Часть I Тепловой режим здания
Содержание.
Введение;
Часть I Тепловой режим здания
1.1. Расчетные параметры наружного воздуха;
1.2. Расчетные параметры внутреннего воздуха;
1.3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций:
1.3.1. Определение градусо-суток отопительного периода;
1.3.2. Теплотехнический расчет стен
1.3.3. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия ;
1.3.4. Теплотехнический расчет перекрытия над не отапливаемым подвалом
1.3.5. Расчет окна;
1.3.6. Расчет наружной двери
1.4. Тепловой баланс помещений:
1.4.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции;
1.4.2. Расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха;
1.4.3. Бытовые тепловыделения ;
Часть II Система отопления
2.1 Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов
2.2 Гидравлический расчет стояка;
2.3 Расчет нагревательных приборов;
2.4 Расчет элеваторной установки.
Литература
Введение.
Для создания нормальных условий жизнедеятельности человека в помещении необходимо поддерживать строго определенный тепловой режим.
Тепловой режим в помещениях, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций.
Ограждающие конструкции с высокоэффективными теплоизоляционными свойствами обеспечивают выбор экономически обоснованных систем отопления здания на основе определения оптимальных теплопотерь, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, и в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов.
Задача курсовой работы – обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления и вентиляции, применению типовых решений и новейших достижений отопительно-вентиляционной техники.
1. Тепловой режим здания.
1.1. Расчетные параметры наружного воздуха.
Исходные данные:
- Район застройки – г. Магадан;
- Число этажей - 3;
- По СНИП 2.01.01-81*:
Расчётная температура наружного воздуха обеспеченностью 0,92
t Н =-39 0C;
Продолжительность отопительного периода z О.П. =230суток;
Температура среднего отопительного периода t СР.О.П. =-8,7 0C;
Средняя скорость ветра за зимнее время (января) u =3,9 м/с.
1.2. Расчётные параметры внутреннего воздуха.
- Влажность внутреннего воздуха 62% ( по пункту 3.3 СНиП 2.08.01-89),
- Режим – нормальный (по таблице 1 СНиП II -3-79**)
- Зона влажности – нормальная (по приложению 1 СНиП II -3-79**)
- Жилая комната t в =20 0С
-Угловая жилая комната t в =22 0С
- Кухня t в =18 0С
- Ванная t в =25 0С
- Лестничная клетка t в =16 0С
- Совмещенное помещение уборной и ванной t в =25 0С
1.3.1. Определение градусо-суток отопительного
периода.
ГСОП=( t в - t О.П. )× z О.П. =(21+8,7)*230=6831
Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимается по приложению 2 СНиП II-3-79** при нормальном режиме помещения и нормальной зоне влажности.
1.3.2. Теплотехнический расчет стен.
Теплотехнический расчет заключается в нахождении толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим нормам и условиям энергосбережения. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Roтр .
Величины плотности ρ и теплопроводности λ принимаются по приложению 3 СНиП II-3-79*
Слои 1 – керамический пустотный кирпич: (ГОСТ 530-80):
δ1=0,125 м;
ρ1=ρ3=1800 кг/м3;
λ1=0,7Вт/м2°С.
Слой 2 – утеплитель – плиты минераловатные:
δ2=Х м;
ρ2=90 кг/м3;
λ2=0,045 Вт/м2°С.
Слой 3 – кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного:
δ4=0,38 м;
ρ4=1500 кг/м3;
λ4=0,7 Вт/м2°С.
Слой 4 – штукатурка из цементно-песчаного раствора:
δ1=0,02 м;
ρ1=1800 кг/м3;
λ1=0,76 Вт/м2°С.
Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно- гигиеническим требованиям рассчитывается по формуле:
R 01 тр =( t в - t н )× n /( Δt н ×αв)=(21+29)×1/(4×8,7)=1,72 м2°С/Вт, где
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха tв=21°С;
tн – расчетная температура наружного воздуха t н =-39°С;
n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (таблица 3* СНиП II-3-79*) n ст =1;
Δtн – температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (таблица 2* СНиП II-3-79*) Δt н =4,0°С;
αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции (таблица 4* СНиП II-3-79*) αв=8,7 Вт/м°С;
Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:
R 0 =1/ a в +(δ1/λ1 +δ2/λ2 +δ3/λ3 +δ4/λ4 )+1/ a н
δ ут =[3,79-(1/8,7+0,02/0,76+0,38/0,7+0,125/0,7+1/23)]=0,073
Округляя, принимаем δут=0,70 м
δобщ=δ1+δ2+δ3+δ4=0,125+0,15+0,38+0,02=0,458
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:
K =1/ R 0 =1/3,79=0,39Вт/м2°С
1.3.3. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия.
Слой 1 – стяжка цементно-песчаным раствором:
δ1=0,04 м;
ρ1=1800 кг/м3; λ1=0,76 Вт/м2°С.
Слой 2 –утеплитель – пенополистирол:
δ2=Х м;
ρ2=35 кг/м3;
λ2=0,031 Вт/м2°С.
Слой 3 – пароизоляция - рубероид :
δ3=0,015 м;
ρ3= 600 кг/м3;
λ3=0,17 Вт/м2°С.
Слой 4 – выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора:
δ4=0,01 м;
ρ4=1800 кг/м3;
λ4=0,76 Вт/м2°С.
Слой 5 – железобетонная плита перекрытия без пустот:
δ5=0,22 м;
ρ5=600 кг/м3;
λ5=0,174 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:
R 01 тр =( t в - t н )× n черд /( Δt н черд ×αв)=(21+39)×1/(3×8,7)=2,29м2°С/Вт
R тр 02 =0,00045×6831+1,9=4,97 м2°С/Вт.
Принято R 0 тр = max ( R 01 тр , R 02 тр )=4,97 м2°С/Вт.
Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:
R 0 =1/ a в +(δ1/λ1 +Х/λ2 +δ3/λ3 +δ4/λ4 +δ5/λ5)+1/ a н
Х=0,136м
Округляя, принимаем δ3=0,140 м
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:
K =1/ R 0 =1/2,29=0,19Вт/м2°С
1.3.4.Теплотехнический расчет перекрытия н ад холодным подвалом.
Слой 1 –линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове:
δ1=0,002 м;
ρ1=1400 кг/м3;
λ1=0,35 Вт/м2°С.
Слой 2 – выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора:
δ2=0,02 м;
ρ2=1800 кг/м3;
λ2=0,76 Вт/м2°С.
Слой 3 – утеплитель – маты из стеклянного штапельного полокна «URSA»:
δ3=Х м;
ρ3=15 кг/м3;
λ3=0,0053 Вт/м2°С.
Слой 4 –пароизоляция – битумная мастика:
δ4=0,003 м;
ρ4=1400 кг/м3;
λ4=0,27 Вт/м2°С.
Слой 5 - железобетонная плита перекрытия без пустот
δ5=0,22 м;
ρ5=600 кг/м3;
λ5=0,174 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:
R 01 тр =( t в - t н )× n под /( Δt н под ×αв)=(21+39)×0,6/(2×8,7)=2,068 м2°С/Вт
ГСОП=5894.
R тр 02 =0,00045×6831+1,9=5,5 м2°С/Вт.
Принято R 0 тр = max ( R 01 тр , R 02 тр )=4,97 м2°С/Вт.
Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:
R 0 =1/ a в +(δ1/λ1 +δ2/λ2 +δ3/λ3 +δ4/λ4 )+1/ a н
Х=0,213м
Округляя, принимаем δ2=0,21 м
δпола=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,5м
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:
K =1/ R 0 =1/5,5=0,19Вт/м2°С
1.3.5. Расчет окон.
Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр заполнений световых проемов следует принимать в зависимости от ГСОП по таблице 1б* СНиП II-3-79* интерполяцией
R 0 тр =0,661 м2°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче определяют по приложению 6* СНиП II-3-79*
R0=0.00005×6831+0.3=0.641
R 0 ≥ R 0 тр , R 0 =0,7 м2°С/Вт – два однокамерных стеклопакета в спаренных переплеиах.
K =1/ R 0 =1/0,7=1,56 Вт/м2°С
1.3.6. Расчет наружных дверей.
Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее 0,6×R0тр стен здания.
R 0 тр =0,6× Rcn =1,032 °С/Вт.
K =1/ R 0 =1/1,032=0,96 Вт/м2°С
1.4. Тепловой баланс помещений.
1.4.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции.
Теплопотери через отдельные ограждения рассчитываются по формулам приложения 9 СНиП 2.04.05-91.
Всем помещениям в здании присваиваются номера (1-й этаж – помещения №101, 102, 103, 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 единое целое. Но если ванная примыкает к наружной стене, ее следует рассматривать как отдельное помещение.
Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле
Q огр =А×( tp - text )×(1+∑ β )× n / R Вт, где
А – расчетная площадь ограждающей поверхности, м2;
n – коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79* nст=1;
tp-text – расчетная разница температур;
β – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, добавки на ориентацию, принимаемые по п.2а приложения 9 СНиП 2.04.05-91.
Прочие добавки на дверь рассчитываются по п.2г. приложения 9 СНиП 2.04.05-91.
Произведем расчет для угловой комнаты №101
А=5.51×3,45=19 м2 – для стены ориентированной на север.
tp-text=23+39=62 °С; β=0;
Q огр =19×62×(1+0,01)×1×0,39=506,615Вт
Остальные комнаты рассчитываются аналогично.
1.4.2. Расчет теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха.
Q ин = 0,28× å G × C ×( t в - t н )× k
åG – расход инфильтрирующего воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, определяемый по п.3;
С – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/кг 0С;
tв , tн– расчетные температуры воздуха, 0С, в помещении и наружного воздуха в холодный период года;
к – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный: 0.6;
1.4.3. Бытовые тепловыделения.
Бытовые тепловыделение принимается 10 Вт на 1 м2 площади помещения
Q быт = 10ХА, где А – площадь пола. По СНиП 11-3-79**;
Расчеты сводятся в таблицу.
2. Система отопления.
2.1. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов.
Конструирование системы отопления начинают с размещения отопительных приборов , стояков , магистралей и узла управления . Температуру воды в однотрубных системах отопления с нижним расположением подающей и обратной магистралей принимаем : :
tr =95 °С; to =70 °С.
Системы отопления , вид и параметры теплоносителя , а также тип основного отопительного оборудования для жилых зданий принимаются согласно указаниям СН иП 2.04. O 5 - 91*.