Теплотехнические характеристики двухэтажного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Исходные данные

1. Теплотехнический расчет наружных ограждений

2. Расчет тепловой нагрузки на систему отопления

3. Гидравлический расчет системы отопления

4. Расчет поверхности отопительных приборов

Список используемой литературы



Исходные данные

1. город - Алма-Ата;

2. температура наиболее холодной пятидневки - t⁵_н = -21^оC;

3. средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха (отопительный период) < -8^оС - t_оп = 1,6^oС;

4. средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха (продолжительность отопительного периода) < -8^оС - Z_оп = 168 суток;

5. климатическая зона - сухая;

6. средняя скорость ветра за наиболее ветряный зимний месяц (январь) = 1,9 ^м/_с;

7. расчетное давление в тепловой сети Р₁-Р₂= 45 кПа;

8. параметры теплоносителя в тепловой сети - Т₁-Т₂ = 150 - 70 ^оС;

9. тип системы отопления - двухтрубная с верхней разводкой трубопровода;

10. схема движения теплоносителя - тупиковая;

11. вентиляционная температура - t_н^вент = -10⁰С;

12. воздухообмен для кухонь и санузлов - 3х комфорочная газовая плита.



1. Теплотехнический расчет наружных ограждений

Помещения	Температура стены 0С	Относительная влажность, ?,%
	Наружной	внутренней
Жилые комнат: -одинарные(рядовые); -угловые.	18 20	20 22	55
Кухни	15	15	55
Лестничные клетки	16	16	55

Условия эксплуатации ограждающей конструкции:

а) режим эксплуатации помещений - нормальный;

б) условия эксплуатации в зоне - сухой А.

теплотехнический здание отопление гидравлический

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций (СНиП II-3-79*)

Ограждения	Нормируемый перепад температур,0С,?tн	Коэффициент, n	Коэффициент теплопередачи, ?, Вт/м2, 0С
			внутри помещения	снаружи
Наружная стена	4,0	1	8,7	23,2
Чердачное перекрытие с кровлей из рулонного материала	3,0	0,9	8,7	11,6
Перекрытие выше уровня земли над подвалом без окон	2,0	0,6	8,7	5,8

Определение расчетного сопротивления теплопередачи, толщины слоя утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций.

Обязательным условием теплотехнического расчета является

R₀ ? R₀^тр,



где R₀ - приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций рассчитываемое в соответствии с заданием на проектирование; R₀^тр - требуемое сопротивление теплопередаче принимается большей из полученных величин и сходя из: а) санитарно-гигиенических и комфортных условий

R₀^тр = n(t_в - t_н)/(?t^н?_в), м^{2 . о}С/Вт (1),

где t_в - температура рядового помещения; t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, ^оС, равная средней самой холодной пятидневки; n - коэффициент принимаемый в зависимости от положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; ?_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции; ?t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции =>

б) условий энергосбережения в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП (R _э.опт - экономически оптимальное энергосбережение, т.е. получить примерное равенство R₀ R_э.опт ):

R_пр ГСОП = (t_в - t _о.п.) Z_о.п. , ^оС сутки (2)

где ГСОП - градусо-сутки отопительного периода; t_в - температура рядового помещения; t_о.п. - средняя температура отопительного периода; Z_о.п. - продолжительность отопительного периода.

Нахождение R₀ - приведенного сопротивления теплопередаче и толщины утепляющего слоя:

R₀ = (1/?_в) + R_к + (1/?_н), (м^2оС)/Вт (3),



где ?_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения; R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции

R_к = R₁ + R₂ + R₃ + … + R_n , (м^2.оС)/Вт (4)

R = , (м^2.оС)/Вт (4.1)

где, ? - толщина отдельного слоя, м; ? - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м ^оС .

Определение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции:

К = 1/R^факт (5),

Расчет сопротивления теплопередаче для стен

Сначала рассчитываем градусо-сутки отопительного периода по формуле (2)

ГСОП = (20 - 1,6)*168 = 3091 ⁰С ^. сутки

Определяем R₀^тр для стен по формуле (1), приняв предварительно ограждение средней массивности:

R₀^тр = 20-(-21)/4*8,7 = 1,18 (м^2.оС)/Вт

Методом интерполяции, используя формулу

где y - R_эк.опт.^тр экономически оптимальное сопротивление теплопередаче;

Пользуясь таблицей определяем приведённое сопротивление теплопередаче R_эк.опт.^тр, (м^2.оС)/Вт:



Таблица 1б*(СНиП II-3-79*)

Здания и помещения	Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут	Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций не менее , м·°С/Вт
		стен	покрытий и перекрытий над проездами	Перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами	окон и балконных дверей	фонарей
Жилые, лечебно- профилактические и детские учреждения, школы, интернаты	2000	2,1	3,2	2,8	0,30	0,30
	4000	2,8	4,2	3,7	0,45	0,35
	6000	3,5	5,2	4,6	0,60	0,40
	8000	4,2	6,2	5,5	0,70	0,45
	10000	4,9	7,2	6,4	0,75	0,50
	12000	5,6	8,2	7,3	0,80	0,55

Примечания:

1. Промежуточные значения следует определять интерполяцией.

2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажным или мокрым режимами, с избытками явного тепла от 23 Вт/м, а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным или мокрым режимами следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий.

3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.

4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями, заполнения оконных и других проемов допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице.

Приведенное сопротивление теплопередаче:

R_эк.опт.^тр = (м^2.оС)/Вт

Определяем сопротивление теплопередаче ограждающий конструкции R₀ по большей из двух величин R₀^тр и R_эк.опт.^тр

Определяем требуемую толщину кирпичной кладки (?₂) принимая R₀ = R_эк.опт.^т, (как предельно допустимое условие). Согласно формулам (3), (4) и (4.1) получаем:

R₀ = (1/?_в) + ?₁/?₁ + ?₂/?₂ + ?₃/?₃ +(1/?_н) (м^2.оС)/Вт, (6)

где ?₁ (0,02м), ?₂, ?₃ (0,03 м) - толщины отдельных слоев ограждающей конструкции; ?₁, ?₂, ?₃- теплопроводность соответственных материалов.

Выпишем из СНиПа характеристики материалов по группе А, т.к. влажностный режим помещений нормальный, а зона влажности (для Алма-Аты)- сухая, то штукатурный известково-песчаный (внутренняя штукатурка) - ₁ = 1600 кг/м³, ?₁ = 0,70 Вт/(м ^.0С), S₁ = 8,69 Вт/(м^2.0С); кирпич глиняный обыкновенный - ₀ = 1800 кг/м³, ?₂ = 0,70 Вт/(м ^.0С), S₂ = 9,20 Вт/(м^2.0С); штукатурный цементно-песчаный (наружная штукатурка) - ₃ = 1800 кг/м³, ?₃ = 0,76 Вт/(м ^.0С), S₃ = 9,60 Вт/(м^2.0С)

Обозначив ?₂ = х, и подставив выписанные значения в соответствующую формулу, получим:

1/8,7 + 0,02/0,70 + х/0,70 + 0,03/76 + 1/23,2 = 2,48 (м^2.оС)/Вт

х/0,70 = 2,48 - 0,22 = 2,26 (м^2.оС)/Вт

х = 2,26*0,7= 1,58 м =>

так как при расчете толщины кирпичной кладки для требуемого сопротивления теплопередачи получается очень большой и экономически не выгодный расход строительного материала, то целесообразно использовать теплоизоляционные материалы для уменьшения расхода кирпича.

Рассчитаем требуемую величину утепляющего слоя ?_{у с} (для данного проекта пенопалистирол) при толщине кирпичной кладки 380 мм, по формуле:

?_{у с} = ?_{у с} [R_эк.опт.^тр - (R_в + ?R_i + R_н)] м, (7)

где ?_{у с} - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала (0,041 Вт/(м ^.0С)); R_в и R_н - сопротивление теплопередачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции; ?R_i - сумма термических (тепловых) сопротивлений всех слоев ограждающей конструкции, за исключением определяемого теплоизоляционного слоя.

?_{у с} = 0,041[2,48 - (0,115 + 0,61 + 0,043)]= 0,070 м = 70 мм =>

толщина наружной стены будет составлять 500 мм.

Проверяем фактическую тепловую инерциальность ограждения D по формуле:

D = R₁S₁+ R₂S₂+ R₃S₃+ R₄S₄, (8)

где, S₁,S₂,S₃,S₄- коэффициент теплоусвоения материалов отдельных слоев.

D = (0,02/0,70)*8,69 + (0,38/0,70)*9,20 + (0,07/0,041)*0,41 + (0,03/0,76)*9,60 = 6,3< 7,1 -

ограждение соответствует средней массивности.

Рассчитаем R₀^факт:

R₀^факт = R_в+R₁+R₂+R₃+ R₄+R_н= 0,115 + 0,029 + 0,542 + 1,707 + 0,039 + 0,043 = 2,48 (м^2.0С)/Вт.



Определим коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К по формуле (5)

К = 1/2,48 = 0,40 Вт/(м^2.0С)

Расчет сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия

ГСОП = 3091 ⁰С ^. сутки

Определяем R₀^тр для чердачного перекрытия по формуле (1):

R₀^тр = 20-(-21)/3*8,7 = 1,57 (м^2.оС)/Вт

Методом интерполяции, пользуясь таблица 1б*(СНиП II-3-79*), определяем R_эк.опт.^тр -экономически оптимальное сопротивление теплопередаче;

R_эк.опт.^тр = (м^2.оС)/Вт

Определяем сопротивление теплопередаче ограждающий конструкции R₀ по большей из двух величин R₀^тр и R_эк.опт.^тр

Рассчитаем требуемую величину слоя теплоизоляционного материала ?_{у с} (для данного проекта керамзитовый гравий), по формуле (7).

Выпишем из СНиПа характеристики материалов по группе А, т.к. влажностный режим помещений нормальный, а зона влажности (для Алма-Аты)- сухая, то штукатурный известково-песчаный (внутренняя штукатурка) - ₁ = 1600 кг/м³, ?₁ = 0,70 Вт/(м ^.0С), S₁ = 8,69 Вт/(м^2.0С); Ж/Б плита - ₂= 2500 кг/м³, ?₂ = 1,92 Вт/(м ^.0С), S₂ = 17,98 Вт/(м^2.0С); плиты полужесткие минераловатные на крахмальном связующем ₃ = 200 кг/м³, ?₃ = 0,076 Вт/(м ^.0С), S₃ = 1,01 Вт/(м^2.0С); штукатурный цементно-песчаный (наружная штукатурка) - ₄ = 1800 кг/м³, ?₄ = 0,76 Вт/(м ^.0С), S₄ = 9,60 Вт/(м^2.0С); керамзитовый гравий - _{у с} = 400 кг/м³, ?_{у с} = 0,13 Вт/(м ^.0С), S_{у с} = 1,87 Вт/(м^2.0С)

?_{у с} = 0,13[3,29 - (0,115 + 0,302 + 0,086)]= 0,36 м = 360 мм

толщина чердачного перекрытия будет составлять 720 мм

Рассчитаем R₀^факт:



R₀^факт = R_в+R₁+R₂+ R₃+ R_{у с} + R₄+ R_н= 0,115 + 0,029 + 0,115 + 0,132 + 2,787 + +0,026 + 0,086 = 3,29 (м^2.0С)/Вт.

Определим коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К по формуле (5)

К = 1/3,29 = 0,30 Вт/(м^2.0С)

Расчет сопротивления теплопередаче перекрытия над подвалом

ГСОП = 3091 ⁰С ^. сутки

Определяем R₀^тр для стен по формуле (1), приняв предварительно ограждение средней массивности:

R₀^тр = 20-(-21)/2*8,7 = 2,36 (м^2.оС)/Вт

Методом интерполяции, пользуясь таблица 1б*(СНиП II-3-79*), определяем R_эк.опт.^тр -экономически оптимальное сопротивление теплопередаче;

R_эк.опт.^тр = (м^2.оС)/Вт

Определяем сопротивление теплопередаче ограждающий конструкции R₀ по большей из двух величин R₀^тр и R_эк.опт.^тр

Рассчитаем требуемую величину слоя теплоизоляционного материала ?_{у с} (для данного проекта доменный шлак), по формуле (7).

Выпишем из СНиПа характеристики материалов по группе А. Паркет из дуба вдоль волокон - ₁ = 700 кг/м³, ?₁ = 0,35 Вт/(м ^.0С), S₁ = 6,9 Вт/(м^2.0С); картон строительный многослойный - ₂= 650 кг/м³, ?₂ = 0,15 Вт/(м ^.0С), S₂ = 4,26 Вт/(м^2.0С); изолан - ₃ = 40 кг/м³, ?₃ = 0,035 Вт/(м ^.0С); Ж/Б плита - ₄ = 2500 кг/м³, ?₄ = 1,92 Вт/(м ^.0С), S₄ = 17,98 Вт/(м^2.0С); доменный шлак - _{у с} = 400 кг/м³, ?_{у с} = 0,14 Вт/(м ^.0С):

?_{у с} = 0,14[3,29 - (0,115 + 1,609 + 0,172)]= 0,2 м = 200 мм

толщина перекрытия над подвалом будет составлять 500 мм

(для удобства возьмем толщину утепляющего слоя 204 мм)

Рассчитаем R₀^факт:

R₀^факт = R_в+ R₁+R₂+ R₃+ R_{у с} + R₄ + R₅ + R_н= 0,115 + 0,571 + 0,04 + 0,857 + 1,457 + + 0,026 + 0,115 + 0,172 = 3,32 (м^2.0С)/Вт.

Определим коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К по формуле (5)

К = 1/3,32 = 0,30 Вт/(м^2.0С)

Расчет сопротивления теплопередачи световых проемов

ГСОП = 3091⁰С ^. сутки

Важным условием является:

R₀ ? R₀^тр

где R₀ - приведенное сопротивление теплопередаче световых проемов (м^2.оС)/Вт; R₀^тр - требуемое сопротивление теплопередаче, принимается согласно таблице 1б*(СНиП II-3-79*).

Методом инетерполяции определяем промежуточное значение R₀^тр:

R₀^тр = (м^2.оС)/Вт

Из приложения 6*(справочное, СНиП II-3-79*), выбираем конструкцию заполнения светового проема (окна), что бы его сопротивление теплопередаче было больше либо равно требуемому сопротивлению => Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах R₀ = 0,44 (м^2.0С)/Вт

Определим коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К по формуле (5)

К = 1/0,44 = 2,72 Вт/(м^2.0С)

2. Расчет тепловой нагрузки на систему отопления

Двухэтажное здание с уровнем пола первого этажа на 1 м выше поверхности земли. Высота стыка (от пола до пола) - 3м; толщина междуэтажных перекрытий - 0,3 м. Размер всех окон 1,5х1,5 м. Наружные двери размером 1,2х2,0 м. Подвал без окон. Высота устья вентиляционной шахты над чердачным перекрытием - 3,6 м.

Расчет тепловых потерь через наружные ограждения О_т.п. проводим по формуле:

О_т.п. = КF (t₅ - t_н ) · n · ?, Вт.

где t_н = t₅;

К - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м² · ?С;

F - площадь ограждения, м²;

? - коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери (1 + ??);

? - добавочные теплопотери сверх основных теплопотерь через ограждения;

n - то же что и в формуле (1).

Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (ПЛ), окон (ДО), дверей (ДД), чердачных перекрытий (ПТ).

Добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света учитываются только для наружных стен, окон и дверей в количестве: СЗ, С, СВ, В - 10%; 3, ЮВ = 5% и Ю, ЮЗ = 0% от основных теплопотерь. Добавочные теплопотери для наружных дверей принимать в долях от основных потерь этажей.

Таблица тепловых потерь через ограждения.

Помещения	Характеристика ограждений	Теплопотери Qт.п., Вт	Добавочная теплопотеря	Общие теплопотери через ограждения, Qт.п	итог
№	Наименование tВ, ?С	Наименование	Ориентация	Размер а х в, м х м	Площадь F, м2	К, Вт/м2?С	?t ·n ?С		На ориентацию %	Прочие	Коэффициент ?
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
101	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,5 6,16 х 3,5	12,46 21,56	0,40	(22-(-21))*1 = 43	214,31 370,83		112,46 - 2,25		214,31 407,913	1301,86
		ПЛ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,6 = 25,8	126,08	0		0	126,08
										221,25 - 2,25
		ДО		1,5 х 1,5 1,5 х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				263,6 289,96
102	ЖК: tв = 20 0C	НС	Ю	2,8 х 3,5	9,8	0,40	(20-(-21))*1 = 41	160,72	0	9,8 - 2,25	0	160,72	514,59
		ПЛ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(20-(-21))*0,6 = 24,6	102,95	0			102,95
		ДО	Ю	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,92	0			250,92
103 + 203	ЛК : tв = 16 0C	НС	Ю	7,42 х 3.0	22,26	0,40	(16-(-21))*1 = 37	329,44	0	22,26 - 0,93 - 2,64	0	329,44	717,1
		ПЛ		2,62 х 5,66	14,82	0,30	(16-(-21))*0,6 = 22,2	98,7	0			98,7
		ДД	Ю	1,2 х 2,2	2,64	2,0	(16-(-21))*1 = 37	195,36	0			195,36
		ДО	Ю	0,9 х 1,15	0,93	2,72	16-(-21))*1 = 37	93,6	0			93,6
104	ЖК: tв = 20 0C	НС	Ю	2,8 х 3,5	9,8	0,40	(20-(-21))*1 = 41	160,72	0	9,8 - 2,25	0	160,72	514,59
		ПЛ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(20-(-21))*0,6 = 24,6	102,95	0			102,95
		ДО	Ю	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,92	0			250,92
105	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,5 6,16 х 3,5	12,46 21,56	0,40	(22-(-21))*1 = 43	214,31 370,83		12,46 - 2,25		214,31 389,37	1270,14
		ПЛ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,6 = 25,8	126,08	0		0	126,08
										21,25 - 2,25
		ДО		1,5х 1,5 1,5х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				263,6 276,78
106	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,5 6,16 х 3,5	12,46 21,56	0,40	(22-(-21))*1 = 43	214,31 370,83		12,46 - 2,25		235,74 407,91	1349,65
		ПЛ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,6 = 25,8	126,08				126,08
										21,25 - 2,25
		ДО		1,5х 1,5 1,5х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				289,96 289,96
107	К: tв = 15 0C	НС	С	2,8 х 3,5	9,8	0,40	(15-(-21))*1 = 36	141,12		9,8 - 2,25		155,23	487,98
		ПЛ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(15-(-21))*0,6 = 21,6	90,4				90,4
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(15-(-21))*1 = 36	220,32			1,1	242,35
108	ЖК: tв = 20 0C	НС	С	3,0 х 3,5	10,5	0,40	(20-(-21))*1 = 41	172,2	10	10,5 - 2,25	1,1	189,42	582,32
		ПЛ		2,62 х 5,28	15,84	0,30	(20-(-21))*0,6 = 24,6	116,9				116,9
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,9	10		1,1	276
109	К: tв = 15 0C	НС	С	2,8 х 3,5	9,8	0,40	(15-(-21))*1 = 36	141,12		9,8 - 2,25		155,23	487,98
		ПЛ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(15-(-21))*0,6 = 21,6	90,4				90,4
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(15-(-21))*1 = 36	220,32			1,1	242,35
110	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,5 6,16 х 3,5	12,46 21,56	0,40	(22-(-21))*1 = 43	214,31 370,83		12,46 - 2,25 21,25 - 2,25		235,74 389,37 126,08 290,0 276,78	1317,97
		ПЛ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,6 = 25,8	126,08
		ДО		1,5х 1,5 1,5х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6
201	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,42 6,16 х 3,42	12,18 21,08	0,40	(22-(-21))*1 = 43	209,5 362,58		112,18 - 2,25		209,5 398,88	1350,99
		ПТ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,9= 38,7	189,13	0		0	189,13
										21,08 -2,25
		ДО		1,5 х 1,5 1,5 х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				263,6 289,96
202	ЖК: tв = 20 0C	НС	Ю	2,8 х 3,42	9,58	0,40	(20-(-21))*1 = 41	157,11	0	9,58 - 2,25	0	157,11	562,46
		ПТ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(20-(-21))*0,9= 36,9	154,43	0			154,43
		ДО	Ю	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,92	0			250,92
204	ЖК: tв = 20 0C	НС	Ю	2,8 х 3,42	9,58	0,40	(20-(-21))*1 = 41	157,11	0	9,58 - 2,25	0	157,11	562,46
		ПТ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(20-(-21))*0,9= 36,9	154,43	0			154,43
		ДО	Ю	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,92	0			250,92
205	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,42 6,16 х 3,42	12,18 21,08	0,40	(22-(-21))*1 = 43	209,5 362,58		112,18 - 2,25		209,5 380,71	1319,72
		ПТ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,9= 38,7	189,13	0		0	189,13
										21,08 -2,25
		ДО		1,5 х 1,5 1,5 х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				263,6 276,78
206	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,42 6,16 х 3,42	12,18 21,08	0,40	(22-(-21))*1 = 43	209,5 362,58		112,18 - 2,25		230,45 398,84	1398,34
		ПТ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,9= 38,7	189,13	0			189,13
										21,08 -2,25
		ДО		1,5 х 1,5 1,5 х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				289,96 289,96
207	К: tв = 15 0C	НС	С	2,8 х 3,42	9,58	0,40	(15-(-21))*1 = 36	137,95		9,58 - 2,25	1,1	151,75	529,69
		ПТ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(15-(-21))*0,9= 32,4	135,59				135,59
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(15-(-21))*1 = 36	220,32			1,1	242,35
208	ЖК: tв = 20 0C	НС	С	3,0 х 3,42	10,26	0,40	(20-(-21))*1 = 41	168,26	10	10,26 - 2,25	1,1	185,09	636,43
		ПТ		2,62 х 5,28	15,84	0,30	(20-(-21))*0,9= 36,9	175,35				175,35
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(20-(-21))*1 = 41	250,9	10		1,1	275,99
209	К: tв = 15 0C	НС	С	2,8 х 3,42	9,58	0,40	(15-(-21))*1 = 36	137,95		9,58 - 2,25	1,1	151,75	529,69
		ПТ		2,465 х 5,66	13,95	0,30	(15-(-21))*0,9= 32,4	135,59				135,59
		ДО	С	1,5 х 1,5	2,25	2,72	(15-(-21))*1 = 36	220,32			1,1	242,35
210	ЖК: tв = 22 0C	НС		3,56 х 3,42 6,16 х 3,42	12,18 21,08	0,40	(22-(-21))*1 = 43	209,5 362,58		112,18 - 2,25		230,45 380,71	1367,07
		ПТ		5,59 х 2,915	16,29	0,30	(22-(-21))*0,9= 38,7	189,13	0			189,13
										21,08 -2,25
		ДО		1,5 х 1,5 1,5 х 1,5	2,25 2,25	2,72	(22-(-21))*1 = 43	263,6 263,6				290,0 276,78
Всего 16801,03

Теплопотери через ограждения суммируются для каждого помещения. Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридоры, санузлы, кладовые), но теплопотери в них через пол или потолок имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.

Расчет теплопотерь на нагрев инфильтрующегося воздуха Q_н проводят для окон каждого этажа по формуле:

Q_и = 0,278 · с · А_о · G_о (t_в - t_н) · F_о, Вт;

где с = 1,005 кДж/кг · ?С - удельная теплоемкость воздуха;

А_о - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока (для окон с раздельными переплетами А_о = 0,8; со спаренными переплетами А_о = 1,0);

G_и - количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна, кг/м² · ч;

t_н = t₅= - 21⁰С

F₀ - площадь окна, м²;

G_и = ()()^2/3,кг/(м^{2 .} ч),

где = 10 Па - разность давлений воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию; - сопротивление воздухопроницанию окон, (м^{2 о}С)/Вт:

R_и = ()() ^2/3, (м^{2 о}С)/Вт,



где G^н - нормативная воздухопроницаемость окон:

G^н = 6 кг/(м²ч);

где ?Р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности окон:

?Р = 9,8 (Н-h) · (?_{н + 5} - ?_в) + 0,5 V² ?_н·к, Па,

где Н - высота устья вентиляционной шахты над поверхностью земли, м;

h - высота центра окна от поверхности земли, м;

?_н и ?_в - плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м², соответственно при t_в и t_н рассчитываются по формуле

? =,

где t - температура внутреннего или наружного воздуха

V - расчетная скорость ветра в январе, м/с (см. прил. 2);

к - коэффициент, учитывающий изменение скоростного (динамического) давления ветра в зависимости от высоты и местности (принимаем к = 1).

?Р = 9,8 (11.2-2,65) · ( - ) + 0,5 ^. 1,9² ·1= 9,8 ^. 8,55 ^.(1,4 - 1,2) + 0,5 ^. 3,61^. 1,4 ^. 1 = 16,895 + 2,527 = 19,422 Па

Rи = ()^.() ^2/3 = 0,167 ^. 1.556 = 0,26 (м^{2 о}С)/Вт

G_и = ()()^2/3 = 3.846 ^. 1.556 = 5.984 кг/(м^{2 .} ч)

Q_и = 0,278 · 1,005 · 0,8 · 5.984 (22 - (-21)) · 2,25 = 129,4 Вт;

?Р = 9,8 (11.2-5,65) · ( - ) + 0,5 ^. 1,9² ·1= 54,39 ^. (1,4 - 1,2) + 0,5 ^. 3,61^. 1,4 ^. 1 = 10,878 + 2,527 = 13,405 Па

Rи = ()^.() ^2/3 = 0.167 ^. 1.216 = 0,20 (м^{2 о}С)/Вт

G_и = ()()^2/3 = 3.846 ^. 1,216 = 4,677 кг/(м^{2 .} ч)

Q_и = 0,278 · 1,005 · 0,8 · 4,677 (22 - (-21)) · 2,25 = 101,1 Вт;

Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки по квартирам Q_в определяются по формуле.

Q_в = (t_в - ) · F_n, Вт;

где F_n - площадь пола, м²; - температура наружного воздуха для расчета вентиляции, ⁰С.

Бытовые поступления Q_б определяются для всех помещений кроме лестничной клетки:

Q_б = 14 F_п, Вт

Определение тепловых нагрузок на отопительные приборы рассчитываем по следующим формулам:

а) для жилых комнат:

Q_о.т. = Q_т.п.+ Q_и(в) - Q_б , Вт

где Q_и(в) - наибольшая величина из расходов тепоты на вениляцию либо на инфильтрацию помещений. Большая из величин заносится в таблицу.

б) для кухонь:

Q_о.т. = Q_т.п.+ Q_и(в) - Q_б, Вт

в) для лестничных клеток:

Q_о.т. = Q_т.п.+ Q_и(в) , Вт



Полученные результаты заносим в таблицу:

Сводная таблица теплопотерь:

№ этажа	№ помещения	Площадь Fп , м2	Тепловые нагрузки , Вт
			Qт.п	Qв	Qи	Qб	Qо.т.
1	2	3	4	5	6	7	8
ПЕРВЫЙ ЭТАЖ	101	16,29	1301,86	195,48	129,4	228,06	1269
	102	13,95	514,59	139,5		195,3	459
	103 + 203	14,82	717,1	88,92		-----	806
	104	13,95	514,59	139,5		195,3	459
	105	16,29	1270,14	195,48		228,06	1238
	106	16,29	1349,65	195,48		228,06	1317
	107	13,95	487,98	69,75		195,3	362
	108	15,84	582,32	158,4		221,76	519
	109	13,95	487,98	69,75		195,3	362
	110	16,29	1317,97	195,48		228,06	1285
ВТОРОЙ ЭТАЖ	201	16,29	1350,99	195,48	101,1	228,06	1318
	202	13,95	562,46	139,5		195,3	507
	204	13,95	562,46	139,5		195,3	507
	205	16,29	1319,72	195,48		228,06	1287
	206	16,29	1398,34	195,48		228,06	1366
	207	13,95	529,69	69,75		195,3	404
	208	15,84	636,43	158,4		221,76	573
	209	13,95	529,69	69,75		195,3	404
	210	16,29	1367,07	195,48		228,06	1334
ИТОГ: 15776

Определение удельной тепловой характеристики q _уд

q_уд =

где

Q_о.т - отопительная нагрузка на все здание, Вт;

V_зд - объем здания по наружным паромерам без чердака, м³;

t_н = t⁵_н;

t_в - принимаем равной температуре рядовой комнаты = 18⁰С.

V_зд = 12.32 * 15,72 * 7,42 = 1437,03 м³

q_уд = 0,28 Вт/м³

3. Гидравлический расчет системы отопления

В здании проектируется водяная двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя t_г = 95⁰С, t_о = 70⁰С.

Определяем количество воды, циркулирующей в системе отопления:

G_от = , кг/ч

где 0,86 - переводной коэффициент; Q_о.т - отопительная нагрузка на все здание; (t_г - t₀) - температура горячей и холодной воды в системе отопления.

G_от = = = 542,69 кг/ч

Рассчитываем коэффициент смешения элеватора:

u = ,

где, Т_г - температура воды в теплой сети.

u = = 2,2

Вычисляем насосное давление ?Р_н в системе отопления по формуле:

?Р_н = , кПа

где, Р₁-Р₂ - располагаемое давление в тепловой сети

?Р_н = = 3,14 кПа

Определяем диаметр горловины элеватора по формуле:

d_г = 0.87 ^?, мм

d_г = 0.87 * 17,5 = 15.225 мм =>

стандартные элеваторы имеют горловины диаметром 15, 20, 25, 32 и 40 мм, диаметр горловины принимаем равным ближайшим к полученному расчетам значению, т.е. 15 мм

Диаметр сопла элеватора:

d_с = = = 4,68 мм

Расчетное циркуляционное давление (?Р_р) в двухтрубной системе водяно-го отопления определяется по формуле

?Р_р = ?Р_н + 0,4?Р_е = ?Р_н + 0,4(?Р_{е пр} + ?Р_{е тр}), Па

где ?Р_н - насосное давление, ?Р_е - естественное циркуляционное давление, возникающее в циркуляционном кольце вследствие охлаждения воды в приборах ?Р_{е пр} и в трубах ?Р_{е тр .}Последней величиной в данном расчете можно пренебречь

Величина ?Р_{е тр} в двухтрубных системах вычисляется по формуле:

?Р_{е тр} = 6,2h₁(t_г - t₀), Па

Где

h₁ - расстояние по вертикали от уровня расположения элеватора до центра отопительного прибора последнего этажа; (t_г - t₀) - температура горячей и холодной воды в системе отопления.

?Р_{е тр} = 6,2 *0,9(95 - 70) = 139,5 Па

?Р_р = 3,14 + 0,4*139,5 = 58,94 кПа

Средства крепления стояков из стальных труб в жилых и общественных зданиях при высоте этажа до 3 м не устанавливаются, а при высоте этажа более 3 м средства крепления устанавливаются на половине этажа.

№ участка	Нагрузка Q, Вт	Кол-во (расход) воды G, Кг/ч	Длина l, м	Диметр d, мм	Удельные потери на трение Rор, Па/м	Скорость воды V, м/с	Потери на трение Rl, Па	Сумма коэф-фицентов мест-ных сопротив-лений, ??	Потери в мест-ных сопротив-лениях Z, Па	Суммарные потери двле-ния Rl+Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	25784,5	886,99	1,5	32	30	0,24	45	3	85,32	130,32
2	12942,94	445,24	5,9	25	37	0,215	218,3	2,5	53,9	272,2
3	9718,02	334,3	1,25	20	65	0,26	81,25	1,5	45,66	126,91
4	8197,36	281,98	3,5	20	45	0,22	157,5	1	23,53	181,03
5	6503,06	223,71	3,5	20	28	0,171	98	5,5	78,32	176,32
6	3169,5	109,03	6,9	15	38	1,159	262,2	3	37,68	299,88
7	1478,94	50,88	3,0	15	7	0,07	21	5	12,25	33,25
8	1690,56	58,16	3,0	15	9,5	0,086	28,5	3	94,2	37,92
9	3169,5	109,03	6,9	15	38	0,159	262,2	5	62,8	32,5
10	6503,06	223,71	3,5	20	28	0,171	98	3,5	49,84	147,84
11	8197,36	281,98	3,5	20	45	0,22	157,5	1	23,53	181,03
12	9718,02	334,30	1,25	20	65	0,26	81,25	3	100,02	181,27
13	12942,24	445,24	5,9	25	37	0,215	218,3	4	86,28	304,58
14	25784,5	886,99	1,5	32	30	0,24	45	4	113,76	158,76
Итого:

Удельная линейная потеря давления на трение R_ор определяем по формуле:

R_ор = Па/м



где общая длина последовательно соединенных участков расчетного кольца, м

№ участка	Нагрузка Q, Вт	Кол-во (расход) воды G, Кг/ч	Длина l, м	Диметр d, мм	Удельные потери на трение Rор, Па/м	Скорость воды V, м/с	Потери на трение Rl, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений, ??	Потери в местных сопротивлениях Z, Па	Суммарные потери давления Rl+Z, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3"	3224.92	110.34	1.25	20	7	0,086	8,75	1,5	4,74	13,49
4"	1506,56	51,83	3,0	15	7,5	0,07	22,5	5,5	13,48	35,98
5"	1718,36	59,112	3,0	15	10	0,087	30	3	9,48	39,48
6"	3224,98	110,94	1,25	20	7	0,086	8,75	1,5	4,74	13,49

Итого: 102,44

4. Расчет поверхности отопительных приборов

К установке рекомендуется принять чугунные секционные радиаторы типа МС-140-108 для которых:

А = 0,244 м² - наружная нагревательная поверхность одной секции чугунного радиатора;

Q _н.у. = 185 Вт - номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора.

Комплексный коэффициент приведения к расчетным условиям:

µ_к = (¹⁺ⁿ * ()^р * С,

где - разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха t_в, ⁰С

= () - t_в



(t_г - t₀) - температуры воды на входе в отопительный прибор и на выходе; t_в - температура воздуха в помещении, ⁰С; 70 - номинальный температурный напор.

G_пр - расход воды в отопительном приборе, кг/ч:

G_пр =

n, p, c - экспериментальные числовые показатели чугунного секционного радиатора

n = 0,15 p = 0,08 c = 1,092

Требуемый номинальный тепловой поток отопительного прибора определяем по формуле:

Q_нт =

Считая, что 5% тепловых потерь помещения компенсируется теплоотдачей открыто проложенных теплопроводов отопления, то

Q_пр = 0,95 Q_пом,

где, Q_пом - определяется по таблице тепловых потерь для каждого помещения отдельно.

Минимально допустимое число секций чугунного радиатора определяется по формуле:

N_min =( )(),

где, - коэффициент учета способа установки радиатора (для открытой установки = 1); - коэффициент учета числа секций в приборе (для радиатора МС - 140 - 108)



Число секций в приборе	До 15	16-20	21-25
	1,0	0,98	0,96

Первый этаж	Второй этаж
№ помещения	Кол-во секций в приборе	Кол-во приборов в помещении	№ помещения	Кол-во секций в приборе	Кол-во приборов в помещении
101	9	2	201	9	2
102	4	1	202	4	1
103 + 203	4	2	103 + 203	4	2
104	4	1	204	4	1
105	8	2	205	9	2
106	9	2	206	9	2
107	3	1	207	3	1
108	4	1	208	4	1
109	3	1	209	3	1
110	9	2	210	9	2

№ помещения	Qпр , Вт	Gпр, кг/ч	Qнт, Вт	, 0С	0С	µк		(1,15	()0,08
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
101	1236,77	42,5	1593,776	60,5	22	0,776	0,864	0,845	0,842	0,118
102	488,86	16,8	654,431	62,5	20	0,747	0,892	0,876	0,781	0,046
103 + 203	681,25	23,4	824,758	66,5	16	0,826	0,95	0,942	0,803	0,065
104	488,86	16,8	654,431	62,5	20	0,747	0,892	0,876	0,781	0,046
105	1206,63	41,5	1554,936	60,5	22	0,776	0,864	0,845	0,841	0,115
106	1282,17	44,1	1654,918	60,5	22	0,779	0,864	0,845	0,845	0,123
107	463,58	15,9	568,809	67,5	15	0,815	0,964	0,959	0,778	0,044
108	553,20	19,0	733,687	62,5	20	0,0754	0,892	0,876	0,789	0,052
109	463,58	15,9	568,809	67,5	15	0,815	0,964	0,959	0,778	0,044
110	1252,07	43,1	1609,345	60,5	22	0,778	0,864	0,845	0,843	0,120
201	1283,44	44,1	1647,548	60,5	22	0,779	0,864	0,845	0,845	0,122
202	534,34	18,4	709,614	62,5	20	0,753	0,892	0,876	0,788	0,051
103 + 203	681,25	23,4	824,758	66,5	16	0,826	0,95	0,942	0,803	0,065
204	534,34	18,4	709,614	62,5	20	0,753	0,892	0,876	0,788	0,051
205	1253,73	43,1	1611,478	60,5	22	0,778	0,864	0,845	0,843	0,120
206	1328,42	45,7	1698,747	60,5	22	0,782	0,864	0,845	0,848	0,127
207	503,21	17,3	612,923	67,5	15	0,821	0,964	0,959	0,784	0,048
208	604,61	20,8	794,494	62,5	20	0,761	0,892	0,876	07,96	0,058
209	503,21	17,3	612,923	67,5	15	0,821	0,964	0,959	0,784	0,048
210	1298,72	44,7	1665,026	60,5	22	0,780	0,864	0,845	0,846	0,124

Список используемой литературы

1. К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко, "Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция", Москва "Стройиздат", 1991 год, 480 с.

2. Справочник строителя. В.С. Аханов, Г.А. Ткаченко; Ростов на дону, Феникс 2004. Стр. 234.

3. Павлов И.И., Федоров М.Н., " Котельные установки и тепловые сети", Москва, "Стройиздат", 1986 год.

4. СНиП II-3-79, "Строительная теплотехника", Госстрой, Москва ЦИТП 1986 год, изменения №3 СНиП II-3-79

5. ГОСТ 21602-79, "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха", Рабочие чертежи.

Размещено на Allbest.ru