Отопление и вентиляция жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Для создания нормальных условий жизнедеятельности человека в помещении необходимо поддерживать строго определенный тепловой режим.

Тепловой режим в помещениях, обеспечиваемый системой отопления, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций.

Ограждающие конструкции с высокоэффективными теплоизоляционными свойствами обеспечивают выбор экономически обоснованных систем отопления здания на основе определения оптимальных теплопотерь, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, и в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов.

Задача курсовой работы - обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления, применению типовых решений.



1. Исходные данные

Здание трехэтажное с плоской кровлей, с не отапливаемом подвалом в городе Томск.

Конструктивно состоит из кирпича, с внешней стороны утеплитель минераловые плиты и облицованный штукатуркой. Перекрытия состоят из ж/б без пустотных плит и утеплителя полистирола.

Система отопления принята с нижней разводкой и «П» -образными стояками. Подключена к центральной системе отопления с параметрами T1 = 950C, T2 = 700C.



2. Тепловой режим здания

2.1 Расчетные параметры наружного воздуха

Исходные данные:

- Район застройки - г. Томск;

- Назначение здания - жилой дом.

- Число этажей - 3;

- По СНИП 23-01-99* «Строительная климатология»:

- Расчётная температура наружного воздуха наиболее холодной

пятидневки обеспеченностью 0,92 - tН =-400C;

- Продолжительность отопительного периода zО.П.= 236 суток;

- Температура среднего отопительного периода tСР.О.П. = -8,40С;

- Средняя скорость ветра за зимнее время (января) = 4,7 м/с.

- Зона влажности - нормальная;

2.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха

- Влажность внутреннего воздуха 60% (по пункту 4.3 СНиП 23-02-2003),

- Режим - нормальный (по таблице 1 СНиП II-3-79)

- Зона влажности - 2, нормальная (по приложению 1 СНиП II-3-79)

Принимается по ГОСТ 30494-96.:

- Жилая комната tв=20 0С

- Угловая жилая комната tв=22 0С

- Кухня tв=20 0С

- Лестничная клетка tв=16 0С



2.3 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

2.3.1 Определение градусо-суток отопительного периода

ГСОП=(tв-tО.П.)?zО.П.=(20+8,4)*236=6702,4

где zот - продолжительность отопительного периода [4];

tср. от пер - средняя температура отопительного периода, 0С [4];

tв - расчетная температура внутреннего воздуха, 0С.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимается по приложению 2 СНиП II-3-79 - Б.

2.3.2 Теплотехнический расчет стен

Теплотехнический расчет заключается в нахождении толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим нормам и условиям энергосбережения. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Roтр .

Величины плотности с и теплопроводности л принимаются по приложению 3 СНиП II-3-79*

Слои 1 и 4 - штукатурка на цементно-песчаном растворе:

д1 =0,03 м; д4 =0,02 м;

с1 = с4 = 1800 кг/м3;

л1 = л4 = 0,93 Вт/м2°С.

Слой 3 - кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного:

д3=0,38 м;

с3=1800 кг/м3;

л3=0,81 Вт/м2°С.

Слой 2 - утеплитель - плиты минераловатные:

д2=Х м;

с2=90 кг/м3;

л2=0,045 Вт/м2°С.

Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно- гигиеническим требованиям рассчитывается по формуле:

R0тр=(tв-tн)?n/(Дtн?бв)=(20+40)?1/(4,0?8,7)=1,724 м2°С/Вт

где tв - расчетная температура внутреннего воздуха tв=20°С;

tн - расчетная температура наружного воздуха tн=-40°С;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (таблица 3* СНиП II-3-79*) nст=1;

Дtн - температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (таблица 2* СНиП II-3-79*) Дtн=4,0°С;

бв - коэффициент теплопередачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции (таблица 4* СНиП II-3-79*) бв=8,7 Вт/м°С;

Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:

Значения R0тр.энергосб. следует определять по формуле

R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00035*6702,4+1,4 = 3,746м2*°С/Вт,

где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по

данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].

Фактическое сопротивление теплопередаче:

R0ф= R0тр.энергосб. =

1/8,7+0,03/0,93+0,38/0,81+0,02/0,93+Х/0,045+1/23 =3,746м2°С/Вт

Откуда получаем Х=0,138м. Принимаем дут=140мм.

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:

K=1/R0=1/3,746= 0,267 Вт/м2°С

д стены=д1+д2+д3+д4+д5=0,57м

2.3.3 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Слой 1 - стяжка цементно-песчаным раствором:

д1=0,04 м;

с1=1800 кг/м3;

л1=0,93 Вт/м2°С.

Слой 2 - утеплитель - пенополистирол:

д2=Х м;

с2=35 кг/м3;

л2=0,031 Вт/м2°С.

Слой 3 - пароизоляция - рубероид:

д3=0,015 м;

с3=600 кг/м3;

л3=0,170 Вт/м2°С.

Слой 4 - выравнивающий слой на цементно-песчаном растворе:

д4=0,01 м;

с4=1800 кг/м3;

л4=0,93 Вт/м2°С.

Слой 5 - железобетонная плита перекрытия без пустот:

д5=0,25 м;

с5=2500 кг/м3;

л5=2,04 Вт/м2°С.

Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:

R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00045*6702,4+1,9 = 4,916м2*°С/Вт

где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].

R0ф=nR0тр.энергосб.=1/12+0,04/0,93+Х/0,05+0,015/0,17+0,01/0,93+ +0,25/2,04+1/8,7 = 4,916м2°С/Вт

Откуда Х = 0,223м. Принимаем дут=100+70+60=230мм.

Коэффициент теплопередачи K=1/R0ф=1/4,916= 0,203Вт/м2°С

Толщина чердачного перекрытия:

дчерд=д1+д2+д3+д4+д5=0,545м.

2.3.4 Теплотехнический расчет перекрытия над холодным подвалом

Слой 1 - линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове:

д1=0,002 м;

с1=1400 кг/м3;

л1=0,23 Вт/м2°С.

Слой 2 - выравнивающий слой на цементно-песчаном растворе:

д2=0,02 м;

с2=1800 кг/м3;

л2=0,93 Вт/м2°С.

Слой 3 - утеплитель - маты из стеклянного штапельного волокна «URSA»:

д3=Х м;

с3=15 кг/м3;

л3=0,05 Вт/м2°С.

Слой 4 - пароизоляция - битумная мастика:

д4=0,003 м;

с4=1400 кг/м3;

л4=0,27 Вт/м2°С.

Слой 5 - железобетонная плита перекрытия без пустот:

д5=0,25 м;

с5=2500 кг/м3;

л5=2,04 Вт/м2°С.

Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:

R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00045*6702,4+1,9 = 4,916м2*°С/Вт

где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].

R0ф=nR0тр.энергосб.=1/12+0,002/0,23+0,02/0,93+Х/0,05+0,003/0,27+ +0,25/2,04+1/8,7 =4,916м2°С/Вт

Откуда Х = 0,228м. Округляя, принимаем дут=100+60+70=230мм

Коэффициент теплопередачи K=1/R0ф=1/4,916= 0,203Вт/м2°С

Толщина подпольного перекрытия:

дподв=д1+д2+д3+д4+д5=0,505 м

2.3.5 Расчет окон

Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр заполнений световых проемов следует принимать в зависимости от ГСОП по таблице 4 СНиП 23-02-2003 интерполяцией

R0тр=0,00005*6702,4+0,3 = 0,635м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче определяют по приложению 6* СНиП II-3-79*

R0?R0тр, R0=0,74 м2°С/Вт - Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплётах.

K=1/R0=1/0,74=1,3513Вт/м2°С

2.3.6 Расчет наружных дверей

Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее 0,6?R0тр стен здания.



R0тр=0,6?(20+40)/(4*8,7)=1,034 м2°С/Вт.

K=1/R0=1/1,034 =0,966 Вт/м2°С

Теплотехнические характеристики наружных ограждений

Наименование ограждения	д, мм	R0ф, м2*°С/Вт	К, Вт/м2°С
1. Стена	570	3,746	0,267
2. Перекрытие подвальное	505	4,916	0,203
3. Перекрытие чердачное	545	4,916	0,203
4. Окно		0,74	1,3513
5. Дверь		1,034	0,966

2.4 Тепловой баланс помещений

2.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Теплопотери через отдельные ограждения рассчитываются по формулам приложения 9 СНиП 2.04.05-91.

Всем помещениям в здании присваиваются номера (1-й этаж - помещения №101, 102, 103, и т.д.), начиная с верхнего левого угла здания. Лестничные клетки представляют собой одно помещение по всей высоте. Их обозначают Л.К.№1, Л.К.№2 и т.д. К помещениям кухонь условно присоединяют подсобные помещения (ванные, санузлы, коридоры), рассматривая их вместе как единое целое. Но если ванная примыкает к наружной стене, ее следует рассматривать как отдельное помещение.

Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле

Qогр=А?(tp-text)?(1+?в)?n/R Вт

Где А - расчетная площадь ограждающей поверхности, м2;

n - коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79* nст=1;

tp-text - расчетная разница температур;

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, добавки на ориентацию, принимаемые по п.2а приложения 9 СНиП 2.04.05-91.

Прочие добавки на дверь рассчитываются по п.2г. приложения 9 СНиП 2.04.05-91.

Произведем расчет для угловой комнаты №101

А=4,07?3,505=14.265 - 2,7=11,565м2 - для стены ориентированной на юг.

tp-text=22+40=62 °С; в=0;

Qогр=11,565?62?(1+0)?1/3,746=191,42 Вт

Остальные комнаты рассчитываются аналогично.

2.4.2 Расчет теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха

Qин= 0,28?G?C?(tв- tн)?k

G - расход инфильтрирующего воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения;

С - удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/кг 0С;

tв , tн- расчетные температуры воздуха, 0С, в помещении и наружного воздуха в холодный период года;

к - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный: 0.7;

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха определяется по формуле:

Qi=0.28?3?qi?c?(tp-ti)?k=0,28?3?17,16?1,556?62?0,7=973,4

Вт - расход теплоты на инфильтрацию 101 помещения.



2.4.3 Бытовые тепловыделения

Qбыт.кух.= 10?Aпола,

Например для помещения 101:

Qбыт=10?17,16=171.6 Вт

Нагрузка на систему отопления будет определяться как

Qo=Q +Qинф.-Qбыт

Для помещения 101:

Qo=1101,73+973,4-171,6=1910 Вт



3. Система отопления

3.1 Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов

Конструирование системы отопления начинают с размещения отопительных приборов, стояков, магистралей и узла управления. Температуру воды в однотрубных системах отопления с нижним расположением подающей и обратной магистралей принимаем:

tr=95 °С; to=70 °С.

Системы отопления, вид и параметры теплоносителя, а также тип основного отопительного оборудования для жилых зданий принимаются согласно указаниям СНиП 2.04.O5 - 91*.

В качестве отопительных приборов выбираем радиаторы “Универсал”.

На планах этажей здания наносятся отопительные приборы в виде прямоугольников с изображением типа прибора по действующим ГОСТам и стояков с обозначением Ст. 1, Ст.2 и т.д.

Отопительные приборы устанавливаются открыто, преимущественно у наружных стен, в первую очередь под окнами (в целях локализации холодных потоков воздуха] на расстоянии не менее 60 мм от чистого поло и 20 мм от стены.

На лестничную клетку отопительные прибор устанавливают только в нижней части.

Проводки к отопительным приборам прокладываются открыто горизонтально при длине до 1м и с уклоном - при большей длине Уклон подающей проводки - в сторону прибора, обратной - в сторону стояка. У каждого отопительного прибора, кроме приборов лестничной клетки, на подающей или обратной подводке устанавливаются кран двойной регулировки или трехходовый кран для изменения теплоотдачи отопительных приборов

Для выпуска воздуха из системы в верхних пробках приборов верхнего этажа однотрубных П-образных систем с нижним расположением подающих и обратных магистралей устанавливается кран Маевского.

Подающие магистрали прокладываются с учетом принятой схемы движения воды таким образом, чтобы притупиковом движении воды было четыре ветви примерно с одинаковой тепловой нагрузкой. Каждая ветвь должна иметь задвижки или приборы, пробковые проходные краны для возможности ее отключения. На каждой ветви в нижних точках близ теплового пункта для отлива воды устанавливаются спусковые пробковые краны.

Магистрали прокладываются с уклоном не менее 0,002, обеспечивающем удаление воздуха и опорожнение системы.

Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам здания на кронштейнах на расстоянии не менее 100 мм от стены. Трассировку магистральных трубопроводов показывают на плане подвала при нижнем расположении подающей и обратной магистралей. Тепловой пункт располагаем в центре здания, и проектируем 4 ветви по тупиковой схеме

Элеваторный узел (узел управления) размещается с минимальным числом поворотов на трубопроводах. Элеваторный узел крепится на кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте, удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается на высоте 1-1,2 м от пола, обратный трубопровод - ниже элеватора на 0,5-0,7 м.

инфильтрующий прибор отопительный воздух

3.2 Тепловой расчет нагревательных приборов

1. Проводим нумерацию отопительных приборов по ходу движения теплоносителя.

2. Суммарное понижение расчетной температуры определяем по формуле

Дt=(g1?l)/(с?G)

Где g1-теплопередача 1м открыто проложенных труб в помещении с температурой tв;

G- расход воды на участке;

l- длина расчетного стояка, м;

3. Рассчитываем расход или количество теплоносителя циркулирующего по стояку:

Gст=(?Q?в1?в2?3.6)/(c?(tг- Дt-tо)) где,

?Q-суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком;

1. Определяем расход воды, проходящей через каждый отопительный прибор с учетом коэффициента затекания б по формуле

Gпр= Gст?б

2. Определяем темературу на входе в каждый отопительный прибор:

- для 1-го tвх=tг-Дt;

-для 2-го tвх=tг-Дt-(Qпр1?в1?в2?3.6)/(c?Gпр1);

-для i-го прибора tвх= tг-Дt-((Qпр1+Qпр2)?в1?в2?3.6)/(c?Gпр2);

6. Определяем среднюю температуру воды в каждом приборе по ходу движения теплоносителя:

tср= tвх-(Qпрв1?в2?3.6)/(c?Gпр);

7. Средний температурный напор в каждом отопительном приборе:



Дtср= tср-tв

Плотность теплового потока для каждого прибора:

gпр=0,95?(Дtср/70)(1+n)(Gпр/360)с;

8. Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к приборам, проложенных в помещении:

Qтр= gв?lв+ gв?lг

Где gв, gв- теплоотдача 1м неизолированных труб; [3. Таблица II.22]

lв ,lг- длина вертикальных и горизонтальных участков труб;

9. Требуемая теплоотдача прибора:

Qтр.пр.= Qпр.-втр*Qтр;

10. Площадь отопительного прибора:

Апр= Qтр.пр/ gпр;



Список использованной литературы

1. СНиП II-3-79** Строительная теплотехника / Мин строй России. - М.: ГУПЦПП, 1995.

2. СНиП 2.04.05- 91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ГУПЦПП, 1997.

3. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление / Под ред. И. Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1990.

4. СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983.

5. Система проектной документации для строительства. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Рабочие чертежи. ГОСТ 21.602 - 79. - М., 1979.

Размещено на Allbest.ru

...