Отопление и вентиляция жилого дома

1. Исходные данные

Район строительства — г. Дмитров 140/16 (перлитофосфогелевые изделия, ГОСТ 21 500–76)

Параметры наружного воздуха:

· t2= -28°C (температура наиболее холодной пятидневки).

Ориентация фасада на север.

Тип системы отопления двухтрубная с нижней разводкой.

Характеристики здания:

· высота этажа — 3 м;

· толщина межэтажных перекрытий — 0,3 м;

· размер окон 1,5Ч1,5 м;

· наружные двери 1,1Ч1,8 м;

· межкомнатные двери 0,8Ч2 м;

· подвал без окон.

Внутренняя температура в помещении:

· в угловых комнатах: +22°C;

· в рядовых комнатах: +20°C;

· в кухне: +18°C;

· на лестничной клетке: +16°C;

· в санузлах: +22°C;

· в ванной: +24°C;

· во внутренних комнатах: +20°C.

Температура в подвале здания: +5°C.

2. Теплотехнический расчет наружных ограждений

2.1 Теплотехнический расчет стены

1. Определение требуемого сопротивления:

где б_в =8,7 Вт/(м²Ч ^оС), — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности О.К., принимается согласно таблице 7 СНиПа 23−02.2003;

t_в— температура внутри помещений;

t_н— температура наружного воздуха;

n — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности О.К. по отношению к наружному воздуху и определяемый в таблице 6 СНиПа 23−02.2003;

Дt^н — температурный перепад.

2. Определение приведенного сопротивления Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется по таблице 1б (СНиП 2−3-79*) по расчетному значению ГСОП (градус-сутки отопительного периода).

t_{от. пер.} — средняя температура отопительного периода;

z_{от. пер.} — продолжительность отопительного периода.

По таблице 1б (СНиП 2−3-79*) определим приведенное сопротивление способом интерполяции:

3. Определение толщины утеплителя Приравниваем к наибольшее из и и вычисляем толщину утеплителя:

б_н =23 Вт/(м²* ^оС), — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности О.К., принимается согласно таблице 8 СП 23−101−2004.

Округляем полученный результат до промышленной величины:

Определим толщину стены:

Дст=0,25+0,2+0,15=0,6 м

4. Определение коэффициента теплопередачи:

5. Подсчет степени тепловой инерции Условие выполнено.

3. Расчёт тепловлажностного режима Расчёт тепловлажностного режима ведется для угловой комнаты.

Положительным считается результат, если выполняется неравенство:

_в>t_т.р

где:

t_т.р. — температура точки росы;

R_ф =2,87 — фактическое сопротивление внутренней стенки теплоотдачи;

;

t_т.р. = 20,1 — (5,75 — 0,206Че_в)²,

где:

е_в — упругость водяных паров в помещении.

;

Е= 477 + 133,3(1 + 0,14t_в)²,

где:

Е — модуль упругости водяных паров в состоянии полного насыщения;

ц — влажность помещения:

1) ц = 55% - комфортные условия;

(Па);

(Па);

;

;

18,29 > 14,7 т. е. условие выполняется. Влага на поверхности стены не образуется.

2) ц = 75% - комфортные условия;

(Па);

(Па);

;

;

18,95 > 18,29 т. е. условие выполняется. Влага на поверхности стены не образуется.

4. Расчет тепловой нагрузки

4.1Расчет тепловых потерь через наружные ограждения В данном расчете необходимо определить тепловые потери через наружные ограждения с учетом ориентации по сторонам горизонта.

Расчет тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции осуществляется по следующей формуле:

Q = k^.F^.t^.n,

где

k — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции (табл. 1);

F — площадь ограждающей конструкции, м²;

n — коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери;

t = t_в-t_н — разность температур.

Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (ПЛ), окон (ОК), дверей (Д) и чердачных перекрытий (ПТ).

Добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света учитываются только для наружных стен, окон, дверей:

С, В, СВ, СЗ — 10%; З, ЮЗ, ЮВ — 5%; Ю — 0%.

Все данные раздела сводятся в таблицу 2.

4.2Расчет полных тепловых потерь здания Полные тепловые потери здания определяются для расчета мощности системы отопления, находящиеся из уравнения теплового баланса:

Qсо — тепло, которое поступает с теплоносителем через отопительные приборы в помещения здания

Q_б — бытовые тепловыделения (от бытовых приборов, людей) учитываются в количестве 21 Вт/м² площади жилых комнат и кухонь:

Q_б=21F_п, (Вт),

где F_п — площадь пола без прилежащих коридоров, санузлов и кладовых, м².

Q_п.огр.— полные потери через ограждения (таблица № 2)

Q_{и, в} — тепло, которое расходуется на нагрев инфильтрующего воздуха и воздуха, уходящего через систему вентиляции, принимают в размере 30% от теплопотерь каждого помещения

Q_{u, в}=0,3· Q_п.огр., Вт Получаем:

Следовательно, тепловые нагрузки на отопительные приборы для жилых комнат определяется по формуле:

Тепловые нагрузки на отопительные приборы для лестничных клеток определяется по формуле:

Просуммировав полные тепловые потери по всем помещениям, определим мощность системы отопления.

Результаты расчёта сводятся в таблицу 3.

4.3 Расчет удельной тепловой характеристики здания

V_з — объем здания по наружным замерам

4.4 Расчет поверхности отопительных приборов Отопительные приборы: чугунные секционные радиаторы марки МС-140. Поверхность нагрева одной секции 0,35 экм (эквивалентный квадратный метр).

1)Расчетная поверхность отопительных приборов определяется по формуле:

(экм),

где Q_со -мощность системы отопления, Вт

₁ — коэффициент, учитывающий понижение температуры воды за счет остывания ее в трубах: ₁ =1 — 1 этаж; ₁ =1,05 — 2 этаж.

₃ =1,28 — коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к отопительному прибору и изменение теплоотдачи в зависимости от относительного расхода воды через прибор:

₄=1 — коэффициент, учитывающий способ установки отопительных приборов.

2)Теплоотдача 1 экм прибора q_э определяется по формуле:

Вт/экм

t — разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении:

t_г =95⁰С; t_о =70⁰С

3)Число секций в приборе определяется по формуле:

где f_c = 0,35 экм — площадь поверхности одной секции;

₂ — коэффициент, учитывающий число секций в отопительном приборе:

Результаты расчета сводим в таблицу № 4:

5. Гидравлический расчет системы отопления В здании запроектирована двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя t_г = 95С, t₀ = 70С. Система с нижней разводкой магистралей с тупиковым движением теплоносителя. Система состоит из двух ветвей, каждая из которых обслуживает половину здания. Для выпуска воздуха из системы, на каждом стояке устанавливается кран Маевского.

Для отопления отдельных ветвей системы в случае ремонта предусматривают установку задвижек и устройств для выпуска воды из ветви.

Система отопления питается теплоносителем от тепловой сети. Для получения требуемой температуры теплоносителя в системе отопления последняя, присоединяется через элеватор, который устанавливают в помещении теплового ввода, в подвале здания.

Гидравлический расчет производят на основе аксонометрической схемы одной ветви, наиболее нагруженной, на который проставляют тепловые нагрузки отопительных приборов, стояков, участков магистралей, а также длины расчетных участков.

Намечают главное циркуляционное кольцо через один из верхних приборов наиболее удалённого стояка от подающей и обратной магистрали. На схеме проставляют номера участков главного циркуляционного кольца.

Помещение теплового ввода располагается, как правило, в центре подвала с тем, чтобы тепловые нагрузки двух основных ветвей были приблизительно одинаковы. Принципиальная схема ввода и теплового элеватора изображена на рисунке.

Рис. Схема теплового узла Определим количество воды, циркулирующее в системе отопления по формуле:

(кг/ч),

где:

t_г -температура горячей воды (к местной системе отопления =95С)

t_обр. -температура воды в обратке (из местной системы отопления =70С) Расчётное циркуляционное давление в двухтрубной системе водяного отопления Р_р, возникающие в циркуляционном кольце вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах, определяют по формуле:

Р_р=Р_ест.+ Р_нап. ,

Р_нап.=80l_цир.

l_цир.-длина главного циркуляционного кольца (l_цир =56,8 м) Р_н=80*56,8=4544 кПа Р_ест.=6,2h₁(t_г-t_о)

h₁— расстояние по вертикале от уровня оси элеватора до центра нагревательного прибора 1-го этажа

h1=2,2 м.

Р_ест.=6,2*2,2(95−70)=341 кПа Р_р=6704+341=7045 кПа Потери давления в главном циркуляционном кольце должны быть меньше расчётного на 10−12%, они складываются из потери давления на трение и местных сопротивлений.

Местные сопротивления выбираются по расчетной схеме, а соответствующие им коэффициенты — девятая графа — в зависимости от диаметра принимаются по прилож.7.

Перечислим коэффициенты местных сопротивлений для наших участков:

· 1 участок: радиатор о=1; внезапное сужение о=0,5; отвод 90° о=1,5;

· 2 участок: тройник на проходе о=1;отвод на 90°^? о=1,5; вентиль обыкновенный;

· 3 участок: тройник на проходе о=1;

· 4 участок: тройник на проходе о=1;

· 5 участок: тройник на проходе о=1;отвод на отвод 90° о=1,5;

· 6 участок: тройник на противотоке о=3; задвижка о=0,5; отвод 90^? о=1,5;

· 7 участок: внезапное расширение о=0,5; тройник на противотоке о=3; задвижка о=0,5; отвод 90^? о=1,5;

· 8 участок: тройник на проходе о=1; отвод 90^? о=1,5;

· 9 участок: внезапное сужение о=0,5; тройник на противотоке о=3; задвижка о=0,5; отвод 90^? о=1,5;

· 10 участок: тройник на противотоке о=3; задвижка о=0,5; отвод 90^? о=1,5;

· 11 участок: тройник на проходе о=1;отвод на отвод 90° о=1,5;

· 12 участок: тройник на проходе о=1;

· 13 участок: тройник на проходе о=1;

· 14 участок: тройник на проходе о=1;отвод на 90°^? о=1,5; вентиль обыкновенный;

· 15 участок: радиатор о=1; внезапное расширение о=0,5; отвод 90° о=1,5.

Гидравлический расчёт трубопровода системы сведён в таблицу 5.

Определим невязку:

6. Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции В жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция удалением воздуха из санитарных узлов и кухонь. Приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает с наружи через неплотности окон и других ограждений.

Количество удаляемого воздуха по СНиП для жилых зданий должно быть не менее 3 мі/ч на один мІ жилой площади квартиры.

Вентиляционные каналы размещаются по внутренним капитальным стенам. При невозможности разместить каналы в капитальных стенах допускается устройство приставных вертикальных каналов. Минимальные размеры канала 100Ч100 мм или ½Ч½ кирпича.

Вытяжные шахты могут быть выполнены деревянными, обитыми с внутренне стороны кровельной сталью. Высоту вытяжных шахт следует принимать не менее 0,5 м над плоской кровлей, не менее 0,5 м конька крыши при расположении шахты от конька от 1,5 м до 3 м, при большем расстоянии не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту.

Радиус действия вытяжных систем с естественным побуждением нельзя принимать более 8 м. Не допускается объединять в общую систему каналы из помещений, ориентированных на разные фасады.

Цель аэродинамического расчета состоит в определении сечений каналов и размеров жалюзийных решеток, чтобы обеспечить требуемые расходы удаляемого воздуха. Для предварительного определения сечений каналов систем естественной вытяжной вентиляции принимают скорость порядка 0,5…1,5 м/с.

Нормы воздухообмена в кухне и санузлах:

кухня:

с 2-х конфорочной газовой плитой …60м³/ч санузлы:

ванная индивидуальная …25м3/ч туалет индивидуальный …25м³/ч Располагаемое давление вычисляется по формуле:

Р=9,8Н (₊₅-_в), (Па) где Н — разность отметок устья вытяжной шахты и вытяжной вентиляционной решетки рассчитываемой ветви.

Вытяжные решетки в помещении располагают на 0,5 м от потолка. Для жилых зданий _в принимают равным 1,21кг/м³, тогда:

Р=0,55Н, Н₁ = 4 м для второго этажа;

Н₂ = 7 м для первого этажа;

Задаваясь скоростью V движения воздуха по каналу, рассчитывается площадь живого сечения по формуле:

Далее по приложениям 10,11,12 принимают ближайшее большее значение площади живого сечения, выбирают размеры канала или жалюзийной решетки, пересчитывают скорость V движения воздуха по формуле:

Графа 8 заполняется по данным расчетных таблиц круглых стальных воздуховодов (прил.9) при принятых d_э и V.

Графа 10 — значение Р_дин=v²/2, вычисляют или принимают по данным расчетных таблиц.

t_в = 20

t_н = 5 для вытяжной шахты Графа 12 — коэффициент местных сопротивлений принимаем по справочным данным (приложение 13).

Остальные графы заполняются результатами вычислений.

При невязке между расчетным и израсходованным давлениями, превышающей 11%, производится изменение сечений воздуховодов на отдельных участках с соответствующей корректировкой расчетных величин.

Увязка каждой расчетной ветви производиться по формуле:

Данные расчетов сводим в таблицы 6,7,8,9,10,11:

?Р_р=0,55*Н=0,55*7=3,85 (Па)

?Р_р=0,55*Н=0,55*7=3,85 (Па)

?Р_р=0,55*Н=0,55*7=3,85 (Па)

?Р_р=0,55*Н=0,55*7=3,85 (Па)

?Р_р=0,55*Н=0,55*7=3,85 (Па) Список литературы отопление вентиляция дом строительство

1. СНиП 23−02−2003 Тепловая защита зданий. — М.: ФГУП ЦПП, 2004. — 25 с.

2. СНиП 23−01−99* Строительная климатология. — М.: ФГУП ЦПП, 2005.-70 с.

3. Свод правил по проектированию и строительству 23−101−2004 Проектирование тепловой защиты зданий. — М.: ФГУП ЦПП, 2005. — 139 с.

4. Методическое указание к курсовой работе «Отопление и вентиляция жилого дома» В. В. Ильин, С. Д. Вяткина.- Тюмень: ТюмГАСУ., 2008. 112 с.