Расчет нагрузок
Расчет баланса водопотребления.
Расчет нагрузок водоснабжения.
Для любого сооружения необходима система инженерного жизнеобеспечения. В систему жизнеобеспечения входит сеть водопровода, канализации, электроснабжения, вентиляции и газоснабжение.
Нормы проектирования сетей осуществляется на основании действующих норм и правил. Любое отступление от этих норм повлечёт повреждение существующих сетей и излишнюю нагрузку на них.
Система внутреннего водопровода обслуживающая сооружения подводиться сан.техническим приборам, пожарным кранам и прочему технологическому оборудованию. Внутренний водопровод здания подключается через счетчик, фиксирующий расход потребленной воды, в месте присоединения к общим сетям водопровода. Расчет расхода воды осуществляется по норме потребления.
В жилых домах возможно подсоединения только холодного водоснабжения, горячую воду в основном получают путем нагрева через водонагреватели, установленные в ИТП жилого дома, или через газовые колонки или электрические бойлеры. Горячая вода, также, может подаваться централизованно, из теплоцентрали.
В домах также предусматривается система отведения использованных сточных вод. Объем сточных вод сетей канализации определяется расчетом. Устройство системы канализации обязательно для установки в жилых многоэтажных домах, в детских садах, в учреждениях социальной сферы, в больницах, выгребами или септиками допускается оборудовать одноэтажные жилые дома в случае отсутствия канализационных сетей.
Всё оборудование и материалы, из которых планируется монтировать сети канализации и водопровода должно иметь сертификат качества продукции и иметь разрешение на применение его на территории нашей страны.
Проектирование систем отопления и водоснабжения требует наличие специализированных технических знаний и высококлассного программного обеспечения.
Проектируя систему отопления и водоснабжения, рассчитываются такие параметры:
1) Коэффициент проницаемости или термическое сопротивление строительных простенков.
2) Потеря тепла всего сооружения и помещения.
3) Температура воздуха в неотапливаемых помещениях.
4) Диаметр арматуры и труб.
5) Типоразмер и количество распределителей, проходных муфт, тройников, фасонных изделий.
6) балансировка сети с применением регулировочной арматуры.
7) Гидравлический и тепловой расчет отопительных поверхностей с автоматическим подбором определенной температуры питания.
8) Подбирается типоразмер по производителю радиаторов, учитывая охлаждение рабочего агента в трубопроводах.
Проектируя систему отопления, к оформлению схемы помещения указывают:
1) Размеры помещений, окон, дверей, проемов. Указывается высота и вынос подоконника.
2) Назначение каждой комнаты, указывая тип напольного покрытия.
3) Если планируется установка теплового пола, необходимо указать помещения, в котором они планируются.
4) Если есть, указываются возможные места прокладки трубопроводов к радиаторам.
5) Указываются месторасположение межэтажных стояков и котла.
6) Указывается сантехническая арматура, которая будет устанавливаться на входе: редуктор давления, фильтр, датчик расхода воды.
7) Датчики водозабора.
8) Технический вывод воды.
9) Вывод холодной воды для подключения стиральной и посудомоечной машины.
10) Смеситель для ванны, раковины, биде и душа наружный и встраиваемый.
11) Вывод для верхнего ручного душа.
12) Вывод холодной воды для подсоединения смывного бачка унитаза.
Расчет системы горячего водоснабжения.
Системы горячего водоснабжения разрабатываются на начальном этапе проектирования, учитывая количество и типы потребляющих устройств. С появлением нового сантехнического оборудования требования к комфорту повышаются, и нагрузка на контуры горячего водоснабжения постоянно возрастает.
При расчете водоснабжения, включающие в себя множество операций, необходимо знать все её характеристики.
Расчет нагрузок на горячее водоснабжение.
В соответствии со СНиПами определяют расчетный расход тепла на горячее водоснабжение в сутки.
Температура горячей воды должна быть от 60 °С, присоединенная к системе теплоснабжения открытого типа. А 50 °С и выше температура должна быть в системе закрытого типа.
Рассчитать производительность системы горячего водоснабжения можно, рассчитав разность температур на выходе и входе водонагревательного устройства.
В технической документации указывает производительность водонагревательного оборудования при Δt = 30 °С.
Расчет системы горячего водоснабжения.
Расчет тепла системы горячего водоснабжения состоит из расчета тепла на горячее водоснабжение.
Температура холодной воды составляет около 10°С, по этому при расчёте горячего водоснабжения, ее необходимо повысить градусов на 50. На отбор горячей воды средний расход тепла определяется с помощью формул.
Расчет нагрузок.
Расчет нагрузок электрических сетей.
Для любого сооружения необходима система жизнеобеспечения. Система жизнеобеспечения состоит из сетей водопровода и канализации, электроснабжения, газопровода.
Расчет электрических нагрузок – важный требующий ответственности и определенных знаний. По этому, расчет электрических нагрузок при проектировании системы электроснабжения каждого предприятия любой отрасли народного хозяйства, должен заниматься профессионал. Как ни старайтесь, у Вас это не получится. По этому Вам лучше обратиться в проектную компанию. В нашей компании ООО «АСК» (Архитектурно-Строительная компания) Вам предоставят любой расчет электрических нагрузок и не только. Результатами расчета определяются размеры капитальных вложений в энергетическое строительство.
В любом проектировании производится расчет электрических нагрузок. Обычно применяется табличный метод расчета постоянных и переменных нагрузок. Рассчитывая потребляемую мощность потребления энергии, нужно знать, что нагрузка не является постоянной величиной и зависит от времени года и от режима работы потребителя.
Существует два режима работы потребителей электроэнергии: периодически работающие и непрерывно работающие. Все зависит от времени года. Например, летом в домах применяются такие потребители, как холодильники, кондиционеры, вентиляторы и так далее. А осенью и зимой вместо кондиционеров работают обогревающие приборы, такие как, электрические конвектора, масляные обогреватели, тепловентиляторы и тому подобное. И их расчет производится в виде таблицы.
Расчеты электрических нагрузок производятся при разработке ТЭО на стадии проект, рабочий проект, рабочей документации. Результативная электрическая нагрузка предприятия определяется при предпроектной проработке. Здесь решаются вопросы по присоединению к сетям энергосистемы. К вспомогательным механизмам можно отнести очистные установки, сантехнические устройства, газоснабжение, водоснабжение и прочее. В связи с необходимостью выполнения требований по экологии электропотребление может расти.
Электрические нагрузки рассчитываются параллельно построению системы электроснабжения.
Рассчитываются электрические нагрузки энергопотребления напряжением 1 кВ в общем на предприятие для предварительного выявления общего количества и мощности цеховых трансформаторных подстанций, устанавливаемых на предприятии.
Рассчитываются нагрузки на напряжение 1- кВ и выше на сборных шинах распределительных и главных понижающих подстанций.
Выбирается число и мощность трансформаторных подстанций с учетом выбранных средств КРМ.
В стадии рабочего проекта расчеты электронагузок выполняются в следующей последовательности:
1) по предприятию в целом рассчитываются нагрузки энергопотребления напряжением до 1 кВ, с определением предварительного количества и мощности цеховых трансформаторных подстанций и их месторасположением.
2) Рассчитываются электронагрузки питающих сетей до 1 кВ на шинах каждой цеховой трансформаторной подстанции. Главная цель которых состоит в определение расчетных токов для выбора сечений проводников питающих сетей и выбора защитного аппарата.
3) Рассчитываются нагрузки с напряжением 10 кВ и выше, сборных шинах распределительных и главных понижающих подстанций.
4) Расчет электронагрузки здания в точке балансового разграничения с энергосистемой.
5) Производят конечный выбор числа и мощности трансформаторной подстанции с учетом средств КРМ.
Оформление расчетов электронагузок.
На распределительных устройствах 6 кВ и выше, принципиальных схемах трансформаторных подстанций должна быть указана расчетная мощность, коэффициент реактивной мощности и загрузка трансформатора.
Результирующие электрические нагрузки по цехам, корпусам и предприятию в целом должны приводиться в пояснительной записке.
Расчеты электрической энергии подписываются главным инженером проекта и хранятся в архиве отдела — разработчика проектной документации. Но это не обеспечивает сохранность расчетов электрических нагрузок.
При проведении экспертизы проектов строительства, техперевооружения и реконструкции чаще встречающиеся замечания – это неправильное определение или вообще отсутствие величины расчетной нагрузки
При проектировании электроснабжения объектов исходными данными для решения сложного комплекса технических и экономических вопросов, являются электрические нагрузки.
Первым этапом проектирования любой системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Он осуществляется того, чтобы проверить и выбрать токоведущие элементы и трансформаторы по нагреву и экономическому соображению, расчета отклонения и колебания напряжения, чтобы выбрать компенсирующие установи, защитные устройства и так далее.
От того как правильно определить ожидаемые электрические нагрузки, будет зависеть выбор рациональной схемы и всех элементов системы электроснабжения и ее технико-экономические показатели.
В первую очередь проектировщикам электрикам необходимо взять задания от технологов, сантехников и других смежных специальностей с указанными данными электроприемников, устанавливаемых в объекте, где указывается напряжение, фазность, режим работы, номинальная мощность и так далее. Расчет электрических нагрузок будет вестись для каждого корпуса отдельно, если здание состоит из нескольких энергоёмких корпусов.
Расчет нагрузок осуществляется для каждого технологического режима:
1) электроприемники, с заданной полной мощностью — печных, силовых, сварочных трансформаторов;
2) режим нагревательных электроприемников — нагревательные приборы, печи сопротивления, сушильные шкафы;
3) электродвигатели, работающие в повторно-кратковременном режиме — пожарные насосы, тельферы, лифты, электрокраны;
4) двигательный режим — насосы компрессоры, станки, вентиляторы.
Рассчитывая силовые электрические нагрузки, применяются расчетные коэффициенты, которые характеризуют режим работы электроприемников, время и график нагрузки: коэффициент спроса — отношение одного или группы максимальной активной мощности электроприемников к номинальной мощности; коэффициент использования – Ки, характеризующий использование активной мощности.
Осуществляя строительство многоквартирного тонхауса или дома необходимо произвести расчет электрических нагрузок, для того чтобы выбрать силовые коммутирующие устройства на трансформаторной подстанции и внутри дома, и также подбираются сечения кабельной линии от подстанции или опоры воздушной линии электропередачи до тонхауса.
Внутри квартиры для каждой комнаты по данным предполагаемой нагрузки подбирается сечение проводки, которая не должна быть меньше указанного.
Основные методы расчета нагрузки в квартире применяют эмпирические методы:
1) Зависящие от площади помещения, основанный на удельной нагрузке. Этот метод достаточно простой, не требующий значительных знаний для его применения на практике. Отрицательная его сторона — это невозможность полно определить нагрузку, в зависимости от площади помещения, в каждом конкретном случае.
2) С постоянными и переменными нагрузками — табличный метод. Табличный метод представляет собой составление табличной модели электрических нагрузок ответвления. Здесь нагрузка является величиной не постоянной, и зависит от времени года и от режима работы потребителя. К режиму работы потребителей электроэнергии относят непрерывно работающие и периодически работающие. Летом работают кондиционеры и холодильники, а зимой обогреватели. И их расчет производится в виде таблицы.
3) В зависимости от мощности и коэффициента использования установленного оборудования. Этот метод наиболее точный при произведении расчетов. Для определения нагрузки в здании нужно для начала определить мощность потребителей энергии в отдельности друг от друга, а затем умножается на коэффициент использования этих приборов и на поправочный коэффициент, составляющий неравномерность использования электрических приборов.
Вообще, проектирование электроснабжения очень важный трудоемкий процесс, который осуществляется опытными специалистами.
Проектируя электроснабжение, решается сразу несколько задач:
1) Необходимо грамотно рассчитать реальную мощность потребляемой энергии, подключённого оборудования.
2) По экономическим параметрам расчет должен быть оптимальным.
3) Организация электромонтажных работ и эксплуатация электроприборов должны обеспечиваться максимальной безопасностью людей в помещении.
4) Подбор проектируемых элементов электросети полностью обеспечивающих электричеством дом и удовлетворяющих требования потребителя.
Невозможно хорошо организовать электромонтажные работы без грамотного проектирования и оценки существующих сетей. Все здание в целом и его отдельные помещения будут потреблять электроэнергию и поэтому необходимо произведение расчета и оценки электрических нагрузок. Для того чтобы не допустить превышение показателей электропотребления свыше расчетных и возникновение аварий необходимо обеспечить бесперебойное электроснабжение дома.
Эти расчеты позволяют оптимизировать материальную составляющую проекта, определиться с выбором аппаратуры управления и защиты, рассчитать сечение силовых кабелей, оптимально подобрать трансформаторное оборудование. От того какие будут особенности и характеристики у здания будет зависеть расчет электрических нагрузок.
Чтобы обеспечить оптимальное электропитание в здании при проведении укрупнения или расширения здания, необходимо произвести подсчет с учетом перспективного увеличения потребления электроэнергии.
Потребление электроэнергии бывает:
— Гарантированное электроснабжение.
— Общее электроснабжение.
— Бесперебойное электроснабжение.
— Обогрев крыши, сауны, гаража и прочих помещений.
— Бытовая техника, посудомоечная машина, плита, СВЧ, электронагревательные приборы и прочее оборудование.
— Система охранной безопасности, система противопожарной безопасности, компьютерная техника, системы жизнеобеспечения.
В проектирование трасс системы электроснабжения учитываются потребности в электропитании в разных помещениях и на этажах дома и распределение нагрузки.
Кабели электропитания по помещению или этажу разводятся по схеме «звезда». В объекте с повышенной мощностью подводится отдельная линия, оборудованная автоматическим выключателем. Характеристики оборудования определяются в зависимости от потребляемой мощности, а также диаметры сечения проводов и кабелей и прочее.
После того, как расчеты потребляемой электроэнергии произведены, подбирают отвечающее всем необходимым требованиям оборудование. Что обеспечивает защиту от короткого замыкания, перегрева или каких-либо других аварийных и нестандартных ситуаций.
От данного расчёта нагрузок определяется характеристики электрощитов, диаметр кабелей и проводов, трассирование, варианты прокладки внутри здания.
Проектирование газовых котельных.
Для систем отопления коттеджей в качестве источников тепловой энергии рекомендуется применять автономные котлы отопления, где в качестве топлива используют природный газ, электричество.
Однофункциональные отопительные котлы применяются только для системы отопления. Двухфункциональные отопительные котлы применяются для горячего водоснабжения и отопления . Для однофункциональных отопительных котлов тепловую мощность нужно устанавливать с 10% запасом, с установленными автоматическими терморегуляторами.
При проектировании газовых котельных используется двухфазный котел, обеспечивающий нагрузку горячего водоснабжения и отопления , тепловая мощность котла осуществляется только на отопительную нагрузку, если нагрузка горячего водоснабжения не будет выше 20% отопительной нагрузки.
1,2 — коэффициент запаса
n – количество проживающих людей в доме
a – расход воды на горячее водоснабжение на человека, литр в сутки, при температуре 55°С.
Чтобы не допустить замораживание оборудования систем отопления и трубопроводов, водоснабжения, и канализации, необходимо обеспечивать поддержание температуры воздуха в помещениях дома не ниже +5°С, если в коттедже никто не проживает в течении короткого времени. А длительное время там никто не будет жить, необходимо опустошить все системы отопления.
Имея несколько отопительных приборов в одном помещении можно устанавливать один термостат на группу приборов.
В системах отопления с насосной циркуляцией теплоносителя рекомендуется использовать мембранный расширительный бак.
Проектируя газовую котельную, при отсутствии надежного электроснабжения в коттедже применяется схема системы отопления с естественным побуждением теплоносителя. Здесь применяются однотрубные вертикальные системы отопления с верхней разводкой подающей магистрали. Устанавливается расширительный бак открытого типа на главном стояке в верхней точке системы, производится теплоизоляция главного стояка.
Расчет по такой схеме системы отопления использует приборы отопления в виде конвекторов с регулированием теплоотдачи воздушными клапанами.
Определение расчетных расходов воды и стоков.
Для выбора оборудования и гидравлического расчета водопроводов используют следующие расчетные расходы холодной и горячей воды:
1) суточный расход воды за расчетное время потребления воды;
2) секундный максимальный расход воды.
3) часовой минимальный расход воды;
4) часовой максимальный расход воды;
Расход воды в водопроводах холодной воды рассчитываются в зависимости от:
1) общего числа и вида потребителей воды и числа санитарных технических приборов, если неизвестно число санитарных технических приборов , то в расчет принимается число приборов, равным числу потребителей воды;
2) среднего удельного часового расхода воды, отнесенного к одному санитарно-техническому прибору или потребителю.
Расчет сетей водопроводов холодной воды рассчитывается по максимальному расходу воды за секунду. Гидравлический расчет холодной воды составляет: определение диаметров подающих трубопроводов, кольцующих стояков и перемычек , потери давления и установления определенного напора у контрольных точек водоразбора, определение расхода воды.
Рассчитывая производственные, хозяйственно-питьевые сети, совмещенные с пожарным водопроводом, необходимо обеспечить давление воды у приборов, расположенных наиболее высоко и в наиболее далеко от ввода.
В трубопроводах внутренних сетей скорость воды не должна превышаться 1,5 м/с. А в трубопроводах, объединенных производственно-противопожарных и хозяйственно-противопожарных систем скорость должна составлять 3 м/с.
Расчет расхода водопроводных сетей горячей воды.
Расчет гидравлических циркуляционных систем горячего водоснабжения для водозабора и циркуляции производится:
1) Рассчитывается посекундный расход воды, подбирается диаметры подающих трубопроводов и определяется потери давления по подающим трубопроводам в режиме водозабора;
2) Подбирается диаметры циркуляционных трубопроводов, определяется требуемый циркуляционный секундный расход и определяется потери давления по отдельным кольцам сетей горячего водоснабжения в режиме циркуляции.
В ночной период принимается минимальный водозабор. Величина циркуляционного расхода горячей воды принимается от 30 до 40% расчетного среднего расхода воды за секунду.
Потери давления в сетях открытого горячего водозабора из трубопроводов тепловой сети рассчитывается с учетом давления в обратном трубопроводе тепловой сети.
Изменять сопротивления циркуляционных стояков производится подбором их диаметра. Применяются балансировочные вентиля, автоматические регулирующие устройства и дросселирующие диафрагмы, диаметр которых не должен быть менее 10 мм.
Теплопотери водоразборного узла определяются по трубопроводу кольцующей перемычки.
Расчет двухтрубной системы горячего водоснабжения и отопления здания при насосной и естественной циркуляции.
Для поддержания в зданиях заданной температуры воздуха устанавливается отопительная установка, которая состоит из трех элементов: нагревательные приборы, передающие теплоту от теплоносителя воздуху; системы трубопроводов; генератор теплоты, в котором теплоносителю передается необходимое количество теплоты.
Бесперебойная подача теплового потока ко всем присоединенным нагревательным приборам осуществляется с помощью двухтрубной системы водяного отопления, которая обладает тепловой устойчивостью. Она пропорционально изменяет теплоотдачу всех приборов присоединенных к ней. Ее тепловая устойчивость осуществляется в изменении расхода теплоносителя во всех присоединенных приборах пропорционально изменению общего расхода в системе, и сохраняет его постоянным при постоянстве общего расхода. В помещениях обеспечивают самостоятельное регулирование теплоотдачи приборов.
В домах, построенных для одной семьи, применяются системы с насосной и естественной циркуляцией. Естественная циркуляция воды имеет определенные минусы по сравнению с насосной системой:
— медленно включается система в действие;
— расходы металла увеличены;
— за небольшого циркуляционного давления сокращен радиус действия горизонтали до 20 метров;
— в неотапливаемых помещениях повышается опасность замерзания воды в трубах;
— в связи с применением труб увеличенного диаметра первоначальная стоимость повышена.
Плюсы естественной циркуляции воды:
— тепловая устойчивость;
— долговечность от 35 лет и более;
— саморегулирование, которое обеспечивает ровную температуру помещений;
— независимость действия от снабжения электрической энергией;
— простота эксплуатации и самого устройства.
