Проектирование системы отопление и вентиляция жилого дома города Казани

Проектирование системы отопление и вентиляция жилого дома города Казани

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Проектирование системы отопление и вентиляция жилого дома города Казани»

Выполнила: Белкина И.О.

группы ВиВ 09-1

Проверила: Пульдас Л. А.

Тюмень

1.Теплотехнические ограждающие конструкции

1.      Наружная стена

Первый слой - известково-песчаная штукатурка.

Второй слой - кладка из керамического кирпича.

Третий слой - утеплитель пенополеуритан.

Четвертый слой - облицовка, керамический кирпич.

2.      Подвальное перекрытие:

Первый слой - железобетонная плита

Второй слой - гидроизоляция , рубероид.

Третий слой - утеплитель, вермикулит вспученный.

Четвертый слой - Стяжка, цементно-песчаная.

Пятый Слой - линолеум.

3.   Чердачное перекрытие:

Первый слой - железобетонная плита

Второй слой - гидроизоляция , рубероид.

Третий слой - утеплитель, вермикулит вспученный.

Четвертый слой - Стяжка, цементно-песчаная.

4.      Окно. В зависимости от остекления.

5.      Входная дверь в подъезд.

Дерево:

·        Сосна и ель вдоль волокна- 0,29

·        Сосна и ель поперёк волокна - 0,14

·        Дуб поперёк волокна - 0,18

·        Дуб вдоль волокна -0,35

2.Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций необходим для  определения толщины стенок, перекрытий, которые обеспечивают допустимые тепловые потери через эти конструкции из квартиры на улицу.

2.1.   Расчет наружной стены

·        Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)

- температура внутри помещения:

Ø  Жилые комнаты: угловая- 20°С

рядовая- 18°С

Ø  Кухня: 18°С

Ø  Лестничная клетка: 16°С

Если температура наиболее холодной пятидневки ниже 30°С, то во всех помещениях температура воздуха внутри помещения +2°С.

- средняя температура наружного воздуха отопительного сезона.

·        Определяем приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции

Таблица №1

Методом интерполяции определим приведённое сопротивление.

Х=3,5-(3,5- 2,8)/(6000-4000) * (6000-4356)=3,37

·        Определяем требуемое термическое сопротивление:

- температура наружного воздуха равной температуре наиболее холодной пятидневки.

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху:

Ø  наружная стена, окно, входная дверь n=1

Ø  Чердачное перекрытие n=0,9

Ø  Подвальное перекрытие n=0,6

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций

=8,7

 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

Ø  Наружная стена, входная дверь =4

Ø  Подвальное перекрытие =2

Ø  Чердачное перекрытие =3

·        Сравниваем две величины  и  и выбираем из них самую большую.

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции,  :

Ø  наружная стена, окно, входная дверь =23

Ø  чердачное перекрытие =12

Ø  подвальное перекрытие =6

- толщина утеплителя, принимаем кратное 5 (0,1; 0,15; 0,2; 0,25; …м), берем ближайшее большее значение.

Принимаем ближайшее стандартное значением

·        -действительное термическое сопротивление.

Условие: R ^дв₀ > R ₀^пр

4,1>3,37

·        Коэффициент теплопередачи:

,

2.2. Расчет чердачного перекрытия

·        Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)

·        Определяем приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции

Таблица №2

Х=4,6-(4,6-3,7)/(6000-4000) * (6000-4356)=3,8

·        Определяем требуемое термическое сопротивление:

Для чердачного перекрытия:

Ø 

Ø  =3

Ø  n=0,9

Сравниваем две величины  и  и выбираем из них большую.

- принимаем кратное пяти (0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; …м), берем ближайшее большее значение.

Принимаем

·        -действительное термическое сопротивление.

,8>1,52

·        Коэффициент теплопередачи

2.3.  
 Расчет подвального перекрытия

·        Определяем требуемое термическое сопротивление.

Подвальное перекрытие:

Ø   =2

Ø  = +7

Ø  n=0,6

- принимаем кратное пяти (0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; …м), берем ближайшее большее значение.

, это значит, что утеплитель не требуется.

·        -действительное термическое сопротивление.

,53>0,44

·        Коэффициент теплопередачи:

2.4.   Расчет входной двери

·        Определяем требуемое термическое сопротивление.

Для входной двери:

Ø   =4

Ø  _int= 18

Ø  n=1

·       

двойное 2*0,05

Таблица№3

Дерево:

·        Сосна и ель вдоль волокна- 0,29

·        Сосна и ель поперёк волокна - 0,14

·        Дуб поперёк волокна - 0,18

·        Дуб вдоль волокна -0,35

Следовательно:

Дерево: сосна и ель поперёк волокна

К=2,32

Определяем остекление:

·        ,

=18-(-26)=44    

·        Требуемое термическое остекление определяем по таблице:

Таблица №4

Расчетная разность Требуемое термическое

Сопротивление

Следовательно  двойное раздельное

·        Коэффициент теплопередачи:

Итоговая таблица теплотехнического расчёта:

Таблица №5

3.Расчет теплопотерь

1)      Тепловые потери рассчитываются для каждой комнаты отдельно.

Общие теплопотери складываются из основных и добавочных:

Q_общ = Q+Q_д

Основные теплопотери определяются по формуле:

Q=F×k×(t_int-t_ext)×n,

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²×°С)

данные берём из таблицы №5

F - расчетная площадь, м²;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха, °С;

t_int - температура воздуха внутри помещения, °С;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху:

Ø  наружная стена, окно, входная дверь n=1

Ø  Чердачное перекрытие n=0,9

Ø  Подвальное перекрытие n=0,6

Добавочные теплопотери зависят от того, куда ориентировано заграждение:

Q_д = Q*(ƞ₁+ƞ₂), Вт

Ø  С, В, СВ, СЗ-10 %;

Ø  ЮВ, З -5% ;

Ø  Ю, ЮЗ-0%.

Теплопотери суммируются для каждого помещения. Коридоры, санузлы не имеют отопительных приборов, поэтому теплопотери в этих помещениях добавляются к теплопотерям ближайших помещений, в которых есть отопительные приборы. Для лестничных клеток при расчете теплопотерь площадь наружной стены измеряют по высоте от низа конструкции подвального перекрытия до верха конструкции чердачного перекрытия.

Q_тп =∑Q_общ

Результаты расчетов приведены в таблице № 6 «Расчёты теплопотерь».

)        Сводные расчёты теплопотерь.

·        Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещение за счёт вытяжки, Q_в:

Q_в=(t_int-t_ext)×F_п , Вт

t_ext - температура наружного воздуха,°С t_ext=5°С

·        Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещение путем инфильтрации, Q_и (Вт):

Q_и =0,1*Q_тп, Вт.

·        Бытовые теплопотери, Q_б:

Q_б=10×F_п, (Вт),

где F_п - площадь пола без прилежащих коридоров и санузлов, м².

Определение тепловых нагрузок на отопительные приборы, Q_от:

для жилых комнат:

Q_от =Q_тп +Q_и,в-Q_б, (Вт),

где Q_и,в - наибольшая величина из расходов теплоты на инфильтрацию либо на вентиляцию;

для кухонь:

Q_от =Q_тп +Q_и-Q_б, (Вт);

для лестничных клеток:

Q_от =Q_тп +Q_и, (Вт).

Результаты расчётов приведены в таблице №7 «Сводные расчёты воды в стояках»

4.Расчет секций отопительных приборов в однотрубных системах отопления

.        Стояки устанавливаются в углах жилых комнат, номеруются по часовой стрелки (включая лестничную клетку), начиная с левого верхнего угла.

Нагрузка на стояк Q_ст равна тепловой нагрузке на отопительные приборы Q_от, всех комнат одного стояка.

Количество воды, циркулирующей в стояке G_ст :

,

где t_г - температура теплоносителя в подающей магистрали, 95°С;

t_обр - температура теплоносителя в обратной магистрали, 70°С;

С - удельная массовая теплоемкость воды, с=4,187

b₁ - коэффициент учёта дополнительного теплового потока, b₁ =1,02;

b₂ - коэффициент учёта дополнительных потерь отопительных приборов у наружных ограждений, b₂ =1,02;

Результаты приведены в таблице №8 «Сводная таблица расчета расхода воды в стояках».

.        Расчёт секций:

v  - температура воды в каждый отопительный;

t _вх(1)=t_г

;

;

Q_пр(1)= Q_{отопит(1)}

v  t_ср(1)=t_{вх(1) -} 0,5*Q_пр(1)*β₍₁₎*β₍₂₎*3,6

t_ср(2)=t_{вх(2) -} 0,5*Q_пр(2)*β₍₁₎*β₍₂₎*3,6

t_ср(3)=t_{вх(3) -} 0,5*Q_пр(3)*β₍₁₎*β₍₂₎*3,6

,

где -коэффициент затекания воды в отопительный прибор,

=0,33 для одностороннего стояка.

v 

v  q_пр- плотность теплого потока для каждого отопительного прибора по ходу движения.

 и т.д.

q_намин- номинальная плотность теплого потока отопительного прибора.

q_намин=595(Вт/м²)

n и p - коэффициенты, зависящие от направления движения теплоносителя, определяется по таблице.

 и т.д.

v  b₃ - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в отопительном приборе;

 и т.д.

v  Расчетное число секций определяется по формуле:

где b₄ - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении:

Ø  Установка отопительного прибора под подоконник;

Ø  У наружной стенки

- площадь одной секции прибора (=0,299)

N_ф ~ N_р

( округлить до целых чисел)

Если больше 0,28, то в большую сторону.

Результаты приведены в таблице №9 «Расчёт секций отопительного прибора».

5.     
Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчёт главного циркуляционного кольца:

·        Количество воды:

зависит от участка

·        Удельные потери на трение R, (Па/м) - смотреть по приложению 9 в зависимости от количества воды (с помощью интерполирования);

·        Скорость V, м/с - смотреть по приложению Е в зависимости от количества воды (с помощью интерполирования);

·        Потери на трение R*L;

·        Коэффициент местного сопротивления, ∑ξ - смотреть по приложению 7 в зависимости от диаметра и системы отопления;

Z= ∑ξ* Z_1,

где Z₁- потери давления в местных сопротивлениях, Па;

·        Суммарные потери на трение:

∑(R*L+Z),Па

При увязке главного циркуляционного кольца невязка не должна превышать 15%.

≤15%

Если условия не выполняются, то меняем диаметры

Гидравлический расчёт полукольца через стояк №4 рассчитывается таким же образом.

Расчёты приведены в таблице №10

6.Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции

теплотехнический строительство вентиляция отопительный

В жилых зданиях проектируется естественная вентиляция удалением воздуха из санитарных узлов и кухонь по каналам и поднимается на чердак.

·        Определение нагрузки:

Нормы воздухообмена в кухне и санузлах:

кухня:

·   негазифицированная ………………………………………60м³/ч

·   с 2-х конфорочной газовой плитой ……………………...60м³/ч

·   с 3-х конфорочной газовой плитой ………………………75м³/ч

·   с 4-х конфорочной газовой плитой ………………………90м³/ч

санузлы:

·   ванная индивидуальная …………………………………..25м3/ч

·   туалет индивидуальный .…………………………………25м³/ч

·   санузел совмещенный …………………………………….50м³/ч.

·        Определение скорости и площади:

Задаётся скорость 0,5-1,5:

Ø  Вентиляционные решётки 0,5 м/с

Ø  Вентиляционные каналы 1 м/с

Ø  Вытяжная шахта 1,5 м/с

Площадь: F=L/3600*V

Затем находим по таблице (приложение 9) ближайшее большее значение площади и подставляем в формулу.

·        Размеры вентиляционных каналов и решёток, эквивалентный диаметр выписываем из приложения 12 и 10.

·        Коэффициент шероховатости β зависит от скорости и материала вентиляции (К_э=4) вычисляем с помощью интерполирования по таблице №13

·        Удельные потери на трения R, м/с определяем по таблице с помощью интерполирования в зависимости от скорости и количеств проходящего воздуха.

·        Потери на трения определяются по формуле: R*L*β

·        Коэффициент местного сопротивления ∑КМС определяется и значения выписываем из приложения 13.

·        Динамическое давление определяется по формуле:

Р_дин =V²/2 * Р_возд,

где Р_возд = 1,2 кг/м³ - давление воздух;

·        Потери на местные сопротивления Z,Па :

Z= Р_дин*∑КМ С

·        Сумма потери давления: ∑(R*L*β+Z)

После расчётов производится увязка:

-11%  11%,

DР=0,55×Н, (Па)

где Н - разность отметок устья вытяжной шахты и вытяжной вентиляционной решетки рассчитываемой ветви.

Результаты аэродинамического расчета приведены в таблицы №11 «Аэродинамический расчёт системы вентиляции».

Список литературы

1. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1981г.

2. Богословский В.Н., Щеглов В.П., Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1980г.

3. Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. - Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1975г.

4. Дроздов В.Ф. Санитарно-технические устройства зданий. - М.: Стройиздат, 1980г.

5. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика./Под ред. Староверова И.Г. М.: Стройиздат, 1975г. ч.1. Отопление, водопровод и канализация.

6. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика./Под ред. Староверова И.Г. М.: Стройиздат, 1975г. ч.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха.

7. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983г.

8. СНиП II-3-79^*. Строительная теплотехника. М.: Стройиздат, 1982г.

СниП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. М.: Стройиздат, 1991г