Опалення та вентиляція цивільного будинку
Міністерство освіти та
науки України
ОДАБА
Кафедра опалення,
вентиляції,та охорони повітряного басейну
Курсова робота з
дисципліни:
Теплогазопостачання та
вентиляції
Тема:
Опалення та вентиляція
цивільного будинку
Виконав:
студент
гр. ПСК-341
Копец
І.М.
Перевірив:
Спінов
В.В.
Одесса 2009
Вихідні данні
Номер завдання –
51
Місто з режимом експлуатації
конструкцій приміщень – Хабаровськ , Б
Розрахункова температура повітря в
місті - = -34, ,
Тривалість опалювального періоду –
n =205
Швидкість повітря – w
= 5,9 м/с
Додаткові
вихідні данні
Джерелом
теплопостачання проектного будинку приймається міська теплова мережа з
параметрами теплоносія Тг = 150 оС (в подаючій магістралі)
і tо
= 70 оС (в зворотній магістралі).
Всі проектні
будинки трьохповерхові з неопалювальним підвалом, висота поверху – 3м, підлоги
східних клітин на ґрунті.
По останній
цифрі залікової книжки вибираю план типового поверху – дитячий садок.
Орієнтація фасадів будинку вказана в плані.
Система опалення
проектується з нижньою розводкою.
Розміри вікон –
1,8×1,5,
вхідних дверей східних клітин 2,1×1,8.
Коефіцієнт
теплопередачі вікон – 0,4, вхідних дверей – 1,32 Вт/м2 оС.
1.
Опалення
1.1Теплотехнічний
розрахунок потрібної товщини огороджуючої конструкції
Для
вирішення поставленої задачі необхідно визначити число градус-днів отоплюючого
періоду (DD) :
DD
= (tв
– tоп)×n
= (18-(-10,1)×205 =5760,5 градус-днів
де
tв
– розрахункова температура внутрішнього повітря.
tоп
- середня температура опалювального періоду.
n
– тривалість опалювального періоду.
По
значенню DD та різновиді
конструкції по (Д.3) знаходимо нормативний опір теплопередачі Rнор,
(м2 оС/Вт) = 2,2 м2 оС/Вт
Матеріал
зовнішніх стін – керамзитобетон на керамзитовому піску. Щільність - 1800 кг/м3.
Утеплювач
перекриття – плити мінеральної вати підвищеної жорсткості. Щільність – 200
кг/м3.
Товщину
стіни приймаємо кратною 50 мм, але не менше 300мм. утеплювач стіни - кратним 20
мм, але не більше 250 мм.
Визначаємо
товщину утеплювача конструкції:
δx=
(Rнор
– (1/αв
+ δ1/λ1+
δ3/λ3+
δ4/λ4
+ 1/αн))×λ2
= (2,2 – (1/8,7+0,03/0,93+0,3/0,92+0,03/0,81))×0,09 = 0,152 м.
де αв
– коефіцієнт теплопровідності на внутрішній поверхні
огороджень (Вт/м2 оС)
αн
– коефіцієнт теплообміну на зовнішній поверхні (Вт/м2
оС)
λ1,
λ2,
λ3,
λ4
– коефіцієнти теплопровідності матеріалів огороджуючих конструкцій (Вт/м
оС) δ1,
δх,
δ3,
δ4
– товщина шарів огороджень, м.
Рис. 1 - Параметри
шарів огороджуючої конструкції
1) λ1=0,93
Вт/м оС, δ1
=0,03 м;
2) λ2
= 0,09 Вт/м оС, δ2
= х;
3) λ3
= 0,92 Вт/м оС, δ3
= 0,3 м;
4) λ4
=0,81 Вт/м оС, δ4
= 0,03 м.
В додатку № 3
знаходимо Rнор=2,2,
виходячи із значень DD.
αв=8,7,
αн
=23.
Приймаємо
товщину утеплювача кратною 1 см => δ2=0,16
м.
Знайдемо Rфакт.
– фактичний опір конструкції:
м2
оС/Вт
Rфакт.>
Rнор..
Знаходимо коефіцієнт теплопередачі конструкції:
Кст= = 0,43 Вт/м2 оС
Рис.2
- Розрахунок перекриття
Параметри шарів
перекриття
1) Руберойд
λ1=0,17
Вт/м оС, δ1
=0,01 м;
2) стяжка
λ2
= 0,93 Вт/м оС, δ2
= 0,05 м;
3) утеплювач
λ3
= 0,09 Вт/м оС, δ3
= х м;
4) залізобетонна
плита λ4
=2,04 Вт/м оС, δ4
= 0,2 м.
Знайдемо
товщину утеплювача в перекритті кратного 5 см:
δx=
(Rнор
– (1/αв
+ δ1/λ1+
δ2/λ2+
δ4/λ4
+ 1/αн))×λ3=(2,5
–(1/8,7+0,01/0,17+0,2/2,04+1/23))×0,09 = 0,2 м.
(м2
оС/Вт)
Rфакт.>
Rнор..
Знаходимо
коефіцієнт теплопередачі перекриття:
Кпер..=
= 0,39 Вт/м2 оС
Коефіцієнт
теплопередачі вікон Квк=0,4 Вт/м2 оС.
Коефіцієнт
теплопередачі вхідних дверей Кдв =1,32 Вт/м2 оС.
Коефіцієнт
теплопередачі зовнішньої стіни Кст.=
0,43 Вт/м2 оС
1.2
Визначення тепловитрат приміщеннями запроектованої будівлі
Необхідно
визначити тепловитрати кутових і середніх приміщень проектованої будівлі по
одному на кожному поверсі і тепловитрати однієї з сходових кліток.
В
тепловитрати кожної з кімнат включаються і тепловитрати через огороджувальні
конструкції, різниця температур перевищує 3оС.
Для
приміщень першого поверху - це зовнішні стіни і двері, вікна, підлога. Другий
поверх – теж, крім підлоги, третій – додаткові втрати через покриття .
Тепловитрати
обчислюють з точністю до 10 Вт по формулі:
де
А – розрахункова
площа огороджуючої конструкції, м2;
К – коефіцієнт
теплопередачі конструкції, Вт/(м2 оС);
- температура повітря
в приміщенні, оС;
- температура холодної
п’ятиденки, оС;
– коефіцієнт
врахування конструкції в просторі;
- додаткові
тепловитрати в долях від основних.
Додаткові втрати
тепла, приймаються
слідуючими:
-
при розрахунковій швидкості повітря до 5
м/с =0,05
-
при швидкості повітря більш ніж 5 м/с .
Витрата
тепла повинна враховувати витрати на підігрів зовнішнього інфільтрованого
повітря, що поступає в будову через щілини в вікнах внаслідок різниці тисків
усередині приміщення та ззовні.
В
приміщенні житлових та громадських будинків витрати тепла на підігрів повітря
інфільтрації Qu,
Вт, знаходять за формулою:
Qu=0,337×A×h×
де А – площа пола кімнати, м3;
h
– висота кімнати, м. Якщо в кімнаті немає ні вікон, ні зовнішніх дверей, тоді Qu
=0. Для зручності розрахунків результати обчислень зводять у таблицю1.1. До
таблиці заносимо розрахунки тепловитрат для кутової і середньої кімнати трьох
поверхів.
Таблиця 1.1. Тепловитрати
обчислювальних приміщень
№,
tн
|
НОК
|
Розміри і
Площа
огороджень
|
К
|
|
|
1+∑𝛃
|
Qt
|
Qи
|
Qб
|
оС
|
|
a×в,
м
|
А,
м2
|
Вт/м2оС
|
оС
|
|
|
Вт
|
Вт
|
Вт
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
101
+18
|
Н.С.-З.
|
3×4,5
|
13,5-2,7=
10,8
|
0,43
|
18-(-31)=49
|
1
|
1,15
|
260
|
1670
|
13970
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,15
|
60
|
Н.С.-Ю
|
7,5×3
|
22.5-2,7=19,8
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
440
|
ОК-Ю
|
1,8
|
2,7
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
60
|
ПОЛ
|
4,5×
3
|
13,5
|
7,6
|
49
|
1
|
-
|
5030
|
4,5
|
20,25
|
6,5
|
49
|
1
|
-
|
6450
|
102
+18
|
Н.С.-З
|
2,1×
3,6
|
7,56-2,7=
4,86
|
0,43
|
49
|
1
|
1,1
|
110
|
370
|
1760
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,1
|
60
|
ПОЛ
|
2,1×
3,6
|
7.56
|
3,3
|
49
|
1
|
-
|
1220
|
201
+18
|
Н.С.-З.
|
3×4,5
|
13,5-2,7=
10,8
|
0,43
|
49
|
1
|
1,15
|
260
|
1670
|
2490
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,15
|
60
|
Н.С.-Ю
|
7,5×3
|
22.5-2,7=19,8
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
440
|
ОК-Ю
|
1,8
|
2,7
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
60
|
202
+18
|
Н.С.-З
|
2,1×
3,6
|
7,56-2,7=
4,86
|
0,43
|
49
|
1
|
1,1
|
110
|
370
|
540
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,1
|
60
|
301
+18
|
Н.С.-З.
|
3×4,5
|
13,5-2,7=
10,8
|
0,43
|
49
|
1
|
1,15
|
260
|
1670
|
3130
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,15
|
60
|
Н.С.-Ю
|
7,5×3
|
22.5-2,7=19,8
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
440
|
ОК-Ю
|
1,8
|
2,7
|
0,43
|
49
|
1
|
1,05
|
60
|
КРОВ
|
4,5×
7,5
|
33,75
|
0,39
|
49
|
1
|
-
|
640
|
302
+18
|
Н.С.-З
|
2,1×
3,6
|
7,56-2,7=
4,86
|
0,43
|
49
|
1
|
1,1
|
110
|
370
|
680
|
ОК-З
|
1,8×
1,5
|
2,7
|
0,4
|
49
|
1
|
1,1
|
60
|
КРОВ
|
2,1×
3,6
|
7.56
|
49
|
1
|
-
|
140
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Визначаємо питомі тепловтрати
1.3
Визначення тепловтрат приміщеннями і будівлею в цілому
По
питомих втратах тепла, визначених для кутових і середніх приміщень кожного
поверху, Вт/м легко обчислити
тепловтрати будь-яким приміщенням кожного поверху. Для цього треба визначити
периметр зовнішніх стін і компоненти його на питому втрату одним погонним
метром стіни відповідного приміщення. Результати обчислення зручно оформити в
табличній формі. Для правильного розміщення опалювальних приладів доцільно попередньо
визначити орієнтовану кількість секцій чавунних радіаторів, як зазначено в
графі 5 таблиці 1.2.
Таблиця
1.2. Тепловтрати приміщеннями і будовою в цілому
№ приміщення
|
∑l,м
|
, Вт/м
|
Q,Вт
|
N=Q/178
|
101
|
12
|
1165
|
13970
|
79
|
102
|
3,6
|
489
|
1760
|
10
|
103
|
3
|
489
|
1467
|
9
|
104
|
4
|
489
|
1956
|
11
|
105
|
4
|
489
|
1956
|
11
|
106
|
3
|
489
|
1467
|
9
|
107
|
3,6
|
489
|
1760
|
10
|
108
|
12
|
1165
|
13970
|
79
|
109
|
12
|
1165
|
13970
|
79
|
110
|
2,8
|
489
|
1369
|
8
|
111
|
3,8
|
489
|
1858
|
11
|
112
|
3,8
|
489
|
1858
|
11
|
113
|
3,2
|
489
|
1564
|
9
|
114
|
3,2
|
489
|
1564
|
9
|
115
|
3,8
|
489
|
1858
|
11
|
116
|
3,8
|
489
|
1858
|
11
|
117
|
2,8
|
489
|
1369
|
8
|
118
|
12
|
1165
|
13970
|
79
|
201
|
12
|
208
|
2490
|
14
|
202
|
3,6
|
150
|
540
|
3
|
203
|
3
|
150
|
450
|
3
|
204
|
4
|
150
|
600
|
4
|
205
|
4
|
150
|
600
|
4
|
206
|
3
|
150
|
450
|
3
|
207
|
3,6
|
150
|
540
|
3
|
208
|
12
|
208
|
2490
|
14
|
209
|
12
|
208
|
2490
|
14
|
210
|
2,8
|
150
|
420
|
3
|
211
|
3,8
|
150
|
570
|
4
|
212
|
3,8
|
150
|
570
|
4
|
213
|
3,2
|
150
|
480
|
3
|
214
|
3,2
|
150
|
480
|
3
|
215
|
3,8
|
150
|
570
|
4
|
216
|
3,8
|
150
|
570
|
4
|
217
|
2,8
|
150
|
420
|
3
|
218
|
12
|
208
|
2490
|
14
|
301
|
12
|
261
|
3130
|
18
|
302
|
3,6
|
189
|
680
|
4
|
303
|
3
|
189
|
567
|
4
|
304
|
4
|
189
|
756
|
5
|
305
|
4
|
189
|
756
|
5
|
306
|
3
|
189
|
567
|
4
|
307
|
3,6
|
189
|
680
|
4
|
308
|
12
|
261
|
3130
|
18
|
309
|
12
|
261
|
3130
|
18
|
310
|
2,8
|
189
|
529
|
3
|
311
|
3,8
|
189
|
718
|
4
|
312
|
3,8
|
189
|
718
|
4
|
313
|
3,2
|
189
|
605
|
4
|
314
|
3,2
|
189
|
605
|
4
|
315
|
3,8
|
189
|
718
|
4
|
316
|
3,8
|
189
|
718
|
4
|
317
|
2,8
|
189
|
529
|
3
|
318
|
12
|
261
|
3130
|
18
|
Сума тепловтрат усіма приміщеннями ∑Q
= 118430Вт.
1.4 Конструювання та вибір обладнання
теплового пункту
Так
як параметри теплоносія теплової мережі не відповідають допустимим для житлових
і адміністративних будівель, а тиск на вході достатній для роботи елеватора,
система опалення підключається до тепломережі по залежній схемі, через
елеваторний вузол. Теплова потужність QC,
Вт, яку повинен забезпечити елеватор, визначається
як:
де
- коефіцієнт для
опалювальних приладів М140
коефіцієнт, що
враховує додаткові втрати тепла трубами через зовнішні огородження,
- тепловтрати будови,
Вт.
Витрати
води. що проходять через горловину G,
т/ч, обчислюються по залежності:
де и - температура води
відповідно в подаючій та зворотній магістралях системи опалення (знаходиться в
залежності від призначення будівлі), оС.
Перепад
тисків після елеватора, кПа
де
- перепад тисків до
елеватора (по завданню);
-
коефіцієнт змішення води в елеваторі;
Тг
– температура води в тепломережі:
для
лікарень, ясел, дитсадків оС, оС.
Діаметр
горловини елеватора, м обчислюється
як:
По
обчисленому діаметру горловини з таблиці підбирають найближчий менший діаметр
горловини стандартного елеватора і його номер, згідно таблиці 1.3. вибираємо
елеватор ВТІ МосЕнерго N2.
Діаметр
сопла елеватора dC,
м , знаходять по формулі:
2. Вентиляція
2.1Визначення
повітрообмінів та розмірів вентиляційних каналів
Витрати
повітря L, м3/ч.,
що виводиться з кожній із шести розрахункових приміщень (по 2 на кожному
поверсі)шляхом природної втяжної системи, розраховують по наступній залежності:
де
- об’єм
обчислювального приміщення, м3;
-
кратність повітрообміну за годину, для гуртової кімнати (Д.6).
де
- об’єм
обчислювального приміщення, м3;
-
кратність повітрообміну за годину, для процедурної (Д.6).
Необхідна
площа перерізу каналів Fk
,
м2визаначається по формулі:
де
- рекомендована
швидкість повітря в вентиляційному каналі, м/с., приймається 0,5 – 1,0 м/с в
залежності від поверху (1 пов. – 0,6; 2 пов. – 0,7; 3 пов. - 0,8 м/с).
В
залежності від товщини стін,їх матеріалу та розташування задаються стандартними
розмірами каналів. Кількість каналів n,
шт., для кожного приміщення визначається з подальшим округленням даних по
формулі:
де
- площа перерізу
стандартного каналу, м2.
Живий
переріз вентиляційних решіток кожного каналу обчислюють наступним чином:
де
- рекомендована
швидкість, м/с, повітря біля входу в жалюзійну решітку, (Д.13).
де
- витрати повітря
через вертикальний канал, м3/ч.
В
кожному обчислювальному приміщенні на плані будови наносяться витяжні канали, а
на горищі, або на плані другого поверху пунктиром показують горизонтальні
короби і вентиляційну шахту системи природної витяжної вентиляції
обчислювальних приміщень. Розрахунок повітрообміну заносять в таблицю 2.1.
Таблиця
2.1 - Розрахунок повітрообміну в приміщенні
№ кімнати,
призначення
м3
|
Кількість повітрообміну,
К
|
Витрати повітря L,
м3/час
|
Сумарна площа каналу
м2
|
Розмір стандартного
каналу,
а
|
Число каналів
,
шт.
|
Швидкість,
м/с
|
101
гуртова
|
90,312
|
1
|
90,312
|
0,042
|
|
1
|
0,66
|
102
процедурна
|
20
|
5
|
100
|
0,046
|
|
1
|
0,75
|
201
гуртова
|
90,312
|
1
|
90,312
|
0,036
|
|
1
|
0,66
|
202
процедурна
|
20
|
5
|
100
|
0,04
|
|
1
|
0,75
|
301
гуртова
|
90,312
|
1
|
90,312
|
0,031
|
|
1
|
0,66
|
302
процедурна
|
20
|
5
|
100
|
0,035
|
|
1
|
0,75
|
Вимоги
до техніки безпеки по газопостачанню житлового будинку
При
виконанні роботи слід користуватись нормативами [13-15]. газопровід вводять в
житлові і громадські будинки через нежитлові помешкання (сходові клітки,
коридори, чи в помешканнях де є газові прибори). Не дозволяється ввід
газопроводу в підвали, ліфти, вентиляційні камери. Замикаюча арматура
газопроводу розміщується на сходових клітках, в тамбурах, коридорах. Розводящі
труби газопроводів прокладають по верху стін першого поверху. Газові стояки
прокладають в кухнях, на сходових клітках чи коридорах. Їх не можна прокладати
в житлових кімнатах, ванних та санвузлах. Якщо від одного вводу в житловий
будинок газ подають до кількох стояків, то на кожному з них ставиться кран чи
засув.
В
будинках до п’яти поверхів вимикаючі пристрої на стояках не встановлюють. Перед
кожним газовим приладом встановлюють кран. Труби з’єднуються на зварюванні. В
місцях перетину з фундаментами, перекриттями, сходовими площадками, стінами, а
також у входу та виходу з-під землі газопровід замикають в стальні футляри.
Відстань між відкрито прокладеними електропроводами та стінкою газопроводу
повинна бути не менш, ніж 0,1м.
Установку
газових плит в житлових будинках треба передбачити в приміщеннях кухонь висотою
не менш, ніж 2,2 м, які мають вікна з кватирками. При цьому внутрішній об’єм
приміщення повинен бути не менш ніж 8 м3 – для газових плит з двома
пальниками; 12 м3 – для плит з трьома та 15 м3 – для плит
з чотирма пальниками.