Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белорусский Государственный Университет Транспорта

Факультет «Промышленное и гражданское строительство»

Кафедра «Экологии и РИВР»

Курсовая работа

По дисциплине:

«Инженерные сети и оборудования»

Выполнил: студент группы ПC-21

Шурин Григорий О.

Проверила:

Профессор Таненя И.А.

2013

Содержание

Введение

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

1.1 Расчёт наружной стены

1.2 Расчёт чердачного перекрытия

1.3 Расчёт перекрытия над подвалом

1.4 Расчёт возможности выпадения конденсата

2. Отопление здания

2.1 Расчёт теплопотерь помещений

2.2 Определение удельной тепловой характеристики

2.3 Расчёт нагревательных приборов

2.4 Гидравлический расчёт трубопроводов и расчет элеватора

3. Вентиляция здания

3.1 Определение воздухообмена в помещении

3.2 Выбор системы вентиляции и их конструирование

3.3 Потребные вентиляционные объемы воздуха

Заключение

Список литературы

Введение

теплозащитный вентиляция термический

Важное место в решении задач по экономии топливно-энергетических ресурсов занимает сокращение расхода тепла на отопление зданий. Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций и до настоящего времени неоправданно велики. Для Республики Беларусь, которая вынуждена расходовать значительную часть национального дохода на приобретение топливно-энергетических ресурсов, эта проблема весьма актуальна.

Отопление необходимо для создания микроклимата помещений, поэтому оно требует специального расчёта на соответствие нормам и оптимальному энергопотреблению. Проект отопления разработан в соответствии с заданием на проектирование, а также СНБ 2.04.01-97 “Строительная теплотехника”. Заданием на курсовую работу предусматривается проектирование систем отопления и вентиляции жилого четырёхэтажного, одноподъездного дома с высотой этажа 2,4м, находящегося в Витебской области. Здание ориентированно на северо-запад. Стены здания - из обыкновенного силикатного кирпича с плотностью 2000 кг/см³. В здании имеется неотапливаемый подвал без световых проёмов, а также чердак. Окна в здании - с двойным остеклением на деревянных переплётах, входные двери - двойные с тамбуром без тепловой защиты.

Отопление в здании предусматривается от внешнего источника - центральной системы отопления с насосной циркуляцией теплоносителя, присоединение к внешним теплоносителям через элеватор.

Трубы с чугунными радиаторами РСВ-1 связаны однотрубно. Схема движения теплоносителя тупиковая. Распределение теплоносителя - нижнее.

Система вентиляции - естественная.

Все расчётные данные по материалам и строительным нормам взяты из СНБ 2.04.01-97 “Строительная теплотехника”.

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

1.1 Расчет наружной стены здания

Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Рисунок 1 - Конструкция наружной стены

Согласно таблице 4.1 СНБ 2.01.01 расчётная температура для жилых зданий составляет t_в=18⁰С, относительная влажность воздуха 55%.

В соответствии с приложением А табл. А.1 п.п. 52, 41, 105 СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

а) штукатурка известково-песчаная л₃ = 0,7 Вт/(мЧ⁰С), Ѕ₃ = 8,69 Вт/(м²Ч^°С);

б) кирпич обыкновенный л₁ = 0,7 Вт/(мЧ⁰С), Ѕ₁ = 9,2 Вт/(м²Ч^°С);

в) Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на битумном связующем л₂= 0,06 Вт/(мЧ^°С), Ѕ₂ = 0,64 Вт/(м²Ч^°С);

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:

,

где t_в - расчётная температура внутреннего воздуха ^°С, принимается по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97 t_в =18^°С.

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 4.3 с учётом тепловой инерции ограждающей конструкции.

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемы по таблице 5.3 n=1.

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²*^°С) принимаемый по таблице 5.4

?t_в - расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ⁰С применяемый по таблице 5.5 ?t_в = 6^°С

R_тр=1*(18+26)/(8,7*6)=0,84 Вт/(м²*^°С)

Для применяемых материалов имеем:

R₀ = 1/8,7+2*0,02/0,7+0,38/0,7+0,075/0,06+1/23=2Вт/(м²*^°С)

Так как R_тр не превышает R_норм. То выбираем R₀=2

Рассчитаем толщину теплоизоляционного слоя :

R_0тр определяется по формуле:

Выразим из этой формулы искомую толщину утеплителя:



д₂ = 0,06/(2-1/8,7-2*(0,02/0,7)-0,38/0,7-1/23)=0,075 м

Поскольку толщина кирпичной кладки принималась 380 мм, то толщина нашей наружной стены составит :

д_об = 2д₁ + д₂+ д₃

2*0,02+380+0,075=0,495 м,

что удовлетворяет критерию, установленному СНиП.

Посчитаем тепловую инерцию:

D = 8,69*0,04/0,7+9,2*0,38/0,7+0,64*0,075/0,06 = 6,3

т.к тепловая инерция находится в интервале от 4 до 7, то наружная температура будет равна:

,

где t_н = ((-28)+(-24))/2 = -26

t_н - средняя температура наиболее холодной трёхдневки.

t_н1 - средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92

t_н5 - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

1.2 Расчет чердачного перекрытия

Рисунок 2-Конструкция чердачного перекрытия

В соответствии с приложением А табл. А.1 п.п. 14, 105, 1 СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

а) Керамзитный бетон с=800 кг/м³;

л₁ = 0,29 Вт/(м*^°С) Ѕ₁ = 4,13 Вт/(м²*^°С);

б) Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на битумном связующем;

л₂= 0,06 Вт/(мЧ^°С), Ѕ₂= 0,64 Вт/(м²Ч^°С);

в) Железобетонная плита с=2500 кг/м³;

л₃ = 1,92 Вт/(м*^°С) Ѕ₃ = 17,98 Вт/(м²*^°С);

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:

,

где t_в - расчётная температура внутреннего воздуха ^°С, принимается по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97 t_в =18^°С.

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 4.3 с учётом тепловой инерции ограждающей конструкции.

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемы по таблице 5.3 n=0,9.

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²*^°С) принимаемый по таблице 5.4

?t_в - расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ⁰С применяемый по таблице 5.5 ?t_в=4^°С;

R_тр =0,9*(18+26)/(8,7*4) = 1,14 Вт/(м²*⁰С);

Для применяемых материалов имеем:

R₀=1/8,7+0,22/1,92+0,12/0,29+0,137/0,06+1/12=2,993 Вт/(м²*⁰С)

Так как R_тр не превышает R_норм. То выбираем R₀=2

Рассчитаем толщину теплоизоляционного слоя :

R_0тр определяется по формуле:

Выразим из этой формулы искомую толщину утеплителя:

д₂=0,06*(3-0,12/0,29-0,22/1,92-1/8,7-1/12)=0,137 м.

1.3 Расчет подвального перекрытия

Рисунок 3 - Конструкция подвального перекрытия

В соответствии с приложением А табл. А.1 п.п. 145, 39, 14, 105, 1 СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:

а)Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове с=1800 кг/м³;

л₁ = 0,38 Вт/(м*^°С), Ѕ₁ = 8,22 Вт/(м²*^°С);

б)Цементно-песчаная стяжка;

л₂ = 0,76 Вт/(м*^°С), Ѕ₂ = 9,6 Вт/(м²*^°С);

в)Керамзитный бетон с=800 кг/м³;

л₃ = 0,29 Вт/(м*^°С) , Ѕ₃ = 4,13 Вт/(м²*^°С);

г) Плиты мягкие, полужесткие и жесткие минераловатные на битумном связующем;

л₄= 0,06 Вт/(мЧ^°С), Ѕ₄= 0,64 Вт/(м²Ч^°С);

д) Железобетонная плита с=2500 кг/м³;

л₅ = 1,92 Вт/(м*^°С), Ѕ₃ = 17,98 Вт/(м²*^°С);

Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:

,

где t_в - расчётная температура внутреннего воздуха ^°С, принимается по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97 t_в =18^°С.

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 4.3 с учётом тепловой инерции ограждающей конструкции.

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемы по таблице 5.3 n=0,6.

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²*^°С) принимаемый по таблице 5.4

?t_в - расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ⁰С применяемый по таблице 5.5 ?t_в=2^°С;

R_тр = 0,6*(18+26)/(8,7*2) = 1,52 Вт/(м²*^°С);

Для применяемых материалов имеем:

R₀=1/8,7+0,22/1,92+0,03/0,76+0,058/0,06+0,008/0,35+0,1/0,29+1/6 = 1,77 Вт/(м²*^°С);

Рассчитаем толщину теплоизоляционного слоя :

R_0тр определяется по формуле:

Выразим из этой формулы искомую толщину утеплителя:

д₄ = 0,06/(3-1/8,7-1/6-0,008/0,35-0,03/0,76-0,22/1,92-0,1/0,29) = 0,058

1.4 Расчет возможности выпадения конденсата

Возможность выпадения конденсата определяется из условия, что ф_в<ф_р ; если ф_в>ф_р конденсат не выпадает.

Определим ф_в :

,

где ф_в - температура внутренней поверхности ограждающей конструкции;

t_в - расчётная температура внутреннего воздуха, для жилых комнат 18 ⁰С;

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха. Согласно таблице 5.2 СНБ 2.01.01. t_н = -26⁰С для Минской области;

R₀ - термическое сопротивление которое мы рассчитали выше;

б_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, согласно таблице 5.4 СНБ 2.01.01.

б_в =8,7;

ф_в =18-(18+26)/(8,7*2)=15,6 ⁰С

Определим ф_р по формуле:

,

где ф_р - температура точки росы;

е_в - упругость водяных паров в воздухе помещения

,

где ц - влажность воздуха в помещении, принимается 55%

⁰С

т.к. 15,6> 5,39 т.е. ф_в>ф_р , следовательно в нашем случае выпадение конденсата невозможно.

2. Отопление здания

2.1 Расчёт теплопотерь помещений

Расчёт теплопотерь здания состоит из расчёта теплопотерь по всем помещениям для каждого ограждения. Теплопотери здания складываются из теплопотерь всех помещений, а теплопотери каждой комнаты рассчитываются как сумма теплопотерь ограждающих конструкций, относящихся к данной комнате. Общая расчётная потеря тепла каждой ограждающей конструкции вычисляется по формуле:

,

где Q -потери тепла, определяется по формуле:

,

где F - площадь ограждающей конструкции [м²]

t_в - расчётная температура внутреннего воздуха [^°С], для жилых комнат принимается равной 18^°С, для ванной t_в = 25^°С, для лестничной клетки 16^°С, для кухни 15 ^°С.

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, принимается по таблице 5.2

СНБ 2.01.01.

n - коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 5.3 СНБ 2.01.01.

R₀ - термическое сопротивление []

К - коэффициент теплопередачи []

; следует учитывать, что для окна R₀ =0,6[], для двери R₀ =1,2 R₀^тр

Данные расчёта оформлены в виде таблицы и сведены в таблицу 1.

Таблица 1- Расчет теплопотерь помещений.

Номер помещения	Наименование помещений	Наименование ограждений	Ориентация по сторонам света	Размиры поверхности ограждения,м	Площадь ограждения,м2	Сопротивление теплопередачи, Rо, м2*оС/Вт	Внутренняя температура tв, оС	Разность температур(tв-tн),оС	Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*оС)	Потери тепла, Вт	Добавки к потерям,%	Общая расчетная потеря тепла, Вт
											Ориентация	Обдувание ветром	Прочие	Сумма
101	жилая комната	нс	сз	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	0	10	5	15	324
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	10	10	5	25	288
		п		7	3,5	22,8	3,00	20	46	0,33	209				0	209
	1525
102	кухня	п		3,5	3,7	13	3,00	15	41	0,33	106				0	106
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	664
103	коридор	п		1,5	2,5	3,75	3,00	18	44	0,33	33				0	33
104	сан.узел	п		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	39,8				0	40
105	кухня	п		3,5	3,7	13	3,00	15	41	0,33	106				0	106
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	664
106	коридор	п		1,5	2,5	3,75	3,00	18	44	0,33	33				0	33
107	сан.узел	п		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	39,8				0	40
108	жилая комната	п		7	3,5	22,8	3,00	20	46	0,33	209				0	209
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	10	10	5	25	352
		нс	св	7	3,5	22,8	2,00	20	46	0,50	523	10	10	5	25	654
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	0,33	230	10	10	5	25	288
	1503
109	жилая комната	нс	св	7	3,5	22,8	2,00	20	46	0,50	523	10	10	5	25	654
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		п		7	3,5	22,8	3,00	20	46	0,33	209				0	209
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1477
110	жилая комната	п		7	3,5	22,8	3,00	18	44	0,33	200				0	200
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10	5	20	264
	774
111	кухня	нс	юв	3,9	3,5	13,7	2,00	15	41	0,50	280	5	10		15	322
		п		7	3,5	24,5	3,00	15	41	0,33	201				0	201
		о	юв	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	5	10	5	20	246
	769
112	коридор	п		1,5	2,6	3,83	3,00	18	44	0,33	33,7				0	34
113	сан.узел	п		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	39,8				0	40
114	жилая комната	п		7	3,5	24,5	3,00	18	44	0,33	216				0	216
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10		15	253
	779
115	жилая комната	нс	юз	5,8	3,4	19,7	2,00	20	46	0,50	454		10	5	15	522
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
		п		6,5	3,5	22,8	3,00	20	46	0,33	209				0	209
	1345
	9116
201	жилая комната	нс	сз	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	0	10	5	15	324
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	10	10	5	25	288
	1316
202	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
203	коридор							18	44							0
204	сан.узел							25	51							0
205	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
206	коридор							18	44							0
207	сан.узел							25	51							0
208	жилая комната	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	10	10	5	25	352
		нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	0,33	230	10	10	5	25	288
	1344
209	жилая комната	нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1318
210	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	0,67	220	5	10	5	20	264
	574
211	кухня	нс	юв	3,9	3,5	13,7	2,00	15	41	0,50	280	5	10		15	322
		о	юв	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	5	10	5	20	246
	568
212	коридор							18	44							0
213	сан.узел							25	51							0
214	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10	5	20	264
	574
215	жилая комната	нс	юз	5,8	3,4	19,7	2,00	20	46	0,50	454		10	5	15	522
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1136
	7741
301	жилая комната	нс	сз	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	0	10	5	15	324
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	10	10	5	25	288
	1316
302	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
303	коридор							18	44							0
304	сан.узел							25	51							0
305	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
306	коридор							18	44							0
307	сан.узел							25	51							0
308	жилая комната	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	10	10	5	25	352
		нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	0,33	230	10	10	5	25	288
	1344
309	жилая комната	нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1318
310	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	0,67	220	5	10	5	20	264
	574
311	кухня	нс	юв	3,9	3,5	13,7	2,00	15	41	0,50	280	5	10		15	322
		о	юв	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	5	10		15	236
	558
312	коридор							18	44							0
313	сан.узел							25	51							0
314	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10		15	253
	563
315	жилая комната	нс	юз	5,8	3,4	19,7	2,00	20	46	0,50	454		10	5	15	522
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1136
	7741
401	жилая комната	нс	сз	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юз	3,5		0	2,00	20	46	0,50	0	0	10	5	15	0
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	10	10	5	25	288
	992
402	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
403	коридор							18	44							0
404	сан.узел							25	51							0
405	кухня	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	558
406	коридор							18	44							0
407	сан.узел							25	51							0
408	жилая комната	нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	10	10	5	25	352
		нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	0,33	230	10	10	5	25	288
	1344
409	жилая комната	нс	св	6,5	3,5	22,8	2,00	20	46	0,50	523	10	10	5	25	654
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1268
410	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	0,67	220	5	10	5	20	264
	574
411	кухня	нс	юв	3,9	3,5	13,7	2,00	15	41	0,50	280	5	10		15	322
		о	юв	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	5	10	5	20	246
	568
412	коридор							18	44							0
413	сан.узел							25	51							0
414	жилая комната	нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10	5	20	264
	574
415	жилая комната	нс	юз	5,8	3,4	19,7	2,00	20	46	0,50	454		10	5	15	522
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1136
	7741
501	жилая комната	нс	сз	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	0	10	5	15	324
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	10	10	5	25	288
		пт		7	3,5	24,5	3,00	20	46	0,33	338				0	338
	1654
502	кухня	пт		3,5	3,7	13	3,00	15	41	0,33	159				0	159
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10		20	246
	707
503	коридор	пт		1,5	2,5	3,75	3,00	18	44	0,33	49,5				0	50
504	сан.узел	пт		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	59,7				0	60
505	кухня	пт		3,5	3,7	13	3,00	15	41	0,33	159				0	159
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	15	41	0,50	251	10	10		20	301
		о	сз	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	10	10	5	25	256
	717
506	коридор	пт		1,5	2,5	3,75	3,00	18	44	0,33	49,5				0	50
507	сан.узел	пт		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	59,7				0	60
508	жилая комната	пт		7	3,5	24,5	3,00	20	46	0,33	338				0	338
		нс	сз	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	10	10	5	25	352
		нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		о	сз	2	1,5	3	0,60	20	46	0,33	230	10	10	5	25	288
	1682
509	жилая комната	нс	св	7	3,5	24,5	2,00	20	46	0,50	564	10	10	5	25	704
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		пт		7	3,5	24,5	3,00	20	46	0,33	338				0	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
	1657
510	жилая комната	пт		7	3,5	24,5	3,00	18	44	0,33	359				0	359
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10	5	20	264
	933
511	кухня	нс	юв	3,9	3,5	13,7	2,00	15	41	0,50	280	5	10		15	322
		пт		7	3,5	24,5	3,00	15	41	0,33	335				0	335
		о	юв	2	1,5	3	0,60	15	41	1,67	205	5	10	5	20	246
	903
512	коридор	пт		1,5	2,6	3,83	3,00	18	44	0,33	50,5				0	50
513	сан.узел	пт		2,6	1,5	3,9	3,00	25	51	0,33	59,7				0	60
514	жилая комната	пт		6,5	3,5	22,8	3,00	18	44	0,33	300				0	300
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	18	44	0,50	270	5	10		15	310
		о	юв	2	1,5	3	0,60	18	44	1,67	220	5	10		15	253
	863
515	жилая комната	нс	юз	5,8	3,4	19,7	2,00	20	46	0,50	454		10	5	15	522
		нс	юв	3,5	3,5	12,3	2,00	20	46	0,50	282	5	10	5	20	338
		о	юв	2	1,5	3	0,60	20	46	1,67	230	5	10	5	20	276
		пт		6,5	3,5	22,8	3,00	20	46	0,33	349			5	5	366
	1502
	10725
ЛК1	лест- ничная клетка	п		4,3	3	12,9	3,00	16	42	0,33	108				0	108
		нс	сз	3	18	52,5	2,00	16	42	0,50	1103	10	10	5	25	5733
		д	сз	2	2	4	1,20	16	42	0,83	140	10	10	400	420	175
		о	сз	2	1,5	3	0,60	16	42	1,67	210	10	10	5	25	263
		о	сз	2	1,5	3	0,60	16	42	1,67	210	10	10	5	25	263
		о	сз	2	1,5	3	0,60	16	42	2,67	210	10	10	5	25	263
		о	сз	2	1,5	3	0,60	16	42	3,67	210	10	10	5	25	263
		пт		4,3	3	12,9	3,00	16	42	0,33	163				0	163
	7229
							Сумма теплопотерь равна:		51725

2.2 Определение удельной тепловой характеристики

Определим удельную тепловую характеристику здания:

,

где Q - сумма теплопотерь,

Vн - строительный объём здания,

tв =18 ⁰С;

tн - расчётная температура наружного воздуха для холодного периода года (температура наиболее холодной трёхдневки с обеспечением 0,92), С⁰ (для Минской области - 26^°С),

б- температурный коэффициент, учитывающий изменение требуемого термического сопротивления наружных ограждающих конструкций в зависимости от t_н.

Вычислим температурный коэффициент:

б =0,54+ 22/(18+26)=1,06;

q = 50293/(4165*(18+26)*1,06)= 0,23;

2.3 Расчёт нагревательных приборов

Нагревательные приборы являются основным элементом системы отопления. Они устанавливаются непосредственно в помещении и должны удовлетворять теплотехническим, санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям.

В жилых зданиях устанавливаются нагревательные приборы с высоким коэффициентом теплоотдачи. Их поверхность в тоже время не должна нагреваться выше температуры 90⁰С, т.к. уже при этой температуре может возникнуть сухая возгонка оседающей на приборе пыли. В качестве нагревательных приборов используются стальные радиаторы типа РСВ-1.

Требуемая поверхность нагрева прибора определяется по формуле:

,

где Q-теплопотери отдельного помещения;

в₁ - поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь прибора; в₁ =1,02…1,03;

в₂ - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения нагревательных приборов у наружной стены, в₂ =1,02;t_о -температура охлажденной воды..

t_г -температура горячей воды, выходящей из нагревательного прибора.

,

где в₄ -поправочный коэффициент учитывающий способ установки нагревательного прибора, в₄ =1;

f₁ -площадь одной секции нагревательного прибора, берётся из «Справочника проектировщика», f₁ =0,71;

в₃- поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе,

,

где F- поверхность нагрева прибора.

Данные расчёта сведены в таблицу 2.

Таблица 2- Расчет нагревательных приборов

Номер помещения	Наименование помещений	Теплопотери Qпр, Вт	Средняя температура теплоносителя tср	Температура помещения tв	Тип нагревательного прибора	Коэффициент теплопередачи К, Вт/м2*оС	Поверхность нагрева Fр, м2	Количество секций	Групировка радиаторов
101	жилая комната	1558	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,59	5,24	1х6
102	кухня	704	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,51	2,07	1х3
105	кухня	704	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,51	2,07	1х3
108	жилая комната	1536	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,54	5,16	1х6
109	жилая комната	1477	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,40	4,95	1х5
110	жилая комната	774	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,78	2,48	1x3
111	кухня	809	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,73	2,41	1х3
114	жилая комната	813	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,87	2,62	1х3
115	жилая комната	1345	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,10	4,49	1х5
201	жилая комната	1316	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
202	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
205	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
208	жилая комната	1344	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,09	4,48	1х5
209	жилая комната	1318	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
210	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1x2
211	кухня	568	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,22	1,63	1х2
214	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1х2
215	жилая комната	1136	57,5	18	РСВ-1	11,5	2,61	3,75	1х4
301	жилая комната	1316	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
302	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
305	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
308	жилая комната	1344	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,09	4,48	1х5
309	жилая комната	1318	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
310	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1x2
311	кухня	568	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,22	1,63	1х2
314	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1х2
315	жилая комната	1136	57,5	18	РСВ-1	11,5	2,61	3,75	1х4
401	жилая комната	1316	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
402	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
405	кухня	558	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,19	1,59	1х2
408	жилая комната	1344	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,09	4,48	1х5
409	жилая комната	1318	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,03	4,39	1х5
410	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1x2
411	кухня	568	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,22	1,63	1х2
414	жилая комната	574	57,5	18	РСВ-1	11,5	1,32	1,79	1х2
415	жилая комната	1136	57,5	18	РСВ-1	11,5	2,61	3,75	1х4
501	жилая комната	1704	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,92	5,75	1х6
502	кухня	767	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,64	2,27	1х3
505	кухня	767	57,5	15	РСВ-1	11,5	1,64	2,27	1х3
508	жилая комната	1732	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,99	5,85	1х6
509	жилая комната	1657	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,81	5,58	1х6
510	жилая комната	933	57,5	18	РСВ-1	11,5	2,15	3,04	1x4
511	кухня	963	57,5	15	РСВ-1	11,5	2,06	2,91	1х3
514	жилая комната	913	57,5	18	РСВ-1	11,5	2,10	2,97	1х3
515	жилая комната	1502	57,5	18	РСВ-1	11,5	3,46	5,04	1х6
ЛК1	лестничная клетка	7229	57,5	16	РСВ-1	11,5	15,84	23,98	2х12

2.4 Гидравлический расчёт трубопроводов и расчет элеватора

Целью гидравлического расчёта трубопроводов систем отопления является выбор таких сечений теплопроводов для наиболее протяженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым, при располагаемой разности давлений в системе, обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя.

Суммарные потери давления, возникающие при движении воды в теплопроводе должно быть меньше расчётного циркуляционного давления, установленного для данной системы.

Под расчётным циркуляционным давлением понимается необходимое давление для поддержания принятого гидравлического режима системы отопления, т.е. то давление, которое может быть израсходовано в расчётных условиях на преодоление гидравлических сопротивлений в системе.

В данном курсовом проекте гидравлический расчет трубопроводов ведется методом удельных потерь давления. Предварительно зададим потери давления 8000 Па.

Необходимо подбирать диаметры участков таким образом, чтобы скорости движения воды возрастали по мере увеличения тепловых нагрузок без резких скачков.

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:

,

где ?о- сумма коэффициентов местных сопротивлений;

v- скорость воды на участке, м/с;

с- плотность воды, кг/м³.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке зависит от вида местных сопротивлений. Коэффициенты местных сопротивлений принимаются по таблице приложения Б [1] и занесены в таблицу 3.

Таблица 3- Коэффициенты местных сопротивлений

Номер участка	Наименование местного сопротивления	Коэффициенты местных сопротивлений, о	Сумма коэффициентов местных сопротивлений, Уо
	элеватор	2,3
1	задвижка	0,5	7,3
	крестовина поворотная	3
	тройник поворотный	1,5
2	тройник поворотный	1,5	1,5
3	тройник проходной	1	1
4	крестовина поворотная	3	4,5
	тройник поворотный	1,5
	кран двойной регулировки	2
5	радиатор стальной	0,28	5,28
	крестовина поворотная	3
6	крестовина поворотная	3	4
	тройник проходной	1
7	тройник поворотный	1,5	1,5
8	тройник на противотоке	3	3
	крестовина поворотная	3
9	задвижка	0,5	4
	задвижка	0,5

Расход воды на участке G_i, кг/ч определяется по формуле:

;

где Q_уч- тепловая нагрузка участка, Вт.

Зная G_i по приложению В методического руководства по расчету отопления и вентиляции жилых зданий определим d, R и v .

Данные расчёта сведены в таблицу 4.

Таблица 4-Гидравлический расчет трубопровода

Номер участка	Тепловая нагрузка участка	Расход воды на участке	Длина участка	Диаметр трубопровода	Скорость движения воды	Потери давления от трения на 1 м длины	Потери давления от трения на участке	Сумма коэффициентов местных сопротивлений	Потери давления в местных сопротивлениях	Сумма потерь давления на участке
1	51974	1787,906	3,00	32	0,494	120	360	7,3	891	1251
2	25987	893,9528	7,00	25	0,438	140	980	2	144	1124
3	10263	353,0472	3,40	20	0,271	71	241,4	1	37	278
4	7088	243,8272	6,10	15	0,15	180	1098	4,5	51	1149
5	1645	56,588	0,80	15	0,082	8	6,4	5,28	18	24
6	7088	243,8272	6,00	20	0,15	180	1080	4	45	1125
7	10263	353,0472	6,00	20	0,271	71	426	1,5	55	481
8	25987	893,9528	7,00	25	0,438	140	980	3	288	1268
9	51974	1787,906	3,00	32	0,494	120	360	4	488	848
					Потери давления в кольце		8731

Запас давления в основном циркуляционном кольце определяется по формуле:

,

где ?p_пц- расчетное циркуляционное давление, Па;

Расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

?p_пц=8000+?p_е.пр,

где ?p_е.пр- давление возникающее от охлаждения воды в приборе, вычисляется по формуле:

,

где n- количество этажей (n=5);

h- высота этажа (h=3,5м);

с₀ и с_г - плотность теплоносителя в обратной и падающей магистралях соответственно (с₀=992,2 кг/м³ с_г= 974,8 кг/м³).

?p_е.пр = 0,5*5*3,5*9,8*(992,2-974,8)=1492,05;

?p_пц =8000+1492,05=9492,05;

(9492,05-8731)/ 9492,05*100% =8,01%?10%;

Т.к. запас давления в основном циркуляционном кольце меньше 10%, то гидравлический расчет выполнен правильно.

Работа элеватора основана на использовании энергии подающей магистрали тепловой сети, выходящей из сопла со значительной скоростью. При этом статистическое давление её становится меньше, чем давление в обратной магистрали, вследствие чего охлаждённая вода из обратной магистрали подсасывается струёй воды из подающей магистрали в камеру высасывания. Образовавшийся поток воды поступает в камеру смешения, где выравниваются температуры и скорости, а давление постоянно. В диффузоре скорость потока уменьшается по мере увеличения его сечения, а статическое давление увеличивается. За счёт гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создаётся циркуляционное давление, необходимое для действия системы отопления.

Основной расчётной характеристикой для элеватора служит так называемый коэффициент смешения U, представляющий собой отношение массы подмешиваемой воды G_п к массе поступающей воды G_с из тепловой сети в элеватор:

,

где t₁ -температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети;

t_г - температура смешанной воды, поступающей в систему после элеватора, t_г=75⁰С;

t₀ - температура охлаждённой воды из обратной линии поступающей из системы отопления, t_o=40⁰С.

Далее определяем основной размер элеватора- диаметр горловины d_г,мм, перехода камеры смешения в диффузор:

;

где G_см- количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч.

?p_нас - гидравлическое сопротивление системы отопления, Па, ?p_нас=(8-12)МПа.

Количество воды, циркулирующей в системе отопления рассчитано в гидравлическом расчете:

G_см=1788 кг/ч;

(мм);

Подберём серийный элеватор, имеющий диаметр горловины наиболее близкий к 30,1мм. Номер элеватора -4.

Рассчитаем диаметр сопла:

d_с = dг/(1+U)=30/(1+0,71)=17,5;

Давление p_э, кПа которое необходимо иметь перед элеватором для обеспечения нормальной его работы:

p_э=1,4(1+U)² ?p_нас;

p_э= 1,4*(1+0,71)²*8000 =33 кПа.

3. Вентиляция здания

3.1 Определение воздухообмена в помещении

Система вытяжной вентиляции с естественным побуждением для жилых, общественных и административно-бытовых зданий следует рассчитывать на разность плотностей наружного воздуха при температуре 5⁰С и внутреннего воздуха при расчётной температуре для холодного периода года. Необходимость встройки систем вентиляции в жилых и общественных зданиях обусловлено выделением теплоты, влаги и вредных газов.

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха L, подаваемого или удаляемого за 1 час из помещения, отнесённого к его кубатуре V_н, принято называть кратностью воздухообмена n. При этом знак (+) обозначается воздухообмен по притоку, знаком (-) - по вытяжке, т.е. n =L/V_н.

3.2 Выбор системы вентиляции и их конструирование

Канальными системами естественной вентиляции называется система, в которой подача наружного воздуха или удаление загрязнённого осуществляется по специальным каналам, предусмотренным в конструкциях здания, или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит:

- из вертикальных внутренних каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решётками;

- сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.

Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают дефлектор.

В кирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаются кратными Ѕ кирпича (140х140, 140х270, 270х270, 270х400 и т.д.). Наименьший канал - 1/2х1/2 кирпича (140х140).

Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагаем на расстоянии 0,5м от потолка. Наименьший размер вытяжной решётки 150х150мм. В домах квартирного типа допускается объединение вентиляционных каналов из туалетной и ванной комнат. Обособленно выполняются вентиляционные каналы из кухонь.

Протяжённость сборных каналов на чердаках от места присоединения вертикального вытяжного канала до выбросной шахты не должна превышать 8м, ближайшими по ходу воздуха к вытяжной шахте должны быть вытяжные каналы верхних этажей.

Минимальная высота выброса воздуха над кровлей должна составлять, при скатных кровлях- 0,7м, но не более чем на 0,5м выше конька, при плоских кровлях- 0,5м.

3.3 Потребные вентиляционные объемы воздуха

Аэродинамический расчёт выполняется следующим образом:

- разбиваем аксонометрическую схему воздуховода на расчётные участки.

- определяют расход воздуха через приточные отверстия, данный расчёт приведён в таблице 5

Таблица 5-Потребные вентиляционные объемы воздуха

Номер помещения	Помеще- ние	Объем помеще- ния м3	Кратность помещения n	Объм вентиляционного воздуха L, м3/ч
			приток	вытяжка	приток	вытяжка
102	кухня	43,325	-	3	-	129,975
104	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
106	кухня	43,325	-	3	-	129,975
107	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
202	кухня	43,325	-	3	-	129,975
204	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
206	кухня	43,325	-	3	-	129,975
207	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
302	кухня	43,325	-	3	-	129,975
304	сан.узел	13,65	-	3	-	40,95
306	кухня	43,325	-	3	-	129,975
307	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
402	кухня	43,325	-	3	-	129,975
404	сан.узел	13,65	-	3	-	40,95
406	кухня	43,325	-	3	-	129,975
407	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95
502	кухня	43,325	-	3	-	129,975
504	сан.узел	13,65	-	3	-	40,95
506	кухня	43,325	-	3	-	129,975
507	сан. узел	13,65	-	3	-	40,95

Заключение

Данная курсовая работа написана на тему: «Отопление и вентиляция жилых зданий». Целью курсовой работы является изучение методов проектирования отопления, т.к. отопление играет важную роль в проектировании любого здания, поэтому в работе к системе отопления был представлен ряд требований, таких как: санитарно-гигиенические, экономические, строительные, эксплуатационные. Для этого были выполнены следующие расчёты: теплотехнический расчёт ограждающих конструкций, расчёт теплопотерь, расчёт нагревательных приборов, гидравлический расчёт и аэродинамический расчёт.

В результате вышеперечисленных расчётов получили следующие результаты:

Расчёт теплопотерь ограждающих конструкций показал, что сумма теплопотерь по всему зданию составляет 51725 Вт, а удельная тепловая характеристика данного здания равна 0,23 Вт/(м³*⁰С). В курсовой работе также был выполнен расчёт нагревательных приборов, целью которого было определение количества секций в радиаторе и их группировка. С помощью гидравлического расчёта теперь можно судить о диаметрах трубопровода и потерях здания.

Следует отметить, что расчёты согласуются с нормами, которые установлены СНиПами. Отклонение от норм допускается 10 %. Для гидравлического расчёта в нашем случае отклонение составляет 8,01%.

Список литературы

1 А.Б. Невзорова, Г.Н. Белоусова. Отопление и вентиляция жилого здания: Пособие по курсовому проектированию: Гомель БелГУТ, 2001-43с.

2 Строительная теплотехника/СНБ 2.04.01-97. Мн., 1998 - 32с.

3 Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1981 -272с.

4 Богословский В.Н., Сканави А.Н., Отопление: Учеб. Для вузов. М.: Стройиздат, 1991 - 735с.

5 Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учеб. Для вузов/В.М.Гусев, Н.И.Ковалёв, В.А. Потрошков; Под ред. В.М. Гусева. Л: Строй издат. 1981. - 343с.

6 Внутренние санитарно-технические устройства.4.1. Отопление/ В.Н. Богословский и др. М.: Строй издат., 1990 - 344с.

7 Теплоснабжение: Учеб. Пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1980 480с.

8 Невзорова А.Б., Напрев И.В., Белоусова Г.Н. Расчёт на ЭВМ теплопотерь здания: Пособие. Гомель: БелГУТ.

Размещено на Allbest.ru