ID: 4441

Название работы: Двухсекционный трёхэтажный жилой дом (план этажа одной секции)

Категория: Курсовая

Предметная область: Архитектура, проектирование и строительство

Описание: Исходные данные: Двухсекционный трёхэтажный жилой дом (план этажа одной секции) 1.Строительные размеры: а = 5,4м б = 3,9 м. 2.Высота этажа – 2,7 м. 3.Наружные стены (схема 4) Материал: плотность r, кг/м...

Язык: Русский

Дата добавления: 2012-11-20

Размер файла: 872.5 KB

Работу скачали: 32 чел.

Исходные данные:

Двухсекционный трёхэтажный жилой дом (план этажа одной секции)

1.Строительные размеры: а = 5,4м;

б = 3,9 м.

2.Высота этажа – 2,7 м.

3.Наружные стены (схема 4)   

Материал: плотность r, кг/м³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:         

Е – фактурный слой 1800; 0,93; 0,025.

В – бетон 1000; 0,38; 0,35.

Б – штукатурка 1400; 0,64; 0,015.

4.Пол первого этажа (схема 1)

Материал: плотность r, кг/ ³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:

А – линолеум 1400;0,23;0,005.

Б– цементный раствор 1600;0,81;0,03.

В - минеральные маты 50;0,06;0,04.

Г – ж/б плита пустотная 1800; R = 0,22 (м²·K)/Вт.

5.Перекрытие (схема 1)

Материал: плотность , кг/м³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:

А – кровля;

Б – обрешетка;

В – стропила;

Г – засыпка керамзита 200; 0,12;0,12.

Д - 2 слоя рубероида 600; 0,17; 0,003.

Е - железобетон 1800; 0,93;0,08.

6.Район строительства (133) – Новгород.

7.Ориентация фасада – Ю-3.

8.Источник тепла (Б) – районная котельная.

9.Система отопления (В) – верхняя разводка.

   

          

Введение

Рис. 1 Принципиальная схема системы отопления

В настоящее время более одной трети всего вырабатываемого тепла расходуется на теплоснабжение и отопление промышленных и гражданских зданий и именно здесь кроются большие резервы для его экономии. Поэтому знание основ рационального проектирования, методик инженерного расчета и особенностей принятия основных проектных решений в вопросах теплоснабжения, отопления и вентиляции являются очень важными и совершенно необходимыми для широкого круга технических специалистов, так или иначе связанных с названными проблемами.

Система отопления представляет собой комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения. Каждая система отопления (рис. 3) включает в себя три основных элемента: теплогенератор 1, служащий для получения теплоты и передачи ее теплоносителю, системы теплопроводов 2 для транспортировки по ним теплоносителя от теплогенератора к отопительным приборам и отопительных приборов 3, передающих теплоту от теплоносителя воздуху и ограждениям помещения.

В качестве теплогенератора для системы отопления может служить отопительный котельный агрегат, в котором сжигается топливо, а выделяющаяся теплота передается теплоносителю, или любой другой теплообменный аппарат, использующий иной, чем в системе отопления, теплоноситель.

Современные условия жизни человека требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит техника вентиляции. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции, относятся: избыточная теплота (конвекционная, вызывающая повышение температуры воздуха, и лучистая); избыточные водяные пары — влага; газы и пары химических веществ общетоксичного или раздражающего действия; токсичная и нетоксичная пыль; радиоактивные вещества.

 В данной курсовой работе запроектирована система отопления и вентиляции трёхэтажного жилого дома. Работа выполнена в соответствии с заданием на проектирование. Работа состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.

   1.Теплотехническая оценка строительных ограждений.

 1.1.Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений.

Материал; плотность r, кг/м³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:

Е – фактурный слой 1800; 0,93; 0,025.

В – бетон 1000; 0,38; 0,35.

Б – штукатурка 1400, 0,64 , 0,015.

Теплозащитные свойства характеризуют величиной сопротивления теплопередаче R, (мK)/Вт ограждения. Правильно выбранная конструкция должна удовлетворять условию:

            тр

          Ro≥Ro,

где Ro – фактическое сопротивление теплопередачи конструкции,

 тр

Ro – требуемое сопротивление теплопередачи конструкции, определяемое из условия режима ГСОП=(tв – tоп)zоп.

         Ro=1⁄αв + δί⁄λί + 1⁄αн;

αв = 8,7 Вт/(м²K) , αн = 23 Вт/(м²·K) [МП 827 П11,П12].

λ(фактурного слоя)= 0,93 Вт/(м·K) [МП 827 П21];

λ(бетона) = 0,76 Вт/(м·K) [МП 827 П21];

λ(штукатурка) = 0,93 Вт/(м·K) [МП 827 П21].

Ro = 1/8,7 + 0,025/0,93 + 0,35/0,38 + 0,015/0,64 + 1/23 = 1,13 (м²·K)/Вт.

  тр

  Ro =ƒ(ГСОП)=(tв – tоп)zоп

  

tв = 18°C (температура воздуха внутри помещения) [МП 827 П4]

tоп =-2,3°C (средняя температура за период) [СНиП 23.01.99]

zоп = 239 сут (продолжительность отопительного периода) [СНиП 23.01.99]

          тр

Ro = ƒ(ГСОП) = (18+2,3)ּ239=4852

4000 – 2,8

6000 – 3,5

——— —―

4852 – 3,1

          тр

Ro = 3,1 (м²K)/Вт)

      тр        тр

  1,13=Ro < Ro=3,1→условие Ro≥Ro не выполняется.

Для повышения теплозащитных качеств стенового ограждения как вариант предлагается устройство наружного утепления из минераловатных плит объемной плотности 50 с последующим и оштукатуриванием цементно-песчаным раствором 1800 по металлической сетке.

Толщина утеплителя находится из соотношения:

   тр

δут = (Ro - Ro - δшт⁄λшт) · λут ; δут = (3,1-1,13-0,03/0,93) ·0,06=0,12м.

С учетом этого Ro=1,31+0,03/0,93+0,12/0,06= 3,34 (м²K)/Вт).  

Получаем следующую конструкцию стены:

Материал; плотность r, кг/м³; толщина , м:

Цементно-песчаная штукатурка по металлической сетке 1800; 0,03.

Минераловатная плита 50; 0,12.

Е – фактурный слой 1800; 0,025.

В – бетон 1000; 0,35.

Б – штукатурка 1400; 0,015.

1.2.Проверка на отсутствие выпадения конденсата.

tвпtр,

где tвп – температура внутренней поверхности, tр – температура точки росы.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

tвп=tв – [(tв – tн)/ Ro)] Rв.

tв=18°C [МП 827 П4]; tн= -27°C [СНиП 23.01.99]; Ro=3,34Вт/(м²K).

Rв=1/αв=1/8,7=0,115.

tвп=18 – [(18 + 25)/ 3,34)] 0,115 = 16,52°C

Температуру точки росы воздуха можно рассчитать, последовательно используя следующие формулы:

рн=448+133,3(1+0,14tв)².

рн=448+133,3(1+0,14·18)²=2099,6 Па.

рпаров = φв · рн = (55·2099,6)/100 = 1154,78 Па.

φв – относительная влажность внутреннего воздуха [МП 827 П1] .

tр = 20,1 – (5,75 – 0,0026·рн)²= 20,1 – (5,75 – 0,0026·1154,78)²=12,55°C.

16,52 > 12,55, следовательно, конденсат не выпадет.

1.3.Теплотехническая оценка пола с неотапливаемым подвалом.

 

Материал: плотность r, кг/ ³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:

А – линолеум 1400;0,23;0,005.

Б– цементный раствор 1600;0,81;0,03.

В - минеральные маты 50;0,06;0,04.

Г – ж/б плита пустотная 1800; R = 0,22 (м²·K)/Вт.

 тр

Ro≥Ro, αв = 8,7 Вт/(м²K) , αн = 6 Вт/(м²K) [МП 827 П11, П12].

Ro=1⁄αв + δί⁄λί + 1⁄αн;

Ro=1/8,7 + 0,005/0,23 + 0,03/0,81 + 0,04/0,06+ +0,22+1/6 = 1,23 < 4,08 (м²K)/Вт

Увеличиваем толщину минераловатного мата на величину:

       тр

δм = (Ro - Ro) · λм = (4,08-1,23) · 0,06 = 0,17 м.

0,17/0,06+1,23=4,06≈4,08 →условие выполняется.

1.4 Теплотехническая оценка перекрытий

Материал: плотность , кг/м³; теплопроводность λ,Вт/(мK); толщина , м:

А – кровля;

Б – обрешетка;

В – стропила;

Г – засыпка керамзита 200; 0,12;0,12.

Д - 2 слоя рубероида 600; 0,17; 0,003.

Е - железобетон 1800; 0,93;0,08.

Правильно выбранная конструкция должна удовлетворять условию:

            тр

          Ro≥Ro,

где Ro – фактическое сопротивление теплопередачи конструкции,

 тр

Ro – требуемое сопротивление теплопередачи конструкции, определяемое из условия режима ГСОП=(tв – tоп)zоп.

         Ro=1⁄αв + δί⁄λί + 1⁄αн;

αв = 8,7 Вт/(м²K) , αн = 23 Вт/(м²K) [МП 827 П11,П12].

Ro = 1/8,7 + 0,12/0,12 + 0,003/0,17 +0,08/0,93+1/23 =1,26 (м²K)/Вт.

            тр

Ro =ƒ(ГСОП)=(tв – tоп)zоп;

tв = 18°C (температура воздуха внутри дома) [МП 827 П4]

tоп =-2,3°C (средняя температура за период) [СНиП 23.01.99]

zоп = 239 сут (продолжительность отопительного периода) [СНиП 23.01.99]

 тр

 Ro = ƒ(ГСОП) = (18+2,3)ּ239=4852

4000 – 4,2      

6000 – 5,2

——— —―

4852 4,63

      тр

      Ro = 4,63 (м²K)/Вт)     

    тр        тр

1,26=Ro < Ro=4,63→условие Ro≥Ro, не выполняется.

Для придания конструкции перекрытия должных теплозащитных качеств вводим дополнительный слой утеплителя и минераловатных плит 50.

          тр

δм = (Ro - Ro) · λм = (4,63-1,26) · 0,06 = 0,2 м.

0,2/0,06+1,26=4,6≈4,63 →условие выполняется.

Получаем следующую конструкцию стены:

Материал: плотность , кг/м; толщина , м:

А – кровля;

Б – обрешетка;

В – стропила;

Минераловатная плита 50; 0,2.

Г – засыпка керамзита 200;0,12.

Д - 2 слоя рубероида 600; 0,003.

Е - железобетон 1800;0,08.

2.Расчёт теплопотерь отапливаемых помещений

Теплопотери подразделяются на основные и добавочные.

Qт.п.огр =Qосн+Qдоб

Основные теплопотери определяются теплопередачей через ограждения от воздуха внутри помещения к наружному воздуху.

Они вычисляются по формуле:

Qосн=F· k · (tв - tн) · n,

где tн=-27°C – температура наиболее холодной пятидневки [СНиП 23.01.99],

tв – выбирается из таблицы [МП 827 П2],

n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности

ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [1,стр.89],

F– поверхность охлаждения по чертежу плана типового этажа для каждого отапливаемого помещения;

k – коэффициент теплопередачи стен и перекрытий, вычисляется по формуле:

k=1/Ro, Вт/(м²K);

Сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей приведены в МП 827 П10.

Для упрощения вычисления площадь окон и дверей не вычитается из площади стен при расчёте теплопотерь через них, а учитывается уменьшением коэффициента теплопередачи окон и дверей:

k´ок= kок – kс; k´бд= kбд – kс

Пример расчёта теплопотерь для комнаты 201:

Наружная стена (НС); ориентация С-В; размеры 5,25 X 2,7 м; площадь F = 14,175 м²; ∆t = tв – tн = 20+27=47°C; n = 1 [1,стр.89]; Ro = 3,34 (м²K)/Вт

(берётся из теплотехнического расчёта стены)

k = 1/3,34 = 0,3 Вт/(м²K)

Qосн = F· k · (tв - tн) · n=14,175 · 0,3 · 47 · 1 = 200 Вт.

Добавочные потери тепла.

Добавочные теплопотери вызваны различными факторами, которые не учитываются в основной формуле.

Для наружных вертикальных ограждений принимаются добавочные теплопотери на ориентацию ограждения по сторонам света. С-В – ориентация фасада, добавка β = 0,1.

Qдоб = Qосн· β = 200·0,1=20.

Пример расчёта теплопотерь через полы.

Теплопотери через пол рассчитывают аналогично предыдущему, но по отдельным зонам двухметровой ширины, расположенных вдоль наружных холодных стен.

Если в конструкции полов имеются материалы с коэффициентом

теплопроводности λ≤1,2 Вт/ (мK), то полы считаются утеплёнными. В полах на лагах в качестве утепляющих слоёв учитывают воздушную прослойку, дощатый пол, уложенный по лагам, утеплитель.   

Сопротивление теплопередаче конструкций утеплённых полов Rу.п, (м²K)/Вт, определяют для каждой зоны по формуле:

Rу.п= Rн.п + Σ(δу.с/λу.с),

где Rн.п – сопротивление теплопередаче отдельных зон неутеплённого пола, (м²K)/Вт [МП 827 П13]:

 І – ой зоны Rн.п = 2,28 (м²K)/Вт

 ІІ – ой зоны Rн.п = 4,3 (м²K)/Вт

 ІІІ – ей зоны Rн.п = 8,6 (м²K)/Вт

 ІV – ой зоны Rн.п = 14,2 (м²K)/Вт

Σ(δу.с/λу.с)–сумма термических сопротивлений утепляющих слоёв, (м²K)/Вт

Σ(δу.с/λу.с)= 0,005/0,23 + 0,21/0,06 + 0,03/0,81=3,56 (м²K)/Вт

R І = 2,28 + 3,56=5,84 (м²K)/Вт

R ІІ = 4,3 + 3,56=7,86 (м²K)/Вт

R ІІІ = 8,6 + 3,56= 12,16 (м²K)/Вт

R ІV = 14,2 + 3,56=17,76 (м²K)/Вт

ПЛ І: размеры (5,25+4,31)×2; площадь F=19,12 м²; ∆t=tв – tн=47°C; n=0,6 [1,стр.89]; R1=5,84 (м²K)/Вт

k=1/5,84=0,171 Вт/(м²K)

Qосн=F · k · (tв - tн) · n=19,12 · 0,171 · 47 · 0,6=92,2 Вт

Так же учитываем 115 Вт на теплопотери через полы второстепенных помещений и санузлов.

Расчет оставшихся зон проводится аналогичным образом.

Пример расчёта теплопотерь через перекрытие для комнаты 301.

Зная фактическое сопротивление теплопередачи чердачного перекрытия:

Ro = 4,6 (м²K)/Вт

301 ЖК, размеры 4,82X3,88; площадь F=18,7 м²; ∆t=tв – tн=47°C; n=1 [1,стр.89]; Ro=4,6 (м²K)/Вт

k=1/4,6=0,22 Вт/(м²K)

Qосн=F· k · (tв - tн) · n=18,7 · 0,22 · 47 · 1=193 Вт.

Дальнейший расчёт сводим в таблицу 1.

Так же учитываем 414 Вт на теплопотери через потолки второстепенных помещений и санузлов.

  

Пример расчёта теплопотерь через лестничную клетку.

Потери тепла лестничной клетки складываются из теплопотерь наружной стены размером 3,9мX8,1м, через окна в наружной стене размером 1,51мX2,11м, через перекрытие и входную дверь размером 1,21мX2,11м.

В данной работе принимаем двойные двери с одним тамбуром. В этом случае добавочные теплопотери (β*- добавка на подогрев врывающегося через наружные двери, необорудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, холодного воздуха при этажности n этажей) принимаются в размере: β*=0,8·n – для двойных дверей с тамбуром между ними [1, стр.111], β*=2,4.

Расчёт теплопотерь лестничной клетки сведён в таблицу 1.

2.1.Расчёт тепла на подогрев воздуха, поступающего

инфильтрацией или вентиляцией.

 Qи=0,28 · ∑Gи · c · (tв - tн) · k – формула для помещений не оборудованных естественной вентиляцией,

где ∑Gи – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения; c- удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг ·°C); k – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплётами; tв, tн – расчётные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха в холодный период года, °C.

∑Gи=﴾0,21(∆Ρ · Fокна)﴿/Rи + ﴾0,21(∆Ρ · Fдвери)﴿/Rи – формула суммарного расхода воздуха, поступающего инфильтрацией,

где Fокна – площадь окна, м² ; Fдвери – площадь балконной двери.

Уплотнение оконных и балконных заполнителей принимаем из прокладки полушерстяного шнура с сопротивлением воздухопроницанию

Rи =0,13 м² · ч · Па/кг по СНиП II-3-79.

Расчётная разность давлений ∆Ρ определяется величиной гравитационно-ветрового давления и работой вентиляции по формуле:

∆Ρ=(H-h) · 9,8 · ( ρн - ρв) + 0,5υ²нар · ρн · (cн – сз) · k,

где H- высота здания до верха карниза или вытяжных отверстий шахт, м; h – расстояние от поверхности земли до верха окон, дверей, м; ρн ,ρв –

плотность воздуха при температуре внутреннего воздуха tв и наружного воздуха tн ; υнар – скорость ветра, принимаем υнар=5 м/с; cн, сз – аэродинамические коэффициенты для наветренной и заветренной поверхности, принимаем cн=0,8, сз=0,3; k – коэффициент, учитывающий изменение скорости напора в зависимости от высоты здания и типа местности, принимаем k=0,7.

              

               tн=-27°C, tв=18°C,

               ρв=353/(273+18)=1,213 кг/м³

               ρн=353/(273-27)=1,435 кг/м³

               cн=0,8, сз=0,3, k=0,7

               H=8,6м, h1=2,9м,

               h2=5,6м,h3=8,3м

Определяем потери тепла на подогрев воздуха, поступающего инфильтрацией через окна, балконные двери, расположенных на первом этаже:

 

Qи=0,28 · ∑Gи · c · (tв - tн) · k,

Р'=(H-h) · 9,8 · (ρн - ρв),

Р"=0,5 · υ²нар · ρн · (cн – сз) · k,

∆Ρ=Р'+ Р"

Р'=(8,6-2,9) · 9,8 · (1,435-1,213)=12,4 Н/м2

Р"=0,5 · 5² · 1,435 · (0,8-0,3) · 0,7=6,28 Н/м2

∆Ρ=12,4+6,28=18,68 Н/м2

Для окна размером 1,51x1,51, F=2,28 м² :

Gиок=﴾0,21((∆Ρ) · Fокна)﴿/Rи = ﴾0,21((18,68) · 2,28)﴿/0,13 =25,93 Н

Qи ок=0,28 · 25,93 · 1 · 45 · 0,7=229 Вт

Для балконной двери размером 0,91x2,1, F=1,9 м²:

Gи б.д=﴾0,21((∆Ρ) · Fдвери)﴿/Rи=﴾0,21((18,68) · 1,9)﴿/0,13=21,61 Н

Qи б.д=0,28 · 21,61 · 1 · 45 · 0,7=191 Вт

 Определяем потери тепла на подогрев воздуха, поступающего

инфильтрацией через окна, балконные двери, расположенные на втором этаже:

Qи=0,28 · ∑Gи · c · (tв - tн) · k,

Р'=(H-h) · 9,8 · (ρн - ρв),

Р"=0,5 · υ²нар · ρн · (cн – сз) · k,

∆Ρ=Р'+ Р"

Р'=(8,6-5,6) · 9,8 · (1,435-1,213)=7 Н/м2

Р"=0,5 · 5² · 1,435 · (0,8-0,3) · 0,7=6,28 Н/м2

∆Ρ=7+6,28=13,28 Н/м2

Для окна размером 1,51x1,51, F=2,28 м² :

Gиок=﴾0,21((∆Ρ) · Fокна)﴿/Rи = ﴾0,21((13,28) · 2,28)﴿/0,13 =20,65 Н

Qи ок=0,28 · 20,65· 1 · 45 · 0,7=182 Вт

Для балконной двери размером 0,91x2,1, F=1,9 м²:

Gи б.д=﴾0,21((∆Ρ) · Fдвери)﴿/Rи=﴾0,21((13,28) · 1,9)﴿/0,13=17,21 Н

Qи б.д=0,28 · 17,21 · 1 · 45 · 0,7=152 Вт

Определяем потери тепла на подогрев воздуха, поступающего инфильтрацией через окна, балконные двери, расположенные на третьем этаже:

Qи=0,28 · ∑Gи · c · (tв - tн) · k,

Р'=(H-h) · 9,8 · (ρн - ρв),

Р"=0,5 · υ²нар · ρн · (cн – сз) · k,

∆Ρ=Р'+ Р"

Р'=(8,6-8,3) · 9,8 · (1,435-1,213)=0,65 Н/м2

Р"=0,5 · 5² · 1,435 · (0,8-0,3) · 0,7=6,28 Н/м2

∆Ρ=0,65+6,28=6,93 Н/м2

Для окна размером 1,51x1,51, F=2,28 м² :

Gиок=﴾0,21((∆Ρ) · Fокна)﴿/Rи = ﴾0,21((6,93) · 2,28)﴿/0,13 =13,39 Н

Qи ок=0,28 · 13,39 · 1 · 45 · 0,7=118 Вт

Для балконной двери размером 0,91x2,1, F=1,9 м²:

Gи б.д=﴾0,21((∆Ρ) · Fдвери)﴿/Rи=﴾0,21((6,93) · 1,9)﴿/0,13=11,16 Н

Qи б.д=0,28 · 11,16 · 1 · 45 · 0,7=98 Вт

Результаты расчётов сводим в таблицу 2.                          

Таблица 2.

   Расчёт тепла на нагревание воздуха через окна и балконные.

 

№эт	Н, м	H-h0, м	(H-h0) *g*(ρн-ρв)	0,5 ρн υ²нар(сн-сз)	∆Ρ	Gи ок	Gи б.д	Qи ок	Qи б.д	∑Q
1	8,6	5,7	12,4	6,28	18,68	25,93	21,61	229	191	420
2	8,6	3	7	6,28	13,28	20,65	17,21	182	152	334
3	8,6	0,3	0,65	6,28	6,93	13,39	11,16	118	98	216

    

2.2.Тепловой баланс

Для определения тепловой мощности системы отопления необходимо составить тепловой баланс отапливаемых помещений.

Расчётная мощность системы отопления для жилых комнат:

 Qот=Qт.п + Qи(Q'и) ─ Qбыт;

Qбыт=21 · Fпола

Расчёт теплового баланса сводим в таблицу 3.

                        Таблица 3.

Тепловой баланс отапливаемых зданий.

№пом	1 этаж				2 этаж				3 этаж
		Qогр, кВт	Qи, кВт	Qбыт, кВт	Qот, кВт	Qогр, кВт	Qи, кВт	Qбыт, кВт	Qот, кВт	Qогр, кВт	Qи, кВт	Qбыт, кВт	Qот, кВт
01	1004	420	39	1385	849	334	39	1144	1042	216	39	1219
02	380	229	22	587	326	182	22	486	424	118	22	520
03	380	229	22	587	326	182	22	486	424	118	22	520
04	730	420	40	1110	629	334	40	923	815	216	40	991
05	684	229	29	884	556	182	29	709	698	118	29	787
06	623	420	42	1001	535	334	42	827	733	216	42	907
07	383	229	14	598	328	182	14	496	389	118	14	493
08	438	229	42	625	351	182	42	491	548	118	42	624
09	428	229	29	628	351	182	29	504	489	118	29	578
СУ и кор-ры	240		89	151	125		89	36	539		89	450
ЛК	1705+215=1920
∑				7556	∑			6102	∑			7089

Общая сумма по всем этажам и лестничной клетке 22667 Вт.

По всему зданию 22667*2=45334 Вт.

3.Расчёт теплопотерь зданием по укрупнённым показателям.

Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчёт теплопотерь ограждениями здания заканчивают определением удельной тепловой характеристики qуд [1, стр.448].

 

V=1706 м³ 

tнар=-27°C qуд =0,49

Поправочный коэффициент α=1,048 [1, стр.449]

Q=0,49 · 1706 · (18+27)·1,048= 39423Вт

Ошибка = (45334 – 39424)/45334 · 100%=13%

 

4.Определение площади поверхности и числа элементов

отопительных приборов.

Площадь поверхности отопительных приборов измеряют в настоящее время только в м². Для расчёта площади поверхности прибора необходимо сначала выбрать тип прибора и его поверхностную плотность Fр, то есть значение теплового потока, передаваемого от теплоносителя в окружающую среду через 1 м² площади поверхности прибора. Так как устанавливаемый прибор будет работать в условиях, отличных от стандартных, то расчётную плотность теплового потока определяют для теплоносителя воды по формуле:

       1+n    p

 qпр = (∆tср/70) · (Gпр /0,1) ·cпр·qном,

где qном – номинальная плотность прибора, принятого к установке, при стандартных условиях работы, Вт/м² ; ∆tср – температурный напор равный разности полусуммы температур на входе и выходе отопительного прибора и температуры воздуха в помещении,

∆tср=0,5(tвх-tвых) – tв ; Gпр – действительный расход воды в отопительном приборе кг/с; n,p, cпр – экспериментальные коэффициенты.

Действительный расход воды определяется по формуле:

 Gпр=Qтп/(4190·(tвх-tвых))

В однотрубных системах водяного отопления нагревательные приборы

соединены последовательно, поэтому температура воды, поступающей в последующий прибор, должна рассчитываться с учётом охлаждения воды в предыдущем нагревательном приборе и с учётом охлаждения воды в трубах подающей магистрали на 2°C. Температура воды, входящей в первый нагревательный прибор, принимается tвх=tг –2, температура воды на выходе из прибора будет зависеть от тепловой нагрузки прибора Qпр и расхода воды через прибор, для расчёта которого в свою очередь требуется tвх и tвых. Поэтому в данной работе для упрощения расчётов будем считать, что приборы устанавливаются с обходными участками и приближённо будем определять температуру выхода воды из прибора по формуле:

 tвых=(tг –2tв) -[∑Qпр/Qст ]·∆ tст,

где Qст – суммарная тепловая нагрузка стояка, Вт; ∑Qпр/Qст – сумма тепловых нагрузок приборов до рассматриваемой точки, Вт; ∆ tст – температурный перепад в стояке, °C. Расчётная площадь поверхности нагревательного прибора определяется по формуле:

Fр=(Qст - 0,9·Qтр/qтр)/β1·β2,

где β1 – коэффициент учёта дополнительного теплового потока за счёт округления сверх расчётной величины, β2 – коэффициент дополнительных потерь у наружных ограждений, Qтр – теплопотери подводящих трубопроводов

  Qтр = qв · lв + qг · lг, Вт.

 

 Расчётное число секций чугунных радиаторов определяют по формуле:

 Np=Fp · β4/f1 · β3,

где fc – площадь нагрева одной секции, м²; β4 – коэффициент, учитывающий способ установки прибора в помещении, в данной работе принимаем открытую установку прибора и β4=1; β3 - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе.

 Число панельных радиаторов определяют по формуле: Np=Fp /f1

  Пример расчёта подбора нагревательных приборов.

    0 - 1

 tг=95°C

Т1

         1219 Вт

        1 прибор     М-140-АО

                площадь поверхности нагрева

         1144 Вт    секции f1=0,287 м²;

        2 прибор     коэффициент теплопередачи

                 qном = 595 Вт/м²   

         1385 Вт     

        3 прибор      

 

 tо=70°C Т2

 

∆ tст = tг – tо =95 – 70=25 °C

Qст=3748Вт 

tвх1=tг –2=95 – 2=93 °C

tвых1= tвх1- [∑Qпр/Qст ]·∆ tст=93 – (1219/3748)·25=84,87 °C

tвых2=93 – ((1385+1144)/ 3748)·25=77,24 °C

tвых3=70 °C

Gпр=Qот/(4190·(tвх-tвых))

Gпр1=1219/(4190·(93 – 84,87))=0,036 кг/с

Gпр2=1144/(4190·(84,87-77,24))=0,036 кг/с

Gпр3=1385/(4190·(77,24 – 70))=0,046 кг/с

Для Gпр=0,015-0,149 кг/с n=0,3, p=0, с=1 [1, стр.184, табл.8.1]

qпр – удельная теплоотдача с 1м²(Вт/м²)

    1+n     p

qпр=(∆tср/70) · (Gпр /0,1) · cпр · qном,

∆tпр=0,5 · (tвх-tвых) – tв

∆tпр1=0,5 · (tвх-tвых) – tв =0,5 · (93+84,87) – 20=68,93 °C             

       1,3

 qпр1=595 · (68,93/70) = 583,25 Вт/м²

∆tпр2=0,5 · (84,87+77,24) – 20=61,053 °C

       1,3     

qпр2=595 · (61,053/70) =498,087 Вт/м²

 

∆tпр3=0,5 · (77,24+70) – 20=53,619 °C

        

        

        1,3     

qпр3=595 · (53,065/70) =420,731 Вт/м²

 

Поверхность прибора

Fпр=((Qот - 0,9 · Qтр)/qпр) · β1 · β2,

Qтр – теплоотдача открыто расположенных труб,

Qтр=qв · lв=90*3=270 Вт

qв – удельный поток с одного метра длины, проложенной горизонтально

qв =90 с каждого метра открытой трубы

Fпр1=((1219 - 243)/583,25) · 1,04 · 1,06= 1,845 м²

β1=1,04, β2=1,06, β3=1, β4=1 [1, стр.196,197]

Число секций:

 Np1=Fпр · β4/f1 · β3=1,845 · 1/0,287 · 1=6,427≈7 секций

Fпр2=((1144 - 243)/498,087)·1,04·1,06= 1,994 м²

Число секций:

 Np=Fпр · β4/f1 · β3=1,994 · 1/0,287 ·1 = 6,948≈7 секции

Fпр3=((1385-243)/420,731) · 1,04 · 1,06 = 2,992 м²

Число секций:

 Np=Fпр · β4/f1 · β3=2,992 · 1/0,287 · 1=10,42≈11 секций

Дальнейший расчёт сводим в таблицу 4.

1.  Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления.

Gст=Qст∙β1∙β2/(1,163(tг –t0)) , где Qст – тепловая нагрузка стояка

Gст1=3748∙1,1/(1,163∙25)=141,8 кг/ч.

ΔPр= ΔPн+Б∙(ΔPе+ΔPе тр), Б=1 для однотрубных систем

Принимаем для элеватора ΔPн= 10кПа.

ΔPе=2,9∙(2∙h1+(n-1)∙hэт)∙ (tг –t0) , где h1 – высота нижнего нагревательного прибора от узла ввода (принимаем 1,8 м), n – количество этажей в здании, hэт – высота этажа, м.

ΔPе=2,9∙(2∙1,8+(3-1)∙2,7)∙ (95 –70)= 652,5 Па.

Принимаем что ΔPе тр= 0 Па.

Получаем ΔPр=10000+1∙(652,5)=10652,5 Па

R=k∙ ΔPр/∑li, где k=0,65 для искусственной циркуляции воды

R=0,65∙ 3467,5/34,532=65,27 Па/м.

По значению R и расходу воды G подбираем диаметры труб (1, прил.6, с. 454).Трубы принимаются водогазопроводные по ГОСТ 3262-62. Рассчитываем местные потери. Должен обеспечиваться необходимый запас 10 – 15 %, который вычисляется по формуле:

Δ= (ΔPр – (∑ R∙l+∑ς))/ ΔPр

Δ=(10652,5 –9219,802)/10652,5=0,1345=13,45%.

Расчет сводим в таблицу 5.

Таблица 5.

Гидравлический расчет системы отопления.

По расчетной схеме				Предварительный расчет						Окончательный расчет
№ участка	Тепловая нагрузка Qi, Вт	Расход воды Gi, кг/ч	Длина участка li, м	Диаметр трубы di, мм	Скорость воды Wi, м/с	Удельный потери Ri, Па/м	Потери на трение Ri∙li, Па	Местные сопрот. ∑ς, Па	Местные потери Zi, Па	d	w	Ri	Ri·li	∑ς	Zi
1	3748	141,8	7,587	15	0,205	60	455,22	71,5	1445,183
2	5341	202,1	0,56	20	0,25	60	33,6	31	931,86
3	7261	274,7	3,9	20	0,25	60	234	36	1082,16
4	8854	335	7,24	25	0,288	60	434,4	31	1236,675
5	11878	449,4	0,42	25	0,288	60	25,2	55,5	2214,047
6	23756	898,8	4,175	32	0,352	60	250,5	1,5	89,3893
7	45334	1715,1	10,65	40	0,393	60	639	2	148,5676

ΣRili = 2071,92 Па ΣZi=7147,882

Σ(Rili+Zi)=9219,802 Па.

1.  Подбор теплового оборудования.

Основная величина, характеризующая элеватор – коэффициент смешения U:

U= (t1 – tг)/(tг – tо), где t1 – температура воды поступающей в элеватор из тепловой сети (t1=130˚), tг=95˚, t0=70˚.

 U=(140 – 95)/(95 - 70)=1,8

Диаметр горловины:

 Dг=87,4√ (Gсм/(1000*√( ΔPнас)), мм

 Gсм=Qот∙β1∙β2/(1,163*( tг – tо)), кг/ч

 Gсм=45334∙1,1/(1,163*(25))=1715,13 кг/ч

 Dг=87,4√ (1715,13/(1000*√( 10652,5))=11,27 мм.

Берем элеватор ВТИ Мосэнерго №1 с диаметром горловины 15 мм.

7. Аэродинамический расчет.

Здание оборудуется системой естественной вентиляции. Задача аэродинамического расчёта вентиляции состоит в подборе вентиляционных каналов так, чтобы потери давления в них были на 10% меньше располагаемого давления для вентиляции.

∆PP=1,1.

В каналах естественной вентиляции располагаемое давление равно гравитационному давлению: ∆PP=∆Pe

∆Pe=9,81∙h(ρн-ρв), Па, где

h=4 м – высота от центра вытяжной решётки до устья шахты,

ρн,ρв- плотность воздуха при наружной вентиляционной температуре (+5°С) и температуры помещения.

ρн=1,27 кг/м3

Необходимый воздухообмен приводится в[1, с.447].

Для кухни tв=15°С: ; ∆Pe=9,81∙4(1,27-1,23)=1,57 Па; L=90 м3

Для сан. узлов: tв=25°С:; ∆Pe=9,81∙4(1,27-1,18)=3,53 Па; L=50 м3

Задаюсь скоростью движения воздуха для верхнего этажа υв=0,5 м/с

Площадь сечения канала

Воздуховоды изготавливаются из кирпича в стенах кухонь и из сборного ж/б в сан.узлах.

Размеры прямоугольных каналов и эквивалентный диаметр принимаются по [1, с.258, табл.14.2].

По номограмме [1, с.259] находится потеря давления на трение R и динамическое давление Pд и фактическую скорость воздуха

Местные сопротивления ξ определяются по приложению 9 [1]: 

Потеря давления на местные сопротивления Z=Σξ∙Pд

Таблица 6.

Расчёт воздуховодов системы естественной вытяжной вентиляции.

№ уч	L, м3/ч	l, м	a×b,мм	dэ, мм	f,м	υ, м/с	R, Па/м	Rl β, Па	Pд,Па	Σξ	Z, Па	Rl β+Z, Па
1	90	4	380×120	225	0,05	0,3	0,006	0,03	0,055	2	0,11	0,14
2	90	6,7	380×120	225	0,05	0,3	0,006	0,05025	0,055	2	0,11	0,16025
3	90	9,4	380×120	225	0,05	0,3	0,006	0,0705	0,055	2	0,11	0,1805
4	50	4	170×170	140	0,028	0,54	0,035	0,15365	0,17	2	0,34	0,49365
5	50	6,7	170×170	140	0,028	0,54	0,035	0,257364	0,17	2	0,34	0,597364
6	50	9,4	170×170	140	0,028	0,54	0,035	0,361078	0,17	2	0,34	0,701078

Для кухни ∆ =

Для санузлов ∆ =

Литература

1.Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. 1981

2.Справочник проектировщика. Отопление и вентиляция жилых и

гражданских зданий. Рушалов Г.В.,Рознин М.Л.

3. СНиП II–33–75. Отопление, вентиляция и кондиционирование

воздуха. 1982

4. СНиП II–3–79. Строительная теплотехника.

tвх1

вых1

tвх2

tвых2

tвх3