Теплогазоснабжение и вентиляция жилого 2-х этажного дома в г. Казань

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (Сибстрин)

Факультет вечернего и заочного обучения.

Кафедра "Теплогазоснабжения и вентиляции"

Пояснительная записка

к курсовому проекту

«Теплогазоснабжение и вентиляция»

«Жилой 2-х этажный дом в г. Казань»

Выполнил: студент 414з гр

Саяпов Я.Ф.

Новосибирск 2017





Содержание

Введение

1. Тепловой режим здания

1.1 Расчётные параметры наружного воздуха

1.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха

1.3 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

1.3.1 Определение градуса - суток отопительного периода и условий эксплуатаций ограждающих конструкций

1.3.2 Наружные стены

1.3.3 Перекрытие чердачное

1.3.4 Перекрытие над подвалом

1.3.5 Окна

1.3.6 Наружные двери

1.4 Тепловой баланс помещений

1.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции

1.4.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха

1.4.3 Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха

1.4.4 Бытовые тепловыделения

2. Система отопления

2.1 Выбор системы отопления и типа нагревательного прибора

2.2 Тепловой расчет нагревательного прибора

2.3 Гидравлический расчет системы отопления

Литература

Введение

Потребление энергии в нашей стране, неуклонно возрастает и, прежде всего для теплообеспечения зданий и сооружений.

Основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячего водоснабжения) являются затраты на отопление. Это объясняется условием эксплуатации зданий в холодное время года, когда теплопотери через ограждающие конструкции зданий значительно превышают внутренние тепловыделения, поэтому используют отопительные установки для поддержания необходимой температуры.

Отопление - искусственное обогревание помещений зданий, является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения зданий, её элементы при проектировании со строительными конструкциями и сочетаются планировкой и интерьером помещений. Так же отопление - один из видов технологического оборудования здания. Для создания и поддержания теплового комфорта требуется технически совершенные и надежные отопительные приборы

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путём оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации, способы управления отопительной установкой для экономии тепловой энергии.



1. Тепловой режим здания

1.1 Расчётные параметры наружного воздух

Расчетные параметры наружного воздуха принимаются по [1] в холодный период года:

Температура наиболее холодной пятидневки -31°С,

Температура средняя за отопительный период -4,8°С

Продолжительность отопительного периода 208 сут.

Расчетная скорость ветра 3.4 м\с.

Зона влажности - вторая зона, нормальная.

1.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха

Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаются по [3, таблица 1]

Наименование помещения
Жилая комната	21	60
Жилая угловая комната	23	60
Кухня угловая	21
Межкомнатный коридор	16	60
Совмещ. санузел	26
Туалет	19
Холл	20	60
Вестибюль	16

Режим помещения при t_в=21 ^оС и влажности =55 - нормальный [2, пункт 5.7].



1.3 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

1.3.1 Определение градуса - суток отопительного периода и условий эксплуатаций ограждающих конструкций.

Градусо - сутки отопительного периода определяются по формуле

ГСОП=(t _в- t_от.пер) ?Z_от.пер=(21-(-4,8)) ?208=5366,4(°С?сут),

где t _в - расчётная температура внутреннего воздуха, ,

t_от.пер и Z_от.пер - соответственно средняя температура, °С, за отопительный период и продолжительность, в сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С.

По полученному значению определяем методом интерполяции требуемое значение сопротивления теплопередаче, используя [2, таблица 3].

Rнс^ТР = 3,278 (м² ?С)/Вт; R_ПТ^ТР= 4,315 (м² ?С)/Вт; R_ОК^ТР = 0,553 (м² ?С)/Вт.

Rнс^ТР, R_ПТ^ТР, R_ОК^ТР - Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций соответственно: наружных стен, плит перекрытий и окон, балконных дверей.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимаются по [5, приложение 2]: при нормальном режиме помещения и нормальной зоне влажности - условия эксплуатации Б.

1.3.2 Наружные стены

1. Штукатурка из цементно-песчаного раствора д₁ = 0,03 м; .

2. Кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного д₂ = 0,36 м; .

3. Утеплитель - плиты минеральные с₃ = 90 кг/м3 ; , толщина которой определяется расчётом; .

4. Штукатурка цементно-песчаным раствором д₄=0,02 м.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям, определяют по формуле:

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху, принимают для жилых зданий: для наружных стен и бесчердачных перекрытий n=1,1; для чердачных перекрытий n=0,9; для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями n=0,6;

- расчётная температура внутреннего воздуха, ,

- расчётная зимняя температура наружного воздуха,, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки;

- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимают для жилых зданий: для наружных стен =4; для покрытий и чердачных перекрытий =3; для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями =2, - коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности ограждающих конструкций; для стен, полов и гладких потолков =8,7 Вт/(м²*).

(м²?°С/Вт)

Значение требуемого сопротивления теплопередачи следует определять по зависимости:

Rreq=а* Dd + b, где a,b - коэффициенты, значения которых определены по [2, таблица 3].

Для наружной стены:

Rreq=0,00035*5366,4+ 1,4=3,278(м2?°С/Вт),

r-коэффициент однородности, 0,95.

м

Принимаем толщину утепляющего слоя 0,1м.

(м²?°С/Вт)

Коэффициент теплопередачи:

К=1/R₀=1/3.645=0.274 Вт/( м²?°С)

Толщина стены д= д₄ +д₃ +д₂ +д₁=0,02+0,1+0,36+0,03=0,51(м)

1.3.3 Перекрытие чердачное

Для чердачного покрытия (потолка):

n=0.9

Дt_n=3°C

(м²?°С/Вт)

1. Железобетонная плита перекрытия без пустот д=0,25 м

2. Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора д = 0,01 м;

3. Пароизоляция - рубероид д = 0,015 м (в расчётах не учитывается);

4. Утеплитель - пенополистирол с = 35 кг/м3 ;, толщина которой определяется расчётом;

5. Стяжка цементно-песчаным раствором д = 0,04 м,

Для чердачного покрытия:

R_req=0,00045*5366,4+ 1,9=4,315(м²?°С\Вт),

r-коэффициент однородности, 0,9.

м

Принимаем толщину утепляющего слоя 0,17м.

(м²?°С/Вт);

Коэффициент теплопередачи:

К=1/R₀=1/4,967=0.201 Вт/( м²?°С)

Толщина перекрытия

д=д₅ +д₄ +д₃ +д₂ +д₁=0,04+0,17+0,015+0,01+0,25=0,485(м)

1.3.4 Перекрытие над подвалом

Для перекрытия над подвалом:

n=0.9

Дt_n=2°C

(м²?°С/Вт)

1. Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове д = 0,002 м, с = 1400 кг/м3 ;;

2. Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора д = 0,02 м;;

3. Утеплитель - маты из стеклянного штапельного волокна «URSA» с = 15 кг/м3, , толщина которой определяется расчётом;

4. Железобетонная плита перекрытия без пустот д = 0,25 м.;

5. Пароизоляция - битумная мастика с = 1400 кг/м3 , д = 0,003 м; (в расчётах не учитывается);

Для перекрытия над подвалом:

R_req=0,00045*5366,4+ 1,9=4,315(м²?°С/Вт),

; r-коэффициент однородности, 0,9.

м

Принимаем толщину утепляющего слоя 0,21м.

(м²?°С\Вт);

Коэффициент теплопередачи:

К=1/R₀=1/4.908=0.204 Вт/( м²?°С)

Толщина перекрытия

д= д₅ +д₄ +д₃ +д₂ +д₁=0,003+0,25+0,21+0,02+0,002=0,485(м)

1.3.5 Окна

Требуемое сопротивление теплопередаче окон определяется по [2, таблица 3] =0,553 (м² ?С)/Вт.

Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче принимается равным требуемому:

=0,553 (м² ?С)/Вт - Стекло и однокамерный стеклопакет из обычного стекла в раздельных переплетах.

К=1/=1/0.553=1.808 Вт/( м²?°С)

1.3.6 Наружные двери

Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей равны. Конструкция устанавливаемой двери должна удовлетворять этому требованию:

( м2?°С\Вт);

К=1/2,457=0,407 Вт/( м²?°С)

1.4 Тепловой баланс помещений

Наименование ограждения	д, мм	, (м2 ?С)/Вт	К, Вт/( м2?°С)
Стены	500	3,645	0,274
Перекрытие чердачное	485	4,967	0,201
Перекрытие подвальное	485	4,908	0,204
Двери	___	2,457	0,407
Окна	___	0,553	1,808

Q =Q_огр+Q_U-Q_быт

где Q_огр - потери теплоты через ограждающие конструкции помещений, Вт;

Q_U - расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха, компенсирующего расход вытяжного воздуха при естественной вентиляции, Вт;

Q_быт -бытовые тепловыделения, Вт;

1.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Q_огр = kA(t_в - t_н)n(1+)

где А - расчетная площадь ограждающих конструкций, м²;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м^{2 о}С)

t_в- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий.

t_н - расчетная холодная температура, ⁰C, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;

n - коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения;

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции:

Север, восток, северо-восток, северо-запад, - 0.1;

Юго-восток, запад - 0.05;

Юг, юго-запад - 0;

Для наружных дверей - 0.27Н - для двойных дверей с тамбуром между ними. (Н - высота здания от поверхности земли до верха карниза, м);H=8,0 м

1.4.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха

Q_U= 0.28*G*C (t_в- t_н)*k_н

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

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

k _н - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях.

теплота инфильтрирующий вентиляционный нагревательный

1.4.3 Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха

Qвент = 0,28·L·C· (tв - tн)

где L- расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом;

Lжил.ком=3·Fпола, м³/ч

- плотность наружнего воздуха, кг/м³ принимаем 1,459.

Так как расход вытяжного воздуха при естественной вентиляции больше чем расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха, следовательно расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха считаем по последней формуле как Qвент.

1.4.4 Бытовые тепловыделения

Q_быт. =10*А_пола

где А_пола -площадь пола,м²



2. Система отопления

2.1 Выбор системы отопления и типа нагревательного прибора

Для жилых зданий принимается водоводная однотрубная система отопления с параметрами теплоносителей 120-70 ⁰С.

В качестве нагревательных приборов выбираем конвекторы «Универсал».

Принимаем систему: однотрубную с нижней разводкой, с П-образными стояками, с тупиковой разводкой магистрали, стояки проточные с конвекторами, регулирование теплоотдачи производится воздушными клапаном, встроенным в конструкцию прибора.

Конвекторы и другие подобные приборы обладают малой тепловой инерцией. Приборы конвективно-радиационного и конвективного вида (не

более двух видов приборов для всего здания или сооружения) применяют в обычных условиях при длительном пребывании людей. Эти приборы обеспечивают равномерное обогревание помещений.

2.2 Тепловой расчет нагревательного прибора

Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого отопительными приборами, установленными в помещении, соответствовало расчетным теплопотерям помещения.

Нагревательные приборы размещаем под световыми проемами.

Стояки прокладываем открыто у наружных стен на расстоянии 50 мм от внутренней поверхности до оси труб. В угловых помещениях стояки размещаем в углах наружных стен.

Магистрали системы отопления прокладываются в подвальном помещении.

На магистралях, стояках, подводках устраиваем регулирующую арматуру (вентили, задвижки, краны и т.д.)

Порядок расчета

1. Вычерчиваем расчетную схему стояка и проставляем на ней диаметры d, мм и длину l, м, труб и величину теплового потока отопительного прибора Q_{т.п ,} Вт.

2. Определяем по таблице 76 с.225 учебное пособие Еремкина А.И., Т.И. Королевой, 2008 год «Тепловой режим зданий» суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали диаметром 20 мм и длиной от начала системы до рассматриваемого стояка 10 м (t_п.м. = 0,4 ^оС).

3. Рассчитываем общее количество воды, кг/ч, циркулирующей по стояку, кг/ч по формуле:

G_ст. = (3.6*?Q_пр*₁*₂)/(с*(t_г - t_п.м - t_о)),

где:

?Q_пр - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт

₁ - коэффициент учета номенклатурного ряда отопительных приборов;

₂ - коэффициент учета дополнительных тепловых потерь отопительными приборами у наружных ограждений;

t_г, t_о - температура нагретого и охлажденного теплоносителя;

с - удельная массовая теплоемкость воды; c =4,187 кДж/(кг ^оС)

G_ст. = (3.6*11628*1,03*1,02)/(4,187*(120 - 0,4 - 70)) = 211,77 кг/ч.

4. Рассчитываем расход воды, проходящей через каждый отопительный прибор с учетом коэффициента затекания б по формуле:

G_пр. = G_ст. * б

G_пр. = 211,77 * 1 = 211,77 кг/ч.

5. Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом t_п.м , ^оС:

t_вх(1) = t_г - t_п.м = 120 - 0,4 = 19,6 ^оС - для 1-го прибора;

t_вх(2) = t_г - t_п.м - ((3.6*Q_пр(1)*₁*₂)/(с * G_ст(1))) =

= 120-0,4-((3,6*2868*1,03*1,02)/( 4,187*211,77))= 107,37 ^оС - для 2-го прибора;

t_вх(3) = t_г - t_п.м - ((3.6*Q_{пр(1 + 2)}*₁*₂)/(с * G_ст(2))) =

= 120-0,4-((3,6*2946*1,03*1,02)/( 4,187*211,77))= 95,15 ^оС- для 3-го прибора;

t_вх(4) = t_г - t_п.м - ((3.6*Q_{пр(1 + 2 + 3)}*₁*₂)/(с * G_ст(3))) =

= 120-0,4-((3,6*2946*1,03*1,02)/( 4,187*211,77))= 82,59 ^оС - для 4-го прибора;

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

t_ср(1) = t_вх(1) - ((0,5*3.6*Q_пр(1)*₁*₂)/(с * G_пр(1))) =

119,6- (0,5*3,6*1,03*1,02*2868)/( 4,187*211,77))=113,48^оС-для 1-го прибора;

t_ср(2) = t_вх(2) - ((0,5*3.6*Q_пр(2)*₁*₂)/(с * G_пр(2))) =

113,48-(0,5*3,6*1,03*1,02*2868)/( 4,187*211,77))=101,26^оС-для 2-го прибора;

t_ср(3) = t_вх(3) - ((0,5*3.6*Q_пр(3)*₁*₂)/(с * G_пр(3))) =

101,26-(0,5*3,6*1,03*1,02*2946)/( 4,187*211,77))=88,86 ^оС- для 3-го прибора;

t_ср(4) = t_вх(4) - ((0,5*3.6*Q_пр(4)*₁*₂)/(с * G_пр(4))) =

88,86-(0,5*3,6*1,03*1,02*2946)/( 4,187*211,77))=76,30 ^оС - для 4-го прибора;

7. Определяем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

t_ср(1) = t_ср(1) - t_в = 113,48 -23 = 90,48 ^оС - для 1-го прибора;

t_ср(2) = t_ср(2) - t_в = 101,26 -23 = 78,26 ^оС - для 2-го прибора;

t_ср(3) = t_ср(3) - t_в = 88,86 -23 = 65,86 ^оС - для 3-го прибора;

t_ср(4) = t_ср(4) - t_в = 76,30 -23 = 53,30 ^оС - для 4-го прибора;

8. Определяем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

q_пр(1) = q_ном * (t_ср(1) / 70)¹⁺ⁿ * (G_пр(1) / 360)^p, где

p, n - экспериментальные числовые показатели, р=0,07; n=0,35.

q_ном - номинальный тепловой поток 1 секции конвектора «Универсал».

q_пр(1) = 518* (90,48 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =705,80 Вт/м² - для 1-го прибора;

q_пр(2) = 518* (78,26 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =580,19 Вт/м² - для 2-го прибора;

q_пр(3) = 518* (65,86 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =459,71 Вт/м² - для 3-го прибора;

q_пр(4) = 518* (53,30 / 70)^1,35 *(211,77 / 360)^0,07 =345,50 Вт/м² - для 4-го прибора;

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

для 1-го прибора:

t_вх(1) - t_в = 119,6-23=96,6 ^оС

Q_тр(1) = q_в(1)l_в(1) + q_г(1)l_г(1) = 115*2,9+143*0,5=405,0 Вт;

для 2-го прибора:

t_вх(2) - t_в = 107,37-23=84,37 ^оС

Q_тр(2) = q_в(2)l_в(2) + q_г(2)l_г(2) = 115*2,9+143*0,5=405,0 Вт;

для 3-го прибора:

t_вх(3) - t_в = 95,15 -23=72,15 ^оС

Q_тр(3) = q_в(3)l_в(3) + q_г(3)l_г(3) = 94*2,9+117*0,5=331,1 Вт;

для 4-го прибора:

t_вх(4) - t_в = 82,59 -23=59,59 ^оС

Q_тр(4) = q_в(4)l_в(4) + q_г(4)l_г(4) = 77*2,9+96*0,5=271,3 Вт;

10. Определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб:

Q_п.р(i).= Q_т.п.(i) - _тр * Q_т.р(i), где

Q_т.п.(i) - теплопотери в i-ом помещении;

_тр - поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов: при открытой прокладке - _тр=0,9.

Q_п.р(1)= 2868 - 0,9*405,0 =2503,5 Вт;

Q_п.р(2).= 2868 - 0,9*405,0 =2503,5 Вт;

Q_п.р(3).= 2946- 0,9*331,1 =2648,0 Вт;

Q_п.р(4).= 2946 - 0,9*271,3 =2701,8 Вт;

11. Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

А_пр = Q_п.р / q_пр

А_пр(1)= 2503,5 /705,8 = 3,55 м² - для 1-го прибора;

А_пр(2)= 2503,5 /580,19 = 4,31 м² - для 2-го прибора;

А_пр(3)= 2648,0 /459,71 = 5,76 м² - для 3-го прибора;

А_пр(4)= 2701,8 /345,5 = 7,82 м² - для 4-го прибора;

12. Определяем типоразмеры отопительных приборов в зависимости от А_пр, м² [5, с.297]:

1-й этаж - 1-й конвектор КН20-1,226к;

2-й конвектор КН20-1,573к;

2-й этаж - 3-й конвектор КН20-2,063к;

4-й конвектор КН20-2,819к;

2.3 Гидравлический расчет системы отопления

Расчёт вертикальной системы отопления (для двойных стояков) ведём по характеристикам гидравлического сопротивления. Стояки принимаем с односторонним присоединением приборов. Сначала определяем характеристики гидравлического сопротивления стояков согласно табл. 10.19 спр. Староверова. 1ч:

где S1 - сопротивление этаж. стояков;

S2 - сопротивление приборных узлов верхнего этажа;

S3 - сопротивление узла присоединения у подающей магистрали;

S4 - сопротивление узла присоединения у обратной магистрали;

S5 - сопротивление прямых участков труб стояков;

S6 - сопротивление приборных узлов, определяется по формуле:

SП- сопротивления подвода, (Па/(кг/ч)2)

SПР - сопротивление прибора длиной 1 (м), (Па/(кг/ч)2)

lПР - длина прибора

Определяем потери давления. Для стояков:

, Па

На участках необходимо определить скорость движения воды:

Затем находим RУД по таблице II.2 спр. Староверова. Линейные потери на участке находим по формуле:

Определяем коэффициенты местных сопротивлений по таблице II.11 и местные потери давления на участке по таблице II.3.

Находим невязку. Невязка для тупиковых систем не должна превышать 15%, иначе необходимо установить шайбу, диаметр которой определяется по следующей формуле:

, мм

Для того, чтобы произвести расчет системы, разбиваем схему на участки и выделяем стояки.



Литература

СП 131.13330.2012 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99^* Строительная климатология / Госстрой России. - М.: , 2006).

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий, 2003).

"ГОСТ 30494-2011. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях".

СНиП II-3-79*: Строительная теплотехника / Госстрой СССР. - М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1985.-49 с.

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

Размещено на Allbest.ru

...