Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Отопление гражданского здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬСТВА, ТРАНСПОРТА И МАШИНОСТРОЕНИЯ

Курсовая работа

Тема: «Отопление гражданского здания»

Выполнил: студент гр. _______________

Хорошун Елена Александровна

Проверила: ___________ (______________)

Приняла: ___________ (______________)

«___»____________ 2014 г.

Ставрополь 2014

Аннотация

Максютова Б. Н. Отопление гражданского здания. – Челябинск: ЮУрГУ, АС, 2008, 48 с. Библиографический список – 8 наименований. 5 листов чережей ф. А.4.

В курсовой работе дана климатическая характеристика района строительства; выполнены теплотехнический расчёт ограждающих конструкций и теплоэнергетический баланс помещений гражданского здания, для которого выбрана и обоснована система отопления для трехэтажного односекционного жилого здания; приведено описание теплового пункта; сделан расчёт отопительных приборов, расчёт и подбор гидроэлеватора.

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Введение	4
1	Климатическая характеристика района строительства	5
2	Теплотехнический расчет ограждающих конструкций	6
	2.1 Наружная стена	6
	2.2 Бесчердачное покрытие	9
	2.3 Перекрытие над неотапливаемым подвалом	14
	2.4 Наружная дверь	19
	2.5 Окно	20
	2.6 Внутренняя стена	21
	Неутепленный пол лестничной клетки Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций	22 23
3	Теплоэнергетический баланс здания	24
4	Выбор и обоснование системы отопления	36
5	Отопительные приборы.
	5.1 Расчет отопительных приборов	40
6	Тепловой пункт
	6.1 Устройство, расчет, подбор и установка гидроэлеватора	45
Заключение Библиографический список		47
Заключение Библиографический список		48
Приложение А План типового (второго) этажа Приложение Б План подвала Приложение В Разрез по лестничной клетке Приложение Г Схема стояка № 4 системы отопления Приложение Д Схема индивидуального теплового пункта с зависимым присоединением системы отопления

Введение

В последнее время в России, как и во всем мире, существенно возросло и продолжает возрастать потребление энергии. И вместе с тем наблюдается постоянный рост стоимости всех видов топлива. Это связано с усложнением добычи топлива при освоении глубоких месторождений; к тому же запасы некоторых видов топлива подходят к концу. Известно, что на теплоснабжение гражданских и производственных зданий расходуется более одной трети всего добываемого в России органического топлива. И поэтому все более актуальной и значимой задачей является экономное расходование теплоты на всех этапах от ее выработки до потребителя.

В России основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях являются затраты на отопление. Это объясняется тем, что на большей части территории страны в зимний период устанавливается низкая температура воздуха, и потери теплоты в зданиях через ограждающие конструкции превышают внутренние тепловыделения. Для поддержания необходимой температурной обстановки приходится оборудовать здания отопительными установками или системами.

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной системы проводится в процессе возведения здания, ее элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений.

1 Климатические характеристики района строительства

Район строительства: город Москва.

1.2 Расчетные параметры наружного воздуха:

Таблица 1.1

Расчетные параметры наружного воздуха [1, табл.1*]

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, ºC, обеспеченностью 0,92
text

Период со среднесуточной температурой £ 8 °С

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь
м/с

Продолжительность, сут.

zht

Средняя температура воздуха, °С

tht

– 28

214

– 3,1

4,9

1.3 Зона влажности территории Российской Федерации: 2 – «нормальная» [2, прил. В].

1.4 Влажностный режим помещений зданий: «нормальный» [2, табл.1], т. к. по [3 табл. 1]

Температура воздуха, °С

tint

Относительная влажность, %

φint

оптимальная

допустимая

оптимальная

допустимая, не более

20-22

18-24

45-30

где tint – температура воздуха внутри здания, °С,

φint – относительная влажность внутри здания, %.

Принимаем: tint = 20 °С, φint не более 60 %.

1.5 Условия эксплуатации ограждающей конструкции: «Б» [2, табл.2]. .

2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины искомого слоя ограждения, при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять теплотехническим требованиям: Ro ³ Rreg.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Теплотехническому расчету подлежат наружные стены, чердачные перекрытия (бесчердачные покрытия), перекрытия над неотапливаемым подвалом, окна и наружные двери, внутренние стены (перегородки).

2.1 Наружная стена

2.1.1 Эскиз элемента ограждающей конструкции

2.1.2 Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (наружной стены)

Таблица 2.1

Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1]

№ слоя	Позиция	Наименование материальных слоёв ограждающей конструкции	Обозначение	Толщина слоя, м	Расчетный коэффициент λ, Вт/(м∙°С)
1	225	Железобетон (ГОСТ 26633), ρо=2500 кг/м3	δ1	0,1	2,04
2	23	Пенополиуретан, ρо=60 кг/м3	δ2	–	0,041
3	225	Железобетон (ГОСТ 26633), ρо=2500 кг/м3	δ3	0,06	2,04

2.1.3 Градусо-сутки отопительного периода Dd ,°С∙сут. [2, формула 2]

Dd = (tint – tht) ∙ zht ,

(1)

где:

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

tht, zht – средняя температура наружного воздуха, °С и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С – в остальных случаях.

Dd = (20 – (-3,1))·214 =4943,4 °С ·сут.

2.1.4 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a∙Dd + b,

(2)

где:

a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала до 6000 °С·сут: a = 0,000075 b = 0,15; для интервала 6000-8000 °С·сут: a_=_0,00005 b = 0,3; для интервала 8000 °С·сут и более: a = 0,000025 b = 0,5.

Rreg = 0,00035·4943,4 + 1,4 = 3,130 (м2·°С)/Вт.

2.1.5 Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены – основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий – теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: Ro ³ Rreg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства Ro = Rreg,

Где Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт;

Ro – сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое по формуле

Ro = Rint + Rk + Rext ,

(3)

где:

– термическое сопротивление теплоотдачи, (м2∙°С)/Вт;

– термическое сопротивление тепловосприятию, (м2∙°С)/Вт;

aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С), [2, табл.7];

aext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2∙°С);

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое для однородной (однослойной) ограждающей конструкции по формуле [4, формула 3]:

Rk = ,

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м.

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м∙°С), [4, табл. Е.1]

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk с последовательно расположенными однородными слоями, (м2∙°С)/Вт, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоёв [4, формула 4]:

Rk = R1 + R2 + … + Rn + Rа.l ,

(5)

где:

R1, R2 … Rn – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемые по формуле (4).

Rа.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2∙°С)/Вт.

δmin => δ2 = [Rreg – ] · λ2

δ2 = [3,130 – ] · 0,041 = 0,119 м.

2.1.6 Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ2, м.

Толщина панелий для стен должна быть кратной 0,05 м, но не менее 0,3 м.

Следовательно, фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ2=0,140 м.

2.1.7 Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0, (м2∙°С/Вт),определяется на основании формулы (3)

Ro = ,

(6)

где δ2, м, принимается по п. 2.1.6.

Ro = =3,651 (м2·°С)/Вт.

2.1.8 Проверка выполнения условия : Ro ³ Rreg.

Ro = 3,651 (м2∙°С)/Вт	Ro ³ Rreg.
Rreg = 3,130 (м2∙°С)/Вт

2.1.9 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2∙°С)

k =

(7)

k = =0,274 Вт/(м2·°С).

2.2 Бесчердачное покрытие

2.2.1 Эскиз элемента ограждающей конструкции

2.2.2 Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (бесчердачного покрытия)

Таблица 2.2

Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1]

№ слоя	Позиция	Наименование материальных слоёв ограждающей конструкции	Обозначение	Толщина слоя, м	Расчетный коэффициент λ, Вт/(м∙°С)
1	225	Железобетонная пустотная панель, ρо=2500 кг/м3	δ1	0,22	2,04
2	248	Один слой рубероида (ГОСТ 10923), ρо=600 кг/м3	δ2	0,002	0,17
3	75	Газостекло, ρо=200 кг/м3	δ3	–	0,09
4	227	Цементно-песчаная стяжка, ρо=1800 кг/м3	δ4	0,03	0,93
5	248	Три слоя рубероида (ГОСТ 10923), ρо=600 кг/м3	δ5	0,006	0,17

2.2.3 Градусо-сутки отопительного периода Dd ,°С∙сут. [2, формула 2]

Dd = (tint – tht) ∙ zht ,

где:

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

Dd = (20 – (-3,1))·214 =4943,4 °С ·сут.

2.2.4. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a∙Dd + b,

где:

Rreg = 0,0005·4943,4 + 2,2 = 4,672 (м2·°С)/Вт.

2.2.5 Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены – основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий – теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: Ro ³ Rreg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства Ro = Rreg,

где

Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт;

Ro – сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое по формуле

Ro = Rint + Rk + Rext ,

где:

– термическое сопротивление теплоотдачи, (м2∙°С)/Вт;

– термическое сопротивление тепловосприятию, (м2∙°С)/Вт;

aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С), [2, табл.7];

aext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2∙°С),

Rk = ,

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м.

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м∙°С), [4, табл. Е.1]

Rk = R1 + R2 + … + Rn + Rа.l ,

где:

Rа.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2∙°С)/Вт.

Расчёт термического сопротивлении железобетонной пустотной плиты:

Рисунок 1. Пустотная железобетонная плита (поток тепла снизу вверх).

Для упрощения расчетов выделим фрагмент плиты длиной 1000 мм и шириной 210 мм. Заменим круглый воздушный канал диаметром 160 мм равным ему по площади квадратным, со стороной квадрата 140 мм ( ).

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки I…III.

Термическое сопротивление участков I и III:

Площадь участков I и III:

Термическое сопротивление участка II:

где - сопротивление воздушной прослойки, которое принимается при положительной температуре воздуха в прослойке и потоке тепла «снизу-вверх».

Площадь участка II:

Термическое сопротивление находится по формуле:

где:

F1, F2, …, Fn – площади отдельных участков конструкции, м2

R1, R2, …, Rn – термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемых по формулам:

- для однородных участков;

- для неоднородных участков;

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки IV … VI.

Термическое сопротивление однородных слоев IV и VI определяется по формуле:

Слой V имеет толщину 0,14 м и состоит из трех участков в том числе два площадью и выполнены из железобетона и один - замкнутая воздушная прослойка.

Термическое сопротивлении слоя V определяем по формуле:

Термическое сопротивление всей конструкции определяется по формуле как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:

Если величина не превышает более чем на 25%, то приведенное термическое сопротивление такой конструкции определяется по формуле:

Для рассматриваемой в примере железобетонной пустотной плиты приведенное термическое сопротивление составляет:

δmin => δ3 = [Rreg – ] · λ3

δ3 = [4,672 – ] · 0,09 = 0,386 м.

2.2.6 Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ3, м.

Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ3=0,40 м.

Для расчёта теплоэнергетического баланса примем толщину бесчердачного покрытия 0,7 м.

2.2.7 Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0, (м2∙°С/Вт),определяется на основании формулы (3)

Ro = ,

где δ3, м, принимается по п. 2.2.6

Ro = =4,831 (м2·°С)/Вт.

2.2.8 Проверка выполнения условия : Ro ³ Rreg.

Ro = 4,831 (м2∙°С)/Вт	Ro ³ Rreg.
Rreg = 4,672 (м2∙°С)/Вт

2.2.9 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2∙°С)

k =

k = =0,207 Вт/(м2·°С).

2.3 Перекрытие над неотапливаемым подвалом.

2.3.1 Эскиз элемента ограждающей конструкции

2.3.2 Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (перекрытия над неотапливаемым подвалом)

Таблица 2.3

Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1]

№ слоя	Позиция	Наименование материальных слоёв ограждающей конструкции	Обозначение	Толщина слоя, м	Расчетный коэффициент λ, Вт/(м∙°С)
1	225	Железобетонная пустотная панель, ρо=2500 кг/м3	δ1	0,22	2,04
2	248	Один слой рубероида	δ2	0,002	0,17
3	121	Вермикулит вспученный, ρо=200 кг/м3	δ3	–	0,095
4	-	Воздушная прослойка	δ4	0,10
5	218	Дощатый настил, ρо=500 кг/м3	δ5	0,01	0,18
6	220	Паркет из дуба поперёк волокон, ρо=700 кг/м3	δ6	0,02	0,23

2.3.3 Градусо-сутки отопительного периода Dd ,°С∙сут. [2, формула 2]

Dd = (tint – tht) ∙ zht ,

где:

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

Dd = (20 – (-3,1))·214 =4943,4 °С ·сут.

2.3.4 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

Rreg = a∙Dd + b,

где:

Rreg = 0,00045·4943,4 + 1,9 = 4,124 (м2·°С)/Вт.

2.3.5 Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены – основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий – теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: Ro ³ Rreg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства Ro = Rreg,

где

Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт;

Ro – сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое по формуле

Ro = Rint + Rk + Rext ,

где:

– термическое сопротивление теплоотдачи, (м2∙°С)/Вт;

– термическое сопротивление тепловосприятию, (м2∙°С)/Вт;

aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С), [2, табл.7];

Rk = ,

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м.

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м∙°С), [4, табл. Е.1]

Rk = R1 + R2 + … + Rn + Rа.l ,

где:

Rа.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2∙°С)/Вт.

Расчёт термического сопротивлении железобетонной пустотной плиты:

Рисунок 2. Пустотная железобетонная плита (поток тепла сверху вниз).

Термическое сопротивление участков I и III:

Площадь участков I и III:

Термическое сопротивление участка II:

где - сопротивление воздушной прослойки, которое принимается при отрицательной температуре воздуха в прослойке и потоке тепла «сверху-вниз».

Площадь участка II:

Термическое сопротивление находится по формуле:

где:

F1, F2, …, Fn – площади отдельных участков конструкции, м2

R1, R2, …, Rn – термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемых по формулам:

- для однородных участков;

- для неоднородных участков;

Термическое сопротивление однородных слоев IV и VI определяется по формуле:

Отопление гражданского здания 📙 Курсовая → 🆔 170290