Проектирование отопления и вентиляции жилого дома

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные

1.1 Основные исходные данные

1.2 Климатические характеристикирайона строительства

1.3 Расчетные параметры воздуха в помещениях

2. Выбор теплотехнических показателей строительных материалов и характеристик ограждающих конструкций

2.1 Расчет оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций

2.2 Коэффициент теплотехнической однородности r панельных стен

3. Проверка отсутствия конденсации водяных паров

3.1 Проверка отсутствия конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружных стен

3.2 Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще наружной стены

4. Выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию

5. Определение тепловой мощности системы отопления

5.1 Комната 130

5.1.1 Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции

5.1.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха

5.1.3 Бытовые теплопоступления

5.2 Комната 207

5.2.1 Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции

5.2.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха

5.2.3 Бытовые теплопоступления

6. Подбор отопительных приборов

6.1 Комната 130

6.2 Кухня 207

7. Схема индивидуального теплового пункта

8. Определение воздухообмена в помещении

9. Список использованной литературы

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Планировка здания: вариант - 4,

число этажей - 2,

ориентация входа - юго-восток,

строительные размеры здания (в метрах): а=5,9; б=2,9; Нэт=3,2; Нш=3,9.

Конструкция наружной стены - вариант 2.

Приведенные сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, м2 °С/Вт - по п.2.1*СНиП II-3-79 *(3).

Район строительства - г. Саратов.

Относительная влажность воздуха в характерном помещении ца= 50%.

Конструкция системы отопления - двухтрубная система с нижней разводкой магистралей.

Тип отопительных приборов - МС140.

Теплоснабжение - от городской водяной теплосети.

Расчетная температура воды в теплосети (°С): Тr =150; Тo=70.

Перепад давления в тепловой сети 75 кПа.

1.2 КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА

По таблице 1 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» и по приложению В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» выбираются климатологические данные района строительства:

- Температура воздуха наиболее холодных суток tн1, °С, обеспеченностью 0,92;

- Температура воздуха наиболее холодной пятидневки tн5, °С, обеспеченностью 0,92;

- Абсолютная минимальная температура воздуха tм, °С;

- При среднесуточной температуре воздуха ниже 8 оС: продолжительность отопительного периода Zоп, сут, и средняя суточная температура воздуха tоп , °С;

Расчетная скорость ветра VВ.

Относительная влажность воздуха ;

Зона влажности.

Таблица №1

Расчетные климатические характеристики района строительства

Район строительства	tH1,oC	tH5,oC	tM,oC	tОП,oC	Zоп, сутки	VВ,м/с	х.м.,%	Зона влажности
г. Саратов	-33	-27	-37	-4,3	196	4,4	82	Сухая

1.3 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ

Температура воздуха в помещениях tв принимается по приложению 4 СНиП 2.08.01-89 (1999) «Жилые здания» в зависимости от tн5 и места расположения жилых комнат. Относительная влажность воздуха принимается равной 55%, что соответствует нормальному влажному режиму помещения.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций, от которых зависят теплотехнические показатели строительных материалов, принимаются по таблице 2 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Таблица 2

Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Влажностный режим помещений зданий (по таблице 1)	Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности (по приложению В)
	сухой	нормальной	влажной
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА И КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Помещение	Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С	Кратность из воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения
		Приток	Вытяжка
Жилая комната квартир или общежитий	18(20)	-	3 м3/ч на 1м2 жилых помещений
То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже	20(22)	-	То же
Кухня квартиры и общежития, кубовая:	18	-
с газовыми плитами			Не менее 60 м3/ч при 2-конфорочных плитах
			Не менее 75 м3/ч при 3-конфорочных плитах
			Не менее 90 м3/ч при 4-конфорочных плитах
Сушильный шкаф для одежды и обуви в квартирах	-	-	30 м3/ч
Ванная	25	-	25
Уборная индивидуальная	18	-	25
Совмещенное помещение уборной и ванной	25	-	50

Расчётные условия и характеристики микроклимата

Температура внутреннего воздуха tв, 0С	Относительная влажность ,%	Условия эксплуатации ограждающих конструкций
угловая жилая комната	рядовая жилая комната	кухня	Лестничная клетка	Санузел	Ванная
22	20	18	16	18	25	55 (нормальный режим)	А

2. ВЫБОР ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Теплотехнические показатели строительных материалов выбираются в соответствии со СНиП 2-3-79** в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций.

Таблица №3

Теплотехнические показатели строительных материалов

Наименование материала	Условия эксплуатации	????????? ,????????? г0, кг/м3	Коэффициент теплопроводности материала, л, Вт/мєС	Коэффициент паропроница-емости, м, мг/( мЧчЧПа)	Номер слоя/его толщина, мм
Штукатурка с цементно-песчаным раствором по стальной оцинкованной сетке	А	1800	0,76	0,09	1,4/10
Кирпич глиняный обыкновенный на песчано-цементном растворе	А	1800	0,70	0,11	2/250
Плиты прошивные минерало-ватные по ГОСТ 21880-76	А	75	0,06	0,49	3/?

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаются по СНиП 2-3-79**. расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м * ? С), принимаемый по прил. 3*.

Т а б л и ц а 2*

	Нормируемый температурный перепад D--tн,--°--С,--для
Здания и помещения	Наружных стен	Покрытий и чердачных перекрытий	Перекрытий над проездами, подвалами и подпольями
1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты	4,0	3,0	2,0

Т а б л и ц а 4*

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи ? в, Вт/(м2? ? С)
1.	Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а между гранями соседних ребер	8,7

Т а б л и ц а 6*

Наружная поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи для зимних условий, ? н, Вт/(м2 * ? С)
1. Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	23

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаются по СНиП 2-3-79**.

Таблица № 4.

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций

Наименование ограждающих конструкций	?tн, єС	n	бв, Вт/( м2*єС)	бН, Вт/( м2*єС)
Наружная стена (НС)	4	1	8,7	23
Чердачные перекрытия (потолок) (ПТ)	3	0,9	8,7	12
Перекрытия над подвалами (пол) (ПЛ)	2	0,6	8,7	6

?tн - нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхностью наружного ограждения;

n - коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом;

бв - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения;

бН - коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения.

2.1 РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ,ТОЛЩИНЫ УТЕПЛИТЕЛЯ И КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

СНиПом выдвигаются два R0тр:

- По гигиеническим условиям

Выдвигая R0тр по гигиеническим условиям, СНиП ограничивает температуру на внутренней поверхности наружного ограждения.

R0тр=

R0тр - минимальное требуемое сопротивление теплопередаче, м2єС/Вт;

tв - расчетная температура внутреннего воздуха для рядовой жилой комнаты;

tН - расчетная температура наружного воздуха;

?tн - нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхностью наружного ограждения;

n - коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом;

бв - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения.

Для наружной стены имеем:

R0тр ==1,523 м2єС/Вт;

Для чердачных перекрытий имеем:

R0тр ==1,827 м2єС/Вт;

Для перекрытий над подвалами имеем:

R0тр ==1,827 м2єС/Вт;

- По нормам энергосбережения

R0тр нормируется в зависимости от назначения здания, назначения ограждения, от числа градуса суток отопительного периода (ГСОП).

ГСОП = (tв - tот.пер)*zот.пер.

Продолжительность отопительного периода zо= 196 сут.

ГСОП = (20+4,3)*196=4762,8

Имея значение ГСОП, по соответствующей таблице находим: Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций RоЭН по требованиям энергосбережения определяем интерполяцией по таблице 1б СНиП II-3-79.

Таблица 3.1

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (СНиП 23-02-2003)

Здания и помещения, коэффициенты а и b.	Градусосутки отопительного периода, °С·сут	Нормируемые значения сопротивления теплопередаче , мІ·°С/Вт, ограждающих конструкций
		Стен	Покры	Перекрытий	Окон и балконных дверей, витрин и витражей
			тий,перекрытий над проездами	чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами
1	2	3	4	5	6
Жилые, лечебнопрофилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития	4000	2,8	4,2	3,7	0,45
	4762,8
	6000	3,5	5,2	4,6	0,6
a		0,00035	0,0005	0,00045
b		1,4	2,2	1,9

Требуемое сопротивление теплопередаче стен RоЭН

Требуемое сопротивление теплопередаче чердачных перекрытий RоЭН

Требуемое сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалами RоЭН

Для дальнейших расчётов в качестве приведенного сопротивления теплопередаче стен принимаем большее из 2-х значений R0пр= 3,07 м2 0С/Вт

Расчетное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0р определяется

R0р = R0пр /r = 3,07/0,8 = 3,84 м2 0С/Вт

где r - коэффициент теплотехнической однородности конструкции.

СНиП II-3-79 ПРИЛОЖЕНИЕ 13* Справочное

2.2 КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ r ПАНЕЛЬНЫХ СТЕН

Коэффициент r для участков ограждающих конструкций из панелей с гибкими металлическими связями в сочетании с утеплителем из минеральных волокон или вспененных пластмасс допускается принимать по табл. 3 прил. 13* с уточнением по фактическим значениям.

Таблица 3

Конструктивные слои	Коэффициент--r--при--расстоянии--между--гибкими связями--а,--м
	_,6	_,8	1,_	1,2
	плотность	Диаметр--стержня--гибкой--связи--d,--мм
материал	материала g--,--кг/м3	8	12	8	12	8	12	8	12
Тяжелый бетон	24__	_,74	_,69	_,8_	_,75	_,84	_,81	_,87	_,85

Расчетную толщину утеплителя определяем из формулы СНиП 23 - 02 - 2003 :

, где

Откуда



где 1 = 4 =0,01м - толщина штукатурки,

2 = 0,25м - толщина кирпичного слоя,

1 =4 =0,76 Вт/м С - коэффициент теплопроводности штукатурки,

2 = 0,7 Вт/м С - коэффициент теплопроводности кирпича,

3 = ут = 0,06 Вт/м С - коэффициент теплопроводности мин. ваты,

в = 8,7 Вт/м С - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности огр.констр.

н = 23 Вт/м С - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности огр. констр.

Окончательная толщина слоя утеплителя ут = 0,2 м

Толщина стены:

дст = 0,01+0,25+0,2+0,01= 0,47 м

Окончательное значение расчётного сопротивления теплопередаче наружной стены

R0р = (1/в + / + 1/н )= (1/8,7 +2х 0,01/0,76 + 0,2/0,06 + 0,25/0,7+ 1/23 )= 3,874 м2 0С/Вт

Коэффициент теплопередачи наружной стены :

К = 1/ Rопр = 1/ 3,07 = 0,326 Вт/м2 С

Коэффициент теплопередачи чердачных перекрытий:

К = 1/ Rопр = 1/ 4,04 = 0,247 Вт/м2 С

Коэффициент теплопередачи перекрытий над подвалами:

К = 1/ Rопр = 1/ 4,58 = 0,218 Вт/м2 С

3. ПРОВЕРКА ОТСУТСТВИЯ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

3.1 ПРОВЕРКА ОТСУТСТВИЯ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НАРУЖНЫХ СТЕН

Произведём проверку наружной стены на конденсацию водяных паров на поверхности в комнате 2.

Температура на внутренней поверхности стены в углу комнаты

RВ=1/б в=1/8,7 =0,115 м2·0С/Вт

Согласно СП23-101-2004 Приложение Р точка росы при tв=20?С и относительной влажности в помещении цint=50% равняется tт.к.=10,69?С, что ниже , следовательно конденсации водяных паров на поверхности стены в комнате 2 нет.

3.2 ПРОВЕРКА ОТСУТСТВИЯ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ В ТОЛЩЕ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ

Таблица 3.4 - Средняя за месяц и за год суточная амплитуда температуры воздуха, єС

Область, пункт	Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь	Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Саратов	-11,9	-11,3	-5,2	+5,8	+15,1	+20,0	+22,1	+20,6	+14,1	+5,7	-2,4	-8,7	+5,3

Конденсация водяных паров отсутствует, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, значение парциального давления водяного пара еxi меньше значения упругости водяного пара при полном насыщении Exi. Величина еxi определяется для средней температуры txm и относительной влажности цxm воздуха самого холодного месяца.

Расчет txi и еxi ведем для сечений ограждения, расположенных на границе слоев стены и в середине утеплителя.

. где

txm - температура воздуха самого холодного месяца для г.Саратова -11,9 0С,

- сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения Х, , определяемое по формуле:

 , где

RВ=1/б в=0,115 м2·0С/Вт

, где

-упругость водяного пара воздуха в помещении при расчётной tви и относительной влажности воздуха в помещении

- упругость водяного пара наружного воздуха при расчётной tхм и относительной влажности наружного воздуха самого холодного месяца (г.Саратов)

- сопротивление паропроницанию от воздуха помещения до рассматриваемого сечения Х, в котором определяется упругость, , определяемое по формуле:

,

- общее сопротивление паропроницанию конструкции стены, мІ·ч·Па/мг, определяемое по формуле:

, - упругость водяных паров, Па, при полном насыщении, соответствующая температуре tв=20?C и txm=-11,9?C,

- расчётный коэффициент паропроницаемости материала i-того слоя наружной стены

Расчёт и по выше приведённым формулам сводим к таблице.

N сеч.	дi, м	лЯ, Вт/м·0С	мЯ, мг/м·ч·Па	Rxi, м2·0С/Вт	Rпxi, м2·ч·Па/мг	Rоп, м2·ч·Па/мг	txi, 0C	Еxi, Па	exi, Па
1				0,115	0,0267	3,7357	18,43	2122,69	1054,01
2	0,01	0,76	0,09	0,128	0,0268		18,25	2098,12	1053,96
3	0,25	0,70	0,11	0,4851	0,3852		13,36	211,44	955,45
4	2*0,10	0,06	0,49	3,8184	3,7186		-32,24	46,5	39,14
5	0,01	0,76	0,09	3,8315	3,7304		-32,42	46,05	35,90
6				3,875	3,7357		-33,00	42	34,44

Согласно расчёта во всех сечениях стены больше , следовательно, конденсация водяных паров в толще стены отсутствует.

Построение графика t(x).

Для этого сначала нужно найти в каждом сечении по формуле:

1 сечение:

2 сечение:

3 сечение:

4 сечение:

5 сечение:

6 сечение:

Теперь можно найти температуру в каждом сечении по формуле:

1 сечение:

2 сечение:

3 сечение:

4 сечение:

5 сечение:

6 сечение:

Построение графика E(x).

В зависимости от температуры, рассчитанной в предыдущем пункте по приложению 9 (Методического указания) интерполируя между указанными значениями можно определить Е в каждом сечении:

Приложение 3

Давление насыщенных водяных паров Е, Па, в зависимости от температуры

Таблица 3.1.

t, 0С	Е, Па	t, 0С	Е, Па	t, 0С	Е, Па	t, 0С	Е, Па
-30	53	-14	206	2	707	18	2064
-28	63	-12	244	4	813	20	2337
-26	75	-10	285	6	933	22	2644
-24	88	-8	327	8	1069	24	2984
-22	105	-6	383	10	1227	26	3361
-20	124	-4	449	12	1403	28	3780
-18	149	-2	525	14	1598	30	4256
-16	174	0	611	16	1817

1 сечение: при t=18,430C, E=2122,69Па

2 сечение: при t=18,250C, E=2098,12 Па

3 сечение при t=13,360C, E=211,44 Па

4 сечение: при t=-32,240C, E=46,5 Па

5 сечение: при t=-32,42 0C, E=46,05 Па

6 сечение: при t=-330C, E=42 Па

Построение графика е(x).

Для этого сначала нужно найти общее сопротивление паропроницанию конструкции ограждения в каждом сечении по формуле:

где - сопротивление влагообмену на внутренней поверхности;

- сопротивление влагообмену на наружней поверхности;

- ширина i-того слоя;

- коэффициент паропроницаемости

1 сечение:

2 сечение:

3 сечение:

4 сечение:

5сечение:

6 сечение:

Теперь можно найти парциальное давление водяных паров в расчётном сечении по формуле:

Находим eв и ен:

Находим парциальное давление водяных паров в каждом сечении:

1 сечение:

2 сечение:

3 сечение:

4 сечение:

5 сечение:

6 сечение:

По результатам расчётов строим графики.

Строятся графики распределения температуры (t, 0C), парциального давления водяного пара (еx, Па) и давления насыщенного пара (Е, Па) в характеных сечениях ограждения.

В области, где е>E может произойти конденсация водяных паров. Чтобы не произошло конденсации, необходимо увеличить сопротивление паропроницанию ограждения путём прокладки с внутренней стороны слоя с высоким значением сопротивления паропроницанию, например, слоя полиэтиленовой плёнки.

4. ВЫБОР ЗАПОЛНЕНИЯ СВЕТОВЫХ ПРОЕМОВ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ ВОЗДОХОПРОНИЦАНИЮ

Заполнение световых проемов выбирается из условий одновременного выполнения требований по допустимому сопротивлению теплопередаче и воздухопроницанию, т.е. Roф Rотр, и Rиф Rитр, где:

Roф и Roтр - соответственно фактическое и требуемое сопротивление теплопередаче заполнения световых проёмов, (м2°С)/Вт;

Rиф и Rитр - соответственно фактическое и требуемое сопротивление воздухопроницанию заполнения световых проёмов, (м2ч)/кг.

Требуемое сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов Rотр по требованиям энергосбережения определяем интерполяцией по таблице 1б СНиП II-3-79

Т а б л и ц а 1б*

	Градусо-сутки отопительного периода, ? С· сут	Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rтро, м2, ? С/Вт
Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития	ГСОП	Окна и балконные двери
	4000	0,45
	4762,8	0,507
	6000	0,60

Rтр0 =0,507

Требуемое сопротивление воздухопроницанию :



где Gн = 5 кг/м ч - нормативная воздухопроницаемость окна (СНиП 23-02-2003 табл.11)

Таблица 11

Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции	Воздухопроницаемость , кг/(м·ч), не более
7 Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и помещений в пластмассовых или алюминиевых переплетах	5,0

ро= 10 Па - разность давления воздуха, при котором определяется сопротивление воздухопроницанию Rи.

р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определять по формуле:

р =0,55 Н (н - в) + 0,03н v2,

где Н = 7,4м - высота здания (от поверхности земли до верха карниза)

H=1,0+3,2*2= 7,4 м

v = 4,4м/с - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь

н в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м, определяемый по формуле

= 3463/(273 + t)

Находим удельный вес наружного воздуха:

н = 3463/[273+(-33)] = 14,43 Н/м3

в = 3463/(273+20) = 11,82 Н/м3

Тогда р = 0,55х7,4(14,43- 11,82) + 0,03х 14,43х4,42 = 19 Па

Окончательно тип заполнения световых проемов принимаем из условия, чтобы сопротивление воздухопроницанию выбранного заполнения Rи было не менее требуемого Rитр

По результатам расчетов имеем:

Rотр = 0,507 (м2 оС)/Вт; Rитр =0,31 (м2ч)/кг.

По приложению 2 методических указаний Крупнова Б.А. принимаем:

Rоф = 0,52 (м2 оС)/Вт , Rиф =0,37 (м2чПа)/кг

По приложению 6 СНиП II- 3-79* принимаем тройной стеклопакет в пластмассовом переплете Rи=0,37м2·ч·Па/кг

Коэффициент теплопередачи окна:

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Для помещений 2(жилая комната 1 этажа) и 3(кухня 2 этажа) находим тепловую мощность системы отопления Qсо как сумму потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции Qтп,расхода теплоты Qи на нагревание инфильтрующегося воздуха и бытовых тепловыделений Qб

Qсо =Qтп +Qи - Qб

5.1 КОМНАТА 130

5.1.1 ОСНОВНЫЕ И ДОБАВОЧНЫЕ ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Стена по оси «1»

Qтп=А·К·(tв-tн5)·n·(1+Ув)

Где А - площадь ограждения, м2;

К - коэффициент теплопроводности, Вт/(м2·0С);

tв - температура воздуха в помещении, 0С;

tн5 - температура наружнего воздуха, 0С;

в - коэффициент, учитывающий добавочные потери.

Коэффициент теплопроводности:

Qнс1 = A1(tр - tн )(1+ ) n/R0пр Вт

где А1 = 5,635 х 3,2 - 1,4 х 1,5 = 15,93 м2 - расчетная площадь наружной стены за вычетом площади окна

R0пр =3,07 м2 0С/Вт - приведенное сопротивление теплопередаче стены

tр =22 0C - температура воздуха в помещении

tно = -33 0C - температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки

Добавочные теплопотери на ориентацию наружных стен и дверей: на север, северо-восток, северо-запад, восток - 0,1; на запад и юго-восток - 0,05;на юго-запад и юг-0

= 0,1 - добавочные потери теплоты стены угловой комнаты с окном, обращенной на с-восток

Таблица 6

Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

Ограждающие конструкции	Коэффициент
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), зенитные фонари, перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	1
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	0,9
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли	0,6
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4

n = 1 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения огр. констр. (СНиП 23-02-2003 табл.6)

Qнс1 = 15,93х[20 - (-33)]х(1+0,1)х1/3,07 =302,51 Вт

Стена по оси «Б»

А2 = 3,06 х 3,2 =9,79м2 - расчетная площадь стены комнаты

= 0,1 - добавочные потери теплоты стены угловой комнаты, обращенной на с-запад

Qнс2 = 9,79х[20 -(-33)]х(1+0,1)х1/3,07 = 185,91 Вт

Перекрытие над неотапливаемым подвалом

Qпл = A (tр -tн ) n/R0пр Вт

R0пр = 3,07 м2 0С/Вт - приведенное сопротивление теплопередаче перекрытия над неотапливаемым подвалом

Апл = 5,165 х 2,765 = 14,28 м2 - расчетная площадь пола

n =0,6 - коэффициент (СНиП 23-02-2003 табл.6)

Qпл=14,28 х[20-(-33)]х0,6х1/3,07 = 147,92 Вт

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции комнаты 103:

Qтп = 302,51 +185,91+147,92 =646,98=636 Вт(с округлением до 10)

5.1.2 РАСХОД ТЕПЛОТЫ НА НАГРЕВАНИЕ ИНФИЛЬТРУЮЩЕГОСЯ ВОЗДУХА

Qи = 0.28 Gи c(tр - tн)k,

где с = 1 кДж/кг 0С - удельная теплоемкость воздуха

tр =20, C tн =-33 - температуры воздуха, соответственно в помещении и наружного

k =0,7 - коэффициент учета влияния встречного теплового потока для стыков панелей стен и окон со спаренными переплетами.

k -коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 -- для окон и балконных дверей с двумя раздельными переплетами и 1,0 -- для одинарных окон, окон

Gи - расход инфильтрующегося воздуха через неплотности наружных ограждений определяем по формуле:

Gи =0,216 А р0.67/Rитр

где А =1,4х1,5=2,1 м2 - площадь светового проема комнаты 2

требуемое сопротивление воздухопроницанию

Gн = 5 кг/м2ч - нормативная воздухопроницаемость окна (п.5.3* СНиП 23-02)

р, Па - расчетная разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна

р0=10Па,

р=(Н - h)(y - в) + 0,5 рнv2(cн-cп)k,

где Н = 7,4м - высота здания до верха карниза

h = 3,3 м - расчетная высота от уровня земли до верха окна

н =14,25Н/м3 , в = 11,82 Н/м3 - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха

рн = н /g=14,25/9,81=1,45 кг/м3 - плотность наружного воздуха

v = 4,4 м/с - скорость ветра

сн = 0,8, сп = -0,6 - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей здания СНиП 2.01.07-85

k = 0,56 - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания СНиП 2.01.07-85

р = (7,4-3,3)(14,25 - 11,82) + 0,5х1,45х4,42[0,8-(-0,6)]х0,56 = 20,96 Па

Тогда Gи =0,216х2,1х20,96,67/0,33 = 10,56 кг/м2ч

Qи = 0,28х 10,56х1[20 - (-33)]х1 = 156,71 Вт

Вычисляем затраты теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха исходя из санитарно-гигиенических требований:

Qв=0,28 Lн pвс (tв-tн), где

Lн=3 Апл=3х14,27=42,81 мі/ч - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом;

pв== в /g=11,82/9,81=1,2 кг/м3 - плотность воздуха в помещении

Qв=0,28х42,81х1,2х1х(20+33)=762,36 Вт

Учитывая, Qв что больше, чем Qи, в расчёт принимаем Qв.

5.1.3. БЫТОВЫЕ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ

Тепловая мощность системы отопления

Qсо =Qтп +Qи - Qб = 636+762,36-142,7= 1541,06Вт

5.2 КОМНАТА 207

5.2.1 ОСНОВНЫЕ И ДОБАВОЧНЫЕ ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Стена по оси «В»

Qнс =A (tр - tн )(1+ ) n/R0пр Вт

где А = 3,2 х 2,9 - 1,4 х 1,5 = 7,18 м2 - расчетная площадь наружной стены за вычетом площади окна

R0пр =3,07 м2 0С/Вт - приведенное сопротивление теплопередаче стены

tр =18 0C - температура воздуха в помещении

tно = -33 0C - температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки

= 0,1 - добавочные потери теплоты стены , обращенной на с-запад

n = 1 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения огр. констр. (СНиП 23-02-2003 табл.6)

Qнс = 7,18х[18 - (-33)]х(1+0,1)х1/3,07=131,2 Вт

Перекрытие чердачное

Qчп = A (tр -tн ) n/R0пр Вт

R0пр = 4,04 м2 0С/Вт - приведенное сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия

Апт =3,6 х 2,9 = 10,44 м2 - расчетная площадь перекрытия

n =1 - коэффициент (СНиП 23-02-2003 табл.6)

Qчп=10,44х[18- (-33)]х1/4,04 = 131,79 Вт

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции комнаты 211:

Qтп = 131,2+131,79 =262,99=263 Вт(с округлением до 10)

5.2.2 РАСХОД ТЕПЛОТЫ НА НАГРЕВАНИЕ ИНФИЛЬТРУЮЩЕГО ВОЗДУХА

Qи = 0.28 Gи c(tр - tн)k,

где с = 1 кДж/кг 0С - удельная теплоемкость воздуха СНиП 23-02-2003

tр =18, C tн =-33 - температуры воздуха, соответственно в помещении и наружного

k =0,7 - коэффициент учета влияния встречного теплового потока для стыков панелей стен и окон со спаренными переплетами.

Gи - расход инфильтрующегося воздуха через неплотности наружных ограждений определяем по формуле:

Gи =0,216 А р0.67/Rитр

где А =1,4х1,5=2,1 м2 - площадь светового проема комнаты 211

- требуемое сопротивление воздухопроницанию

Gн = 5 кг/м2ч - нормативная воздухопроницаемость окна (табл.11 СНиП 23-02-2003)

р, Па - расчетная разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна

р0=10Па,

р=(Н - h)(y - в) + 0,5 рнv2(cн-cп)k,

где Н = 7,4м - высота здания до верха карниза

h = 3,3 м - расчетная высота от уровня земли до верха окна

н =14,31Н/м3 , в = 11,82 Н/м3 - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха

рн = н /g=14,31/9,81=1,46 кг/м3 - плотность наружного воздуха

v = 4,4 м/с - скорость ветра

сн = 0,8, сп = -0,6 - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей здания СНиП 2.01.07-85

k = 0,56 - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания СНиП 2.01.07-85

р = (7,4-3,3)(14,31 - 11,82) + 0,5х1,46х4,42[0,8-(-0,6)]х0,56 = 21,29 Па

Тогда Gи =0,216х2,1х21,29 0,67/0,33= 10,67 кг/м2ч

Qи = 0,28х 10,67х1[18 - (-33)]х1 = 152,4 Вт

Вычисляем затраты теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха исходя из санитарно-гигиенических требований:

Qв=0,28 Lн pвс (tв-tн), где

Lн=3 Апл=3х10,44=31,32мі/ч - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом;

pв== в /g=11,82/9,81=1,2 кг/м3 - плотность воздуха в помещении

Qв=0,28х31,32х1,2х1х(18+33)=536,7 Вт

Учитывая, Qв что больше, чем Qи, в расчёт принимаем Qв.

6.2.3. БЫТОВЫЕ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ

Тепловая мощность системы отопления Qсо =Qтп +Qи - Qб = 263+536,7-104,4= 695,3 Вт

Расчет тепловых потерь

№ пом	Наименование помещения, tв, °С	Характеристика ограждения	(tвtн)·n °С	Qo, Вт	Добавки в	Qтп, Вт
		наименование	ориентация	размер aЧb, м	А, мІ	Ko, Вт/ мІ·°С			ориентация
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	13
130	Жилая комната, 20С	НС НС ПЛ	СВ СЗ	5,4х3,2 3,0х3,2 5,158х2,758	15,93 9,79 14,28	0,326 0,326	53х1 53х1 53х0,6	302,51 185,91 147,92	0,1 0,1	636
207	Кухня, 18С	НС ЧП	СЗ	2,9х3,2 3,958х2,886	7,18 10,44	0,326	51	131,2 131,79	0,1	263

Тепловая мощность помещения и системы отопления

№ помещения	Составляющие баланса, Вт	,
		Qi		Вт
1	2	3	4	5
130	636	763	143	1542
207	263	537	105	696

6. ПОДБОР ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Определяем необходимое число секций радиатора МС-140,устанавливаемого без экрана под подоконником окна размером 1,5х1,4 м, если известно: система отопления двухтрубная, с нижней разводкой обеих магистралей, прокладка труб открытая, условные диаметры вертикальных труб (стояков) 20 мм, горизонтальных(подводка к радиатору) 15 мм, расчетная температура воды подающей tп =150С и обратной tо =70С, номинальный тепловой поток одной секции qном=160Вт.

Радиаторы чугунные МС-140М-500 (Минск)

Предназначены для систем отопления жилых, общественных и производственных зданий повышенной этажности с температурой теплоносителя до 130С (в том числе и в паровых системах отопления) и рабочим избыточным давлением до 0,9 МПа (9 кгс/см2)

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Тип радиатора: секционный.

Резьба ниппельного отверстия: G 1/4-В.

Максимальная температура теплоносителя: 130°С.

Материал прокладок: резина теплостойкая ITC и IТП ТУ 38 105376-82 begin_of_the_skype_highlighting 38 105376-82 end_of_the_skype_highlighting;

Кольцо: ГОСТ 9833-73 / ГОСТ 18829-73

Материал секций и пробок: СЧ 10 ГОСТ 1412-85.

Материал ниппелей: КЧ 30-6-ф ГОСТ 1215-79.

(Размер резьбовых отверстий G 1 1/4 дюйма)

Количество секций, шт	Количество в пакете (заводская поставка), шт	Номинальный тепловой поток, Вт	Длина, мм	Высота, мм	Межнипельное расстояние, мм	Глубина, мм	Масса, кг	Ёмкость, л	Py, рабочее (испыт- ное)
	секции	радиаторов
1	-	-	160	108(шаг)	588	500	140	7,12	1,45	0,9 (1,5) МПа
4	67	1	640	459				29,18	5,80
7		9	1120	786				50,54	10,15

6.1 КОМНАТА 130

Температура воздуха в помещении tв=20С, расчетное т/потребление Qпом= 1542Вт, длина горизонтальных lг труб составляет 2,8 м

1.Расход воды, проходящей через радиатор

Gпр= 0,86 Qпом/(tп - tо) = 0,86х1542/(95 - 70) = 53 кг/ч

Показатели n и p равны соответственно 0,3 и 0,02, коэффициент = 1,02

2.Средняя разность температур

tср= 0,5(tп - tо ) - tв = 0,5(95 + 70) - 20 = 62,5 С

3.Пользуясь таблицами т/отдачи открыто проложенных горизонтальных труб, находим т/отдачу труб

Qтр= qг lг = 84х1,4 + 50х1,4 = 187,6 Вт

4.Определяем число секций

N =(Qпом - 0,9Qтр)/[qном (tср/70)1+n (Gпр /360)p] =

=(1542 -0,9х187,6)х1,02/[160х(62,5/70)1+0,3х(53/360)0,02] = 10,5

Следует принять к установке 11 секций. Длина радиатора 1,188 м, что больше половины окна

6.2 КУХНЯ 207

Температура воздуха в помещении tв=18С, расчетное т/потребление Qпом= 696 Вт, длина вертикальных lв и горизонтальных lг труб составляет соответственно 5,4 и 0,9(0,5 + 0,4) м

1.Расход воды, проходящей через радиатор

Gпр= 0,86 Qпом/(tп - tо) = 0,86х810/(95 - 70) = 27,9 кг/ч

Показатели n и p равны соответственно 0,3 и 0,02, коэффициент = 1,02

2.Средняя разность температур

tср= 0,5(tп - tо ) - tв = 0,5(95 + 70) - 18 = 64,5 С

3.Пользуясь таблицами т/отдачи открыто проложенных вертикальных и горизонтальных труб, находим т/отдачу труб

Qтр= qв lв +qг lг = 81х2,7 + 47х2,7 + 84х0,5 + 50х0,4 = 407,6 Вт

4.Определяем число секций

N =(Qпом - 0,9Qтр)/[qном (tср/70)1+n (Gпр /360)p] =

=(696 -0,9х407,6)х1,02/[160х(64,5/70)1+0,3х(27,9/360)0,02] = 3,31

Следует принять к установке 4 секции. Однако длина радиатора, равная 0,43 м, меньше половины размера окна. Поэтому следует установить радиатор меньшей высоты, например, типа МС -140-300, номинальный тепловой поток одной секции которого qном составляет 120 Вт

N =(696 -0,9х407,6)х1,02/[120х(64,5/70)1+0,3х(27,9/360)0,02] = 4,41

Принимаем к установке 5 секций. Длина радиатора составляет 0,52 м, что также меньше половины размера окна, но т. к. в кухне т/отдача от открыто проложенных труб составляет половину мощности системы отопления и учитывая тепловыделения от приготовления пищи принимаем к установке 5 секций радиатора МС -140-300.

7. СХЕМА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

Для понижения температуры сетевой воды tс =150С, поступающей от ТЭЦ в тепловой центр здания, до необходимой для подачи в систему отопления воды с температурой tг =95С применяют смесительный насос или водоструйный элеватор. Понижение температуры происходит при смешивании высокотемпературной воды tс с обратной водой, охлажденной до температуры tо =70С. Ниже представлено устройство теплового центра с элеваторным узлом.

1 - задвижка, 2 - грязевик, 3 - регулятор, 4 - тепловой счётчик, 5 - элеватор, 6- термометр, 7 - манометр

Основной расчетной характеристикой для подбора водоструйного элеватора является коэффициент смешения бсм

бсм= 1,15[(tс - tг)/(tг - tо)] = 1,15[(150 - 95)/(95 - 70)] = 2,53

Зная бсм, а также тепловую мощность системы отопления Qcист(в курсовую работу не входит) и перепад давления в тепловой сети pсист=75кПа(0,75атм), находим диаметр камеры смешения и диаметр сопла элеватора. По найденному диаметру камеры смешения выбирается номер элеватора и указываются его размеры.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

Необходимо запроектировать систему естественной канальной вытяжной вентиляции для квартир двухэтажного жилого здания.

Принципиальная схема состоит из вертикальных внутристенных каналов 2 с отверстиями, в которые вставлены жалюзийные решетки 1, сборного горизонтального воздуховода 3, прокладываемого в чердачном помещении, и вертикальной вытяжной шахты 4, над которой устанавливают дефлектор 5.

Схема естественной вентиляции квартир такова: поступление воздуха в помещение осуществляется через поры и неплотности наружных ограждений (инфильтрация) или приточные устройства (форточки, фрамуги), а удаление воздуха из помещений - через решетки вентиляционных каналов, установленные под потолком в кухнях, санузлах и ванных комнатах.

Т. к. внутренние стены здания кирпичные вентиляционные каналы необходимо устроить в бороздах стены, заделываемых плитами.

Для предотвращения охлаждения воздуха, перемещаемого по сборному воздуховоду на чердаке, его необходимо утеплять.

Вентиляция в жилом доме предусмотрена естественная из кухонь и санузлов с учетом требований СниП 2.08.01-89 и СниП 2.04.05-91. Воздухообмен определен по нормируемым кратностям. Приток не организованный.

В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в воздуховодах под действием гравитационного давления, возникающего за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха

Pгр= h g(pн -pв)

где h =0,3+3,2+3,9=7,4 м - высота воздушного столба от центра жалюзийной решетки 1 этажа кухни до устья вытяжной шахты

g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения

Pн = 1,46 кг/м3 , pв =1,2кг/м3 - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха

Pгр=7,4х9,81х(1,46 - 1,2) = 18,87 Па

При перемещении воздуха по воздуховодам происходят потери давления pпот на трение по длине и в местных сопротивлениях. Система естественной вытяжной вентиляции будет эффективно работать при условии, что величина гравитационного давления pгр будет больше потерь давления pпот.



При определении расчетного воздухообмена квартиры 1 этажа исходим из того, что количество воздуха, необходимого для вентиляции составляет 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади, и что часть воздуха удаляется из квартиры через вентиляционные каналы туалета, ванной комнаты и кухни:

Vжп = 3 УFжп = 3х(13,87+ 14,89) = 86,28 м3/ч

Воздухообмен для оборудованной газовой плитой (ПГ-4) кухни, ванной комнаты и туалета:

УV = 90+50+25 = 165 м3/ч

Принимаем к расчету большую из величин, а именно УV = 165 м3/ч

Зная расход воздуха и принимая скорость движения воздуха в вертикальных каналах нижнего этажа w = 0,7 м/c по номограмме для диаметра круглых воздуховодов системы естественной вентиляции и потерь давления на трения в них находим диаметры воздуховодов: для кухни d = 210мм, для ванной комнаты d = 160 мм и для туалета d = 115 мм.

По соотношению размеров прямоугольных воздуховодов и круглых по эквивалентному диаметру находим площадь поперечного сечения АхВ и гидравлический диаметр соответственно для кухни 0,040 м2 и 200мм, для ванной 0,03 м2 и171мм, для туалета 0,015 м2 и 120мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

отопление вентиляция жилой дом

1. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

2. СНиП II-3-79** Строительная теплотехника.

3. СНиП 23-01-99 Строительная климатология СНиП 2.08.01-89 (1999) Жилые здания.

4. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование.

5. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

6. Методические указания Лаврентьевой В.М.. Новосибирск 2001.

7. Методические указания Крупнова Б.А., 2006г.

8. Методические указания Беловой Е.М., Москва 2003.

9. Теплоснабжение и вентиляция. Учебник для вузов. Изд. 2-у. В.М. Гусев. Ленинград: Стройиздат. Ленинградское отделение. 1975. - 232 стр.

10. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. А.И. Еремкин, Королева Т.И. - М.: Издательство АСВ, 2000. - 368 с.

Размещено на Allbest.ru