Что такое расчетная температура

Монтажная (начальная), расчетная температура и температура испытаний

При расчетах трубопроводов, одним из наиболее существенных воздействий является температурный перепад ΔT , который равен разности температуры стенок, при которой происходит замыкание стыков трубопровода Т_монт (монтажная температура) и температуры стенок в рабочем состоянии Т_раб (расчетная температура в рабочем состоянии):

Коэффициент надежности для температурного перепада γ_t по всем действующим нормам расчета на прочность трубопроводов равен γ_t =1.0.

Следует иметь в виду, что если принимать абсолютно минимальное значение Т_монт и абсолютно максимальное значение Т_раб, то температурный перепад оказывается неоправданно завышен и ведет к нецелесообразным экономическим затратам на устройство большого количества температурных компенсаторов и т.д. (особенно это касается трубопроводов, защемленных в грунте). Поэтому при задании температурного перепада рекомендуется использовать не экстремальные значения температур, а температуры, действующие длительное время. А кратковременные превышения температуры рекомендуется рассматривать как кратковременные воздействия (по режиму ПДК / ПДКОН), при этом допускаемые напряжения принимаются выше (см. критерии прочности). Это же утверждение справедливо и для различных режимов работы с повышенной температурой, например пропаривание и т.д., которые также следует рассчитывать отдельно по режиму ПДК / ПДКОН.

К примеру, в трубопроводах тепловых сетей максимальная расчетная температура равна 150 0 С, но реально такие высокие температуры действуют весьма непродолжительное время. При графике 150-70ºC продолжительность действия температуры более 130ºC по данным ОАО «Мосэнерго» не превышает 10 суток в году, а 150 ºC – 30 часов в году, даже для магистральных теплопроводов большого диаметра. Для трубопроводов воздушной прокладки температурный перепад ΔT= (150 — (-20))=170ºC достаточно легко воспринимается благодаря гибкости воздушных трубопроводных систем (здесь Т_монт=-20ºC поскольку производство работ по замыканию трубопровода и сварке стыков как правило не производят при температуре ниже -20ºC). Но для трубопроводов бесканальной прокладки такой перепад приводит к огромным напряжениям. Поэтому расчетную температуру в тепловых сетях воздушной прокладки принято принимать Т_раб=150 0 С, а для тепловых сетей бесканальной прокладки принимают Т_раб=130 0 С и температуру монтажа равную Т_монт=0ºC, предполагая что заварка стыков и засыпка не производятся при отрицательных температурах.

Температура монтажа (начальная температура)

Температура монтажа — температура стенок трубы, соответствующая замыканию трубопровода или ее части в законченную систему. Температура монтажа равна:

• Для трубопроводов без стартовых компенсаторов: средней по длине трубопровода температуре стенок (металла) в момент заварки последнего стыка, когда конструкция из разрезной превращается в неразрезную.
• Для трубопроводов со стартовыми компенсаторами: средней по длине трубопровода температуре стенок (металла) перед началом предварительного нагрева трубопровода.

Как правило, температура монтажа заранее точно не известна, поэтому приходится принимать некоторое минимальное значение температуры окружающего воздуха в районе строительства, которая обеспечивает разумный запас прочности. При этом следует учитывать, что сварочные работы по замыканию трубопровода как правило не могут производиться при температуре окружающего воздуха ниже определенного уровня.

Монтажную температуру рекомендуется определять по следующей формуле

Т_строит — минимальное значение температуры окружающего воздуха, при которой согласно требованиям норм и руководящих документов допускается проведение соответствующих строительных и сварочных работ на открытом воздухе. Значение Т_строит как правило зависит от типа стали и толщины стенки и изменяется в пределах от -20ºC до 0ºC.
Если при выполнении сварочных работ могут быть использованы специальные укрытия или предварительный подогрев, то работы могут производиться при температуре окружающего воздуха до -50 ºC. В этом случае Т_монт = Т_возд.

Т_возд — температура окружающего воздуха в момент замыкания трубопровода:

• При наличии данных о календарном сроке замыкания трубопровода (заварки последнего стыка), порядке производства работ и др. Т_возд рекомендуется уточнять в соответствии с данными СП Нагрузки и воздействия [ 1 ], п. 13.6 .
• При отсутствии данных о календарном сроке замыкания трубопровода для назначения Т_возд рекомендуется принимать начальную температуру в холодное время года согласно СП Нагрузки и воздействия [ 1 ], п. 13.6 .
• Для трубопроводов бесканальной прокладки (кроме случая прокладки в открытой траншее) обычно принимают 0°С. Предполагается, что последний стык заваривается тогда, когда вся траншея засыпана, так что отрицательной температуры в стенках трубопровода быть не может. В случае замыкания трубопровода в открытой траншее, начальная температура определяется аналогично надземному трубопроводу.

В некоторых ситуациях, для снижения температурного перепада, температура монтажа может приниматься выше. В этом случае в проекте должна быть оговорка, что замыкание трубопровода не допускается при температуре окружающего воздуха ниже Т_монт.
В некоторых документах (сводах правил) и справочниках имеются указания по учету температуры наиболее холодной пятидневки или абсолютной минимальной температуры. Нужно иметь в виду, что эти температуры используются, как правило, для выбора материалов труб и изделий для трубопроводов, расположенных на открытом воздухе или в не отапливаемых помещениях, когда важны такие характеристики металла, как твердость, хладноломкость и т.п. Обычно монтажные работы при таких температурах не ведутся и к температуре монтажа Т_монт они не имеют прямого отношения.

Пример определения монтажной (начальной) температуры

Исходные данные: город — Санкт-Петербург . Сталь углеродистая с содержанием углерода не более 0.24%. Расчетная температура в рабочем состоянии равна Т_раб=150°С.

Определим монтажную (начальную) температуру Т_монт.

Если монтажные работы ведутся без специальных укрытий и предварительного подогрева свариваемых стыков, то согласно СНиП 3.05.03-85 сварку разрешается производить:

• при температуре наружного воздуха до -20°С для труб из углеродистой стали с содержанием углерода не более 0.24% (независимо от толщины стенки труб), а также труб из низколегированной стали с толщиной стенки не более 10 мм;
• при температуре наружного воздуха до -10°С для труб из углеродистой стали с содержанием углерода свыше 0.24%, а также труб из низколегированной стали с толщиной стенки свыше 10 мм.

Следовательно Т_строит = -20°С.

Согласно п. 13.6 [ 1 ] t _0с = 0.2t_VII + 0.8t_I = 0.2 · 15 + 0.8 · (-10) = -5°С.

Температурный перепад с учетом коэффициента надежности согласно п. 13.8 [ 1 ] должен быть равен Δ t = 1.1(Т_раб — t _0с ) = 1.1( 150 — (-5) ) = 1.1 · 155 = 170.5 °С (169.4)

Отсюда Т_возд = Т_раб — Δ t = 150 — 170.5 = — 20.5°С.

Монтажную (начальную) температуру принимаем Т_монт = max( Т_строит, Т_возд ) = max(-20, -20.5) = -20 °С

Расчетная температура в рабочем состоянии

Расчетная температура — это средняя по длине участка температура стенок (металла) в рабочем состоянии Т_раб. Часто принимается равной расчетной температуре продукта.

Если продукт имеет температуру, близкую к максимальной температуре окружающего воздуха (холодный трубопровод), то расчетную температуру рекомендуется принимать с учетом максимальной температуры окружающего воздуха и нагрева стенок от возможного прямого воздействия солнечных лучей, то есть наибольшую из из двух значений:

• Т_{продукта} — расчетная температура продукта. Рекомендуется принимать равной температуре, превышение которой происходит не чаще 30 суток в году. Например для тепловых сетей это 150ºC
• Т_сеч — средняя температура по сечению трубы в теплый период года. Может оказаться определяющей для холодных трубопроводов. Рекомендации по определению такой температуры приводятся ниже.

Температура нагрева стенок трубы от окружающего воздуха и солнечной радиации

Т_сеч принимается равной максимальной средней температуре по сечению трубы в теплый период года. Принимается, например, как t_w согласно СП Нагрузки и воздействия [ 1 ], п. 13.3 .

При этом, для трубопроводов с теплоизоляцией рекомендуется не учитывать суточные колебания температуры и воздействие солнечной радиации ( θ₁ =0 и θ₄ =0). Для трубопроводов без теплоизоляции, но защищенных от воздействия прямых солнечных лучей рекомендуется не учитывать воздействие солнечной радиации ( θ₄ =0).

Пример:

Рассмотрим пример вычисления максимальной температуры п. 13.3:

t_ew — средняя суточная температура наружного воздуха в теплое время года. Например t_ew =t_VII+Δ_VII=30+6=36 0 С

θ₁ — приращения средних по сечению трубы температур от суточных колебаний температуры наружного воздуха, θ₁ =8 0 С

θ₄ — приращение средней по сечению трубы температуры от солнечной радиации (от воздействия прямых солнечных лучей).

1.1 — коэффициент надежности для климатических воздействий согласно п. 13.8 [ 1 ]

Для трубопроводов без теплоизоляции, не защищенных от воздействия прямых солнечных лучей:

• ρ — коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности трубы. Например для стального листа, окрашенного в темный красный цвет ρ =0.8,
• S_max — максимальное значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Вт/м 2 . Например, для 38 гр. с. ш., S_max =987 Вт/м 2 ,
• k — для металла принимается равным k=0.7

θ₄ =0.05 ∙ρ∙ S_max ∙ k =0.05 ∙ 0.8 ∙ 942 ∙ 0.7=26.4 0 С

Окончательно, получаем расчетную температуру

Соответственно, если расчетная температура продукта Т_{продукта} меньше чем 7 7 . 5 0 С, то в запас прочности целесообразно принять Т_раб=7 7 . 5 0 С

Расчетная температура испытаний

Цель испытаний обычно сводится к проверке герметичности стыковых соединений, т.е. к проверке качества монтажных работ. Если испытания проводятся водой (гидроиспытания), то температура наружного воздуха должна быть положительной, чтобы исключить замерзание воды. В большинстве случаев расчетная температура при испытаниях принимается +20°С.

Список литературы

1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия

Расчетная температура и кратность обмена воздуха в спортивных сооружениях

Расчетная температура и кратность обмена воздуха в спортивных сооружениях принимаются согласно таблице.

Помещение

Расчетная температура воздуха, оС

Кратность обмена воздуха в 1 ч

приток

вытяжка

Спортивные залы с местами св. 800 зрителей, крытые катки с местами для зрителей

18* в холодный период года при относительной влажности 30-45% и расчетной температуре наружного воздуха по параметрам Б

Не выше 26 (на катках — не выше 25) в теплый период года при относительной влажности не более 60% (на катках — не более 55%) и расчетной температуре наружного воздуха по параметрам Б

По расчету,
но не менее 80 м3/ч наружного воздуха на одного занимающегося
и не менее 20 м3/ч на одного зрителя

Спортивные залы с местами для 800 и менее зрителей

18* в холодный период года.

Не более чем на 3оС выше расчетной температуры
наружного воздуха по параметрам А в теплый период года (для IV климатического района — по п. 1 настоящей таблицы)

Спортивные залы без мест для зрителей (кроме залов для художественной гимнастики)

По расчету,
но не менее 80 м3/ч наружного воздуха на одного занимающегося

Крытые катки без мест для зрителей

Залы для художественной гимнастики и хореографические классы

Помещения для индивидуальной силовой и акробатической подготовки, для индивидуальной разминки перед соревнованиями в демонстрационных залах для легкой атлетики, мастерские

3 (в мастерской местные отсосы по заданию на проектирова­ние)

Гардеробная верхней одежды для занимающихся и зрителей

Раздевальни (в том числе при массажных и банях сухого жара)

По балансу с учетом душевых

Камера бани сухого жара

5 (периодического действия при отсутствии людей)

Учебные классы, методические кабинеты, помещения для отдыха занимающихся, комнаты инструкторского и тренерского состава, для
судей, прессы, административного и инженерно-техническо­го состава

общего пользования, для зрителей

100 м3/ч на 1 унитаз или писсуар

50 м3/ч на 1 унитаз или писсуар

25 м3/ч на 1 унитаз или писсуар

Умывальные при санитарных узлах общего пользования

За счет санитар­ных узлов

Инвентарные при залах

Помещение для стоянки машин по уходу за льдом

По балансу из зритель­ного зала

10 (1/3 из верхней и 2/3 из нижней зоны)

Бытовые помещения для рабочих, охраны общественного порядка

Помещение пожарного поста

Помещения (кладовые) для хранения спортивного оборудования и инвентаря, хозяйственных принадлежностей

Помещение для холодильных машин

Помещение для сушки спортивной одежды

• В нерабочее время в этих помещениях следует предусматривать снижение температуры воздуха в пределах до 5оС с учетом восстановления нормируемой температуры воздуха к началу рабочего времени. Обеспечивается от самостоятельного источника энергии технологическим оборудованием заводского изготовления и отключающим устройством при повышении температуры в камере св. 110оС.
• В помещениях, не указанных в таблице, температуру воздуха и кратность воздухообмена принимают по требованиям соответствующих норм.
• Расчетное число зрителей в зале (катке) при проектировании систем вентиляции принимается исходя из 100% заполнения зрительских мест.
• Расчетная температура воздуха приведена в таблице (кроме пп. 1 и 2) для рабочего времени в холодный период года; в теплый период года температура воздуха в помещениях принимается в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-86.
• В период, когда спортивные залы или крытые катки с местами для зрителей используются для учебно-тренировочных занятий (без присутствия зрителей), расчетная температура воздуха в них (в холодный период года) принимается, как для спортивных залов и крытых катков без мест для зрителей.
• В спортивных залах и крытых катках с местами для зрителей температура воздуха, приведенная в настоящей таблице для холодного периода года, может быть выдержана только в зоне размещения мест для зрителей, а в зоне нахождения занимающихся (соревнующихся) температура может приниматься такой, какая предусмотрена для спортивных залов и крытых катков без мест для зрителей соответственно.
• Подвижность воздуха в зонах нахождения занимающихся принимается, не более:

0,3 м/с — в спортивных залах для борьбы, настольного тенниса и в крытых катках;

0,5 м/с — в остальных спортивных залах.

• Указанную подвижность воздуха в зонах нахождения занимающихся в зальных помещениях рекомендуется обеспечивать, применяя, как правило, сосредоточенную подачу приточного воздуха.
• Относительную влажность воздуха в спортивных залах рекомендуется принимать в пределах 30—60%.
• При применении клеедеревянных конструкций в зоне их расположения круглосуточно и круглогодично обеспечивается относительная влажность не менее 45% и температура не выше +35°С.

что считать расчетной температурой при проектировании ЖБ

Скажите пожалуйста что считать расчетной температурой при проектировании КЖ (на основе которой например выбиравется марка по морозостойкости, водонепроницаемости и пр.).
В СП по металлу написано ясно что за расчетную температуру района строительства принимается тем-ра наиболее холодных суток с обеспеч-ю 0.98, будет ли то же самое для ЖБ.
Понятно что вряд ли расчетня тем-ра района строительства завсит от материала конструкций, но все же хотелось бы ясности.
и еще.. будет ли расчетная температура для фундаментов и для наземных конструкций одинаковой. вряд ли.
помогите разобраться пожалуйста.

Просмотров: 34775

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Регистрация: 30.01.2008
Сообщений: 18,648

Морозостойкость, как я понимаю, физически зависит от:
1 района стр-ва (количество циклов замораживания оттаивания везде разное)
2 защиты бетона от замораживания воды (гидроизоляция, штукатурка, отопление)
3 влажность вокруг бетона (сухо, влажно %, в воде)
4 класс прочности (при повышении В, F также автоматически повышается)

Водопроницаемость:
1 наличие гидроизоляции (есть, нет и взамен)
2 агрессивность среды
3 технологические требования по водопроницаемости

Это только физика, нормативные требования мне лень смотреть. Ведь всё написано в нормах.

__________________
«Безвыходных ситуаций не бывает» барон Мюнхаузен
Регистрация: 20.10.2009
Сообщений: 5,712
Сообщение от Tyhig
Ведь всё написано в нормах.

Я вот тоже недонашел.

Если ранее было так (Цитата из Пособия) «. 1.8 (1.8). Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.82. Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектиро¬вание. » и «. * Температуру воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,98 (графы 18 и 20) следует принимать при проектировании особо ответственных объектов по согласованию с Госстроем СССР. » (Цитатта из СНиП 2.01.01-82), то теперь как?

Сообщение от Fool
будет ли расчетная температура для фундаментов и для наземных конструкций одинаковой.

SergeyKonstr

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от SergeyKonstr

Сообщений: n/a

. Не судьба почитать СП 52-105-2009 «Железобетонные конструкции в холодном климате и на вечномерзлых грунтах»:
…..3.3 Настоящий Свод правил распространяется на расчет железобетонных конструкций отапливаемых и неотапливаемых зданий и сооружений, в том числе конструкций нулевого цикла, возводимых в холодном климате и на вечномерзлых грунтах.
…..3.4 Северная строительная климатическая зона (рис. 3.1) подразделяется на три климатических района с условиями: 1 — наименее суровыми; 2 — суровыми; 3 — наиболее суровыми (табл. 3.1).
…..3.5 Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета железобетонных конструкций принимается по средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 23-01.

Регистрация: 21.11.2007
Сообщений: 136

Doka, а причем тут холодный климат и вечномерзлые грунты. наверное потому и не могли найти, что только в нем и написано это.

в любом случае спасибо.

SergeyKonstr, про фундаменты объясню почему сомневаюсь. промерзают все грунты по разному. и температура в земле не такая как над землей. но в СП по бетону написано что «в остальных случаях»(кроме наземных конструкций) марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости устанавливаются по спец. указаниям. откуда берутся эти указания?

Tyhig, это все понятно, спасибо.. только вот температуру не знали какую брать для всех этих физик. выбор марки по водонепроницаемости зависит и от температуры тоже.

Регистрация: 20.10.2009
Сообщений: 5,712
Сообщение от Fool

про фундаменты объясню почему сомневаюсь. промерзают все грунты по разному. и температура в земле не такая как над землей.

Существует еще и период строительства.
Конечно, если вы выставите требования, что строительство здания вести только за один «летний» период, а грунт не промерзает до фундамента, то, пожалуй, и не нужны требования по морозостойкости.

Сообщение от Fool

но в СП по бетону написано что «в остальных случаях»(кроме наземных конструкций) марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости устанавливаются по спец. указаниям. откуда берутся эти указания?

Ну, например, ГОСТ 19804-91.

Если посмотреть СП по основаниях, раздел 12, то придете опять же к бетонному СНиП.

SergeyKonstr

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от SergeyKonstr

Регистрация: 01.02.2006
Новосибирск
Сообщений: 1,245

Подниму вопрос.
Перерыл всё СП 63.13330, нигде нет указаний какую температуру принимать за расчетную. Единственно в условиях применения СП сказано: Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.
В СП на коррозию сказано, что «расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330 как температура наиболее холодной пятидневки», а с какой обеспеченностью — не сказано.

Куда еще можно посмотреть?

Offtop: почему тема в прочем я не знаю, искал подобный вопрос в ЖБ разделе

__________________
Свидетель ИГОФа 🙂
Регистрация: 21.10.2006
Сообщений: 766
посмотрите СП 20.13330
Регистрация: 25.10.2010
Сообщений: 868
Сообщение от gorbun

Подниму вопрос.
Перерыл всё СП 63.13330, нигде нет указаний какую температуру принимать за расчетную. Единственно в условиях применения СП сказано: Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше 50 °С и не ниже минус 70 °С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.
В СП на коррозию сказано, что «расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно СП 131.13330 как температура наиболее холодной пятидневки», а с какой обеспеченностью — не сказано.

Куда еще можно посмотреть?

Offtop: почему тема в прочем я не знаю, искал подобный вопрос в ЖБ разделе

Если среда не агрессивная, то СП 28.13330.2012 неприменим.
__________________
From Siberia with love
Регистрация: 01.02.2006
Новосибирск
Сообщений: 1,245
Сообщение от vl74
Если среда не агрессивная, то СП 28.13330.2012 неприменим.
А как тогда морозостойкость назначать?
__________________
Свидетель ИГОФа 🙂
Регистрация: 01.02.2006
Новосибирск
Сообщений: 1,245
Сообщение от vl74
Если среда не агрессивная, то СП 28.13330.2012 неприменим.

А где про это сказано?
Тут опять на работе холивар на эту тему (про температуру), а ясности как небыло, так и нет.

__________________
Свидетель ИГОФа 🙂
Регистрация: 22.10.2007
Челябинск->Москва<->Бомбей
Сообщений: 857

СП 52-105-2009 (каким боком «средней» не ясно ):
3.5 Расчетная зимняя температура наружного воздуха для расчета железобетонных конструкций принимается по средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 23-01.
СП 27.13330.2011:
При расчете наибольших усилий от воздействия температуры в конструкциях, находящихся на наружном воздухе, температуру бетона и арматуры вычисляют по расчетной зимней температуре наружного воздуха, принимаемой по температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.

Регистрация: 01.02.2006
Новосибирск
Сообщений: 1,245

Ответ эксперта службы поддержки Техэксперта:

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с Изменениями N 1, 2)
4.5
Требования по нагрузкам и воздействиям, пределу огнестойкости, непроницаемости, морозостойкости, предельным показателям деформаций (прогибам, перемещениям, амплитуде колебаний), расчетным значениям температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды, по защите строительных конструкций от воздействия агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами (СП 20.13330, СП 14.13330, СП 28.13330, СП 22.13330, СП 131.13330, СП 2.13130).

СП 27.13330.2011 Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур. Актуализированная редакция СНиП 2.03.04-84

4.14
При расчете наибольших усилий от воздействия температуры в конструкциях, находящихся на наружном воздухе, температуру бетона и арматуры вычисляют по расчетной зимней температуре наружного воздуха, принимаемой по температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.
Пособие к СНиП 23-01-99 Строительная климатология. Справочное пособие к СНиП 23-01-99
2.3. Расчетные параметры воздуха наиболее холодной пятидневки с различной обеспеченностью
В строительной практике используются климатические параметры с различной степенью обеспеченности [ 4, 5, 7, 9- 11]. В настоящее время применяются характеристики климата, данные в федеральных и региональных нормах [ 3, 9, 12]. Так, для зимних условий нормируется наружная температура при разных уровнях обеспеченности. Уровни требований к обеспеченности расчетных условий в зданиях зависят от назначения помещения, требований к санитарно-гигиеническим или технологическим условиям, продолжительности пребывания людей в помещениях с различными эксплуатационными режимами. При определении расчетных температур для проектирования отопления в расчет принимается теплоемкость здания, а также возможность кратковременного небольшого понижения температуры внутреннего воздуха в периоды резких климатических похолоданий. Энергозатраты на эксплуатацию зданий зависят от обеспеченности требуемого микроклимата помещений
При выборе коэффициента обеспеченности наружных климатических условий следует учитывать проектируемую длительность эксплуатации объекта. Действительно, р = 0,98 соответствует вероятность превышения климатического параметра один раз в 50 лет. Поэтому при выборе коэффициента обеспеченности наружных климатических условий необходимо учитывать как возможность обеспечения комфортных условий в помещении, так и длительность эксплуатации объекта [ 4- 6, 9- 12].
Повышение надежности эксплуатации зданий и сооружений связано с удорожанием строительства. Следовательно, при выборе обеспеченности нормируемого климатического параметра необходимо учитывать технико-экономические характеристики проектируемого объекта. Требования к тепловому режиму помещений учитываются при выполнении теплотехнических расчетов ограждающих конструкций.
Значения температур наиболее холодных пятидневок относятся к параметрам, характеризующим климат местности, и находят широкое применение при планировке зданий различного назначения, при выборе марок стали, арматуры, бетона, алюминия и других строительных материалов, а также при проектировании фундаментов, мостов, труб и т.п.

При расчетах железобетонных конструкций необходимо значения температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, если иное не предусмотрено в Задании на проектирование.

Бежан-Бек Вадим Викторович
Эксперт ЛПП

__________________
Свидетель ИГОФа 🙂

Как рассчитать систему вентиляции. Расчетная температура для проектирования вентиляции

Вентиляция предназначена для обеспечения комфортного самочувствия посетителей или жильцов помещения за счет замены «отработанного» воздуха на свежий.

На этапе проектирования очень важен правильный расчет вентиляции.

Установка вентиляционных систем в помещении помогает решить вопрос удаления из комнаты или здания «отработанного» воздуха и замены его свежим с улицы. Грамотные системы вентиляции не должны:

• создавать ситуацию, при которой работа вентиляционной системы не выполняется из-за простоя воздушных масс,
• допускать слишком мощную работу систем вентиляции, при которой объем приходящего и выходящего воздуха различается, создавая сквозняк.

В основе качественной и оптимальной по мощности бытовой вентиляции (то же относится и к процессу проектирования системы промышленной вентиляции) лежит грамотный расчет таких систем, не допускающий остановки воздухообмена в результате работы вентилятора и не допускающей, чтобы вентилятор создавал сквозняк.

Зачем нужен расчет оптимальной мощности для системы вентиляции?

Расчет системы проводится перед подбором вентиляторов и другого оборудования. Расчеты направлены на определение основных параметров будущей системы вентиляции:

• расход воздуха вентиляторами;
• рабочее давление для вентиляционных установок в помещении;
• мощность нагревающего элемента — калорифера вентиляционных систем;
• площадь сечения воздуховодов в будущей системе.

Для расчета будущей вентиляции необходимо знать следующие параметры объекта:

• площадь помещения и высота потолка;
• назначение объекта – в зависимости от того, проводим ли мы расчет в жилом доме или производственном здании, будет меняться количество и мощность вентиляционного оборудования – от бытового вентилятора до сложных промышленных систем;
• количество человек, живущих или работающих на той пощади, куда установят систему.

Как посчитать вентиляцию с помощью СНиП?

Правила СНиП указывают необходимую кратность воздухообмена для систем — кратность воздухообмена устанавливается в соответствии с типом объекта. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, необходимо установить точную цифру для систем объекта – от 1 в случае бытовых систем, до 3, если производится расчет необходимой производственной мощности промышленных совмещенных общеобменных и локальных систем.

Также используется для расчета вентиляции калькулятор. На нашем сайте представлен калькулятор, помогающий посчитать параметры общеобменных систем онлайн.

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.

Если перед специалистами, выполняющими расчет мощности будущей системы, стоит не просто вопрос «Как рассчитать вентиляцию?», но и задача рассчитать потребный (необходимый) воздухообмен, то следует вооружиться следующими замерами:

• длина, ширина и высота потолков в помещении – при проектировании вентиляции расчет основывается на объеме вентилируемого объекта;
• мощность оборудования системы, для которой определяется потребный (необходимый) воздухообмен;
• категория сложности работы – методика расчета и конечный результат зависимы от условий, в которых система вентиляции эксплуатируется;
• тип вредного вещества и количество его выделения;
• предельная допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества, удалением которого занимаются системы воздухообмена;
• количество человек, работающих на площади, для которой требуется рассчитать будущую вентиляцию.

Допустим, расчет потребного воздухообмена начинается со следующих данных:

Мощность оборудования систем вентиляции

Категория тяжести работы

Тип вредного вещества

Количество вредного вещества

Первоначально подсчет потребного (необходимого) воздухообмена требует найти расход приточного воздуха, необходимый для отвода избыточной теплоты. Формула:

• c – теплоемкость воздуха (мы возьмем с = 1,2 кДж / (кг * о С)),
• p – плотность воздуха, кг/м 3 ;
• t_уд – температура воздуха, удаляемого из объекта;
• t_пр – расчетная температура воздуха из притока (при этом расчетная температура наружного воздуха, t_пр, больше температуры в рабочей зоне, t_уд, на 5 о С).

Плотность воздуха зависит от расчетной температуры наружного воздуха и определяется по формуле:

Допустим, для нашей системы значение расчетной температуры наружного воздуха t_пр = 22,3 о С, тогда t_уд = 27,3 о С. Тогда плотность воздуха p = 353 / (273 + 22,3) = 1,2 кг/м 3 .

Второй этап подсчета необходимого воздуха для общеобменной вентиляции – это определение избыточного количества теплоты Q_изб.

Расчет воздухообмена в это части происходит по формуле:

• Q_р – теплота, поступающая от различных источников, кДж/ч;
• Q_эо – теплота, выделяемая при работе электродвигателей.

Количество теплоты от электрооборудования, необходимое для определения мощности вентиляции, определяется по формуле:

Q_эо = 352 * B * N, где:

• B – коэффициент загрузки оборудования (расчет будущей системы отталкивается от коэффициента загрузки 0,25-0,35, в нашем случае примем его равным 0,35);
• N – общая мощность электрооборудования (в нашем случае мощность оборудования равна 50).

То есть, Q_эо = 352 * 0,35 * 50 = 6160кДж/ч.

Определение для общеобменной вентиляции теплоты от других источников, Q_р, происходит по следующей формуле:

• N – число работников на объекте, для которого производится расчет мощности вентиляции (в нашем случае определение мощности вентиляции происходит для 50 сотрудников);
• К_р – теплота, выделяемая одним человеком, кДж. Так как тип работы определен как легкий, то для расчета будущей системы возьмем К_р = 300кДж.

Тогда количество тепла из других источников, необходимое для расчета оптимальной по мощностям и энергопотреблению системы, равно Q_р = 50 * 300 = 15000кДж/ч.

Соответственно, избыточное количество теплоты, требуемое для расчета мощностей проектируемой вентиляционной системы равно Q_изб = Q_эо + Q_р = 6160 + 15000 = 21160кДж/ч.

Расход приточного воздуха для проектируемой вентиляции, необходимый для отвода избыточной теплоты, можно посчитать по формуле:

то есть, для нашего случая расход приточного наружного воздуха составляет:

L = 21160 / (1,2 * 1,2 * 5) = 2939 м 3 /ч.

Расчет системы вентиляции и потребного (необходимого) воздухообмена для удаления вредных веществ.

Теперь необходимо рассчитать мощность системы, необходимую для удаления вредных веществ.

Расчет вентиляционной системы для вредных веществ производится по формуле:

• G – количество выделяемых вредных веществ, удаляемых системой вентиляции (в нашем случае, это – металлическая пыль с мощностью выброса 5000мг/ч);
• q_уд – концентрация вредных веществ в удаляемом системой вентиляции воздухе;
• q_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе системы.

Концентрация вредных веществ в удаляемом системой воздухе, q_уд, не должно превышать ПДК. То есть при расчете для нашей системы, q_уд = 6мг/м 3 . Концентрация вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 0,3 от ПДК. То есть, при расчете проектируемой общеобменной системы вентиляции q_пр = 0,3 * 6 = 1,8 мг/м 3 .

Такая расчетная методика для проектирования вентиляции дает нам необходимую мощность будущих систем, равную:

L2 = 5000 / (6 – 1,8) = 1190 м 3 /ч.

Потребный (необходимый) воздухообмен рассчитывается по формуле:

• L – расход приточного воздуха для удаления вредных веществ системой общеоменной вентиляции;
• V – объем объекта.

k = 1190 / (20 * 10 * 5) = 1,19.

Расчет воздухообмена в заданных нами условиях показал, что:

• расход приточного воздуха (наружного) в час составляет около 1200 м 3 , что должно учитываться оборудованием общеобменных систем
• необходимая кратность воздухообмена равна 1,19.

Показатели расчетной температуры наружного воздуха.

Показатели расчетной температуры наружного воздуха содержатся в действующей редакции СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Значение расчетной температуры наружного воздуха устанавливается для разных городов России и используется для проектирования отопления, вентиляции. Расчетная температура наружного воздуха для системы отопления – это средняя температура холодной пятидневки, использующаяся для расчета отопления. Это средняя температура наиболее холодных пятидневок за 8 самых холодных зим за последние 50 лет.

Такой расчет отопительных систем позволяет спроектировать вентиляционные установки (если систему затачивают под задачи отопления) так, чтобы они были готовы к сильным морозам, которые случаются раз в несколько лет. Еще такой расчет систем позволяет посчитать вентиляцию, спроектировать и установить ее без лишних затрат.

Температура наружного воздуха – один из климатических факторов среды, знание которых необходимо для оптимального подбора материалов для строительных конструкций. Расчетная наружная температура необходима для правильного подбора материалов и построения вентиляции помещения, которые смогут защищать здание от низкой температуры, дождя, ветра, снега. Чтобы рассчитать будущую вентиляцию и сделать дом теплым, необходимо учитывать расчетную температуру внешнего воздуха.

Расчет вентиляционной системы и выбор материалов для наружных ограждений требуют знания расчетной температуры наружного воздуха:

• для легких наружных ограждений нужна абсолютно минимальная температура наружного воздуха;
• для ограждений малой массивности – среднюю наружную температуру наиболее холодных суток;
• для ограждений средней массивности – среднюю из средних расчетных температур для проектирования (такая температура для наружных заграждений берется из наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки);
• для массивных ограждений берется средняя температура для проектирования вентиляции из наиболее холодной пятидневки;
• для перекрытий над подвалами и подпольями принимают среднюю температуру, зафиксированную для наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку. Для подвальных перекрытий наружное состояние воздуха берется независимо от массивности ограждения.

Различия между температурами и другими показателями воздуха наружного нахождения необходимо учитывать для того, чтобы рассчитать и правильно выбрать теплозащиту ограждений. Потери тепла через заграждения здания в течение для происходят неравномерно, ночью, когда расчетный наружный воздух имеет меньшую температуру, стены и другие ограждения быстрее охлаждаются по толщине.

Для охлаждающих ограждений большой инерционности (например, из бревенчатого сруба) показателя расчетной температуры наружного воздуха берутся за период в 5 дней – такой срок достаточен для того, чтобы воздух внутри охладился максимально. Так проектировщики будут знать, как рассчитать вентиляцию и отопление с учетом наименьшей возможной температуры.

Для того, чтобы рассчитать вентиляцию, нужно взять показатели расчетной температуры наружного воздуха из СНиП 2.01.01-82 «строительная климатология и геофизика». Здесь приведены расчетные температуры наружного воздуха для некоторых городов России.

Город, для которого установлено значение расчетной температуры наружного воздуха

Среднее значение расчетной температуры наружного воздуха, о С

Среднее значение зимней расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления

Среднее значение зимней расчетной температуры наружного воздуха для расчета вентиляции

Среднее значение расчетной температуры наружного воздуха для отопительного периода