Разработка задания на проектирование конюшни для 20 рабочих лошадей

      n – количество животных, голов;

       k – поправочный коэффициент.

 

Значение q1 находят следующим образом: по гигиеническим нормативам температура в помещении для лошадей составляет 6ºС, относительная влажность 80%.

Максимальная влажность воздуха  при температуре 6ºС равна 7 г/м³ (см. табл. «Максимальная упругость водяного пара в мм. ртутного столба»), а относительная  влажность должна составлять 80% от максимальной, т.е.

7 х 0,8 = 5, 6 г/м³.

 

Значение q2 берут из таблицы «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь». Для расчета воздухообмена в переходный период определяют среднее значение влагосодержания наружного воздуха для Бреста за январь и март: (5,02 + 3,6) / 2 = 4,31 г/м³

 

Часовой объем вентиляции в переходный период составит:

 

                                                            8301

L = ------------------- = 6434,8  м³/ч

                                                        5,6 – 4,31

 

2. Кратность воздухообмена (показывает, сколько раз в течении часа в помещении необходимо заменять воздух) рассчитывают по формуле:

 

                                                                           L

Kp = -------

                                                                         V

где L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

      V – объем помещения, м³.

 

Объем помещения равен произведению его длины, ширины и высоты (25,5 х 9 х 3=  = 688,5 м³). Кратность воздухообмена составит:

 

 

                                                      6434,8³/ч

Кр = ------------------------- = 9 раз в час

                                                        688,5 м³

 

3. Объем воздухообмена на одно животное составит:

                                                                                       

                                                                         L

                                                               V1 = -------

                                                                           n

 

где L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

       n – количество животных, голов.

 

В расчете на одно животное воздухообмен в переходный период составит:

 

                                                           6434,5

V1 = ---------------- = 321,7м³/ч

                                                             20

4. Объем воздухообмена на 1 центр живой массы составит:

 

                                                           L

                                               V2 = -------

                                                                        m

 

где m – живая масса животных, ц.

 

 

                                                                     6434,8

                                   V2 = ---------------------------------------------------- = 46,6 м³/ч

                                                       (6 х 7) + (6 х 4) + (8 х 8) + 8

 

5. Для обеспечения  необходимого воздухообмена рассчитывают площадь вытяжных шахт и приточных каналов.

 

5.1 Площадь вытяжных шахт определяют по формуле:

 

                                                                           L

S_выт = --------------

           h x 3600

 

где L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

       h – скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

       3600 – количество  секунд в одном часу.

 

Для определения площади вытяжных шахт необходимо рассчитать скорость движения воздуха в шахте (h). Ее величина зависит от разности температур внутреннего и наружного воздуха (Δt) и высоты шахты.

Внутренняя температура в конюшне составляет 6ºС. Для расчета наружной температуры в переходный период (см. табл. «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь») используется температура Бреста за январь и март:

Δt = + 6ºС - ( - 4,4) = 10,4ºС

Если высота вытяжной трубы равна 5 м, то скорость движения воздуха в  ней составит 0,73 м/с (см. табл. «Скорость  движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха»).

Общая площадь  вытяжных шахт будет равна:

 

                                                            6434,8

S_выт = -------------- = 1,94 м²

                                                                   0,92 х 3600

 

5.2 Количество вытяжных шахт определяют по формуле:

 

                                                         Sвыт

                                                  n1 = --------

                                                                       s1

 

где Sвыт – общая площадь вытяжных шахт, м²;

      s1 – площадь сечения одной вытяжной трубы, м²;

       

 

 

 

 

Если проектируемая шахта имеет сечение 1 х 1 м, т.е площадь 1 м², то их число составит:

 

                                                       1,94  

n1 = --------- = 2 вытяжные шахты

                                                         1

 

5.3 Площадь приточных каналов составляет 60 – 70% от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле:

 

S_пр = S_выт х 0,6

 

Площадь приточных  каналов определяется:

S_пр = 1,94 х 0,6 = 1,16 м²

 

5.4 Количество приточных каналов рассчитываются по формуле:

 

                                                                       S_пр

n2 = --------

                                                                         s2

 

где S_пр – общая площадь приточных каналов, м²;

        s2 – площадь сечения одного приточного канала, м²

 

Приточные каналы могут быть выполнены  в виде боковых приточных каналов, расположенных от стены до кормонавозного прохода под лотком, размером 0,2 х 0,2 м и площадью 0,04 м. Их количество    

1,16 / 0,04 = 29 шт. Они расположены под окнами на расстоянии 2,5 м друг от друга.               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет теплового  баланса помещения.

 

Расчет теплового  баланса здания позволяет оценить  теплотехнические свойства ограждающих  конструкций, определить пути теплопотерь, найти способы улучшения микроклимата.

Тепловой баланс – равновесие между приходом и  расходом тепла в помещении.

Поступление тепла  – это тепловыделения животными (Qжив), которые являются основными источниками тепла в животноводческих неотапливаемых помещениях.

Расход тепла  складывается из потерь на обогрев  приточного (вентиляционного) воздуха (Qвен); пеплопотерь на испарение влаги с пола, кормушек, поилок (Qисп) и теплопотерь через ограждающие конструкции здания (Qо. Зд) (стены, перекрытия, окна, двери, ворота).

Формулу для расчета  теплового баланса неотапливаемого  здания можно представить в виде соотношения.

 

Q жив = Q вен +  Q исп +  Q о. Зд

 

Для поддержания заданной нормативной  температуры в помещении тепловой баланс должен быть нулевым, т.е. величина прихода тепла должна соответствовать величине его расхода. В противном случае температура воздуха в помещении будет повышаться (при положительном балансе) или снижаться (при отрицательном балансе).

Для животноводческих помещений тепловой баланс целесообразно рассчитывать с учетом показателей температуры и относительной влажности атмосферного воздуха самого холодного периода года (по показателям января).

 

1. Расчет прихода тепла.

Количество тепла, выделяемое в помещении животными, зависит от окружающей температуры, поэтому для повышения точности расчетов учитывают поправочные коэффициенты. Количество тепла (Q) выделяемого животными находят по формуле:

 

Q _жив = Qо х n x k,

 

где Q _жив – количество тепла, выделяемое всеми животными, ккал/ч;

       Q о – количество свободного тепла, выделяемое одним животным, ккал/ч;

       n – количество животных, голов;

       k – поправочный коэффициент.

Пользуясь табл. «Нормы выделения  тепла, углекислого газа и водяных  паров с/х животными и птицами», находят:

• Одна кобыла холостая живой массой 600 кг выделяет 547 ккал/ ч свободного тепла
• а 7 голов – 3829 ккал/ч
• Одна кобыла жеребая живой массой 600 кг выделяет 643 ккал/ч свободного тепла;
• а 4 голов – 2572 ккал/ч;
• Один мерин живой массой 800 кг выделяет 667 ккал/ч свободного тепла;
• а 8 голов –5336 ккал/ч
• Один жеребец живой массой 800 кг выделяет 799 ккал/ч свободного тепла.

 

Свободное тепло от 20 голов составляет:

 

(547 х 7) + (643 х 4) + (667 х 8) + 799 = 12536 ккал/ч

 

С учетом поправочного коэффициента (см. табл. «Поправочный коэффициент для определения тепла и водяных паров, выделяемых животными, в зависимости от температуры воздуха») составит:

 

 

 

2. Расчет теплопотерь:

2.1 Расчет теплопотерь  на обогрев вентиляционного воздуха:

 

Q _вен = 0,24 х L _янв х Δt

 

где 0,24 – тепло (ккал), затраченное  на нагревание 1 кг воздуха 1ºС, ккал/кг/градус;

       L _янв – часовой объем вентиляции, рассчитываемый по январю, м³/ч;

       Δt – разница температур внутреннего и наружного воздуха, ºС.

Необходимо провести корректировку расчета объема вентиляции на самый холодный месяц (январь).

Часовой объем вентиляции в январе составит:

 

                                                                      8301

L _янв = --------------- = 3388,2 м³/ч

                                                         5,6 – 3,15

 

Значение q 2 для расчета воздухообмена в зимний период (по показаниям самого холодного месяца) определяют по таблице «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь» - влагосодержание в январе равно 2,85 г/м³.

Также необходимо величину часового объема вентиляции из объемных единиц (м³/ч) перевести в весовые (кг/ч).

Пользуясь таблицей «Объемная масса  воздуха (м³/кг) при различной температуре  и различном барометрическом давлении» находят, что 1м³ воздуха при температуре 6ºС (нормативная температура для конюшни) и барометрического давления 760 мм. рт. ст. весит 1,265 кг.

 

L янв = 3388,2 х 1,265 = 4286,1 кг/ч

 

Для расчета Δt внутреннюю температуру конюшни принимаем за 6º (норматив), наружная температура в январе для Бреста составит – 4,4ºС (см. табл. «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь»).

 

Δt = 6ºС – ( - 4) = 10,4ºС

 

Расход тепла на обогревание  поступающего воздуха будет равен:

 

Q_вен = 0,24 х 3388,2 х 10,4 = 8456,9 ккал/ч

 

2.2 Расчет теплопотерь  на испарение:

Расчет теплопотерь на испарение  влаги с пола, кормушек поилок производится по формуле:

 

Q_исп = а х 0,595

 

где 0,595 – количество тепла, затраченное на испарение 1 г влаги, ккал

       а – поступление  влаги, испарившейся с пола, кормушек, поилок и т.д., принимаемой в  размере 12% от влаги, выделяемой  животными.

 

Q_исп = 830 х 0,595 = 493,85 ккал/ч

 

2.3. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции рассчитывается по формуле:

Qо. Зд = Σ k х S х Δt

 

где k – коэффициент теплопередачи материала в ккал/ч/м³/градус;

      S – площадь ограждающих конструкций, м²;

      Δt – разница температур внутреннего и наружного воздуха, ºС;

      Σ – показатель, что все произведения k х S суммируются.

 

Коэффициенты теплопередачи отдельных  конструкций приведены в табл. «Термическое сопротивление (R о) и коэффициенты теплопередачи (К) некоторых строительных ограждений», «Значение   R о и К для окон, фонарей и дверей», «Значение R о и К для наружных стен с внутренней штукатуркой» и «Значение R о и К для отдельных зон неутепленных полов».

 

Площадь ограждающих конструкций  рассчитывают следующим образом:

1. Площадь потолка (помещение  с чердачным перекрытием) –  путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения.

2. Площадь стен – путем умножения  наружного периметра помещения  на высоту стен с учетом  толщины потолка (совмещенного  перекрытия) за минусом площади  окон и ворот.

3. Площадь окон, ворот, дверей  – путем умножения площади одного окна (одних ворот, дверей) на их количество.

4.Площадь пола - по зонам:

1 зона – до 2 метров от стен;

2 зона – от 2 метров до 4 метров;

3 зона – от 4 метров.

 

В конюшне содержится 20 голов рабочих лошадей.. Внутренние размеры конюшни: длина – 25,5 м , ширина – 9 м, высота стены – 3 м.

Стены конюшни деревянные брусчатые  толщиной 200 мм.  Окна в одинарном  переплете с одинарным остеклением  размером 1 х 1,2 м, количество их 29. Ворота деревянные двойные размером 2,8 х 2,4 м, их 1. Потолок по балкам настил из деревянных пластин толщиной 5 см, глинопесчаная смазка 2 см, слой опилок 15 см и сверху слой земли 5 см без штукатурки.