МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СТРОИТЕЛЬНЫЙ

    УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Отопление и вентиляция”

 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка к курсовому проекту:

“Отопление  и вентиляция гражданского здания” 
 
 
 
 
 

Выполнил: Мустафаев А.А.

Проверил: Насыбулин Т. М.

____________

     МОСКВА 2010г.

 

Содержание: 
 

1. Исходные данные.
1. Исходные данные
2. Климатологические характеристики района строительства.
3. Расчетные условия и характеристики микроклимата.
4. Теплотехнические показатели строительных материалов наружных стен.
2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций.  
1. Расчет приведенного сопротивления, теплопередачи, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи наружных стен.
2. Проверка отсутствия конденсата водяных паров на внутренней поверхности наружной стены.
3. Проверка отсутствия конденсата водяных паров на внутренней поверхности наружного угла.
4. Проверка отсутствия конденсата водяных паров в толще наружной стены.
5. Выбор заполнения световых проемов.
3. Определение тепловой мощности системы отопления.
1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции.
2. Теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха.
3. Теплозатраты на подогрев вентиляционного воздуха.
4. Бытовые тепловыделения.
4. Конструирование и расчет системы отопления.
1. Размещение отопительных приборов, стояков и магистралей.
2. Расчет и подбор элеватора.
3. Гидравлический расчет теплопроводов.
4. Расчет поверхности и подбор отопительных приборов.
5. Конструирование и расчет систем вентиляции.
1. Расчет воздухообмена в помещениях.
2. Конструирование систем вытяжной вентиляции.
3. Аэродинамический расчет каналов.

 

 

1.ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ 

1. Исходные  данные

Район строительства  – Саратов

Вариант планировки- 5

Число этажей - 2

Ориентация входа  – З

Строительные размеры: а= 3200 мм    б=3400 мм Нэт=  3100 мм   Нш=4100 мм

Система отопления - водяная однотрубная с нижним расположением подающей магистрали.

Отопительные приборы - радиаторы типа М-90

Теплоснабжение - от городской водяной тепловой сети.

Расчетная температура воды в теплосети Тг=131 ^оС, То=70 ^оС

Перепад давления на вводе  -75  кПА

Присоединение системы  отопления к теплосети - по элеваторной  схеме.

      Вентиляция-приставная. 

2. Климатологические характеристики района строительства.

    По  СНиП 23-01-99

 

Таблица 1. Расчетные климатические характеристики

 
 
 

3. Расчетные характеристики и  условия микроклимата.

По СНиП 2.08.01-89

Таблица 2. Расчетные условия и характеристики микроклимата

 

Температура воздуха в помещениях t_в , принята в соответствии с (5), с учетом, что температура воздуха для района строительства t_H5 ниже 31 ^оС.

Для расчета ограждающих  конструкций жилого здания температуру  t_в  для рядового помещения принимаем 20 ^оС. Влажностный режим помещения считаем нормальным. (Принимается нормальным при 12 ^оС < <24 ^оС,   50%< <60%) 

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ НАРУЖНИХ  ОГРАЖДАЮЩИЕХ КОНСТРУКЦИЙ  ЗДАНИЯ 

2.1 Теплотехнические  показатели материальных  слоев наружной  стены. 

Таблица 3. Теплотехнические показатели строительных материалов .

 

Условия эксплуатации ограждений приняты согласно прил.2 (2), теплотехнические показатели приняты  в соответствии с условиями эксплуатации по прил.3 (2). 

2.2 Определение приведенного  сопротивления теплопередаче  наружных ограждений, толщины слоя утеплителя  наружной стены. 

     Таблица 4. Нормируемые коэффициенты

Нормируемые коэффициенты принимались согласно (2) для наружных стен, гладких потолков из рулонных материалов, перекрытий над  не отапливаемыми подвалами без  световых проемов в стенах в жилых  зданиях.

- Нормируемый температурный  перепад между температурой воздуха  в помещении и внутренней поверхности  наружного ограждения.

- Коэффициент теплоотдачи внутренней  поверхности ограждающей конструкции

- Коэффициент теплоотдачи наружной  поверхности ограждающей конструкции

n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху. 

     Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих  конструкций, исходя из санитарно-гигиенических  условий.       R₀^тр, м2, °С/Вт

Наружная  стена :   

Покрытие, чердачное  перекрытие:

Перекрытие  над подвалами и подпольями :  

     Расчет  ГСОП для определения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих  конструкций, исходя из условий энергосдережения.   R₀^эн, м2, °С/Вт

ГСОП=

     Пользуясь СНиП II-3-79** табл.1б, определяю R₀^эн,м² * ⁰С/Вт.

     R₀^эн > R₀^тр следовательно принимаем R0^пр = R₀^эн. 
 
 

     Таблица 5. Нормируемые коэффициенты 

 

Конструкция наружной стены. 

 

   R₀ ^расч =1/ α_в + δ_к1 / λ _к1+ δ_ут  / λ_ут + δ_к3 / λ _к3 + δ_к4 / λ _к4 +1/ α_н   

      R₀ ^расч =1/8,7 +0,15/0,37+0,3/0,33+δ_ут/0,14+0,03/0,76+1/23=1,51+δ_ут/0,14

      R₀ ^расч   > R₀^пр

      1,51+δ_ут / 0,14 > 3,07

       δ_ут > 0,22м

       Примем:

       δ_ут = 0,22 м

       Тогда окончательно R₀^пр = 3,08  м² * ⁰С/Вт

       Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/м² * ⁰С, ограждающей конструкции

   К = 1/ R₀^пр = 1/3,08  =0,325 Вт/м² * ⁰С

   Пол над неотапливаемым подвалом:

   R_тр =4,04м² * ⁰С/Вт

   К_пл = 1/ R₀^пр = 1/4,04= 0,248 Вт/м² * ⁰С

     Чердачное перекрытие:

   R_тр =4,04м² * ⁰С/Вт

   К_пт = 1/ R₀^пр = 1/4,04= 0,248 Вт/м² * ⁰С  

2.3  Проверка отсутствия конденсата водяных паров в толще наружной стены. 

Конденсация водяных паров в толще стены  отсутствует, если в любом сечении  ограждения, перпендикулярно направлению  теплового потока, выполняется условие  e_xi<E_xi. Значение парциального давления водяного пара e_xi при температуре t_xi в сечении и упругости водяного пара при полном водонасыщении и той же температуре E_xi, определяется для средней температуры и относительной влажности наружного воздуха самого холодного месяца.  

Точка 0:             E= 2197     

            

Точка 1:     E=2122,5

, м2 °С/Вт  - сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения X:    

,

E_В, E_Н, Па – упругость водяных паров, при полном насыщении, соответствующая температурам t_в , t_хм. Принимаются по прил.3 (1) E_В=2338.5, E_Н=237

      , Па – упругость водяных паров при = 55% и = 82%

-сопротивление паропроницанию от воздуха помещения до рассматриваемого сечения Х:

-общее сопротивление паропроницанию конструкции стены:

R_ПВ – сопротивление влагообмену на внутренней поверхности ограждения, принимаем равным 0.0267

R_ПН - сопротивление влагообмену на наружной поверхности ограждения, принимаем равным 0.0053

Точка 2:     E=1172

                  

            

     

Точка 3:     E=676

                  

            

     

Точка 4:     E=369

              

            

                   

  Точка 5:     E=271

              

            

                    
 
 
 
 

Таблица 6 .Значения E_x принимаем по прил.3

Сводная таблица  значений

 

По результатам  расчётов делаем вывод о том что конденсации водяных паров будет на наружней поверхности утеплителя

3.1.5 Требуемое сопротивление  паропроницанию из условий накопления  влаги за годовой период.

R^тр_п1=R_пн∙(e_в-E)/ ∙(E-e_нг)

R_пн=1,3637 – сопротивлению части ограждающей конструкции , расположенной между наружней поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

e_нг=990 Па – средняя упругость водяного пара наружнегго воздуха за годовой период по СНиП 23-01-99. ,  где , , - парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемое согласно указаниям примечаний к этому пункту; 
      , , - продолжительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов года, определяемая по таблице 3* СНиП 23-01 с учетом следующих условий: 
     а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С; 
    б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С; 
    в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 °С;

Z₁=3 мес,Z₂=2 мес,Z₃=7 мес. 
     Температура в любом сечении ограждающей конструкции определяется по выражению:

t₁=20-2,6349(20+10,23)/3,045=-6,16^оС

t₂=20-2, 6349(20+3,4)/3,045=-0,25^оС

t₃=20-2, 6349(20-14,53)/3,045=15,27^оС

Давление насыщенных водяных паров для температур характерных сечений определяю  по СНиП 2-3-79*

 Е₁=379,005 Па; Е₂=600,4 Па; Е₃=1736,44Па отсюда E=1207,74Па

R^тр_п1=1,3637 ∙(1286,175-1207,74)/ ∙(1207,74-990)=0,491 м²ч Па/кг

R_спок=3,4594 м²ч Па/кг – сопротив.паропроницанию ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.

R_спок больше R^тр_п1, конденсация допустима. 

    Таблица 7.Продолжительность, (Z) мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов года, определяемая

по таблице 3* (3)

,  

2.4 Выбор заполнения  световых проемов  по сопротивлению  воздухопроницанию.

Определение требуемого сопротивления воздухопроницанию  , :

     

G_Н, кг/(м²ч) – нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций,  равной 6,0 для окон и балконных дверей жилых зданий  в деревянных переплетах.

₀ – разность давлений воздуха, принимаемая 10Па.

- разность давлений на наружной  и внутренней поверхности ограждающих  конструкций. 

Н,м – высота здания от середины окна первого этажа до устья вентиляционной шахты.

В соответствии с  проектным заданием высота этажа 3,1 м и высота устья вент.шахты над уровнем пола чердака 4,1 м., количество этажей 2. Принимаемая величина Н=8,75м

      , , кг/м³ - плотность воздуха соответственно при температуре t_Н5, t_В

          

V_в, м/с – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь. Принята V_в = 5.6 м/с

Проектное сопротивление  воздухопроницанию  , принято больше требуемого сопротивления воздухопроницанию и равным 0.29, т.о принимаем тройное остекление в деревянных переплетах с пенополиуретановым уплотнителем, имеющим сопротивление теплопередаче = 0,52  м2 °С/Вт.

Определение коэффициента теплопередачи окон: Вт/(м ×°С) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 8. Коэффициенты теплопередачи

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЗНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Тепловая мощность системы отопления Q_от определяется для каждого помещения по балансовым уравнениям:

Для жилых комнат:  Q_от = Q_тп + Q_и(в) - Q_б

Для кухонь:  Q_от = Q_тп + Q_и - Q_б

Для лестничных клеток: Q_от = Q_тп + Q_и 

где Q_тп - теплопотери помещений через ограждающие конструкции.

Q_и- затраты теплоты на подогрев инфильтрующего воздуха.

Q_и(в) - большее значение из теплозатрат на подогрев инфильтрующего воздуха Q_и или на компенсацию естественной вытяжки из квартиры Q_в.

Q_б - бытовые тепловыделения. 

3.1 Расчет теплопотерь  через ограждающие  конструкции.

Q_тп = К (t_в - t_н)n (1 + Ση) А, Вт

      К - коэффициент теплопередачи через элемент ограждения.

      η - коэффициент, учитывающий добавочные потери.

      А - площадь элемента ограждения.

Таблица 9Теплопотери  через ограждающие конструкции.