4441

Двухсекционный трёхэтажный жилой дом (план этажа одной секции)

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

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...

Русский

2012-11-20

872.5 KB

31 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, (мK)/Вт ограждения. Правильно выбранная конструкция должна удовлетворять условию:

            тр

          RoRo,

где Ro – фактическое сопротивление теплопередачи конструкции,

 тр

Ro – требуемое сопротивление теплопередачи конструкции, определяемое из условия режима ГСОП=(tвtоп)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)=(tвtоп)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 RoRo 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.

tвпtр,

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

tвп=tв – [(tвtн)/ 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

RoRo, 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

          RoRo,

где Ro – фактическое сопротивление теплопередачи конструкции,

 тр

Ro – требуемое сопротивление теплопередачи конструкции, определяемое из условия режима ГСОП=(tвtоп)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)=(tвtоп)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 RoRo, 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:

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 = tвtн = 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.псопротивление 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.су.с)–сумма термических сопротивлений утепляющих слоёв, (м²K)/Вт

Σ(δу.су.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*нв)

0,5 ρн υ²нарнз)

∆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=Qстβ1β2/(1,163(tгt0)) , 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)∙ (tгt0) , 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=kΔPр/∑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 – (∑ Rl+∑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 Rili, 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= (t1tг)/(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

l, м

a×b,мм

dэ, мм

f

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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6846. Захист GRE-тунеля 365 KB
  Захист GRE-тунеля Завдання роботи: Створення GRE тунеля між двома маршрутизаторами Використання IPSec для захисту тунеля Топологія Сценарій У даній роботі ви налаштуєте GRE - тунель (GenericRoutingEncapsulation), захище...
6847. Налаштування контекстного контролю доступу 173 KB
  Налаштування контекстного контролю доступу Завдання роботи: Навчитися налаштовувати правила контекстного контролю доступу на маршрутизаторах Топологія Сценарій Контекстний контроль доступу (CBAC - Context Based Access Control) є...
6848. Програмування зовнішніх пристроїв 60.01 KB
  Програмування зовнішніх пристроїв Мета роботи: Навчитись розробляти програми виводу/вводу інформації через інтерфейс USB, а також використовувати функції третіх фірм. Хід виконання роботи Вивчити будову інтерфейса USB (наприклад, М.Гук Интерфейс...
6849. Аппроксимация функций с помощью полинома Лагранжа 382 KB
  Аппроксимация функций Цель работы: Ознакомление с задачей аппроксимации функции одной переменной, изучение задачи интерполирования функции Приобретение навыков программирования интерполяционных формул П...
6850. Обчислювальна фізика. Методичні вказівки до практичних та лабораторних занять 468.5 KB
  Етапи розв'язування задач моделювання. Постановка задачі. Створення математичної моделі. Математичне моделювання. Організація наближених обчислень. Джерела і види похибок. Запис наближених чисел. Правило округлення. Похибки результату при діях із наближеними числами. Поширення похибок округлення при обчисленнях...
6851. Механіка. Методичні рекомендації до лабораторних робіт 310.5 KB
  Лабораторні роботи Згідно з навчальною програмою дисципліни Механіка передбачені такі лабораторні роботи: Лабораторна робота № 1. Визначення розрахунковими та експериментальними методами масових та інерційних характеристик елементів М ПЕА. Лаб...
6852. Операційна система Microsoft Windows 7. Робота з файлами, папками, ярликами. Програма Провідник. Налаштування робочого середовища операційної системи Windows 2.53 MB
  Операційна система Microsoft Windows 7. Робота з файлами, папками, ярликами. Програма Провідник. Налаштування робочого середовища операційної системи Windows. Мета: Формувати практичні вміння та навички роботи з інтерфейсом, файлами та довідкою опер...
6853. Антивирусная защита компьютерных систем 4.33 MB
  Антивирусная защита компьютерных систем. Установка и предварительная настройка Антивируса Касперского Сценарий. Основа антивирусной защиты компьютера - это использование надежной антивирусной программы. Антивирусные программы бывают разные...
6854. Изучение методов проведения анализа частотных характеристик в системе Micro-Cap 49 KB
  Изучение методов проведения анализа частотных характеристик в системе Micro-Cap Цель работы: изучить методы работы с диалоговым окном задания параметров моделирования в режиме анализа частотных характеристик (AC Analysis Limits)...