Расчет отопления и вентиляции помещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ульяновский государственный технический университет

Курсовая работа

Отопление и вентиляция жилого здания

Дисциплина: «Инженерные сети и оборудование»

Пузанов П.А.

Ульяновск, 2008

Оглавление

• Введение
• 1. Расчет наружных ограждений
• 1.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений
• 1.2 Проверка конструкций ограждений на конденсацию водяных паров на их внутренней поверхности
• 2. Расчет тепловой мощности системы отопления
• 2.1 Уравнение теплового баланса
• 3. Гидравлический расчет системы отопления
• 3.1 Гидравлический расчет системы отопления
• 3.2 Расчет индивидуального теплового пункта
• 4. Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов
• 4.1 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов
• 5. Проектирование и расчет вентиляции
• 5.1 Определение сечения каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, секции трехэтажного жилого дома
• Заключение
• Библиографический список
• Введение

Системы отопления и вентиляции являются одними из основных инженерных обеспечений жилых зданий.

Отопление необходимо для поддержания благоприятной и работоспособной температуры в помещении, а также компенсировать теплопотери ограждающих конструкций. Вентиляция же позволяет обеспечивать необходимый объем воздуха в помещении, выводить из воздуха вредные вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности человека

Расчет систем отопления заключается в определении соответственно диаметров трубопроводов, их размещении и необходимого количества устанавливаемых отопительных приборов. Расчет вентиляции, заключается в определении сечения каналов воздуховодов и жалюзийных решеток.

1. Расчет наружных ограждений

1.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций должно быть не менее требуемых значений , определяемых исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1) и условия энергосбережения по [4, табл. 4].

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим условиям, определяют по формуле

, (1)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху по [3, табл. 3*] или [4, табл. 6]: для наружных стен и бесчердачных перекрытий = 1; для чердачных перекрытий = 0,9; для перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли = 0,6; - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки по прил. 1; - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимают по [3, табл. 2*] или [4, табл. 5] для жилых зданий: для наружных стен - = 4 °С; для покрытых и чердачных перекрытий - = 3 °С; для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями - = 2 °С; - коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по [3, табл. 4*] или [4, табл. 7], для стен, полов и гладких потолков равен 8,7 Вт/(мІ·°С).

Требуемое сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) и ворот должно быть не мене 0,6· стен зданий, определяемого по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений, исходя из условий энергосбережения, определяется по [3, табл. 16], [4, табл. 4] в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода , а приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей по [3, прил. 6*].

Градусо-сутки отопительного периода определяются по формуле

, (2)

где - то же, что и в формуле (1); и - соответственно средняя температура, °С, за отопительный период и продолжительность, в сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С, определяются заданием.

Значения требуемого сопротивления теплопередачи для величин , отличающихся от табличных, следует определять по зависимости

, (3)

где а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным [4, табл. 4] за исключением столбца 6. Для окон, балконных дверей, витрин и витражей в интервале до 6000 °С·сут: а = 0,000075, b = 0,15; в интервале 6000-8000 °С·сут: a = 0,00005, b = 0,3; для 8000 °С·сут и более: a = 0,000025, b = 0,5.

Для каждого ограждения из двух вычисленных величин и в последующий расчет фактического сопротивления теплопередачи следует принимать большее значение.

Величина фактического сопротивления теплопередачи (м²·°С)/Вт, определяется в соответствии с принятой конструкцией ограждения по формуле (4) [6]

, (4)

где - сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности, (мІ·°С)/Вт; - то же, что в формуле (1); -- сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждающей конструкции, (мІ·°С)/Вт; - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, определяемый по [6, табл. 4.2] или [3, табл. 6*]: для наружных стен и бесчердачных перекрытий = 23 Вт/(м²·°С); для чердачных перекрытий = 12 Вт/(м²·°С); для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, = 6 Вт/(м²·°С); - термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м²·°С)/Вт.

Величина определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев

, (5)

где , ,..., -- термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·°С)/Вт; -- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки по [6, табл.4.3.], или [4, прил.4].

Сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции , ,..., определяется по формуле

, (6)

где - толщина слоя, м; - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимать по [3, прил. 3].

При этом должно быть соблюдено условие: фактическое сопротивление теплопередачи наружных ограждений должно быть больше или равно требуемому исходя из санитарно-гигиенических условий () и условий энергосбережения ().

По величине определяется коэффициент теплопередачи ограждения в Вт/(м·°С)

, (7)

1.1.1 Наружная стена

Требуется выполнить технический расчет изображенной на рис. 1 наружной стены для жилого дома и установить значения ее сопротивления и коэффициента теплопередачи.



Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стены здания: 1 - известково-песчаный раствор толщиной д₁ = 0,02 м, л₁ = 0,70 Вт/(м·°С); 2 - кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе д₂ = 0,38 м, л₂ = 0,64 Вт/(м·°С); 3 - теплоизоляционный материал - пенополистерол, л₃ = 0,041 Вт/(м·°С); 4 - кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе д₄ = 0,12 м, л₄ = 0,64 Вт/(м·°С);

1) Определим требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле

1,64 (мІ·°С)/Вт; (1)

2) Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле

6228 °С·сут; (2)

3) Определим требуемое сопротивление теплопередаче для полученной величины по формуле

3,58 (мІ·°С)/Вт; (3)

Так как для наружного ограждения требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 3,58 (мІ·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину утеплителя из формулы (4), замещая полученным значением

,

тогда

,

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 1. Соответствующие коэффициенты теплопроводности приняты по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0,11 м;

Так как по расчету = 0,11 м, то толщину утепляющего слоя для наружной стены принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых плоских листов пенополистерола. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,12 м.

5) Определим по формуле (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины пенополистерола:

= 3.88 (мІ·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (7)

= 0,26 Вт/(мІ·°С);

7) Определим требуемое сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей по [4, табл. 4], зная градусо-сутки отопительного периода

= 0.62 (мІ·°С)/Вт;

Используя [3, прил. 6*], выбираем равное или ближайшее большее приведенное сопротивление теплопередаче и соответствующую конструкцию окна.

= 0,55 (мІ·°С)/Вт, что соответствует тройному остеклению в деревянных или пластмассовых раздельно-спаренных переплетах.

8) Определим коэффициент теплопередачи окон и балконных дверей по формуле (7)

= 1,61 Вт/(мІ·°С);

9) Определим требуемое сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) и ворот из условия

= 0.98 (мІ·°С)/Вт;

10) Определим коэффициент теплопередачи дверей и ворот по формуле (7)

= 1.02 Вт/(мІ·°С);

11) Толщина наружной стены д_ст = 0,640 м.

1.1.2 Бесчердачное перекрытие

Требуется выполнить технический расчет изображенного на рис. 1.1.2 бесчердачного перекрытия для жилого дома и установить значения его сопротивления и коэффициента теплопередачи.

Рис. 1.1.2. Конструкция бесчердачного перекрытия

1 - многопустотная железобетонная плита толщиной д₁ = 0,22 м, л₁ = 1,92 Вт/(м·°С);

2 - пароизоляционной слой толщиной д₂ = 0,006 м (в расчетах не учитывается);

3 - теплоизоляционный материал - плиты из резольного фенолформальдегидного пенопласта, л₃ = 0,05 Вт/(м·°С);

4 - Раствор -сложный (песок, известь, цемент) д₄ = 0,03 м, л₄ = 0,70 Вт/(м·°С);

5 - Водоизоляционный ковёр (в расчётах не учитывается)

1) Определим требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле (1)

1,97 (мІ·°С)/Вт;

2) Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле (2)

6228 °С·сут;

3) Определим требуемое сопротивление теплопередаче для полученной величины по формуле (3)

4.70 (мІ·°С)/Вт;

Так как для наружного ограждения требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 4.70 (мІ·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину утеплителя из формулы (4), замещая полученным значением

,

тогда

,

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 2. Соответствующие коэффициенты теплопроводности приняты по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0,22 м;

Так как по расчету = 0,22 м, то толщину утепляющего слоя для бесчердачного перекрытия принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых плит из резольного фенолформальдегидного пенопласта. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,22 м.

Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты чердачного перекрытия см. п. 1.1.4.

5) Определим по формуле (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины плит из резольного фенолформальдегидного пенопласта

= 4.74 (мІ·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (7)

= 0,21 Вт/(мІ·°С);

6) Толщина бесчердачного перекрытия д_бп = 0,476 м.

1.1.3 Подвальное перекрытие

Требуется выполнить технический расчет изображенного на рис. 3 подвального перекрытия для жилого дома и установить значения его сопротивления и коэффициента теплопередачи.



Рис. 1.1.3. Конструкция подвального перекрытия: 1 -покрытие пола (линолеум) д₁ = 0,01 м, л₁ = 0,38 Вт/(м·°С); 2 -выравнивающая стяжка толщиной д₂ = 0,03 м, л₂ =0,7 Вт/(м·°С); 3 - утеплитель, перлитофосфогелевые изделия л₃ = 0,07 Вт/(м·°С); 4 - многопустотная железобетонная плита толщиной д₄ = 0,22 м, л₄ = 1,92 Вт/(м·°С); 5 - пароизоляционный слой толщиной д₅ = 0,006 м (в расчётах не учитывается);

1) Определим требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения по формуле (1)

1,97 (мІ·°С)/Вт;

2) Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле (2)

6228 °С·сут;

3) Определим требуемое сопротивление теплопередаче для полученной величины по формуле (3)

4.70 (мІ·°С)/Вт;

Так как для наружного ограждения требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 4.70 (мІ·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину утеплителя из формулы (4), замещая полученным значением

,

тогда

,

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 3. Соответствующие коэффициенты теплопроводности приняты по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0.29 м;

Так как по расчету = 0,29 м, то толщину утепляющего слоя для подвального перекрытия принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых перлитофосфогелевых изделий. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,30 м.

Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального перекрытия см. п. 1.1.4.

5) Определим по формуле (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины перлитофосфогелевых изделий:

= 4.74 (мІ·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (7)

= 0.21 Вт/(мІ·°С);

7) Толщина подвального перекрытия д_пп = 0,56 м.

1.1.4 Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального и чердачного перекрытия

1. Для простоты расчета принимаем схему сечения плиты с квадратными отверстиями в плите вместо круглых. Так, сторона эквивалентного по площади квадрата (А_квадр - А_круга):

Рис. 1.1.4. Поперечное сечение плиты (а) и расчетная схема (б)

2. При делении плоскостями, параллельными тепловому потоку. Получаем два параллельных участка. Участок I - однородный, участок II - многослойный, состоящий из двух одинаковых по толщине слоев а и в, а также горизонтальной воздушной прослойки. Сопротивления теплопередаче этих участков R_I и R_II соответственно равны:

м²·°С/Вт

Термическое сопротивление воздушной прослойки R_в.п находим по прилож.7 методического указания:

* для панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка с потоком теплоты снизу вверх отделена от холодного чердака слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях R_в.п = 0,15 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + 0,15 = 0,19 м²·°С/Вт;

* для панели перекрытия над неотапливаемым подвалом с утеплителем, лежащим под железобетонной плитой, горизонтальная воздушная прослойка от холодного техподполья отделена слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях при потоке теплоты сверху вниз R_в.п = 0,24 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + R_в.п = 0,04 + 0,24 = 0,28 м²·°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче всей плиты при разбивке его плоскостями, параллельными тепловому потоку, определяем по формуле:

* для чердачного перекрытия

0,156 м^{2 о}С/Вт

* для перекрытия над подвалом

0,189 м^{2 о}С/Вт

3. При делении плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку (см. рис. 1.1.4 на схеме справа), и получаем три параллельных участка. Участки а и в - однородные, участок б - неоднородный, состоящий из горизонтальной воздушной прослойки и слоя железобетона шириной I = 0,07 м и толщиной б = 0,14 м

м^{2 о}С/Вт

Определяем сопротивление теплопередаче этих участков:

м^{2 о}С/Вт

R_б определяем по формуле:

* для чердачного перекрытия

м^{2 о}С/Вт

* для перекрытия над подвалом

м^{2 о}С/Вт

Сопротивление теплопередаче всей плиты R_в.т, м²·°С/Вт, при разбивке его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, определяем по формуле:

R_в.т = 2· R_а + R_б = 2·0,02 + R_б;

* для чердачного перекрытия

R_в.т = 2·0,02 + 0,111 = 0,151 м²·°С/Вт;

* для перекрытия над подвалом

R_в.т = 2·0,02 + 0,136 = 0,176 м²·°С/Вт.

Приведенное термическое сопротивление теплопередаче плиты R_пр, м²·°С/Вт, определяется по формуле :

* для чердачного перекрытия

0,153 м²·°С/Вт

* для перекрытия над подвалом

0,180 м²·°С/Вт

Полученные значения используются как известные величины при дальнейшем определении толщины изоляции в указанных перекрытиях.

1.2 Проверка конструкций ограждений на конденсацию водяных паров на их внутренней поверхности

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности ограждений наблюдается при . При проверку на образование конденсации водяных паров на внутренней поверхности стен можно не производить. В этом случае проводят проверку на образование конденсации водяных паров только в углу наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

, (11)

где и - то же, что в формуле (1); и - то же, что и в формуле (4).

Температура в углу наружных стен , °C, вычисляется по приближенной формуле

, (12)

Упругость водяного пара е, Па, в воздухе помещения равна

, (13)

где - относительная влажность воздуха, %; Е - упругость водяных паров в состоянии полного насыщения, Па, определяемая по формуле

, (14)

Температура точки росы воздуха помещения , °C, вычисляется по следующей зависимости:

, (15)

1.2.1 Проверка наружной стены на конденсацию водяных паров в углу помещения

Необходимые данные для расчета взяты из 1.1.1. Относительная влажность воздуха в помещении 52 %.

1) Определим температуру внутренней поверхности стены по формуле (11)

18,2 °С;

2) Определимм температуру на внутренней поверхности стены в углу помещения по формуле (12)

16,56 °С;

3) Определим упругость в состоянии полного насыщения водяными парами по формуле (14)

2402 Па;

4) Определим упругость водяного пара в воздухе помещения по формуле (13)

1249,04 Па;

5) Определим температуру точки росы по формуле (15)

10 °С;

Так как температура внутренней поверхности наружной стены в углу помещения (= 16,56 °С) выше, чем температура точки росы (= 10 °С), то конденсации водяных паров в углу помещений не будет.

2. Расчет тепловой мощности системы отопления

2.1 Уравнение теплового баланса

Расчет тепловой мощности системы отопления следует проводить по методике [5, 6], согласно которой расчетная тепловая нагрузка системы отопления , Вт, определяется по формулам:

а) для комнат жилых зданий

при >

-, (16)

при >

-; (17)

б) для помещений лестничных клеток

; (18)

в) для кухонь жилых зданий

-; (19)

где - основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт; - бытовые тепловыделения, Вт; - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха в результате инфильтрации через неплотности наружных ограждений, Вт; - расход теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха, Вт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции , в Вт, определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции , которые вычисляются по формуле с округлением до 1 Вт:

, (20)

где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; К-- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С); , и п - то же, что в формуле (1); в- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с [6, с. 110, рис. 5.3]. Потери теплоты через внутренние ограждения конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 3 °С и менее.

Расчетную площадь ограждающих конструкций (с точностью до 0,1 м²) определяют по [6, рис. 5.1, 5.2].

При определении площади наружных стен площадь окон не вычитают, а вместо коэффициента теплопередачи окон берут разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен. Сумма теплопотерь через наружные стены и окна при этом не изменяется.

При определении потерь теплоты через наружные двери их площадь следует вычитать из площади стен и коэффициент теплопередачи принимать полностью, так как добавки на основные теплопотери у наружной стены и двери разные.

Ограждающие конструкции обозначают сокращенно:

НС - наружная стена, ДО - окно с двойным остеклением, Пл - пол, Пт -потолок, ДД - двойная дверь, ОД - одинарная дверь.

Все помещения номеруют поэтапно по ходу часовой стрелки. Помещения подвального этажа номеруют с № 01, помещения первого этажа - с № 101, помещение второго этажа - с № 201 и т.д. Номера проставляются на планах в центре рассматриваемых помещений. Внутренние вспомогательные помещения: коридоры, санузлы, кладовые, ванные комнаты и другие, не имеющие наружных стен, отдельно не номеруются. Теплопотери этих помещений через полы и потолки относят к смежным с ними комнатам.

Теплопотери через отдельные ограждения каждого помещения суммируют. Теплопотери лестничной клетки определяют, как для одного помещения. Каждую лестничную клетку обозначают буквами А, Б и т.д.

Бытовые теплопоступления , Вт, для жилых комнат определяют по формуле

, (21)

где А_П - площадь пола помещения, м².

Расход теплоты , Вт, (см. формулы 16, 18 и 19) на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

, (22)

где - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч; при выполнении курсового проекта допускается определять только через окна и балконные двери по формуле (21); С - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°С); , - то же, что в формуле (20); k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон с тройными переплетами k = 0,7, для окон и балконных дверей с двойными раздельными переплетами k = 0,8 и со спаренными переплетами k = 1, k = 0,6 - для других наружных ограждающих конструкций.

Расход теплоты , Вт, (см. формулу 14) на нагревание инфильтрующегося воздуха для жилых зданий определяют по выражению

, (23)

где - расход удаляемого воздуха, в м, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений, следовательно ; C, , и k - то же, что в формуле (22); с_В - плотность воздуха в помещении, кг/м³.

Расход инфильтрующегося воздуха , кг/ч, через неплотности в оконных проемах и балконных дверей находят по зависимости

, (24)

где А_ок -- площадь световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) м²; R_И - сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей), в (м²·ч·Па)/кг, принимается по [3, прил.10*]; ?Р - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па.

Разность давлений на наружной и. внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, в Па, можно вычислить по формуле

, (25)

где H - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза; h - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон; g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с; , - плотность, кг/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемая по зависимости

, (26)

где t - температура воздуха, °С; V_Н - расчетная скорость ветра, м/с; C_Н, С_З - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания принимаются по СНиП 2.01.07-85*, при выполнении курсового проекта можно принимать C_Н = 0,8, С_З = -0,6; k - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания принимается по СНиП 2.01.07-85*; при высоте здания Н = 10 м k = 0,65; при H = 20 м, k = 0,85; для промежуточных высот здания значение к определяют линейной интерполяцией.

2.1.1 Расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна трехэтажного здания

Расчетная скорость ветра V_Н = 5,2 м/с. Так как окна были приняты с тройным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах, то при уплотненноых пенополиуретаном притворах сопротивление воздухопроницанию светового проема составит 0,44 (м ·ч·Па)/кг, высота здания H = 10,3 м, уровень верха окна первого этажа h₁ = 3,05 м, второго h₂ = 6,05 м, третьего h₃ = 9,05 м.

Коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания:

По формуле (25) определим расчетную разность давлений воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха окна для первого этажа ?P₁, второго ?P₂ и третьего этажа ?P₃, но вначале по формуле (26) вычислим плотности наружного и внутреннего воздуха

= 1,47 кг/м³; кг/м³;

Па;

Па;

Па.

Вертикальные размеры элементов здания принимаем по рисунку 2.1.1.

Обмер помещений в плане указан на рисунке 2.1.2.

Рисунок 2.1.1 Определение вертикальных размеров здания

По формуле (24) определяем расход инфильтрующегося воздуха через неплотности в оконных проемах для первого, второго и третьего этажей;

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч.

А_{ок =} =1,8

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле (22)

Вт;

Вт;

Вт.

По формуле (21) определяем бытовые теплопоступления при А_П = 12.8 м²

Вт.

Вычисляем по формуле (23) затраты теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха исходя из санитарно-гигиенических требований:

Вт.

Учитывая, что Q_В больше, чем Q_И, в расчет принимаем Q_В.

Рисунок 2.1.2 Пояснение к обмеру помещений на плане

2.1.2 Определение потери теплоты для жилой угловой комнаты № 101

Расчетная тепловая нагрузка системы отопления жилой комнаты 101, определенная по формуле (17), составляет

Вт.

2.1.3 Определение потери теплоты для лестничной клетки

Расчетная скорость ветра V_Н = 5,2 м/с, сопротивление воздухопроницанию светового проема R_И = 0,26 (мІ·ч·Па)/кг, двери R_ДВ = 0,14 (мІ·ч·Па)/кг по СНиП 23-02-2003, высота здания H = 10,3 м, высота верха двери м, высота верха первого окна м, высота верха второго окна м, коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания k = 0,65.

По формуле (25) определим расчетную разность давлений воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха двери ?P_ДВ, верха первого окна ?P_ОК1 и верха второго окна ?P_ОК2, но вначале вычислим плотности наружного и внутреннего воздуха по формуле (26)

кг/м^3; кг/м³;

Па;

Па;

Па.

Определим расход инфильтрующегося воздуха через неплотности наружных ограждающих конструкций помещения по формуле:

, (24)

где Па, Па, Па, А_ок = 0,9·1,2·2 = 2,16 м², А_ДВ = 1,2·2,2 = 2,64 м².

кг/ч.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле (22)

Вт.

Определим коэффициент добавочных теплопотерь для двери лестничной клетки. Учитывая, что дверь принята двойная с тамбуром, то по [13] в = 0,27 H, так как H = 10,3 м, получим

В = H · в = 0,27·10,3 = 2,8

Дверь ориентирована на юг, следовательно добавочные потери теплоты, связанные с ориентацией по сторонам света, принимаются равными нулю. Тогда

Расчёты потерь теплоты представлены в таблице 1.

2.1.4 Определение удельной тепловой характеристики здания

Суммируя тепловую нагрузку системы отопления всех помещений здания, получим расчетную тепловую мощность системы отопления всего здания Вт.

Определив отопительную нагрузку всего здания , Вт, вычисляют удельную тепловую характеристику здания q, Вт/(м³·°С) по формуле

,

где V - объем здания по наружному объему (высота здания определяется от уровня земли до верха утеплителя), м³; - расчетная разность температур между средней температурой воздуха в отапливаемых помещениях и температурой наиболее холодной пятидневки, °С.

Объем здания V = 4693,8 м^3.

Средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях = 19 °С.

Температура наиболее холодной пятидневки = -37 °С.

Тогда

Вт/(м³·°С).

3. Гидравлический расчет системы отопления

3.1 Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет трубопроводов при выполнении курсового проекта производится для основного циркуляционного кольца. При этом рекомендуется расчет проводить методом удельных потерь давления. Расход воды в каждом стояке или на участке вычисляют по формуле

, (28)

где Q - тепловая нагрузка стояка или участка, Вт; t_Г, t_О - расчетная температура горячей и обратной воды в системе отопления, °С; для двухтрубной системы (t_Г = 95 °С, t_О = 70 °С; с - удельная массовая теплоемкость воды, с = 4,2 кДж/(кг·°С); в₁ - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины в₁ = 1,02, принимается по табл. 8.2 [6]; в₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений, принимается по табл. 8.3 [6], для чугунных радиаторов, установленных у наружной стены, в том числе под световым проемом в₂ = 1,02.

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления производят в следующей последовательности.

1. После определения тепловой мощности системы отопления, размещения отопительных приборов и теплового пункта вычерчивают схему трубопроводов с изображением всех поворотов, ответвлений, запорно-регулирующей арматуры.

2. На схему наносят тепловые нагрузки всех отопительных приборов (записываются на расчетной схеме системы отопления над прямоугольниками, изображающими отопительные приборы), которые суммируются по стоякам и отдельным кольцам циркуляции.

3. Выбирают основное циркуляционное кольцо, т.е. наиболее протяженное, имеющее наибольшую тепловую нагрузку.

4. Расчетное циркуляционное кольцо разбивают на участки. На каждом участке проставляют тепловую нагрузку (в числителе) и его длину (в знаменателе). Расчетное (основное) циркуляционное кольцо, выделенное жирной линией, включает участки 1 - 16. Участком называется трубопровод, на котором расход протекающей воды, температура воды и диаметр трубопровода остаются неизменными. Нумеруют участки, начиная от распределительного коллектора и кончая сборным коллектором.

5. Определяют расчетное давление ДP_P, Па, которое складывается из давления, создаваемого элеватором ДP_Н и естественного циркуляционного давления ДP_E за счет остывания воды в отопительных приборах

, (29)

Величину ДP_Н определяют по формуле

, (30)

Где - разность давления в наружных тепловых сетях, в месте ввода в здание, кПа (см. задание); и - коэффициент смешения, который находят из соотношения

, (31)

где - расчетная температура воды в тепловой сети. °С; и - то же, что и в формуле (26).

Величину ДP_E определяют по зависимости

, (32)

где h - вертикальное расстояние между серединой отопительного прибора, расположенного на первом этаже, и осью элеватора, м; для основного циркуляционного кольца h можно принимать от 1,5 до 1,7 м; и - плотность охлажденной и горячей воды, кг/мі; ( = 977,81 кг/мі; = 961,92 кг/м³; g = 9,81 м/с²).

6. При выборе диаметра труб исходят из среднего значения удельной линейной потери давления на трение в основном циркуляционном кольце , Па/м

, (33)

где - то же, что и в формуле (29); - сумма длин последовательно соединенных участков расчетного циркуляционного кольца; длина участков определяется с точностью до 0,1 м по схеме системы отопления; 0,65 - доля потерь давления на трение. Гидравлический расчет сводится в табл. 2.

7. Заполняют графы 1, 2 и 4 табл. 2, т.е. записывают номера участков, тепловые нагрузки и длины участков. В графе 3 проставляется расход воды на участке, который определяется по формуле (28).

8. Ориентируясь на значение по [6, прил.6], определяют диаметры труб участков (графа 5 расчетной табл. 3), действительные удельные потери давления на трение R (графа 7) и скорость движения воды (графа 6). Необходимо следить за тем, чтобы скорость движения воды не превышала предельно допустимых значений [6]. Умножая величину «R» на длину «l» получают значение Rl участка (графа 8).

Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па, определяют по формуле

, (34)

Где - сумма коэффициентов местного сопротивления (к.м.с.) на участке, определяемая по [6, прил. 5] в соответствии с данными табл. 3, составленными на основании расчетной схемы системы отопления (рис. 6); V - скорость движения воды, м/с; с - плотность воды, кг/м³; - динамическое давление, Па, определяемое по [6, прил.7].

Значение к.м.с. заносят в графу 9 табл. 2, а значения в графу 10.

Величину потерь давления в местных сопротивлениях Z записывают в графу 11, а в графу 12 - сумму потерь давления Rl+Z.

Общие потери давления в основном циркуляционном кольце , полученные путем суммирования потерь давления на трение и в местных сопротивлениях на всех участках основного циркуляционного кольца (графа 12, табл. 2), сопоставляют с расчетным циркуляционным давлением.

Расчет основного циркуляционного кольца считается законченным, если выполняется условие

, (35)

Действительный запас расчетного давления, %, вычисляют по формуле

, (36)

Если запас меньше 5 % или больше 10 %, то изменяют диаметры трубопроводов отдельных участков кольца циркуляции таким образом, чтобы потери давления соответственно увеличились (при уменьшении диаметров труб) или уменьшились (при увеличении диаметров).

3.1.1 Гидравлический расчет трубопроводов методом удельной потери давления на трение

Требуется выполнить гидравлический расчет двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и тупиковым движением воды.

Система отопления присоединена к тепловой сети через элеватор. Располагаемое давление в тепловой сети на вводе в здание = 67 кПа. Температура воды в подающей магистрали - = 150 °С, в обратной - = 70 °С.

Определим коэффициент смешения по формуле (31)

2,2.

Определим давление, создаваемое элеватором по формуле (30)

7593 Па.

Определим естественное циркуляционное давление по формуле (32)

265 Па.

Определим расчетное располагаемое давление для системы отопления по формуле (29)

7858 Па.

Определим среднее значение удельной линейной потери давления на трение в основном циркуляционном кольце по формуле (33)

66,2 Па/м.

Дальнейший расчет сводится в табл.2.

Таблица 2

Гидравлический расчет трубопроводов системы водяного отопления

Номер участка	Тепловая нагрузка Q,Вт	Расход теплонос ителя G,кг/ч	Длина участка l,мм	Диаметр, d, мм	Скорость воды V, м/с	Удельные потери на трение R, Па/м	Потери давления на трение Rl,Па	Сумма коэф. Местных сопротивлений, ?ж	Динамическое давление Рдин,Па	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па	Сумарные потнри Rl+Z,Па
1	52958,6	1891	3,8	40	0,38	56	213	2,5	70	175	388
2	28574,8	1020	6,8	25	0,5	150	1020	1,5	121,3	182	1202
3	18890,1	674	1,0	25	0,31	65	65	1,5	466	70	135
4	12959,9	463	7,2	25	0,21	32	230	1	21,4	21	251
5	7530,2	269	6,5	20	0,2	40	260	1	19,4	19	279
6	5312,7	190	5,9	15	0,25	95	561	6	30,3	182	743
7	3434,5	123	3,0	15	0,16	40	120	2	12,4	25	145
8	1991,5	71	3,0	15	0,096	15	45	2	4,5	9	54
9	995,75	36	1,4	15	0,05	3,2	4,5	6,5	1,2	8	12,5
10	995,75	36	1,4	15	0,05	3,2	4,5	2,5	1,2	3	7,5
11	1991,5	71	3,0	15	0,96	15	45	2	4,5	9	54
12	3434,5	123	3,0	15	0,16	40	120	2	12,4	25	145
13	5312,7	190	5,9	15	0,25	95	561	6	30,3	182	743
14	7530,2	269	6,5	20	0,2	40	260	1	19,4	19	279
15	12959,9	463	7,2	20	0,35	112	806	1	59,4	59	865
16	18890,1	674	1,0	20	0,31	240	240	1,5	46,6	70	310
17	28574,8	1020	6,8	25	0,5	150	1013	1,5	111,7	168	1181
18	52958,6	1891	3,8	40	0,38	56	213	2,5	70	175	388
	?l=	77.2		?(Rl+Z)=	7182

Коэффициенты местных сопротивлений (графа 9, табл. 2), принятые по [6, прил. 5], приведены в табл. 3. В графу 10 табл. 2 заносим значение P_ДИН, принимаемое по [6, прил. 7] при соответствующей скорости движения теплоносителя на каждом участке.

Таблица 3

Местные сопротивления и их коэффициенты на участках основного циркуляционного кольца

Номер участка	Диаметр d, мм	Наименование местных сопротивлений	Коэффициенты местных сопротивлений	Сумма Коэффициентов местных сопротивлений
1	32	Задвижка, два отвода	0,5 1.2=2	2,5
2	32	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
3	20	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
4	20	Тройник на проходе	1	1
5	20	Тройник на проходе	1	1
6	20	Тройник на проходе, 1 отвод, кран проходной	1 1 4	6
7		Крестовина на проходе	2	2
8	15	Крестовина на проходе	2	2
9	15	Тройник на ответвлении, кран двойной регулировки, Ѕ радиатора	1,5 4 1	6,5
10	15	Ѕ радиатора, Тройник на ответвление	1 1,5	2,5
11	15	Крестовина на проходе	2	2
12	15	Крестовина на проходе	2	2
13	20	1 отвод, кран проходной, Тройник на проходе	1 4 1	6
14	20	Тройник на проходе	1	1
15	20	Тройник на проходе	1	1
16	20	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
17	32	Тройник на ответвлении	1,5	1,5
18	32	2 отвода, Задвижка	2 0,5	2,5

Определим запас расчетного давления по формуле (36)

8,6 %, что допустимо.

3.2 Расчет индивидуального теплового пункта

Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по выражению (37) для его подбора по серийным данным [8, табл. VI.12], вычислению диаметра сопла элеватора, мм, по соотношению (38)

, (37)

где - расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч; - общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па.

, (38)

где u - коэффициент смешения, вычисляемы по формуле (31).

3.2.1 Расчет и подбор индивидуального теплового пункта

Требуется подобрать элеватор для следующих условий: расчетная тепловая нагрузка системы отопления Вт; температура воды в тепловой сети составляет = 150 °С, = 70 °С; параметры воды в системе отопления - = 95 °С, = 70 °С; разность давления в тепловой сети = 60 кПа; теплоемкость воды c = 4,2 кДж/(кг·°С).

Определим расход воды в системе отопления и коэффициент смешения по формулам (26) и (29)

1891 кг/ч;

2,2.

Определим давление, создаваемое элеватором, по формуле (30)

7593 Па.

Определим расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по формуле (28)

567 кг/ч.

Расход воды, подмешиваемой G_ПОД из обратной магистрали системы отопления в элеватор, составляет

кг/ч.

Определим диаметр горловины элеватора по формуле (37)

13,05 мм.

По [8, табл. VI.12] принимаем к установке стандартный элеватор №1, имеющий диаметр горловины 15 мм, т.е. близкий к полученному по формуле (35) [6].

Определим диаметр сопла элеватора по формуле (38)

мм.

4. Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов

Для расчета площади поверхности отопительных приборов прежде всего необходимо определить номинальную плотность теплового потока , Вт/м², которая получена путем тепловых испытаний отопительного прибора при стандартных условиях работы в системе водяного отопления. В стандартные условия входят следующие параметры: температура входящей сверху в прибор воды составляет 105 °С; выходящей снизу - 70 °С; температура воздуха в помещении - 18 °С; расход воды в приборе - 0,1 кг/с; атмосферное давление 1013,3 гПа.

Значение номинальной плотности теплового потока чугунных секционных радиаторов приводятся в [6, табл. 8.1].

Располагая величиной , можно определить расчетную плотность теплового потока отопительного прибора , Вт/м², для условий работы, отличных от стандартных, при теплоносителе - воде по формуле

, (39)

где - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м², принимаемый по [6, табл. 8.1]; - действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с; п, р - экспериментальные значения показателей степени по [6, табл. 8.1]; - средний температурный напор, равный

, (40)

где , , - температуры, соответственно, теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, а так же воздуха, °С.

Расчетная площадь отопительного прибора, в м², определяется по формуле

, (41)

где - теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт; - суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового тока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт.

Суммарную теплоотдачу теплопроводов для практических задач можно найти по упрощенной формуле

, (42)

где и - теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые по [7, табл. II.22] исходя из разности температур теплоносителя и воздуха помещения , , - длина вертикальных и горизонтальных открыто проложенных теплопроводов в пределах помещения, м.

Расчетное число секций чугунных радиаторов вычисляют из соотношения

, (43)

где f₁ - площадь поверхности нагрева одной секции, м², зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении по [6, табл. 8.1]; - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке = 1,0; - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 - 1, от 16 до 20 - 0,98, от 21 до 25 - 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле

, (44)

Поскольку расчетное число секций по формуле (43) редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций, принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт). Как правило к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.

4.1 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов

Требуется определить число секций чугунного радиатора типа МС-140-108, установленного на первом этаже 101 комнаты (см. приложение 1) у наружной стены без ниши под подоконником на расстоянии от него 50 мм, в помещении высотой 2,7 м при Q_ОТ =1878,2 Вт при t_В = 22 °C.

Радиаторы присоединены к двухтрубному стояку системы отопления с нижней разводкой при = 95 °С и = 70 °С. В помещении установлено два отопительных прибора с тепловой нагрузкой Q_ОТ =1878,2 Вт

Охлаждение воды в подающей магистрали не учитываем.

Температурный напор, т.е. разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяемый по формуле (40) составляет

.

Плотность теплового потока радиатора МС-140-108 при = 35,5 кг/ч, вычисленного по формуле (28), находим по формуле (39)

730 Вт/мІ.

Теплоотдачу трубопроводов определяют по формуле (42): и находят по [7, табл. II.22]; , измеряют по плану.

246,2 Вт.

Определим расчетное число секций радиатора по формуле (41)

= 2,42 м²

Определим расчётное число секций по формуле (43)

9,9 шт.

К установке принимаем прибор, состоящий из 10 секций.

Результаты расчета сводятся таблице 4.

отопление вентиляция жилое здание

Таблица 4

Расчет чугунных радиаторов МС-140-108

Номер помещения	Тепловая мощность,Qпот, Вт	Температуры воздуха; теплоосителя на входе, выходе, и средний температурный напор,0C	Gпр,кг/ч	qпр, Вт/м2	Поправочные коэффициенты	Qтр, Вт	Ар, м2	Число секций радиатора
		tв	tвх	tвых	?tср			в3	в4			Np	Nуст
117	1878,2	22	95	70	60.5	33,5	730	1	1	472,1	1,99	8,16	9
217	1443	22	95	70	60.5	25,7	728	1	1	472,1	1,39	5,7	6
317	1991,5	22	95	70	60.5	35,5	733	1	1	246,2	2,42	9,9	10

5. Проектирование и расчет вентиляции

В жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция с удалением воздуха из санитарных узлов; кухонь, ванных или совмещенных санитарных узлов через каналы, которые прокладывают в толще внутренних капитальных стен либо выполняют в виде специальных блоков из бетона и других материалов.

Наружный приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает неорганизованно через неплотности в строительных конструкциях и форточки.

В квартирах из четырех и более комнат предусматривают дополнительную вытяжку непосредственно из помещений, за исключением двух ближайших к кухне. Можно не предусматривать вытяжку из угловых комнат, имеющих два окна и более.

При компоновке систем вентиляции следует иметь в виду, что в одну систему объединяют одноименные или близкие по назначению помещения. Кухни, уборные, ванные комнаты должны иметь вытяжную вентиляцию с удалением воздуха непосредственно из данных помещений. В одной квартире допускается объединять вентиляционные каналы уборной и ванной комнаты, а также вентиляционные каналы ванной комнаты (без унитаза) с кухней. Не допускается присоединять к одному вентиляционному каналу вытяжные решетки из кухни и уборной.

Рекомендуемые минимальные размеры жалюзийных решеток в кухнях -- 200x250 мм; в уборной и ваннах комнатах -- 150x150 мм. В санитарных узлах устанавливают регулируемые вытяжные решетки, в кухнях -- неподвижные.

В [6, § 49] показаны принципиальные схемы и конструктивные элементы канальной системы естественной вентиляции.

В крупнопанельных зданиях вентиляционные каналы изготавливают в виде специальных блоков.

Вентиляционные блоки для, зданий с числом этажей до пяти изготавливают с индивидуальными каналами для каждого этажа [6, рис. 14.2, а], а для зданий с числом этажей пять и более выполняют по схеме с перепуском через один или несколько этажей [6, рис. 14.2, б, в]. В кирпичных зданиях вертикальные каналы прокладывают в толще внутренних капитальных стен [6, рис. 14.3, а]. Вытяжные вентиляционные каналы объединяют на чердаке сборный коробом, из которого воздух отводится в атмосферу через шахту [6, рис. 14.1]. Для зданий с числом этажей до пяти вытяжные вентиляционные каналы выводят в виде самостоятельного коренника. Причем вытяжные каналы (шахты) для выброса воздуха должны быть выведены выше конька крыши не менее чем 0,5 м при расположении канала (шахты) на расстоянии до 1,5 м от конька, на один уровень с коньком при расстоянии от 1,5 до 3,0 м; не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту, при расположении шахты на расстоянии более 3 м от конька.

Расход удаляемого воздуха из кухонь, санузлов и ванных комнат определяют по [14, табл. 1]. После определения воздухообмена и размещения каналов, жалюзийных решеток и вытяжных шахт вычерчивают расчетную схему.

Аэродинамический расчет естественной вытяжной вентиляции подробно рассмотрен в [6, § 50].

5.1 Определение сечения каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, секции трехэтажного жилого дома

На кухне установлены 4-комфорочные газовые плиты. Из каждой кухни по [1,9] удаляется 90 м³/ч воздуха. Вертикальные каналы проложены в кирпичных стенах. На расчетной схеме нумеруются участки с указанием нагрузок и длин.

Определяем располагаемое давление для каналов каждого этажа [6] по формуле

(45)

где - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м; g - ускорение свободного падения,

g = 9,81 м/с²; - плотность, кг/м³, соответственно воздуха в помещении и наружного при температуре , определяемая по зависимости (26). Располагаемое естественное давление для каналов составит:

для 3-го этажа

Па,

для 2-го этажа

Па,

для 1-го этажа

Па.

Расчёт начинаем с наиболее неблагоприятно расположенного канала, то есть с канала из кухни третьего этажа.

При рекомендуемой скорости воздуха V от 0,6 до 0,8 м/с [6, с.260] определим сечения жалюзийной решетки и канала (участок 1), в м², по формуле

(46)

где L -- расход вентиляционного воздуха, который в канале из кухни с 4-комфорочной газовой плитой составляет 90 м³ /ч.

Площадь сечения жалюзийной решетки составит

м².

Принимаем жалюзийную решетку по [14, табл. 13] размером

250 х 250 мм с площадью живого сечения м² и канал размером 1/2 x 1 кирпич [6, табл. 14.2] с площадью сечения 0,14 x 0,27 = 0,0378 м². Тогда действительные скорости в жалюзийной решетке и в канале соответствии с зависимостью (46) составят:

м/с,

м/с.

По [6, прил.9] коэффициент местного сопротивления вытяжной жалюзийной решетки (с поворотом на 90°) . Динамическое давление при скорости входа воздуха в решетку = 0,69 м/с определяем по формуле

(47)

Па.

Динамическое давление можно также найти по [6, рис.14.9]. Потери давления в жалюзийной решетке вычисляем по формуле (34)

Па.

Канал на участке 1 имеет прямоугольное сечение, и поэтому для определения потерь давления на трение находим равновеликий по трению диаметр канала круглого сечения [6] по формуле

(48)

где - размеры сторон прямоугольного воздуховода, мм.

мм.

Учитывая полученное значение 184,4 мм, принимаем по [14, табл. 15] ближайший по величине стандартный эквивалентный диаметр =180 мм и записываем в графу 7 табл. 5.

По [14, табл. 15] при скорости в канале 0,66 м/с потери давления на трение в стальном воздуховоде (по интерполяции) R = 0,05 Па/м.

В кирпичном канале на участке 1, имеющем большую шероховатость, чем стальные воздуховоды, потери на трение, согласно [6, табл. 14.3], при коэффициенте шероховатости в = 1,36 составят

Па.

Полученное значение записываем в графу 10 табл. 5.

По [6, прил.9] определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1:

поворот потока воздуха на 90° после его входа в канал (так как колено прямоугольное, то значение для квадратного сечения воздуховода умножаем на поправочный коэффициент с [6, прил.9]

;

вытяжная шахта с зонтом ;

сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке 1 составит

Определяем потери давления в местных сопротивлениях в соответствии с выражением (34)

Па.

Суммарные потери давления в жалюзийной решетке и на участке 1 составят

Па.

Определяем запас давления по выражению

%.

Расчеты для 2-го и 1-го этажей аналогичны. Результаты расчета заносим в табл. 5.

Таблица 5

Аэродинамический расчет вентиляционных каналов

Заключение

Уровень развития строительного производства в настоящее время определяется в числе других условий наличием высококвалифицированных специалистов - профессионалов. Знание основ теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции позволит будущему инженеру-строителю планировать и проводить мероприятия, направленные на экономию энергоресурсов, охрану окружающей среды, на повышение эффективности работы оборудования.

Выполнение курсового проекта дает возможность глубоко понять важность увязки объемно-планировочных решений строящихся сооружений и размещения инженерно-технического оборудования, предназначенного для поддержания нормируемых параметров микроклимата помещений.