8. cvičení APLIKACE NA RODINNÝ DŮM Přirozené větrání RD 1. Pro větrání kuchyně s plynovým sporákem je předepsána jednonásobná výměna vzduchu. Určete výměnu vzduchu infiltrací v kuchyni při odděleném i současném působení venkovní teploty -10; +10 C a větru o rychlosti 4 m/s. Vyhodnoťte, zda přirozené větrání je dostačující. Použijte součinitel průvzdušnosti pro 1. třídu těsnosti oken, tedy i = od 0,5.10-4 až 1,6.10-4 m 3 /s.pa 0,67. p = hg t 1 pv = Aρv 2 V = i. L. p ( ρ ρ ) e 0,67 2 i hustota vzduchu ρ= 1,276/(1+0,00366.t) 2. V řešené kuchyni bude v chodu odsávač par, který vytvoří podtlak 25 Pa. Vyhodnoťte vliv na funkci přirozeného větrání a určete, zda bude při venkovní teplotě +10 C při bezvětří požadované výměny dosaženo. 3. Určete dobu, po kterou je nutno ve zvolené obytné místnosti otevřít okno pod úhlem 30 (holky), nebo 45 (kluci) při venkovní teplotě +10 C tak, aby bylo dosaženo úplného vyvětrání místnosti (jednonásobné výměny vzduchu v místnosti). V n = 2µ. a 3ρ V O 3 2gb ρ ρ ( ρ ρ ) e i e = 3 s ( 3 ρ + 3 ρ ) e i i výtokový součinitel µ pro otevření okna 30 : µ = 0,45 45 : µ = 0,51 4. Pro větrání hygienických místností navrhněte stavební šachtu vhodného průřezu (koupelnu nebo WC v přízemí, průtok 60 100 m 3 /h) v = 0,4. S = V v ( t t ) 2gh i 273 + t e e Příště přineste architektonickou studii většího objektu obchod, restauraci, kuchyni, společenský sál, kino, přednáškovou místnost apod. 1
9. cvičení APLIKACE NA OBČANSKOU VÝSTAVBU Pro tuto a další úlohy použijte dříve vypracované architektonické studie většího objektu obsahující: obchod, restauraci, kuchyni, společenský sál, kino, přednáškovou místnost apod. Z těchto prostorů vyberete po konzultaci s vedoucím cvičení jednu z vyjmenovaných místností, ke které je funkčně přiřazeno hygienické zázemí. Systém nuceného větrání průtoky a distribuce vzduchu 1. Pro zadanou místnosti určete průtok vzduchu pro větrání jako a. výměnu vzduchu (2 až 20 ti násobná podle účelu místností) b. dávku vzduchu na osobu (30 až 60 m 3 /h podle účelu a přítomnosti kuřáků) 2. Pro komplex hygienických místností určete průtok odváděného vzduchu (samostatně pro WC ženy a WC muži) podle dávek vzduchu. 3. Navrhněte distribuční prvky pro přívod a odvod vzduchu pro zadanou pobytovou místnost (doporučeno seshora nahoru) pro směšovací větrání. Volte zejména vířivé nebo štěrbinové vyústě, anemostaty nebo obdélníkové či dralové vyústky. Počet přívodních prvků volte s ohledem na provětrání celé pobytové zóny osob. Odvod vzduchu z míst vzniku škodlivin, vyskytuje-li se v prostoru taková oblast (bar, kuřácký koutek, sporák apod.). 4. Úhradu vzduchu pro hygienické místnosti zajistěte hlavním zařízením. Průtok odváděného vzduchu z pobytové místnosti zmenšete o průtok odváděný z hygienického zázemí. 5. Podle průtoku vzduchu na jeden koncový element určete jeho velikost. 6. Odečtěte z grafu akustický výkon a tlakovou ztrátu a určete rychlost proudění vzduchu v pobytové zóně osob. 7. Pro větrání hygienického zázemí použijte talířové ventily. 8. Propojte přívodní a odvodní elementy jednořadově potrubím, které se zaústí do prostoru strojovny. 9. Odvod vzduchu z hygienického zázemí propojte samostatným potrubím WC ženy a EC muži s vyústěním potrubí na fasádu, střechu nebo do strojovny VZT. 10. Zhotovte výkres (půdorys) se schématickým rozmístěním koncových elementů (přívod+odvod), jednočarově zakreslené potrubí s uvedenými rozměry. 2
POMŮCKY ORIENTAČNÍ STANOVENÍ PRŮTOKU VZDUCHU Doporučené násobnosti výměny vzduchu pro větrání Druh místnosti Násobnost výměny za hodinu Min Max Autobusové nádraží 8 10 Bary 6 12 Billiard 6 8 Bowling 6 14 Dílny 6 10 Divadla 6 10 Garáže (hromadné) 4 10 Chodby 2 5 Kanceláře 4 6 Kantýny, jídelny 8 12 Kavárny 7 15 Kina 6 10 Knihovny 3 8 Kuchyně - komerční 20 25 Ložnice (v hotelu) 2 4 Obchody, obchodní 8 10 Restaurace 8 15 Shromažďovací pro- 6 10 Tělocvičny 4 8 Tovární haly 6 10 Vstupní haly 3 5 Dávky vzduchu Osoba zaměstnanec v práci 50 m 3 /h, přirážka na kuřáka 10 m 3 /h Osoba návštěvník 30 m 3 /h, přirážka na kuřáka 30 m 3 /h WC - 50 m 3 /h Pisoár, umyvadlo - 30 m 3 /h Sprcha 150 m 3 /h Bytová koupelna 80 m 3 /h 3
10. cvičení APLIKACE NA OBČANSKOU VÝSTAVBU Systém nuceného větrání dimenzování potrubí, návrh VZT jednotky a ventilátoru 1. Rozdělte potrubní síť na úseky se stejným průtokem vzduchu, pro které určíte rozměr čtyřhranného potrubí (bez výpočtu tlakových ztrát). U koncových elementů volte rychlost vzduchu v potrubí 3 m/s, u větších potrubí směřujících ke strojovně 4 m/s (poměr stran nejvíce 1:4) 2. Zařízení pro větrání hygienického zázemí bude z potrubí kruhového, které navrhnete rovněž podle rychlosti jako S = V/v (plocha průřezu = průtok/rychlost) nebo podle tabulky: Průtok vzduchu max. (m 3 /h) Průměr kruhového potrubí (mm) 130 125 200 160 350 200 550 250 750 280 1000 315 3. Do strojovny umístěte VZT jednotku, jejíž rozměry určíte z tabulky podle průtoku vzduchu. Jednotka bude sloužit pro přívod i odvod vzduchu a bude dimenzována pouze pro větrání, celoročně zajistí úpravu vzduchu na t = 20 až 24 C (v zimě ohřev, v létě chlazení, bez vlhčení) včetně ZZT deskovým výměníkem. Dbejte na manipulační prostor a prostor pro připojení potrubí. 4. Sání vzduchu navrhněte z fasády přes protidešťovou žaluzii, jejíž rozměr určete S = V/v při rychlosti vzduchu v = 2,5 m/s. Rozměry A x B zvolte podle situace, ne však ve větším poměru než 1:10. Výfuk vzduchu navrhněte nejlépe nad střechu, nouzově do fasády, přičemž vzdálenost mezi sáním a výfukem (nejkratší spojnice obrysu výfukových prvků) nesmí být menší než 10 m. Všechna potrubí propojte s VZT jednotkou (celkem 4 potrubí). Zhotovte půdorys i řez strojovny. 5. Určete přibližnou tlakovou ztrátu potrubní sítě tak, že zjistíte délku nejdelší větve (od místa sání vzduchu k nejvzdálenější přívodní vyústce a tu vynásobíte měrnou tlakovou ztrátou 6 Pa/m (tato hodnota zahrnuje tlakovou ztrátu vřazenými odpory a koncovými elementy). Podobně určete tlakovou ztrátu zařízení pro větrání hygienického zázemí, jehož výtlak odpadního vzduchu navrhněte podle možností na fasádu nebo nad střechu. 6. Do potrubí odpadního vzduchu z hygienického zázemí vložte potrubní ventilátor. Ten nadimenzujte podle průtoku vzduchu a tlakové ztráty. 7. Výsledkem budou výkresy: a. půdorys s rozměry, distribučními prvky, strojovna, sání a výfuk vzduchu b. Schématický řez strojovny c. Pohled na fasádu s integrovanou sací, příp. výfukovou žaluzií 4
5
6
POMŮCKY Orientační rozměry VZT jednotek ve skladbě: přívod a odvod vzduchu, filtrace, ohřev, chlazení, deskový výměník ZZT průtok vzduchu (m3/h) rozměry jednotky šířka x výška x délka B x H x L (m) hmotnost jednotky (kg) příkon elektromotorů (kw) potřeba tepla (kw) 2000 1,0 x 1,0 x 3,4 450 3 13 12 5000 1,0 x 1,5 x 4,0 900 5 33 30 10 000 1,0 x 1,8 x 4,4 1250 10 66 60 20 000 2,8 x 2,5 x 4,8 2400 15 130 120 potřeba chladu (kw) Minimální prostorové nároky na obslužný prostor u VZT jednotky L B 1,5.B 1,2.B Šířka dveří min. 1,1 m Min. výška strojovny = 1,2x výška VZT jednotky, min. 3,0 m Odvod z místnosti Sání venkovního vzduchu přívod do místnosti Výtlak odpadního vzduchu 7
11. cvičení Tepelná zátěž Pro řešenou místnost (retaurace, sál apod.) vypočtěte tepelnou zátěž: - Okny radiací - Okny konvekcí - Osobami (80-150 W/os. dle aktivity) - Jídlem (5 W/jídlo) - Uváženě osvětlením (obchody, málo přirozeně prosvětlené prostory 10-20 W/m 2 ) Osluněnou plochu oken určete graficky z půdorysu (podle azimutu stěny a okna) a řezu (podle výšky slunce nad obzorem). Venkovní klimatické podmínky volte pro město podle svého bydliště a vnitřní teplotu v rozmezí 24 až 26 C. 8
Pomůcky Město Nadmoř-ská výška Tlak vzduchu p (kpa) Teplota vzduchu t e ( o C) Zimní období Počet Teplota dnů d t es ( o C) Počet denostupňů D Teplota t e ( o C) Letní období Entalpie h e (kjkg -1 ) Teplota mokrého teploměru t m ( o C) Blansko 278 98,0-15 229 3,3 3360 27 51,2 19,5 Břeclav 159 99,3 -l2 215 4,1 2990 30 59,1 20,1 Brno 227 98,5-12v 222 3,6 3200 29 56,2 19,2 Bruntál 546 94,8-18v 255 2,7 3900 26 48,2 16,1 Děčín 141 99,6-12 225 3,8 3200 29 56,2 19,2 Frýdek - Místek 300 97,7-15v 225 3,4 3290 29 53,2 18,5 Havlíčkův 422 96,3-15v 239 2,8 3630 26 49,8 17,5 Brod Hodonín 162 99,3-12 208 3,9 2930 30 59,1 20,0 Chomutov 330 97,3-12v 223 3,7 3190 27 51,2 17,9 Jičín 278 98,0-15 223 3,5 3230 28 54,1 18,9 Jihlava 516 95,2-15 243 3,0 3650 27 49,0 17,2 Karviná 230 98,5-15 223 3,6 3210 29 53,2 18,5 Kolín 223 98,7-12v 216 4,0 3032 28 57,1 19,5 Kroměříž 207 98,8-12 217 3,5 3150 29 58,2 19,9 Liberec 357 99,9-18 241 3,1 3590 27 51,2 17,9 Litoměřice 171 99,2-12v 222 3,7 3180 29 56,2 19,2 Louny 201 98,9-12 219 3,7 3140 29 58,2 19,9 Most 230 98,5-12v 223 3,7 3190 29 56,2 19,2 Náchod 344 97,2-15 235 3,1 3500 26 49,8 17,5 Nový Jičín 282 98,0-15v 229 3,3 3370 26 51,9 18,2 Olomouc 226 98,7-15 221 3,4 3230 29 56,2 19,2 Opava 258 98,1-15 228 3,5 3310 27 51,2 17,9 Ostrava 217 98,7-15 219 3,6 3160 29 53,2 18,5 Pardubice 223 98,7-12v 224 3,7 3200 29 56,2 19,2 Praha 181 99,1-12 216 4,0 3020 30 54,1 18,9 Přerov 212 98,8-12 218 3,5 3160 29 58,2 19,9 Prostějov 226 98,7-15 220 3,4 3210 29 56,2 19,2 Sokolov 403 96,5-15v 239 3,4 3490 26 49,8 17,5 Strakonice 392 96,7-15 236 3,3 3470 28 54,1 18,9 Svitavy 447 96,0-15 235 2,9 3550 27 53,2 18,5 Šumperk 3l7 97,5-15v 230 3,0 3450 28 54,1 18,9 Tábor 480 95,6-15 236 3,0 3540 28 51,9 18,3 Třebíč 406 96,4-15 247 2,5 3820 28 51,9 18,3 Zlín 234 98,5-12 216 3,6 3110 27 56,0 19,2 t e ( o C) teplota vzduchu d počet dnů topného období es t ( o C) průměrná teplota vzduchu v zimním období Průběh denních teplot při t emax = 30 o C a amplitudu kolísání teplot A = 7 K Čas (h) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 t e ( o C) 16 16,2 16,9 18,1 19,5 21,2 23,0 24,8 26,5 27,9 29,1 29,8 30,0 Čas (h) 3 2 1 24 23 22 22 20 19 18 17 16 15 9
Měsíc deklinace Sluneční souřadnice pro 21. den každého měsíce Sluneční čas (h) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 6 12 15 17 15 12 6 Prosinec -23,5 139 152 166 180 194 208 221 Leden listopad Únor Říjen Březen Září Duben srpen květen Červenec červen -20,4-11,8 0 11,8 20,4 23,5 3 10 15 19 20 19 15 10 3 125 138 151 165 180 195 209 222 235 0 10 17 23 27 29 27 23 17 1 0 109 121 134 148 164 180 196 212 226 239 241 1 10 19 27 34 39 40 39 34 27 19 10 1 89 101 114 127 143 160 180 200 217 233 246 259 271 0 9 18 28 37 44 49 51 49 44 37 28 18 9 0 72 83 94 106 120 137 157 180 203 223 240 254 266 277 288 6 15 25 34 44 52 58 60 58 52 44 34 25 15 6 67 77 88 100 114 131 152 180 208 229 246 260 272 283 293 9 18 27 37 46 55 61 63 61 55 46 37 27 18 9 64 74 85 97 110 128 151 180 209 232 250 263 275 286 296 Intenzita sluneční radiace I (W/m 2 ) procházející jednoduchých oknem s ocelovým rámem Směr 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 S 45 87 80 100 117 130 139 141 139 130 117 100 80 87 45 SV 85 287 361 321 217 135 139 141 139 130 117 100 78 53 24 V 83 322 481 539 505 389 232 141 139 130 117 100 78 53 24 JV 41 180 335 452 511 506 437 316 185 130 ll7 100 78 53 24 J 24 53 78 128 230 335 409 435 409 335 230 128 78 53 24 JZ 24 53 78 100 117 130 185 316 437 506 511 452 335 180 41 Z 24 53 78 100 117 130 139 141 232 389 505 539 481 322 83 SZ 24 53 78 100 117 130 139 141 139 135 217 321 361 287 85 H 41 122 249 379 534 640 706 729 706 640 534 397 249 l22 41 Stínící součinitel s = 0,85 s = 0, 80 s = 0, 60 s = 0, 15 10
12. cvičení Klimatizace vybrané místnosti 1. Pro místnost s vypočenou tepelnou zážeží navrhněte klimatizaci typu SPLIT nebo Multisplit (jedna nebo více vnitřních jednotek, jedna venkovní jednotka - určete typ, provedení a velikost). Chladicí výkon určete pro citelnou složku chladicího výkonu (cca 80 % nominálního chladicího výkonu zařízení). 2. Zakreslete do půdorysu umístění vnitřních jednotek dle vybraného typu (nástěnná, potrubní, kazetová, parapetní) s ohledem na proudění vzduchu v místnosti. Do půdorysu a pohledu zakreslete polohu vnější jednotky, propojte chladivovým potrubím (jednočarově). Vnitřní jednotky umístěte s ohledem na systém nuceného větrání, který bude ponechán. 3. Vnější jednotku podle možností umístěte na střechu nebo na fasádu (pozor na hluk a blízká okna kvůli tepelné zátěži. 11