В этой статье отдельно расскажу про расчётные параметры в спецификациях. О них кратко упоминал в полном гиде по спецификациям для сетевиков, теперь же расскажу чуть подробнее и покажу несколько примеров.
Определение
Начнём с того, что такое расчётные параметры и где они вообще могут пригодиться.
Расчётные параметры — это поля спецификации, в которые можно выводить значения с помощью формул.
Чаще всего эти значения вычисляются на основе значений из других параметров. То есть мы не можем создать спецификацию из ничего, нам всё равно нужны элементы в модели. Помните, одна строка спецификации = один элемент в модели.
Назначение
В сетях расчётные параметры обычно используют для решения двух задач: добавить запас на количество или посчитать расходные материалы, которые не моделируются.
Пример 1. Если нужно добавить запас на длину трубы, то можно взять фактическую длину и в расчётном параметре домножить её на нужный коэффициент.
Пример 2. В расчётной спецификации можно учесть металл для креплений воздуховодов или краску и грунт для труб. В этом случае мы берём существующие элементы, воздуховоды и трубы, и на основе их значений площади через коэффициенты получаем массу креплений или объём краски.
Обе задачи можно решить с помощью формул в расчётных параметрах. Это несложно, примеры покажу в отдельном разделе ниже.
Кроме формул, которые пользователь сам пишет в отдельное поле, есть особый вид формул — проценты. Этот инструмент нужен, чтобы посчитать долю элемента относительно какой-то группы элементов. Например, можно узнать, сколько процентов составляет длина труб 50 диаметра относительно длины всех труб в системе.
Звучит, как довольно бесполезная ерунда, и так оно есть, если использовать инструмент напрямую. Но если немного подшаманить, то процент позволит нам справиться с одной проблемой Ревита — округлением суммы значений, а не каждого отдельного значения.
Когда в Ревите мы что-то округляем в спецификации и потом суммируем значения, то мы видим не округлённую сумму, а сумму округлённых значений.
Например, у нас есть три отрезка трубы: 1230 мм, 4520 мм и 3910 мм. Если накинуть сюда 10 % сверху, перевести в метры и округлить до 1 знака после запятой, то вот что получается. Ревит берёт каждое значение, домножает, округляет и только потом суммирует, получаем:
- 1,23 * 1,1 = 1,353 = 1,4 м;
- 4,52 * 1,1 = 4,972 = 5 м;
- 3,91 * 1,1 = 4,301 = 4,3 м.
- сумма в Ревите 1,4 + 5 + 4,3 = 10,7 м;
- сумма ожидаемая: 1,353 + 4,972 + 4,301 = 10,626 = 10,6 м.
То есть Ревит округлил каждое, потом просуммировал, а мы обычно сначала суммируем, потом округляем полученное значение. Скорее всего эти неточности для вас роли не играют и уходят в «запас», но в некоторых случаях это критично, например при определении площади квартир в ТЭПах, так как это сильно влияет на деньги.
Подобная ситуация должна нас насторожить, потому что — нельзя это отрицать на 100 % — может быть связана с попыткой машин уничтожить нас как биологический вид и установить своё цифровое доминирование в мире. Или нет.
Работу с процентом рассматривали Чубрик и Зуев, я тоже её опишу, но уже на примере воздуховодов и своим языком. Кому какой нравится, тот и выбирайте:
- статья Чубрика;
- статья Зуева;
- моя статья → о, так вы уже в ней, просто читайте дальше.
Практика
Давайте посмотрим, как создавать расчётные параметры и рассмотрим четыре примера с воздуховодами. В первом добавим запас на длину. Во втором — посчитаем массу креплений. В третьем — посмотрим на округление в расчётных параметрах. В четвёртом — сделаем округление суммарной длины через процент.
За основу возьму спецификацию из трёх полей с такими настройками:
Пример 1 — Запас на длину
Перехожу в «Поля» спецификации, нажимаю по значку расчётного параметра. Перевод в Ревите некорректный, написано «Добавить рассчитанный параметр» вместо «Добавить расчётный параметр». Попадаю в окно с настройками.
В данном случае мы будем брать длину трубы и домножать её на коэффициент запаса. Для расчётных параметров важно, чтобы в поля спецификации был добавлен тот параметр, на основе которого ведём расчёт. Сейчас это параметр «Длина». Все параметры, которые собираетесь использовать в формулах в расчётных параметрах, должны быть в полях спецификации.
1 — имя параметра, должно быть уникальным;
2 — выбор типа расчётного параметра, формула или процент, сейчас выбираем формулу;
3 — так как это параметр, то у него есть категория (дисциплина) и тип данных. Очень важно выбирать правильный тип данных, так как он влияет на запись формулы и дальнейшую работу с параметром. Например, если выбрать не «Длина», а оставить число, то нельзя будет менять единицы с миллиметров на метры, так как у чисел нет такой вариативности;
Если работаете с длинами труб, воздуховодов, лотков, коробов, с диаметрами труб и коробов, то выбирайте тип данных «Длина». Если ошибиться с типом данных, это классическая ошибка новичков, то получите предупреждение.
4 — поле для ввода формулы. Можете как вписать всё целиком руками, так и с помощью кнопки «…» справа выбирать из добавленных в спецификацию параметров. Двойной клик по параметру добавляет его в формулу.
Если параметр можно добавить, это не значит, что формула будет с ним работать. Например, нельзя добавить текстовый параметр в условие, но можно добавить в результат, если тип данных «Текст». Посмотрим подробнее во втором примере.
Настроил параметр, добавляю в спецификацию, смотрим, что получилось. Если при нажатии на кнопку ОК не вылезает никаких ошибок, то всё хорошо, параметр работает.
Расчётные параметры суммируются по правилам обычных параметров. Об этом рассказывал в полном гиде по спецификациям. Для расчётных параметров нужно включить вычисление итогов, как и для любого другого параметра, который собираемся суммировать. И точно так же можно поменять единицы измерения на требуемые.
После нехитрых манипуляций, получаем следующее:
Напомню: Ревит взял каждый воздуховод отдельно, умножил его фактическую длину на коэффициент из формулы, а уже после этого суммировал все поля. В данном случае длина с запасом может расходиться с фактической длиной, но несильно — в пределах округления.
Например, если бы поставил округление до 1 знака, то получил в первой строке не 9.57, а 9.6 — относительно 8.7 фактической длины это уже 10,3 % запаса. Это мелочи, которые можно проигнорировать в данном случае.
В спецификации для оформления, чтобы накинуть запас, вы добавите поле с фактическим значением параметра, потом добавите расчётный параметр, укажете тип данных, формулу и посчитаете в нём количество с запасом. Фактическое значение удалять нельзя — придётся скрыть, а расчётное будете выводить как количество на лист.
Пример 2 — Масса креплений
Этот пример похож на первый — нужно на основе площади воздуховодов высчитать массу креплений. Берём площадь, умножаем на коэффициент и получаем количество.
Однако тут есть свой нюанс. Расчётные параметры не формирует строки — это столбцы, а значит мы не сможем в одной сводной спецификации собрать и реальные элементы модели и расчётные значения. Поэтому придётся делать отдельную спецификацию на каждый расходник.
Нужна краска для труб? Отдельная спека. Нужна грунтовка для тех же самых труб? Отдельная спека. Нужен скотч или проволока для монтажа изоляции? Отдельная спека. На всё отдельные спецификации. Неудобно, ну да что поделать, концепция БИМ предполагает, что в модели должен быть элемент с параметрами, нет элемента — нет строки в спецификации.
Поэтому в данном случае нам нужно создать спецификацию на воздуховоды, но при этом оформить её так, чтобы потом можно было присоединить к основной спецификации как будто это одна таблица.
Это значит, что нужно сформировать наименование, единицы измерения и количество. Взять из модели нам их неоткуда, если только в воздуховоды не добавить отдельные параметры с этими значениями. Как правило это излишне, можно обойтись расчётными параметрами. Сейчас покажу девятиграфку, в которой будут считаться крепления.
Создаю новую спецификацию на категорию воздуховодов. Добавляю те поля из воздуховодов, которые подходят для оформления и нужны для расчётов. Тут всего два параметра: имя системы пригодится для сортировки, чтобы узнать массу креплений на каждую систему отдельно, а площадь нужна для расчётного параметра. Если по системам делить не нужно, то можно оставить только площадь.
Теперь нужно сформировать поля для позиции, наименовании, марки, кода продукции, поставщика, единиц измерения, количества, массы 1 единицы и примечания. И всё это будут расчётные параметры.
Поля для позиции, марки, кода продукции, поставщика, массы и примечания будут пустыми. Покажу на примере позиции, остальное по аналогии. Наименование и единицы измерения — фиксированные текстовые значения. Количество — буду считать формулой через площадь.
Чтобы создать пустой столбец, нужно сделать расчётную формулу, выбрать тип данных «Текст», и в формулу вписать две прямые кавычки — “”. После этого в спецификации появится пустой столбец, подгоняете его ширину — готово.
Аналогично происходит работа с фиксированными значениями. Нужно выбрать тип данных «Текст» и вписать в кавычках нужный текст. В нашем случае это “Металл для креплений воздуховодов”. После добавления такого параметра, в каждой строке появится этот текст.
Подобные расчётные параметры с фиксированными значениями можно использовать для управления высотой строки. Подробнее об этом рассказывал в полном гиде по спецификациям.
В формулах можно использовать условные выражения. Например, можно разнообразить текст в зависимости от ширины воздуховода. У меня в модели прямоугольные воздуховоды ширинами 200 и 400 мм. Напишу вот такую формулу: if(Ширина < 300, “Перфолента для крепления воздуховодов”, “Траверсы для крепления воздуховодов”). Само собой, раз использую ширину в формуле, то этот параметр нужно добавить в спецификацию.
У формул есть и свои ограничения, два главных — нельзя использовать текст для условий и «пустые» параметры.
То есть нельзя в условном выражении проводить проверку по текстовому параметру, а также нельзя сравнивать между собой текстовые параметры. Это общее ограничение Ревита, оно касается не только расчётных параметров. Больше узнать про формулы в Ревите можете из отдельного подробнейшего материала.
Под «пустыми» параметрами подразумеваю те, которых нет у конкретного элемента. Например, у прямоугольных воздуховодов нет диаметра, но при этом мы можем добавить в спецификацию этот параметр. Если в формуле написать Ширина + Диаметр, то на выходе получим пустые ячейки. Ревит не будет заменять отсутствующий диаметр на 0, он просто не станет выводить значение в ячейку.
Именно поэтому в шаблонах ADSK версий 1.х было деление на типоразмеры круглых и прямоугольных воздуховодов с огнезащитой и без неё, а также был отдельный параметр проекта с типом данных «Да/Нет» — «Круглый». В шаблоне вычислялась в расчётном параметре толщина стенки воздуховодов. Поскольку она по разному учитывается для круглых и прямоугольных воздуховодов, а также зависит от наличия огнезащиты, то пришлось вводить дополнительные параметры для формул.
Мы не можем сравнивать текстовые параметры вроде типа или имени семейства, зато можем ввести свои числовые параметры или параметры типа «Да/Нет» и уже их анализировать в формулах.
Однако нужно помнить — длина формулы в расчётном параметре ограничена. Не нашёл в интернете ответа, мои тесты показали, что Ревит 2021 сначала зависает, а потом просто закрывается без предупреждения, если длина формулы около 22 тысяч символов. Поэтому писать бесконечные ветвления условий не получится.
Также раньше наблюдалась проблема — если формула очень длинная, то поле с формулой может отображаться пустым. Если выделить формулу и скопировать в буфер, то значение копируется, то есть это именно ошибка отображения. В Ревите 2019.2.6 на мониторе с разрешением 3440х1440 вроде отображается нормально, но раньше такое точно было.
Разобрались с текстовыми данными в расчётных параметрах: сформировали пустые ячейки и ячейки с фиксированными значениями, в том числе с использованием условных выражений. Теперь посчитаем массу креплений. Я верну вариант спецификации с одинаковым текстом, то есть без условия в расчётном параметре.
Для массы креплений возьмём простую формулу: умножение площади на коэффициент 1,5. Нам сейчас не важны точные числа в зависимости от типа материала, периметра и прочих показателей, это вы всё прекрасно сами сможете учесть через условные выражения. Поэтому просто умножим площадь на число.
Помните про тип данных. Я хочу посчитать массу числом, но в формуле использую площадь. Соответственно могу получить ошибку, если напишу всё напрямую:
Площадь воздуховода — это параметр с типом данных «Площадь», а у расчётного параметра тип данных «Число». Соответственно, получаем ошибку. Чтобы её избежать, нужно сократить единицы измерения. Для площади это метры квадратные. Перепишу формулу вот так:
По сути, я сокращаю единицы у площади и тем самым обращаю её в обычное число. В Ревите 2021 при использовании таких простых формул единицы можно не сокращать — Ревит сделает это за вас: если напишу формулу Площадь * 1.5 и нажму ОК, то ошибки не будет. Если формула чуть более сложная, то тут полномочия Ревита всё, сокращать единицы за вас он уже не будет.
Чтобы отредактировать существующий расчётный параметр, нужно выделить его в свойствах спецификации в полях и нажать на карандашик снизу:
В расчётном параметре я получаю массу креплений. Не забывайте, что нужно включать вычисление итогов, чтобы увидеть сумму креплений. Чтобы масса выводилась с одним знаком после запятой, нужно отформатировать единицы и привести их к следующему виду:
Вот и всё. Нужно создать все столбцы, настроить их ширину, скрыть ненужные поля и готово. Аналогично можно посчитать краску, грунтовку, окожушку для изоляции и так далее. Главное, чтобы был подходящий параметр в основном элементе, который есть в модели.
Пример 3 — Округление формулой
Выше рассказывал про особенности округления в Ревите. Давайте посмотрим на примере. У нас есть операторы для округления с помощью формул. Подробнее о них рассказывал в статье о формулах. Если коротко, то есть round — обычное округление, roundup — округление до целого вверх и rounddown — округление до целого вниз.
Такое округление может пригодится, если мы хотим получить в спецификации количество с кратным шагом. Например, нужна длина воздуховодов, кратная 1250 мм, или длина канализационных труб с шагом 500 мм.
Возьмём такой пример: нужно все воздуховоды округлить до длины, кратной 500 мм. Это можно сделать так: поделить длину воздуховода на 500, получим дробное число. Округлим его вверх до ближайшего целого и снова умножим на 500 — получим число, кратное 500. Например, есть длина 1200 мм, делим на 500 — получим 2.4. Округлим вверх, получим 3, умножим на 500 — 1500 в итоге. Работает.
В расчётном параметре это будет выглядеть вот так:
Важно помнить, что функция округления работает только с числами. Длина — это не число, это параметр с типом данных длина. Поэтому в идеале нам нужно сократить единицы измерения, то есть поделить на 500 мм. Тут формула достаточно простая, поэтому можно это не прописывать, Ревит сам сократит. Но в более сложных случаях это нужно делать вручную.
Получаем вот такие значения, слева факт, справа — округление:
Как видите, Ревит округляет каждую позицию в спецификации и при суммировании берёт уже округлённые значения. Это полезно, если мы хотим округлить каждую позицию для закупа и купить всё отрезками, а обрезать по месту на монтаже. Но зачастую нужно округлить не каждую позицию, а сумму.
В этом случае суммарная фактическая длина 11575,4 мм должна превратиться в 12000 мм. Однако Ревит не может в формуле расчётного параметра обрабатывать сразу все значения, он идёт последовательно по каждому элементу. И в каком-то смысле это правильно, БИМ-концепция подразумевает работу с объектами модели, один объект — одно взаимодействие. Так что тут всё правильно, но иногда неудобно.
Как округлить именно сумму, а не отдельные значения, посмотрим в следующем примере.
Пример 4 — Округление через процент
Работа с процентами в расчётных параметрах — хлебушек с маслом для конструкторов и прочих строителей. Можете открыть АДСК-шаблон для разделов КМ или КЖ и посмотреть на расчётные параметры в них — это дичь полная.
Давайте посмотрим, как работает формула с процентом. Цель — округлить сумму, а не отдельные значения в спецификации. Далее буду называть инструмент «процентом».
Вот моя исходная спецификация:
Длина факт — системная длина воздуховодов в метрах. Длина крат — с округлением кратно 500 мм из предыдущего примера.
Создаю новый расчётный параметр. Выбираю «Процент», в поле «Из:» — Длина, в поле «По:» — <Общий итог>. Давайте подробнее остановлюсь на этих полях.
Процент — это доля, то есть мы берём значение параметра, которое указываем в поле «Из:» и делим на значение из поля «По:». В поле «По:» можно выбрать либо сумму значений для нашего параметра, тогда выбираем «По общему итогу», либо любой параметр, по которому производится сортировка в спецификации.
Разберём на примерах. Если я беру значение из «Длина» и вычисляю процент по «Общему итогу», то это расшифровывается так: беру длину каждого воздуховода, делю на суммарную длину всех воздуховодов в спецификации.
В нашем примере в первой позиции стоит воздуховод с длиной 1,8 метров, а суммарная длина — 11,6 метров. 1,8/11,6 = 0,15517, то есть 15,52 %. В спецификации 15,55 %, потому что Ревит делит без округления, берёт 1800 мм и делит на 11575,4 мм. И так будет в каждой строке — берём значение, делим на сумму длин в спецификации, получаем проценты.
За суммарную длину берётся та, что отображается в спецификации. Отфильтрованные строки не учитываются.
Если я изменю настройки спецификации: сделать сортировку по всем системам и включу вычисление итогов по каждой системе, а потом изменю расчётный параметр с процентом так, чтобы длина бралась не по общему итогу, а по имени системы, то получу уже другие проценты.
В этом примере мы берём длину каждого воздуховода и сравниваем с суммарной длиной воздуховодов в пределах системы. В системе «В 1» 31.9 метра воздуховодов. Длина первого воздуховода 2,6 метра. Делим 2,6 на 31,9 — получаем 8,15 %.
Если бы при таких же настройках я оставил в поле «По:» «Общий итог», то Ревит посчитал бы отношение длины одного воздуховода к длине воздуховодов во всём проекте. Когда я меняю основание в поле «По:», то Ревит обращается к сумме значений в пределах отсортированного параметра. Словами сложно, но когда смотрите на цифры в спецификации выше — всё понятно. Вот и смотрите на них.
Вернёмся к нашему примеру. В нём я оставил только воздуховоды 600х400 из одной системы, чтобы было меньше полей. Вот наша спецификация на текущем этапе:
Мы получили отношение фактической длины ко всей длине воздуховодов. Если теперь поделить фактическую длину на процент, то мы получим в каждой строке полную длину воздуховодов. Всё логично: если в системе 5 метров воздуховодов, то воздуховод с длиной 1 метр составляет 20 % от суммарной длины (1 / 5 = 0,2). Если знаем длину воздуховода и его долю в общей длины, то легко получим общую длину: 1 / 0,2 = 5 метров.
Создаю новый расчётный параметр, теперь уже не процент, формулу. И пишу там формулу: Длина / Доля по длине. То есть беру длину каждого воздуховода и делю на его долю в суммарной длине. Ожидаемо получаю суммарную длину в каждой строке.
У нас есть вся длина в каждой строке, и это расчётный параметр. Расчётные параметры можно использовать в формулах других расчётных параметров. Значит, мы можем округлить нужным нам образом суммарную длину воздуховодов, а затем умножить её на процентную долю каждого воздуховода в системе. В итоге мы получим длины, которые «подогнаны» так, чтобы получить нужную сумму длин.
Создаю ещё один расчётный параметр, в котором округляю полную длину воздуховодов по нужной методике — чтобы было кратно 500 мм, — а потом домножаю до процент:
Обратите внимание на сумму длин в последнем столбце — она равна 12 метрам. Специально включил в столбце с фактической длиной миллиметры, чтобы вы могли сравнить. По сути я домножил каждую позицию так, чтобы получилась нужная мне сумма.
Таким образом можно сделать плавное округление и подогнать округление каждой позиции к сумме, а не получать сумму из округлённых значений. Если скрыть вспомогательные столбцы, то получим красивую картину:
Если уберу все фильтры, то получу спецификацию на весь проект и длина каждого воздуховода подстроится так, чтобы на выходе я получил округлённую сумму, а не сумму округлённых.
Давайте подытожим плюсы и минусы расчётных параметров.
Преимущества
Позволяют расширить методы подсчёта на элементы, которых нет в модели. В примерах выше это крепления воздуховодов.
По расчётным параметрам можно сортировать строки спецификации. Не показывал это в статье, но в отличие от объединённых параметров по расчётным можно сортировать.
Можно добавлять фиксированные значения или варьировать их формулой с условием. Кроме условных выражений типа равно, больше, меньше и функций округления, в формулах работают вся базовая арифметика и синусы с косинусами. Число пи можно записать как pi().
Можно настроить плавное округление суммы, а не отдельных значений. Метод с процентом немного замороченный, но он работает и даёт результат.
Недостатки
Отображаются только в спецификации. Эту информацию не видно в параметрах элементов, а значит и в марках значения эти не получите. Однако значения из расчётных параметров можно получать с помощью Revit API. В Динамо это можно сделать с помощью пакета SteamNodes — нод Schedule.GetCalculatedValues.
Нужно добавлять все параметры, которые участвуют в формулах. Их нельзя удалять, нужно скрывать.
Округление работает только с числами. Небольшая проблема, но добавляет рутины в написание формул.
Нельзя обработать параметр по его наличию. Если у элемента нет параметра, has no value, то формула его обрабатывать не будет.
Формулы не работают с текстом, кроме записи фиксированных значений. Общее ограничение Ревита, если знакомы с формулами, то для вас это не сюрприз.
Все полезные ресурсы в одном месте
Видеокурс по семействам трубопроводных фитингов. Подробный 10-часовой курс, в котором научу создавать семейства и поделюсь лайфхаками.
Видеокурс по семействам для вентиляции. Большой курс по созданию оборудования, арматуры, воздухораспределителей и фитингов.
Отблагодарить автора
Если хотите отблагодарить меня, то можете сделать небольшой подарок (именно подарок, такой перевод не облагается налогом). Или подписаться на меня на Бусти.ту и помогать небольшим ежемесячным переводом.
Уведомления о новых статьях
Обновления статей удобно получать в Телеграм-канале «Блог Муратова про Revit MEP». Подписывайтесь и приглашайте коллег. Можно обсудить статью и задать вопросы в специальном чате канала.
Методичка по работе в Ревите
Читайте методичку для проектировщиков: полезный материал, в котором последовательно рассказываю, как создавать модель.
Манифест по разработке семейств для ОВ, ВК, ТМ
Подробная инструкция, как следует разрабатывать семейства для инженерных разделов.
Мини-курс по моделированию ОВ и ВК
В специальный плейлист на Ютубе выкладываю свои ролики по работе в Ревите. Этот курс записывал для студентов, разбираю базовые моменты по моделированию.
Расчетные параметры наружного воздуха для систем кондиционирования или десять лет спустя
Дата публикации:
17.06.2022
6389
По материалам книги «Искусство хладотехники», Семенов Юрий Владимирович.
Параметры наружного воздуха являются основой для проектирования систем кондиционирования воздуха (СКВ), так как они определяют расчетные тепло- и влагопоступления от наружного воздуха и влияют на подбор оборудования для СКВ.
Десять лет назад в статье [1] автором были рассмотрены актуальные в то время нормы, в которых определялись расчетные параметры наружного воздуха для СКВ (так называемые параметры Б).
Много воды утекло с тех пор, на смену Строительным Нормам и Правилам (СНиП) пришли Своды Правил (СП), которые, в свою очередь, успели несколько раз обновиться.
В данной статье рассматриваются подходы к определению параметров Б, основанные на действующих СП.
Немного истории
Как известно, состояние влажного воздуха однозначно определяется комбинацией любых двух из следующих параметров [2]:
-
температуры по сухому термометру,
-
относительной влажности воздуха,
-
удельной энтальпии,
-
влагосодержания,
-
температуры по мокрому термометру.
Поэтому для задания расчетных параметров наружного воздуха также может быть использована комбинация только двух параметров. Остальные параметры определяют из id-диаграммы (рис. 1) или расчетным путем.
Рис. 1 . Параметры влажного воздуха на id-диаграмме
Еще в последних редакциях СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [3, 4] указывалось, что расчетные параметры наружного воздуха следует брать из СНиП «Строительная климатология» [5].
В качестве первого параметра традиционно принималась температура по сухому термометру. Учитывая, что расчетная температура соответствует максимальной температуре наружного воздуха, которая достигается около 15 часов, в качестве второго параметра принималась относительная влажность воздуха в 15 часов [1].
Таким образом параметры Б по [3 и 4] — это данные из таблицы 2 [5]:
- температура воздуха обеспеченностью 0,98 (графа 4),
- средняя месячная относительная влажность в 15 часов наиболее теплого месяца (графа 9).
После введения вместо СНиП Сводов Правил (СП) СНиП [4] был заменен на СП [6] (последняя редакция вышла в 2020 году), а СНиП [5] — на СП [7] (последняя редакция вышла в 2018 году). Параметры наружного воздуха для теплого периода года приведены в [7] в таблице 4.1.
СП [6] также предписывал принимать расчетные параметры наружного воздуха для систем кондиционирования воздуха по СП [7]. Но в самих СП [7] появилась дополнительная таблица 10.1, в которой указывалось, как следует определять параметры Б (рис. 2).
Рис. 2 . Таблица 10.1 из СП 131.13330.2012
Как видно из этой таблицы, в качестве параметров Б следовало применять:
-
температуру воздуха по таблице 4.1, графа 4 (температура воздуха обеспеченностью 0,98);
-
удельную энтальпию по приложению А, рисунок А6.
Если мы откроем приложение А [7] , то обнаружим там схематические карты формата А4, на которых изображено районирование огромной территории России по различным параметрам.
Причем указанное в таблице 10.1 приложение А6 там отсутствует, а схематическое карта районирования территории России по удельной энтальпии наружного воздуха в теплый период года (параметры Б) приведена в приложении А5 (рис. 3).
Рис. 3 . Приложение А5 из СП 131.13330.2012 (2018)
Для того, чтобы определить второй параметр Б — удельную энтальпию — нужно выполнить следующие действия:
-
отыскать на этой карте требуемый населенный пункт (там указаны только крупные города);
-
определить зону, к которой он относится;
-
принять решение, какую расчетную энтальпию взять (диапазон изменения энтальпии в пределах одной зоны составляет 4…4,2 кДж/кг).
Точность определения расчетной энтальпии при этом оставляет желать лучшего.
В последней редакции СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [8] сделана попытка определить параметры для расчета СКВ напрямую, не обращаясь к СП 131.13330 «Строительная климатология»:
5.13 Заданные параметры микроклимата в помещениях жилых, общественных, административно-бытовых и производственных зданий следует обеспечивать в пределах расчетных параметров наружного воздуха для соответствующих районов строительства, принятых по СП 131.13330:
…
параметры Б ‒ для систем отопления, вентиляции и воздушного душирования в холодный период года, а также для систем кондиционирования в теплый и холодный периоды года.
Величину удельной энтальпии и влагосодержания наружного воздуха в теплый период года (параметры Б) следует принимать по приложению П (для систем кондиционирования представленных городов), а для других населенных пунктов – принимать максимальной из указанных для данного климатического района по приложению А СП 131.13330.2018 (рисунок А.6).
В таблице П.1 «Энтальпия и влагосодержание наружного воздуха в теплый период года для расчета систем кондиционирования» приложения П приведены всего 36 городов, для которых в качестве параметров Б указаны:
-
удельная энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
-
удельное влагосодержание наружного воздуха г/кг.
Для других населенных пунктов следует руководствоваться схематической картой районирования А5 СП [9] (как на рис. 3) и в качестве параметра Б определять по ней максимальную энтальпию для данного климатического района.
В таблице 1 представлена эволюция нормативных документов, определяющих параметры Б для СКВ.
Таблица 1. Параметры Б по нормативным документам
|
Нормативный документ
|
|
|
|
СНиП 2.04.05-91*, п. 2.13 |
Температура Относительная влажность |
СНиП 23-01-99 таблица 2 графы 4 и 9 |
|
СНиП 41-01-2003, п. 5.10 |
Температура Относительная влажность |
СНиП 23-01-99 таблица 2 графы 4 и 9 |
|
СП 60.13330.2012 (СП 60.13330.2016) п. 5.13 СП 131.13330.2012 таблица 10.1 |
Температура |
СП 131.13330.2012 таблица 4.1 графа 4 |
|
Энтальпия |
СП 131.13330.2012 карта А5 |
|
|
СП 60.13330.2020, п. 5.13 |
Энтальпия Влагосодержание |
СП 60.13330.2020 Таблица П.1 (36 городов) |
|
СП 131.13330.2018 таблица 10.1 |
Температура |
СП 131.13330.2018 таблица 4.1 графа 4 |
|
Энтальпия |
СП 131.13330.2018 карта А5 |
В чем проблема
В таблице П.1 [8] приведены два параметра Б только для 36 крупных городов, что составляет менее 8 % от общего количества населенных пунктов, перечиcленных в таблице 4.1 [9].
Для оставшихся 92 % населенных пунктов мы обязаны найти значение второго параметра Б, чтобы однозначно определить расчетное состояние наружного воздуха.
Получается какая-то дискриминация по территориальному признаку. Для одних населенных пунктов мы имеем два явно указанных в СП [8] параметра (энтальпия и влагосодержание), а для других один параметр (энтальпию) мы должны приблизительно определить по карте А5 в СП [9], а второй (влагосодержание) мы должны взять откуда-то сами. Но данных по влагосодержанию наружного воздуха в СП [9] нет.
Но в таблице 10.1 СП [9], на который также ссылается п. 5.13 СП [8], явно указано, что параметрами Б являются температура и удельная энтальпия (рис. 4).
Рис. 4 . Таблица 10.1 из СП 131.13330.2018
Поэтому, в связи с выходом последней редакции СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [8], возникают закономерные вопросы:
1. Как определять расчетное удельное влагосодержание наружного воздуха для населенных пунктов, не вошедших в таблицу П.1, если из карты районирования мы можем получить только энтальпию?
2. Как определять расчетную температуру и относительную влажность воздуха для указанных в таблице П.1 городов — из таблицы 4.1 СП [9] или расчетом по удельной энтальпии и влагосодержанию из таблицы П.1 СП [8]?
Как определить расчетное влагосодержание
Чтобы обеспечить единообразие в определении параметров Б, мы должны для населенных пунктов, не вошедших в таблицу П.1 СП [8], определять влагосодержание расчетным путем по температуре (таблица 4.1 графа 4) и энтальпии с карты А5 СП [9].
Известно, что энтальпия i (кДж/кг) связана с температурой t (°С) и влагосодержанием d (кг/кг) следующей формулой [2]:
i = 1,006·t + d·(2501 + 1,805·t ) (1)
Расчетную температуру по сухому термометру (параметр Б) мы можем взять непосредственно из таблицы 4.1 графа 4 СП [9], как предписывает таблица 10.1 этого СП.
Тогда из формулы (1) мы сможем вычислить расчетное влагосодержание dБ, если мы знаем расчетную энтальпию iБ и расчетную температуру tБ (параметр Б):
dБ = (iБ – 1,006·t) / (2501 + 1,805·t ) (2)
Таким образом, чтобы получить оба расчетных параметра (энтальпию и влагосодержание) мы должны проделать дополнительные расчеты.
Как определить расчетную температуру и относительную влажность
Для 36 городов, перечисленных в таблице П.1 СП [8], создается неопределенность в вычислении расчетной температуры воздуха по сухому термометру:
-
с одной стороны, эта температура может быть определена расчетом из формулы (1) по заданным в таблице П.1 СП [8] энтальпии и влагосодержанию;
-
с другой стороны, эта температура однозначно указана в таблице 10.1 СП [9] как температура в графе 4 таблицы 4.1.
Знание температуры по параметрам Б необходимо для корректного подбора воздушных конденсаторов, о чем говорится в самом СП [8] (п. 8.15), а также моноблочных чиллеров с воздушными конденсаторами, наружных блоков VRF- и сплит-систем [10].
Для вычисления расчетной относительной влажности воздуха можно воспользоваться известными формулами, приведенными, например, в [2, 10 и 11].
Алгоритм действий при этом будет следующим [11]:
-
сначала определяем парциальное давление водяного пара в воздухе, которое при заданном атмосферном давлении зависит только от влагосодержания;
-
затем вычисляем давление насыщения водяного пара, зависящее только от температуры;
-
и, наконец, рассчитываем относительную влажность воздуха как отношение парциального давления и давления насыщения водяного пара в воздухе.
И здесь нам не обойтись без дополнительных расчетов.
Вперед в прошлое
Но двумя параметрами, определяющими состояние воздуха, могут быть не только энтальпия и влагосодержание. До выхода в 2012 году СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» на протяжении многих лет параметрами Б были температура и относительная влажность воздуха (см. таблицу 1).
Если мы в любом случае вынуждены брать из таблицы 4.1 СП [9] расчетную температуру, то почему бы нам не взять оттуда и второй параметр – относительную влажность воздуха в 15 час (графа 9), а не искать удельную энтальпию по схематической карте A5 и потом рассчитывать влагосодержание по расчетной температуре.
В таблице 2 для некоторых городов из таблицы П.1 приведены результаты выполненных автором расчетов температуры и относительной влажности по указанным в таблице П.1 [8] данным и их сравнение с данными таблицы 4.2 [9].
Результаты расчетов для всех 36 городов приведены в приложении 1 к статье.
Таблица 2. Параметры наружного воздуха для городов из приложения П.1 [8]
|
Город
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Москва |
57,8 |
12,2 |
26,5 |
55,2 |
26 |
60 |
|
Санкт-Петербург |
56,5 |
12,8 |
23,8 |
69,2 |
25 |
60 |
|
Ростов-на-Дону |
60,6 |
11,5 |
31,0 |
40,6 |
30 |
46 |
|
Екатеринбург |
53,5 |
10,1 |
27,6 |
42,5 |
27 |
52 |
|
Новосибирск |
54,6 |
10,9 |
26,7 |
49,4 |
27 |
51 |
|
Нижний Новгород |
57 |
11,9 |
26,5 |
53,9 |
27 |
57 |
|
Владивосток |
62,1 |
15,2 |
23,3 |
82,7 |
24 |
78 |
Примечание: Символом * обозначены параметры, приведенные в соответствующих таблицах
Сравнение температуры и влажности по таблице 4.1 [9] с данными, вычисленными по энтальпии и влагосодержанию из таблицы П.1 [8] (см. приложение 1) показывает:
-
отличие в температуре по сухому термометру составляет от –1,5 до +3,4 градуса (среднее значение +0,2 градуса);
-
отличие в относительной влажности составляет от –9,2 до +10,3 % (среднее значение +3,2 %).
То есть температуры из таблицы 4.1 в среднем превышают на 0,2 градуса температуры, вычисленные по данным из таблицы П.1, а относительные влажности преимущественно выше и в среднем превышают на 3,2 % значения, вычисленные по данным из таблицы П.1.
При этом для 12 городов как температура, так и влажность воздуха из таблицы 4.1 превышают значения, полученные расчетом по данным таблицы П.1. Для остальных городов отклонения в температуре и влажности имеют противоположные знаки, то есть, нет ни одного города, для которого одновременно температура и влажность из таблицы 4.1 были бы ниже, чем полученные расчетом из данных таблицы П.1.
Для городов, в которых температура и влажность из таблицы 4.1 одновременно выше параметров из таблицы П.1, мы можем смело брать их в качестве параметров Б.
Но сможем ли мы это сделать, если отклонения имеют противоположные знаки?
Если внимательно наблюдать в летний период за фактическими температурами и влажностью воздуха в конкретном населенном пункте в период действия высоких наружных температур, то можно заметить, что, чем выше температура воздуха, тем, как правило, ниже его относительная влажность.
Жаркое лето 2021 года, когда дневные температуры наружного воздуха во многих городах России в течение нескольких недель не только приближались к расчетным, но и превышали их, предоставило редкую возможность сравнить расчетные и фактические данные.
На рис. 5 приведены фактические данные по температурам и относительной влажности воздуха в 15 часов в июле 2021 года в Санкт-Петербурге по данным сайтов Gismeteo [12] и Метеосервис [13]. Статистическая зависимость относительной влажности воздуха от температуры может быть представлена линией линейной регрессии 1.
Здесь также представлены расчетные параметры по таблице П.1 [8] (23,8 °С / 69,2 %) (точка 2) и параметры воздуха из таблицы 4.1 [9] (25 °С / 60 %) (точка 3).
Рис. 5 . Температура и влажность в Санкт-Петербурге (июль 2021)
Как видно из рис. 5, относительная влажность имеет тенденцию к уменьшению с увеличением температуры воздуха, хотя на нее, помимо температуры, также оказывают влияние облачность и атмосферные осадки, вызывая заметные отклонения от линии регрессии.
При этом обе точки 2 и 3 хорошо согласуются с фактическими данными и располагаются выше линии регрессии 1. Следовательно, любая из них может быть принята в качестве расчетных параметров Б (температуры и относительной влажности).
Таким образом, в качестве параметров Б наружного воздуха для всех населенных пунктов, перечисленных в таблице 4.1 [9], можно брать параметры из этой таблицы:
-
температуру воздуха обеспеченностью 0,98 (графа 4);
-
среднюю месячную относительную влажность воздуха в 15 час наиболее теплого месяца (графа 9).
Применение этих параметров для всех населенных пунктов, перечисленных в таблице 4.1 СП [9], обеспечивает однозначность в определении расчетных параметров воздуха.
Выводы
- В последней редакции СП 60.13330.2020 (п 5.13) в качестве параметров Б наружного воздуха предписывается применять:
- удельную энтальпию наружного воздуха, кДж/кг;
- удельное влагосодержание наружного воздуха г/кг.
Это создает неопределенность при выборе расчетных параметров наружного воздуха как для 36 городов, перечисленных в таблице П.1, так и для подавляющего большинства населенных пунктов России.
2. Применение в качестве параметров Б наружного воздуха данных из таблицы 4.1 СП 131.13330.2018:
- температуры обеспеченностью 0,98 (графа 4);
- средней месячной относительной влажности воздуха в 15 час наиболее теплого месяца (графа 9)
обеспечивает не только однозначное определение расчетных параметров наружного воздуха для данного населенного пункта, но и преемственность нормативных документов в части определения параметров Б для СКВ.
Литература
- Семенов Ю.В. Расчетные параметры воздуха как основа для проектирования систем кондиционирования. — «АВОК», № 2, 2012
- Справочное пособие АВОК «Влажный воздух». — М.: АВОК-ПРЕСС, 2004
- СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», 2003
- СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», 2004
- СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», 2000
- СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», 2012
- СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», 2012
- СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», 2020
- СП 131.13330.2018 «Строительная климатология», 2018
- Семенов Ю.В. Системы кондиционирования воздуха с поверхностными воздухоохладителями. — М.: Техносфера, 2014.
- Семенов Ю.В. Искусство хладотехники. — СПб.: BooksNonStop, 2020.
- https://www.gismeteo.ru/diary/4079/2021/7/
- https://www.meteoservice.ru/archive/sankt-peterburg/2021/07
Приложение 1
Параметры наружного воздуха для городов из приложения П.1 [8]
| № п.п. | Город | Таблица П.1 СП60.13330.2020 |
Таблица 4.1 СП 131.13330.2018 |
||||
|
i*, кДж/кг |
d*, г/кг |
t, °С |
φ, % |
tБ*, °С |
φ*, % |
||
|
1 |
Астрахань |
63,6 |
11,7 |
33,4 |
36,5 |
32 |
40 |
|
2 |
Благовещенск |
64,1 |
13,9 |
28,5 |
56,1 |
29 |
58 |
|
3 |
Владивосток |
62,1 |
15,2 |
23,3 |
82,7 |
24 |
78 |
|
4 |
Владикавказ |
61,8 |
13,1 |
28,2 |
50,4 |
27 |
61 |
|
5 |
Волгоград |
56,2 |
9,4 |
32,0 |
31,5 |
31 |
39 |
|
6 |
Воронеж |
58 |
11,4 |
28,7 |
45,6 |
29 |
53 |
|
7 |
Грозный |
65,1 |
13,1 |
31,4 |
44,8 |
32 |
47 |
|
8 |
Екатеринбург |
53,5 |
10,1 |
27,6 |
42,5 |
27 |
52 |
|
9 |
Иркутск |
53,9 |
10,9 |
26,0 |
49,4 |
26 |
57 |
|
10 |
Казань |
57 |
11,5 |
27,5 |
49,5 |
28 |
56 |
|
11 |
Калининград |
55 |
11,7 |
25,1 |
58,8 |
25 |
60 |
|
12 |
Краснодар |
64,6 |
12,6 |
32,2 |
41,9 |
31 |
48 |
|
13 |
Красноярск |
54,7 |
11,3 |
25,8 |
53,0 |
26 |
54 |
|
14 |
Минеральные Воды** |
62,1 |
11,9 |
31,5 |
40,2 |
30 |
50 |
|
15 |
Москва |
57,8 |
12,2 |
26,5 |
55,2 |
26 |
60 |
|
16 |
Нижний Новгород |
57 |
11,9 |
26,5 |
53,9 |
27 |
57 |
|
17 |
Новосибирск |
54,6 |
10,9 |
26,7 |
49,4 |
27 |
51 |
|
18 |
Омск |
54,3 |
10,7 |
26,9 |
47,9 |
28 |
49 |
|
19 |
Оренбург |
56,1 |
9,6 |
31,4 |
33,3 |
30 |
42 |
|
20 |
Пермь |
54,8 |
11,2 |
26,1 |
52,0 |
26 |
54 |
|
21 |
Петропавловск-Камчатский |
41,2 |
9 |
18,3 |
67,8 |
19 |
73 |
|
22 |
Ростов-на-Дону |
60,6 |
11,5 |
31,0 |
40,6 |
30 |
46 |
|
23 |
Санкт-Петербург |
56,5 |
12,8 |
23,8 |
69,2 |
25 |
60 |
|
24 |
Саратов |
56,6 |
10,4 |
29,9 |
39,3 |
29 |
46 |
|
25 |
Севастополь |
67,3 |
15,5 |
27,6 |
66,4 |
31 |
64 |
|
26 |
Симферополь |
56,3 |
11 |
28,1 |
45,7 |
30 |
— |
|
27 |
Сочи |
73,8 |
17,6 |
28,7 |
70,7 |
28 |
68 |
|
28 |
Ставрополь |
58,8 |
11,1 |
30,3 |
39,2 |
29 |
48 |
|
29 |
Тюмень |
55,1 |
11,2 |
26,4 |
51,5 |
27 |
54 |
|
30 |
Уфа |
56,9 |
11,2 |
28,2 |
46,6 |
28 |
52 |
|
31 |
Феодосия |
65,9 |
14 |
29,9 |
52,7 |
31 |
— |
|
32 |
Хабаровск |
64 |
14,5 |
26,9 |
64,4 |
27 |
62 |
|
33 |
Челябинск |
51,8 |
10,8 |
24,2 |
55,9 |
27 |
52 |
|
34 |
Элиста |
61,9 |
11,3 |
32,8 |
35,8 |
32 |
38 |
|
35 |
Южно-Сахалинск |
56 |
13 |
22,8 |
74,3 |
23 |
72 |
|
36 |
Ялта |
65,2 |
14,2 |
28,8 |
56,9 |
31 |
— |
Примечания: 1. Символом * обозначены параметры, приведенные в соответствующих таблицах
2. ** Данные из таблицы 4.1 приведены для г. Пятигорск, так как г. Минеральные Воды отсутствует в этой таблице
В зависимости от
выбранных расчетных параметров наружного
воздуха устанавливается мощность систем
отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха. Эта мощность в свою очередь
определяет возможность поддерживать
требуемые параметры воздуха в здании.
Параметры наружного
воздуха: температура text,
0С, удельная энтальпия iext,
кДж/кг, скорость ветра υ, м/с, приводятся
для различных городов России в теплый
и холодный период года в [5] (параметры
А и Б).
Расчетными
параметрами наружного воздуха для
холодного периода для всех населенных
пунктов приняты:
-
параметры А
– средняя температура наиболее холодного
периода и энтальпия (теплосодержание)
воздуха, соответствующая этой температуре
и средней относительной влажности
воздуха самого холодного месяца в 13
часов; -
параметры Б
– средняя температура наиболее холодной
пятидневки и энтальпия (теплосодержание)
воздуха, соответствующая этой температуре
и средней относительной влажности
воздуха самого холодного месяца в 13
часов.
Расчетными
параметрами наружного воздуха для
теплого периода года для всех
населенных пунктов приняты:
-
параметры А
– температура и энтальпия (теплосодержание)
воздуха, соответствующая средней
температуре самого жаркого месяца в
13 часов во всех населенных пунктах,
кроме ряда пунктов в северных районах
страны, где расчетная температура на
1,5 – 2,5 0С выше средней температуры
самого жаркого месяца; -
параметры Б
– средняя температура воздуха и
энтальпия (теплосодержание) воздуха,
соответствующая максимальной летней
температуре.
Для жилых,
общественных, административно-бытовых
и производственных помещений следует
принимать:
-
параметры А
– для систем вентиляции, и воздушного
душирования для теплого периода года; -
параметры Б
– для систем отопления, вентиляции и
воздушного душирования для холодного
периода года, а также для систем
кондиционирования для теплого и
холодного периода года.
Параметры наружного
воздуха для переходных условий следует
принимать 10 0С и удельную энтальпию
26,5 кДж/кг.
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
для теплого и холодного периодов года. -
параметры Б –
для систем отопления для холодного
периода года.
ПРИМЕРЫ:
ЗАДАЧА 2.1
Определить расчетные параметры наружного
воздуха, если задан проектируемый
объект, район строительства, проектируемая
система (табл. 2.1).
Таблица 2.1–Исходные
данные к задаче 2.1
|
№ вар. |
Проектируемый |
Район |
Проектируемая |
|
1 |
Кинотеатр |
Москва |
СКВ |
|
2 |
Больница |
Санкт-Петербург |
Отопление |
|
3 |
Административно-бытовой |
Воронеж |
Вентиляция |
|
4 |
Деревообрабатывающий |
Ростов |
Вентиляция |
|
5 |
Клуб |
Волгоград |
СКВ |
|
6 |
Поликлиника |
Уфа |
Отопление |
|
7 |
Школа |
Ставрополь |
Вентиляция |
|
8 |
Табачная |
Краснодар |
Вентиляция |
|
9 |
Хлебозавод |
Брянск |
Отопление |
|
10 |
Развлекательный |
Астрахань |
СКВ |
|
11 |
Термический |
Белгород |
Воздушное |
|
12 |
Детский |
Владимир |
Отопление |
|
13 |
Кинотеатр |
Вологда |
Вентиляция |
|
14 |
Клуб |
Иваново |
Вентиляция |
|
15 |
Столовая |
Иркутск |
Вентиляция |
|
16 |
Боулинг-центр |
Калуга |
СКВ |
|
17 |
Машиностроительный |
Кострома |
Вентиляция |
|
18 |
Школа |
Сочи |
Отопление |
|
19 |
Спортклуб |
Курск |
Вентиляция |
|
20 |
Сварочный |
Нижний |
Вентиляция |
|
21 |
Банк |
Омск |
СКВ |
|
22 |
Жилой |
Оренбург |
СКВ |
|
23 |
Поликлиника |
Орел |
Вентиляция |
|
24 |
Литейный |
Пенза |
Воздушное |
|
25 |
Ресторан |
Псков |
Вентиляция |
Пример.
Проектируемый объект – кинотеатр. Район
строительства г.Ярославль. Проектируется
вентиляция.
Решение.
Расчетными параметрами наружного
воздуха для теплого периода является
параметры А, для холодного – Б. Из [5]
выписываем численные значения параметров:
-
для холодного
периода text = -310С;
iext = -30,6 кДж/кг; υ =
4 м/с; -
для теплого периода
text = 21,60С; iext
= 49,8 кДж/кг; υ = 3,9 м/с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. И ОБОРУДОВАНИЯ
Основные расчетные параметры
Основными расчетными параметрами для выбора конструкционного материала и расчета элементов аппарата на прочность являются температура и давление рабочего процесса.
Температура. Различают рабочую и расчетную температуру.
Рабочая температура I – это температура содержащейся или перерабатываемой среды в аппарате при нормальном протекании в нем технологического процесса.
Расчетная температура tR – это температура для определения физико-механических характеристик конструкционного материала и допускаемых напряжений. Расчетная температура определяется на основании тепловых расчетов или результатов испытаний. При положительных температурах за расчетную температуру стенки аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки. При отрицательной температуре стенки элемента сосуда или аппарата за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений следует принимать температуру 20 °С.
При невозможности произвести тепловые расчеты или измерения и в тех случаях, когда во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 °С.
Давление. Различают рабочее, расчетное, условное (номинальное) и пробное давления.
Рабочее давление р – максимальное внутреннее избыточное или наружное давление среды в аппарате при нормальном протекании технологического процесса без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного устройства (клапана и др.).
Расчетное давление pR – максимальное допускаемое рабочее давление, на которое производится расчет на прочность и устойчивость элементов аппарата при максимальной их температуре. Расчетное давление принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.
Расчетное давление может быть выше рабочего в следующих случаях:
• если во время действия предохранительных устройств давление в аппарате может повыситься более чем на 10 % от рабочего, то расчетное давление должно быть равно 90 % от давления в аппарате при полном открытии предохранительного устройства;
• если на элемент действует гидростатическое давление от столба жидкости в аппарате, значение которого свыше 5 % от расчетного, то расчетное давление этого элемента соответственно повышается на значение гидростатического давления.
Для элементов аппарата с раздельными пространствами, имеющими разные давления, за расчетное давление принимается каждое из них (без учета других). Допускается производить расчет на разность давлений, если при эксплуатации в любом случае надежно обеспечивается наличие давлений во всех пространствах.
Пробное давление – избыточное давление, на которое аппарат испытывается на прочность и плотность после его изготовления и периодически при эксплуатации.
Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле
М20
м, где р – расчетное давление сосуда, МПа; [а]2о, [<Д/ – допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре.
Отношение [a]2o/[ci]t принимается по тому из использованных материалов элементов (обечаек, днищ, фланцев, крепежа, патрубков и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим.
Г идравлическое испытание деталей, изготовленных из литья, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле
М20
м,
Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом сосуде пробным давлением, принятым для сосудов, при условии 100%-го контроля отливок неразрушающими методами.
Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2 (2 кгс х м/см), должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле
РиР=1^Р
Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 и менее Дж/см, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле
М20
К
Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле
рщ>=,25р-0,.
Расчетным давлением при гидравлическом или пневматическом испытании аппарата является пробное давление.
Условное (номинальное) давление ру – избыточное рабочее давление при температуре элемента 20 °С (без учета гидростатического давления). Для более высоких температур элементов аппарата условное давление снижается соответственно уменьшению прочности конструкционного материала.
Условные давления применяются при стандартизации аппаратов и их отдельных элементов. Согласно ГОСТ 356-68 применительно к рассматриваемым аппаратам рекомендуется следующий ряд условных давлений, МПа: 0,1; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,4; 10; 16; 20.
К основному оборудованию для промышленного уплотнения дисперсных материалов относятся смеситель, устройство для уплотнения (тарель, пресс, экструдер и др.), конвейер, сушилка или классификатор. Обязательными в установках являются системы пылеулавливания, включающие как …
В псевдоожиженном слое получают гранулы удобрений, таких как карбоаммофоски, карбамида, аммиачной селитры, нитрофоски, аммофоса, а также кормовых дрожжей, лекарственных форм, алюмосиликатов, порошков синтетических цеолитов и др. Сущность процесса заключается в …
Руда и рудные концентраты, металлическая стружка, отходы металлургических заводов и обогатительных фабрик, стекольные шихты могут быть переработаны в куски-брикеты прессованием с добавлением и без добавления связующего вещества. Метод прессования используется …
Олег Белоусов
Эксперт по предмету «Архитектура и строительство»
Задать вопрос автору статьи
Расчетные параметры стыковых сварных швов
В стыковых сварных швах детали соединяются торцами. Две торцевые поверхности элементов надежно свариваются друг с другом, создавая прочное и надежное соединение в одной плоскости. Это соединение может испытывать растягивающие или сжимающие усилия.
Параметры сварного соединения определяются шириной, выпуклостью, глубиной провара, толщиной шва, зазором, толщиной свариваемого металла. Под глубиной понимается величина проплавления соединяемых элементов. Толщин состоит из выпуклости и глубины проплавления.
При выполнении расчета необходимо учесть следующие параметры:
- напряжения по длине шва распределяются равномерно;
- толщина шва принимается равной толщине свариваемых элементов. Если элементы имеют разные толщины, то принимается наименьшая из них;
- для определения напряжения в шве, находят отношение расчетного усилия к рабочей толщине шва, умноженной на расчетную длину. Полученное значение должно быть меньше расчетного сопротивления стыкового шва сжатию или растяжению;
- в расчетах учитывается характеристика формы сварного шва в виде коэффициента, который отображает отношение ширины шва к его толщине. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2;
- если в результате расчета сопротивление меньше требуемого, то увеличивают длину шва, делая его косым. Такие соединения также рассчитываются, для этого необходимо разложить действующие усилия на те, что действуют вдоль шва и те, что действуют поперек. Расчетное усилие умножаем на синус угла, чтобы найти действующие перпендикулярно шву усилия и умножаем на косинус угла, чтобы найти усилия вдоль шва.
Определение 1
Выпуклость сварного шва — это расстояние между плоскостью, которая проходит через видимые границы шва в металле, и поверхностью шва в местах его максимальной выпуклости.
Рисунок 1. Основные геометрические параметры сварного шва. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Расчетные параметры угловых сварных швов
Угловые сварные швы используют для соединения деталей, лежащих в разных плоскостях. В большинстве случаев их соединяют под прямым углом, но угловое соединение может быть любым, не только 90 градусов. Расчет углового сварного соединения будет зависеть от типа соединения, нормального, вогнутого или глубокого проплавления. К геометрическим параметрам углового соединения относятся катет шва, выпуклость, расчетная высота и толщина. Под катетом понимается минимальное расстояние от поверхности одной из свариваемых частей до края углового шва на поверхности другой части.
«Расчетные параметры стыковых и угловых сварных швов» 👇
Этот вид соединения применяют для формирования сложных сечений к примеру швеллера, тавра или двутавра.
При выполнении расчета необходимо учесть следующие параметры:
- расчетная высота сечения равна биссектрисе угла сечения валика, 0,7 толщины шва;
- если шов пологий, высота сечения равна меньшему катету;
- в вогнутых швах высота равна фактической высоте по биссектрисе. Если применяется глубокое проплавление металла, то толщина шва может быть равна высоте;
- при расчете несимметричных элементов, стоит обратить внимание, на то, чтобы элемент не получал изгибающих усилий из-за эксцентриситета. Находят площадь большого и меньшего шва с учетом величин эксцентриситета.
- напряжение в угловом шва определяют как отношение расчетного усилия к произведению коэффициента, толщины шва и длины шва.
Рисунок 2. Коэффициент формы шва. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Замечание 1
Коэффициент при ручной сварке равен 0,7, при полуавтоматическое 0,8, при автоматической – единице.
После проведения расчетов выполняют рабочие чертежа, на которых должен быть отражен сам шов. Он может быть видимым (показывается основной сплошной линией) или невидимым (штриховая линия). Если сварка выполняется точечно, то применяют условное обозначение «+». С помощью выносной линии со стрелкой указывают место расположение шва.
Для обозначения шва используют условные обозначения, вначале идут вспомогательные знаки, затем номер стандарта, далее обозначение шва по ГОСТу, далее способ сварки, знак и размер катета. При обозначении сварного шва указывают размер расчетного диаметра точки, размер расчетного диаметра электрозаклепки, размер шага, затем размер расчетной ширины. Если применяется нестандартный шов, то выполняют дополнительные указания конструктивных элементов, которые будут необходимый для его выполнения.
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
