Инженерное оборудование, тепло-, газо-, водоснабжение территорий и зданий. Электрические сети и схемы электроснабжения

Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002.

В СНиП 2.04.07-86* содержатся особые условия для устройства пересечений тепловыми сетями других подземных сооружений.

Магистральные сети располагаются по главным направлениям от источника тепла и состоят из труб больших диаметров -- от 400 до 1200 мм. Разводящие сети имеют диаметр трубопроводов от 100 до 300 мм, а диаметр трубопроводов, ведущих к потребителям, - 50-150 мм.

Паровые системы теплоснабжения делают одно- и двухтрубными, при этом конденсат возвращается по специальной трубе -- конденсатопроводу. Под действием начального давления 0,6-0,7 МПа, а иногда и 1,3-1.6 МПа, пар движется со скоростью 30-40 м/с. При выборе способа прокладки теплопроводов главной задачей является обеспечение долговечности, надежности и экономичности решения.

Тепловые сети монтируют из стальных электросварных труб, расположенных на специальных опорах.

На трубах устраивают запорную и регулирующую арматуры (задвижки, вентили). Опоры трубопроводов создают горизонтальное незыблемое основание. Интервал между опорами определяют при проектировании.

Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций.

Между неподвижными опорами на расчетных расстояниях располагают П-образные удлинения труб, компенсирующие температурные напряжения, удлиняющие трубопровод. Компенсаторы предохраняют сети от разрушений.

Для размещения на теплотрассе отключающей арматуры, неподвижных опор устраивают камеры высотой 2 м. В них спускаются через люки.

7.3 Виды топлива

Для отопительных систем и систем горячего водоснабжения используют тепловые источники, работающие на разных видах топлива. Топливо бывает твердое, жидкое и газообразное. В качестве твердого топлива используют уголь. Уголь подразделяют на бурый, каменный и антрацит. В качестве жидкого топлива используют продукт переработки нефти -- мазут. Газообразное топливо -- природный газ. Древесину и торф используют только в печном отоплении.

Характер горения зависит от вида топлива. В топочных устройствах должно быть предусмотрено несколько условий: температура выше порога воспламенения данного топлива, подача воздуха, отвод продуктов сгорания. Температура порога воспламенения для древесины и торфа -- 250-300°С, для каменного угля -- 450-500°С, дач антрацита -- 600-700°С, для мазута -- 500°С, для природного газа -- 500-600°С. Топливо и воздух в топочные устройства (котлы) поступают в смеси или по отдельности. В немеханизированных котлах мощностью 1-1,5 МВт топливо подается циклически вручную, в котлах мощностью 6-7 МВт -- механизировано, процесс сжигания непрерывный.

Тепло котельной установки передается теплообменным трубам через излучение. Используют водогрейные котлы с набором разного количества секций. Под котлы устанавливают спедиальный отдельный фундамент, обрез которого располагается на уровне земли. На фундамент опирается специальный металлический каркас, поддерживающий элементы оборудования котла, и каркас, служащий для укрепления обмуровки. Каркасы снабжены обслуживаюшими площадками и специальными лестницами с перилами. Стойки каркаса с опорными башмаками бетонируют в фундаменте котла.

Обмуровка элементов котельной установки представляет собой теплоизоляцию и является двухслойной. Внутренний слой - огнеупорный из шамотного бетона. Внешний слой - из минералованных компонентов и асбестовых материалов. Вес обмуровки составляет от 1800 ло 1000 кг/м³.

Для обслуживания котлов предназначены различные устройства -- гарнитура (лазы, шиберы и т.д.). Арматура котельных установок предназначена для регулирования, измерения, затвора и т.д.

Котельные установки проектируют в зависимости от характера и объема теплового потребления. Для отопительно-вентиляционных целей используют водогрейные котлы, для технических целей -- паровые, для смешанных целей -- паровые котлы с водогрейными установками.

Помещения котельных проектируют не менее чем с двумя выходами, открывающимися наружу. Одну торцевую стену оставляют свободной для возможного расширения котельной установки. Обслуживающие лестницы -- металлические, из рифленой стали с ограждениями высотой 1 м, шириной 0,6-0,8 м.

7.4 Горячее водоснабжение

Система горячего водоснабжения обеспечивается либо от отдельного источника теплоты, располагаюшегося у водозабора (децентрализованная), либо от тепловых сетей (централизованная). Сети горячего водоснабжения различают по способу размещения разводяших магистралей -- с верхней и с нижней разводками, по трассировке -- тупиковые и с циркуляционным трубопроводом.

Децентрализованное горячее водоснабжение предполагает использование газовых, электрических водонагревателей и водогрейные котлы на твердом топливе и газе.

Централизованное горячее водоснабжение регламентируется условиями СНиП 2.04.07-86, СНиП 2.04.01-85* и ГОСТ 2874--82. В открытых системах температура водогрейных приборов должка быть не ниже 60°С, при закрытых системах -- не ниже 50°С.

Система горячего водоснабжения включает в себя источник тепла, подающий трубопровод (магистральный и водоразборные стояки), циркуляционный насос, запорную и регулирующую арматуры. Систему горячего водоснабжения с верхней разводкой устраивают в промышленных зданиях с большим и постоянным потреблением горячей воды. Ее, как правило, делают тупиковой.

Для поддержания постоянной температуры у водоразборных кранов здание оборудуют системой с циркуляционным трубопроводом. Циркуляционной системой горячего водоснабжения с нижней разводкой снабжены в настоящее время все гражданские здания. Эта система позволяет получать из кранов горячую воду в любом режиме водоразбора. В ней используют принудительный насос с обратным клапаном для одностороннего движения воды. Для выравнивания режима водопотребления в нижней части сети устанавливают баки - аккумуляторы, которые накапливают горячую воду и отдают ее по мере необходимости.

В зданиях выше 15 этажей устраивается система горячего водоснабжения, которую разбивают на отдельные независимые подсистемы по высоте здания.

Для горячего водоснабжения применяют трубы оцинкованные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75*. Для открытых систем и труб диаметром более 150 мм допускают применение неоцинкованных труб по ГОСТ 10704--76 и ГОСТ 8732-78*. Водозапорная арматура диаметром до 50 мм применяется бронзовая и латунная (задвижки, вентили, краны, регуляторы).

8. Отопление и вентиляция зданий

8.1 Система отопления зданий

Система присоединения отопления и горячего водоснабжения к теплосети может быть зависимой и независимой. В зависимой системе присоединения давление из теплосети передается в отопительную систему неизменным. В независимой системе давление отопительной системы выше, а присоединение происходит через водоподогреватель. Эта система используется для зданий повышенной этажности, она значительно дороже.

В местах присоединения тепловых сетей к внутренним системам потребления располагают тепловые пункты, предназначенные для подготовки теплоносителя к использованию его потребителем, т.е. для обеспечения нормальных температуры и давления, регулирования расхода и учета потребления теплоты.

Расчетная температура в теплосети составляет 150°С. Для использования в промышленности такая температура приемлема, для жилищно-коммунального хозяйства ее снижают до 95°С, подмешивая воду из обратной трубы через специально установленный элеватор.

Тепловой пункт для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения одного здания называется индивидуальным (ИТП), для присоединения систем нескольких зданий -- центральным (ЦТП). В тепловом пункте располагают элеваторы, смесительные насосы, теплообменники, системы горячего водоснабжения, приборы контроля и регулирования параметров теплоносителя, устройства защиты от коррозии и накипи. Применение ЦТП экономичнее, чем ИТП, однако ИТП используют для отдельных сложных объектов.

Система отопления обеспечивает в зданиях в холодный период года нормальный тепловлажностный режим. Сроки отопительного периода зависят от климатических условий.

Система отопления зданий состоит из источника тепла, теплопроводов и отопительных приборов. По виду теплоносителя системы отопления могут быть водяные, паровые, воздушные и с антифризом. Паровая система отопления может быть низкого и высокого давления. При выборе теплоносителя сравнивают основные свойства и характеристики (теплоемкость, теплопроводность, плотность, стоимость, недефицитность, безвредность, неагрессивность к материалу труб), подбирая наиболее целесообразный вариант.

8.2 Отопительные приборы

При расчете системы отопления следует учитывать потери тепла через ограждающие конструкции. Отопительные приборы должны удовлетворять теплотехническим, архитектурно-строительным, монтажным и эксплуатационным требованиям. По способу передачи тепловой энергии различают приборы конвективного и радиационного теплообмена; по динамическим характеристикам -- безинерционные, малоинерционные и инерционные. Отопительные приборы могут быть сделаны из чугуна, стали, алюминия. Наиболее применимы из них следующие:

Трубные регистры -- из гладких стальных труб диаметром 32-100 мм, соединенных сваркой. Они обладают высокими показателями теплоотдачи, гигиеничны, однако внешне выглядят не эстетично. Их применяют для технических целей.

Радиаторы из чугуна секционные литые. Стойки к коррозии, выдерживают гидравлическое давление 0,6 М Па.

Радиаторы стальные изготавливают из листовой холоднокатаной стали толщиной 1,24-1,50 мм. Они обладают хорошими теплотехническими и эстетическими свойствами, но не стойки к коррозии.

Ребристые чугунные трубы с круглыми ребрами обладают хорошей теплоотдачей, компактны, дешевы в изготовлении и монтаже. Их применяют в промышленности и сельском хозяйстве. Но они не эстетичны и не гигиеничны, поэтому не применяются в гражданских зданиях.

Конвекторы имеют ребристую поверхность большой площади и очень высокой теплоотдачи. Они эстетичны, но не гигиеничны (трудно удалить пыль из щелей). Выпускаются конвекторы без кожуха типа "Аккорд" и с кожухами типов "Комфорт" и "Универсал". Эти отопительные приборы наиболее распространены в гражданском строительстве.

Бетонные отопительные панели со встроенными стальными трубами отопления в виде змеевика. Применение их экономично, не требует ухода и площади. Однако их применение для наружных стен сопряжено с риском промерзания.

Аналогично из систематически уложенных труб устраивают систему отопления в полах, конструкция которых должна допускать возможность эксплуатационного надзора. Этот способ отопления комфортен, но дорог.

Расчет необходимого числа отопительных приборов сводится к определению их необходимой поверхности, т.е. ее тепловой мощности. Расчетная тепловая мощность отопительного прибора равна величине теплопотери помещения, умноженной на коэффициент 0,95. Теплопотери ограждающих конструкций вычисляются по СНиП II-3-79**. Площади ограждающих конструкций рассчитывают с точностью до 0,1 м по внешним размерам проемов и простенков.

В системе водяного отопления применяют однотрубные и двухтрубные стояки. Отопительные приборы могут быть присоединены к стояку с одной или с двух сторон, однако одностороннее присоединение отопительных приборов к стояку проще в изготовлении. Вода циркулирует в системах либо за счет естественного охлаждения, либо из-за воздействия циркуляционного насоса.

В системах парового отопления насыщенный водяной пар может быть применен с начальным давлением менее 0,07 МПа (низкое давление) и более 0,07 МПа (высокое давление). Возвратные линии транспортируют конденсат либо самотеком (замкнутые системы), либо с помощью питательного насоса (разомкнутые системы). Их устанавливают с верхней, нижней и промежуточной прокладками паропровода. Температура парового отопления очень высока, поэтому из условий техники безопасности в гражданских зданиях его не используют.

Системы воздушного отопления объединяют в себе функции отопления и вентиляции. В них наружный (рециркуляция) или внутренний (циркуляция) воздух используется для обогрева помещения. Воздух нагревается в калориферах (теплообменниках), которые используют газ, электричество, пар или воду. Естественно или с механически побуждением создаваемым вентилятором, воздух подается в отапливаемое помещение. Этот способ используется для экономии места, по архитектурно-конструктивным решениям или в больших помещениях как дежурный для поддержания в нерабочее время температуры в производственных зданиях. Направленный обогрев применяют для отсечения холодного воздуха из открытых дверей и ворот. Перед ними устанавливают калориферы воздушных тепловых завес. Тепловые завесы широко применяют в общественных и производственных зданиях. Расчетные параметры наружного воздуха принимают по СНиП 2.04.05-91*.

Печное отопление используют в одно- или двухэтажных жилых и общественных зданиях в сельской местности. Печи выкладывают из полнотелого и шамотного кирпича с применением глины, песка, извести. Их сооружение требует специальных знаний и навыков и весьма трудоемко. В настоящее время разработаны очень экономичные малогабаритные индустриальные металлические печи. Печи топят дровами и углем. Эксплуатация печей трудоемка, требует затрат ручного труда. При печном отоплении существует пожароопасность и возможно появление угарного газа.

Печи подразделяют по теплоотдаче на нетеплоёмкие и теплоёмкие. Нетеплоёмкие печи запроектированы с небольшим количеством внутренних колен дымохода или без них. Разновидностью их являются камины. Они обогревают помещение лишь во время топки за счет лучистой энергии огня. Теплоемкие печи имеют большую протяженность дымоходов и более инерционные стенки. Они более теплоемки: дольше удерживают и излучают тепло.

Особое внимание при установке печи следует уделять изоляции от нее деревянных и сгораемых конструкций, которые не должны соприкасаться с дымоходом без теплоизолирующих прокладок или кирпичных разделок. Дымовые трубы выводят над поверхностью кровли на 0,5 м выше конька крыши, если ось трубы находится не дальше 1,5 м от него, вровень с коньком при удалении от него по горизонтали до З м и на 100 ниже уровня конька по мере удаления трубы к краю ската крыши. Печи должны отстоять от сгораемых стен не менее чем на 130 мм. При этом стена должна быть защищена кирпичной кладкой толщиной 65 мм или штукатуркой по металлической сетке толщиной 25 мм.

8.3 Вентиляция

На теплоощущения человека, на течение точных технологических процессов оказывают влияние такие параметры воздуха, как температура, влажность и скорость перемещения. Для поддержания воздушной среды в заданных пределах применяют вентиляцию и кондиционирование помещений.

Вентиляция -- это совокупность мероприятий по организации воздухообмена в помещении. Вентиляция представляет собой процесс замены воздуха внутренних помещений, обеспечения заданного микроклимата. Вентиляция необходима для поддержания чистоты воздуха. При загрязненном воздухе, который содержит примеси вредных веществ, углекислый газ, пыль, воздухообмен помещения происходит за счет движения чистого воздуха, заменяющего отработанный, в результате чего воздушная среда приходит в соответствие санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям. Система вентиляции состоит из инженерных устройств, содержащих воздуховоды и их оборудование.

Вентиляция подразделяется:

* по способу создания потока воздуха (естественная -- вследствие разности температур или давлений воздуха внутри и вне данного помещения; искусственная (механическая) -- с использованием приборов для принудительного перемещения воздуха);

* по назначению (приточная; вытяжная);

* по зоне обслуживания (местная -- для отдельных участков; общеобменная -- для всего помещения; комбинированная);

* по конструкции (канальная; бесканальная).

Параметры воздуха в помещении при применении любых схем вентиляции зависят от параметров наружного воздуха.

Естественная вентиляция. Система естественной вентиляции гражданских зданий предусматривает устройство вытяжки из помещений эксплуатируемых подвалов, гаражей, спортивных помещений, кухонь, санузлов, ванных комнат и др. В жилых и общественных зданиях при естественной вытяжной вентиляции используют вентиляционные каналы, которые могут располагаться во внутренних стенах зданий или быть приставными и подвесными. Вентиляционные каналы осуществляют вытяжку воздуха из верхней части помещений через вентиляционные решетки. Их устанавливают не ниже 2 м от пола. Вентиляционные каналы в кирпичных внутренних стенах имеют размеры 140х270 мм. Для вентиляции смежных и близкорасположенных помещений через подвесные несгораемые короба с вентиляционными решетками может быть задействован один канал.

В кирпичных зданиях на уровне чердака близкорасположенные каналы объединяют в одну вентиляционную шахту. Вентиляционные каналы из помещений, ориентированных к разным фасадам не объединяют. В крупноблочных зданиях для вытяжной естественной вентиляции используют вертикальные вентиляционные блоки внутренних стен, в крупнопанельных зданиях -- несгораемые приставные и подвесные асбестоцементные короба. В теплом чердаке каждой секции этих зданий отработанный воздух из вентиляционных каналов объединяется и выходит в атмосферу через одну вентиляционную шахту. Если чердак холодный, то вытяжные вентиляционные шахты делают ‚утепленными во избежание выпадения на их стенках конденсата. Скорость движения воздуха в естественной вытяжной вентиляции составляет 0.5-1.0 м/с.

Естественная вентиляция хорошо работает в холодное время при температуре наружного воздуха 5°С и ниже. Для улучшения работы системы над вытяжным каналом на крыше устанавливают дефлектор.

Естественная вытяжная система вентиляции обладает следующими достоинствами:

* проста в эксплуатации;

* экономична;

* занимает малый объем здания.

Недостатки системы естественной вентиляции:

* работает только при разнице температур внутреннего и наружного воздуха;

* отсутствует возможность регулирования системы и обрабатываемости воздуха, приток воздуха осуществляется естественным путем;

* сложна прочистка каналов.

Механическая вентиляция. Она представляет собой вентиляционные системы, приточные и вытяжные, работающие с помощью вентилятора. В системах искусственной вентиляции используют вентиляторы осевые и центробежные. Достоинства этой системы состоят в возможности обработки воздуха: подогреве, охлаждении, очистке от пыли, увлажнении или осушении.

Воздух подогревают в калориферах, очищают от пыли разных фракций (тонкой, средней, грубой), примесей через фильтры. Пыль тонкой и средней фракций удаляется через приточные установки, а грубые примеси фильтруются только на вытяжных.

Приточные вентиляционные системы предусматривают в помещениях, назначение которых обусловливает специальные требования к обмену воздуха. При этом сечение и количество воздуховодов определяют по СНиП 2.04.05-91.

8.4 Кондиционирование воздуха

Если невозможно средствами вентиляции обеспечить заданные параметры воздуха, то в помещении используют кондиционирование -- автоматическое поддержание определенных параметров среды (температуры, запыленности, относительной влажности, подвижности). Кондиционирование помогает исключить влияние изменения метеорологических условий, сезонных колебаний влажности на внутренний микроклимат помещений. Его широко при меняют в производственных помещениях с большим пылеотделением (в деревообрабатывающей, ткацкой, химической промышленностях), а также в помещениях с повышенными требования ми к чистоте воздуха (электронная, часовая, фармакологическая промышленность, операционные блоки больниц ц т.д.) для соблюдения технологических условий. Кондиционирование воздуха используется также для создания в помещениях комфорта, под держания оптимальных условий жизнедеятельности людей.

Система кондиционирования воздуха (СКВ) включает в себя ‚устройства для охлаждения или нагрева воздуха, его очистки (фильтрации, ионизации), увлажнения или осушения, причем СКВ позволяет поддерживать заданные свойства (кондиции) внутреннего воздуха помещения независимо от параметров наружного (атмосферного) воздуха.

Для человека комфортными являются такие условия, при которых от него отводится столько же тепла, сколько вырабатывает его организм. Это положение зависит от следующих факторов: интенсивность труда человека, термоизоляционные свойства его одежды, способность конкретного человека испарять влагу с кожного покрова. На теплообмен сильно влияют температура и влажность окружающего воздуха. Как принято считать, при комфортной температуре внутри помещения 21-23°С около 10% людей ощущают различную степень дискомфорта. Проектирование систем кондиционирования и вентиляции ведется по СНиП 2.04.05-91.Стандарты устанавливают оптимальные и допустимые параметры окружающего воздуха для различных времен года, категорий помещений, видов производств.

Технологическое кондиционирование используют в производственных целях. Такая система включает в себя воздухоприготовительное устройство, сеть воздуховодов, сетевое оборудование - воздухораспределители, доводчики, средства автоматического регулирования, охлаждающие или нагревающие устройства, шумопоглотители.

Различают центральное и местное, прямоточное и рециркуляционное техническое кондиционирование.

Кондиционеры могут работать в автономном и неавтономном режимах. Автономные кондиционеры используют в качестве охлаждающего устройства холодильную камеру на фреоне. Для них требуется источник электропитания. Неавтономные кондиционеры не имеют источника холода или тепла, которые подводятся по трубам. Их устанавливают для больших помещений и применяют для центральных систем кондиционирования (производительность -- до 250 тыс. м³/ч).

Принцип работы холодильной машины базируется на свойстве жидкости охлаждаться при пониженном давлении и конденсироваться и нагреваться -- при повышенном давлении. В большинстве холодильных машин рабочей жидкостью является фреон с температурой кипения --40°С. Фреон циркулирует по замкнутой системе, Компрессор поднимает давление, а значит и температуру фреона, который в конденсаторе охлаждается и превращается в жидкость В радиаторе давление жидкости резко понижается. Она кипит, испаряется и резко понижает свою температуру. Охлажденные пары фреона забирают тепло из окружающей среды в испарителе. В современных конструкциях кондиционеров предусматривают изменение направления потока фреона, т.е. испаритель с калорифером как бы меняются местами, и кондиционер в этом случае работает в режиме нагрева помещения.

8.5 Оборудование и устройство систем вентиляции и кондиционирования

В помещениях требуется поддерживать определенный тепловлажностный режим. Требования к системам вентиляции и кондиционирования включают в себя строительно-монтажные и архитектурные параметры. Оборудование должно иметь минимальную массу и габаритные размеры, гармонировать с интерьером помещения, просто монтироваться, иметь устройства для предотвращения распространения дыма и огня по каналам системы.

Оборудование вентиляционных систем, располагаемое в специальных камерах, подбирают в зависимости от того, в каком режиме надо нагревать или охлаждать, увлажнять или осушать и фильтровать воздух в помещении. Приточная система вентиляции имеет воздухозаборную шахту, многостворчатый клапан, фильтр, калорифер, шумопоглотитель, воздуховоды. Вентиляционная система включает в себя вытяжные решетки, вытяжную камеру, фильтр, выбросную шахту.

Вентиляторы представляют собой механические устройства для создания потока воздуха. По конструкции вентиляторы подразделяются на осевые (аксиальные) и центробежные (радиальные). В зависимости от полного давления воздуха на выходе вентиляторы бывают низкого (до 1 кПа), среднего (до 3 кПа) и высокого (до 12 кПа) давления. Направление вращения вентилятора считается правым, если со стороны всасывания рабочее колесо вращается по часовой стрелке, и левым -- если рабочее колесо вращается против часовой стрелки. Основные характеристики вентилятора: расход воздуха (м³/ч), полное давление (кПа), частота вращения (об/мин), потребляемая мощность (кВт), коэффициент полезного действия КПД (%) и уровень звукового давления (дБа).

Осевой вентилятор представляет собой колесо с лопастями, закрепленное на валу двигателя. Воздух засасывается в вентилятор и выбрасывается из него вдоль оси вращения колеса. Расходы воздуха и давление могут регулироваться частотой вращения, углом поворота лопастей или перекрытием части воздушного потока. Осевой вентилятор обладает большим КПД и применяется при большом расходе воздуха при малом аэродинамическом сопротивлении сети

Центробежный вентилятор представляет собой полый цилиндр с закрепленными на его боковой поверхности наклонными лопастями. При вращении лопасти отбрасывают воздух в направлении касательной к цилиндру в выходной патрубок. При этом внутри колеса образуется область пониженного давления, в которую в осевом направлении засасывается воздух из атмосферы.

Калориферы нагревают или охлаждают воздух с помощью его контакта с трубопроводом соответствующей температуры. Фильтры очищают воздух от пыли и взвешенных частиц. Для этого используют сетки, матерчатые рукава и т.д. Шумопоглотители представляют собой изоляционные устройства из пористых легких несгораемых материалов, минераловаты, стекловолокон.

Кондиционеры бывают следующих типов.

Кондиционер сплит-системы состоит из двух блоков -- наружного и внутреннего. Наружный блок включает в себя компрессор, конденсатор и вентилятор и устанавливается вне обслуживаемого помещения, где горячий конденсатор может интенсивно охлаждаться наружным воздухом. Внутренний блок, устанавливаемый внутри помещения, соединен с наружным двумя медными трубками с фреоном, заключенными в теплоизоляцию. Сплит-системы с приточной вентиляцией объединяют блоки сплит-системы с вентиляционным блоком, способным забирать воздух как из помещения (в замкнутом режиме), так и из атмосферы.

Мультисплит-системы включают в себя один наружный блок в несколько (обычно до четырех) внутренних, которые можно устанавливать в различных помещениях и регулировать индивидуально.

Крышные кондиционеры представляют собой массивный моно-блок, устанавливаемый на крыше зданий с большими помещениями (конференц-залы, спортзалы, супермаркеты и т.п.). Блок обеспечивает забор воздуха изнутри помещения и из атмосферы с заданным соотношением, его фильтрацию, нагрев или охлаждение в подачу вентилятором в обслуживаемое помещение.

Шкафные кондиционеры представляют собой моно-блок, устанавливаемый внутри помещения. Нагретый воздух, использованный для охлаждения конденсатора, по специальным воздуховодам выбрасывается в атмосферу.

Центральные кондиционеры -- это крупногабаритные мощные устройства, предназначенные для кондиционирования большого числа офисов или одного большого помещения (театральный зал, стадион, большой производственный цех). Центральный кондиционер устанавливается в отдельном помещении и требует для этого сложных строительно-монтажных работ.

Центральный кондиционер состоит из герметично соединенных функциональных секций. Их компоновка и набор определяются при проектировании. Секция охлаждения обычно использует фреоновый или водяной теплообменник, секция нагрева -- водяной, паровой или электрический нагреватель. Секция увлажнения увеличивает влажность воздуха орошением его водой в форсуночной камере или в камере парового увлажнения. Секции фильтрации содержат элементы грубой, тонкой или особо тонкой очистки, в зависимости от требований к чистоте воздуха в помещении. Фильтрующие элементы обычно выполняются из супертонких синтетических волокнистых материалов и задерживают от 40% (для класса фильтров ЕU-5) до 90% и более твердых частиц. Секция шумоглушения поглощает шумы, издаваемые вращающимися и вибрирующими элементами (вентиляторами, насосами), а также шумы рабочих сред (жидкостей, воздуха). Вентиляторная секция предназначена для подачи воздуха в центральный кондиционер и из него -- в обслуживаемые помещения. Теплообменник -- секция, в которой происходит теплопередача от рабочей жидкости к воздушному потоку. Эффективность теплообменника можно повысить, увеличив его активную поверхность и создав турбулентный (с завихрениями) поток воздуха.

Воздушные завесы предназначены для разделения зон с различной температурой по разные стороны открытых проемов, ворот, дверей. Высокоскоростной воздушный поток не дает теплому воз духу выходить, а холодному -- входить в помещение. При этом исчезают сквозняки, снижаются теплопотери на обогрев помещения, предотвращается поступление выхлопных газов, запахов, пыли, летающих насекомых. Так как наружный воздух за счет турбулентности потока частично подмешивается к воздушному потоку завесы, в корпус блока завесы могут устанавливать электронагреватель или другие типы теплообменника.

Такие воздушно-тепловые завесы должны создавать воздушный поток на выходе блока с температурой не выше 50°С при установке блока около дверей, и не выше 70°С -- при установке у открытых проемов.

Смесь воздушных потоков, поступающая внутрь помещения, должна иметь в зимний период температуру не ниже установленных для данной категории помещений норм -- от + 14 до +5⁰С. Скорость воздушного потока завесы на выходе из корпуса блока должна быть не более 8 м/с для дверей и 25 м/с -- для ворот и технологических проемов.

9. Газоснабжение

9.1 Система газоснабжения поселений

Благодаря развитию газовой промышленности в нашей стране большинство поселков и городов газифицированы. Газ используется в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Он транспортируется по трубопроводам из месторождений на большие расстояния и поступает к потребителю в виде горючей смеси углеводорода, водорода и оксида углерода.

Для газоснабжения городов, поселков и сельских населенных пунктов применяют газ, соответствующий требованиям ГОСТ 5542--50. Если он не обладает характерным запахом, то к нему добавляют одорант. Температура выходящего из газораспределительной станции газа должна быть не ниже 10°С.

Нормы расхода газа зависят от оборудования квартиры, климатических условий, уровня развития коммунально-бытового обслуживания Например, норма расхода газа в квартире с газовой плитой и горячим водоснабжением принимается равной 77 м³\год на одного человека, а в квартире с газовой плитой и газовым водонагревателем для горячего водоснабжения -- 160 м³\год

Газоснабжение территорий поселений природным газом -- наиболее экономичный способ горячей обработки пищевых продуктов и обеспечения населения теплом.

Природные газы, используемые для этой цели, добываются в Тюменской и Оренбургской областях, Якутии, Ставропольском крае. В России создана единая автоматизированная система газопроводов страны. Система газоснабжения -- это высокомеханизированный комплекс сооружений, который включает в себя газодобываюшую станцию, магистральный газопровод, компрессорные и газораспределительные станции, газопроводы города и газораспределительные пункты. Городская система газоснабжения состоит из газопроводов, газорегуляторных пунктов и обслуживающих сооружений.

Используемые природные газы представляют собой смесь горючих газов: метана, предельных и непредельных углеводородов (этилена, пропилена, бутилена) и примесей. Сжиженный газ состоит из пропана и бутана. Его получают на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах, используют в сельской местности.

9.2 Газопроводные сети

Газораспределительные станции

Газопроводные сети. При проектировании и прокладке систем газоснабжения населенных пунктов необходимо руководствоваться требованиями СНиП 2.04.08-87* и СНиП 3.05.02-88. Газовые сети следует проектировать с учетом максимальной индустриализации строительно-монтажных работ за счет применения сборных унифицированных конструкций. Проекты газоснабжения разрабатывают на основе схем районной планировки, генеральных планов населенных пунктов. Источники газоснабжения, систему распределения газа и схемы газоснабжения разрабатывают, учитывая объемы, структуру в плотности газопотребления, технико- экономическую целесообразность и местные условия.

Прокладываемые в городах, поселках и сельских населенных пунктах газопроводы транспортируют:

* природный газ (число газовых месторождений)

* попутный нефтяной газ (газонефтяных месторожлений);

* сжиженный углеводородный газ (фракции С3 и С4);

* искусственный газ;

* смешанный газ.

Из распределительной станции в городские газопроводные сети газ поступает под низким (до 3000 Па) ц средним (до 0,3 МПа) давлением, высоким давлением (до 0,6 МПа) 1-й ступени и высоким давлением (до 1,2 МПа) 2-й ступени.

Газопроводы низкого давления используют для гражданских зданий. газопроводы среднего и высокого давлений 1-й ступени для производственных предприятий и в коммунальном хозяйстве. Газопроводы высокого давления 2-й ступени предназначены для работы ТЭЦ, ГРЭС и промышленных объектов большой мощности.

По местоположению относительно отметки земли различают подземные (подводные) и надземные (надводные) газопроводы. Подземные газопроводы располагают под городскими проездами и зелеными насаждениями. Расстояния по горизонтали до зданий, сооружений и инженерных сетей нормируются и должны быть согласованы.

Газопроводы, транспортирующие влажный газ, должны быть уложены ниже глубины промерзания грунта. Газопроводы сухого газа укладывают в зоне промерзания грунта на глубине не менее 0,7-0,9 м от поверхности земли.

Газопроводы прокладывают с уклоном не менее 1.5 мм/м для отвода возможного конденсата. Их нельзя устраивать под каналами, мостами, железнодорожным ц путями, автодорогами, линиями передач без специальных устройств. Надземная прокладка газопроводов допускается в отдельных случаях на территориях предприятий и в местах, где она обоснована Разводящие газопроводы ведут вдоль несгораемых стен, над окнами промзданий, в местах вводов.

По расположению в системе планировки городов и населенных пунктов газопроводы подразделяются на наружные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутридомовые, внутрицеховые).

По назначению в системе газоснабжения газопроводы классифицируются следующим образом;

* городские магистральные;

* распределительные вводы, вводные газопроводы (ввод в здание);

* импульсные;

* продувочные.

При создании системы газоснабжения используют закольцованные (кольцевые), тупиковые и смешанные схемы построения газопроводов.

Схемы газоснабжения населенных пунктов многоступенчатые. На их выбор влияют плотность застройки и производственных зданий, перспектива развития. для поселков и малых городов применяют одноступенчатую схему газоснабжения, для средних и больших городов -- двухступенчатую для крупных и крупнейших городов -- многоступенчатую. Принципиальная схема разводки газовых сетей населенных пунктов состоит в создании концентрических замкнутых контуров, в каждом из которых по направлению к потребителю: давление газа понижается. Из магистрального газопровода через регуляторный пункт газ под давлением 2 МПа поступает в подземное газовое хранилище и в сеть, окружающую по периметру город. В наружном кольце сети давление газа составляет 1,2 МПа. Контрольно-регулирующие пункты и радиальные отрезки сети соединяют наружное кольцо с внутренним, внутреннее со следующим и т.д. Газорегуляторные пункты устанавливают на всех ответвлениях и соединениях между кольцевыми трассами. Из сети низкого давления газ поступает к потребителям с давлением 0,3 МПа.

В зависимости от давления газа принимают следующие системы распределения:

* одноступенчатая с подачей газа потребителю только одного давления;

* двухступенчатая с подачей газа потребителям по газопроводу двух давлений;

* трехступенчатая с подачей газа по газопроводам трех давлений;

* многоступенчатая с распределением газа по газопроводам четырёх давлений.

Связь между газопроводами различных давлений осуществляется только через газорегуляторные пункты (станции) или газорегуляторные установки.

По материалу труб газопроводы подразделяют на металлические (стальные) и неметаллические (пластмассовые, асбестоцементные, резинотканевые).

Наиболее применимы сварные стальные трубы. В отдельных случаях в сложных местах соединений с газовыми приборами, арматурой. другим оборудованием применяют фланцевые и резьбовые соединения. Во избежание коррозии трубы изолируют. Для отключения газопроводной сети устанавливают газозапорную арматуру, располагавшуюся в специальных колодцах. Газовые колодцы сечением не менее 1600 х 1750 мм оборудованы люками диаметр 900 мм.

Газораспределительные станции. Они состоят из двух дублирующих участков газовой сети со специальными устройствами. Участки устроены зеркально и отключены друг от друга. Через задвижку и фильтр газ поступает в регулирующий участок, настроенный на определенное давление. Если в регулирующий участок поступает газ с давлением выше требуемого, то подача газа в дальнейшую часть сети прекращается. Дублирующая ветвь станции или установки предназначена на случай ремонта или прочистки. Газораспределительная станция может снизить давление газа поэтапно до 2,0, 1,2, 0,6 и 0,3 МПа.

Гидравлические режимы функционирования распределительных газопроводов всех давлений принимают из условий создания наиболее экономичной системы, обеспечивающей надежность работы горелок всех потребителей. Толщину стенок труб принимают по расчету, но не менее 3 мм (подземных) и не менее 2 мм (надземных). Гидравлический расчет газопроводов проводят на основании требований СНиП 2.04.08-87* данных о расчетных годовых и часовых расходах газа. Расчетные годовые расходы газа определяют на конец расчетного периода с учетом перспективы для каждой категории потребителей. Часовые расходы газа определяют по совмещенному суточному графику потребления газа всеми потребителями. Систему газоснабжения городов и других населенных пунктов рассчитывают на максимальный часовой расход все ми потребителями одновременно.

9.3 Внутреннее устройство газоснабжения зданий

От газорегуляторных пунктов по уличным сетям через ответвления и дворовые разводки газ передается к потребителям во внутридомовые газопроводы. В них всегда поддерживается низкое давление (3000 Па). В жилые и общественные здания газ поступает из уличных газопроводов низкого давления. При отсутствии уличных газопроводов источником газоснабжения для отдельного здания или группы зданий может служить газопровод среднего или высокого давления с обязательной установкой регуляторного пункта, который понижает давление.

Основные элементы внутренних сетей газопровода: ответвления от уличных распределительных газопроводов, дворовые газопроводы, вводы, настенная разводка, стояки, квартирные газопроводы. Ответвления служат для подачи газа из уличного газопровода к дому. Вводы -- это участки газопроводов, подводящие газ к домовым стоякам. Перед вводом в цокольную часть здания устанавливают отключаюшее устройство. Число ответвлений стремятся свести к минимуму.

Дворовые газопроводы (разводки) подводят газ к подъездам или корпусам. В настоящее время их роль играет настенная разводка, которая позволяет подавать газ от одного ввода к нескольким стоякам. На концах вводов ставят отключаюшие устройства. Оптимальными местами вводов служат лестничные клетки.

Газопроводы внутри здания прокладывают из стальных труб. Трубы соединяют сваркой. В местах установки запорной арматуры, газовых приборов, контрольных и других приборов допускаются резьбовые и фланцевые соединения. Трубопроводы внутри здания проводят открыто.

Газовые стояки служат для подачи газа от ввода в квартирные разводки. Стояки подают газ в квартиры, расположенные друг над другом. Их устанавливают в кухнях у наружных стен, на лестничных клетках или в коридорах, проводят через этажи строго вертикально. Прокладывать газовые стояки в жилых помещениях, ванных комнатах и санитарных узлах не допускается. В верхней части стояки заканчиваются пробками. На стояках, обслуживающих несколько этажей, устанавливают отключающий кран.

От стояка к газовой плите проходит квартирная разводка. Она может включать в себя квартирные вводы, разводящие газопроводы и опуски к приборам.

Стояк, рассчитанный на несколько этажей, у основания оборудуют отключающим краном. В местах пересечения перекрытий во избежание повреждений от осадки здания и коррозии стояки одевают в футляры (гильзы) из труб большего диаметра. Нижний конец гильзы устанавливают заподлицо с перекрытием, верхний конец выводят выше уровня пола на 5 см. Свободное пространство заделывают просмоленной паклей и цементно-песчаным раствором. Такие же футляры устраивают при пересечении газовыми сетями стен и перегородок.

Квартирная газовая разводка предназначена для подачи газа от стояков к газовым приборам. При расположении стояков в лестничных клетках разводка состоит из квартирных вводов, разводяших газопроводов и опусков к газовым приборам. Опуски к приборам выполняют отвесно. Перед всеми газовыми приборами на опусках устанавливают отключающий кран. Газопроводы прокладывают только по нежилым помещениям.

Система газоснабжения жилых домов должна быть выполнена согласно проекту и в соответствии с требованиями СНиП 2.04.08-87, СНиП 3.05.02-88 и Правил безопасности в газовом хозяйстве.

В состав технической эксплуатации внутридомовых газовых систем входят приемка в эксплуатацию, подключение и пуск, техническое обслуживание, регулировка и ремонт, контроль за состоянием вентиляционных и домовых каналов. Приемку в эксплуатацию проводит комиссия, она проверяет документацию и техническое состояние системы, вентиляционных каналов и дымоходов, а также помещения в которых размещаются газовые приборы и газопроводы.

Технические подполья, в которых располагают газовые приборы, должны иметь: высоту помещения -- не менее 1,8 м; сквозное проветривание через окна; несгораемое и газонепроницаемое перекрытие; два не сообщающихся между собой обособленных от других помещений входа. Электровыключатели и должны быть расположены снаружи от входа.

Водонагреватели и отопительные агрегаты в жилых домах размещают в помещениях с определенными площадью, высотой, режимом воздухообмена, вентиляционными устройствами, естественным освещением. Особые требования предъявляют к огнестойкости ограждающих конструкций. Проверяют прочность крепления трубопроводов, аппаратов и арматуры, комплектность приборов, качество стыков.

Техническое обслуживание включает в себя планово-предупредительный ремонт с заменой и восстановлением составных элементов системы и периодическим контролем состояния. Выявленные потребителями дефекты устраняют газовые службы. Все работы проводят с соблюдением Правил безопасности в газовом хозяйстве.

Обслуживание и ремонт наружных газовых сетей проводят бригады обходчиков газовых служб. Профилактический осмотр включает в себя проверку состояния газопровода, его изоляции, арматуры, оборудования. Профилактический ремонт подземных газопроводов состоит из осмотра и устранения утечек газа, проверки в ремонте задвижек арматуры в другого газового оборудования, проверки состояния труб и изоляции.

10. Системы электроснабжения объектов

10.1 Общие сведения

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без электричества. Оно уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и быт людей. Основное достоинство электрической энергии -- относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Потребление энергии в России (тепловой и электрической) сейчас составляет около 1 млрд. т условного топлива (ТУТ) в год. Из них не возобновляемые источники (нефть, газ и пр.) дают 97,9%. При переработке топлива образуются окислы вредных веществ (ЫО, СО, СН), нанося невосполнимый ущерб окружающей среде. Однако, несмотря на это, около 15% населения и 70% территории страны испытывают недостаток в электрической и тепловой энергии.

Проведенные исследования энерго- и ресурсосбережения показывают, что нетрадиционные возобновляемые источники энергии могут обеспечить всю потребность в энергоснабжении страны.

Потенциал нетрадиционной энергетики очень перспективен:

* ветроэнергетика -- 2,0 млрд. ТУТ в год;

* солнечная энергетика -- 2,3 млрд. ТУТ в год;

* малая гидроэнергетика -- 125 млн. ТУТ в год;

* низкопотенциальное тепло -- 105 млн. ТУТ в год.

В настоящее время в связи с экологическими и топливными проблемами в России восполняемые источники энергии начина ют приобретать приоритетное значение. Для решения задач энергоснабжения Правительство РФ специальным постановлением от 24 января 1998 г. утвердило Федеральную целевую программу "Энергоснабжение Россию" на 1998--2005 гг. Энергоснабжение страны будет осуществляться комплексно как электро- и теплоснабжение, с привлечением новейших разработок в области нетрадиционной энергетики.

Наиболее дешевым ц доступным энергетическим ресурсом является ветер, поэтому целесообразно создать энергетические комплексы на основе ветроэлектростанций и тепловых машин с высоким КПД. Применение такого оборудования позволит существенно снизить как начальные капиталовложения, так и эксплуатационные затраты.

Современный город представляет собой сложный комплекс различных потребителей электрической энергии. Основная ее часть потребляется промышленностью (около 70%).

В последние годы область применения электроэнергии для коммунально-бытовых нужд, составляющая в среднем 20% от общего потребления, заметно расширилась. В зависимости от величины города, климатических условий, уровня развития в нем промышленности и многих других факторов доля коммунально-бытовой нагрузки и удельное электропотребление (на одного жителя или на 1 м жилой площади) могут меняться в широких пределах.

Согласно генеральному плану реконструкции и развития города в Москве ежегодно строится более 3 млн. м жилья. Использование самых современных энергосберегающих строительных технологий позволяет добиться суммарного (тепло плюс электричество) потребления энергии жилым домом 50 Вт/м (МГСН 2.01--99) или 150 МВт дополнительной мощности на все вновь построенное жилье. Для обеспечения этого количества энергии необходимо 510 МВт тепловой мощности или 307 млн. м природного газа, что соответствует 386 тыс. ТУТ.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

* по производству электроэнергии -- электрические станции;

* по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии -- электрические сети и подстанции;

* по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах -- приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуются в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электрические станции разделяют на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.

Приемником электроэнергии называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая ее в механическую, тепловую, световую энергию, энергию электростатического и электромагнитного полей.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические ‚установки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; устройства искровой обработки, контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.). Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станции, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных одним и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой. Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи.

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называют электроэнергетической системой.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из под станций и распределительных устройств, которые соединены линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

Электрическая сеть объекта электроснабжения, называемая системой электроснабжения объекта, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объекта объединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, электроприемники и ЛЭП.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции -- электроустановке, состоящей из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.

Распределение поступающей электроэнергии без ее преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях (РП).

Электрические сети подразделяются по следующим признакам.

1. Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ -- низковольтными, или низкого напряжения (НИ), и выше 1 кВ -- высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

2. Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трех фазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом электроэнергия может трансформироваться. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей делают однофазные ответвления. Принятая частота переменного тока в ЕЭС России равна 50 Гц.

3. Назначение. По характеру потребителей и в зависимости от назначения территории, на которой они находятся, различают сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, служащие для соединения крупных электрических станций и подстанций на напряжении выше 35 кВ; сети межсистемных связей, предназначенные для соединения крупных электроэнергетических систем на напряжении 330, 450 и 500 кВ.

...