Отопление и вентиляция жилого здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Сибирская Автомобильно-Дорожная Академия

(СибАДИ)

Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по курсу: «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Отопление и вентиляция жилого здания

Выполнил: ст-т гр. 31ПСК

Жадобин С. С.

Принял: Легашов Е. В.

Омск, 2004

1. Выбор исходных данных для проектирования

а расчетную температуру наружного воздуха принимаем температуру наиболее холодной 5-дневки с обеспеченностью 0,92.

t^р_н =-39°С [2]

Расчётные параметры внутреннего воздуха

№	Помещения	tВ, єС	LP, м3/ч	Примечание
1	Жилая комната	20	3	На 1 м2 площади пола
2	Угловая жилая комната	22	3	На 1 м2 площади пола
3	Кухня	18	90	На всю кухню
4	Ванная комната	25	25	На всю ванную
5	Уборная	18	25	На всю уборную
6	Лестничная клетка	16	0
7	Кладовая	12	n=0,5
8	Коридор	18	3	На 1 м2 площади пола

n - кратность воздухообмена

, 1/ч

2. Расчет мощности системы отопления

Цель расчёта теплопотерь - определение требуемой мощности системы отопления.

Уравнение теплового баланса:

, где

- суммарные теплопотери через ограждающие конструкции рассчитываемого помещения, Вт;

- мощность системы отопления;

- затраты теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха, Вт;

- бытовые теплопоступления, Вт.

3. Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции Q_огр, учитываемые при проектировании системы отопления, определены по следующей формуле:

, где

t^р_в - расчетная температура внутреннего воздуха помещения [1];

F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

n - коэффициент соприкосновения ограждающей конструкции с наружным воздухом [3];

Ув - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь на ориентацию наружных стен и продувание через входные двери [5] .

в = 0,34*H - для двойной двери без тамбура.

H - высота от уровня пола 1 этажа до верха утеплителя верхнего этажа.

Расчёт производится для ограждающих конструкций, которые граничат:

- с наружным воздухом;

- с неотапливаемыми помещениями.

Расчёт производят при разности температур более 3 градусов.

При определении расчётной площади ограждающих конструкций необходимо руководствоваться правилами обмера [6].

Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции (1 этаж)

№ пом.	Назн-е	tВ, Со	Характеристика огражд. Конструкций	Rо, м2оС/Вт	n	tв-tн	Qосн, Вт	Добавки	Q огр, Вт	?Q огр, Вт	Примечания
			Наим-ие	Ориент.	размеры, м	Площадь, м2					На ориентацию	Прочие	1+??
					а	в
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
101	УЖК	22	НС	СВ	4,64	3,20	12,67	1,94	1,00	61	398	0,10		1,10	438	1687
		22	НС	СЗ	6,18	3,20	16,88	1,94	1,00	61	531	0,10		1,10	584
		22	ТО	СВ	1,50	1,45	2,18	0,65	1,00	61	204	0,10		1,10	225
		22	ТО	СЗ	2,00	1,45	2,90	0,65	1,00	61	272	0,10		1,10	299
		22	ПЛ		4,00	6,24	24,96	1,80	0,60	17	141	0,00		1,00	141
102	КХ	18	НС	СВ	4,64	3,20	12,67	1,94	1,00	57	372	0,10		1,10	410	1097
		18	НС	ЮВ	4,06	3,20	12,99	1,94	1,00	57	382	0,05		1,05	401
		18	ТО	СВ	1,50	1,45	2,18	0,65	1,00	57	191	0,10		1,10	210
		18	ПЛ		4,00	5,04	17,63	1,80	0,60	13	76	0,00		1,00	76
103	ПР	18	НС	ЮВ	1,62	3,20	3,38	1,94	1,00	57	99	0,05		1,05	104	205
		18	ДВ	ЮВ	0,90	2,00	1,80	1,20	1,00	57	86	0,05	2,08	3,13	90
		18	ПЛ		1,56	1,62	2,53	1,80	0,60	13	11	0,00		1,00	11
104	ЛК	16	НС	СЗ	3,10	3,20	9,92	1,94	1,00	55	281	0,10		1,10	309	482
		16	НС	ЮЗ	1,50	3,20	4,80	1,94	1,00	55	136	0,00		1,00	136
		16	ПЛ		4,00	2,46	9,84	1,80	0,60	11	36	0,00		1,00	36
105	УЖК	22	НС	ЮВ	4,30	3,20	13,76	1,94	1,00	61	433	0,05		1,05	454	1121
		22	НС	ЮЗ	4,00	3,20	9,90	1,94	1,00	61	311	0,00		1,00	311
		22	ТО	ЮЗ	2,00	1,45	2,90	0,65	1,00	61	272	0,00		1,00	272
		22	ПЛ		4,00	3,66	14,64	1,80	0,60	17	83	0,00		1,00	83
106	ПР	18	НС	ЮВ	2,50	3,20	6,20	1,94	1,00	57	182	0,05		1,05	191	1084
		18	НС	ЮЗ	3,78	3,20	12,10	1,94	1,00	57	355	0,00		1,00	355
		18	НС	СЗ	2,50	3,20	6,20	1,94	1,00	57	182	0,10		1,10	200
		18	ДВ	ЮВ	0,90	2,00	1,80	1,20	1,00	57	86	0,05	2,08	3,13	90
		18	ДВ	СЗ	0,90	2,00	1,80	1,20	1,00	57	86	0,10	2,08	3,18	94
		18	ПЛ		2,50	2,18	5,45	1,80	0,60	13	24	0,00		1,00	24
		18	ПТ		2,50	2,18	5,45	2,40	1,00	57	129	0,00		1,00	129
															Сумма:	5675
Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции (2 этаж)
№ пом.	Назн-е	tВ, Со	Характеристика огражд. Конструкций	Rо, м2оС/Вт	n	tв-tн	Qосн, Вт	Добавки	Q огр, Вт	?Q огр, Вт	Примечания
			Наим-ие	Ориент.	размеры, м	Площадь, м2					На ориентацию	Прочие	1+??
					а	в
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
201	УЖК	22	НС	СВ	4,64	3,12	12,30	1,94	1,00	61	387	0,10		1,10	425	1205
		22	НС	СЗ	3,02	3,12	9,42	1,94	1,00	61	296	0,10		1,10	326
		22	ТО	СВ	1,50	1,45	2,18	0,65	1,00	61	204	0,10		1,10	225
		22	ПТ		4,00	2,50	10,00	2,40	0,90	61	229	0,00		1,00	229
202	УЖК	22	НС	СВ	4,64	3,12	12,30	1,94	1,00	61	387	0,10		1,10	425	1839
		22	НС	ЮВ	5,68	3,12	15,55	1,94	1,00	61	489	0,05		1,05	513
		22	ТО	СВ	1,50	1,45	2,18	0,65	1,00	61	204	0,10		1,10	225
		22	ТО	ЮВ	1,50	1,45	2,18	0,65	1,00	61	204	0,05		1,05	214
		22	ПТ		4,00	5,04	20,16	2,40	0,90	61	461	0,00		1,00	461
203	ВК	25	НС	СЗ	2,12	3,12	6,61	1,94	1,00	64	218	0,10		1,10	240	355
		25	ПТ		2,25	2,12	4,77	2,40	0,90	64	114	0,00		1,00	114
204	СУ	18	НС	СЗ	1,62	3,12	5,05	1,94	1,00	57	149	0,10		1,10	163	241
		18	ПТ		2,25	1,62	3,65	2,40	0,90	57	78	0,00		1,00	78
205	КР	20	ПТ		1,74	3,74	6,51	2,40	0,90	59	144	0,00		1,00	144	144
206	УЖК	22	НС	ЮВ	4,30	3,12	13,42	1,94	1,00	61	422	0,05		1,05	443	1414
		22	НС	ЮЗ	4,64	3,12	11,58	1,94	1,00	61	364	0,00		1,00	364
		22	ТО	ЮЗ	2,00	1,45	2,90	0,65	1,00	61	272	0,00		1,00	272
		22	ПТ		4,00	3,66	14,64	2,40	0,90	61	335	0,00		1,00	335
207	ЛК	16	НС	СЗ	3,10	3,12	9,67	1,94	1,00	55	274	0,10		1,10	302	988
		16	НС	ЮЗ	4,64	3,12	13,17	1,94	1,00	55	373	0,00		1,00	373
		16	ТО	ЮЗ	0,90	1,45	1,31	0,65	1,00	55	110	0,00		1,00	110
		16	ПТ		4,00	2,46	9,84	2,40	0,90	55	203	0,00		1,00	203
															Сумма:	6186

4. Расчёт теплопотерь на подогрев приточного вентиляционного воздуха.

В жилых зданиях теплопотери на подогрев приточного воздуха рассчитываются исходя из обеспечения воздухообмена в размере 3 м³/ч на 1 м² площади пола жилых комнат.

Затраты теплоты на подогрев приточного инфильтрующегося воздуха Q_вен в помещении рассчитывается по формуле:

, где

- удельная теплоёмкость воздуха, 1 кДж/кгєС;

- плотность приточного воздуха, кг/м³;

- нормативный воздухообмен [1].

5. Расчёт бытовых теплопоступлений.

Бытовые теплопоступления Q_быт в помещениях рассчитываются для кухонь и жилых комнат по формуле:

.

6. Расчёт сводных теплопотерь.

Расчет сводных теплопотерь

№ помещ.	Назначение	УQОГР	QВЕН	QБЫТ	QОТ	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
101	ЖК	1687	1917	524	3080
102	КХ	1097	2153	370	2880	253
103	ПР	205	48	0	253	-253
104	ЛК	482	0	0	482
105	ЖК	1121	1125	307	1938
106	ПР	1084	48	0	1132
201	ЖК	1205	768	210	1763
202	ЖК	1839	1549	423	2964	491
203	ВК	355	672	0	1027
204	СУ	241	598	0	839
205	КР	144	484	137	491	-491
206	ЖК	1414	1125	307	2231
207	ЛК	988	0	0	988
	Сумма:	11862	10486	2279	20069

7. Расчет отопительных приборов

Целью расчёта является определение оптимального количества секций (для секционных отопительных приборов), которое необходимо для возмещения теплопотерь помещения.

Тип системы отопления и отопительных приборов, схема движения теплоносителя в магистральных трубопроводах принимаются в соответствии с заданием.

Стояки системы отопления устанавливаются в углах наружных стен. Отопительные приборы устанавливаются под оконными проёмами. Трубы системы отопления, проходящие по не отапливаемому чердаку, необходимо изолировать утеплителем.

Расчётное количество секций отопительного прибора МС-140-98 определяется по формуле:

f ^c₁ - площадь поверхностного нагрева одной секции радиатора,

0,240 м²;

в₃ - коэффициент учёта секций в радиаторе;

в₄ - коэффициент учёта способа установки отопительного прибора,

в₄ = 1,04;

F_пр - требуемая площадь поверхности отопительного прибора, рассчитываемая по формуле:

, где

в₁ - коэффициент, учитывающий шаг ряда отопительного прибора [7];

в₂ - коэффициент, учитывающий тип отопительного прибора [7];

- теплоотдача открыто проложенных трубопроводов, Вт;

- расчётная плотность теплового потока, Вт/м².

Величина Q_тр рассчитывается по формуле:

, где

q - удельная теплоёмкость 1 п.м. трубы, Вт/м [7];

l - длина открыто проложенного трубопровода, определяемая по аксонометрической схеме, м.

Величина q_пр рассчитывается по формуле:

, где

q_н - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, 725 Вт/м²;

n, p, c - показатели степени, определяемые в соответствии с типом устанавливаемого отопительного прибора по таблице основных технических данных [7].

Д t - температурный напор, определяемый по формуле:

, где

t_г - температура воды в подающей магистрали, ^оС;

t_о - температура воды в подающей магистрали, ^оС ;

t_в^р - расчётная температура в помещении [1];

G_пр - расход воды через отопительный прибор, определяемый по формуле:

, где

с_вд - удельная теплоёмкость воздуха, принимаемая равной 4,187 кДж/(кг^оС);

Диаметр стояков для расчёта принимаем равный 15 мм, диаметр подводок 20 мм.

К установке принимается число секций прибора N_уточ, равное округлённому в большую сторону значению Nр.

Расчёт отопительных приборов

№ помещ.	QОТ	tВ	tГ	tО	?t	GПР	qПР	Коэф-ты	QТР	QПР	FПР	Коэф-ты	NРАС	NУТОЧ
								в1	в2				в3	в4
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
101	3080	22	95	70	60,5	105,94	600	1,04	1,02	722	2431	4,30	1	1,04	18,6	19
102	3133	18	95	70	64,5	107,76	652	1,04	1,02	415	2760	4,49	0,98	1,04	19,9	20
103	0	18	95	70	64,5	0,00	0	1,04	1,02	105	-95	0,00	1	1,04	0,0	0
104	482	16	95	70	66,5	16,58	663	1,04	1,02	527	8	0,01	1	1,04	0,1	0
105	1938	22	95	70	60,5	66,66	600	1,04	1,02	346	1627	2,88	1	1,04	12,5	13
106	1132	18	95	70	64,5	38,93	648	1,04	1,02	112	1031	1,69	1	1,04	7,3	8
201	1763	22	95	70	60,5	60,64	600	1,04	1,02	276	1515	2,68	1	1,04	11,6	12
202	3455	22	95	70	60,5	118,84	600	1,04	1,02	645	2874	5,08	1	1,04	22,0	22
203	1027	25	95	70	57,5	35,31	557	1,04	1,02	15	1013	1,93	1	1,04	8,4	9
204	839	18	95	70	64,5	28,86	644	1,04	1,02	472	414	0,68	1	1,04	3,0	3
205	0	20	95	70	62,5	0,00	0	1,04	1,02	0	0	0,00	1	1,04	0,0	0
206	2231	22	95	70	60,5	76,74	600	1,04	1,02	291	1970	3,48	1	1,04	15,1	16
207	988	16	95	70	66,5	33,98	672	1,04	1,02	619	431	0,68	1	1,04	2,9	3

8. Гидравлический расчет системы отопления

Целью расчёта является определение диаметров трубопроводов на всех участках системы отопления, обеспечивающих подвод к каждому отопительному прибору требуемого количества теплоносителя. При этом общее гидравлическое сопротивление системы должно быть согласовано с располагаемым циркуляционным давлением.

Расчётное циркуляционное давление определено по следующей формуле:

отопительный теплопотеря вентиляция здание

ДP_рц = E ^. (ДP_Е+ДP_тр), где

E - коэффициент учёта естественного циркуляционного давления, Е=0,4;

ДP_Е - естественное циркуляционное давление, возникающее в результате охлаждения воды в отопительных приборах, определено по формуле:

ДP_Е= h^.g^.(с_о - с_г)

h - расстояние от центра отопительного прибора до центра элеватора в тепловом пункте, м

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²

с_о,? с_г - плотности воды в подающем и обратном трубопроводах при, t_о =70 ^оС t_г =95 ^оС соответственно кг/м³: с_о =978 кг/м³, с_г =963 кг/м³;

Производится разбивка ГЦК на участки, при этом за один расчётный участок принят отрезок трубопровода с неизменным расходом теплоносителя (см. чертёж схемы отопления). На чертеже указаны номера участков, их тепловые нагрузки Q_уч, Вт и длины L_уч, м. Рассчитана суммарная длина всех участков ГЦК УL_гцк м и определено среднее значение потерь давления R_ср по ГЦК по следующей формуле:

, где

k - коэффициент, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления от общей величины циркуляционного давления, принимаемый для систем с искусственной циркуляцией, равный 0,35[7].

На каждом расчётном участке определён расход воды, кг/ч:

, где

Q_уч - тепловая нагрузка участка, Вт;

С_вд - удельная теплоёмкость воды, принимаемая 4,187 кДж/(кг ^оС);

t_г - температура воды в подающей магистрали системы отопления, ^оС;

t_о - температура воды в обратной магистрали системы отопления, ^оС;

в1, в2 - коэффициенты;

На основании полученных значений Q_уч, G_уч, L_уч заполнены соответствующие графы таблицы гидравлического расчёта. Для каждого участка подобраны диаметры трубопроводов d.

В соответствии с полученными значениями R,щ, рассчитаны потери давления на трение R^.l и в местных сопротивлениях Z:

, где

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном расчётном участке [7];

- плотность теплоносителя на данном участке, кг/м³.

Критерием правильного подбора диаметров является выполнение следующего условия:

У(R^.l + Z)=(0,9-0,95) ДP_рц

Увязка потерь давлений всех остальных циркуляционных колец системы отопления с ГЦК произведена аналогичным образом. При этом допущена невязка равенства потерь давления между общими участками ГЦК и рассчитываемого циркуляционного кольца в размере до 5-10% при попутной схеме движения воды.

Гидравлический расчёт главное циркуляционное кольцо

№ уч.	Q уч., Вт	G уч, кг/м	l уч, м	d, мм	w, м/с	R, Па/м	R*l, Па	???	z, Па	R*l+z
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	3133	114	1,0	25	0,045	1,6	1,6	2,0	1,97	3,6
2	4861	177	0,5	32	0,053	1,6	0,8	2,5	3,41	4,2
3	11570	422	3,8	50	0,069	1,6	6,1	5,0	11,56	17,6
4	20069	732	11,9	70	0,075	1,6	19,0	6,0	16,39	35,4
5	20069	732	9,5	50	0,108	3,6	34,2	5,5	31,15	65,3
6	11570	422	0,5	40	0,089	3,6	1,8	4,5	17,31	19,1
7	8083	295	4,5	32	0,078	3,6	16,2	1,5	4,43	20,6
8	4861	177	9,3	32	0,078	3,6	33,5	2,5	7,38	40,9
9	3133	114	4,0	32	0,053	1,6	6,4	2,5	3,41	9,8
		Сумма:	45,0						Сумма:	216,6

9. Проектирование и расчёт системы естественной вентиляции

В жилых зданиях предусматривается устройство естественной вытяжной вентиляции с удалением воздуха из санузлов и кухонь при неорганизованном притоке свежего воздуха вследствие инфильтрации.

Целью расчёта является подбор сечения вытяжных каналов и вентиляционных решёток, обеспечивающих удаление из помещения расчётного количества воздуха при расчётном естественном давлении ?P_E. Расчёт произведён по пространственной схеме системы вентиляции в следующей последовательности:

1. Величина требуемого воздухообмена L рассчитана следующим образом:

1. 1. Определяем расчетный воздухообмен по притоку воздуха для 1 и 2 этажей.

L_пр = 3*F_жк

L_пр1 = 118,8 м³/ч

L_пр2 = 154,0 м³/ч

1. 2. Определяем расчетный воздухообмен по вытяжке воздуха из кухонь и сан/узлов для 1 и 2 этажей.

L_в1 = 90 м³/ч

L_в2 = 50 м³/ч

Из двух значений выбрано наибольшее, которое и является расчётным.

2. Размещение каналов в толще внутренней несущей стены. Подвод вентиляционных каналов к уборной и ванной комнате производится при помощи приставных каналов.

3. Горизонтальные каналы на чердаке здания выполняются сборными по ж/б покрытию и утепляются минераловатными плитами.

4. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции.

Целью расчета является подбор сечений вытяжных каналов, обеспечивающих удаление из помещения расчетного количества воздуха при расчетном естественном давлении.

4. 1. Определяется естественное гравитационное давление для вытяжных вентиляционных каналов каждого этажа.

?P_iE = h_i^.g^.(с⁺⁵_H - с_B)

h_i - разность отметок устья вытяжной шахты и середины вентиляционной решётки i-го этажа.

с⁺⁵_H = 1,27 кг/м³ - плотности наружного воздуха;

с_B = 1,2 кг/м³ - плотности внутреннего воздуха.

g - ускорение свободного падения.

Аксонометрическая схема системы вентиляции разбита на пронумерованные участки с неизменным расходом воздуха, определена длина каждого l_уч, и путём последовательного суммирования расход воздуха на каждом участке L_уч. Производится аэродинамический расчёт наиболее удалённого от вытяжной шахты вентиляционного канала верхнего этажа.

Определяем ориентировочную площадь сечения каналов на каждом участке

щ_уч - ориентировочная скорость движения воздуха, принятая равной: в вертикальных каналах - 0,6 м/с,

в горизонтальных - 1,0 м/с, в вытяжных вентиляционных

шахтах - 1,5 м/с.

Определяем скорость движения воздуха на каждом участке.

f _уч - уточнённая площадь сечения каналов.

квивалентный диаметр каналов d_экв определён из уточнённых размеров сечения каналов по формуле:

5. По полученным значениям d_экв и щ_уч по номограмме определены потери давления R на трение. Общие потери на трение на участках рассчитаны по формуле:

?P_тр = R^. l_уч^.в

в - коэффициент шероховатости.

6. Потери давления в местных сопротивлениях z рассчитаны по следующей формуле:

о ?- сумма коэффициентов местных сопротивлений на отдельных участках.

7. Рассчитываем общие потери давления на каждом участке

?P_ПОТ = R^.l_уч^.в + z и в целом по ветви У?P_ПОТ = У(R^.l_уч^.в + z).

Критерием правильного подбора сечений каналов является выполнение следующего условия:

У?P_ПОТ = (0,9 - 0,95)?P_E

10. Список использованных источников

1. СниП 2.08.01-89. Жилые здания.

2. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.

3. СниП 2.04.05-91^*.

4. СниП II-3-79^**. Строительная теплотехника.

5. СниП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

6. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснобжение и вентиляция.

7. Внутренние санитарно-технические устройства: В24. Ч.I. Отопление, водопровод, канализация.

Размещено на Allbest.ru

...