Отопление и вентиляция жилого здания

Министерство Образования и Науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Иркутский Государственный Технический Университет Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

" Отопление и вентиляция жилого здания «

к курсовому проекту по дисциплине:

Теплогазоснабжение и вентиляция Выполнил студент группы ПГС-07−2 Черниговский Р.А.

Нормоконтроль Орлов А.В.

Иркутск 2010 г.

• Введение
• Исходные данные
• Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
• Определение коэффициента теплопередачи наружной стены
• Определение коэффициента теплопередачи конструкции чердачного перекрытия
• Определение коэффициента теплопередачи конструкции пола над холодным подвалом
• Определение коэффициента теплопередачи световых проемов
• Расчет тепловых потерь
• Определение потерь тепла по укрупненным показателям
• Список использованной литературы

Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения. Без них постоянное пребывание людей в зданиях невозможно. При конструировании здания предусматривают возможность размещения и удобной эксплуатации инженерных сетей и оборудования, обеспечивающих благоприятный климат в помещениях.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью используемой мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в районе строительства. При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха, воздействии солнечной радиации — уменьшаться теплопередача от отопительных установок в помещения, т. е. процесс передачи теплоты должен постоянно регулироваться. Изменение внешних воздействий сочетается с неравномерными теплопоступлениями от внутренних производственных и бытовых источников, что также вызывает необходимость регулирования действия отопительных установок.

Система вентиляции должна поддерживать чистоту (качество) воздуха в помещениях и равномерность его распространения.

В жилых зданиях принята следующая схема вентилирования квартир: отработанный воздух удаляется непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения, т. е. из кухни и санитарных помещений посредством естественной вытяжной канальной вентиляции. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через не плотности наружных ограждений (главным образом оконного заполнения) всех помещений квартиры и нагреваемого системой отопления. Таким образом, обеспечивается воздухообмен во всем ее объеме.

Исходные данные

1. Характеристика здания:

· жилой дом в 4 этажа;

· высота типового этажа 3 м;

· ориентация фасада на Ю;

· район постройки здания город Усть-Ордынский АО;

2. Климатические данные (СНиП 23−01−99*):

· температура воздуха наиболее холодной пятидневки t⁵_x= t_н= - 41^°С для коэффициента обеспеченности 0,92;

· продолжительность отопительного периода z_{от. пер.} = 243 сут;

· средняя температура наружного воздуха периода со средней суточной температурой воздуха периода со средней суточной температурой воздуха? 8 °C t_н = - 10,9°С

3. Утеплители:

· утеплитель в конструкции стены — плиты мягкие на синтетическом и битумном связующих плотностью 300 кг/м³;

· утеплитель в конструкции чердачного перекрытия — Пенополиуретан (ТУ В-56−70, ТУ-67−98−75, ТУ-67−87−75) плотностью

· утеплитель в конструкции пола над холодным подвалом — плиты мягкие на синтетическом и битумном связующих плотностью 200 кг/м³.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Наружные ограждающие конструкции здания должны иметь теплоизоляцию, изоляцию от проникновения наружного холодного воздуха и пароизоляцию от диффузии водяного пара из помещений, обеспечивающие:

отопление вентиляция жилое здание требуемую температуру и отсутствие конденсации влаги на внутренних поверхностях конструкций внутри помещений;

предотвращение накопления излишней влаги в конструкциях.

Теплозащитные качества ограждения принято характеризовать величиной сопротивления теплопередаче, которая численно равна падению температуры в градусах при прохождении теплового потока, равного 1 Вт, через 1 м² ограждения.

Цель расчёта — определить приведенное сопротивление теплопередаче (м²°С/Вт) ограждающей конструкции, найти толщину слоя утеплителя при вычисленном приведенном сопротивлении теплопередаче и затем, округлив полученное значение толщины слоя (до стандартных размеров кирпича, стандартной толщины панели или до 1 см), найти фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции (м²°С/Вт) и коэффициента теплопередачи (Вт/м²°С).

Приведенное сопротивление теплопередаче (м²°С/Вт) ограждающих конструкций, а также окон следует принимать не менее нормируемых значений () (м²°С/Вт), в зависимости от градусо-суток района строительства ГСОП () (°С сут.).

ГСОП — градусо-сутки отопительного периода — определяют по формуле

(2)

где t_в — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания (°С), принимаемая по приложению1;

t_{о. п.,} z_{о. п. -} средняя температура наружного воздуха (°С), и продолжительность (сут.), отопительного периода, принимаемые по прил.2 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °C при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых и не более 8 °C в остальных случаях.

Общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции складывается из граничных сопротивлений теплоперехода и термических сопротивлений отдельных слоёв, то есть:

(3)

Определение коэффициента теплопередачи наружной стены

Рис. 1. Поперечный разрез стены

Название материалов:

Штукатурка = 1700 кг/м³, = 0,19 Вт/мС

Бетон из природного камня = 2400 кг/м³, = 1,74 Вт/мС

Утеплитель (плиты мягкие на синтетическом и битумном связующих) = 300 кг/м³, = 0,087 Вт/мС

Плита гипсовая = 1200 кг/м³, = 0,41 Вт/мС

ГСОП = D_d = = (20 + 10,9) · 243 = 2211,3°Ссут

Значения требуемого сопротивления теплопередаче [4]:

При D_d = 4000 — R^тр_о = 2,8

При D_d = 2000 — R^тр_о = 2,1

= 8,7; = 23

Находим толщину слоя тепловой изоляции:

д_из = 0,1 м

Находим фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче:

=> ,=>;

== 2,803

Коэффициент теплопередачи: 0,357 Вт/м² ?С

Толщина стены: д_ст = 0,015 + 0,4 + 0,2 + 0,015 = 0,63 м

Определение коэффициента теплопередачи конструкции чердачного перекрытия

Рис. 2. Чердачное перекрытие

Название материалов:

1) Стяжка (цементно-шлаковый раствор) = 1400 кг/м³, = 0,52 Вт/мС

2) Теплоизоляция пенополиуретан (ТУ В-56−70, ТУ-67−98−75, ТУ-67−87−75) =60 кг/м³, = 0,041 Вт/мС

3) Железобетонная монолитная плита с отверстиями d = 18 см, L = 24 см = 2500 кг/м³, = 1,92 Вт/мС

4) Штукатурка = 1700 кг/м³, = 0,19 Вт/мС

D_d = 2211,3°Ссут

Значения требуемого сопротивления теплопередаче:

При D_d = 4000 — R^тр_о = 3,7, при D_d = 2000 — R^тр_о = 2,8

Определяем сопротивление теплопередаче железобетонной плиты перекрытия:

Заменяем круглые сечения отверстий d = 0,18 м на эквивалентные по площади квадратные для упрощения расчета:

0,16 м

Рис. 3 Железобетонная плита перекрытия

где R_a — сопротивление теплопередаче ж/б плиты параллельно тепловому потоку,

R_b — сопротивление теплопередаче ж/б перпендикулярно тепловому потоку.

1. Сечение ж/б плиты параллельно тепловому потоку

Рис. 4 Сечение ж/б плиты параллельно тепловому потоку

0,16 м^2,0,08 м².

0,28 м²°С/Вт

м²°С/Вт

м²°С/Вт

2. Сечение ж/б плиты перпендикулярно тепловому потоку

Рис. 5 Сечение ж/б плиты перпендикулярно тепловому потоку

м²°С/Вт,

м²°С/Вт,

м²°С/Вт.

Получаем сопротивление теплопередаче железобетонной плиты

м²°С/Вт.

Округляем до стандартного значения: д_из = 0,1 м

Находим фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче:

=>=>;

== 3,659

Коэффициент теплопередачи: 0,273 Вт/м² ?С

Толщина перекрытия: д_пер = 0,06 + 0,3 + 0,15 + 0,03 =0,54 м

Определение коэффициента теплопередачи конструкции пола над холодным подвалом

Рис. 3. Перекрытие первого этажа

Название материалов:

1) Доска (сосна) = 500 кг/м³, = 0,14 Вт/мС

2) Стяжка (цементно-шлаковый раствор) = 1400 кг/м³, = 0,52 Вт/мС

3) Теплоизоляция плиты мягкие на синтетическом и битумном связующих = 200 кг/м³, = 0,048 Вт/мС

4) Железобетонная монолитная плита = 2400 кг/м³, = 1,92 Вт/мС

5) Штукатурка = 1700 кг/м³, = 0,19 Вт/мС

D_d = 2211,3°Ссут

Значения требуемого сопротивления теплопередаче:

R^тр_о =2,895

Находим толщину слоя тепловой изоляции:

= 4,565 > = 2,895

Коэффициент теплопередачи: 0,219 Вт/м² ?С

Толщина перекрытия: д_пер =0,04+ 0,06 + 0,15 + 0,4 + 0,03 = 0,68 м

Определение коэффициента теплопередачи световых проемов

Значения нормируемого сопротивления теплопередаче

D_d = 2211,3°Ссут

Значения требуемого сопротивления теплопередаче:

При D_d = 4000 — R^тр_о = 0,45

При D_d = 2000 — R^тр_о = 0,3

В проекте используется однокамерный стеклопакет из стекла c мягким селективным покрытием

Коэффициент теплопередачи 2,13 Вт/м² ?С

Коэффициенты теплопередач ограждающих конструкций приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Расчет тепловых потерь

Теплопотери через ограждающие конструкции помещений Q_огр (Вт) складываются из теплопотерь через отдельные ограждения рассчитываемого помещения или их части. Для расчёта следует использовать формулу

Вт (11)

учетом правила обмера поверхностей ограждающих конструкций;

t_В — расчетная температура воздуха (^°С) в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты, для помещений высотой более 4 м;

t_Н — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года соответствующая (температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, соответствующей К_об = 0,92) при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения — при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения если температура в соседних помещениях ниже или выше температуры в расчетном помещении на 3 °C и более;

a — поправочный коэффициент;

q — удельная тепловая характеристика жилого здания (прил.2, стр. 448 [1])

V_{Н -} объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру.

Поверхность А (м²) наружных ограждений при подсчете потерь тепла вычисляют (с точностью до 0,1 м²), соблюдая правила обмера ограждений, по планам и разрезам здания следующим образом (рис.1).

Определение потерь тепла по укрупненным показателям

Для расчета потерь теплоты ограждениями здания определяют удельную тепловую характеристику здания (q_уд).

кВт,

где а — коэффициент, учитывающий район постройки здания

q — удельная тепловая характеристика здания,

V_Н — объем отапливаемой части здания по внешнему обмеру

м³.

Определяем удельную тепловую характеристику здания

где принимается в зависимости от объема здания по СНиП,

б в зависимости от температуры наружного воздуха,

б=

d — степень осветвленности здания

S — площадь здания

м².

где Р — периметр здания, Н — высота здания.

м,

Сравниваем получившиеся значения q₁ и q₂ с q'₀ и выбираем ближайшее => q = 0,577.

В результате расчета получаем, суммарные теплопотери здания по укрупненным показателям Q = 50.92 кВт.

1. Тихомиров К. В, Сергеенко Э. С. «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция» — Учеб. для вузов. — 5-е изд., ООО «БАСТЕТ», 2009 г. — 480с.

2. СНиП 23−01−99* «Строительная климатология»

3. СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий»

4. СНиП II — 3−79* (1998)" Строительная теплотехника"