Отопление и вентиляция жилого здания в городе Слюдянка

Отопление и вентиляция жилого здания в городе Слюдянка

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

«Отопление и вентиляция жилого здания в городе Слюдянка»

Исходные данные

план типового здания (вариант №04);

количество этажей - 3;

высота типового этажа - 4м;

ориентация главного фасада на Север;

район строительства - Слюдянка;

теплоноситель - 95-70 °С;

разводка - нижняя;

тип нагревательного прибора - конвектор;

утеплитель в конструкции стены - плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем, плотностью 200 кг/м3;

утеплитель в конструкции чердачного перекрытия - вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67), плотностью 100 кг/м3;

утеплитель в конструкции пола над холодным подвалом - пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) плотностью 125 кг/м3.

Введение

Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения. Без них постоянное пребывание людей в зданиях невозможно. При конструировании здания предусматривают возможность размещения и удобной эксплуатации инженерных сетей и оборудования, обеспечивающих благоприятный климат, в помещениях.

Расчеты систем отопления и вентиляции основываются на законах физики, гидравлики, аэродинамики. Гидравлические и аэродинамические расчеты этих систем аналогичны расчетам систем водоснабжения.

Цель курсового проекта: научиться конструировать и рассчитывать сети отопления и вентиляции несложной конструкции. Для этого необходимо знать основные принципы теплотехнических расчетов, движения жидкости и газов по трубопроводным системам.

При разработке проекта следует ознакомиться с основной нормативной и учебной литературой, приведенной в библиографическом списке.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. Расчетно-пояснительная записка и чертежи выполнены в соответствии с действующими стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Расчетно-пояснительная записка - важнейшая часть курсового проекта. Основное содержание расчетно-пояснительной записки - это описание и обоснование принятых схем, методов и результатов расчетов, технико-экономическое сравнение вариантов и т.д.

Исходные данные

Район постройки здания - город Слюдянка.

Климатические данные (СНиП 23-01-99*):

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки  для коэффициента обеспеченности 0,92;

Средняя температура отопительного периода  со среднесуточной температурой наружного воздуха <8°С

Продолжительность отопительного периода  

Характеристика здания:

Жилой дом в 3 этажа

Высота типового этажа - 4 м;

Характеристика помещения:

Жилая комната. Расчетная температура в помещении ;

Характеристики наружных ограждений:

Конструкция наружной стены;

Конструкция чердачного перекрытия;

Конструкция пола.

1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

отопление вентиляция здание

Конструкция наружной стены

- цементно-песчаный раствор; ρ=1800кг/м3; 2 - кирпичная кладка из облицовочного кирпича на цементно-песчаном растворе ρ=1800 кг/м3; 3 - плиты минераловатные повышенной жесткости на органофосфатном связующем, ρ=200 кг/м3; 4 - кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе ρ=1800 кг/м3.

Определение градусо-суток отопительного периода ГСОП (°С∙сут)

ГСОП=Dd=.

Определение приведенного сопротивления теплопередаче Rreg (

=.,

где a,b - коэффициенты, зависящие от типа ограждения.

Определение толщины теплоизоляции δиз (мм)

,

где,  - коэффициент теплоотдачи наружной и внутренней поверхностей ограждающей конструкции (Вт/м2∙°С);

 толщина слоя, м;

 коэффициент теплопроводности (СНиП II-3-79*)

Принимаем

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче Rоф (

 условие выполняется.

Определяем коэффициент теплопередачи

Пол первого этажа (над неотапливаемым подвалом)

- дуб поперек волокон (ГОСТ 9462-71*, ГОСТ 2695-83), ρ=700 кг/м3; 2 - цементно-известковый раствор сложный (песок, цемент, известь), ρ=1700 кг/м3; 3 - пароизоляционный слой - рубероид, пергамин, толь, ρ=600 кг/м3; 4 - пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78), ρ=125 кг/м3; 5 - железобетонная плита перекрытия, ρ=2500 кг/м3.

Определение приведенного сопротивления теплопередаче Rreg (

=.

где a,b - коэффициенты, зависящие от типа ограждения.

Определение толщины теплоизоляции δиз (мм)

,

где,  - коэффициент теплоотдачи наружной и внутренней поверхностей ограждающей конструкции (Вт/м2∙°С);

 толщина слоя, м;

 коэффициент теплопроводности (СНиП II-3-79*)

Принимаем

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче Rоф (

 условие выполняется.

Определяем коэффициент теплопередачи

Световые проемы

Определение приведенного сопротивления теплопередаче Rreg (

=.

где a,b - коэффициенты, зависящие от типа ограждения.

Выбираем обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла с твердым селективным покрытием в ПВХ переплетах.

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче Rоф (

 условие выполняется.

Определяем коэффициент теплопередачи

Дверной проем

Определение приведенного сопротивления теплопередаче Rreg (:

Определяем коэффициент теплопередачи

Конструкция чердачного перекрытия

- цементно-песчаный раствор; ρ=1800кг/м3; 2 - вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67), ρ=100 кг/м3; 3 - пароизоляционный слой - рубероид, пергамин, толь, ρ=600 кг/м3; 4 - железобетонная плита перекрытия, ρ=2500 кг/м3.

Определение приведенного сопротивления теплопередаче Rreg (

=.

где a,b - коэффициенты, зависящие от типа ограждения.

Определение толщины теплоизоляции δиз (мм)

,

где,  - коэффициент теплоотдачи наружной и внутренней поверхностей ограждающей конструкции (Вт/м2∙°С);

 толщина слоя, м;

 коэффициент теплопроводности (СНиП II-3-79*)

Принимаем

Определяем фактическое сопротивление теплопередаче Rоф (

 условие выполняется.

Определяем коэффициент теплопередачи

Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений

Табл. 1

. Расчет теплопотерь

Расчетные потери теплоты, возмещаемые отоплением, следует определять из теплового баланса. Тепловой баланс жилого здания в целом и каждого отапливаемого помещении находят из уравнения, Вт:

где  - трансмиссионные потери теплоты через ограждения здания (помещения). Вт,

- затраты теплоты на нагрев наружного воздуха в объеме инфильтрации или санитарной нормы, Вт; .o. - тепловая мощность системы отопления, которая является искомой величиной при определении теплового баланса, Вт;

- теплопоступления за счет солнечной радиации, Вт;

 - суммарные теплопоступления за счет всех внутренних источников теплоты, за исключением системы отопления, Вт, (к бытовым условно относятся тепловыделения от электробытовых и осветительных приборов, кухонных плит, разводки трубопроводов горячего водоснабжения и непосредственно потребляемой горячей воды, людей, находящихся в квартире).

Бытовые тепловыделения (, Вт), связанные с жизнедеятельностью людей, которые принято определять в зависимости от площади жилого помещения (м2):

 =10 Апл,

где Апл - площадь пола помещения, м2.

При определении основных и дополнительных потерь тепла через ограждающие конструкции помещений исходные и получаемые фактические данные вписывают в специальный формуляр (бланк) для лучшей организации техники расчета. Ограждающие конструкции обозначаются сокращенно начальными буквами:

Н.С. -наружная стена;

Т.О. - окно с тройным остеклением;

Пл.- пол;

Пт. - перекрытие;

Н. Д. - наружняя дверь.

Всем помещениям в здании присваиваются номера (1-й этаж - помещения № 101, 102, 103, и т.д., 2-й этаж - помещения № 201, 202, 203, и т.д.), начиная с верхнего левого угла здания. Лестничные клетки представляют собой одно помещение по всей высоте. Их обозначают Л.К.№1, Л.К.№2 и т.д. К помещениям кухонь условно присоединяют подсобные помещения (ванные, санузлы, коридоры), рассматривая их вместе как одно целое. Если ванная примыкает к наружной стене, её следует рассматривать как отдельное помещение.

Табл. 3

Тепловой баланс помещений

. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления основан на принципе: действующая в системе разность давления (насосного и естественного) полностью расходуется на преодоление гидравлического сопротивления движению воды в циркуляционных кольцах.

Целью этого расчета является определение диаметров трубопроводов всех участков системы отопления таким образом, чтобы при заданном располагаемом давлении было обеспечено затекание необходимого количества воды в каждый участок, стояк, отопительный прибор.

Прежде чем приступить к расчету, вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления, на которой показываются вся запорно-регулировочная арматура, воздухосборники, отводы, стояки с отопительными приборами и другие элементы.

Базовым для гидравлического расчета является основное циркуляционное кольцо. В однотрубных тупиковых системах отопления такое кольцо проходит через элеваторный узел, главный стояк, магистраль с горячей водой, дальний стояк и, наконец, через обратную магистраль к элеваторному узлу.

В системах с попутным движением такое кольцо проходит через самый загруженный стояк, а в двухтрубных системах - через нижний прибор самого загруженного стояка. Циркуляционные кольца разбивают на участки, характеризующиеся постоянным расходом и неизменным диаметром. Каждый рассчитываемый участок обозначается порядковым номером, начиная от элеваторного узла; в числителе указывается его тепловая нагрузка (Вт), в знаменателе - длина (м).

Располагаемое циркуляционное давление. Расчетное циркуляционное давление в системе отопления

В системе отопления расчетное давление для создания циркуляции воды (Па) определяется по формуле в насосной двухтрубной и горизонтальной однотрубной системах как:

,

где  -давление, создаваемое циркуляционным насосом для обеспечения необходимого расхода воды в системе, Па (для ориентировочных расчетов ),

- естественное циркуляционное давление (Па),

;

(в насосных системах допустимо не учитывать ;, если оно составляет менее 0,1);

р -естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в трубах.

В насосной системе с нижней разводкой им пренебрегают (р=0).

 - естественное циркуляционное давление, возникающее в расчетном кольце системы вследствие охлаждения воды в отопительных приборах (Па); определяется по формуле в горизонтальной однотрубной или двухтрубной системе в расчетном кольце через ветвь или отопительный прибор на нижнем этаже:

где  - среднее приращение плотности при понижении температуры на 1 °С

 =9,81 -ускорение свободного падения;

 -вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже и нагревания, в системе, м.

Табл. 4

Значение , кг/(м3°С), в зависимости от расчетной разности температуры воды системе

Гидравлический расчёт системы отопления по удельным линейным потерям давления

Расчет начинают с основного циркуляционного кольца. В насосной двухтрубной системе - это кольцо через нижний отопительный прибор наиболее удаленного стояка.

При подборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода и среднего ориентировочного значения линейных потерь давления:

где  - коэффициент, учитывающий долю местных потерь давления в системе (см. табл.);

 - общая длина последовательных участков, составляющих расчетное циркуляционное кольцо, м.

Табл. 5 Доли потерь давления на местные сопротивления и на трение от общих потерь давления в трубопроводах

В результате расчета потери давления в основном циркуляционном кольце, должны составлять

,

т.е. должны быть меньше  приблизительно на 10% (запас).

Потери давления на участке теплопровода (Па) - линейные и местные сопротивления - находят по формуле

,

где R-удельные линейные потери давления на 1 м трубопровода, Па/м;

- длина рассчитываемого участка, м; - местные потери давления на участке, Па.

Табл. 6 Гидравлический расчет основного циркуляционного кольца двухтрубной системы водяного отопления

Потери давления в основном циркуляционном кольце:

Тоесть уменьшаем диаметры.

Потери давления в основном циркуляционном кольце:

. Отопление

Отопление - искусственное, с помощью специальной установки или системы, обогревание помещений здания дня компенсации теплопотерь и поддержания в них температурных параметром на уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в помещении людей или требованиями технологических процессов, протекающих в производственных помещениях.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью используемой мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в районе строительства. При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра теплопередача от отопительных установок в помещения должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха, воздействии солнечной радиации - уменьшаться, т.е. процесс передачи теплоты должен постоянно регулироваться. Изменение внешних воздействий сочетается с неравномерными теплопоступлениями от внутренних производственных и бытовых источников, что также вызывает необходимость регулирования действия отопительных установок.

Основные конструктивные элементы системы отопления:

теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) - элемент для получения теплоты;

теплопроводы - элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам;

отопительные приборы - элемент для передачи теплоты в помещение.

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость - антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна иметь определенную тепловую мощность. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха, называемой расчетной.

Выбор и конструирование системы отоплении. Выбор схемы отопления

В соответствии требованиями в жилых зданиях следует проектировать двухтрубные системы поквартирного водяного отопления, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учёта расхода теплоты в каждой квартире. Однако большинство ныне действующих жилых зданий оборудовано однотрубными системами водяного отопления.

В данном курсовом проекте следует запроектировать в соответствии с заданием двухтрубную систему водяного отопления, подключённую к тепловой сети ТЭЦ, через тепловой пункт.

В данной системе с нижней разводкой распределительная подающая магистраль прокладывается в подвале.

Обратная и подающая магистраль размещаются на стенах подвала на расстоянии 1 м от потолка перекрытия над подвалом. Уклоны магистральных трубопроводов горячей и обратной воды должны быть не менее 0,002. Система отопления, как правило, предусматривается из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ.

Схема разводки магистральных трубопроводов системы отопления тупиковая.