Разработка задания на проектирование конюшни для 20 рабочих лошадей

    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. 

    Определение теплопотерь через ограждающие  конструкции здания  

     

    Теплопотери здания складываются из основных теплопотерь (через все ограждающие конструкции) и дополнительных.

    Основные  теплопотери в приведенном расчете  составили –4224,7 ккал/ч.

    Дополнительные  потери тепла зависят от расположения здания по отношению к сторонам света, продуваемости помещения и т.д. 

    Таким образом, Q_{о. Зд} = 4224,7 + 326,8 = 4551,5 ккал/ч 

    Приход  тепла в помещение - Q _жив  составляет 13538 ккал/ч.

    Расход тепла в помещении находят суммируя все теплопотери (Qвен + Qисп + Qо. Зд), т.е. 

    8456,9 + 493,85 + 14551,5 = 13502,2 ккал/ч

      Сравнив теплопотери и теплопоступление, следует, что расход тепла в  помещении меньше чем его поступление:

    13502,2 – 13538 = -35,8 ккал/ч.

    Дефицита  тепла нет, следовательно, в помещении положительный тепловой баланс.

    Далее следует определить Δt нулевого баланса, т.е. разность между температурой наружного воздуха в январе и температурой внутри помещения.

    Расчет  проводят по формуле: 

             Q _жив - Q_исп

    Δt н. б. = -------------------------

                 0,24 х L _янв + Σ k х S 

    Подставляем ранее полученные данные в формулу: 

       13538 – 493,85

    Δt н. б . = ------------------------------------- = 9,1ºС

                                                       0,24 х 4286,1 + 406,2 

    Следовательно, при найденном тепловом балансе  разность между температурой наружного  воздуха и температурой внутри помещения равна 9,1ºС. Так как средняя январская температура в районе Бреста  составляет – 4,4ºС, то температура воздуха в помещении будет равна (9,1 – 4,4) = 4,7ºС что не соответствует микроклиматическим нормативам.