10777

201

							Таблица 1
	Средний тепловой поток с одного погонного метра скважин
	в зависимости от глубины заложения грунтового теплообменника
		Общая влажность	qуд, Вт/м при глубине заложения
	Тип грунта		грунтового теплообменника l, м:
		грунта wг, доли
			90	80		70	60
		0,15	12,5	12,0		11,3	10,5
	Глины и суглинки	0,20	14,4	13,8		13,1	12,1
		0,25	16,6	15,9		15,0	13,9
		0,15	16,6	15,9		15,0	13,9
	Супеси	0,20	16,9	16,2		15,3	14,1
		0,25	17,7	17,0		16,1	14,8
		0,15	17,4	16,6		15,7	14,5
	Песок	0,20	18,8	18,0		17,0	15,7
		0,25	20,1	19,2		18,2	16,8
							Таблица 2
	Тепловой поток с одной скважины в зависимости от глубины её заложения
		Общая влажность	qскв, Вт/скв. при глубине заложения
	Тип грунта		грунтового теплообменника l, м:
		грунта wг, доли
			90	80		70	60
		0,15	1125	958		793	628
	Глины и суглинки	0,20	1298	1107		915	725
		0,25	1490	1270		1050	831
		0,15	1490	1270		1050	831
	Супеси	0,20	1520	1296		1071	848
		0,25	1597	1360		1125	889
		0,15	1563	1331		1100	871
	Песок	0,20	1689	1439		1189	940
		0,25	1807	1539		1272	1006
							Таблица 3
	Минимальное расстояние между скважинами Rскв, м
		Общая влажность	Rскв, м, при глубине заложения
	Тип грунта		грунтового теплообменника l, м:
		грунта wг, доли
			90	80		70	60
		0,15	3,4	3,1		2,8	2,5
	Глины и суглинки	0,20	3,6	3,4		3,1	2,7
		0,25	3,9	3,6		3,3	2,9
		0,15	3,9	3,6		3,3	2,9
	Супеси	0,20	3,9	3,6		3,3	2,9
		0,25	4,0	3,7		3,4	3,0
		0,15	4,0	3,7		3,4	3,0
	Песок	0,20	4,2	3,8		3,5	3,1
		0,25	4,3	4,0		3,6	3,2

Средние значения необходимой площади f, м2, поверхности над рабочим массивом грунта при различных величинах расчетной мощности теплового насоса Q, кВт, приведены в таблице 4. Для обеспечения тепловой энергией

202

одного частного дома (Q ≈ 25…100 кВт) требуется значительная, ничем не занятая площадь f = 243…2425 м2. Для многоэтажных жилых и общественных зданий (Q > 1 МВт) необходимы площади, сопоставимые с несколькими футбольными полями. Использование двойных U-образных теплообменников позволяет снизить данные значения менее чем в 2 раза. Учитывая, что стоимость 1 м2 частной земли (без учета стоимости объектов недвижимости) в черте г. Н. Новгорода может достигать 5…50 тыс. рублей, можно сделать вывод о том, что отсутствие свободных площадей земли и высокая стоимость частных земельных участков являются одними из основных факторов, стесняющих возможность применения тепловых насосов в условиях г.Н.Новгорода при строительстве и реконструкции зданий.

Таблица 4 Средние значения необходимой площади поверхности над рабочим массивом грунта

скважин теплового насоса

Q, кВт	1	5	10	25	50	100	500	1000	5000
f, м2	9,7	48,5	97	243	485	2425	4850	9700	48500

Список литературы

1.Амерханов, Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии / Р.А. Аменханов.

–М.: КолосС, 2003. – 532 с.

2.Амерханов, Р.А. Тепловые насосы/ Р.А. Амерханов. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 160 с.

3.Обозов, А.Д. Возобновляемые источники энергии / А.Д. Обозов, Р.М. Ботпаев. – Бишкек.: КГТУ, 2010. – 218 с.

4.Журмилова, И.А. Совершенствование систем тепло- и холодоснабжения зданий с применением грунтовых теплообменников: дис. ...

канд. техн. наук: 05.23.03. – Владивосток, 2016. - 155 с.

5.Особенности строительства объектов в нефтегазодобывающих районах Западной Сибири / Аксенов Б.Г., Моисеев Б.В., Ремизов В.В. и др.; под ред. А.Ф. Шаповала. – М.: Недра, 1996. – 380 с.

6.Моисеев, Б.В.Теплоснабжение на насосных станциях нефтепроводов / Моисеев Б.В., Степанов О.А., Хоперский Г.Г.; под ред. О.А. Степанова. – М.:

Недра, 1998. – 302 с.

7.Бодров, М.В. Научно-методологические основы нормирования, проектирования и эксплуатации систем обеспечения микроклимата производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений: дис. ... д-р

техн. наук: 05.23.03. – Н. Новгород, 2011. – 522 с.

8.СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. – М.: Минрегион России,

2011. – 161 с.

9.Основные сведения о тепловых насосах. Инструкция по проектированию. – М.: OOO Виссманн, 2010. – 20 с.

203

УДК 69.033.15

К.И. Лоншакова

Особенности проектирования территорий, прилегающих к зданиям с пневматическими конструкциями

Пневматические конструкции - это мягкие оболочки, заданная форма и несущая способность которых обеспечивается нагнетаемым в них воздухом. Одна из особенностей пневматических сооружений – большая площадь поверхности конструкций, пролеты этих конструкций могут достигать значительных размеров. Еще одна характерная особенность пневматических конструкций – применяемая форма сооружений. Чаще всего используют сферическую форму или цилиндрический свод. Если для обычных зданий площадь водосбора дождевых осадков ограничивается периметром кровли, то для пневматических зданий площадь водосбора - вся оболочка, фактическая площадь которой существенно превышает площадь проекции здания на горизонтальную плоскость. В этом случае возникают сложности создания системы водоотвода осадков с поверхности пневматических зданий и сооружений.

Классическая схема кровельного водоотвода для пневматических зданий не применима из-за отсутствия возможности креплений лотков к поверхности здания и невозможности создания определенного уклона здания (для применения водосборных точек).

На этапе проектирования пневматического сооружения необходима разработка схемы отведения воды, особенно в случае, если здание планируется использовать стационарно. Правильно выполненный водоотвод надежно защитит территорию участка от эрозии почвы, заболачивания, появления наледи в зимний период и луж в теплое время года. Но основная задача системы водоотведения – не допустить подтекания воды внутри здания.

Для организации системы отведения воды с поверхности могут использоваться: пластиковые, бетонные или полимеркомпозитные лотки. Глубина лотков подбирается, исходя из предполагаемого объема воды. Сверху изделия защищены металлическими решетками или решетками из композитных материалов. Выбор материала лотков зависит от длительности использования здания, а также от особенностей территории. Для зданий временного характера (используемых короткий промежуток времени) достаточно применения незакрытых дренажных канав.

При использовании пневматических конструкций в зимний период года, или в районах с высоким количеством выпадаемого снега следует предусмотреть ограждение прилегающей к зданию территории для безопасного схода снежного покрова с оболочки здания.

В нормативных требованиях [1] предписано: «Размещение оборудования или складирование материалов на расстоянии ближе 1 м от внутренней поверхности оболочки не допускается».

204

В целях безопасности как самой конструкции, так и людей имеет смысл оградить 1 м по всему периметру для безопасного схода снега, защиты оболочки от проколов и порезов и также для удобства создания водосборной системы.

При проектировании участка, где расположено здание, совершенно обязательно соблюдение требований пожарной безопасности. Во-первых, соблюдение минимальных разрывов между зданиями и сооружениями, определяемых степенью пожарной опасности конкретного вида производства и огнестойкостью рядом расположенных объектов. В инструкции [1] регламентируются расстояния между воздухоопорными строениями и от них до производственных, складских, вспомогательных, жилых и общественных зданий и сооружений, которые должны быть не менее 18 м. Во-вторых, организация пространства для удобного и быстрого подъезда пожарных автомобилей.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что на участках с пневматическими зданиями необходимо предусматривать расстояние 18 м до других зданий и сооружений для безопасной эксплуатации с точки зрения пожарной защиты, а также удобства проектирования проездов снегоуборочной техники.

Список литературы 1. Санитарные нормы: СН 497-77 - Временная инструкция по

проектированию, монтажу и эксплуатации воздухоопорных пневматических сооружений: нормативно-технический материал. – М.: Стройиздат, 1978.

УДК 697.1

Н.А. Малышев

Проектирование системы отопления теплиц

Системы отопления культивационных сооружений в наше время должны удовлетворять следующим основным требованиям, которые следуют из особенностей микроклимата, технологического режима и ограждающих конструкций.

Основные теплотехнические требования: обеспечивать требуемые температуры воздуха в рабочем объеме, листьев растений, корнеобитаемого слоя почвы; локализовывать холодные потоки воздуха в пристенной зоне; обеспечивать снеготаяние на кровле.

Отопление теплицы происходит зональными водяными системами (цокольной, шатровой, надпочвенной, подпочвенной, контурной) и одной воздушной.

ц ш	гр	гр	к возд	(1)
Qот Qот Qот Qот		Qот	Qот Qот .

205

В теплицах системы отопления могут быть с различными видами теплоносителя – водой, воздухом, паром, газом. В наше время наиболее распространен водяной обогрев. При устройстве водяного отопления для обогрева различных зон следует предусматривать несколько систем:

-шатрового обогрева – для обеспечения снеготаяния и поддержания требуемого температурного режима в верхней зоне;

-цокольного обогрева – для локализации холодных потоков в пристенной зоне;

-контурного подпочвенного обогрева – для предотвращения промерзания почвы в пристенной зоне;

-основного подпочвенного обогрева – для создания требуемого температурного режима в корнеобитаемом слое почвы;

-надпочвенного обогрева – для обеспечения равномерности температур

внадпочвенной зоне.

Температура теплоносителя для шатрового, цокольного и надпочвенного обогрева составляет tг = 95°С, tо = 70°С; для подпочвенного, соответственно tг = 45°С, tо = 30°С. Для контурного подпочвенного отопления возможно использование высокотемпературного теплоносителя с tг = 130…150°С, tо = 70°С. Нагревательные приборы для всех систем, кроме основной подпочвенной – стальные гладкие трубы или регистры из них.

Типовые решения систем отопления из гладкотрубных регистров представлены в типовом проекте теплиц серии 810-98. Для основного подпочвенного обогрева могут использоваться асбестоцементные или пластмассовые трубы.

Мощность системы отопления в культивационных сооружениях определяется из уравнения теплового баланса:

Qот Qог Qгр Qинф. .

(2)

Теплопотери через грунт принимаются в процентах от теплопотерь через ограждения теплицы ( Qгр = 15...20% Qогр ).

Количество теплоты, необходимой на нагрев инфильтрующегося воздуха, равно:

Qинф Gинфсв (tв tн ) ,

(3)

где Gинф – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч.

Удельные потери теплоты в культивационных сооружениях равны 100...200 Вт/м3, расходы на обогрев сооружения составляют 50 % себестоимости продукции, поэтому в теплицах особенно большое значение имеет нахождение возможностей экономии теплоты [1].

В соответствии с т.п. 810-98 размеры одной секции составляют 6,4х24=153,6 (м2). Высота секции, учитывая высоту скатов теплицы составляет около 3,5 м. Cледовательно, для полноценного обогрева 1 секции теплицы (547

206

м3) потребуется 109 400 Вт (94 084 Ккал/ч) теплоты (без учета инфильтрации). Потери на инфильтрацию обычно составляют 25…40 % от теплопотерь.

Для условий средней полосы Российской Федерации, удельная величина теплопотерь составляет 200 Вт/м3.

Параметры наружного воздуха для зданий сельскохозяйственного назначения, если они не установлены специальными строительными или технологическими нормами, следует принимать:

-параметры А - для систем вентиляции и кондиционирования в теплый

ихолодный периоды года;

-параметры Б - для систем отопления в холодный период года [2].

Всоответствии с требованиями СП [3] в зимних теплицах следует предусматривать водяное отопление или водяное в сочетании с воздушным (комбинированное отопление) и водяной обогрев почвы. Комбинированная система отопления предусматривается, как правило, в зонах с наружной температурой наиболее холодных суток - 20 °С и ниже, в остальных районах

ееприменение должно быть обосновано. Тепловую мощность воздушного обогрева в системе комбинированного отопления следует принимать в однопролетных теплицах равной 35…50 %, в многопролетных – 20…40 % общего расхода тепла в расчетный период [3].

Обычно в теплице предусматривается два варианта отопления: 1. Воздушное:

а) воздушное от отопительной бытовой печи, топливо-твердое: сухие дрова или каменный уголь, со встроенным котлом для приготовления поливочной воды;

б) воздушное от теплогенератора.

2. Отопление теплицы происходит от котлов или от газовых блочных котельных, установленных рядом от теплицы, теплоноситель – горячая вода в соответствии с температурным графиком подачи теплоносителя. Топливом служат:

а) сухие дрова или каменный уголь; б) печное; в) природный газ низкого давления.

Возможна установка оборудования для подкормки углекислым газом растений в теплицах. Самый распространенный способ – транспортирование при помощи вентиляторов уходящих газов от котельной в теплицу. Требования к уходящим газам:

1. отходящие газы должны быть охлаждены до температуры 60 °С; 2. газы не должны содержать большое количество воды; 3. в них не должно содержаться СО.

Данное инженерное оборудование требует отдельного и более детального рассмотрения.

Отопление теплицы предусмотрено двухтрубной системой с нижней или верхней разводкой и попутным движением теплоносителя.

Вкачестве нагревательных приборов приняты регистры из гладких труб с открытой прокладкой труб. Обратный трубопровод открыто по полу и

207

частично в конструкциях пола в районе ворот. Трубопроводы прокладываются с уклоном в направлении источника теплоносителя. Обычно уклон составляет 0,003 [4]. Удаление воздуха из системы отопления осуществляется через горизонтальный проточный воздухосборник. Трубопроводы системы отопления принимаются стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262-75. Учитывая высокие коррозионные нагрузки на металлические трубы возможно применение пластиковых трубопроводов.

Учитывая требования СП [2], в системах водяного отопления с трубопроводами из полимерных материалов параметры теплоносителя (температура, давление) не должны превышать 90 °С и 1,0 Мпа [2]. Гидравлическое испытание и монтаж системы отопления в теплице также выполняется в соответствии требованиями СП [5].

В настоящее время требуется продолжение исследований по созданию малоэнергоемких культивационных сооружений (зимних теплиц) с уточнением теплофизической модели для повышения продуктивности и снижения себестоимости производства.

Список литературы

1.Бодров, В.И. Микроклимат производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений / В.И. Бодров, М.В. Бодров, Е.Г. Ионычев, М.Н. Кучеренко. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2008. – 623 с.

2.СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003: утв. М-вом регион. развития Рос. Федерации 30.06.2012: Дата введ. 2013-01-01. – М.: - 2013. – 76 с.

3.СП 107.13330.2012 Теплицы и парники. Актуализированная

редакция СНиП 2.10.04-85. : утв. М-вом регион. развития Рос. Федерации

30.06.2012: Дата введ. 2013-01-01. – М.: - 2013. – 19 с.

4.Типовой проект 810-98. Блочная селекционная многопролетная теплица: утв Министерством сельского хозяйства 24.01.1977: Дата введ.

15.07.1979.

5.СП 73.13330.2012 Внутренние санитарно-технические системы

зданий. Актуализированная редакция СНиП 3.05.01-85.: утв. М-вом регион. развития Рос. Федерации 29.12.2011: Дата введ. 2013-01-01. – М., 2012. – 42 с.

УДК 514:681.7

А.В. Матренин

Бесконтактные методы измерений геометрии изделия

В статье рассматриваются методы бесконтактных измерений геометрических параметров изделий. В настоящее время многие отрасли промышленного производства нуждаются в автоматизированном контроле геометрии изделий. Автоматизация данного процесса сокращает трудозатраты на контроль соответствия заданным параметрам изделий, что в конечном

208

итоге позволяет увеличить объемы производства. Так, например, наиболее трудоемко измерение крупногабаритных изделий, но при использовании различных методов бесконтактных измерений задача заметно упрощается. Также при проведении измерений большое внимание уделяется вопросам точности.

Существуют различные методы измерения размеров объектов. Измерение - это процесс нахождения значения физической величины опытным путем с помощью средств измерения. Под методом измерений понимают совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Обычно метод измерений обусловлен устройством средства измерений. Различают дифференциальный, нулевой, контактный и бесконтактный методы измерений, а также методы сравнения с мерой и метод непосредственной оценки [1].

Контактный метод измерений – метод измерений, основанный на том, что измерительный прибор непосредственно контактирует с объектом измерения [1]. Данный метод имеет широкое распространение, так как является недорогим в реализации. Недостатками являются значительная трудоемкость, а также ограниченная применимость к крупногабаритным изделиям.

Бесконтактный метод измерений – основан на том, что измерительный прибор позволяет выполнить измерения на удалении от объекта измерения [1]. Таким образом, данный метод не ограничивает нас в применимости к изделиям со сложной геометрической формой. Отсутствуют ограничения на размер изделия, а также повышается скорость и точность измерений.

Существуют различные бесконтактные методы измерений. Распространенными на данный момент являются следующие методы бесконтактного измерения координат: [2]

оптическая монохроматическая интерферометрия;

триангуляционный метод;

автоколлимационный метод;

дальнометрический метод;

муаровые методы;

теневой метод Фуко;

лазерно-акустический метод;

стереоскопический метод;

ультразвуковые методы;

томографические методы;

голографические методы;

структурное освещение;

анализ образа (фотограмметрия) (для крупногабаритных изделий).

Наибольшее распространение получил метод бесконтактного измерения с помощью лазерного сканирования, в том числе 3D сканирования и лазерных триангуляционных измерениях. Пример лазерного сканера показан

209

на рисунке 1. Однако данные системы обладают высокой стоимостью и позволяют работать с изделиями ограниченных размеров.

Рис. 1. Лазерный 3D сканер

Для определения геометрических параметров крупногабаритных изделий бесконтактным методом одними из важнейших требований к измерительной системе являются ее мобильность, отсутствие ограничений на размер изделия, а также простота обращения, чтобы в максимально короткий срок обучить инженера выполнять измерения. Такими достоинствами обладает прибор для снятия координат – цифровой тахеометр [3]. Это лазерный прибор, использующийся для измерения координат точек бесконтактным методом. Пример роботизированного цифрового тахеометра показан на рисунке 2.

Рис. 2. Роботизированный цифровой тахеометр

Максимальная дальность измерения тахеометрами различных моделей составляет от нескольких сотен до 2-3 тыс. м при высокой точности измерения

210

координат (1 мм), следовательно, размер сканируемого объекта также может достигать 2-3 тыс. м. Роботизированные версии тахеометров значительно упрощают работу инженера и сокращают время измерений.

Подводя итог, можно сказать, что применительно к крупногабаритным изделиям со сложной геометрической формой следует применять бесконтактные методы измерений.

Список литературы

1.Колчков, В. И. Метрология, стандартизация и сертификация : учеб. для студентов образоват. учреждений сред. проф. образования, обучающихся по группе специальностей «Метрология, стандартизация и контроль качества»/ В.И. Колчков. — М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2010. – 398с.

2.Самойлов, А. А. Определение геометрических параметров крупногабаритных объектов бесконтактными методами. Дисс. канд. техн. наук, 05.01.01 – Инженерная геометрия и компьютерная графика. – Н.

Новгород, 2013. – 142 с.

3.Ворошилов, А. Г. Спутниковые системы и электронные тахеометры в обеспечении строительных работ: учеб. пособие/ А. Г. Ворошилов. – Челябинск : АКСВЕЛЛ, 2007. – 163 с.

УДК 697.3

М.С. Морозов

К вопросу повышения энергоэффективности внутренних систем теплоснабжения жилого фонда при проведении капитального ремонта

В настоящее время одной из актуальных проблем в сфере жилищнокоммунального хозяйства является снижение энергопотребления и повышение энергоэффективности активных систем обеспечения параметров микроклимата (СОМ), в частности, внутренних сетей теплоснабжения (системы отопления, элеваторных узлов ввода теплоносителя в здание, индивидуальных тепловых пунктов и др.) при проведении капитального ремонта многоквартирных жилых домов (МЖД). Однако отсутствие комплексного системного научно обоснованного подхода к вопросу проведения реконструкции отопительных систем МЖД при подготовке проектной документации с использованием нормативно-технической базы, регламентирующей новое строительство [1, 2], приводит к следующим негативным результатам: полное отсутствие энергосберегающего эффекта; необоснованное удорожание капитальных затрат при проведении реконструкции; повышение эксплуатационных затрат.

Для анализа и сравнения целесообразности применения того или иного энергосберегающего мероприятия при капитальном ремонте активных СОМ, автором были рассмотрены и классифицированы четыре основные