Отопление и вентиляция жилого дома. 3

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ-УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС

 

Кафедра: «ГСиХ»

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине:

«Теплогазоснабжение и вентиляция»

Тема курсовой работы: «Отопление и вентиляция жилого дома»

 

 

Студент:__________________________________ Швец А.В.

Шифр: 090697

Группа: 31-ТВ

Архитектурно-строительный институт

 

Преподаватель:____________________________ Музалевская Г.Н.

Работу защитил с оценкой:__________________

 

Орел 2012

 

 

 

 

 

  1. Задание и исходные данные для проектирования

 

  • Район строительства: город Москва
  • Наружные стены: из силикатного кирпича
  • Ориентация фасада: Север
  • Срок начала строительства: 2012 год
  • Высота техподполья: 2,3 м
  • Система отопления: водяная вертикальная однотрубная
  • Вентиляция: естественная
  • Присоединение системы водяного отопления к наружным теплопроводам: без смешивания воды по прямоточной схеме
  • Параметры теплоносителя Т1-Т2: 105-70 ºС
  • Располагаемая разность давлений на вводе  ∆P: 100 кПа
  • Тип отопительных приборов: «Универсал» МС-90 МС 140-108
  • Температура теплоносителя в системе отопления Т1-Т2: 105-70 ºС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В помещениях с постоянным длительным пребыванием людей и в помещениях, где по условиям производства требуется поддержание положительных температур в холодный период года, устраивается система отопления.

Система отопления является одной из строительно-технических установок здания, которая должна отвечать следующим основным требованиям:

  1. санитарно-гигиеническим – обеспечивать необходимые внутренние температуры, регламентированные соответствующими СНиП, без ухудшения состояния воздушной среды;
  2. экономическим – обеспечивать наименьшие приведенные затраты при уменьшении расхода металла;
  3. строительным – предусматривать размещение отопительных элементов в увязке с архитектурно-планировочными и конструктивными решениями здания без нарушения прочности основных конструкций при монтаже и ремонте систем отопления;
  4. монтажным – предусматривать возможность монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров и ограниченном применении узлов и деталей  индивидуального изготовления;
  5. эксплуатационным – характеризоваться простотой и удобством управления и ремонта, бесшумностью и безопасностью действия;
  6. эстетическим – хорошо гармонировать с внутренней отделкой и не занимать излишних площадей.

Системы отопления подразделяются на:

  • местные;
  • центральные.

Местными системами отопления или местным отоплением называют такой вид отопления, при котором генератор тепла и нагревательный прибор конструктивно скомпонованы вместе и установлены в обогревательном помещении. Характерным примером местной системы отопления может служить комнатная отопительная печь.

Центральными системами отопления называются системы, предназначенные для отопления нескольких помещений из единого теплового пункта, в котором размещается генератор тепла. В таких системах генератор вынесен за пределы отопительного помещения.

Центральная система отопления может быть районной, когда группа зданий отапливается из центральной котельной или центрального теплового пункта.

Системы отопления принято классифицировать и по преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов.

Назначение систем отопления состоит в обеспечении теплом здания в холодный период года. Функцию непосредственного обогрева выполняют обогревательные приборы, являющиеся основным элементом системы отопления.

Виды и конструкции нагревательных приборов могут быть самыми разнообразными. Приборы отливаются из чугуна, выполняются из стали, бетона, керамики, фарфора, в виде панелей из бетона с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами и пр. Приборы различают по размерам и форме, они могут собираться из отдельных секций и элементов. В них могут подаваться различные теплоносители с различными параметрами.

Основные виды нагревательных приборов – это радиаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели.

Различают 2 вида энергосберегающих мероприятий:

а) мероприятия, непосредственно связанные с работой систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; повышение уровня теплозащиты зданий различного назначения, совершенствование герметизации и тепловой изоляции технологического оборудования, совершенствование технологических процессов, использование вторичных энергоресурсов для технологических нужд. Применение энергосберегающих мероприятий этого вида всегда приводит к уменьшению мощности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

б) мероприятия, снижающие затраты тепловой или механической энергии при работе этих систем, повышение КПД котельных установок, автоматизация и диспетчеризация работы этих систем, совершенствование их проектных решений, использование вторичных энергоресурсов для нагрева проточного воздуха или воды и др.

При проектировании новых или реконструкции действующих систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут решаться 3 типа технико-экономических задач:

  1. имеется лишь один вариант энергосберегающего решения и его составляют с точки зрения экономической эффективности с «базовым» вариантом, не предусматривавшим энергосберегающих мероприятий;
  2. могут быть применены несколько энергосберегающих мероприятий (или одно, но с различными количествами сберегающей энергии при разных режимах работы); все они сопоставляются по величине достигаемого экономического эффекта между собой и с «базовым» вариантом; применению подлежит экономически наиболее целесообразное мероприятие;
  3. выявляют экономически оптимальный вариант решения, т.е. лучший из всех возможных в принятых условиях.

Необходимо учитывать следующие специфические особенности эксплуатации указанных систем.

  1. Все чаще основным для определения срока службы оборудования и воздуховодов систем промышленной вентиляции является не их физический (или моральный) износ, а срок смены производственной технологии, так как при новой технологии обычно растет выпуск продукции, заменяется оборудование, изменяются места его расположения, что может вызывать необходимость замены вентиляционных устройств.
  2. Принятые в настоящее время сроки службы зданий, оборудованными системами отопления, могут быть весьма различными: для многоэтажных зданий различного назначения с площадью пола свыше 5000 м2, имеющих железобетонный или металлический каркас и стены из панелей или каменных материалов, срок службы должен быть принят в последнем случае для систем отопления и вентиляции, которыми оборудовано передвижное здание.

Целью данной курсовой работы является процесс проектирования систем водяного отопления и системы вентиляции многоквартирного жилого дома. Он включает в себя следующие основные этапы:

 

 

 

  1. теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания;
  2. расчет теплопотерь помещения;
  3. выбор системы отопления;
  4. конструирование систем отопления;
  5. тепловой расчет отопительных приборов;
  6. гидравлический расчет систем отопления.
  7. расчет естественной вентиляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

 

Исходные данные:

  1. Место строительства – город Москва
  2. Объект – жилое здание
  3. Зона влажности – влажная (СНиП 23-02-2003, приложение В)
  4. Влажность воздуха в помещении , расчетная температура внутреннего воздуха (по нормам проектирования жилых зданий)
  5. Влажностный режим помещения – нормальный (СНиП 23-02-2003, таблица 1)
  6. Условие эксплуатации ограждающих конструкций – Б (СНиП 23-02-2003, таблица 2)
  7. Технологические показатели и коэффициенты:
  • коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху – (СНиП 23-02-2003, таблица 6)
  • нормальный температурный перепад - (СНиП 23-02-2003, таблица 5)
  • коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции - (СНиП 23-02-2003, таблица 7)
  • коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции -
  1. Климатические параметры:
  • Расчетная температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92) - (СНиП 23-01-99*, таблица 1)
  • продолжительность отопительного периода (со средней температурой ) - (СНиП 23-01-99*, таблица 1)
  • средняя температура отопительного периода (со средней температурой ) - (СНиП 23-01-99*, таблица 1)

 

 

 

 

 

2.1 Теплотехнический расчет стены

  1. Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

  1. Конструкция наружной стены:

Параметры материалов наружной стены:

Материал слоя

,

кг/м3

,

Вт/(м×°С)

,

м

,

м2×°С/Вт

1 Наружная кирпичная  кладка из силикатного кирпича  на цементно-песчаном растворе

1800

0,87

0,12

0,14

2 Теплоизоляционный  слой – пенополистирол (пенопласт)

125

0,064

0,167

2,61

3 Внутренняя  кирпичная кладка из силикатного  кирпича на цементно-песчаном  растворе

1800

0,87

0,38

0,4


  1. Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину утеплителя 0,167 м =170 мм.

  1. Определяем сопротивление теплопередаче стены:

 

  2. Температурный перепад:

  1. Толщина стены:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция стены является удовлетворительной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

  1. Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

  1. Конструкция перекрытия:

 

  1. Параметры материалов перекрытия:

№ слоя

Материал слоя

Плотность

Теплопровод-ность

Толщина слоя

,

м2×°С/Вт

1

Гравий керамзитовый

400

0,145

0,1

0,689

2

Изоляционный слой жесткие минераловатные плиты (ГОСТ 9573)

200

0,08

0,252

 

 

3,15

3

Многопустотная ж/б

плита

2500

2,04

0,22

 

0,11


  1. Определяем толщину утеплителя:

Принимаем толщину утеплителя 0,260 м = 260 мм.

  1. Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия:

 

  2. Температурный перепад:

  1. Толщина перекрытия:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

2.3 Теплотехнический расчет перекрытия над подвалом

  1. Параметры материалов наружной стены:

№ слоя

Материал слоя

Плотность

Теплопроводность

Толщина слоя

,

м2×°С/Вт

1

Линолеум

1800

0,38

0,005

0,013

2

Цементно-песчаный раствор

1800

0,93

0,02

0,0215

3

Теплоизоляционный слой – пенопласт

125

0,64

0,05

0,7812

4

Бетон

600

0,26

0,1

0,3846

5

Многопустотная ж/б плита

2500

2,04

0,22

0,1078


  1. Определяем толщину утеплителя:

=0,37

Принимаем толщину утеплителя 0,05 м =50 мм.

  1. Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия:

 

  1. Температурный перепад:

  1. Толщина перекрытия:

Поскольку, условия соблюдаются, то принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Теплотехнический расчет окон и балконных дверей

  1. Определяем градусо-сутки отопительного периода:

  1. Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

, где  - коэффициент (СНиП 23-02-2003, таблица 4)

Принимаем: два однокамерных стеклопакета из обычного стекла в спаренных деревянных переплетах (при ширине переплета 78 мм).

 

 

2.5 Расчет коэффициента теплопередачи ограждения

Коэффициент теплопередачи представляет собой мощность теплового потока, проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 поверхности стенки за 1 час при разнице температур между средами 1ºС.

 

Таблица 1 – Расчет коэффициентов теплопередачи ограждений

№

п/п

Наименование ограждения

Условное обозначение

Толщина конструкции или слоя утеплителя,    

Сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопередачи

1

Наружная стена

НС

0,17

4,04

0,24

2

Чердачное перекрытие

ПТ

0,252

4,14

0,241

3

Перекрытие над подвалом

ПЛ

0,05

2,73

0,366

4

Окно

ДО

–

0,60

1,66

5

Дверь

ДВ

–

1,408

1,1837

0,8878


 

 

 

  1. Расчет теплопотерь помещений

Прежде чем приступить к расчету этих теплопотерь, предварительно необходимо:

- обозначить на планах  этажей все отапливаемые помещения  порядковыми номерами;

- выполнить по планам  этажей и разрезам здания обмеры  отдельных ограждений и вычислить  затем их площадь  .

Помещения нумеруют слева направо по часовой стрелке. Помещениям подвала присваиваются номера 01, 02 и далее; помещения первого этажа получают номера 101, 102 и далее; номера 201, 202 и далее присваиваются помещениям второго этажа и т.д. Лестничные клетки рассматривают как одно помещение и обозначают отдельно буквами А, Б и т.д.

 

Тепловой баланс помещения имеет вид:

, Вт                                                  (1)

где: – общие теплопотери помещения или тепловая мощность отопительной установки помещения, Вт;

 – тепловыделения в помещениях, Вт;

 – теплопотери помещения, Вт.

Теплопотери помещения равны:

, Вт                                           (2)

где: – теплопотери помещения через его ограждающие конструкции;  

 – теплопотери на нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения.

 

3.1 Потери тепла через  отдельные ограждения в помещении

Расходы теплоты  через отдельные ограждения в помещении определяются по формуле:

 Вт                    (3)

где: - коэффициент теплопередачи ограждения, ;

- расчетная площадь поверхности  ограждения, ;

 

 – температура внутреннего  воздуха, ;

 –  температура наружного  воздуха, ;

 – коэффициент, учитывающий  положение поверхности наружной  поверхности ограждающей конструкции  по отношению к наружному воздуху, принимаем равным 1 для стен, дверей и окон, и 0,9 для потолка;

– коэффициенты, учитывающие добавочные теплопотери через ограждение, принимаем в зависимости от ориентации здания.

Добавочные теплопотери учитывают ориентацию ограждений по сторонам света:

– северо-запад, северо-восток, север и восток – β=0,1;

– запад и юго-восток – β=0,05;

– на юг и юго-запад – β=0;

Расчетную температуру tв внутреннего воздуха в угловых помещениях жилых зданий следует принимать на 2° выше, чем в остальных помещениях. Этим учитываются добавочные теплопотери через наружные ограждения угловых помещений.

Коэффициент теплопотери  в формуле (3) ограждения определяется по выражению:

                                        (4)

где: – сопротивление теплопередаче ограждения, ;

Коэффициент теплопотери окон определяются повыражению:

                        (5)

 

3.2 Потери теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения

Для жилых зданий с естественной вытяжной вентиляцией расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха через наружные ограждения определяется по формуле:

 Вт                    (6)

где – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 3  на 1 площади жилых помещений и кухни; ;

 – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 ;

 – коэффициент, учитывающий  влияние встречного теплового  потока в конструкциях;

 – плотность наружного воздуха, равная 1,459;

 

3.3 Бытовые тепловыделения

Бытовые тепловыделения в комнатах и кухнях жилых домов определяются по формуле:

                                               (7)

где: - теплопоступления на 1м2 площади пола помещений, принимаем

;

 – площадь пола помещений , .

 

Рассмотрим пример расчета теплопотерь для комнаты 101:

Ограждающие конструкции:

- три наружные стены (НС),

- три окна (ТО)

- пол (ПЛ).

Размеры стен принимаются:

  1. Высота стен первого этажа от уровня чистого пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа (h=2,8 м).
  2. Высота стен промежуточного этажа между уровнем чистых полов данного и вышележащего этажей (h=2,8).
  3. Высота стен верхнего этажа до уровня чистого пола (до линии пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью чердачного перекрытия) (h=2,8м).
  4. Длина наружных стен неугловых помещений между осями внутренних стен, а угловых помещений от угла до оси внутренних стен.

 

Площадь окон, дверей по наименьшим размерам строительных проемов в свету.

Площадь полов и потолков от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренних стен.

Ориентация ограждений, коэффициенты, учитывающие добавочные теплопотери через ограждения в зависимости от ориентации ( и размеры ограждений известны:

НС

Ю-З

2,3х2,8

6,44

0,24

51

1

0

1

78,8256

НС

Ю

3,3х2,8

9,24

0,24

51

1

0

1

113,098

НС

Ю-В

2,3х2,8

6,44

0,24

51

1

0,05

1,05

82,7669

ДО

Ю

1,4х1,4

1,96

1,66

51

1

0

1

165,934

ПЛ

  

4,3х4,3

9,744

0,366

51

0,6

  

1

109,129


 

Угловая комната с температурой внутреннего воздуха: ;

Температура наружного воздуха: ;

Коэффициенты теплопотерь:

для стен:

;

для окон:

;

Подставляя данные в формулу (3) получим соответствующие потери теплоты через отдельные ограждения:

НС   Вт

НС   Вт

НС    Qi = Вт

ДО   Вт

ПЛ   Вт

Суммарные теплопотери для комнаты 101 будут составлять:

 

Подставляя данные в формулу (6) получим соответствующие потери теплоты на нагревание воздуха, инфильтрирующегося через наружные ограждения:

905,542 Вт

Подставляя данные в формулу (7) получим соответствующие бытовые тепловыделения:

 Вт

В итоге получаем:

Вт

Вт

Аналогично выполняем расчет теплопотерь для других комнат и результаты расчетов заносим в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Выбор системы отопления

В зависимости от места расположения источника теплоты различают центральные и местные системы отопления.

По виду теплоносителя, используемого для обогрева помещений, системы отопления подразделяются на водяные, паровые и воздушные.

Отопление и вентиляция жилого дома. 3 📙 Курсовая → 🆔 170319

Отопление и вентиляция жилого дома. 3 📙 Курсовая → 🆔 170319

Отопление и вентиляция жилого дома. 3