Теплоснабжение и вентиляция зданий и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Курсовая работа заключается в проектировании системы отопления и вентиляции жилого пятиэтажного дома, находящегося в городе Новосибирск.

Стеновым материалом здания является Керамзитобетон.

Система водяного отопления с естественной циркуляцией (за счет разности плотности горячего и холодного теплоносителей) подведена к наружным сетям. Так как температура горячей воды, поступающей из тепловой сети в элеватор, равна 130°, то в работе используем элеватор, в котором вода перемешивается, и температура смешанной воды на выходе из элеватора становится равной 95°.

В расчете системы вентиляции полагаем, что она является естественной, поэтому для упрощения расчета мы определяем сечение каналов для удаления загрязненного воздуха только из кухонь верхнего этажа.

В проекте используется нижняя разводка, двухтрубная система; подача тепла в отопительные приборы осуществляется по схеме «сверху - вниз», представленной ниже.

1. Определение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций

Основное назначение системы отопления заключается в компенсации потерь теплоты определенными помещениями здания и поддержании температуры воздуха в помещениях на заданном уровне. Основные тепловые потери помещений обусловлены теплопередачей через ограждающие конструкции (стены, потолок, пол, окна, двери). Интенсивность теплопередачи зависит от термического сопротивления ограждающей конструкции. Термическое сопротивление, в свою очередь, определяется толщиной ограждения, теплопроводностью материала, ориентацией ограждения в пространстве, температурным режимом и другими факторами. Определение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций является важным этапом выполнения курсовой работы.

Наружные стены

Наружная стена в теплотехническом отношении представляет многослойную пластину. В нашем случае стена имеет слой керамзитобетона, слой внешней облицовки здания, слой утеплителя и штукатурки.

Согласно данным СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» производим расчёт стены: теплопотеря отопление вентиляция

1. Облицовка «Кирпич силикатный»: ; ; ;

2. Кирпичная кладка: ; ; ;

3. Утеплитель «Гравий керамзитовый»: ; ; ;

4. Керамзитобетон: ; ; ;

5. Штукатурка (цем. песчаный раствор): ; ; ;

Термическое сопротивление наружной стены определяется по формуле:

, где

(таблица 1)

(таблица 1)

Характеристика тепловой инерции наружной стены определяются как сумма произведений сопротивлений теплопроводности отдельных слоев на коэффициенты теплоусвоения материалов этих слоев :

По характеристике тепловой инерции оценивается степень массивности наружной стены. Ограждения считают массивными если , т.к. , след. ограждение массивное. Расчетная наружная температура для массивных ограждений принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки ().

Термическое сопротивление ограждающих конструкций должно быть не ниже требуемого термического сопротивления , определяемого с учетом санитарно-гигиенических норм по формуле



где - коэффициент, учитывающий положение внешней стороны наружного ограждения по отношению к наружному воздуху (табл. 5); - нормируемый температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждения . Значение нормируемого температурного перепада может быть принято по табл. 6.

Условие соблюдается, следовательно, конструкция наружной стены принята правильно.

Проверка наружных стен на отсутствие конденсата на внутренней поверхности

По условиям строительства и эксплуатации здания температура внутренней поверхности стен должна быть не ниже температуры точки росы воздуха в помещениях . В противном случае на внутренней поверхности стен будет образовываться водный конденсат.

Проверка заключается в определение температуры точки росы воздуха в помещении и сравнении её с температурой внешней поверхности наружной стены . При этом должно выполняться неравенство .

Температура () внутренней поверхности стены может быть найдена по формуле:

Температура точки росы находится по - диаграмме влажного воздуха. Относительную влажность воздуха в жилых помещениях следует принимать равной 45 - 60%. ()

, условие соблюдается.

Перекрытие верхнего этажа

Перекрытие верхнего этажа, как и наружная стена представляет собой многослойную конструкцию. И включает в себя следующие слои:

1. Штукатурка (цем. песчаный раствор): ; ; ;

2. Плита перекрытия 1ПК63.18: ; ; ;

3. Пароизоляция «Рубероид»: ; ; ;

4. Утеплитель «Гравий керамзитовый»: ; ; ;

5. Стяжка (цем. песчаный раствор): ; ; ;

Термическое сопротивление перекрытия рассчитывается по формуле:

, где

(таблица 1)

(таблица 1)

Характеристика тепловой инерции наружной стены:

Термическое сопротивление ограждающих конструкций должно быть не ниже требуемого термического сопротивления , определяемого с учетом санитарно-гигиенических норм по формуле

Условие соблюдается, следовательно, конструкция перекрытия принята правильно.

Пол нижнего этажа

Так как был принят не отапливаемый подвал, расчет производим по обычной схеме расчета термического сопротивления ограждения:

1. Штукатурка (цем. песчаный раствор): ; ; ;

2. Плита перекрытия 1ПК63.18: ; ; ;

3. Пароизоляция «Рубероид»: ; ; ;

4. Утеплитель «Гравий керамзитовый»: ; ; ;

5. Стяжка (цем. песчаный раствор): ; ; ;

Термическое сопротивление перекрытия рассчитывается по формуле:

, где

(таблица 1)

(таблица 1)

Характеристика тепловой инерции наружной стены:

Термическое сопротивление ограждающих конструкций должно быть не ниже требуемого термического сопротивления , определяемого с учетом санитарно-гигиенических норм по формуле

Условие соблюдается, следовательно, конструкция перекрытия принята правильно.

Окна и балконные двери

Требуемое термическое сопротивление нормируется в зависимости от разности температур (табл. 7).

Конструкции световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) и их термические сопротивления принимаются в зависимости от (табл. 8).

В проекте предусмотрены деревянные окна двойного остекления с раздельными переплетами, принимаем равным .

Внутренние ограждения

Теплопередача между смежными помещениями рассчитывается, если разность температур воздуха смежных помещений больше . В проекте это стена между ванной и туалетом, 120мм. При этом термическое сопротивление определяется по формуле:

, где

(таблица 1)

(таблица 1)

2. Расчет основных теплопотерь помещениями

Основные потери теплоты через ограждения учитываются, когда разность температур воздуха с двух сторон помещения превышает .

Расчет основных теплопотерь производится в определенной последовательности.

На плане этажа здания проставлены номера отапливаемых помещений. Помещения пронумерованы по ходу часовой стрелки (для подвала - № 001, 002, …; для первого этажа - № 101, 102, …; для второго этажа - № 201, 202, … и т.д.). Лестничная клетка обозначена буквами ЛК и рассматривается как одно помещение.

Определяется площади поверхностей ограждающих конструкций . Основные теплопотери вертикальными стенами, перекрытиями, наружными дверьми и световыми проемами находятся по формуле:

В процессе расчетов заполнена сводная таблица теплопотерь.

При выполнении работы использовались следующие сокращенные обозначения ограждений:

· НС - наружная стена;

· ДО - окно с двойным остеклением;

· ПТ - потолок;

· ПЛ - пол;

· ТИ - туалет индивидуальный;

· ВИ - ванна индивидуальная.

3. Расчет дополнительных теплопотерь ограждениями. Определение общих теплопотерь

Добавочные теплопотери определяются для наружных ограждений, они выражаются в процентах от основных потерь теплоты.

Добавочные теплопотери обусловлены различными факторами. При расчете теплопотерь следует учитывать: ориентацию ограждений по сторонам света, обдуваемость их ветром, проникновение в помещения холодного воздуха при открывании наружных дверей и ворот, число наружных стен в помещении, увеличение температуры воздуха по высоте помещения, инфильтрацию.

1. Добавочные теплопотери на ориентацию наружных ограждений по сторонам света определяются интенсивностью солнечной радиации и зависят от географической ориентации ограждений. Её величины приняты в соответствии со схемой:

Добавочные теплопотери, обусловленные обдуваемостью наружных ограждений ветром, находятся для всех вертикальных наружных ограждений. Для зданий не защищенных от ветра надбавка берется 5-10%.

Дополнительные теплопотери вследствие инфильтрации наружного воздуха учитывается для зданий высотой более 2-х этажей. Величина надбавки принята по табл. 9.

Все величины дополнительных теплопотерь занесены в сводную таблицу теплопотерь.

Все добавки для каждого ограждения суммированы в один общий добавочный множитель , величина которого, также занесена в соответствующую колонку сводной таблицы.

Общие теплопотери () для каждого ограждения в отдельности рассматриваются по формуле:

Расчетные теплопотери для каждого отапливаемого помещения находятся путем суммирования общих теплопотерь через все ограждения данного помещения.

, где - число ограждений помещения.

Общие теплопотери здания представляют собой сумму расчетных теплопотерь всех помещений.

, где - число отапливаемых помещений в здании.

После вычисления общих теплопотерь здания, находится его удельная тепловая характеристика (), которая показывает расход теплоты на отопление здания при расчетной разности температур 1 градус.

где - объем здания по наружному обмеру, ; - средняя температура отапливаемых помещений (); - коэффициент учитывающий климатические условия.

Полученное значение сравним со средним показателем для анлогичных зданий: - верное условие.

Выбор системы отопления

· По виду теплоносителя система отопления - водяная.

· По способу создания циркуляции - с естественной циркуляцией.

· По схеме включения отопительных приборов в стояк - двухтрубная, т.е. горячая вода подается по одному стояку, а отводится из приборов - по другому.

· По направлению объединения отопительных приборов система вертикальная, так как приборы присоединены к стояку последовательно на каждом этаже.

· По месту расположения подающих и обратных магистралей система с нижней разводкой, т.е. подающая и обратная магистрали находятся в подвале.

· По направлению движения воды в подающей и обратной магистралях система тупиковая, т. е. горячая и холодная вода движутся в противоположных направлениях. Отопительные приборы - чугунные радиаторы марки М-140-АО.

4. Выбор типа и определение количества нагревательных приборов

Выбор типов нагревательных приборов осуществляется в соответствии с санитарно-гигиеническими и технико-экономическими требованиями, предъявленными к помещению.

Формула для расчета площади теплопередающей поверхности (экм) прибора для помещения без учета теплоотдачи с открытых трубопроводов:

где - расчетные теплопотери для отапливаемого помещения, ;

505 - теплоотдача с 1 экм при средней разности температур теплоносителя и воздуха в помещении ;

- поправочные коэффициенты.

Поправочный коэффициент учитывает отклонение разности температур теплоносителя и воздуха от стандартного значения ():

где - фактическая разность температур воды в приборе и окружающего воздуха, ;

- показатель степени, принимается для радиаторов равным 3.

Коэффициент учитывает расход греющей воды в приборе.

Коэффициент учитывает число структурных единиц в приборе. При числе секций в радиаторе до 5 ; при секциях - .

Схема движения воды в приборе учитывается поправочным коэффициентом . При подаче воды "сверху вниз" .

Количество нагревательных приборов, устанавливаемых в отапливаемом помещении, или число секций чугунного радиатора определяется по формуле:

, где - поверхность одной секции, экм.

Расчет элеватора

1. Определение коэффициента смешения.

Представляет собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды к массе горячей воды поступившей из тепловой сети в элеватор :

где - температура горячей воды поступающей из тепловой сети в элеватор, ;

- температура смешанной воды на выходе из элеватора, ;

- температура охлажденной воды, ;

В расчет принимается коэффициент смешения с запасом на 15%, то есть

2. Нахождение количества (т/ч) воды, циркулирующее в системе отопления, то есть расход воды элеватора

где - общие теплопотери здания, т.е. суммарный расход теплоты на отопление;

- теплоёмкость воды

Расчет диаметра горловины элеватора

где - гидравлическое сопротивление системы отопления, . Обычно .

3. В зависимости от диаметра горловины подбирается элеватор

Диаметр горловины , следовательно элеватор № 2.

Расчет системы вентиляции

Определяем размеры жалюзийных решеток вытяжной вентиляции, обслуживающих кухни квартир жилого дома. Вертикальные каналы проложены в кирпичных стенах.

· Для кухонь принимаем объем вытяжного воздуха - ;

· Для ванн принимаем объем вытяжного воздуха - ;

· Для туалетов принимаем объем вытяжного воздуха - ;

Номер помещения	Наименование помещения	размеры	Внутренний объем помещения,	Площадь пола,	Воздухо- обмен,	Размер жалюз решетки,
103	Кухня	2500 x3200	22,4	8	480	140 x 270

Размер жалюзийных решеток принимаем кратным 0,6, т.к кирпичные стены. Минимальные размеры 140х140 мм. Вытяжные отверстия располагаем на 0,5 м от потолка. Размеры вертикальных каналов должны быть кратными размерам кирпича. Вентиляционные каналы показаны на плане этажа (смотри графическую часть).

Список использованной литературы

1. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника/ Минстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 29 с.

2. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий/ Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 25 с.

3. СНиП 2.04.05-86. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 64 с.

4. Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция: Учебник для ВУЗов/В.Н. Богословский, В.П. Щеглов, Н.Н. Разумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. - 295с., ил.

5. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника и вентиляция: Учеб. для ВУЗов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 480 с.: ил.

6. Новосельцев Ь.П. Отопление и вентиляция гражданского здания [Текст]: учеб. - метод. пособие для студ. Спец. 270102/ Б.П. Новосельцев, Т.В. Щукина; Воронеж. Гос. Арх. - Строит. Ун-т., Воронеж, 2006. - 72 с.

Размещено на Allbest.ru