Система отопления и вентиляции здания, расчет теплопотерь конструкции

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

1.1 Краткое описание здания, основных его частей и конструкций

Здание представляет собой трёхэтажный типовой жилой дом с холодным подвалом и чердаком.

Наружные стены здания кирпичные. Состоят из 4 слоев:

- слой из кирпича;

- слой утеплителя - минеральная вата;

- слой штукатурки;

- слой штукатурки.

Чердачное перекрытие состоит из 4 слоев:

- железобетонных многопустотных плит перекрытия;

- слой утеплителя - минеральная вата;

- дсп;

- слой стяжки.

Пол первого этажа устраивается на лагах по железобетонным многопустотным плитам перекрытия. Пол утепленный.

Проектируется защищённое от ветра здание.

Таблица 1 -Место строительства и исходные данные для расчета.

Наименование пункта	Средняя температура наиболее холодной пятидневки ?С	Средняя температура наиболее холодных суток?С	Расчетная температура для проектирования вентиляции ?С	Ориентация здания	Тип системы отопления	Отопительный период, суток	Средняя температура отопительного периода
Термез	-10	-14	0	З	В	94	+4,4



1.2 Определение массивности здания и расчетной температуры

К расчёту принимаем ограждения средней массивности с . Определяем требуемое термическое сопротивление теплопередачепо формуле:

(1)

где - расчетная температура внутреннего воздуха,;

- расчетная зимняя температура наружного воздуха,;

- нормируемый температурный перепад между температурой внутренней поверхности ограждения, 4;

- коэффициент тепловосприятия и величина сопротивления тепловосприятию;

- коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха для ограждений средней массивности вычисляется по формуле:

(2)

где - средняя температура самой холодной пятидневки,;

- температура холодных суток,.



Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:

где - температура воздуха в помещении,

- средняя температура за отопительный период;

- продолжительность отопительного периода.

Определяем приведённое значение сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции. Для стен жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов.

, поэтому в дальнейших расчётах используем .

1.3 Определение толщины и состава слоев наружных стен

Для ограждающих конструкций должно выполняться требование:

,

где - термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, , определяется по формуле:

где - сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности;

- сопротивление теплоотдаче наружной поверхности;

- сумма термических сопротивлений отдельных слоев ограждения.

(4)

где - толщина соответствующего слоя многослойной ограждающей конструкции, м;

- коэффициент теплопроводности материала этого слоя,;

Рисунок1

Рисунок 1 -состав и толщина слоев наружных стен

Принимаем для расчета истинного значения толщину минеральной ваты 0,08 м

Общая толщина стены - 515 мм.

1.4 Проверка соответствия массивности ограждающей конструкции

По числовому значению тепловой инерции определяем степень массивности ограждающих конструкций

(5)

где - термическме сопротивления отдельных слоев ограждения,;

- коэффициенты теплоусвоения материала слоев,;

- ограждения считаются средней массивности.

1.5 Расчет чердачного перекрытия

Расчет чердачного перекрытия ведется по той же методике, что и наружного многослойного ограждения. Принимаем .

Определяем приведенное значение сопротивления теплопередачи чердачного перекрытия

, поэтому в дальнейших расчётах используем.

Рисунок 2- чердачное перекрытие

Общая толщина перекрытия - 440 мм.

- ограждение считается средней массивности.



1.6 Проверка на отсутствие конденсации

Проверка конструкций и ограждений на отсутствие конденсации влаги на их внутренней поверхности заключается в определении температуры внутренних поверхностей наружных стен и перекрытий верхнего этажа и температуры точки росы.

Температуру внутренней поверхности стенперекрытия верхнего этажа находят по формуле:

(6)

где - температура внутренней поверхности ограждения;

- расчетная температура внутреннего воздуха;

- термическое сопротивление тепловосприятию ограждения;

- термическое сопротивление теплопередаче ограждения.

Стены

Перекрытие верхнего этажа

Для обеспечения нормального гигиенического влажностного режима ограждения требуется, чтобы не было ниже температуры точки росы, т.е. .

, следовательно, конденсации водяных паров на внутренней поверхности не будет.

1.7 Выбор конструкции заполнения световых проемов

Для заполнения световых проёмов определяют в зависимости от расчётного перепада температуры воздуха внутреннего и наружного (наружную температуру принимают равной температуре самой холодной пятидневки).

Конструкцию заполнения светового проёма выбирают из условия, что .

Определяем приведённое значение сопротивления теплопередачи световых проёмов. Для световых проёмов жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов

Выбираем двойное остекление в раздельных двойных переплетах с

.

Значение коэффициента для расчёта теплопотерь в кирпичных зданиях тогда равно:.

Выбираем наружные деревянные двойные двери с .

Значение коэффициента для расчёта теплопотерь в кирпичных зданиях тогда равно:.



1.8 Расчет полов

Потери тепла через полы, расположенные на грунте или на лагах, вычисляются по зонам. Нумерацию зон ведут от внутренней поверхности наружной стены.

Для зон неутеплённых полов на грунте принимают:

Сопротивление теплопередаче для отдельных зон утеплённых полов определяют по формуле:

(7)

где - сопротивление теплопередаче соответствующей зоны неутепленного пола, ;

- толщина утепляющего слоя, м;

- коэффициент теплопроводности материала утепляющего слоя.

Для каждой зоны пола на лагах:

(8)



1.9 Расчет теплопотерь помещений здания

Расчет ведется в виде таблицы 2. План типового этажа представлен на рисунке 1.

В графу 1 вносим номер помещения.

В графу 2 вносим назначение помещения и расчетную внутреннюю температуру в нем. теплопотеря здание отопление воздухообмен

В графу 3 вносим обозначения ограждающих конструкций.

В графу 4 вносим ориентацию по сторонам света,

В графу 5 вносим расчетную наружную температуру, определяемую в зависимости от массивности ограждения.

В графу 6 вносим значения коэффициента «n» уменьшения расчетной разности температур.

В графу 7 вносим расчетный перепад температур .

В графу 8 вносим размеры ограждающих конструкций.

В графу 9 вносим площадь ограждения.

В графу 10 вносим коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций, К

где R₀ - термодинамическое сопротивление теплопередачи соответствующего ограждения.

В графу 11 вносим основные теплопотери ограждениями.

В графу 12 вносим поправки в процентах дополнительных потерь на ориентацию рассматриваемого наружного ограждения. При ориентации на СЗ, С, СВ, В - 10%; ЮВ, З - 5%; Ю, ЮЗ - 0%.

В графу 13 вносим поправку на ветер. Если наружное ограждение защищено от ветра, то принимают 5%, иначе - 10%.

В графу 14 вносим поправку на наружные стены и окна; при двух и более наружных стенах принимают 5%.

В графу 15 вносим поправки на инфильтрацию наружного воздуха. Принимается для первого этажа 5%.

В графу 16 вносим суммарные суммарные величины поправок в %.

В графу 17 вносим добавочные потери тепла, Вт.

В графу 18 вносим потери тепла через ограждения с учетом всех добавок.

1.10 Определение удельной тепловой характеристики

После определения суммарных теплопотерь здания находят удельную тепловую характеристику здания,

(9)

где - суммарные теплопотери здания, Вт;

- объем здания по наружному обмеру, ;

-расчетная разность температур;

- поправочный коэффициент к расчетной наружной температуре.

для .

, следовательно, расчет выполнен верно.

1.11 Определение годового расхода тепла и топлива на отопление здания

Годовой расход тепла, Q, Вт:

(10)



Где - расчетная тепловая характеристика, ;

- объем здания, ;

- средняя температура за отопительный период;

- продолжительность отопительного периода, сут.

Расход условного топлива, :

(11)

Где - теплотворная способность условного топлива,;

-КПД источника тепла, .



2. Расчет системы отопления здания

2.1 Краткое описание проектируемой системы отопления

Выполняется расчёт двухтрубной системы отопления с замыкающими участками с ВР (верхней разводкой). Параметры теплоносителя 95?/70?. Система подключена к тепловому пункту, расположенному в подвале под зданием. Магистрали горячей воды располагаются на чердаке здания на расстоянии 1,1 м от наружной стены. Магистрали обратной воды расположены в подвале на расстоянии 1,1 м от наружной стены.

Стояки системы отопления расположены в угловых комнатах в углах здания. В смежных комнатах стояки расположены от наружной стены на расстоянии 3 см. Аксонометрическая схема системы отопления изображена на рисунке 4.

Нагревательные приборы расположены в подоконных нишах. Расстояние от прибора до наружной стены принимаем 25 мм от пола и подоконника не менее 50 мм.

Нагревательные приборы М140-АО

Характеристики:

- высота секции - 382 мм;

- монтажная высота - 300 мм;

- глубина секции - 140 мм;

- ширина секции - 96 мм;

- площадь поверхности нагрева 0,17м²;

- коэффициент теплоотдачи k - 10 .

2.2 Выбор типа и расчет поверхности нагревательных приборов

Расчет нагревательных приборов выполняется в виде таблицы 3.

Поверхность нагревательного прибора , рассчитываем по формуле:

(12)

где - теплопотери помещения, Вт;

- коэффициент теплопередачи прибора, ;

- расчетный перепад температур;

- коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах;

- коэффициент, учитывающий способ установки прибора;

- коэффициент, учитывающий способ проводки теплоносителя к нагревательному прибору;

- коэффициент, учитывающий число секций в приборе;

В графу 1 внести номер помещения, согласно принятой нумерации.

В графу 2 внести наименование помещения и температуру в нем.

В графу 3 вносим среднюю температуру теплоносителя в нагревательном приборе;

В графу 4 вносим расчётный температурный перепад

В графу 5 вносим теплопотери помещения;

В графу 6 вносим коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, k= 5,62

В графу 7 вносим поверхность нагревательного прибора, , определенную без учёта поправок:

(13)

В графу 8 вносим для систем с открытой прокладкой трубопроводов.

В графу 9 вносим.

В графу 10 вносим , принимаемый из таблицы, в зависимости от способа подводки теплоносителя и значения

(14)

где - расчётный перепад температур;

- перепад в нагревательном приборе,

В графу 11 вносим суммарный поправочный коэффициент:

В графу 12 вносим поверхность нагрева прибора , с учётом суммарного поправочного коэффициента:

(15)

В графу 13 вносим количество секций в нагревательных приборах:

(16)

где - поверхность нагрева одной секции.

В графу 14 вносим коэффициент, принимаемый при

5.

В графу 15 вносим количество секций, принимаемых к установке:

(17)



2.3 Описание места установки теплового пункта и его расчет

Тепловой пункт рекомендуется установить на входе в здание тепловой сети от ТЭЦ. В тепловом пункте установить элеватор для обеспечения работы системы отопления помещений.

Определяем коэффициент подмешивания элеватора, q:

(18)

где - температура теплоносителя на входе тепловой сети;

- температура теплоносителя на входе в систему отоплении бытовок и вспомогательных помещений, принимается ;

- температура теплоносителя в обратной линии тепловой сети, принимается.

Массовый расход теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, , кг/ч:

(19)

где - суммарные теплопотери бытовок и вспомогательных помещений;

- теплоемкость теплоносителя.



Определяем диаметр горловины элеватора, , мм:

Определяем диаметр сопла элеватора, , мм:

Выбираем номер элеватора - 4.

На одном валу с двигателем, , кВт:

=б·N (20)



3. Расчет системы вентиляции

3.1 Обоснование принятой системы вентиляции и ее описание

Выполняем расчет естественной вытяжной системы вентиляции с устройством каналов во внутренних стенах. Вытяжная вентиляция из жилых помещений проектируется отдельно от вытяжной вентиляции санузлов и кухонь. Вытяжная вентиляция жилых комнат в одно- двухкомнатных квартирах осуществляется через вытяжные каналы кухонь. Из угловых комнат, имеющих два и более окон, вытяжку можно не делать.

3.2 Определение воздухообмена по помещениям

Кратность воздухообмена выбираем в зависимости от назначения помещения.

Расчеты представлены в виде таблицы 6.

В графах 3-6 указываем размеры помещений, в графах 7-8 - кратность воздухообмена по притоку и вытяжке, определяемый как произведение данных графы 6 на графы 7 и 8.

Выполняем аксонометрическую схему системы вентиляции с указанием в кружке у выносной черты номера участка, над выносной чертой - длины участка.

Таблица 4 - Определение воздухообмена по помещениям.

№ помещения	Наименование помещения	Размеры помещения	Объем помещения,м3	Кратность по вытяжке	Кратность попритоку	Воздухообмен по притоку	Воздухообмен по вытяжке
		Ширина	Длина	Высота
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
103	Кухня	2,3	2,88	2,7	17,89	3			60
104	Сан.Уз	1,53	2,08	2,7	8,59				25
106	Кухня	2,3	2,88	2,7	17,89	3			60
107	Сан.Уз	1,53	2,08	2,7	8,59				25
131	Кухня	2,3	2,88	2,7	17,89	3			60
132	Сан.Уз	1,61	2,08	2,7	9,04				25
133	Кухня	2,41	2,88	2,7	18,74	3			60
135	Сан.Уз	1,53	2,08	2,7	8,59				25

3.3 Расчет воздуховодов и проверка правильности расчета

В графу 1 вносим номер участка;

В графу 2 - расход воздуха на данном участке, ;

В графу 3 - длину участка l.

В графу 4 вносим скорость, принимаемую для вертикальных каналов от 0,5 до 0,6 м/с для верхнего этажа и на 0,1 м/с для каждого нижнего этажа больше, но не выше 1,0 м/с. Для сборных воздуховодов w = 1 м/с, для вытяжных шахт w = 1,0-1,9 м/с.

В графу 5 записываем площадь поперечного сечения в квадратных метрах, определяемую по формуле

(21)

В графу 6 вносим линейные размеры воздуховодов в м;

В графу 7 - диаметр или эквивалентный диаметр по трению

(22)

В графе 8 указывают удельную потерю давления R (1), в зависимости от скорости и эквивалентного диаметра.

В графе 9 - потерю давления на рассчитываемом участке: вRl, Па. При этом коэффициент шероховатости определяют в зависимости от материала воздуховода.

В графу 10 вносим

В графу 11 вносим потерю давления из-за местных сопротивлений расчетного участка

(23)

В графу 12 вносим общие потери давления на участке

вRl + Z (24)

Располагаемое естественное давление в системе вентиляции для соответствующего этажа запишем так:

(25)

где - высота воздушного столба, принимается от центра;

- плотность наружного воздуха, зависит от температуры, .

- плотность внутреннего воздуха, .

- ускорение свободного падения, .

Для нормальной работы системы естественной циркуляции необходимо

(26)

где -коэффициент запаса1,1-1,15.

Аксонометрическая схема вытяжной системы вентиляции изображена на рисунке 5.

Таблица 7 - Расчет воздуховодов

Номер участка	Расход воздуха	Длина участка	Скорость воздуха	Площадь поперечного сечения	Линейные размеры воздуховодов	Диаметр или эквивалентный d диаметр по трению, мм	Удельная потеря давления на трение R, Па/м	Потери давления с учетом шероховатости	Сумма коэффициентов местных сопротивлений	Потеря давления в местных сопротивлениях	Суммарная потеря давления на участке
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	60	0,68	0,55	0,045	140,00	140,00	140	0,04	0,3528	3,52	0,8412	1,194
2	60	0,5	1,0	0,025	220,00	220,00	220	0,035	0,0053	1,15	0,621	0,6263
3	120	1	1,0	0,05	220,00	220,00	220	0,1	0,01512	1,15	0,621	0,6361
4	180	0,75	1,0	0,075	250,00	250,00	250	0,1	0,162	1,15	0,621	0,783
5	510	4,5	1,5	0,31	500,00	680,00	576,27	0,02	0,1422	1,4	0,7702	0,9124
												4,1518

Для первого этажа:

Для нормальной работы системы естественной циркуляции необходимо

(27)

Размещено на Allbest.ru

...