Кейс: Отопление и вентиляция цеха металлоконструкций

Время и местоположение

Смоленская область, октябрь 2024 г. — октябрь 2025 г.

Объект

Цех металлических конструкций со встроенным АБК общим объемом 135 000 м3

Задача

Проектирование совмещенной системы воздушного отопления и вентиляции, в том числе:

• Разработка технического задания;

• Выезд на объект и обмерные работы;

• Теплотехнический расчет по составу ограждающих конструкций;

• Отрисовка 3D-чертежей строительной подосновы на основе данных по обмерным работам и строительной документации на здание;

• Расчет вредных выделений от сварочных постов и плазменной резки;

• Выбор схемы воздухораспределения в объеме цеха;

• Трассировка воздуховодов и промежуточные согласования с заказчиком;

• Расчет и выбор воздухораспределительных устройств;

• Аэродинамический расчет проектируемых систем;

• Подбор основного и вспомогательного оборудования;

• Изготовление чертежей.

А также поставка оборудования, в том числе модульных воздухонагревателей вертикального уличного исполнения.

Комментарий

Задача по проектированию совмещенной системы воздушного отопления и приточно-вытяжной вентиляции поставлена на этапе восстановления работы производственного цеха с изменением технологического процесса на обработку металлических изделий. На момент обращения система отопления отсутствовала. Проводились подготовительные работы, ремонт, постройка встроенного АБК.

В цехе планировалось производить сварку крупногабаритных металлических изделий, что сопровождается выделением сварочного аэрозоля и токсичных газов. Посты сварки при этом предполагались не статичными, а мобильными. Систему вентиляции здания необходимо было проектировать с учетом этих особенностей.

 

Описание выполненных работ

На подготовительном этапе было разработано и согласовано техническое задание, в котором описывались основные требования к оборудованию, определены зоны размещения оборудования и выданы исходные данные для теплотехнического расчета.

После согласования технического задания осуществлен выезд на обмерные работы.

В ходе обмерных работ выявлены существенные отклонения от проектной документации на здание — несоответствие размеров конструктивных элементов, привязки внутренних перегородок и другие.

Для корректного проектирования по результатам обмеров была создана 3D-архитектурная и конструкторская подоснова на основе фактических размеров здания.

По результатам теплотехнического расчета и расчета выделения вредных веществ от технологических процессов (сварки и плазменной резки) определена требуемая мощность теплогенерирующего оборудования для нужд отопления и ассимилирующей приточной вентиляции.

Предложена трассировка системы воздушного отопления, схема размещения воздухораспределительных устройств и оборудования. После согласования проведен аэродинамический расчет системы и воздухораспределительных устройств, определены характеристики вентиляторов.

Для совмещенной системы отопления и приточно-вытяжной вентиляции цеха подобраны рекуперативные воздухонагреватели ВТР 1000 уличного вертикального исполнения с газовыми горелками Garant 120 G.M (4 комплекта общей мощностью 4 МВт).

Также подобраны воздухораспределительные устройства, балансировочная арматура, напорные вытяжные осевые вентиляторы, модульные воздушные завесы без нагрева, деталировка дымохода.

Описание системы воздушного отопления и приточно-вытяжной вентиляции цеха металлоконструкций:

• Общеобменные приточно-рециркуляционные отопительные системы состоят из газовых воздухонагревателей, магистральных воздуховодов с ответвлениями и опусками с решетками и вихревыми диффузорами. Каждый опуск и ответвление оснащены регулирующими дроссельными клапанами для предварительной балансировки системы.
• Предусмотрена рециркуляция с локальным удалением воздуха из помещения цеха. 

Рециркуляция — один из способов использования тепла, которое отводится из помещения. Заключается рециркуляция в том, что часть вытяжного воздуха подмешивается к приточному. После смешивания получается воздух более высокой температуры по сравнению с зимним уличным. Таким образом, рециркуляция позволяет сэкономить ресурсы на нагрев воздуха.

Режим рециркуляции используется в нерабочее время, сокращая эксплуатационные затраты на отопление и вентиляцию. В рабочее же время применение рециркуляции невозможно как по нормам СП, так и вследствие выделения при сварочных работах веществ с высоким классом опасности.

• Общеобменные вытяжные системы состоят из осевых напорных вентиляторов, магистральных воздуховодов с ответвлениями и опусками с решетками. Опуски размещены в зонах вероятного зависания сварочного аэрозоля для удаления загрязненного воздуха. Вытяжной воздух выбрасывается на улицу.
• Для защиты ворот от «врывания» холодного воздуха используются воздушные завесы.

Разработаны схемы и спецификации, а также комплект рабочих чертежей.

Проект разрабатывался с использованием BIM технологий.

BIM, Building Information Model — информационная модель здания. Это проектирование с использованием цифровой информационной трехмерной модели объекта. Традиционно проектирование и строительство основывалось на чертежах, планах, схемах, спецификациях, описаниях. Технологии BIM позволяют собирать все это в единый структурированный 3D-образ с указанием характеристик и параметров.

По итогам проектирования, помимо собственно проекта, заказчику была выдана модель здания в формате IFC.

IFC (Industry Foundation Classes) — это открытый формат файлов, который используется для обмена информацией между участниками строительного процесса. IFC используется для передачи информационных моделей, включая геометрию, материалы, атрибуты и другие данные. Формат поддерживается многими программными продуктами для проектирования и строительства, что делает его универсальным инструментом для обмена данными.

IFC-модель здания (АР-модель, КР-модель)

На стадии реализации проекта нами поставлены теплогенераторы с горелками и автоматикой.

 

Подробнее ознакомиться с принятыми техническими решениями можно по фрагментам проекта и видео-обзору.

Фото объекта

Фото цеха металлоконструкций снаружи

 

Фото цеха металлоконструкций изнутри

 

Помещение цеха металлоконструкций

 

Помещение АБК на стадии ремонта

Видео-обзор: проект отопления и вентиляции цеха металлоконструкций в 3D

 

Фрагменты проекта

Таблица теплотехнического расчета по составу ограждающих конструкций

 

3D-визуализация цеха с системой отопления и вентиляции

 

3D-визуализация цеха с системой отопления и вентиляции

 

Сводный план системы отопления и вентиляции цеха

 

Приточная система отопления и вентиляции (одна из четырех), схема системы рециркуляции

 

Приточная система отопления и вентиляции (одна из четырех), схема системы рециркуляции

 

Вытяжная система вентиляции (одна из четырех)

 

Система отопления, вентиляции, рециркуляции: разрезы

 

Система отопления, вентиляции, рециркуляции: разрезы

 

Схемы дымоходов

 

Схема изоляции воздуховодов

 

Схема изоляции воздуховодов

 

Схема размещения воздушных завес

Автоматика

Проработана часть раздела АОВ (автоматизации систем вентиляции), разработана функциональная схема автоматизации для совместной работы вытяжного и приточного оборудования с пульта управления. Подобрано оборудование автоматизации систем.

Имеется широкий спектр настройки систем в ручном режиме, а также преднастроенный автоматический режим по периоду года и режиму работы цеха (день/ночь - рабочий/нерабочий режим суток).

Система автоматизации предусматривает сблокированную работу систем. При закрытии клапана рециркуляции /открытии клапана притока автоматически включаются вытяжные вентиляторы. От процента открытия регулируется частота их вращения.

Таким образом, система сама себя балансирует, пользователю не требуется включать или выключать вытяжку  в ручном режиме.

Итог

Для цеха металлоконструкций организована совмещенная система воздушного отопления и приточно-вытяжной вентиляции. Оборудование поставлено, система реализована, эксплуатируется без нареканий.

Про нас

Мы занимаемся тепловым оборудованием более 12 лет. Огромный опыт, а также профильное образование наших инженеров вкупе с постоянным повышением квалификации позволяет успешно работать с самыми специфичными объектами.
Мы используем проверенные системы расчета и подбора техники. Устройства подбираются индивидуально под каждый объект в зависимости от технических условий и пожеланий заказчика. Для поставки доступно современное оборудование, отвечающее высоким стандартам качества и безопасности.
Основы нашего подхода к работе:

• Рациональность. Если вы не знаете, какой агрегат будет экономичнее и эффективнее в долгосрочной перспективе, мы учтем все факторы, влияющие на это — специфику производства, географическое расположение, доступность тех или иных видов топлива для конкретного объекта и его расход, изнашиваемость оборудования — и исходя из этих данных посоветуем наиболее разумный вариант

• Честность. Мы честно говорим, если то или иное оборудование не подходит под ваши задачи или если есть более рациональный вариант. Мы не руководствуемся принципом “лишь бы продать”. О минусах и нюансах техники, если такие присутствуют, предупреждаем.

• Ответственность. Для подбора мы делаем точные расчеты, за которые отвечаем. Если для точного расчета по какой-то причине недостаточно данных — предупреждаем заказчика и подбираем агрегат так, чтоб его мощности хватало с запасом.