Федеральное агентство по образованию

Липецкий  государственный  технический университет

Кафедра архитектуры

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-пояснительная  записка

 к  курсовому проекту   №   2

по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 на  тему «Отопление и вентиляция». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                 Выполнил:  студент гр. С-07-3

                                                                                                      Косяков А. Е.

                                                                                 Принял:  Бутузова М.А. 
 
 
 
 
 

                                              

ЛИПЕЦК   2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

         ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….…..3

        ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ…………………………………………………….…….4

1. Климатологические данные……………………………………………….6

2. Теплотехнический  расчет………………………………………………….7

2.1. Наружная  стена…………………………………………………...………9 

2.2. Перекрытие  над верхним этажом………. ……………………………..11

2.3. Перекрытие  над подвалом…………………………………....…….…...13

3. Определение  теплопотерь помещений…………………………………. 16

4. Отопление…………………………………………...……………………..30

4.1. Гидравлический  расчет системы отопления…………………………..30

4.2. Расчет индивидуального  теплового пункта…………………………...36

5. Расчет естественной  вентиляции здания….….…….……………………38

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ…………………………………………………..43

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………….44

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение.

    Отопительно-вентиляционные системы устраивают с целью обеспечения  в помещениях санитарно-гигиенических  условий, необходимых для пребывания человека. В промышленных предприятиях с помощью этих систем поддерживаются определенные параметры внутреннего  воздуха, соответствующие требованиям  технологического процесса, гигиены  труда.

    Вентиляционные  установки – устройства для подачи в помещения чистого и удаления загрязненного воздуха. В этих установках осуществляется нагревание, нередко  и охлаждение, очистка, увлажнение, осушка приточного воздуха, а также  загрязненного, удаляемого в атмосферу.

    Отопительные  установки – сочетание устройств для выработки и транспортирования теплоносителя, для обогревания зданий и сооружений жилого, общественного, производственного, сельскохозяйственного назначения.

    Существуют  несколько типов систем отопления. Системы, отапливающий несколько помещений от общего генератора, - центральные. Они могут быть домовые и районные. Системы, в которых теплота получается и используется в едином помещении, - местные. К таким системам относятся печное, газовое и электрическое отопление.

    Большое значение в настоящее время приобрело  централизованное теплоснабжение городов  и промышленных районов от теплоэлектроцентрали. Централизация теплоснабжения обеспечивает: снижение расхода топлива; возможность  рационально сжигать низкосортное твердое топливо и более эффективно газовое, атомное и др.; оздоровление воздушного бассейна и улучшение  санитарного состояния городов  путем сокращения и очистки выбросов; снижение пожаро- и взрывоопасности в городах; повышение качества отапливания. Преимущества такой системы перекрывают отрицательные стороны централизованного теплоснабжения (сооружение и эксплуатация протяженных тепловых сетей; значительные капитальные вложения).

Исходные  данные для курсового проекта  №2 по дисциплине:

«Теплогазоснабжение и вентиляция». 
 

 

План типового этажа 
 

 
 
 
 
 

 

1. Климатологические  данные:

1. Район строительства – город  Усть Каменогорс

 

-     Расчетная  зимняя температура наружного  воздуха наиболее холодной пятидневки  t_н⁵ = - 39^оС, обеспеченностью 0,92  

• Расчетная зимняя температура наиболее холодных суток t_н = - 44^оС, обеспеченностью 0,92

 

• Внутренняя  температура помещений t_в = 18^оС, для жилых комнат.

 

• Зона влажности  - сухая

 

• Влажностный режим помещений – нормальный

 

• Условия эксплуатации – А

 

• Максимальная из средних скоростей движения наружного воздуха по румбам за январь 5 м/с   

    
 
 
 

 

2.Теплотехнический  расчёт ограждающих конструкций. 

      Теплотехнический  расчет  заключается в определении  толщины искомого слоя  ограждения, при которой температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям.

      Сопротивление  теплопередаче ограждения R_о должно быть больше или ровно минимально допустимому по санитарно-гигиеническим требованиям сопротивлению теплопередаче R_о^тр, т.е.

R_o ≥ R_o^тр

      Требуемое сопротивление  теплопередаче  R_o^тр определяется по формуле

R_o^тр = (t_в - t_н)n/a_вDt_н

Для ограждений «средней массивности» при 4 < D≤ 7 принимается температура, равная полусумме  температур холодных суток и холодной пятидневки

Толщина искомого слоя ограждения рассчитывается из условий  равенства

R_o = R_o^тр

R_o =  1/a_в + d₁/l₁ + d₂/l₂ + 1/a_н = R_o^тр,

Откуда

d = [R_o^тр – (1/a_в + d₁/l₁ + d₂/l₂ + 1/a_н)]l_x, м

полученную величину искомого слоя округляют в большую  сторону до стандартного размера.

      С учетом полученной толщины расчетного слоя  ограждения следует определить степень массивности  ограждения. Степень массивности определяется по величине коэффициента тепловой инерции  по формуле

D = R₁S₁ + R₂S₂ + … + R_nS_n

Фактическое сопротивление  теплопередаче ограждения определяется по формуле

R_o^ф =  1/a_в + d₁/l₁ + d₂/l₂ + 1/a_н,  м²град/Вт

Расчет заканчивается  определением коэффициента теплопередачи

K = 1/ R_o^ф,  Вт/м²К 
 

1.1 Наружная стена.

       Город- Усть Каменогорск, зона- Сухая (А), n=1, a_в=8,7, t_хс=-44^oС, t_н⁵=-39^oС,                                                                      

t_в=+18^oС, Dt^н=4^oС, a_н=23;

Наружная  стена: 1 – цементно-песчаный слой   2 – пеносиликат   3 -гипсокартон 

        Цементно-песчаный слой δ = 0,02 м  g₀ = 1800 кг/м³                                              

Пеносиликат γ₀ =800 кг/ м³ 

  Гипсокартон  δ = 0,02 м

  g₀ = 900 кг/м³ 

1. Цементно-песчаный слой

δ₁= 0,02 м

l₁= 0,76 Вт/м

ς₁= 9,6 Вт/м²   

2. Гипсокартон

δ₂= 0,02 м

l₂= 0,19 Вт/м

ς₂= 3,34 Вт/м²  

3. Пеносиликат

δ₃= ?

l₃= 0,41 Вт/м

ς₃= 6,13 Вт/м²    

принимаем t_н для ограждений “средней массивности” при 4<D≤7 принимается температура, равная полусумме температур холодных суток и холодной пятидневки:

 м² ̊С / Вт 
 

Принимаем по ГОСТ 530-2007 толщину кирпичного слоя в 1,5 кирпича размером

Степень массивности определяется по величине коэффициента тепловой инерции по формуле:  

Полученная  массивность соответствует принятой в начале расчета.

Фактическое сопротивление теплопередачи  определяется по формуле: 
 

Коэффициент теплопередачи К:

 Вт/м² ̊С

Общая толщина наружной стены:

  м

1.2. Перекрытие над  верхним этажом.    

n=0,9, a_в=8,7, t_хс=-21^oС, t_н⁵=-18^oС, t_в=+20^oС, Dt^н=3^oС, a_н=12;

Рубероид 3 слоя

Плита железобетонная

Вент. возд. прослойка 150 мм

Утеплитель: плиты  минераловатные полужеткие

Плита железобетонная 140 мм

Цементно-песчаная стяжка

 

 

1. рубероид 3 слоя

δ₁= 0,015*3=0,045 м

l₁= 0,17 Вт/м

ς₁= 3,53 Вт/м²   

2. плита железобетонная

δ₂= 0,14 м

l₂= 1,75 Вт/м

ς₂= 16,1 Вт/м²  

3. вент. возд. прослойка

δ₃= 0,15 м

l₃= 0,24 Вт/м

ς₃= 0 Вт/м²  

4. утеплитель по расчету: плиты минераловатные полужесткие

δ₄= ?

l₄= 0,076 Вт/м

ς₄= 1,01 Вт/м²   

5. плита железобетонная

δ₅= 0,14 м

l₅= 1,75 Вт/м

ς₅= 16,1 Вт/м²  

6. цементно-песчаная затирка

δ₃= 0,02 м

l₃= 0,8 Вт/м

ς₃= 9,48 Вт/м²    

принимаем t_н для ограждений “малой массивности” при 1,5<D≤4 принимается средняя температура наиболее холодных суток: 

 м² ̊С / Вт 
 

Принимаем по ГОСТ 9573-96 толщину минераловатной плиты размером

Степень массивности определяется по величине коэффициента тепловой инерции по формуле:  

Полученная  массивность соответствует принятой в начале расчета.

Фактическое сопротивление теплопередачи  определяется по формуле: 
 

Коэффициент теплопередачи К:

 Вт/м² ̊С

Общая толщина перекрытия над верхним этажом:

  м 

1.3 .Перекрытие  над подвалом.

n=0,6, a_в=8,7, t_хс=-21^oС, t_н⁵=-18^oС, t_в=+20^oС, Dt^н=2^oС, a_н=6;      

керамическая  плитка

цементно-песчаная стяжка

утеплитель: фибролит

плита железобетонная                                                    

1. керамическая  плитка

δ₁= 0,01 м

l₁= 0,036 Вт/м

ς₁= 8,3 Вт/м²   

2. цементно-песчаная стяжка

δ₂= 0,015 м

l₂= 0,76 Вт/м

ς₂= 9,6 Вт/м²  

3. утеплитель фибролит

δ₃= ?

l₃= 0,24 Вт/м

ς₃= 6,17 Вт/м²  

4. плита железобетонная

δ₄= 0,14 м

l₄= 1,75 Вт/м

ς₄= 16,1 Вт/м²   

принимаем t_н для ограждений “большой массивности” при D>7 принимается средняя температура холодной пятидневки: 

 м² ̊С / Вт 
 

Принимаем по Прил. 9 СНиП II-3-79* толщину фибролита размером        

Степень массивности определяется по величине коэффициента тепловой инерции по формуле:  

Полученная  массивность соответствует принятой в начале расчета.

Фактическое сопротивление теплопередачи  определяется по формуле: 
 
 
 

Коэффициент теплопередачи К:

 Вт/м² ̊С

Общая толщина перекрытия над подвалом:

  м 

Таблица 1 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Определения потерь тепла помещений 

Потери  тепла отапливаемых помещений состоят  из основных и добавочных. Основные теплопотери слагаются из теплопотерь через отдельные ограждения помещений, определяемые по формуле[1]: 

Q = F · K · (t_в – t_н⁵) · n, Вт      (7)

    

где F – площадь ограждения, м;

            К – коэффициент теплопередачи  ограждения, Вт/м^{2 о} С;

            t_н⁵– расчетная температура наружного воздуха, холодной пятидневки, ^оС;

        t_в – температура воздуха внутри помещения;

        n – коэффициент учитывающий уменьшение теплопотерь ограждения, несоприкасающегося с наружным воздухом

  В  данном курсовом проекте производится  расчет потерь тепла через   наружные ограждения всех помещений  и лестничной клетки.

  Расчет теплопотерь  сводится в таблице 4[5].

  При расчете  теплопотерь необходимо каждое  помещение нумеровать       трехзначной цифрой.

Лестничные клетки обозначить римскими   цифрами.

Название ограждений обозначать:

ДО – двойное окно; ПТ – потолочное перекрытие;

ДД – двойные  двери; ПП – перекрытие над подвалом.

Расчетная площадь  наружных ограждений определяется по следующим линейным размерам окна и  двери по наименьшим размерам строительных проемов в свету, потолки и  полы по размерам между осями внутренних стен и от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен.

Высота стен первого этажа берется от уровня нижней поверхности конструкции  подвального перекрытия до уровня чистого  пола второго этажа, высота стен промежуточного этажа берется между уровнями чистых полов данного этажа и  вышележащего этажа, высота стен верхнего этажа берется от уровня чистого  пола до верха последнего слоя чердачного перекрытия, длина наружных стен не угловых помещений определяется между осями внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен. 

Линейные  размеры ограждений принимаются  с точностью до 0,1 м, площади до 0,1 м². Площадь окон не вычитывается из площади стены, а при определении потерь через окна из коэффициента теплопередачи окна вычитывать коэффициент теплопередачи наружной стены. Дополнительные теплопотери, учитывающие ориентацию ограждения, принимаются в процентах от основных теплопотерь, в размере 10% для ограждений ориентированных на: С,В,СВ, СЗ, З; 5% для ограждений ориентированных на В и ЮВ и 0% для ограждений ориентированных на Ю и ЮЗ.

Дополнительные  теплопотери, учитывающие обдуваемость для незащищенных ограждений, принимать при расчетной зимней скорости ветра до 5 м/с – 10%; от 5-10 м/с – 20%; при скорости > 10м/с – 30%.

         Количество тепла Q_вент потребное для нагревания инфильтрационного воздуха, поступающего в жилые комнаты вследствие естественной вентиляции, определяется с учетом бытовых теплопоступлений из уравнения теплового баланса[1]: 

Q_вент= Q_инф - Q_{т ,}               (8)

где Q_инф – кол-во тепла, потребное для нагрева инфильтрационного воздуха, Вт;

Q_т – бытовое поступление в помещение, Вт.

Для жилых комнат 

Q_инф = (t_в – t_н ⁵)F_{n, ,}               (9)       

где F_n – площадь жилой комнаты, м².

Бытовые теплопоступления могут быть определены по ф-ле[1]: 

Q_т = 30*F_n’*(∑ F_n/ F_кв),           (10)       

где F_n’ – площадь пола рассчитываемого помещения, м²,

       F_n   – суммарная площадь жилых комнат квартиры, м²,

       F_кв – суммарная площадь пола отапливаемых помещений квартиры, м²,

    Суммарные теплопотери отапливаемых помещений Q_пом определяются с учетом Q_вент. 

     Для определения теплопотери всех помещений здания Q_зд, следует найти удельную тепловую характеристику здания q₀, Вт/м²*град[1]: 

q₀ = Q_зд / V (t_в – t_н ⁵) α,               (11)

где V – объем здания, м³;

 t_в – расчетная температура в здании, принимаемая 18 (20) ⁰С;

 α  - поправочный коэффициент, определяемый для жилых зданий по ф-ле:

α  = 0,54 + 22/(t_в – t_н ⁵),               (12) 

Q_зд = Q_1эт + 4Q_3эт + Q_6эт + ЛI = 183626,86 Вт;

α  = 0,54 + 22/(t_в – t_н ⁵) = 0,54 + 22/38 = 1,11;

q₀ = Q_зд / (V (t_в – t_н ⁵) α) = 183626,86/(13151,5*38*1,11) =0,33 ;

Полученное значение q₀ сравниваем со справочным[5];

q_{0справочное} = 0,29;

Находим отклонение:

∆ = (0,33 – 0,29)/0,33•100% = 12,1% [1].

 

 
 
 
 

таблица 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

   4. Отопление.