Расчет теплоснабжения здания

Определим запас давления:

При предварительном расчете:

≈ 0,80%

Условие по запасу выполнено.

7.4 Расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов.

Расчетная поверхность нагрева отопительного прибора определяется по формул:

м2

Qп — тепловая нагрузка на отопительный прибор, Вт;

qп — поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2, которая определяется по формуле:

Вт/м2

qн — нормальная плотность теплового потока прибора, Вт/м2;

∆t — температурный напор, оС, который определяется по формуле:

оС

tвх, tвых — температуры воды на входе и выходе из прибора, оС (для двухтрубной системы отопления tвх=tr, tвых=tо);

tв — из таб. 2 (для помещения, в котором установлен прибор).

n, β1, Р — поправочные коэффициенты, учитывающие способ подводки теплоносителя к отопительным приборам.

GОТН — относительный расход теплоносителя через отопительный прибор, который для двухтрубных систем рассчитывается по формуле:

.

Расчетное число секций в отопительном приборе определяется по формуле:

АС — площадь поверхности одной секции, м2;

β3 — коэффициент учитывающий способ установки прибора, принимается β3 = 1;

β2 — коэффициент, учитывающий число секций в приборе, который определяется по формуле:

Для отопительного прибора марки М-90: qН=700 Вт/м2, АС=0,2 м².

Таблица 11. Расчет числа секций отопительных приборов

№ пом. QП, Вт tВ, оС, оС Схема присоед. qП, Вт/м2 АР, м2 β2 NР NУСТ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 101 1150 20 60 св-вн 538 2,14 1,01 10,74 11 102 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 103 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 104 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 105 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 106 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 107 980 18 62 св-вн 559 1,75 0,99 8,67 9 108 1510 20 60 св-вн 542 2,79 1,02 14,25 14 109 880 20 60 св-вн 534 1,65 0,98 8,10 8 870 20 60 св-вн 534 1,63 0,98 8,00 8 110 630 18 62 св-вн 552 1,14 0,94 5,38 6 111 1020 18 62 св-вн 560 1,82 0,99 9,04 9 112 1020 18 62 св-вн 560 1,82 0,99 9,04 9 113 570 18 62 св-вн 550 1,04 0,93 4,82 5 114 570 18 62 св-вн 550 1,04 0,93 4,82 5 115 1020 18 62 св-вн 560 1,82 0,99 9,04 9 116 1020 18 62 св-вн 560 1,82 0,99 9,04 9 117 630 18 62 св-вн 552 1,14 0,94 5,38 6 118 850 20 60 св-вн 533 1,59 0,98 7,81 8 850 20 60 св-вн 533 1,59 0,98 7,81 8 201 1550 20 60 сн-вн 406 3,82 1,04 19,84 20 202 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 203 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 204 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 205 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 206 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 207 1030 18 62 сн-вн 411 2,51 1,02 12,74 13 208 1510 20 60 сн-вн 405 3,73 1,04 19,36 20 209 910 20 60 сн-вн 391 2,33 1,01 11,77 12 910 20 60 сн-вн 391 2,33 1,01 11,77 12 210 670 18 62 сн-вн 394 1,70 0,99 8,38 9 211 1070 18 62 сн-вн 412 2,60 1,02 13,23 13 212 1070 18 62 сн-вн 412 2,60 1,02 13,23 13 213 600 18 62 сн-вн 395 1,52 0,98 7,41 8 214 600 18 62 сн-вн 395 1,52 0,98 7,41 8 215 1070 18 62 сн-вн 412 2,60 1,02 13,23 13 216 1070 18 62 сн-вн 412 2,60 1,02 13,23 13 217 670 18 62 сн-вн 394 1,70 0,99 8,38 9 218 880 20 60 сн-вн 390 2,26 1,01 11,39 12 880 20 60 сн-вн 390 2,26 1,01 11,39 12 ЛК I 1090 16 64 св-вн 585 1,86 0,99 9,26 9 ЛК II 1090 16 64 св-вн 585 1,86 0,99 9,26 9

8 Конструирование и расчет системы вентиляции

8.1 Конструирование и расчет системы вентиляции В массовом жилищном строительстве вентилирование квартир осуществляется по следующей схеме:

— удаление воздуха при помощи естественной канальной вытяжной вентиляции из совмещенного санузла, ванной, туалета и кухни.

— поступление воздуха — естественный неорганизованный приток через неплотности в ограждающих конструкциях, открытые форточки или специальные вентиляционные проемы.

Удаляемый воздух поступает в жалюзийные решетки, центр которых расположен на расстоянии 0,5 м от потолка. Затем, по индивидуальным вертикальным каналам (минимальное сечение 0,15×0,15 м), воздух движется на чердак, где индивидуальные каналы присоединяются к горизонтальным сборным каналам (минимальное сечение 0,2×0,2 м), которые переходят в вытяжную шахту. Вытяжная шахта предназначена для выброса удаляемого воздуха в атмосферу.

При конструировании вытяжной системы вентиляции жилых зданий должны выполняются следующие требования:

не допускается:

1. объединять в пределах одной квартиры кухню с туалетом и ванной или кухню с совмещенным санузлом.

2. объединять в одну систему вентиляции квартиры ориентированные на разные фасады здания.

3. присоединять к одному вертикальному каналу помещения, расположенные на разных этажах.

4. Размещать вентиляционные каналы в наружных стенах.

допускается:

1. объединять в пределах одной квартиры туалет и ванную.

2. объединять на чердаке в одну систему кухню с туалетом и ванной или кухню с совмещенным санузлом.

3. объединять в одну систему вентиляции квартиры ориентированные на один фасад здания.

радиус действия системы вентиляции с естественным побуждением не должен превышать 8 м.

вытяжная шахта располагается в наиболее высокой части чердака.

В соответствии с заданием принимаем:

Вытяжная система вентиляции естественная канальная с приставными каналами.

8.2 Расчет воздухообмена в помещениях Воздухообмен определяется для каждой типовой квартиры как максимальный из:

количество приточного воздуха для жилых комнат:

Lжк=3∙АП, м3/ч, где АП — площадь пола жилых комнат, м2.

воздухообмен по нормам воздухоудаления:

LНУ=LК+LТ+LВ или LНУ=LК+LСУ, м3/ч, где LК, LТ, LВ, LСУ — нормативный воздухообмен кухни, туалета, ванной, совмещенного санузла, м3/ч.

Наименование помещения Нормативный воздухообмен, м3/ч Кухня с электроплитой 60 Кухня с 2-х конфорочной газовой плитой 60 Кухня с 3-х конфорочной газовой плитой 75 Кухня с 4-х конфорочной газовой плитой 90 Ванная 25 Уборная индивидуальная 25 Совмещенный санузел 50

Тип плиты на кухне принимается в зависимости от количества комнат:

— для однокомнатных квартир — 2-х конфорочная газовая плита;

— для двухкомнатных квартир — 3-х конфорочная газовая плита;

— для трехкомнатных квартир — 4-х конфорочная газовая плита;

— для четырехкомнатных квартир — электоплита.

Расчет воздухообмена квартир выполняется в табличной форме (таб. 12).

Таблица 12. Расчет воздухообмена квартир

№ квартиры (№№ помещений) ΣАП, м2 LЖК, м3/ч LК, м3/ч LВ, м3/ч LТ, м3/ч LСУ, м3/ч LРАСЧ, м3/ч 1

(101,102,109,110, 111) (107,108,116,117, 118) (201,202,209,210, 211) (207,208,216,217, 218) 67,9 203,7 60 25 25 — 110 2

(103,104,112,113) (105,106,114,115) (203,204,212,213) (205,206,214,215) 52,2 156,6 90 25 25 — 140

8.3 Аэродинамический расчет системы вентиляции Предварительно на аксонометрическую схему системы вентиляции наносят расчетное количество воздуха, удаляемое через вытяжные решетки данной системы.

В случае превышения расчетного воздухообмена квартиры над воздухообменом по нормам воздухоудаления разницу между ними распределяют между всеми вытяжными решетками данной квартиры.

Аэродинамический расчет выполняется в следующей последовательности:

определяется естественное гравитационное давление для каналов ветвей каждого этажа;

аксонометрическая схема разбивается на расчетные участки, для каждого из которых определяется длина и количество проходящего воздуха4

выбирается расчетная ветвь. В качестве расчетной ветви выбирается ветвь, проходящая через наиболее удаленную от вытяжной шахты решетку верхнего этажа;

участки расчетной ветви нумеруются и обозначаются начиная с вытяжной решетки, которая является первым участком;

для каждого участка расчетной ветви определяется полные потери давления как сумма потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях (с учетом допустимой, м3/ч скорости движения воздуха в воздуховодах и жалюзийных решетках);

определяются суммарные потери давления по расчетной ветви;

определяется запас давления на неучтенные потери давления и обеспечивается его соответствие нормируемому;

выполняется увязка параллельных ветвей.

Расчет выполняется в табличной форме (таб. 13).

Определение естественного гравитационного давления Рei, Па по формуле:

Рei=9,81Нi (ρ5-ρв), Па где Нiэ — разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитывается этажа, м;

ρ5, ρв — плотность воздуха при соответственно температуре 5оС и температуре внутреннего воздуха, кг/м3 (ρв из таб. 2 для рядовой комнаты);

=1,27 кг/м3 =1,21 кг/м3

Н1э =0,5+0,3+Нэ+0,5+Нш=0,5+0,3+3,1+0,5+3,7=8,1 м Н2э =0,5+0,5+Нш=0,5+0,5+3,7=4,7 м Рe1=9,81∙ 8,1∙(1,27−1,21)=5 Па Рe2=9,81∙ 4,7∙(1,27−1,21)=3 Па Определение потерь давления на 1 участке расчетной ветви (вытяжная решетка).

На основании рекомендуемых значений скорости воздуха νрек и количество воздуха удаляемого через решетку (Lреш, м3/ч) определяется ориентировочное значение живого сечения решетки:

= 0,025 м².

По величине ориентировочного значения живого сечения решетки подбирают жалюзийную решетку или решетку с вкладышем с живым сечением ближайшим к ориентировочному. Для решеток с вкладышем предпочтение отдается нулевому вкладышу: РР-2, вкладыш № 0. Fфакт=0,03.

По фактическому живому сечению решетки определяется фактическая скорость воздуха в сечении решетки:

= 0,83 м/с Определяется динамическое давление потока воздуха:

Р1уч=0,5∙ρв∙(vфакт)

2=0,5∙1,21∙0,832 = 0,42 Па Определяется коэффициент местного сопротивления: ξ=1,2.

Определяются потери давления в решетке:

Р1уч=Рдин∙ζ= 0,42∙1,2 = 0,50 Па Определение потерь давления на 2 участке расчетной ветви:

На основании рекомендуемых значений скорости воздуха vрек и расхода воздуха на участке (Lуч, м3/ч) определяется ориентировочное значение сечения воздуховода:

= 0,021 м²

По величине ориентировочного значения сечения воздуховода подбирают сечение, величина которого является ближайшей большей к ориентировочному. При этом необходимо учитывать необходимость размещения в этом воздуховоде ранее подобранной вытяжной решетки: 200*200.

По фактическому живому сечению решетки определяется фактическая скорость воздуховода в сечении воздуховода:

= 0,63 м/с Определяется динамическое давление потока воздуха:

Рдин=0,5∙ρв∙(vфакт)

2=0,5∙1,21∙0,632 = 0,24 Па Определяются удельные потери на трение с учетом расхода воздуха на участке, используя интерполяцию: R=0,053 Па/м.

Определяются потери давления на трение:

(R∙l)2уч =0,053∙1,1 = 0,058 Па Определяется коэффициент местного сопротивления: ξ=1,1.

Определяются потери давления в местных сопротивлениях:

Z2уч = Рдин∙Σζ = 0,24∙1,1 = 0,264 Па Определяются полные потери давления на участке:

(R∙l+ Z)2уч = 0,058+0,264 = 0,322 Па По выше рассмотренной схеме определяются полные потери давления на всех участках расчетной ветви. При подборе сечения участков воздуховода не допускается уменьшение сечения воздуха по отношению к предыдущему участку.

Таблица 13. Аэродинамический расчет

№ уч-ка L, м3/ч l, м Предварительный расчет axb, мм F, м2 v, м/с Р∆, Па R, па/м Rl, Па Σξ Z, Па Rl+Z, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 90 0 200×200 0,03 0,63 0,24 0,000 0 1,2 0,288 0,288 2 90 1,1 200×200 0,04 0,63 0,24 0,058 0,065 1,1 0,264 0,329 3 90 0,2 200×200 0,04 0,63 0,24 0,058 0,012 0,5 0,12 0,132 4 180 2,8 200×300 0,06 0,83 0,42 0,081 0,227 1,5 0,63 0,857 5 280 3,9 200×300 0,06 1,30 1,02 0,163 0,603 1,3 1,326 1,929 Суммарные потери давления по расчетной ветви ΣРп, Па 3,533

Определения запаса давления на неучтенные потери давления.

Запас давления должен находиться в диапазоне от 5% до 10% по отношению к естественному гравитационному давлению: =5÷10%. Если величина ∆, % окажеться за пределами нормируемого диапазона, то необходимо изменить сечение решетки или участков вентиляционных каналов:

если ∆<5% - необходимо увеличить сечение отдельных участков расчетной ветви, если ∆>10% - необходимо уменьшить сечение отдельных участков расчетной ветви

= - 17% условие по запасу не выполнено.

Соответственно, меняем сечение, снижая потери давления на участках расчетной ветви системы вентиляции и заполняем таблицу окончательного расчета.

Продолжение табл. 13

Окончательный расчет axb, мм F, м2 v, м/с Р∆, Па R, па/м Rl, Па Σξ Z, Па Rl+Z, Па 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0,288 0,329 0,132 0,857 200×400 0,08 0,97 0,57 0,09 0,351 1,3 0,741 1,092 Суммарные потери давления по расчетной ветви ΣРп, Па 2,798

Повторно определяем запаса давления при окончательном расчете:

= 7% условие по запасу выполнено.

Увязка параллельных цепей Определение расчетного давления в точке слияния потоков, расположенной на ранее рассчитанной ветви:

Рр=Рei-Рп, Па где Рei — расчетное естественное давление для ветви рассматриваемого этажа, Па;

Рп — полные потери давления на общих с ранее рассчитанной ветвью участках, т. е. от точки слияния потоков до выхода воздуха в атмосферу, Па.

Для дальнейшего расчета выбираем ветвь, проходящую через вытяжную решетку, расположенную на кухне первого этажа (параллельными участками расчетной ветви являются участки от решетки первого этажа до точки слияния потоков).

Рei = Рe1 =5 Па Рп =0,857+1,092 = 1,949 Па Рр=Рei-Рп =5 — 1,949 = 3,051 Па Определение полных потерь на участках параллельных расчетной ветви (расчет выполняется в табл. 13):

Продолжение табл. 13

№ уч-ка L, м3/ч l, м Предварительный расчет axb, мм F, м2 v, м/с Р∆, Па R, па/м Rl, Па Σξ Z, ПА Rl+Z, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 90 0 200×200 0,03 0,63 0,24 0,000 0,000 1,2 0,288 0,288 7 90 4,5 200×200 0,04 0,63 0,24 0,058 0,261 1,5 0,360 0,621 Суммарные потери давления по расчетной ветви ΣРп, Па 0,909

Определение запаса давления на неучтенные потери давления (величина запаса давления не должна отличаться от расчетного давления в точке слиянии более чем на 10%): = ±10%

= 70% условие по запасу выполнено.

Соответственно, меняем сечение, повышая потери давления на участках параллельных расчетной ветви системы вентиляции и заполняем таблицу окончательного расчета.

Продолжение табл. 13

Окончательный расчет axb, мм F, м2 v, м/с Р∆, Па R, па/м Rl, Па Σξ Z, ПА Rl+Z, Па 13 14 15 16 17 18 19 20 21 120×200 0,0144 1,74 1,82 0,000 0,000 1,2 2,185 2,185 200×200 0,04 0,63 0,24 0,058 0,261 1,5 0,360 0,621 Суммарные потери давления по расчетной ветви ΣРп, Па 2,806

Повторно определяем запаса давления при окончательном расчете параллельных участков:

= 8%

условие выполнено.

Список литературы

СНиП 23.01−99* «Строительная климатология»

СНиП II-3−79* «Строительная теплотехника»

СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий»

СНиП 41−01−2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»

ГОСТ 30 494–96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата СНиП 2.0801−89* «Жилые здания»

Тихомиров К.В., Сергеенко Э. С. Теплотехника. Тепло, газоснабжение и вентиляция. М.: Стройиздат. 1991

Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.

1. Отопление./Под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. М.: Стройиздат, 1990

Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.

3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1 и книга 2./ Под ред. Н. Н. Павлова и Ю. И. Шиллера.