Расчеты освещения, вентиляции и отопления

Расчет освещения

Обычно расчет освещения при проектировании сводится к определению площади окон для естественного и количество электрических ламп для искусственного освещения одного из производственных участков или отделений. Но в связи с тем, что помещение выбранное для расположения участка не имеет стен граничащих с улицей, за исключением стены в которой расположены ворота, то предполагается, что освещение участка будет осуществляться только электрическими лампами в любое время суток. Исходя из этого условия производим расчет только искусственного освещения необходимого для функционирования участка.

Искусственное освещение на ремонтных предприятиях применяется двух типов — общее и комбинированное. Общее освещение предназначено для освещения всего помещения в целом. При комбинированной системе наряду с общим освещением участка (цеха) применяется местное для непосредственного освещения отдельного рабочего места, деталей и инструмента.

В дипломном проекте расчет искусственного освещения сводится к определению количества ламп, необходимого для общего освещения. Расчет ведется исходя из норм освещенности по формуле:

(2.2)

где F_л -световой поток, лк;

S_n — площадь пола помещения, м 2 ;

K— коэффициент запаса освещенности, учитывающий запыление светильников, принимается равным 1,3. 1,5. Меньшее значение — для относительно чистых помещений (разборочно-сборочных), большее значение — для помещений, где много пыли, копоти, дыма (кузнечно-сварочное);

E — норма освещенности, лк; Принимаем Е = 60 лк

h — коэффициент использования светового потока, т.е. отношение потока, падающего на расчетную поверхность к суммарному потоку всех ламп.

Значение коэффициента hберется в зависимости от показателя jпо таблице.

(2.3)

где S_n — площадь помещения, м 2 ;

h — высота подвески светильника над рабочей поверхностью, м;

aиb — длина и ширина помещения, м.

Таблица 2.2 – Значения j и h.

Значение j	0.5	1,0	2,0	3,0	4,0	5.0
Значение h	0,24	0,42	0.52	0,57	0,59	0,60

По данным таблицы 2.2 определяем, что при j =1,38, h=0,46.

Тогда по формуле (2.2) находим:

лк

Количество ламп определяется из формулы:

(2.4)

где F_o — световой поток одной лампы в лм, принимается по таблице 2.3.

Таблица 2.3 – значение светового потока ламп накаливания напряжением 220 В.

Мощность лампы, Вт

Световой поток, лм.

Тогда по формуле 2.4 находим:

шт.

Принимаем число ламп N_л=10 шт.

При укрупненных расчетах для определения расхода электроэнергии на освещение принимают 15 Вт в час на 1 м 2 площади пола цехов, включая производственные и вспомогательные площади.

Расчет вентиляции

Расчет вентиляции отделений ведется на основании нормативных данных кратности обмена воздуха в час и кубатуры помещения.

Вентиляция может быть естественной и механической (искусственной).

Естественная вентиляция осуществляется открыванием створок в световых фонарях, окнах, через которые поступает и удаляется воздух под действием внутренних и внешних факторов (наружная и внутренняя температура, направление и скорость ветра).

Для обеспечения естественной вентиляции площадь сечения фрамуг или форточек берется в размере 2. 4% от площади пола.

Для помещений, кратность воздухообмена в которых должна быть более трех, устанавливается искусственная вентиляция (вытяжная, приточная или приточно-вытяжная). Так как на участке придется проводить тесты на работающем двигателе, то для данного участка кратность воздухообмена принимается равной 3,5.

Производительность вентилятора определяется по формуле

где S_n — площадь пола помещения, м 2 ;

h — высота помещения, м;

K_В — кратность обмена воздуха, м 3 /ч.

м 3 /ч

Мощность электродвигателя вентилятора определяется по формуле:

, кВт (2.6)

H — напор вентилятора, кг/м 2 ;

K_З — коэффициент запаса мощности, K_З= 1,2. 1,5;

h_В — КПД вентилятора.

кВт

По полученным данным определяют тип вентилятора и электродвигателя.

Таблица 2.4 – Характеристика вентиляторов серии ЭВР

№ вентилятора	n, об/мин	W, м 3 /ч	H, кг/м 2	hВ
23. 25	0,45. 0,56
25. 27	0,43. 0,53
60. 68	0,45. 0,55
50. 57	0,48. 0,57
110. 123	0,52. 0,0,58

Расчет отопления

Расчет отопления сводится к определению потребного количества топлива и нагревательных приборов.

Расход тепла Q на отопление и вентиляцию определяется по формуле:

где Ф — количество часов в отопительном периоде, ч (для центральной зоны России Ф = 186);

V— объем помещения, м 3 ;

q_o , q_в — часовой расход тепла на отопление и вентиляцию 1м 3 здания при разности внутренней и наружной температур в 1 ○ С, q_o = 0,45. 0,55 ккал/ч ´ м 3 ´ ○ С, q_в= 0,15. 0,25 ккал/ч ´ м 3 ´ ○ С;

t_в— температура внутри помещения (16. 18 ○ С);

t_ср— средняя за отопительный сезон температура наружного воздуха, ○ С (для центральной зоны России t_ср = — 5,2 ○ С).

Ккал

Площадь поверхности нагрева отопительных приборов находится по формуле:

(2.8)

где F_n — поверхность нагрева отопительных приборов, м 2 ;

K_З — коэффициент запаса, = 1,15. 1,20;

К_ТО — постоянная теплообмена, ккал/ч ´ м 2 ´ ○ С, (чугунные батареи — 7,2 ккал/ч ´ м 2 ´ ○ С, чугунные ребристые трубы — 7,4 ккал/ч ´ м 2 ´ ○ С, стальные трубы — 10 ккал/ч ´ м 2 ´ ○ С);

t_T— расчетная температура теплоносителя, ○ С, (пара — 110 ○ С,, воды — 80 ○ С);

t_В — температура внутри помещения, ○ С.

м 2

Количество нагревательных приборов определяют из условия:

шт

где F_O — площадь одного прибора, м 2 , (чугунная секция — 0,25 м 2 , ребристая труба — 4 м 2 ).

Расходы на электричество в частном доме – считаем вместе

Сколько уходит на электричество денег в квартире – посчитать несложно. Идете к счетчику и смотрите – и так каждый месяц. Что есть в квартире? Стиральная машина, телевизор, компьютер и десяток лампочек.

Совсем другая песня – частный дом. Понять иногда невозможно, откуда набегает такая цифра за месяц даже тем, кто в доме проживает.

А если вы еще горожанин? Если у вас еще только в планах строить частный дом, и вы боитесь, что не сможете его обслуживать?

Вот тут вам и помогут наши расчеты «по верхам» — куда уходит электричество в частном доме.

Стоимость отопления электричеством в доме

Самая дорогая статья расходов в частном доме – это стоимость отопления электричеством, если у вас отопление электрическим котлом. При стоимости 1 киловатта в час в районе 3 рублей давайте посчитаем, во что будет это обходиться.

Для простоты расчетом примем площадь дома в 100 квадратных метров. А потом каждый сможет посчитать, во что ему будет обходиться отопление его дома с конкретной площадью.

На каждые 10 квадратных метров хорошо утепленного дома вам понадобится 1 киловатт мощности электрического котла. На 100 квадратных метров вам понадобится котел мощностью минимум в 10 киловатт.

Расход электричества на отопление при такой мощности котла будет в морозы 10 киловатт в час – котел будет работать непрерывно. Итого 240 киловатт-часов в сутки. Если морозы под -30С будут у вас месяц, то ваш электрический котел потребит 7200 киловатт-часов электроэнергии. Не слабо? Более 7 мегаватт за месяц! Что обойдется вам более чем в 20 тысяч рублей только на отопление вашего дома.

Однако, на практике такие морозы стоят в средней полосе России и даже на Урале не более 1-2 недель за зиму. Иногда, в некоторые зимы, правда, случаются затяжные морозные периоды, как, например, зимой 2013 года.

В остальное время, когда зимняя температура колеблется на уровне -15С -20С, котел работает половину времени. То есть, ваши примерные затраты на отопление дома в 100 квадратных метров будут равны 10 тысячам рублей в месяц.

Это зимние месяцы – декабрь, январь и февраль. В ноябре и марте котел будет работать лишь 8 часов в сутки на полную мощность, либо ступенчато потреблять лишь треть электричества. Это значит, что в ноябре и марте ваши расходы на электричество для отопления дома составят примерно 6-7 тысяч рублей.

В октябре и апреле расходы на отопление электричеством будут совсем несущественными – 2-3 тысячи рублей.

Подводим итоги – общие расходы на отопление хорошо утепленного дома площадью 100 квадратных метров в средней полосе России и на Урале составят 50-60 тысяч рублей за весь отопительный сезон. И практика отопления электричеством это подтверждает.

Конечно, если у вас есть газ или отапливаете дом твердотопливным котлом, то эти расчеты вы можете опустить.

Стоимость освещения в частном доме

Если вы поставите во все светильники в своем доме энергосберегающие лампы со средней мощностью в 13-15 ватт, что равноценно обычной лампе в 75 ватт, то ваши расходы на освещение дома будут укладываться во вполне разумные пределы.

В зимний период освещение работает по 10 часов в сутки, а в летний период – по 3-5 часов, исключая наружное освещение. Конечно, если правильно смонтировать наружное освещение и снабдить его датчиками освещения и движения, то и внешнее освещение будет работать не больше, чем внутреннее.

Итак, у вас дом в 100 кв.м., в котором вы имеете примерно 20 ламп мощностью 15 ватт. Это всего 300 ватт в час. При среднем времени освещения в 7 часов (и зимой, и летом) – это всего 2 киловатта в сутки или 60 киловатт в месяц.

То есть, расходы на освещение в частном доме 100 квадратных метров составят у вас не более 200 рублей в месяц.

Стоимость электричества на кухне

Если у вас нет газа, то вам придется готовить еду на электричестве. Современные электрические плиты высокоэффективны, но и они потребляют от 5 до 7 киловатт электроэнергии в час на полной мощности.

Примерные расходы на приготовление пищи при помощи электричества составят у вас от 300 до 500 рублей в месяц вне зависимости от площади вашего дома.

Другие расходы на электричество в частном доме

Циркуляционный насос системы отопления, автоматика котла, компрессоры ЛОС, телевизоры, спутниковый приемник, компьютеры, приводы ворот, стиральная машина, зарядные устройства для телефонов – все это потребители электричества в частном доме. И все они требуют киловатт, хотя и немного. Примерно от 200 до 300 рублей в месяц у вас будет уходить на поддержание этих устройств.

15 способов снизить расходы на отопление и освещение в доме

Хватить топить улицу и включать свет днем!

Затраты на свет и тепло в обычных домах на 30-50% выше, чем в энергоэффективных. Разница существенная. Технически многие энергоэффективные решения можно использовать и в стандартной стройке. Сегодня поговорим о том, как влияют на расходы привязка на участке, планировка, число и расположение окон, утепление, вентиляция и автоматика.

Строительство энергоэффективных домов должно быть выгодным. Например, в коттедже с сезонным и эпизодическим проживанием, если теплый пол обойдется дешевле, чем утепление пола, то лучше выбрать наиболее экономически обоснованный вариант.

Привязка и планировка

1. Грамотная привязка проекта на участок по всем нормам инсоляции. Преимущественно расположение окон на южную сторону. Жилые помещения, где проводят максимум времени расположите в зоне максимального освещения — на юге. На северной стороне можно расположить санузел, котельную и другие подсобные помещения.

2. Компактное расположение помещений , когда внешних стен минимум. Идеальная форма — прямоугольник. Эркеры и другие выступы создают дополнительные поверхности утечки тепла.

3. Дополнительные тепловые буферы защищают от холода. Традиционно строили террасы, чердаки, подвалы. Балкон при наличии нужно застеклить.

4. Деревья вокруг дома защищают от ветра, замедляют охлаждение стен, снижают расходы на отопление. Высаживать насаждения нужно на расстоянии двух-пяти кратной высоты посадок.

Увеличение естественного освещения

5. Мансардные окна. До 80% времени в доме может использоваться естественное освещение. Для этого нужно грамотно продумать расположение окон, в том числе мансардных. Не забудьте про лестничное пространство, санузлы и кладовые, о чем мы писали в статье про планированию мансарды: Cекреты удобной мансарды .

6. Установка солнечной трубы для освещения. Светопроводящая труба или свето-туннель диаметром 25-35 мм с зеркальной поверхностью передает лучи с крыши внутрь дома.

Устройство в потолке распределяет свет ровным белым свечением. Эффект включенного света в помещении.

В России технология пока не распространена, но хорошо известна за рубежом. Стоимость солнечных труб будет со временем уменьшаться. Пока комплект для самостоятельного монтажа стоит в районе 200-250 $. Такая труба в зависимости от диаметра хорошо освещает пространство 20-30 кв.м.

Утепление

7. Крыша. Теплопотери — 20-25%.

Толщина изоляционного пирога должна быть не меньше 200 мм, лучше — 250 мм. Качественно выполненный кровельный пирог — залог того, что дом не будет “дышать” через крышу. О том какие ошибки самые распространенные на этом этапе строительства и как их избежать в теме Ошибки кровли, о которых лучше знать до начала строительства.

8. Стены. Потери тепла 35-40%.

Как обнаружить и предотвратить образование мостиков холода мы рассказали в теме: Мостики холода: не допустить и отыскать . Для деревянных домов обязательно нужно учитывать усадку. Предпочтительно строить из клееного бруса с точной заводской нарезкой чашек для перерубов. В таких случаях % усадки минимален, не будет глубоких продольных трещин. Постройки из простого бруса и бревна необходимо дополнительно утеплять и обшивать.

9. Окна. Потери тепла до 20%.

Установка качественных энергосберегающих стеклопакетов. Инертный газ внутри — лучший изолятор. Специальное напыление на стекле защищает летом от перегрева, а зимой помогает сохранить тепло.

Низкоэмиссионные окна так называются потому, что благодаря специальному покрытию они пропускают солнечное излучение и при этом не выпускает на улицу тепловое излучение от отопительных приборов.

10. Пол. 10-15% от общих теплопотерь.

Используются наливные теплоизоляционные смеси, цементно-песчаные плиты, утеплители.

Фундамент также лучше утеплить снаружи.

Система вентиляции

11. Рекуперация. Для снижение расходов на отопление используют централизованную систему вентиляции с рекуператором.

Воздух с улицы проходит через теплообменник, нагревается за счет тепла потока воздуха, отработанного в доме, но не смешивается с ним. Так реально снизить затраты на отопление, свежий воздух будет поступать без перепада с температурой внутри помещения.

Единственный минус — установить систему можно на этапе строительства, уложив вентиляционные каналы в перекрытия и перегородки.

Автоматические «Умные» системы

12. «Умная» вентиляция. Самый продвинутый вариант — централизованная вентиляция с использованием аппарата со специальными датчиками и регулируемыми заслонками. Автоматизированная система сама реагирует на изменение микроклимата в помещении и регулирует потоки воздуха с улицы.

13. Датчики движения в осветительных приборах помогают выключать свет в неиспользуемых помещениях и беречь энергию. В продаже есть отдельные лампочки с датчиками, которые не нужно подключать к общей системе.

14. Система «Умный» дом имеет множество полезных свойств для снижения энергопотребления в доме и управлением уровнем тепла и освещенности в разных помещениях, вплоть до самостоятельного отключения отопления в неиспользуемых комнатах. О возможностях таких систем мы расскажем в ближайшей статье.

15. Автоматика отключения и регулировки радиаторов. Грамотное проектирование системы отопления . Установка терморегуляторов на радиаторы и теплосчетчиков в помещении помогает регулировать температуру и вовремя отключать батареи. За радиаторами устанавливают специальные отражающие экраны.

Важно сопоставить итоговые затраты на утепление и оборудование жилья с выгодами от экономии энергии. В доме для круглогодичного проживания с долгим отопительным сезоном комплексное дополнительное усовершенствование может реально снизить расходы.