Отопление и вентиляция гражданского здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Псковский государственный институт

Пояснительная записка

к курсовой работе:

«Отопление и вентиляция гражданского здания»

1. Исходные данные

строительство отопление вентиляция вытяжной

Географический район строительства - Воронеж;

Назначение и этажность здания - жилое пятиэтажное здание;

Ориентация главного фасада здания - северо-запад;

Материал наружных стен - кирпичная кладка;

Материал утеплителя над верхним этажом - пенополистирол;

Схема системы отопления - двухтрубная;

Тип отопительных приборов - чугунный секционный радиатор.

2. Климатические показатели для района строительства

Климатические показатели для района строительства определяем по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»:

- средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: tH5 = -26 0C;

- средняя температура отопительного периода со средней суточной температурой воздуха < 8 0С: tНотп.п. = -3,1 0С;

- продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой воздуха < 8 0С: zотп.п. = 196 сут;

- расчетная скорость ветра, выбранная как максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь: = 5,1 м/с.

3. Расчет наружных ограждающих конструкций

Расчет наружных ограждающих конструкций ведется в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» с определением требуемого сопротивления теплопередаче, толщины утепляющего слоя ограждения, фактического сопротивления теплопередаче наружного ограждения, проверку расчетного температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

При расчетах необходимо учесть следующее требование:

,

где R0тр - нормативное значение определяется по табл. 4 [2] в зависимости от градусосуток отопительного периода (ГСОП) района строительства:

Dd = (tВ - tотп.п.)*zотп.п. = (20 - ( - 3,1))*196 = 4527,60С*сут.

tВ = 20 0С температура внутреннего воздуха для помещений внутри здания принимаем по табл. 1 [3] (для угловых помещений tВ = 22 0С).

Используя методом интерполяции определяем значения R0тр:

- для стен R0тр = 2,98 ;

- для перекрытий над подвалом R0тр = 3,93 ;

- для перекрытий над чердаком R0тр = 4,36 ;

- для окон и балконных дверей R0тр = 0,48 .

1. Определяем сопротивление теплопередаче стены по формуле:

,

где бв = 8,7 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции принимаем по табл. 7 [2];

бн = 23 - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции принимаем по табл. 8 [4];

дi - толщина i-го слоя, м;

лi - расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, .

Расчет наружной стены:

Схема наружной стены

Где д1- кирпич; л=0,47

д2- утеплитель; л=0,05

д3- штукатурка; л=0,93

1. Определяем сопротивление теплопередаче кирпичной стены R0 ( без учета утеплителя) :

2. Найдем разницу сопротивлений теплопередаче :

R=R0тр- R0=2,98 - 1,23=1,75

3. Найдем толщину утеплителя :

4. Найдем искомое сопротивление теплопередаче R кирпичной стены с утеплителем :

5. Проверка требуемых условий :

,

Расчет чердачного перекрытия:

Схема чердачного перекрытия

Где д1- кирпич; л=2,04

д2- цементная стяжка; л=0,93

д3- утеплитель; л=0,05

д4- гидроизоляция; л=0,17

1. Определяем сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия R0 ( без учета утеплителя) :

2. Найдем разницу сопротивлений теплопередаче :

R=R0тр- R0=4,36-0,4=3,96

3. Найдем толщину утеплителя :

4. Найдем искомое сопротивление теплопередаче R0 кирпичной стены с утеплителем :

5. Проверка требуемых условий

,

Расчет перекрытия над неотапливаемым подвалом:

Схема перекрытия над неотапливаемым подвалом

Где д1- ж/б плита; л=2,04

д2- цементная стяжка; л=0,93

д3- утеплитель; л=0,05

д4- деревянный пол; л=0,35

1. Определяем сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия R0 ( без учета утеплителя) :

2. Найдем разницу сопротивлений теплопередаче :

R=R0тр- R0=3,93-0,4=3,53

3. Найдем толщину утеплителя :

4. Найдем искомое сопротивление теплопередаче R чердачного перекрытия с утеплителем :

5. Проверка требуемых условий :

,

4. Определение теплопотерь помещений.

Основные потери тепла через ограждающие конструкции зданий, сооружений и помещений определяются путем суммирования потерь тепла через отдельные ограждающие конструкции:

где F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Уравнение теплового баланса помещений имеет следующий вид:

Qр = Qогр. к + Qинф - Qбыт.

Qогр. к - теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

Qинф - теплопотери на нагрев инфильтрующего воздуха, Вт;

Qбыт. - бытовые тепловыделения, Вт.

Определяем все составляющие:

а) Теплопотери через ограждающие конструкции

Перед расчетом теплопотерь помещениями, каждое помещение на плане необходимо пронумеровать. См. лист 1.

б) Теплопотери на нагрев инфильтрующего воздуха

Расход теплоты Qинф для нагревания инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых зданиях при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, определяется по формуле:

где Ln - расход удаляемого воздуха, м3/ч;

с - плотность воздуха в помещении, кг/м3;

с = 1 кДж/(м•0С) - удельная теплоемкость воздуха;

к = 0,7 - к-т учета влияния встречных тепловых потоков.

Результаты расчета сведены в столбец 4 табл. 2.

в) Бытовые тепловыделения

№ пом.	Назнач.	Внутр. Тем. tв,0С	Поверхность ограждения	Площ. F, м2	Разность темпер. (tв-tн), 0С	Поправоч. коэф-т n	Прив. Сопр. теплопер. R0r, м2 0С/Вт	Основные теплопотери	Добавки в долях от основных теплопотерь в	1+Ув	Теплопотери Q
			Обоз.	Ориентация по стор. света	Расч. размеры аxb, м
											На ориентацию	На врывание холодного воздуха
101	КЖ	22	НС1	С-3	3,1х3,3	7,53	48	1	3,23	111,9	0,1		1,1	123,09
			НС2	Ю-3	6,3х3,3	20,79		1	3,23	308,95			1	308,95
			ПЛ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,24	174,9			1	174,9
			ДО	С-3	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,1		1,1	297
ИТОГО:	903,94
102	КЖ	20	НС1	С-З	3,1х3,3	7,98	46	1	3,23	113,65	0,1		1,1	125,02
			ПЛ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,24	167,63			1	167,63
			ДО	С-З	1,5х1,5	2,25		1	0,48	215,63	0,1		1,1	237,19
ИТОГО:	529,84
117	К	16	НС1	Ю-В	3,1х3,3	7,98	42	1	3,23	103,76	0,05		1,05	108,95
			ПЛ	-	2,9х3,3	9,57		0,9	4,24	85,32			1	85,32
			ДО	Ю-В	1,5х1,5	2,25		1	0,48	196,91	0,05		1,05	206,76
ИТОГО:	401,03
118	КЖ	22	НС1	Ю-В	3,1х3,3	7,53	48	1	3,23	111,9	0,05		1,05	117,5
			НС2	Ю-З	6,3х3,3	20,79		1	3,23	308,95			1	308,95
			ПЛ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,24	174,9			1	174,9
			ДО	Ю-В	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,05		1,05	283,5
ИТОГО:	884,85
201	КЖ	22	НС1	С-3	3,1х2,5	5,05	48	1	3,23	75,05	0,1		1,1	82,56
			НС2	Ю-3	6,3х2,5	15,75		1	3,23	234,06			1	234,06
			ДО	С-3	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,1		1,1	297
ИТОГО:	613,62
202	КЖ	20	НС1	С-З	3,1х2,5	5,5	46	1	3,23	78,33	0,1		1,1	86,16
			ДО	С-З	1,5х1,5	2,25		1	0,48	215,63	0,1		1,1	237,19
ИТОГО:	323,35
217	К	16	НС1	Ю-В	3,1х2,5	5,5	42	1	3,23	71,52	0,05		1,05	75,07
			ДО	Ю-В	1,5х1,5	2,25		1	0,48	196,91	0,05		1,05	206,76
ИОГО:	281,83
218	КЖ	22	НС1	Ю-В	3,1х2,5	5,05	48	1	3,23	75,05	0,05		1,05	78,8
			НС2	Ю-З	6,3х2,5	15,75		1	3,23	234,06			1	234,06
			ДО	Ю-В	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,05		1,05	283,5
ИТОГО:	596,36
501	КЖ	22	НС1	С-3	3,1х3,3	7,53	48	1	3,23	111,9	0,1		1,1	123,09
			НС2	Ю-3	6,3х3,3	20,79		1	3,23	308,95			1	308,95
			ПТ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,4	168,57			1	168,57
			ДО	С-3	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,1		1,1	297
ИТОГО:	897,61
502	КЖ	20	НС1	С-З	3,1х3,3	7,98	46	1	3,23	113,65	0,1		1,1	125,02
			ПТ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,4	161,55			1	161,55
			ДО	С-З	1,5х1,5	2,25		1	0,48	215,63	0,1		1,1	237,19
ИТОГО:	523,76
517	К	16	НС1	Ю-В	3,1х3,3	7,98	42	1	3,23	103,76	0,05		1,05	108,95
			ПТ	-	2,9х3,3	9,57		0,9	4,4	82,21			1	82,21
			ДО	Ю-В	1,5х1,5	2,25		1	0,48	196,91	0,05		1,05	206,76
ИТОГО:	397,92
518	КЖ	22	НС1	Ю-В	3,1х3,3	7,53	48	1	3,23	111,9	0,05		1,05	117,5
			НС2	Ю-З	6,3х3,3	20,79		1	3,23	308,95			1	308,02
			ПТ	-	2,9х5,92	17,17		0,9	4,4	168,57			1	168,57
			ДО	Ю-В	1,8х1,5	2,7		1	0,48	270	0,5		1,05	283,5
ИТОГО:	877,59
А	ЛС	16	НС1	С-З	3х18,7	44,37	42	1	3,23	576,95	0,1		1,1	634,65
			ДО	С-З	1,5х1,5 (4)	9		1	0,48	787,5	0,1		1,1	866,25
			ДД	С-З	1,3х2,1	2,73		1	1,94	59,1	0,1	5,05	6,15	363,47
			ПЛ	-	2,8х5,9	16,52		0,9	4,24	147,28			1	147,28
			ПТ	-	2,8х5,9	16,52		0,9	4,4	141,92			1	141,92
ИТОГО:	2153,57
№ помещения	Наименование помещения	Qогр.к. Вт	Qинв, Вт	Qбыт, Вт	Qр, Вт
1	2	3	4	5	6
101	КЖ	903,94	484,67	291,86	1096,75
102	КЖ	529,84	464,47	291,86	702,45
117	К	401,03	240,33	162,69	478,67
118	КЖ	884,85	484,67	291,86	1077,66
201	КЖ	613,62	484,67	291,86	806,43
202	КЖ	323,35	464,47	291,86	495,96
217	К	281,83	240,33	162,69	359,47
218	КЖ	596,36	484,67	291,86	789,17
501	КЖ	897,61	484,67	291,86	1090,42
502	КЖ	523,76	464,47	291,86	696,37
517	К	397,92	240,33	162,69	475,56
518	КЖ	877,59	484,67	291,86	1070,4
А	ЛК	2153,57	-	-	2153,57

Теплопотери по укрупненным показателям:

Qр = Qогр +Qинф

где Qогр = q0•V•(tB - tH5)= 0,11•7634,08•(20 - ( - 26))=38628,5 Вт

где Р = 92 м - периметр здания;

S = 408,24 м2 - площадь здания в плане;

Н = 18,7 м - высота здания;

= 0,052 - коэффициент остекления.

Qинф = м• Qогр

b = 8•10-3 - постоянная инфильтрации;

м = 0,074

Qинф = 0,074• 38628,5= 2858,5 Вт

Qр = 38628,5 + 2858,5 = 41487 Вт

5. Проектирование системы отопления

Конструирование начинается с вычерчивания аксонометрической схемы системы отопления на основе расположения стояков и отопительных приборов на планах этажей зданий.

Расчет отопительных приборов

В результате данного расчета необходимо определить площадь поверхности и количество элементов приборов.

Определяем плотность теплового потока отопительного прибора:

,

где qном =758 Вт/м2 - номинальная плотность потока отопительного прибора;

действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с;

с = 4187 Дж/(кг 0С) - удельная массовая теплоемкость воды;

n, p - экспериментальные значения показателей степени;

с - коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменения показателя степени р в различных диапазонах расхода теплоносителя;

- температурный напор, 0С;

где tв = 95 0С - температура теплоносителя на входе;

tвых = 70 0C - температура теплоносителя в обратной магистрали;

Определяем расчетную площадь отопительного прибора:

,

в1= 1,04 - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины;

в2= 1,02 - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений.

Определяем расчетное число секций чугунных радиаторов:

,

где f1 = 0,244 м2 - площадь поверхности нагрева одной секции;

в3 = 1 - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе;

в4= 1 - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении.

№ пом.	Тепловой поток отопительного прибора Qпр, Вт	Тем. воздуха в помещении tв, 0С	Тем. теплонос. на входе tвх, 0С	Тем. теплонос. на выходе tвых, 0С	Температ. напор ?tср, 0С	Расход теплоносителя G, кг/с	Плотность теплового потока прибора qпр, Вт/м2	Расчетная площадь прибора Fр, м2	Расчетное число секций Nр	Установ. число секций Nуст
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
101	1096,75	22	95	70	60,5	0,0105	622,59	1,868	7,65	8
102	702,45	20	95	70	62,5	0,007	644,47	1,156	4,73	5
117	478,67	16	95	70	66,5	0,005	693,91	0,732	3	3
118	1077,66	22	95	70	60,5	0,0103	622,37	1,837	7,52	8
201	806,43	22	95	70	60,5	0,0077	618,77	1,383	5,66	6
202	495,96	20	95	70	62,5	0,0047	639,36	0,823	3,37	4
217	359,47	16	95	70	66,5	0,0034	688,58	0,554	2,27	3
218	789,17	22	95	70	60,5	0,0075	618,43	1,354	5,55	6
501	1090,42	22	95	70	60,5	0,0104	622,48	1,858	7,61	8
502	696,37	20	95	70	62,5	0,0067	643,91	1,147	4,70	5
517	475,56	16	95	70	66,5	0,0045	692,45	0,73	2,99	3
518	1070,4	22	95	70	60,5	0,0102	622,25	1,825	7,479	8
Л	2153,57	16	95	70	66,5	0,0206	713,84	3,2	13,11	13

8. Подбор водоструйного элеватора

Определяем расход на отопление из тепловой сети:

,

где =50491,09 Вт - максимальный тепловой поток на отопления здания;

= 150 0С; = 70 0С.

= 0,54 т/с

Определяем коэффициент смешения:

= = 2,2

Определяем диаметр горловины элеватора:

dг = = = 11,17 мм

Определяем минимально необходимый напор

Н = 1,4Н0(1+u)2 =14,34 м

Определяем диаметр сопла элеватора

= = 3,5 мм

Окончательно принимаем элеватор №1, диаметр горловины 15 мм, диаметр сопла 3,5 мм.

9. Вентиляция

В жилых зданиях проектируется канальная вытяжная естественная вентиляция с удалением воздуха из санитарных узлов, кухонь, ванных или совмещенных санитарных узлов через каналы, которые прокладывают в толще внутренних капитальных стен. Наружный приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает неорганизованно через неплотности в строительных конструкциях и форточки.

При компоновке систем вентиляции следует иметь в виду, что в одну систему объединяют одноименные или близкие по назначению помещения. Кухни, уборные, ванные комнаты должны иметь вытяжную вентиляцию с удалением воздуха непосредственно из помещений. В одной квартире допускается объединять вентиляционные каналы уборной и ванной комнаты, а также все каналы ванной комнаты (без унитаза) с кухней. Не допускается присоединять к одному вентиляционному каналу вытяжные решетки из кухни и уборной. В санитарных узлах устанавливают регулируемые

В кирпичных зданиях вертикальные каналы прокладывают в толще внутренних капитальных стен. Вытяжные вентиляционные каналы объединяют на чердаке сборным коробом, из которого воздух отводится в атмосферу через шахту. Для зданий с числом этажей до пяти вытяжные вентиляционные каналы выводят в виде самостоятельного коренника. Причем вытяжные каналы (шахты) для выброса воздуха должны быть выведены выше конька крыши не менее чем 0,5 м при расположении канала (шахты) на расстоянии до 1,5 м от конька.

В данном разделе надо определить сечение каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, ванны и санузлы секции пятиэтажного жилого дома.

Воздухообмен - частичная или полная замена воздуха, содержащий вредные выделения, чистым и атмосферным воздухом.

Кратность воздухообмена - количество воздуха, подаваемого или удаляемого за 1 ч из помещения, отнесенный к его внутреннему объему.

Выбор воздухообмена:

для кухни - 125 м3/ч;

для сан. узла - 25 м3/ч;

Минимальные размеры 140х140 мм. Вытяжные отверстия располагаем на 0,5 м от потолка. Размеры вертикальных каналов должны быть кратными размерам кирпича. Вентиляционные каналы показаны на плане этажа.

Определяем располагаемое давление для каналов каждого этажа по формуле

,

,

где h - разность отметок выходного устья вытяжного канала и центра жалюзийной решетки в помещении

сн, св - соответственно плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м3

Определяем площадь сечения элементов вентиляционных систем

При рекомендуемой скорости воздуха от 0,6 до 0,8 м/с

, где

L - воздухообмен через рассчитываемый канал, м3/ч

V - скорость движения воздуха, м/c

По величине f подбирается стандартное сечение жалюзийной решетки и вент. канала. Тогда фактическая скорость в жалюзийной решетке и в канале составит:

Потери давления на местных сопротивлениях обособленного канала:

, где

ожр= 1,4 - коэффициент местного сопротивления жалюзийной решетки

окан1 = 1,1, окан2 = 1,9 - соответственно коэффициенты местных сопротивлений при повороте потока на 900 и выходе из устья канала при наличии зонта

Для каналов прямоугольного сечения определяют эквивалентный диаметр

Определяем потери давления на трение вRl и местные сопротивления Z

Потери давления на трение на один п.м. R определяются в зависимости от dэ и vкан по номограммам. При применении неметаллических воздуховодов в значение потерь давления на трение необходимо ввести поправку на шероховатость в.

Суммарные потери давления в рассчитываемом канале должны быть на 10-15% меньше, чем располагаемое гравитационное давление:

вRl+Z = (0,85-0,9)Pгр (*)

№ квар. и этажа	Тип помещения	L, м/ч	Vж.р., м/с	Vкан., м/с	Размеры канала, а*в, мм*мм	Размеры ж.р., мм*мм	dэ, мм	l,м	R,Па/м	в	вRl, Па	Z, Па	вRl+Z, Па	Pгр, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
11 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*300	0,18	14,71	0,2	1,43	4,21	2,7609	6,97	7,1613
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		14,71	0,2	1,43	4,21	0,7694	4,98	7,1613
12 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*300	0,18	14,71	0,2	1,43	4,21	2,7609	6,97	7,1613
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		14,71	0,2	1,43	4,21	0,7694	4,98	7,1613
21 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	200*200	0,18	11,91	0,12	1,43	2,04	2,7609	4,80	5,7879
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		11,91	0,12	1,43	2,04	0,7694	2,81	5,7879
22 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	200*200	0,18	11,91	0,12	1,43	2,04	2,7609	4,80	5,7879
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		11,91	0,12	1,43	2,04	0,7694	2,81	5,7879
31 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*250	0,18	9,11	0,08	1,43	1,04	2,7609	3,80	4,4145
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		9,11	0,08	1,43	1,04	0,7694	1,81	4,4145
32 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*250	0,18	9,11	0,08	1,43	1,04	2,7609	3,80	4,4145
	санузел	25	0,79821	0,35431	0,14*0,14	100*100		9,11	0,08	1,43	1,04	0,7694	1,81	4,4145
41 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*250	0,18	6,31	0,06	1,43	0,54	2,7609	3,30	3,0411
	санузел	25	0,53419	0,35431	0,14*0,14	100*100		6,31	0,06	1,43	0,54	0,4707	1,01	3,0411
42 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*250	0,18	6,31	0,06	1,43	0,54	2,7609	3,30	3,0411
	санузел	25	0,53419	0,35431	0,14*0,14	100*100		6,31	0,06	1,43	0,54	0,4707	1,01	3,0411
51 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*200	0,18	3,51	0,05	1,43	0,25	2,7609	3,01	1,6677
	санузел	25	0,53419	0,35431	0,14*0,14	100*100		3,51	0,05	1,43	0,25	0,4707	0,72	1,6677
52 кв.	кухня	125	1,20146	0,91858	0,14*0,27	150*200	0,18	3,51	0,05	1,43	0,25	2,7609	3,01	1,6677
	санузел	25	0,53419	0,35431	0,14*0,14	100*100		3,51	0,05	1,43	0,25	0,4707	0,72	1,6677

Используемая литература

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология - М.: ФГУП ЦПП, 2000 - 136 с.;

2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий - М.: ФГУП ЦПП, 2004 - 29 с.;

3. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях - М.:1999;

4. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий - М.: ФГУП ЦПП, 2004 - 139 с.;

5. Воронков С.С. - Методические указания к курсовой работе

Размещено на Allbest.ru

...