Теплоснабжение и вентиляция общественного здания

Размещено на http://allbest.ru

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)

Инженерно-строительный факультет

Кафедра теплогазоснабжения

Расчётно-графическая работа

«Теплоснабжение и вентиляция общественного здания»

по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Выполнил: студент 3 курса И.Е. Константинова

Проверил: Преподаватель А.Ю. Чадов

Нижний Новгород 2018г.



Содержание

Введение

1. Система отопления гражданского здания

1.1 Определение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций

1.1.1 Определение сопротивления теплопередачи наружной стены

1.1.2 Определение сопротивления теплопередачи окон

1.1.3 Определение сопротивления теплопередачи наружных дверей

1.1.4 Определение сопротивления теплопередачи через чердачное перекрытие

1.1.5 Определение сопротивления теплопередачи полов

1.1.6 Определение температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций

2. Расчет теплопотерь здания

2.1 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

2.2 Затраты теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха

2.3 Тепловой баланс помещений и теплозатраты на отопление

3. Выбор, установка и расчет поверхности отопительных приборов

4. Компановка теплового пункта и подбор элеватора

5. Вентиляция помещений здания



Введение

Целью выполнения расчетно-графической работы является закрепление теоретических знаний, овладение приемами практической работы, освоение навыков проектирования и конструирования современных систем отопления и вентиляции.



1. Система отопления гражданских зданий

1.1 Определение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций

1.1.1 Определения сопротивления теплопередачи наружной стены

Сопротивление теплопередачи должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередачи из условия обеспечения санитарно-технической безопасности:

,°C -сутки (1.2)

- коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, доли; табл.4 [1] проектирование здание отопление теплопередача

- расчетная температура внутреннего воздуха в помещении,°С;[3]

- расчетная температура наружного воздуха для проектируемого отопления,°С; [2]

- нормированный температурный перепад между t_B и температурой на внутренней поверхности наружного помещения (ограждения),°С; табл.5[1]

- коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м^{2 о}С; табл.4[1]

°С - средняя температура отопительногопериода со среднесуточной температурой, не превышающей 8 °С. табл1.[2];

суток - продолжительность отопительного периода в городе Калининград.

ГСОП = (20+1,2) •167 = 3541 °С - сутки

Согласно Приложению Г[9]:

- нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций:

Зона влажности - нормальная. Прил.3[1]

Влажностный режим помещения - нормальный (прил.В). Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б (табл. 2[1])

Сопротивление теплопередачи наружной стены можно определить как сопротивление теплопередачи многослойной ограждающей конструкции:

где: - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/м^2оС; табл.6 [1]

R_к- термическое сопротивление ограждающей конструкции, м^{2 о}С/Вт;

Термическое сопротивление R_к определяется:

где: - толщина слоя, м; -- коэффициент теплопроводости слоя, Вт/м °С.

Конструкция наружной стены:

1) Штукатурка (цементно-песчаный раствор) = 0,02 м, = 0,76 Вт/м °С. Прил.З [1]

2) Утеплитель - минераловатные плиты

с = 350 кг/м , = 0,09 Вт/м °С по Прил.3 [1].

3) Кирпичнаякладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе с = 1800 кг/м³, = 0,25 м, по Прил.3 [1] = 0,76 Вт/м°С.

Находим толщину утеплителя :

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче:

1.1.2 Определение сопротивления теплопередачи окон

заполнения световых проемов определяют по значению величины ГСОП (градусы-сутки отопительного периода), посчитанного по формуле:

,°C -сутки (1.5)

Где: °С - средняя температура отопительногопериода со среднесуточной температурой, не превышающей 8 °С. табл1.[2];

суток - продолжительность отопительного периода, табл1.[2]

ГСОП = (20+1,2) •164 = 3541 °С - сутки

Интерполируя, находим по таблице 3 [1]:

= 0,40 м^{2 о}С/Вт

Принимаем двойное остекление в спаренных переплетах.

1.1.3 Определение сопротивления теплопередаче наружных дверей

Требуемое сопротивление наружных дверей должно быть:

= 0,6·0,82=0,49 м^{2 о}С/Вт



1.1.4 Определение сопротивления теплопередаче через чердачное перекрытие

Сопротивление теплопередаче над проездами, подвалами и подпольями, а также покрытий должно быть не менее , которое определяется по формуле 1.1.

n = 0,9 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 4 [1]

- нормированный температурный перепад между t_B и температурой на внутренней поверхности наружного помещения (ограждения) ,°С;табл.4

- коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м^г°С табл.4[1]

Интерполируя, находим по таблице 3 [1]:

В качестве расчетного сопротивления принимаем наибольшее значение:

1.1.5 Определение теплопередачи полов

Сопротивление теплопередачи пола по лагам определяется по формуле:

(1.6)

- теплопотери неутепленного пола, зависят от зоны;

- соответственно толщина, м и теплопроводность материала утепляющих слоёв, Вт/°С

Для конструкции пола из лагов:

= 0,04 м - толщина досок;

= 0,18 °С / - теплопроводность досок;

= = 1,075

Сопротивление теплопередачи по лагам для зоны:

1) =

=1,18 ) = 3,74 °С /

2) =

=1,18 ) = 6,34 °С /

3) =

= 1,18 ) = 11,42 °С /

1.1.6 Определение температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций

; (1.7)

Где - то же, что и в формуле (1.1)

Подставляя все значения в формулу, получаем:

- для наружных стен;

- для окон;

- для дверей;

- для перекрытий;

- пол в зоне 1;

- пол в зоне 2;

- пол в зоне 3.



2. Расчет теплопотерь здания

2.1 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции

Для расчета нагревательных приборов и диаметров трубопроводной системы отопления определяются потери тепла в каждом помещении в отдельности и во всем здании в целом, представленные в таблице 1.1.

Основные теплопотери определяются по формуле:

(2.1)

Где R - сопротивление теплопередачи, м²·°С/Вт;

F - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

Полные теплопотери определяются по формуле:

Q_полн= Q_осн (2.2)

Где, в - коэффициент учета добавочных потерь в долях от основных потерь. К добавочным потерям теплоты относятся следующие:

· На ориентацию помещения по сторонам света;

· На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более;

· На прогрев врывающегося холодного воздуха.

Результаты расчета теплопотерь через ограждающие конструкции занесены в таблицу 1.

Обозначения:

СН - стена наружная;

СВ - стена внутренняя;

ОД - окно с двойным остеклением;

ОО - окно с одинарным остеклением;

ОП - окно с пятерным остеклением;

ДО - дверь одинарная;

ДД - дверь двойная;

ПТ - перекрытие (потолок);

ПЛ - пол.

2.2 Затраты теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха

Расход теплоты для нагрева инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции находится так:

(2.3)

Где - расход удаляемого воздуха не компенсируемый подогретым приточным воздухом, :

= L (2.4)

Где L - удельный нормативный расход ( 3 на 1 пола);

F - площадь пола помещения, ;

- плотность наружного воздуха, :

= ;

;

м в таблицу.

Таблица 2 - Расчет теплопотерь на нагрев инфильтруемого воздуха

Номер помещения	F
101	47,9	43	2439,5
102	37,5	43	1909,8
103	47,9	43	2439,5
104	12,2	39	563,5
105	35,6	39	1649,0
106	58	43	2953,9
107	82,9	39	3833,9
108	47,9	43	2439,5
109	14,3	43	728,3
110	3	42	149,2
111	28,2	43	1436,2

2.3 Тепловой баланс помещений и теплозатраты на отопление здания

Системы отопления предназначены для создания в холодный период года в помещении здания заданной температуры воздуха, соответствующей комфортным условиям.

Для поддержки расчетной система отопления должна компенсировать теплопотери помещения.

Для гражданских зданий обычно принимают:

(2.5)

Где теплонедостаток, т.е. расчетная мощность системы отопления здания, Вт;

- теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

- затраты теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха, Вт.

Результаты определения теплозатрат заносятся в таблицу.

Таблица 3 - Тепловой баланс помещения здания

Номер помещения	Теплопотери через ограждающ. конструкции , Вт	Затраты на нагрев инфильтрующ. воздуха , Вт	Теплонедостаток , Вт
101	1999,1	2439,5	4438,6
102	1094,0	1909,8	3003,8
103	2117,8	2439,5	4557,3
104	464,3	563,5	1027,8
105	1327,6	1649,0	2976,6
106	2430,7	2953,9	5384,6
107	1671,4	3833,9	5505,3
108	2013,0	2439,5	4452,5
109	602,0	728,3	1330,3
110	289,4	149,2	438,6
111	1032,0	1436,2	2468,2
	У	35583,8



3. Выбор, установка и расчет поверхности отопительных приборов

Система отопления принимается двухтрубная, с нижней разводкой магистрального трубопровода горячей воды t_вх=95°С, t_вых=70°С.

Для удаления воздуха из системы отопления предусматриваются воздушные краны в верхней пробке нагревательных приборов. В качестве нагревательных приборов приняты чугунные радиаторы типа МС140-108, которые устанавливаются под окнами.

Площадь поверхности нагревательных приборов определяется по формуле:

, м² (3.1)

где: F_P - расчётная площадь отопительного прибора, м²;

Q_ПР - теплоотдача отопительного прибора в отапливаемое помещение, Вт;

q_ПР- расчётная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м²;

в₁ - коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счёт округления сверх расчётной величины (принимаем в₁=1,02);

в₂ - коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (принимаем в₂=1,02).

Теплоотдача отопительного прибора определяется по формуле:

Q_пр=Q_потр -0,9·Q_ТР , Вт (3.2)

где: Q_потр - теплопотребность помещения, Вт (принимается по таблице 4 рассчитываемого помещения);

Q_потр = 1,07* Q_пом

Q_ТР - суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединён прибор.

Q_тр=q_B·l_B+q_Г·l_Г, Вт(3.3)

где: q_B и q_Г- теплоотдача одного погонного метра вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м ( q_B=q_Г=33 Вт/м) (табл. II.22[4])

Условный диаметр 25 мм.

l_B и l_Г - длины вертикальных и горизонтальных трубопроводов в пределах помещения, м.

Расчётная плотность теплового потока отопительного прибора определяется по формуле:

, Вт/м²(3.4)

где: q_ном=758 Вт/м² - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы;

Дt_CP=0,5·(t_ВХ+t_ВЫ)-t_В , ⁰С - температурный напор, равный разности полусуммы температур теплоносителя на входе и выходе отопительного прибора и температуры воздуха в помещении, t_вх=95⁰С, t_вых=70⁰С;

n, p - эксперимент. значения показателей степени (n=0,3; p=0,02);

С_пр - коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменения показателя р в различных диапазонах расхода теплоносителя (С_пр=1,039);



G_ПР - действительный расход воды в отопительном приборе:

, кг/с(3.5)

где: с=4,187кДж/кг·⁰С - теплоёмкость воды;

t_вх, t_вых - температура воды на входе и выходе отопительного прибора.

Расчётное число секций чугунных радиаторов определяется по формуле:

(3.6)

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

в₃ - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до15 - 1; от 16 до 20 - 0,98; от 21 до 25 - 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле:

в₃=0,92+0,16/F_P(3.7)

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

Поскольку расчётное число секций N_Р редко получается целым, то к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.

Необходимая площадь поверхности отопительных приборов помещений зданий заносятся в таблицу 2.

Расчет поверхности отопительных приборов
№пом.	Тепл.мощ. Qco, Вт	tв, C	tг(вх), С	tо(вых), С	Дtср, С	Gпр, кг\с	qпр, Вт\м2	Доп. Коэф.	Qтр, Вт	Qпр,Вт	Fр, м2	Доп.коэф.	Nр, шт	Nуст, шт
								в1	в2				в3	в4
101	4438,6	43	95	70	62,5	42,4	738,3	1,02	1,02	584,1	4223,6	6,0	1,0	1,0	24,4	24
102	3003,8	43	95	70	62,5	28,7	732,6	1,02	1,02	244,2	2994,3	4,3	1,0	1,0	15,2	15
103	4557,3	43	95	70	62,5	43,5	738,7	1,02	1,02	584,1	4350,6	6,1	1,0	1,0	25,1	25
104	1027,8	39	95	70	66,5	9,8	777,2	1,02	1,02	818,4	363,2	0,5	1,0	1,0	2,5	3
105	2976,6	39	95	70	66,5	28,4	793,9	1,02	1,02	310,2	2905,8	3,8	1,0	1,0	15,0	15
106	5384,6	43	95	70	62,5	51,4	741,2	1,02	1,02	627	5197,2	7,3	1,0	1,0	29,9	30
107	5505,3	39	95	70	66,5	52,6	803,8	1,02	1,02	244,2	5670,9	7,3	1,0	1,0	30,1	30
108	4452,5	43	95	70	62,5	42,5	738,3	1,02	1,02	627	4199,9	5,9	1,0	1,0	24,3	24
109	1330,3	43	95	70	62,5	12,7	720,7	1,02	1,02	171,6	1269,0	1,8	1,0	1,0	7,5	8
110	438,6	42	95	70	63,5	4,2	719,6	1,02	1,02	184,8	303,0	0,4	1,0	1,0	2,8	3
111	2468,2	43	95	70	62,5	23,6	729,7	1,02	1,02	244,2	2421,2	3,5	1,0	1,0	14,1	14

4. Компоновка теплового пункта и подбор элеватора

Размещаем тепловой пункт в подвале здания. Для понижения температуры теплоносителя используем элеватор. Элеватор устанавливают на прямых участках трубопровода, диаметры которых должны быть равны диаметрам отверстий для входа и выхода из элеватора.

Расчетной характеристикой для элеватора служит коэффициент смещения, определяемый с запасом 15% по формуле:

(4.1)

Где = 130 - температура воды, поступающей из тепловой сети;

= 95 - температура смешанной воды после элеватора, поступившей в систему отопления;

= 70 - температура охлажденной воды, поступающей из системы отопления.

Затем определяют основной размер элеватора - диаметр горловины:

(4.2)

Где - гидравлическое сопротивление системы отопления, 10 кПа;

- количество воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч

, (4.3)



Где - суммарный расход тепла на отопление, Вт;

с - теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/кг К.

Зная диаметр горловины, затем по табл. 14 подбираем элеватор №1. После подбора серийного элеватора , имеющего диаметр сопла:

Давление, которое необходимо иметь перед элеватором для обеспечения нормальной его работы, определяется по формуле:

Где - гидравлическое сопротивление системы отопления, Па.



5. Вентиляция помещений здания

Количество удаляемого воздуха из помещения определяют по формуле:

(5.1)

Где - кратность воздухообмена помещения, принимается согласно нормам проектирования соответствующих зданий по СанПиН 2.4.1.1249-03;

- внутренний объем помещения,

Площадь сечения воздуховодов находим из выражения:

, (5.2)

Где w - скорость движения воздуха в каналах, м/с.

При естественной вентиляции скорость движения воздуха в каналах принимается равной w = 1 м/с.

Зная количество удаляемого воздуха и скорость движения воздуха, по таблице 15 определяется количество жалюзийных решеток и их размеры. Расчеты сводятся в таблицу.

Расчет жалюзийных решеток

№ п/п	Наименование помещений	Кратность воздухообмена n, 1/ч	Объём помещения,			Размеры жалюзийных решеток, мм	Количество жалюзийных решеток, шт
101	Класс	2	143,7	287,4	0,080	200	2
102	Класс	2	112,5	225	0,063	200	2
103	Класс	2	143,7	287,4	0,080	200	2
104	Гардероб	1	36,6	36,6	0,010	100	1
105	Вестибюль	1	106,8	106,8	0,030	200	1
106	Класс	2	174	348	0,097	200	2
107	Рекреация	1	248,7	248,7	0,069	200	2
108	Библиотека	1	143,7	143,7	0,040	200	1
109	Учительская	2	42,9	85,8	0,024	200	1
110	Туалет	5	9	45	0,013	150	1
111	Буфет	3	84,6	253,8	0,071	200	2



Список литературы

1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита здания»;

2. СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология, Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*»;

4. Внутренние санитарно-технические устройства, часть 1, отопление. Справочник проектировщика, под ред. И.Г.Староверов, Москва Стройиздат, 1990-334 с.

5. СТО 00044807-001-2006. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий: стандарт организации: утв. РОИС 21.02.2006: дата введ. 2006-03-01. - М.РОИС, 2006, -85 с.

6. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

7. Отопление и вентиляция, часть 1. П.Н.Каменев, А.Н.Сканави, В.Н.Богословский, Стройиздат 1975-478 с.

8. Расчет наружных ограждающих конструкций здания теплового режима помещений: методические указания для студентов ННГАСУ; составители В.И.Бодров, В.В,Сухов, Е.С.Козлов, Н.Новгород 1993 г.

Размещено на Allbest.ru

...