Проектирование системы отопления и вентиляции жилого здания

1. Исходные данные

теплотехнический отопление здание потеря

Общие данные:

1. Район строительства — город Брянск;

2. Температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92:-26?С;

Продолжительность отопительного периода: z_отоп= 223 суток;

Средняя температура отопительного периода: t_ср= -1,4?С;

3. Тип системы отопления: двухтрубная с нижней разводкой;

4. Температура воды в подающей трубе: 95? С;

Температура воды в обратной трубе: 70? С;

5. Температура воды в подающей трубе: 95? С;

Температура воды в обратной трубе: 70? С;

6. Ориентация фасада: юг.

2. Теплотехнический расчет

2.1 Теплотехнический расчет наружной стены

Требуемое термическое сопротивление

где

n — коэффициент, учитывающий расположение ограждающей конструкции к наружному воздуху, для несущей стены n=1;

t_в — расчетная температура внутреннего воздуха, t_в= 20С;

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, t_н= -26С;

Дt^н — разность между температурами внутреннего воздуха и стены, Дt^н= 4С;

б_в — коэффициент теплоотдачи внутри помещения, б_в=8,7 Вт/м²?С.

ГСОП (градусы сутки отопительного периода)

ГСОП=(_в-_о.п.)?Z, ?С?сут где

t_в — температура в рядовой комнате, ⁰С;

_оп. — средняя температура отопительного периода, ⁰С;

Z — продолжительность отопительного периода, сутки;

ГСОП=(20 — (-1,4))?223=4772,2, ?С?сут Нормируемое значение сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции определяем из табл. 1 с помощью интерполяции

Для расчета выбираем большее значение сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, то есть .

Коэффициент теплопередачи принятого наружного ограждения стены k

Термическое сопротивление утепляющих слоев стены

Определяем термическое сопротивление:

где

₁ — толщина кирпичной кладки, ₁=0,25 м;

₁ — коэффициент теплопроводности кирпичной кладки (глиняного обыкновенного на цементно-перлитовом растворе), ₁=0,7 Вт/м· ⁰С;

д₂ — толщина теплоизоляционного слоя, д₂=? м;

₂ — коэффициент теплопроводности утеплителя (плиты полужесткие минераловатные повышенной жесткости), ₂= 0,076 Вт/м²· ⁰С;

₃ — толщина облицовочного слоя из кирпича, ₃= 0,15 м;

₃ — коэффициент теплопроводности облицовочного слоя (керамического пустотного плотностью 1000 кг/м3 (брутто) на цементно-песчаном растворе), ₃ =0,52 Вт/м²· ⁰С;

б_н — коэффициент теплоотдачи снаружи помещения, б_н =23 Вт/м²· ⁰С.

Найдем толщину слоя утеплителя, принимая, что R_ст = R₀^пр:

3,07 = 0,115+0,357 + +0,288+ 0,043

2,267=

х=0,172 мм Принимаем толщину утеплителя =180 мм.

2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

С помощью интерполяции, по известному значению ГСОП для стены, находим значение сопротивления теплопередачи чердачных перекрытий

Х= 4,047

Коэффициент теплопередачи принятого наружного ограждения стены k

2.3 Теплотехнический расчет окна

С помощью интерполяции, по известному значению ГСОП для стены, находим значение сопротивления теплопередачи чердачных перекрытий

Х== 0,508

Затем по табл. 2.8 выбираем конструкцию светового проема с приведенным сопротивлением теплопередачи при условии: .

Двойной стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм) Коэффициент теплопередачи принятого наружного ограждения стены k

.

2.4 Теплотехнический расчет входной двери

Требуемое термическое сопротивление дверей Требуемое термическое сопротивление теплопередачи для наружных дверей должно быть не менее значения для стен зданий и сооружений, определяемого при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневке обеспеченностью 0,92

.

2.5 Итоговая таблица результатов теплотехнического расчета

Таблица 1

3. Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания

Основные потери теплоты, Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитывается с точностью до 10 ВТ по формуле:

Где — коэффициент теплопередачи ограждения,;

t_в — расчетная температура внутреннего воздуха, t_в= 20С;

t_н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, t_н= -26С;

— расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м^2;

— коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху.

Данные от расчета теплопотерь заносят в Таблицу 2

1. В графе 1 — нумерация комнат. Нумерация производится по часовой стрелки, начиная с левого верхнего угла плана здания. Здесь же указывают внутреннюю температуру помещения;

2. В графе 2 — условное обозначение ограждений;

3. В графе 3 — ориентация ограждения по сторонам света, в зависимости от ориентации фасада;

4. В графе 4 — размеры наружных ограждений;

5. В графе 5 — площадь наружных ограждений, м²;

6. В графе 6 — произведение разности температур наружного и внутреннего воздуха на коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху;

7. В графе 7 — коэффициент теплопроводности принятого наружного ограждения стены k;

8. В графе 8 — заносятся результаты расчета тепловых потерь:

Q=

9−10. В графе 9 — учитывают добавочные теплопотери на ориентацию:

11. Учитывают общие потери через ограждение Q_общ.:

Q_общ= Q+ Q_д, (Вт) Таблица 2. Тепловые потери через ограждения 1 этаж

2 этаж

Общие теплопотери составляют 13 286,41 Вт.

4. Расчет общих теплопотерь и определение мощности системы отопления

Сводная таблица теплопотерь В первую графу заносим номер комнаты и внутреннюю температуру.

Во вторую графу из таблицы 4 переносим общие теплопотери по всей комнате Q_т.п., Вт.

В третьей колонке учитываются теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха и воздуха, поступающего через систему естественной вентиляции, Q_{и, в,} Вт.

В четвертой графе — бытовые нагрузки на отопительные приборы. Считаются во всех помещениях кроме лестничных клеток и санузлов:

Q_быт = 10

И в пятой колонке вычислены отопительные нагрузки для жилых комнат по формулам:

· для жилых комнат

Q_от = Q_тп + Q_{и (в)} — Q_быт, (Вт)

· для кухонь

Q_от = Q_тп + Q_и — Q_быт, (Вт)

· для лестничных клеток и санузлов:

Q_от = Q_тп + Q_и, (Вт) Определение удельной тепловой характеристики здания После вычисления мощности системы отопления, определяем удельную тепловую характеристику здания q^расч_уд по формуле:

где ?Q_co — мощность системы отопления;

t_в — температура внутреннего воздуха в рядовой комнате;

t_н — температура наружного воздуха;

V_з — объем здания по наружный замерам.

Полученное значение q^расч_уд сравниваем требуемой удельной тепловой характеристикой здания q^треб_уд, определяемой по СНиП в зависимости от объема здания.

Таблица 3. 1 этаж

2 этаж

5. Определение удельной тепловой характеристики здания

В соответствии со СНиП [2], при объеме жилого здания до 3 м³ требуемая удельная тепловая характеристика q^треб_уд=0,49 Вт/.

Вт/

0,49>0,17

q^треб_уд> q^расч_уд.

6. Расчет площади отопительных приборов

Цель расчета: рассчитать площадь отопительных приборов Расчетная поверхность нагрева отопительных приборов Где — расчетная площадь поверхности нагрева, м²;

— отопительная нагрузка на данное помещение, Вт;

— удельная теплоотдача одного эквивалентного метра, Вт/экм

— разность между температурой горячей воды в приборе и в помещении, °С;

— поправочный коэффициент, учитывающий понижение уровня воды за счет остывания ее в трубах, (для 1 этажа), (для 2 этажа);

— поправочный коэффициент, учитывающий подачу воды с нижней разводкой ();

— коэффициент, учитывающий способ установки приборов,

Определение числа секций

— площадь поверхности одного экм, экм;

Если в результате расчета дробной частью будет больше 0,28, то =, если меньше, то .

Таблица 4

7. Гидравлический расчет

Цель расчета: рассчитать напор, создаваемый в системе отопления необходимый для циркуляции горячей воды в системе теплоносителя; подобрать диаметры трубопроводов на участках систем отопления.

Полный напор создаваемый в системе:

расстояние от центра теплового узла подвала до центра отопительного прибора на 1 этаже. ()

Количество воды вычисляем по формуле:

(кг/ч) Удельные потери на трение R, Па/м и скорость V, м/с определяем с помощью приложения 7, интерполяцией в зависимости от количества воды, проходящего по участку G.

Потери на трение получаем перемножением удельных потерь на трение R и длины участка, Па.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений определяется по приложению 8,.

Потери в местных сопротивлениях z при данной определяем:

z= z₁?, (Па)

Суммарные потери давления равны:

R?l+z, Па.

Таблица 5

4584,64 Па

.

8. Расчет теплового режима

Цель расчета: определить выпадение конденсата на внутренней поверхности стены.

Где е — парциальное давление водяного пара, Па

относительная влажность, % принимаем

— парциальное давление насыщенного водяного пара, Па

_вс — температура внутренней поверхности наружной стены, ⁰С;

R_ф — фактическое сопротивление теплопередачи внутренней стены, ():

При влажности

При влажности

Па

.

9. Аэродинамический расчет систем естественной вентиляции

Цель расчёта: определение размеров каналов и жалюзийных решёток, для обеспечения требуемых расходов удалённого воздуха.

Естественное давление _е, Па, определяют по формуле:

_е = h_i g (_н — _в)

где h_i — высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, 9 м;

_н, _в — плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³. Для жилых зданий _н=1,27 кг/м³, _в=1,205 кг/м³.

_е = 9×9,8х (1,27 — 1,205)=5,7 Па.

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено равенство

(R•I^.+Z) = _е.

Где R-удельные потери давления на трение, Па/м;

l — длина воздуховодов (каналов), м;

R•I — потери давления на трение расчетной ветви, Па;

z — потери давления на местные сопротивления, Па;

_е — располагаемое давление, Па;

— коэффициент запаса, равный 1,1 — 1,15;

— поправочный коэффициент на шероховатость поверхности и воздуховодов.

Для расчета составляем таблицу 6. В первую графу заносится номер участка.

Далее, заносим в таблицу потери. Выбираем плиту с 4-мя конфорками, нагрузка от которой составит 90 м³/ч, и совмещенный санузел с нагрузкой 50 м³/ч.

Затем определяем длины участков. Длина решетки-0, длина шахты — 5,0 м.

Для предварительного определения сечений каналов систем естественной вытяжной вентиляции принимают скорости V_{расчётное}: на входе в решётку — 0,6 м/с, вертикальные каналы — 1 м/с, горизонтальные каналы — 1,5 м/с, вытяжные шахты — 1,5 м/с.

Задавшись скоростью, вычисляют площадь поперечного сечения участка:

площадь сечения воздуховода, м²;

нагрузка участка, количество удаляемого воздуха, м³/ч;

скорость движения воздуха, м/с Далее по таблице 7.3 выбираем ближайшее большее значение F, для которого выписываем в таблицу размеры ав и эквивалентный диаметр d_э, мм.

После этого пересчитываем скорость:

Далее, с помощью интерполяции по приложению Н, находим удельные потери на трение R, Па/м и по таблице 7.2 коэффициент шероховатости, мм.

Потери на трение находим как произведение удельных потерь на трение R, длины участка и коэффициента шероховатости, Па.

Динамическое давление P_дин = v²/2g определяем по приложению Н.

Сумму КМС определим по таблице 7.5. Потери на КМС находим как:

Z= P_дин *?, Па Суммарные потери давления находим суммированием R*l*+z. Па.

После заполнения таблицы необходимо сделать проверку или невязку:

Таблица 6. Аэродинамический расчет вентиляционных каналов ВЕ-1

.

Список литературы

1. СНиП 2.01.01−82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1982. — 112 с.

2. СНиП 11−3-79*. Строительная теплотехника. М.: Стройиздат, 1982 г. — 98 с.

3. Методические указания к выполнению курсового проекта

4. Богословский В. Н., Щеглов В. П., Разумов Н. Н. Отопление и вентиляция. — М.: Строиздат, 1980 г.

5. Справочник по теплоснабжению и вентиляции, том 2 «Вентиляция и кондиционирование воздуха», В. Р. Щекин, С. М. Кореневский и др., изд. «Будевельник», Киев, 1976 г.

6. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. Справочник проектировщика / В. М. Спиридонов, В. Т. Ильин, И. С. Приходько и др.; Под общ. ред. Г. И. Бердичевского. — М.: Стройиздат, 1981 — 488 с.