетевые насосы. Заполняют  
и подпитывают сети при этом водопроводной водой. 
1.3.2. Тепловые сети по своему размещению подразделяются на следующие категории: , и . Схемы тепловых сетей в зависимости от взаимного размещения источников теплоты и потребителей могут быть:  
— с прокладкой от одного источника теплоты отдельных магистралей в районы размещения тепловых потребителей; — с прокладкой от источника теплоты к одной группе потребителей не менее двух магистралей, соединяющихся между собой  
в районе размещения потребителей, и обеспечивающих двухстороннюю подачу теплоты.Между магистралями одного или нескольких источников теплоты устраивают перемычки, служащие для проведения летних ремонтов с наименьшим 
ограничением потребителей бытового горячего водоснабжения. 
Водяные тепловые сети могут быть и в зависимости от способа подачи теплоты к местным системам горячего водоснабжения.