Отопление и вентиляция жилого здания

Введение

Основные исходные данные для выполнения курсовой работы принимаются по приложению А[метод. указание 8]. Согласно приложению Б[метод. указание 8] выписываем климатические данные, необходимые для расчетов:

Наименование города… Омск Температура воздуха, єС…-37

Скорость ветра, м/с…5

(период года холодный) Глубина промерзания грунта, м…2,2

Внесенные в бланк задания конструкции приняты в соответствии с приложением А[метод. указание 1]. Недоговариваемые конструктивные решения принимаем самостоятельно.

Нами запроектирована двухтрубная тупиковая с верхней разводкой система отопления жилого 3-х этажного 18-ти квартирного здания и естественная вытяжная канальная вентиляция.

Питание системы отопления — котельная с располагаемым давлением 6000 Па. Используем чугунные радиаторы марки МС-90−108 с краном тройной регулировки. В качестве материала воздуховодов используем кирпич и шлакогипс.

І. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

1.Конструкция стены — облегченная стена Герарда.

2. Исходя из санитарно-гигиенических условий

Rотр — требуемое сопротивление теплопередачи стены, перекрытия, покрытия, окна.

n=1 (для стены), 0,9 (для покрытия) 0,75 (для перекрытия над подвалом) -поправочный коэффициент уменьшения расчетной разности температур для ограждения из таблицы 3*[1];

в=8,7 Вт/мІ· єС — коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждающей конструкции (стен, полов, потолка) из таблицы 4*[1];

tн= -37 C — расчетная наружная температура воздуха из [2];

tв= +20C — температура внутри помещения из [3];

tн=4,0 (для стены) 3,0 (для покрытия) 2,0 (для перекрытия над подвалом) — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции ,єС из таблицы 2*[1].

R0тр =0,9*(20-(-37))/(3*8,7)=1,966 мІ· С/Вт (для покрытия);

R0тр =0,75*(20-(-37))/(2*8,7)=2,457 мІ· С/Вт (для перекрытия над подвалом);

3.Исходя из энергосбережения.

tот.пер.= -8,4єСсредняя температура отопительного периода

zот.пер.=235 — число суток отопительного периода Из таблицы 1б*[1] путем интерполяции находим

R0тр=3,736 мІ· С/Вт (для стены);

R0тр=0,634 мІ· С/Вт (для окна);

R0тр=5,537 мІ· С/Вт (для покрытия);

R0тр=4,903 мІ· С/Вт (для перекрытия над подвалом);

4. Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции следует принимать не менее большего из 2-ух найденных требуемых:

для стены Rо =3,736 мІ· С/Вт;

для окна Rо=0,634 мІ· С/Вт;

для перекрытия над подвалом Rо=5,537 мІ· С/Вт;

для покрытия Rо=4,903 мІ· С/Вт;

5.Стена бn=23 — коэффициент теплопередачи наружных поверхностей ограждающих конструкций из табл. 6*[4];

д — толщина отдельного слоя ограждения, м (кл — кирпичная кладка, шт — штукатурка, ут — утеплитель) в зависимости от стандартных размеров (модулей) л — теплопроводность каждого конструктивного слоя по прил.3[4] в зависимости от режима помещения табл.1[4] (А — режим);

С учетом формулы 4 определяем необходимую толщину утеплителя для стены:

В качестве утеплителя принимаем пеноплекс =0,032 (ТУ 6−05−11−78−78)

Тогда толщина утеплителя равна Х=лут· Rут=0,032·3,065=0,098 м, округляем до 0,10 м Проверочный расчет:

Условие выполняется, следовательно толщина стены 390+160=550 мм.

6.Перекрытие над подвалом ж/б — железобетонная плита; р — известково-песчаный раствор; п — паркет (дубовый) бn=12

Рубероид и прослойка из холодной мастики на водостойких вяжущих при определении сопротивления теплопередаче не учитывают ввиду очень малой величины.

В качестве утеплителя принимаем пеноплекс =0,032 .

Тогда толщина утеплителя равна Х=лут· Rут=0,032·4,499=0,144 м; округляем до 150 мм.

Проверочный расчет:

Условие выполняется, следовательно толщина перекрытие над подвалом 150+400=550 мм.

7.Покрытие бn=12

Слои рубероида при определении сопротивления теплопередаче не учитывают ввиду очень малой величины.

В качестве утеплителя принимаем пеноплекс =0,032 (ГОСТ 9573−82).

Тогда толщина утеплителя равна Х=лут· Rут=0,032·5,181=0,166 м, берем 0,17 м Проверочный расчет:

Условие выполняется, следовательно толщина покрытия 260+170=430 мм.

8. Заполнение оконного проема

R0тр =0,634 мІ· С/Вт Исходя из условия R0? R0тр по приложению 6*[4] принимаем двухкамерный стеклопакет из стекла с мягким селективным покрытием с Rо=0,68 мІ· С/Вт.

Принимаем следующие размеры окон: 1320×1460 мм для квартир

1460×850 мм для лестничной клетки.

9.Внутренняя стена Внутренняя несущая стена — кирпичная, толщиной 380 мм.

Внутренняя стена — кирпичная, толщиной 120 мм.

стена: t=1*(20+37)/3,73*8,7=1,76єС < 4,0єС потолок: t=0,9*(20+37)/5,67*8,7=0,92єС < 3,0єС подвал: t=0,75*(20+37)/4,69*8,7=1,05єС < 2,0єС Определение теплопотерь отапливаемых помещений.

где n-поправочный коэффициент уменьшения расчетной разности температур для ограждений из табл.3*[4]

F — площадь поверхности ограждения, мІ

tв — температура воздуха внутри помещения, єC

tн — температура наружного воздуха и принимаемая равной температуре наиболее холодной пятидневки, составляющая для Омска -37єС К=1/R0 — коэф. теплопередачи;

R0 — полученное при расчете сопротивление теплопередаче ограждения, мІ· С/Вт Добавочные потери тепла в учитывают особые условия ориентации и конфигурации здания по.

Расчетные таблицы в приложении А.

Общие теплопотери по зданию составили 59 402,2 Вт

ІІ. Гидравлический расчет системы отопления Задача гидравлического расчета трубопроводов сводится к определению экономичных сечений участков трубопроводов, обеспечивающих при определенном заданном перепаде давления подачу необходимого теплоносителя по всем нагревательным приборам.

Расчет выполняем по методу характеристик сопротивления с постоянным перепадом температур воды в стояках Дt=25єС; в качестве нагревательных приборов используются радиаторы МС-90−108(расчет ведется по 14-му стояку, который подает воду в радиаторы 16 и 15 комнаты).

Расчетное циркуляционное давление в системах с искусственной циркуляцией равно сумме давления создаваемого насосом и естественного давления Е=1 (для однотрубных систем) — коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчетах.

В системах с нижним расположением магистралей горячей и охлажденной воды pе. тр незначительно и в расчетах не учитывается.

tг=95єC — температура горячей воды, поступающей в стояк

tо=70єC — температура охлажденной воды, выходящей из стояка рг=961,92 кг/мі

ро=977,81 кг/мі

Расчет ведем по первому стояку:

t2=95-((706,4+533,6)/5943,7)(95−70)=89,78єC рг=965,49 кг/мі

t3=95-((1240+(357,4+494,8))/5943,7)(95−70)=86,2єC рг=967,87 кг/мі

t4=95-((1240+2*852,2)/5943,7)(95−70)=82,62єC рг=970,18 кг/мі

t5=95-((1240+3*852,2)/5943,7)(95−70)=79,03єC рг=972,43 кг/мі

t6=95-((1240+4*852,2)/5943,7)(95−70)=75,45єC рг=974,57 кг/мі

Так как pе. пр больше 10 процентов от pнас, то Дpp=11 000+1434,92=12 434,92 Па теплопередача отопление вентиляция конструкция

V — скорость воды в трубопроводе

G — расход теплоносителя;

dв — внутренний диаметр участка трубопровода, м находим по графикам в зависимости от тепловой нагрузки и температурного перепада;

с — давление воды на участке, кг/мі

Q — тепловая нагрузка участка, Вт — берем из таблиц приложения, А с=4,187 кДж/кг· Ктеплоемкость воды в1=1,04 (чугунные радиаторы) в2=1,02 (чугунные радиаторы) Для 0,02

Re =V· dв/н — число Рейнольдса Кэ=0,2мм — относительная шероховатость стенок труб, А — удельное динамическое давление [Па/(кг· ч)І]

L — длина соответствующего участка, м Уо — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке

1 участок: отопительный прибор (12 шт.) =19,2(=1,6 для одного) тройник поворотный на ответвление =1,5

крестовина проходная (11 штук) =22(=2-для одной крестовины) крестовина поворотная =3

отвод 90є =1,5

кран тройной регулировкой (12 штук) =48(=4- для одного крана)

2 участок: тройник проходной =1,0

3 участок: тройник проходной =1,0

4 участок: вентиль с верт. шпинделем =7,0

вентиль с верт. шпинделем =7,0

отвод 90є =2(=0,5 для одного)

5 участок: отвод 90є =1,5(=0,5 для одного) вентиль с верт. шпинделем =7,0

тройник поворотный на ответвление =1,5

6 участок: вентиль с верт. шпинделем =7,0

тройник проходной =1,0

7 участок: тройник проходной =1,0

8 участок: тройник поворотный на ответвление =1,5

Таблица расчетов в приложении Б

ІІІ. Тепловой расчет отопительных приборов Теплоотдача отопительного прибора Qпр (расчет 15-го стояка, последнего этажа, Qп=900,3 Вт), Вт, пропорциональна тепловому потоку, проведенному к расчетным условиям по его действительной площади нагревательной поверхности:

где N — число секций прибора;

Qн.у.=150 Вт (чугунный радиатор МС-90−108) — номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора, Вт;

в 3=1 — коэф. учета числа секций в приборе (от 3 до 15 шт.);

в 4=1 — коэф. учета способа установки радиатора (открытый способ);

Комплексный коэф. приведения Qн.у. к расчетным условиям, определяемый по формуле

tср — средняя температура по всей поверхности прибора.

Gпр — расход воды в приборе, кг/ч;

b=1 — коэф. учета атмосферного давления;

(сверху-вниз) — коэф. учета направления движения теплоносителя в приборе;

n=0.3, p=0, c=1 — экспериментальные числовые показатели.

Теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок Qтр, Вт, к которым непосредственно присоединен прибор, где qв и qг — теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м; принимается в зависимости от диаметра и положения труб, а также от разности температуры теплоносителя при вводе его в рассматриваемое помещение tт и температуры воздуха в помещении tв;

lв и lг — длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Gст=160,18(для 15-го стояка) — расход воды на стяке, кг/ч;

=0,33 — коэффициент затекания воды;

tм=16,37*0,04+21,5*0,03=1,3єС — суммарное понижение температуры воды;

в1=1,04 — коэф., учитывающий охлаждение воды в трубах в2=1,02 — коэф., учитывающий способ установки прибора

єС

tср=tср-tв=64,6єC

при tср=tср-tв=64,6єC находим по рис. 9.3. и 9.4. ст. 50, 7]

при tср=tср-tв=70−20=50єC находим по рис. 9.3. и 9.4. ст. 50, 7]

занижение, т.к. Qпр меньше 1200 Вт

— чугунный радиатор МС-90−108

Окончательно принимаем 5 секций

IV. Расчет системы вытяжной естественной канальной вентиляции В жилых домах устраивают вытяжную естественную канальную вентиляцию из кухни, санузлов и ванной комнаты. Согласно правилам пожарной профилактики в жилых зданиях до пяти этажей запрещается присоединять к одному вытяжному каналу помещения, расположенные на различных этажах здания. Вытяжные каналы размещают во внутренних капитальных стенах.

Расчет естественного давления для систем вентиляции жилого здания определяется для температуры наружного воздуха +5єС (=1,27кг/мі).Внутренняя температура воздуха в кухне принимается +18єС (=1,213кг/мі).

Естественное давление в системе вентиляции:

где h — высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м н, в — плотности наружного и внутреннего воздуха кг/м Расчет воздуховодов начинают с наиболее неблагоприятного расположенного канала, для которого возможная удельная потеря давления имеет наименьшее значение. Таким будет канал для кухни (на плане помещение 13) 6-го этажа.

Располагаемое давление для помещения 6-го этажа (общая вытяжная шахта над кровлей равна 3,8 м, это дает увеличения скорости движения воздуха в каналах) Возможная удельная потеря давления для участков 1,2 и 3 при общей их длине

— удельная потеря давления;

— общая длина участка 1,2 и 3;

Участок 1

Для определения площади сечения канала участка 1, задаемся скоростью движения воздуха 0,6 м/с. При этой скорости и количестве удаляемого воздуха по каналу L=60мі/ч (для кухни с электроплитами) площадь сечения канала f, мІ должна быть:

Принимаем для участка 1 кирпичный канал ½×1 кирпича (f=0,038мІ). При этой площади сечения фактическая скорость движения воздуха равна:

Т.к. этот канал квадратного сечения, для определения потери давления на трении необходимо установить по табл.III.4 [ст. 208,6] эквивалентный диаметр. Он будет равен 180 мм.

Пользуясь номограммой[ст. 209, 6] находим, что при скорости движения воздуха 0,44м/с в воздуховоде диаметром 180 мм потеря давления на 1 м воздуховода равна R=0,025 Па/м, а на всем участке 1 с учетом коэффициента шероховатости (=1,28) табл.III.5 [ст. 208, 6]

R· l·=0,025·0,675·1,28=0,022 Па Далее по приложению 14 находим сумму всех коэффициентов местных сопротивлений участка: вход в жалюзийную решетку с поворотом потока =2 два прямоугольных колена =1,284 — для каждого, тройник под углом 90є на вытяжке для ответвления воздуха =0,8

=2+1,284+0,8=4,084

Динамическое давление Рд находим также по номограмме[ст. 209, 6]

Рд=0,115 Па Тогда потеря давления на местные сопротивления Z участка 1 равна:

Z= Рд· =0,115·4,084=0,47 Па Общая потеря давления на участке 1 составляет:

— коэффициент запаса Участок 2

Задаемся скоростью движения воздуха на участке 2 в 1,1м/с. Тогда при количестве удаляемого воздуха L=660мі/ч (11 кухнь) по участку 2 площадь сечения участка равна:

Принимаем вертикальный кирпичный канал с размером ½×4,5 кирпича (f=1,185+0,145=0,176мІ), эквивалентный диаметр dэ=2*a*b/(a+b)=258,4 мм (a=1185 мм. и b=145 мм. — размеры сторон прямоугольного канала). Тогда фактическая скорость движения воздуха равна:

Пользуясь номограммой[ст. 209, 6] находим, что при скорости движения воздуха 1,04м/с в воздуховоде диаметром 258,4 мм потеря давления на 1 м воздуховода равна R=0,065 Па/м, а на всем участке 1 с учетом коэффициента шероховатости (=1,46) табл.III.5 [ст. 208, 6]

Потеря давления на трении на участке 2

R· l·=0,065·0,1·1,46=0,009 Па Динамическое давление Рд равно Рд=0,6 Па Далее по приложению 14 находим сумму всех коэффициентов местных сопротивлений участка: тройник под углом 90є на вытяжке для прохода воздуха =0,8

Тогда потеря давления на местное сопротивление Z участка 2 равна:

Z= Рд· =0,6·0,8=0,48 Па Общая потеря давления на участке 2 составляет:

Участок 3

Задаемся скоростью движения воздуха на участке 3 в 1,2м/с. Тогда при количестве удаляемого воздуха L=720мі/ч (12 кухнь) по участку 3 площадь сечения участка равна:

Принимаем вертикальный кирпичный канал с размером ½×4,5 кирпича (f=1,185+0,145=0,176мІ), эквивалентный диаметр dэ=2*a*b/(a+b)=258,4 мм (a=1185 мм. и b=145 мм. — размеры сторон прямоугольного канала). Тогда фактическая скорость движения воздуха равна Пользуясь номограммой[ст. 208, 6] находим, что при скорости движения воздуха 1,14 м/с в воздуховоде диаметром 258,4 мм потеря давления на 1 м воздуховода равна R=0,08 Па/м, а на всем участке 1 с учетом коэффициента шероховатости (=1,485) табл.III.5 [ст. 208, 6]

Потеря давления на трении на участке 3

R· l·=0,08·4,6·1,485=0,546 Па Динамическое давление Рд равно Рд=0,72 Па Далее по приложению 14 находим сумму всех коэффициентов местных сопротивлений участка: утепленный клапан =0,1; вытяжная шахта с зонтом =1,3

Тогда потеря давления на местное сопротивление Z участка 3 равна:

Z= Рд· =0,72·1,4=1,01 Па Общая потеря давления на участке 3 составляет:

Суммарная потеря давления на ветке:

при располагаемом давлении в системе для 6-го этажа

(Невязка: 0,07%)

Библиографический список СниП 2.01.02−82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1983. -136с.

СниП 2.04.05−91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. -М.: ГП ЦПП, 1994. -66с.

СниП 2.08.01−89*. Жилые здания/Минстрой России. -М.: ГП ЦПП, 1995. -16с.

СниП II-3−79**. Строительная теплотехника/Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. -32с.

ГОСТ 21.602−79*. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи Тихомиров К. В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. -М.: Стройиздат, 1981. -272с., ил.

Шкуратов О. Г. Отопление, вентиляция и теплогазоснабжение зданий. Курс лекций. — г. Киров: «Альфа-ПЛЕКС», 1997. — 102с.

Задание и исходные данные для выполнения курсовых работ по дисциплинам: «Водоснабжение и водоотведение» и «Теплогазоснабжение и вентиляция». — Киров: Изд-во ВятГТУ, 2000.