Системи опалення та вентиляції житлового будинку у місті Чернігів

Зміс

1. Теплотехнічний розрахунок огороджуючих конструкцій

1.1 Загальна характеристика будинку

1.2 Опис кліматичного району

1.3 Визначення градусодіб опалювального періоду

1.4 Визначення необхідного опору теплопередачі огороджуючих конструкцій

2. Тепловий баланс приміщень

2.1 Втрати тепла через огороджуючі конструкції

2.2 Втрати тепла на нагрівання зовнішнього повітря

2.3 Втрати теплоти ізольованими трубопроводами

2.4 Визначення побутових теплонадходжень

3. Конструювання системи опалення

3.1 Прокладання трубопроводів та розміщення опалювальних приладів

3.2 Розрахункова схема головної вітки системи опалення

4. Гідравлічний розрахунок системи водяного опалення

5. Підбір обладнання теплового пункту

6. Розрахунок опалювальних приладів

7. Аеродинамічний розрахунок вентиляційних каналів

7.1 Визначення повітрообмінів у приміщеннях

7.2 Конструювання вентиляційної системи будинку

7.3 Аеродинамічний розрахунок вентиляційних каналів

Літертура

1. Теплотехнічний розрахунок огороджуючих конструкцій

 

.1 Загальна характеристика будинку

Пропонується запроектувати систему опалення і вентиляції для п’ятиповерхового трьохсекційного житлового будинку. Матеріал зовнішніх стін - цегла, товщина стін - 510мм.

 

.2 Опис кліматичного району

Місто Чернігів знаходиться в 3 зоні вологості, тривалість опалювального періоду = 193 діб, середня температура опалювального періоду  = - 1,2°С,  = - 23°С.

Вітровий режим (січень)

Пн	ПнСх	Сх	ПдСх	Пд	ПдЗх	Зх	ПнЗх

1.3 Визначення градусодіб опалювального періоду

Нормативний опір теплопередачі огороджуючої конструкції визначається залежно показника градусодіб опалювального періоду, який знаходимо за формулою

, (1.1)

опалення вентиляція житловий будинок

де  - тривалість опалювального періоду (при середньорічній температурі повітря нижче або рівній +8^ОС);  - температура внутрішнього повітря будів-лі, ^ОС;  - середня температура опалювального періоду, ^ОС.

 

.

1.4 Визначення необхідного опору теплопередачі огороджуючих конструкцій

Теплотехнічний розрахунок у даній курсовій роботі виконується з урахуванням того, що опір теплопередачі огороджуючої конструкції повинен бути не менше необхідного опору теплопередачі конструкції.

, (1.2)

де  _- опір теплопередачі огороджуючої конструкції, м^{2 о}С / Вт;

 ^- нормативний опір теплопередачі огороджуючої конструкції, м^{2 о}С / Вт.

Опір теплопередачі огороджуючої конструкції визначається за формулою

, (1.3)

де _,  - коефіцієнти теплообміну біля внутрішньої і зовнішньої поверхні огороджуючої конструкції, м^{2 о}С/ Вт;  - сума термічних опорів шарів огороджуючої конструкції, м^{2 о}С/ Вт;  - опір теплопередачі шару утеплювача, м^{2 о}С/ Вт;.

Теплотехнічний розрахунок виконується для тих огороджуючих конструкцій, через які є втрати теплоти. У житловому будинку до таких огороджуючих конструкцій належать: зовнішні стіни, вікна, перекриття над неопалювальними підвалами, горищне перекриття (або безгорищне перекриття), зовнішні двері.

При теплотехнічному розрахунку товщина утеплювача визначається за формулою

. (1.4)

- цегла звичайна на цементно-піщаному розчині

- мати прошивні із мінеральної вати

- цементно-піщаний розчин

=0.07 (3.0-1/8.7-0.015/0.93-0.125/0.81-0.25/0.81-1/23=0.193 м

В курсовій роботі допускається спрощення: товщина стін утеплювача не розраховується, сумісна товщина стін приймається 0,51 м. Вважається, що матеріал утеплювача підібраний таким чином, щоб він міг забезпечити вище вказану товщину стін.

Відповідно до ГДОП за СНИП 2. ІІІ-79 табл.3 лінійною інтерполяцією вибираємо відповідні опори теплопередачі:

Для зовнішніх стін:

0,36 м₂· С°/Вт

Для горищних перекриттів:

0,29 м₂· С°/Вт

Для перекриття над підвалом:

0,25 м₂· С°/Вт

Для вікон та балконних дверей

 2,56 м₂· С°/Вт

2. Тепловий баланс приміщень

Система опалення житлового будинку компенсує втрати теплоти приміщеннями. Додатковим (до системи опалення) джерелом теплоти є побутові теплонадходження.

Розрахунок теплової потужності системи опалення будівлі виконується за формулою, Вт,

, (2.1)

де коефіцієнт, що враховує додаткову теплопередачу в приміщення, яка пов’язана зі збільшенням площі поверхні опалювальних приладів (порівняно з розрахунковою), приймається за таблицею 1 додатка 12* [3] (в даному випадку 1,06); коефіцієнт, що враховує додаткові тепловтрати, пов’язані з розміщенням опалювальних приладів відносно зовнішніх стін, і приймається за табл.2 додатка 12* [3] (в даному випадку 1,05);

 - витрати теплоти на нагрівання вентиляційного (інфільтрованого) зовнішнього повітря, Вт;  - втрати теплоти через огороджуючі конструкції, Вт; втрати тепла ізольованими трубопроводами в підвалі та на горищі, Вт;  - побутові теплонадходження, Вт.

 

2.1 Втрати тепла через огороджуючі конструкції

Однією з головних складових тепловтрат приміщення є втрати теплоти через зовнішні огороджуючі конструкції. Їх визначають за формулою

, (2.2)

де k - коефіцієнт теплопередачі огороджуючої конструкції, Вт/ м² * ^оС;

 - розрахункова площа огороджуючої конструкції по "зовнішньому" обміру;  - розрахункова температура внутрішнього повітря, котру приймаємо за додатком А[11],⁰С;  - середня температура найбільш холодної п¢ятиденки забезпеченістю 0,92, яка визначається за [1],⁰С; n - коефіцієнт, що враховує фактичне зменшення розрахункової різниці температур для огороджуючих конструкцій, які відокремлюють опалювальні приміщення від неопалювальних і безпосередньо не контактують із зовнішнім повітрям [2];  - додаткові втрати теплоти у частках від головних втрат. котрі, згідно з [3], приймаються для зовнішніх огороджуючих конструкцій, орієнтованих у напрямку, з якого у січні віє вітер зі швидкістю вищою за 4м/сек, із повторюваністю не менше ніж 16% [1], у розмірі 0,05 (при швидкості вітру до 5м/сек) і в розмірі 0,1 (при швидкості 5м/сек та більше).

 

2.2 Втрати тепла на нагрівання зовнішнього повітря

Зовнішнє повітря надходить у приміщення внаслідок негерметичності огороджуючих конструкцій будівлі (вікон, балконних дверей, стиків панелей та ін.) та різниці тисків внутрішнього і зовнішнього повітря. Це повітря компенсує ту кількість повітря, що видаляється з приміщень засобами природної витяжної вентиляції. Так здійснюється природна (гравітаційна) вентиляція приміщень.

Втрати теплоти на нагрівання вентиляційного повітря розраховуємо за формулою

, (2.3)

де F,h - площа і висота кімнати;  - густина зовнішнього повітря, кг/м³

, (2.4)

 

с - питома теплоємкість внутрішнього повітря, с=1,005 кДж/ (кг×⁰С).

Втрати теплоти на підігрів зовнішнього повітря, що надходить у вхідні сходові клітки через відчинені зовнішні двері, при відсутності повітряно-теплових завіс розраховуються за формулою, Вт

, (2.5)

де b - коефіцієнт, який враховує кількість вхідних тамбурів; Н - висота будинку, м; Р - кількість людей, що знаходяться в будинку (45 чол. на 1 секцію). При одному тамбурі (для нашого випадку) b=0,6.

 

2.3 Втрати теплоти ізольованими трубопроводами

У даній курсовій роботі приймаємо . (2.6)

 

2.4 Визначення побутових теплонадходжень

Тепловий потік, що безперервно надходить у приміщення житлових будівель від освітлення, газових та електричних плит, електроприладів, людей та інших джерел, приймають у розмірі 10 Вт на 1 м² площі підлоги

, (2.7)

де  загальна площа житлового будинку. Вона визначається як сума загальних площ квартир і площі сходової клітки на рівні кожного поверху.

Розрахунок втрат тепла ведемо в табличній формі. Результати зносимо табл.1

Побутові теплонадходження по будинку:

Теплова потужність системи опалення:

 (2.8)

 (2.9)

Розрахуємо питомі тепловтрати для кутової кімнати, кухні та рядової кімнати. Запишемо дані до таблиці № 2.

№	назва кімнати	F	∑Qтп	qтп, Вт/м2
101	кутова кімната		1731, 192	88,33
301	tв=20˚ С	19,6	1604,772	81,88
501			1824,743	93,10
104	рядова кімната		1331,68	73,98
304	tв=18˚ С	18	1226,38	68,13
504			1409,61	78,31
102	кухня		636,15	89,60
302	tв=15˚ С	7,1	595,68	83,90
502			666,10	93,82

 (2.10)

Переписуємо з таблиці 1 колонку шістнадцяту, площа береться окремо для кожної кімнати свою.

Для 3-ї таблиці перетворюємо формулу (2.10) так, щоб знайти .

Підраховуємо  за формулою:

Перемножимо  на кількість типових кімнат.

Підрахуємо питомі тепловтрати для усіх кімнат на одному поверсі та для усього будинку, записуючі доні до таблиці № 3

№	назва кімнати	F	qтп, Вт/м2	Qтп	Qтп (пов)	∑Qтп (пов)
501	кутова кімната	19,72	88,33	1741,79	8421,50	8421,50
	tв=20˚ С		81,88	1614,60
			93,10	1835,92
503,505,507,509,511,526,524,521,519,516,514	рядова кімната	18	73,98	1331,68	6420,45	70624,91
	tв=18˚ С		68,13	1226,38
			78,31	1409,61
502	кухня	7,1	89,60	636,15	3089,28	9267,85
506	tв=15˚ С		83,90	595,68
510			93,82	666,10
512	кутова кімната	15,1	88,33	1333,72	6448,51	12897,02
527	tв=20˚ С		81,88	1236,33
			93,10	1405,80
504	рядова кімната	15	73,98	1109,74	5350,37	10700,74
508	tв=18˚ С		68,13	1021,99
			78,31	1174,67
513	кухня	12,3	89,60	1102,06	5351,86	16055,57
518	tв=15˚ С		83,90	1031,95
523			93,82	1153,94
525	рядова кімната	13,8	73,98	1020,96	4922,34	24611,71
522	tв=18˚ С		68,13	940,23
520			78,31	1080,70
517
515
513	кутова кімната	18	88,33	1589,87	7686,97	7686,97
	tв=20˚ С		81,88	1473,77
			93,10	1675,78
						160266,28

3. Конструювання системи опалення

3.1 Прокладання трубопроводів та розміщення опалювальних приладів

У курсовій роботі рекомендовано проектувати однотрубну проточну систему опалення з верхнім розведенням, а в якості опалювальних приладів прийняти Комфорт 20.

Конструювання системи опалення виконуємо у такій послідовності:

. На плані поверху під світовими перерізами, оскільки вони є місцями максимальних тепловтрат, розміщуємо опалювальні прилади. Прилади біля стін розміщують як виняток. У сходових клітках опалювальні прилади встановлюють на першому поверсі під сходовим маршем, але не в тамбурі.

. Стояки розміщують біля кожного опалювального приладу на відстані 150±20 мм від укосу віконного прорізу, довжину підводки до опалювального приладу приймають рівною 300 мм при діаметрі труб 15. У конвекторних системах опалення використовується лише одностороннє приєднання приладів до стояка. Діаметр стояків приймаємо постійним по всій довжині стояка і рівним 15,20 мм, головний стояк прокладаємо у нежитлових приміщеннях (у сходовій клітці). Стояки нумеруємо, починаючи з лівого верхнього кута будинку за годинниковою стрілкою.

Повітря з системи опалення видаляють у найвищих місцях. При верхній розводці трубопроводів рекомендують проектувати проточні повітрозбірники. Напрям ухилу трубопроводу повинен забезпечувати видалення повітря з системи. Тому, подаючі магістралі водяного опалення з насосною циркуляцією монтуються з підйомом до проточних повітрозбірників.

Для можливості випуску води магістральні трубопроводи в підвалі прокладають з ухилом по руху теплоносія. Всі магістральні трубопроводи прокладають з ухилом 0,003.

. Засувну арматуру передбачаємо для відключення і випуску води з окремих частин системи: на кожному стояку; на окремих кільцях і гілках; до і після елеваторів, клапанів та іншого обладнання. При температурі теплоносія в подаючій магістралі до 100 ⁰С на стояках у місцях приєднання до магістралі встановлюють прохідні крани і трійники з пробками. Відстань від магістралей трубопроводів до засувної арматури, яка встановлюється на стояках або відгалуженнях трубопроводів, повинна бути не більше 120 мм.

Запірні вентилі або засувки встановлюємо на окремих гілках системи для можливості відключення при ремонті, спускні вентилі або крани - у нижніх точках системи. Шарові крани встановлюємо на трубопроводах діаметром до 50 мм включно. На більших діаметрах трубопроводів установлюють засувки.

. Сходова клітка опалюється приладами тільки на першому поверсі. Стояки сходових кліток виконують по проточній схемі і приєднують до теплового вузла окремою гілкою.

. Після розміщення на планах поверхів опалювальних приладів, стояків, трубопроводів, магістралей розробляємо аксонометричну схему системи опалення в масштабі 1: 100. Опалювальні прилади на аксонометричній схемі зображають у вигляді паралелограмів, довжина яких повинна відповідати прийнятій на планах, а висота - висоті опалювальних приладів. Вузли приєднання стояків до магістралей та опалювальних приладів до стояків слід показати окремо. У системах опалення з конвекторами застосовуємо проточні вузли.

Система опалення приєднана до теплових мереж через гідроелеватор. Гідроелеватор, а також засувки, грязьовики, необхідні вимірювальні прилади розташовують в окремому приміщенні - тепловому пункті. Тепловий пункт зазвичай розташовують біля сходової клітки. Схему вузла теплового вводу креслимо окремо в більшому масштабі.

 

3.2 Розрахункова схема головної вітки системи опалення

Вихідними даними для гідравлічного розрахунку є викреслена в масштабі 1: 200 аксонометрична схема системи опалення (на аркуші креслення). На схему системи опалення наносимо теплові навантаження кожного опалювального приладу (рівні тепловтратам приміщення). Крім того, вказуємо довжину кожної розрахункової ділянки, нумеруємо їх. Розрахунковою ділянкою називається відрізок трубопроводу одного діаметра з постійними витратами теплоносія. Однотрубний стояк можна розглядати як одну розрахункову ділянку.

4. Гідравлічний розрахунок системи водяного опалення

Мета гідравлічного розрахунку - підібрати такі діаметри трубопроводів, які б забезпечували проходження розрахункових витрат теплоносія для передачі заданої кількості теплоти кожному опалювальному приладу.

У даній курсовій роботі виконується гідравлічний розрахунок головного кільця циркуляції і "ув’язка” одного ближнього стояка. При цьому, крім діаметрів магістральних ділянок і дальнього стояка, розрахуємо і діаметр ближнього стояка.

Гідравлічний розрахунок системи опалення проведемо послідовності:

1.      Вибираємо на аксонометричній схемі головне кільце циркуляції. Воно проходить через дальній стояк (Ст.13) найбільш навантаженої гілки та гідроелеватор. Інші кільця циркуляції мають спільні й паралельні ділянки по відношенню до головного і, як наслідок, гідравлічно зв¢язані з останнім.

.        Головне кільце розбиваємо на ділянки - відрізки трубопроводу, на яких витрати теплоносія і діаметри постійні. Визначаємо довжини ділянок, їх теплові навантаження і витрати води. Витрати води на ділянці (стояк також розглядають як ділянку), кг/год

, (4.1)

де

 теплове навантаження і-ї ділянки, Вт;  коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тепла і тепловиділення в приміщеннях. Згідно з завданням =95⁰С, =70⁰С.

Для головного стояка підставляємо  без коефіцієнта .

 кг/год. (4.2)

Витрати води з теплової мережі, кг/год:

, (4.3)

де  - теплова потужність системи опалення будинку, Вт; ,  - розрахункові температури теплоносія відповідно в подаючому і зворотньому трубопроводі теплової мережі, ⁰С.

Згідно з завданням =130⁰С, =70⁰С.

3.      За додатком Е [11] приймаємо діаметри стояків рівними 15 або 20, орієнтуючись на швидкість руху води, упевнюються в тому, що витрати води в стояку менші максимально можливих. Приймаємо також орієнтовні діаметри магістральних трубопроводів.

.        Знаходимо розрахунковий циркуляційний тиск у системі опалення. В елеваторних системах опалення розрахунковий тиск визначається за формулою, Па

, (4.4)

За умовою перепад тиску в тепловій мережі 48/34,7 мм. вод. ст., отже

 (Па);

де перепад тиску в тепловій мережі, Па; втрати тиску в тепловому вузлі до елеватора, Па; коефіцієнт змішування, який залежить від параметрів теплоносія до елеватора та після нього і визначається за формулою:

. (4.5)

гравітаційний циркуляційний тиск, який залежить від конструктивних особливостей системи опалення і параметрів теплоносія, Па; Б - коефіцієнт використання гравітаційного циркуляційного тиску.

Для вертикальних однотрубних систем опалення Б=1, =130⁰С (зг. завдання).

Гравітаційний циркуляційний тиск можна розрахувати за формулою, Па

, (4.6)

де

середній приріст густини при зменшенні температури води на 1^ОС, який залежить від розрахункової різниці температур води у системі опалення (для температур 95-70^ОС ); g - прискорення вільного падіння, м/с², м/с²; висота розміщення опалювального приладу першого поверху відносно елеватора, м, м; висота поверху, м; кількість поверхів.

5.      Визначаємо середні питомі втрати тиску для дальнього стояка і магістральних трубопроводів кільця циркуляції з умови стійкості системи опалення:

, (4.7)

 (Па/м)

, (4.8)

 (Па/м).

де 0,65 - доля втрат тиску по довжині трубопровода ділянки;  загальна довжина ділянок дальнього стояка, м; загальна довжина магістральних трубопроводів головного циркуляційного кільця.

. Потім за таблицями для гідравлічного розрахунку [8] знаходимо діаметри труб залежно від одержаних витрат води на ділянках та уточнюють значення R. Втрати тиску на всіх ділянках кільця циркуляції визначають за формулою, Па

, (4.9)

де  питомі втрати тиску від тертя на і-тій ділянці, Па/м;  довжина ділянки, м;  сума коефіцієнтів місцевих опорів на цій ділянці (додаток Ж [11]); швидкість руху води за таблицями [8], м/с;  густина води, кг/м³, у середньому кг/м³.

Гідравлічний розрахунок виконуємо в табличній формі, його результати заносимо в таблицю 3.

. На даному етапі переходимо до розрахунку відгалужень від головного кільця. Виконаємо гідравлічний розрахунок одного ближнього стояка розрахункового кільця циркуляції (Ст. 20). Тиск для даного стояка визначається з умови виконання правила: втрати тиску на півкільцях між спільними точками рівні між собою. Таким чином, розрахунковим тиском для ближнього стояка є тиск в півкільці, яке включає ділянки подаючої магістралі, які йдуть від ближнього стояка до дальнього, дальній стояк (Ст.13) і магістральні ділянки зворотного трубопроводу, які йдуть від дальнього стояка до ближнього

, (4.10)

де  - розрахунковий циркуляційний тиск для ближнього стояка, Па;  - уточнені втрати тиску в дальньому стояку, Па;  - втрати тиску на магістральних ділянках півкільця, Па;  - кількість магістральних ділянок від ближнього стояка до дальнього і назад.

5. Підбір обладнання теплового пункту

Тепловий пункт застосовують для передачі теплоносія і теплової енергії від теплової мережі до системи опалення. Крім того, тепловий пункт виконує цілий ряд функцій: очищення теплоносія, облік теплоносія і кількості теплоти, зниження температури теплоносія до необхідної для роботи системи опалення, визначення параметрів теплоносія, розподіл теплоносія між різними системами опалення, підігрів води на потреби системи гарячого водопостачання, регулювання витрат теплоти тощо. Залежно від виконуваних функцій підбирається обладнання теплового пункту.

Одним із головних елементів теплового пункту є гідроелеватор. Для його підбору необхідно встановити номер гідроелеватора і діаметр сопла. Номер елеватора визначається по діаметру його горловини.

Загальні втрати теплоносія в системі опалення будинку визначимо за формулою, кг/год

, (5.1)

де питома масова теплоємність води,  кДж/кг^ОС;  розрахункова температура теплоносія в подаючому трубопроводі системи опалення; те ж, у зворотньому трубопроводі системи опалення.

 кг/год =4,129т/год.

Розрахункові втрати тиску у системі опалення, визначені при гідравлічному розрахунку головного кільця циркуляції, Па:

, (5.2)

 Па.

Насосний циркуляційний тиск у системі, кПа, який знаходимо за формулою

, (5.3)

 Па = 6,43 кПа.

Діаметр горловини елеватора знаходять за формулою, мм

, (5.4)

де  - витрати води в системі опалення, т/год;  насосний циркуляційний тиск у системі, кПа, який знаходять за формулою

мм

Приймаємо елеватор №3 зі стандартним діаметром горловини 25мм

Діаметр сопла елеватора визначається за формулою, мм

, (5.5)

 коефіцієнт змішування елеватора.

 мм.

Необхідна різниця тисків у тепловій мережі для роботи гідроелеватора, кПа

, (5.6)

де  витрати води з теплової мережі до елеватора, т/год:  - діаметр сопла гідроелеватора, мм.

 Па, що є не достатнім. Потрібно встановлювати насос, щоб забезпечити потрібний тиск.

6. Розрахунок опалювальних приладів

Тепловий розрахунок опалювальних приладів зводиться до визначення їх типорозміру з урахуванням теплонадходжень від відкрито прокладених у приміщенні трубопроводів. Вихідними величинами для розрахунку є тип опалювального приладу (РСГ 2), розрахункові втрати тепла приміщенням згідно з тепловим балансом, початкова та кінцева температури теплоносія, температура повітря у приміщенні.

Теплова потужність опалювального приладу, Вт, визначається за формулою:

, (6.1)

де тепловтрати приміщення, Вт; теплонадходження від неізольованих трубопроводів, що прокладені в даному приміщенні, Вт.

Тепловий потік від неізольованих трубопроводів, які знаходяться в приміщенні, визначається за формулою, Вт

, (6.2)

де питома тепловіддача одного метра вертикальних і горизонтальних трубопроводів, яка визначається за [8.264 табл. ІІ.22] залежно від їх діаметра і різниці температур між теплоносієм на вході в опалювальне приміщення і повітрям, Вт/м; довжина вертикальних і горизонтальних трубопроводів у приміщенні, м.

Типорозмір конвектора визначаємо за [8] в залежно від номінального умовного теплового потоку, який знаходять за формулою, Вт

, (6.3)

де  - теплова потужність опалювального приладу, Вт; комплексний коефіцієнт приведення  до нормальних умов, який знаходять за формулою

, (6.4)

де різниця середньої температури води у приладі і температури повітря у приміщенні, ^ОС; витрати теплоносія у приладі, кг/год;  коефіцієнт урахування атмосферного тиску в даній місцевості [8]; коефіцієнт урахування напрямку руху теплоносія у приладі [8], для системи опалення з верхнім розведенням ; експериментальні числові показники, що залежать від типу опалювального приладу, витрат теплоносія, напрямку руху теплоносія і визначаються за табл. 9.2 довідника [8]. Для нашого випадку n=0.35, p=0,07, c=1, b=0,968.

Різниця середньої температури води у приладі визначається за формулою

, (6.5)

де відповідно початкова і кінцева температури теплоносія на вході й виході з опалювального приладу, ^ОС; температура внутрішнього повітря приміщення, ^ОС (18-20 ^ОС).

Температура теплоносія на виході з опалювального приладу, ^ОС

, (6.6)

де  - теплове навантаження приладу, Вт;  - кількість води, яка протікає через прилад, кг/год, і дорівнює у даному випадку витратам води у стояку.

За каталогом опалювальних приладів [11] виконується підбір необхідного типорозміру. При цьому слідкуємо, щоб тепловий потік обраного приладу не зменшився більше ніж на 5% або на 60 Вт порівняно з . Тип приладу записуємо у таблицю.

7. Аеродинамічний розрахунок вентиляційних каналів

7.1 Визначення повітрообмінів у приміщеннях

Повітрообмін у квартирі житлового будинку визначається за нормативами для кухонь, ванних та туалетів, але в сумі повинен бути не менше, ніж потрібно для житлових кімнат. При цьому передбачається, що повітря інфільтрується через вікна або спеціальні отвори і видаляється через канали в кухнях, ванних та туалетах.

Визначення витрат повітря за нормативами доцільно вести у формі таблиці. Перед конструюванням систем вентиляції необхідно попередньо визначити розміри перерізів вертикальних каналів та вентиляційних грат.

Необхідне значення площі живого перерізу вентиляційної решітки і каналу визначаємо за формулою, м²

, (7.1)

де L - витрати повітря, м³/год; V - рекомендована швидкість повітря, м/сек, (для решіток, вертикальних і горизонтальних каналів у межах 0.5.1 м/c, приймемо 0,88), додаток С [11].

Для кухні маємо необхідну площу перерізу решітки 0,0284 м^2,Для санвузла необхідна площа перерізу решітки 0,0172 м^2.

За визначеною площею F призначємо розміри каналів і решіток та уточнюємо швидкість повітря

, (7.2)

де F_С - площа перерізу стандартної решітки чи каналу, м². Таким чином, визначаємо швидкість і площу всіх каналів розрахункової гілки.

Розміри стандартних вентиляційних решіток і каналів у цегляних стінах візьмемо з додатків Р і Т [11].

 

7.2 Конструювання вентиляційної системи будинку

В даному житловому будинку запроектуємо гравітаційну вентиляцію. Для цього в якості повітропроводів використаємо вертикальні канали у внутрішніх стінах. Витяжка буде здійснюватись із кухонь та санвузлів. При цьому в один канал будуть об’єднані витяжка із туалету і ванної однієї квартири.

Розміри каналів у внутрішніх цегляних стінах, мм: 140140.

Витяжні отвори приміщень розміщуємо під стелею на відстані 0,15-0,2 м від стелі, на них встановлюємо вентиляційні решітки.

Решітки вибираємо по площі живого перерізу (F) з урахуванням того, що габаритні розміри решітки повинні відповідати розмірам відповідного каналу.

Аксонометричну схему системи вентиляції виносимо в графічну частину роботи. На кожній ділянці проставляємо її довжину. Виділяємо головний розрахунковий напрям - через канал верхнього поверху.

 

7.3 Аеродинамічний розрахунок вентиляційних каналів

Мета аеродинамічного розрахунку - визначити розміри вентиляційних решіток і каналів. У результаті необхідно забезпечити відповідність втрат тисків з існуючим тиском при русі розрахункової кількості повітря по каналам вентиляції.

Аеродинамічний розрахунок виконаємо у такій послідовності.

Знаходимо розрахунковий гравітаційний перепад тиску, який є рушійною силою для переміщення повітря в елементах гравітаційної вентиляції, Па

, (7.3)

де, g - прискорення вільного падіння, рівне 9,81 м/;  - позначка відповідного гирла шахти і середини витяжної решітки, м;  - густина зовнішнього повітря при температурі +5 ^ОС, яка визначається за формулою, кг/м³

; (7.4)

де  - густина витяжного повітря при температурі в приміщенні, .

, .

 Па.

Втрати тиску на розрахунковій гілці визначаємо додаванням втрат тиску на усіх ділянках гілки, Па

, (7.5)

де R - питомі втрати тиску по довжині каналу, Па/м, які для турбулентного режиму можна визначити за формулою

; (7.6)

де  - абсолютна шорсткість каналу, приймається для цегляних каналів =4; V - швидкість руху повітря у каналі, м/с

; (7.7)

еквівалентний діаметр каналу, м

; (7.8)

 - довжина каналу, м; n - коефіцієнт форми каналу,

; (7.9)

- втрати тиску у місцевих опорах каналу, Па

, (7.10)

де  сума коефіцієнтів місцевих опорів по шляху руху повітря, додаток У [11];  густина повітря при температурі повітря у каналі, кг/м³.

Розрахунок ведемо в табличній формі. Таблиця 7

Загальні втрати тиску в розрахунковій гілці повинні бути на 10 - 15 % менші, ніж розрахунковий перепад тиску:

, (7.11)

.

де 0.85¸0.9 - коефіцієнт, який враховує 10¸15 % запасу циркуляційного тиску на подолання неврахованих опорів.

Літертура

1.       СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983. - 136с.

.         СНиП ΙΙ-3-79^**. Строительная теплотехника. Минстрой России. - М.: ГПЦПП, 1996. - 29с.

.         СНиП 2.04.05-91* У. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - Киев.: ЗНИИЭП, 1996. - 64 с.

.         Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Кн.1/Под ред. Р.В. Щекина и др. - К.: Будивельник, 1976. - 416с.

.         Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. - М.: Стройиздат, 1991. - 735 с.

.         Русланов Г.В. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий. Справочник. - Киев.: Будівельник, 1983. - 272 с.

.         Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие для вузов (В.П. Титов, Э.В. Сазонов, Ю.Р. Краснов, В.И. Новожилов). - М.: Стройиздат, 1985. - 208 с.

.         Внутренние санитарно-технические устройства.Ч. Ι. Отопление. / Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. - 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1990. - 344 с.

9.      Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Кн.2/Под ред. Р.В. Щекина и др. - К.: Будивельник, 1976. - 352с.

10.     Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1 и 2 /Под ред.Н. Н. Павлова и Ю.И. шиллера. - 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1992. - 319 с., 416 с.

11.    Б.А. Кутний. Методичні вказівки до курсової роботи "Опалення та вентиляція будинку" з курсу ²Теплопостачання та вентиляція ²для студентів спеціальності 7.092101 "Промислове та цивільне будівництво" денної і заочної форми навчання/ - Полтава: ПолтНТУ, 2004. - 34с.