Проект газоснабжения индивидуального жилого дома в селе Устье Усть-Кубинского района Вологодской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА

2. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЯ

2.1 Параметры наружного микроклимата

2.2 Параметры внутреннего микроклимата

3. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1 Наружные стены

3.1.1 Стены первого этажа

3.1.2 Стены мансардного этажа

3.2 Чердачное перекрытие

3.3 Напольное перекрытие

3.4 Световые проемы

4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЗДАНИЯ

4.1 Обшие положения

4.2 Определение основных и добавочных тепловых потерь помещения

4.3 Определение расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося

воздуха через ограждающие конструкции помещений

4.4 Определение бытовых тепловыделений жилых помещений

5. РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

6.1 Выбор типа системы отопления и расчетных параметров

теплоносителя

6.2 Конструирование системы отопления

7. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

9. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

9.1 Определение плотности и теплоты сгорания газа

9.2 Определение годового и расчетного расходов природного газа на пищприготовление

10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

11. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

12. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

12.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации систем газоснабжения дома

12.2 Меры по обеспечению безопасности при эксплуатации смстем газоснабжения

12.3 Расчет защитного заземления оборудования

12.4 Меры по обеспечению устойчивости газоснабжения в условиях ЧС (потопы, пожары, ураганы и тп.)

13. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

13.1 Устройства и требования к дымоходу газового котла

13.2 Защита от выбросов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Тепловой баланс помещений

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Расчет тепловых нагрузок

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Гидравлический расчет системы отопления

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Расчетная схема

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Гидравлический расчет системы газоснабжения

ВВЕДЕНИЕ

Газ - наиболее экологически чистый вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирования процесса горения; высокий коэффициент полезного действия топливоиспользующих установок; экономичность и простота транспортировки к потребителю; возможность хранения в сжатом и сжиженном состоянии; отсутствие вредных веществ.

Немалую роль играет и низкая стоимость добычи газа по сравнению со стоимостью добычи других видов топлива - угля, торфа, нефти.

Природный газ широко применяется как энергетически эффективное и дешевое топливо в быту, сфере бытового обслуживания жилых и общественных зданий, а также в промышленности. В связи с этим одной из приоритетных задач развития газовой промышленности, а также повышения уровня и качества жизни населения является газификация населенных пунктов.

Современные системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс, состоящий из газораспределительных станций (ГРС), газовых сетей высокого, среднего и низкого давления, газорегуляторных пунктов и установок (ГРП и ГРУ), и предназначены для обеспечения газообразным топливом населения, коммунально-бытовых, промышленных потребителей.

Система газоснабжения должна обеспечивать бесперебойную и безопасную подачу газа потребителям, отличаться простотой и удобством в эксплуатации и предусматривать возможность отключения отдельных ее элементов для производства профилактических, ремонтных и аварийных работ.

На выбор системы газоснабжения населенного пункта оказывает влияние ряд факторов. Основные из них: 1) характер источника газа, свойства газа, степень его очистки и влажности; 2) размеры населенного пункта, особенности его планировки и застройки, плотность населения; 3) количество и характер промышленных потребителей; 4) наличие естественных или искусственных препятствий для прокладки газопроводов.

Специфической особенностью сельских населенных пунктов является небольшая плотность жилой застройки, но, несмотря на небольшие расходы газа при низкой плотности застройки протяженность газораспределительных сетей может быть значительной.

Централизованное теплоснабжение не нашло широкого применения в сельской местности, поэтому при разработке проектов газоснабжения сельских жилых домов предусматривается установка газовых плит и газовых котлов для нагрева воды как для системы отопления, так и для хозяйственных нужд.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА

Проектируемый объект расположен в селе Устье Усть-Кубинского района Вологодской области.

Жилой дом состоит из двух жилых этажей и подвала,. Высота здания 8 м. (от фундамента до конька крыши). Высота жилого этажа - 2,5 м. Подвал находится ниже отм.0,000 на отм. -1,000. Конструктивная схема здания - блочная, перекрытиями и сплошным (блочно-плитным) фундаментом. Внутренние несущие стены выполняются пенобетона, межкомнатные перегородки - коробка из OSB и утеплителя . Конструкция окна и лоджии - двухкамерный стеклопакет из алюминиевого профиля.

Теплоснабжение - местное от теплогенераторной, находящейся в пристроеном к дому гараже. Температура теплоносителя 95 - 70 єC.

2. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ

2.1 Параметры наружного микроклимата в помещениях

Проектируемый объект расположен в селе Устье Усть-Кубинского района Вологодской области.

Параметры Б для холодного периода года согласно [1]:

· - температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 ;

· - продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной ;

· - средняя температура воздуха, со средней суточной температурой воздуха ниже или равной

· - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца цн.в.=86 %.

· Преобладающие ветры С

2.2 Параметры внутреннего микроклимата в помещениях

Расчётные параметры внутреннего микроклимата в помещениях задаются по [2]. В таблице 2.1 приведены температуры помещений.

Таблица 2.1 - Температуры помещений

Наименование помещения	Температура воздуха, °С
Спальня	22
Гостинная-кухня	22
Туалет-ванна	24
Прихожая	18
Спальня	22
Спальня	22
Гостинная	22

3. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ

Наружние ограждающие конструкции зданий должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами и быть достаточно воздухо- и влагонепроницаемыми. Теплозащитные свойства наружних ограждении определяют двумя показателями: величиной сопротивления теплопередаче R₀ , м^{2 .}К/Вт , и теплоустойчивостью. Величина R₀ определяет сопротивление ограждения передаче теплоты от теплого воздуха к холодному, а теплоустойчивость характеризует сопротивляемость ограждения передаче изменяющихся во времени периодических тепловых воздействий. В зимних условиях теплозащитные свойства ограждений принято характеризовать в основном величиной R₀ , а в летних - их теплоустойчивостью. Это объясняется тем, что для зимы характерны относительно устойчивые низкие температуры вне здания и постоянная температура внутреннего воздуха, которую обеспечивает система отопления. Летом характерны периодические суточные изменения температуры и солнечной радиации и внутри здания температура часто не регулируется [3].

Наиболее важным является определение расчетного сопротивления теплопередаче R ₀,м^{2 .} К/Вт основной части конструкции ограждения, с чего обычно и начинают теплотехнический расчет ограждения. Необходимо соблюдать условие, чтобы величина R₀ была равна или оказалось больше минимально допустимого значения R₀^тр1 по санитарно-гигиеническим и технологическим соображениям. По действующим требованиям [3] сопротивление R₀ должно быть приблизительно равно большему из значений R₀^тр1 и R₀^тр2 . Для расчета тепловых потерь и тепловых условий в помещении необходимо, кроме R₀ , рассчитать приведенное сопротивление теплопередаче R₀^пр реального сложного ограждения с учетом его двухмерных элементов.

Для заполнений оконных и дверных проемов теплозащитные свойства регламентируются только сопротивлением теплопередаче конструкции, которое должно быть не ниже требуемого, установленного строительными нормами [3]. Допустимая воздухопроницаемость окон, дверей, стыков конструкций, стен и перекрытий зданий определяется нормируемыми величинами: сопротивлением воздухопроницанию R₀^тр, м^{2 .} ч ^. Па/кг , расходом воздуха, дополнительными затратами теплоты, понижением температуры конструкции при инфильтрации наружного воздуха.

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путем оптимизации проектных решений с применением компьютерных технологий, придавая установкам надежность в эксплуатации, автоматического поддержа ния необходимой температуры теплоносителя.

3.1 Наружные стены

Потери теплоты через наружные ограждения при заданном тепловом ре- жиме определяются величиной теплового потока и зависят от конструкции и теплофизических свойств строительных материалов ограждений. Правильный выбор наружных ограждений, обладающих достаточными теплозащитными свойствами, и хорошо продуманные строительные конструкции здания позво- ляют получить оптимальную расчетную тепловую нагрузку на отопление.

Расчет теплозащитных качеств наружных ограждений и выбор оптималь- ных конструктивных решений зависят от назначения здания и допускаемых нормами параметров воздуха в помещении.

3.1.1 Стены первого этажа

На рисунке 3.1.1 приведена схема конструкции наружной стены первого этажа.



Рисунок 3.1.1 - Конструкция наружной стены

Сопротивление теплопередаче 0R определяется следующим образом [3]:

(1.1)

где a_вн--- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м² ЧК)--, принимаемых по таблице 7 [3];

R_к - термическое сопротивление ограждающих конструкций, для многослойной стены определяется по формуле:

(1.2)

где R₁, R₂, … , R_n - коэффициенты, рассчитываемые по формуле:

(1.3)

где d_i--- толщина i-го слоя конструкции, м ;

--li--- коэффициент теплопроводности i-го слоя конструкции, Вт/(м Ч--К)--;

aн--- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый равным 23 Вт/(м² ЧК)--.

Коэффициент теплопроводности li--, Вт/(м Ч К)--, принимаем по справочным данным, так как здание уже построено и известны все конструктивные элементы. Толщину слоя di--, м , принимаем согласно архитектурным чертежам, пример которого представлен на рисунке 1.1:

- штукатурка l₁=_,81--Вт/(м ^. К) , d1=0,015 м ;

- кладка из пенобетона l1=_,37--Вт/(м ^. К) , d1=_,3 м .

Тогда имеем следующий результат:

Коэффициент теплопередачи рассчитывается по уравнению:

(1.4)

Тогда коэффициент теплопередачи наружной стены будет равен:

3.1.2 Стены мансардного этажа

На рисунке 3.1.2 приведена схема конструкции наружной стены мансардного этажа.



Рисунок 3.1.2 - Конструкция наружной стены

Коэффициент теплопроводности li--, Вт/(м К), принимаем по справочным данным, так как здание уже построено и известны все конструктивные элементы. Толщину слоя d_i--, м , принимаем согласно архитектурным чертежам, пример которого представлен на рисунке 1.2:

- OSB l1=_,14--Вт/(м ^. К) , d1=0,009 м ;

- фольгоизол l2=_,_31--Вт/(м ^. К) , d2=0,01 м ;

- утеплитель paroc l3=_,_36--Вт/(м ^. К) , d3=0,2 м ;

- доска ель l4=_,11--Вт/(м ^. К) , d4=0,025 м .

Тогда, считая по формулам (1.1), (1.2) и (1.3), имеем следующий результат:

Тогда, считая по формуле (1.4), коэффициент теплопередачи наружной стены будет равен:

3.2 Чердачное перекрытие

При расчете тепловых потерь верхнего этажа здания учитываются утечки теплоты через чердачное перекрытие. Расчет термического сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия представлен ниже.

На рисунке 3.2 представлена схема конструкции чердачного перекрытия.

Рисунок 3.2 - Конструкция чердачного перекрытия

Термическое сопротивление перекрытия находим также по формуле (1.1).

Расчетный коэффициент теплопроводности li--, Вт/(м Ч--К)--, принимаем по справочным данным, толщину слоя ?_??, м , принимаем согласно рисунку 1.2:

- фанера l1=_,15--Вт/(м ^. К) , d1=_,006 м ;

- утеплитель paroc l1=_,_36--Вт/(м ^. К) , d1=0,2 м ;

- фольгоизол l1=_,_31--Вт/(м ^. К) , d1=0,01 м ;

- OSB l1=_,14--Вт/(м ^. К) ,--d1=0,009 м .

Тогда по формуле (1.1) получим:

Коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия будет равен:

3.3 Напольное перекрытие

При расчете тепловых потерь первого этажа здания учитываются утечки теплоты через пол. Расчет термического сопротивления теплопередаче пола представлен ниже.

На рисунках 3.3.1 а и 3.3.1б представлена схема конструкции пола.

Рисунок 3.3.1а - Конструкция пола



Рисунок 3.3.1б - Конструкция пола

Для упрощения расчетов теплопередачи железобетонной плиты с круглыми отверстиями, заменяем круглые отверстия на равновеликие квадратные. Находим стороны квадратных отверстий по формуле:

(1.5)

где d- диаметр отверстий железобетонной плиты, 0,16 м.

По выражению (1.5) имеем следующий результат:

На рисунке 3.3.2 изображена ж/б плита с квадратными отверстиями.

Рисунок 3.3.2 - Конструкция железобетонной плиты

Приведенное сопротивление теплопроводности железобетонной плиты (рисунок 3.3.2) определяем по формуле:

где и - термическое сопротивление теплопроводности конструкции, соответственно параллельному и перпендикулярному направлениям.

Термическое сопротивление теплопроводности параллельному направле- нию к тепловому потоку железобетонной плиты находится по формуле:

где F₁, F₂, … , F_n- площади отдельных участков конструкции,м²;

R₁, R₂, … , R_n- термические сопротивления теплопроводности конструкции, определяемые по формуле (1.3).

Расчетный коэффициент теплопроводности ?_??, Вт/(м ??К)?, принимаем по справочным данным, толщину слоев ?_?, м , согласно рисунку 1.3, т. е.:

- 1-й и 3-й слои - ж/б плита ?_?????????Вт/(м ^. К) , ?_????0,04 м ;

- 2-й слой - воздушная прослойка ?_???????м^{2 .} К/Вт, ?_??0,14 м .

Тогда термическое сопротивление сечения I-I по формуле (1.2) равно:

Термическое сопротивление теплопроводности сечения II-II (железобетонная плита) толщиной l=2,_4--Вт/(м ^. К) , ??0,22 м равно:

В итоге по уравнению (1.7) получим:

Термическое сопротивление теплопроводности конструкции в перпендикулярном направлении к тепловому потоку R? , м^{2 .} К/Вт будет равно:

- 1-й и 3-й слои - ж/б плита l_1.3=2,_4--Вт/(м ^. К) , d1.3=0,04 м ;

- 2-й слой - воздушная прослойка ?_???????м^{2 .} К/Вт, ?_??0,14 м .

Найдем эквивалентный (равнозначный) коэффициент теплопроводности воздушной прослойки:

Найдем эквивалентный коэффициент для 2-го сечения по формуле:

Среднее термическое сопротивление 2-го сечения будет равно:

Термическое сопротивление находим по формуле (1.2):

Тогда приведенное термическое сопротивление по формуле (1.6) составит:

Сделаем проверку разницы величин ?R? , и R II :

Требуемое условие соблюдается.

Коэффициент теплопроводности li--,--Вт/(м ??К)?, принимаем по справочным данным, так как здание уже построено и известны все конструктивные элементы. Толщину слоя di--, м , принимаем согласно архитектурным чертежам, пример которого представлен на рисунке 3.1б:

- фанера l1=_,15Вт/(м ^. К) , d1=_,018 м ;

- доска ель l2=_,11Вт/(м ^. К) , d2=0,025 м ;

- утеплитель пеноплекс l3=_,_3--Вт/(м ^. К) , d3=0,03 м ;

- утеплитель paroc l4=_,_36--Вт/(м ^. К) , d4=0,1 м ;

- руберойд l5=_,17--Вт/(м ^. К) , d5=0,0025 м ;

- железобетонная плита l6=2,_4--Вт/(м ^. К), ,22 м .

Тогда термическое сопротивление покрытия, определяемое по формуле (1.1), составит:

Коэффициент теплопередачи пола будет равен:

3.4 Световые проемы

При строительстве здания были использованы стеклопакеты двухкамерные (рисунок 3.4), сопротивление теплопередачи которых составляет по техническим данным R₀=0,44 м ^{2 .} К/Вт. Коэффициент теплопередачи окон по уравнению (1.4) составит k=2.27 Вт/( м^{2 .} К)

Рисунок 3.4 - Конструкция оконного проема

Требуемое сопротивление теплопередаче дверных проемов, согласно нор- мативным данным [3], должно быть не менее 0,6R₀ наружных стен здания, определяемого по формуле (1.1). Таким образом, имеем:

м^{2 .} К/Вт

Тогда коэффициент теплопередачи дверных проемов будет равен:

4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЗДАНИЯ

4.1 Общие положения

При расчете потерь теплоты через ограждающие конструкции площадь отдельных ограждений должна вычисляться с соблюдением правил обмера наружных ограждений. Эти правила учитывают сложность процесса теплопередачи через элементы ограждения и предусматривают условные увеличения и уменьшения площадей, когда фактические тепловые потери могут быть соответственно больше или меньше тепловых потерь, полученных по вышеуказанным формулам. Расчетные тепловые потери отдельного помещения определяются в соответствии со [4]:

Q=Qосн+Qинф-Qбыт, Вт, (4.1)

где Qосн - основные потери теплоты помещения, Вт;

Qинф - потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха, Вт;

Qбыт - бытовые тепловыделения, Вт.

Вспомогательные помещения (коридоры, ванные комнаты и тому подобное), как правило, расположены внутри квартиры и не имеют наружных стен -поэтому их тепловые потери вычисляют только для пола первого этажа и потолка верхнего этажа и делят эти тепловые потери между помещениями, которые сообщаются с данными вспомогательными помещениями.

При определении потерь теплоты помещениями учитываются основные и добавочные потери теплоты через ограждения Qосн, расход теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещение наружного воздуха Qинф, бытовые тепловыделения в жилые комнаты и кухни Qбыт.

Исходя из полученных данных составляется тепловой баланс помещений и вычисляется общая тепловая нагрузка на проектируемый объект.

Результаты расчета представлены в приложении 1.

4.2 Определение основных и добавочных тепловых потерь помещениями

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции помещений определяются по формуле [4]:

, Вт, (4.2)

где F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2·°С);

tвн - расчетная температура воздуха, оС, по [2];

- расчетная температура наружного воздуха, оС, для холодного периода года по [1];

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с [4];

n- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по [5].

4.3 Определение расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений .

Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха необходимо определять, учитывая поступлений воздуха в помещения через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления Qинф.

Потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха через неплотности в наружных ограждениях жилых зданий Qинф определяются по формуле:

(4.3)

где с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кгЧоС);

G - количество инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения определяемое по [4] та бл.11;

tвн, tно - расчетные температуры воздуха, °С, соответственно в помещении и наружного воздуха в холодный период года;

k - коэффициент, учитывающий влияния встречного теплового потока в конструкциях, принимается согласно [4].

4.4 Определение бытовых тепловыделений жилых помещений.

Общие потери теплоты помещениями уменьшаются на величину теплового потока, регулярно поступающего от электрических приборов, освещения и людей; при этом тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов принимается из расчета 10 Вт на 1 м2 пола [4]:

\ (4.5)

где Fп - полезная площадь пола, м2.

Расчет тепловых нагрузок приведен в приложении 2.

5. РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Тепловая нагрузка на нужды горячего водоснабжения (ГВС) определяепо максимальному часовому расходу , которая определяется по [6]:

где -средний часовой расход теплоты на ГВС, Вт, в свою очередь определяется по формуле (5.4);

-коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды, показывающий во сколько раз максимальный часовой расход воды больше среднего расхода. Зависит от вида здания и числа потребителей в здании. Может быть рассчитан по уравнению (5.2)

-коэффициент, учитывающий потерю теплоты трубопроводами, равен 0,3.

где - норма расхода горячей воды на одного потребителя в час наибольшего водопотребления, л/(ч ^. потр);

- среднесуточная норма расхода на одного потребителя, л/(сут ^. потр);

- часовой расход воды водоразборным прибором, л/ч.

Значения , л/(сут ^. потр), , л/(ч ^. потр), , л/ч для различных видов зданий приведены в специальной нормативной и справочной литературе. Для жилых зданий эти показатели могут быть равны ; ; .

Тогда уравнение (3.2) для жилых зданий будет иметь вид:

Для условий, когда m = 4, коэффициент будет равен:

где с- плотность горячей воды, кг/л. При температуре 55 ⁰С по табличным данным равна 0986 кг/л;

- среднечасовая норма расхода горячей воды, л/ч, определяющаяся по уравнению (5.5);

t_г- расчетная температура горячей воды, 55 ⁰С

t_х- средняя температура холодной воды в отопительный период, 5 ⁰С.

где m-число потребителей горячей воды в здании равное 4;

- суточная норма расхода горячей воды на одного потребителя, л/(сут ^. потр), при расчетной температуре воды 55 ⁰С. Принимается по справочным данным [5] равной 105 л/ (сут ^. потр).

Тогда среднечасовую норму расхода получим равной:

Подставив значения выржения (5.5) в формулу (5.3) получим:

Тогда максимальный расход по выражению (5.1) составит:

6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

6.1 Выбор типа системы отопления и расчетных параметров теплоносителя

В здании запроектирована двухтрубная горизонтальная система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя (воды), температура которого в подающем трубопроводе системы отопления 95°С, в обратном трубопроводе 70°С.Направление движения воды в подающих и обратных магистралях попутное, т.е. движение воды в одном направлении. Схема присоединения к тепловым сетям-зависимая. Согласно СНиП 41-02-2003 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Тепловые сети», в общем случае предписано подсоединение систем отопления по зависимой схеме. Независимая схема предписана для жилых зданий с 12 и более этажами и других потребителей, если это обусловлено гидравлическим режимом работы системы или техническим заданием заказчика.

Выбор системы аргументирован следующими факторами.

Данная система обладает рядом преимуществ, таких как: возможность организации равномерного нагрева каждого радиатора независимо от этажа, в каждую батарею теплоноситель подводится с одинаковой температурой; еще на этапе проектирования предусмотрена установка автоматических терморегуляторов для радиаторов отопления и, следовательно, возможность регулирования температуры в каждой комнате; нет необходимости использования мощного насоса, так как в двухтрубной обвязке значительные потери давления отсутствуют и вода способна циркулировать самотёком благодаря силе гравитации; в эту систему можно врезать батареи даже после сборки основной линии, что невозможно при однотрубной системе, а ошибки, допущенные на стадии проектирования, легко ликвидируются, а также выполнять ремонт одного отдельно взятого нагревательного прибора допускается без отключения всей отопительной системы; для этой системы не надо увеличивать количество секций в радиаторах с целью увеличения объемов теплоносителей.

Двухтрубная горизонтальная система отопления более распространена в одноэтажных и двухэтажных домах.

6.2 Конструирование системы отопления.

Конструирование системы начинается с расстановки стояков и нагрева-тельных приборов на плане типового этажа.Предусмотрена открытая прокладка трубопроводов, это обеспечивает легкую их замену при ремонте.

Трубопроводы в местах пересечения перекрытий, внутренних стен и перегородок проложены в гильзах из негорючих материалов. Заделка зазоров и отверстий в местах прокладки трубопроводов предусмотрена негорючими материалами.

Отопительные приборы размещены под световыми проемами в местах доступных для осмотра, ремонта.В отсеках тамбуров, имеющих наружные двери, отопительные приборы не устанавливаются. В качестве отопительных приборов приняты биметаллические радиаторы Oasis BM 350/80. На подводках к приборам установлены регулирующие клапаны за исключением приборов установленных в санузлах и коридоре. Выпуск воздуха предусматривается через кран Маевского, который установлен на каждом отопительном приборе.

После конструирования приступают к гидравлическому расчету системы отопления.

7. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого отопительного прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов.

Теплопотребность помещения Qп., Вт, определяется по формуле:

Q_п. = ?Q, (7.1)

где ?Q - теплопотери помещения, Вт;

Расход воды через отопительный прибор , кг/ч, определяется по формуле:

(7.2)

где Qрасч - теплопотери помещения из таблицы 3, Вт;

в1 - коэффициент зависящий от шага номенклатурного ряда прибора;

в2 - коэффициент зависящий от вида прибора и способа установки.

Перепад температур теплоносителя между входом и выходом каждого отопительного прибора будет постоянным, т.е.

t_ср = (t_вх + t_вых)/2, (7.3)

t_ср = (91,3+70)/2=80,65°С.

Требуемый номинальный тепловой поток Qн.т., Вт, для выбора типоразмера отопительного прибора, определяется по формуле:

(7.4)

где Q_п - теплопотребность рассматриваемого помещения, Вт, определенная по формуле (7.1);

ц_к - комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора к расчетным условиям, определяется по формуле:

ц_к=··b ·c ·, (7.5)

где n, р, с - экспериментальные числовые показатели, [7];

b - коэффициент учета атмосферного давления в данной местности, b=0,9;

- коэффициент учёта направления движения теплоносителя, =1;

t_ср - разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, ^оС , определяется по формуле:

?t_ср = t_ср - t_в , (7.6)

где t_ср - средняя температура между входом и выходом каждого отопительного прибора;

t_в - температура воздуха в помещении;

G_пр - расход воды в приборе, кг/ч, определяется по формуле:

(7.7)

где Q_п - теплопотребность рассматриваемого помещения, Вт;

₁ - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, зависит от номенклатурного шага радиатора и равен ₁=1,02, [8];

₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных ограждений, [8];

с - удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/кг^оС;

t_{г ,}t_о - температура прямого и обратного теплоносителя, соответственно, ⁰С.

Количество секций радиатора определяется по формуле:

(7.8)

где Q_т.н. - требуемый номинальный тепловой поток, Вт;

Q_н.у. - нормативный условный тепловой поток с одной секции, Вт.

Результаты расчета приведены в таблице 7.1

Таблица 7.1-Результаты теплового расчета отопительных приборов.

№ помещения	Теплопотери помещения Q, Вт	Расход воды через отопительный прибор Gпр, кг/ч	Комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора, ?к	Суммарна теплоотдача труб, проложенных в пределах помещения Qтр, Вт	Требуемая теплоотдача прибра, Qпр, Вт	Требуемый номинальный тепловой поток Q н.тр, Вт	Минимальное количество секций отопительного прибора, Nmin	Количтесво секций отопительного прибора, Nуст
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1этаж
1	1575	66,83	1,01	78,4	1504,44	1496,6	8	8
2	3413	144,82	1,01	523,7	2941,67	2926,4	15	16
3	303	12,86	0,98	125,1	190,41	195,0	1	2
4	886	37,59	1,06	83,65	810,72	763,1	4	4
Мансардный этаж
5	853	36,19	0,99	204,7	668,77	674,6	4	4
6	867	36,79	1,01	63,1	810,21	806,0	4	4
7	2109	89,49	0,86	269,2	1866,72	2179,7	10	10

8. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и скорости движения воды.

Определяем коэффициент гидравлического трения л по формуле:

(8.1)

где К_Э коэффициент эквивалентной шероховатости, равный 0,5 мм;

d_в - диаметр трубопровода, м.

Удельные потери давления на участке R_Л, Па/м, определяем по формуле:

, (8.2)

где с - средняя плотность теплоносителя, кг/м³, равная в данном случае:

Если удельные потери давления для основного участка не превышают 80 Па/м, а для ответвлений не более 300 Па/м, то окончательно определяем линейные потери давления на участке ДР_Л, кПа, по формуле:

(8.3)

где l -длина участка.

Потери давления в местных сопротивлениях, ДР_м, кПа, определяем по формуле:

(8.4)

где ?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке.

Суммарные потери давления ?Р, кПа, определяем по формуле:

?Р = ?Р_Л + ?Р_м. (8.5)

На данном этапе, определив все сопротивления, кроме сопротивлений компенсаторов температурного удлинения.

Гидравлический расчет представлен в приложении 3.

Расчетная схема представлена в приложении 4.

9. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

9.1 Определение плотности и теплоты сгорания природного газа

В соответствии с районом проектирования в дипломном проекте для обеспечения жителей села Устье природным газом было выбрано Ухтинское месторожение.

Основными параметрами для природного газа являются плотность и теплота сгорания. Результаты расчетов представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Характеристика природного газа Ухтинского месторождения

Состав газа	Процентное содержание ri, %	Теплота сгорания Qсн, МДж/м3	Плотность газа при нормальных условиях со, кг/м3
Метан СН4	88,0	35,84	0,7168
Этан С2Н6	1,9	63,73	1,3566
Пропан С3Н8	0,2	93,37	2,019
Бутан С4Н10	0,3	123,77	2,703
Пентан С5Н12	-	146,34	3,221
СО2	-	-	1,9768
Н2S	-	23,49	1,5392
Азот N2 + редкие газы	9,3	-	1,2505

Плотность природного газа при нормальных условиях определяется как плотность газовой смеси в зависимости от содержания и плотности отдельных компонентов по следующей формуле:

, кг/м³ (9.1)

где r_i - объемная доля i-го компонента газовой смеси;

с_i - плотность i-го компонента при нормальных условиях, кг/м³_.

Таким образом, плотность природного газа равна:

с₀ = 0,88 Ч 0,7168 + 0,019Ч 1,3566 + 0,002 Ч 2,019 + 0,003 Ч 2,703 + +0,003Ч1,9768 + 0,093 Ч 1,2505 = 0,791 кг/м³.

Низшая теплота сгорания природного газа при нормальных условиях определяется как теплота сгорания газовой смеси в зависимости от содержания и теплоты сгорания отдельных компонентов смеси по формуле:

микроклимат отопление газоснабжение дом

, МДж/м³ (9.2)

где r_i - объемная доля i-го горючего компонента газовой смеси;

(Q^с_н )_i - теплота сгорания i-го компонента, МДж/м³_.

Таким образом, теплота сгорания природного газа равна:

Q^с_н =0,88 Ч 35840 + 0,019 Ч 63730 + 0,002 Ч 93370 + 0,003 Ч 121840

= 33302 кДж/м³.

9.2 Определение годового и расчетного расходов природного газа на пищеприготовление

Годовые и расчетные часовые расходы газа служат исходными данными для определения диаметров газопроводов, для выбора размеров и типов газовой арматуры, аппаратуры и оборудования.

Расчет расхода газа представляет собой сложную задачу, так как потребители расходуют газ неравномерно. Кроме того, количество газа, расходуемого сельскими потребителями, зависит от ряда факторов, таких как газооборудование дачных домов, климатические условия, благоустройство, населенность и перспективы развития сельского поселения.

Большинство представленных факторов не поддается точному учету, поэтому потребление газа рассчитывают по средним нормам, разработанным в результате анализа многолетнего опыта фактического потребления газа, а также перспектив его изменения.

Расчетный часовой расход газа для газоснабжения села Устье определен с учетом потребления газа на пищеприготовление, горячее водоснабжение и отопление.

Расход зависит от числа жителей. Количество жителей в жилом доме проживает 4 человека.

Охват газоснабжения жилых домов для большинства сельских населенных пунктов близок к единице. Тогда годовое потребление газа на использование его в жилых домах вычисляется по следующей формуле:

Q_к = у_к N(Z₁·q₁+Z₂·q₂ + Z₃·q₃),МДж/год, (9.3)

где у_к - степень охвата газоснабжением населения города;

Z₁ и q₁ - доля потребителей с централизованным ГВС и норма расхода теплоты на 1 человека в год;

Z₂ и q₂ - доля потребителей с ГВС от газовых водонагревателей и норма расхода теплоты на 1 человека в год;

Z₃ и q₃ - доля потребителей без ГВС и норма расхода теплоты на 1 человека в год.

Таким образом, годовое потребление газа на использование его в жилых домах равно:

Qк = 1 Ч 4 Ч (8000 Ч 1) = 32000 МДж/год.

Годовой расчетный расход газа определяем по следующей формуле:

м³/год (9.4)

где Q_год - годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды;

Q^c_н - низшая теплота сгорания газа.

Таким образом, расчетный годовой расход газа равен:

м³/год.

10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Внутренний газопроводов низкого давления. Согласно нормативным данным [9] потери давления не должны превышать1,8 кПа. Таким образом, располагаемый перепад давлений, на который проектируются газопроводы низкого давления, составляют 1800 Па , из которых 400 Па принимаем в качестве допустимых потерь давления во внутридомовых газопроводах, а 200 Па - во внутридворовых газопроводах.

Методика расчета следующая:

- по расходу газа на участке, длине и назначенному диаметру газопровода,

по таблицам 6-9 [6], определяем удельные потери давления от трения ДP/ L ,

Па/ м , и эквивалентные длины участков L_э , м ;

- для каждого расчетного участка газопровода находим потери давления на трение ДP_тр , Па ,и местные сопротивления ДP_мс , а для вертикальных участков также дополнительное избыточное давление ДP_доп;

- к полученным потерям давления ?P_уч, Па , прибавляют гидравлическое сопротивление газового прибора ДP_пр;

- если сумма потерь давления ?P_уч + ДP_пр превышает располагаемый перепад давления, назначают новые диаметры участков и производят перерасчет.

Для определения потерь давления на участке пользуются выражениями:

ДP_уч = ДP_тр + ДP_мс ± ДP_доп = L_р ± ДP_доп , Па , (10.1)

где L_р - расчетная длина участка, м , которая равна:

L_р = L_уч +?ж L_э, Па , (10.2)

где L_уч - длина участка газопровода, м ;

?ж - сумма коэффициентов местных сопротивлений (КМС);

L_э - эквивалентная длина трубопровода, м ;

ДP_доп - дополнительное избыточное давление, Па, возникающее на вертикальных участках газопроводов, которое находится по формуле:

ДP_доп =±gH(с_в - с_г ), Па , (10.3)

где g - ускорение свободного падения, 9,81 2 м/с ;

H - высота вертикального участка, м ;

с_в - плотность воздуха, кг/м ;

с_г - плотность газа, кг/м .

Значения коэффициентов местных сопротивлений (КМС) на каждом участке системы газоснабжения приведены в таблице 10.1.

Таблица 10.1- Ведомость коэффициентов местных сопротивлений

Nуч.	Наименование сопр.	Значение КМС	Кол-во КМС	?о
0-1	Кран шаровый	4	1	4
1-2	Отвод на 90°	0,3	8	17,75
	Кран шаровый	4	1
	Внезапное сужение	0,35	1
	Счетчик	11	1
2-3	Отвод на 90°	0,3	5	6,85
	Кран шаровый	4	1
	Внезапное сужение	0,35	1
	Тройник проходной	1	1
2-4	Кран шаровый	4	1	4

Гидравлический расчет основного направления внутридомового газопровода проводим в табличной форме, который представлен в приложении 5.

11. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Посчитаем затраты на оборудование для систем газоснабжения и отопления.

Стоимость оборудования сведена в таблицу 11.1.

Таблица 11.1 - Стоимость оборудования

Наименование оборудования	Еденица измерения	Количество	Стоимость, руб.
Газовый котел настенный Vaillant turboTEC pro 242/5-3	шт	1	42500
Набор коаксиальная дымохода	шт	1	2151
Газовая плита INDESIN KN 1G 217(x)	шт	1	18289
Газовый счетчик NPM-G4	шт	1	1950
Кран шаровый Ду15	шт	1	117
Кран шаровый Ду20	шт	1	188
Кран шаровый Ду25	шт	1	348
Труба стальная водогазопроводная Ду15	м	4,4	348
Труба стальная водогазопроводная Ду20	м	14,5	1465
Труба стальная водогазопроводная Ду25	м	1,8	258
Футляр-труба Ду40	м	0,8	98
Крепление к стене вн. Ду15	шт	3	645
Крепление к стене вн. Ду20	шт	3	663
Крепление к стене нас. Ду20	шт	5	1105
Подводка гибкая для газа ПВХ армир. Полиэф. Нитью TuboFlex	м	2	362
Радиатор биметаллический Oasis BM 350/80 10 секций	шт	1	3800
Радиатор биметаллический Oasis BM 350/80 8 секций	шт	3	9120
Радиатор биметаллический Oasis BM 350/80 4 секций	шт	4	6080
Радиатор биметаллический Oasis BM 350/80 2 секций	шт	1	760
Труба полимерная для холодной и горячей воды Ду16	м	62	3782
Труба полимерная для холодной и горячей воды Ду20	м	28	2716
Регулятор давления	шт	9	3600
Воздухоотводчик	шт	9	540
Комплект кронштейнов	шт	9	639
Кран шаровый	шт	4	380
Тройник переходной Ду20	щт	4	44
Тройник Ду16	шт	8	40
Тройник Ду20	шт	4	28
Поворот 900 Ду16	шт	28	112
Поворот 900 Ду20	шт	10	50
Итого			102178

12. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

12.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации систем газоснабжения дома

В ходе эксплуатации и строительства данного объекта на человека воздействуют множество отрицательных факторов. Эти факторы рассматриваются с точки зрения физиологии человека. С точки зрения эргономики и производственной санитарии при проектировании рабочего места (рабочей зоны) человека необходимо учитывать размеры тела человека, теплообмен человека с окружающей средой; особенность зрения, обоняния, дыхания, нервной системы.

Вредные факторы производственного процесса и выполняемых работ на данном объекте - солнечное излучение, низкие и высокие температуры, повышенная или пониженная влажность, сильный ветер до 8 м/с, повышенный уровень шума на рабочем месте, производственная пыль со стройплощадки - запыленность рабочей зоны, недостаточное освещение, вибрации. В процессе труда на человека кратковременно или длительно воздействуют производственные вредности или факторы, неблагоприятно влияющие на организм человека, можно разбить на три основных вида: физические (неприемлемая температура, шум, вибрация и т.д.), приводящие к виброболезни, глухоте, обморожениям, солнечным ударам, расширению вен и т. д.; химические (пыль, газы, ядовитые вещества, и пр.), приводящие к заболеванию силикозом и к другим острым хроническим заболеваниям, биологические (инфекционные заболевания). Для устранения подобных факторов разрабатываются научно - организационные, санитарно - гигиенические (применение вентиляционных установок, пылеуловителей, водяных и воздушных завес, виброизолирующих устройств) и лечебно - профилактические мероприятия, направленные на оздоровление условий труда и повышение его производительности на всех стадиях технологического процесса.

Человек чувствует себя хорошо и работоспособен, если температура окружающего воздуха составляет 12-22°С, относительная влажность составляет 40-60 %, а движение воздуха 0,1-0,2 м/с и на организм действует нормальное атмосферное давление. Особенно вредна работа при высоких температурах в сочетании с высокой влажностью - свыше 80 - 90%, т.к. может происходить перегревание тела человека (тепловой удар). Нормами установлено, что в кабинах автомашин, бульдозеров и т.д. температура воздуха не должна быть ниже 13-17°С в холодное и переходное время года и не более 28°С в тёплое время года при колебаниях влажности от40 до 80%, при этом допускается скорость движения воздуха зимой не более 0,5 м/с, летом- не более 0,7-1м/с.

Пыль - это мельчайшие частицы твёрдого или жидкого вещества, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии. На рассматриваемом объекте источником пыли является специализированнная техника и ветер, приносящий эрозийным способом частицы с поверхности земли. На рабочих так же воздействует пыль, получающаяся при разгрузке песка, разработке почв. Это приводит к нарушению терморегуляции организма и воспалительным заболеваниям кожи -- экземам, дерматитам и др. Попадая в уши пыль, раздражающе действует на ушную раковину, в результате чего у человека может произойти снижение слуха. Для глаз человека особую опасность представляют твердые пылинки с острыми краями. Их воздействие может привести к травме глаз. Запыление глаз приводит к развитию конъюнктивита, изменениям роговицы глаз и др.

Количество пыли измеряется её массой, выраженной в миллиграммах на 1 м³ воздуха. Нередко свободная двуокись кремния поражает весь организм человека, приводя к функциональному нарушению сердечно-сосудистой деятельности и центральной нервной системы, в результате - профессиональное заболевание - силикоз (песчаная пыль) или силикатоз (силикатная пыль).Основным показателем, по которому оценивается вредность воздействия производственной пыли на организм человека, является ее концентрация (т. е. количество пыли в миллиграммах, содержащейся в 1 м3 воздуха). В Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий приводятся предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли, паров и других аэрозолей в воздухе рабочей зоны промышленных помещений. Шум (сочетание звуков различной интенсивности и частоты, оказывающих вредное воздействие не организм человека) и вибрация (колебания частей производственного оборудования), превышающие пределы громкости и частоты звуковых колебаний, представляют собой профессиональную вредность. По источникам происхождения шумы могут быть механическими, аэродинамическими и возникающими при работе электрических машин. Под влиянием шума у человека может изменяться кровяное давление, работа желудочно-кишечного тракта, а длительное его действие в ряде случаев приводит к частичной или полной потере слуха.

На рассматриваемом объекте присутствуют все виды шумов: низкочастотные (уровень громкости 90 - 100 дБ), среднечастотные (уровень громкости 85 - 90 дБ), высокочастотные (уровень громкости 75 - 85 дБ), стабильные, воющие, прерывистые. Во время строительных работ объясняется наличием специальной техники (экскаваторов, бульдозеров, скреперов, катков и т.д.).

Уровень звукового давления можно измерить шумометрами: ЛИОТ типа Ш - 3м (наиболее распространённый) и анализаторами частот типа АШ - 2м.

На рассматриваемом строительном объекте присутствуют общие вибрации (конструкции, агрегата, на котором находится человек), источниками вибрации является специальная строительная техника.

Предельно допустимые величины общей вибрации устанавливаются для скорости, как в абсолютных, так и в относительных величинах по спектру частот от 11 до 335 Гц, включающему 5 октавных частотных полос со среднегеометрическими значениями частот 16, 32, 63, 120, 250 Гц. Предельно допустимые величины местных вибраций при частоте вращения 1200-6000 об/мин 20-100 Гц, а предельно допустимая амплитуда колебаний 1,5-0,005 мм. При частоте колебаний более 25 Гц вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на нервную систему, что может привести к развитию тяжёлого нервного заболевания - вибрационной болезни.

12.2 Меры по обеспечению безопасности при эксплуатации смстем газоснабжения

Настоящие Правила являются переработанным изданием «Правил технической эксплуатации и требований безопасности труда в газовом хозяйстве РСФСР» и «Правил технической эксплуатации и требований безопасности труда на газонаполнительных станциях сжиженных газов», утвержденных приказом № 474Минжилкомхоза РСФСР 15 сентября 1982 г.

При составлении и редактировании Правил были учтены действующие нормативные документы, а также опыт, накопленный эксплуатационными и строительно-монтажными организациями.

Правила вводятся в действие с 1 июля 1992 г., при этом утрачивают силу «Правила технической эксплуатации и требования безопасности труда в газовом хозяйстве РСФСР» и «Правила технической эксплуатации и требования безопасности труда на газонаполнительных станциях сжиженных газов», утвержденные Минжилкомхозом РСФСР 15 сентября 1982 г.

Правила технической эксплуатации. Общие положения.

Настоящие Правила обязательны для всех предприятий и организаций независимо от ведомственной принадлежности, а также для кооперативов, арендных предприятий и других субъектов хозяйственной деятельности, эксплуатирующих системы газоснабжения, газоиспользующие объекты и агрегаты на территории Российской Федерации. Правила содержат обязательные положения и требования, предъявляемые при эксплуатации газопроводов и сооружений на них, средств их защиты от коррозии, газового оборудования, аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, средств автоматики и телемеханики, вычислительной техники, используемых в системах газоснабжения и у потребителей газа, а также зданий, сооружений, коммуникаций и всех видов оборудования газорегуляторных пунктов

(ГРП), газонаполнительных станций (ГНС), пунктов (ГНП), автомобильных газозаправочных станций (АГЗС), складов баллонов, баллонных и резервуарных установок сжиженного газа. При эксплуатации газового хозяйства следует также руководствоваться «Правилами безопасности в газовом хозяйстве», «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора СССР, а также требованиями инструкций по эксплуатации соответствующего оборудования.

Отступления от настоящих Правил, вызываемые технической необходимостью, разрешаются Росстройгазификацией при согласовании с Госгортехнадзором России. При этом предприятие газового хозяйства должно представить обоснование отступления от Правил и перечень мероприятий, обеспечивающих безопасную эксплуатацию газового хозяйства.

Подаваемые в газопроводы природные газы должны соответствовать требованиям ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для пр...