Теплотехнический расчет помещений

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет выполняем для всех наружных ограждений: наружных стен, чердачного перекрытия, перекрытия над подвалом, окон и наружных дверей.

Порядок расчета:

Устанавливаем исходные данные для расчета:

- Город - Воронеж;

- Вариант плана здания -6;

- Этажность - 2;

- Расчетная температура воздуха в помещении tint = 18⁰ C;

- Температура наружного воздуха text, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92, text = - 26С^0;

- Средняя температура отопительного периода, t_ht = -3,1С⁰;

- Продолжительность отопительного периода, z_ht = 196 суток;

- Максимальная из скоростей ветра по румбам за январь, V = 5,1 м/с;

В расчетах принимаем нормальный влажностный режим помещений (СНиП 23-02-2003).

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций.

Определяем градусо-сутки отопительного периода D_d,°С·сут, определяют по формуле 1.1.

(1.1)

Значения R_req для величин D_d, следует определять по формуле 1.2.

R_req = a · D_d + b, (1.2)

коэффициенты a, b принимаем для наружных стен а = 0,00035, b = 1,4; для пола первого этажа и чердачных перекрытий а = 0,00045, b = 1,9; для окон и балконных дверей: для интервала до 6000°С·сут. а = 0,000075, b = 0,15; для интервала 6000-8000°С·сут. а = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000°С·сут. и более: а = 0,000025; b = 0,5.

R_req = 0,00035 · 4135+1,4=2,85- для наружных стен;

R_req = 0,00045 · 4135+1,9=3,76- для пола первого этажа и чердачного перекрытия;

R_req = 0,000075 · 4135+0,15=0,46- для окон и балконных дверей.

Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше нормируемого сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этой конструкции.

Определяем фактическое термическое сопротивление наружной стены R₀.

Считаем, что наружная стена состоит из трех слоев (1 и 3 слой железобетон, 2 слой пенополистирол). Толщина 1 и 3 слоев для железобетона по 150 мм.

а) Рассчитываем термическое сопротивление теплоизоляционного слоя

 (1.3)

теплотехнический давление гидравлический ограждение

где ₁, ₃ - толщины 1 и 3-го слоев, м;

₁, ₃ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м⁰С), ₁ =₃ =1,92;

_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²⁰С), (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Теплотехнические характеристики

Ограждение	Коэффициент, N	Нормативный температурный перепад, для жилых зданий tн, ОС	Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2ОС)
			на внутренней поверхности ограждения, int	На наружной поверхности ограждения, ext
Наружная стена, окно, входная дверь	1	4	8,7	23
Чердачное перекрытие	0,9	3	8,7	12
Перекрытие над подвалом	0,6	2	8,7	6

б) Рассчитываем толщину теплоизоляционного слоя, по формуле 1,4:

(1.4)

где ins коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, ins=0,041 Вт/м0С.

в) Определяем фактическое термическое сопротивление наружной стены, по формуле 1.5:

(1.5)

г) Определяем коэффициент теплопередачи стены:

(1.6)

4) По требуемому термическому сопротивлению окна выбираем его конструкцию - тройное остекление в металлических раздельных переплетах.

Определяем коэффициент теплопередачи окна по формуле (1.6):

5) Определяем коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия и пола первого этажа по формуле (1.6):

6) Приведенное сопротивление теплопередаче R_red, м²·°C/Вт, входных дверей должно быть не менее произведения 0,6·R_req, где R_req - приведенное сопротивление теплопередаче стен, определяемое по формуле (1.7):

, (1.7)

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 1.1;

t_n - нормируемый перепад между температурой внутреннего воздуха t_int и температурой внутренней поверхности _int ограждающей конструкции, ⁰С, принимаемый по таблице 1.1;

0,6·R_req=0,6·1,264=0,758

Вывод: полученные коэффициенты теплопередачи:

Для стены -

Для пола и чердачного перекрытия -

Для окон-

2. Расчет тепловых потерь отапливаемыми помещениями и составление теплового баланса

2.1 Расчет теплопотерь через наружные ограждения

Расчет основных теплопотерь через наружные ограждения проводим по формуле 2.1:

(2.1)

где k - коэффициент теплопередачи ограждения;

А - площадь ограждения, м²;

t_ext - температура наружного воздуха, ⁰С;

n - коэффициент, зависящий от положения поверхности ограждения к наружному воздуху (табл. 1.1);

t_int - температура воздуха внутри помещения, принимаемая равной 18 ⁰С. Для угловой комнаты t_в = 20 ⁰С, для лестничной клетки t_в = 16 ⁰С.

Записи расчета теплопотерь помещения оформляем в виде таблицы (табл. 2.1).

Наименование помещений записывается следующим образом:

ЖКО - жилая комната ординарная, ЖКУ - жилая комната угловая, К - кухня, ЛК - лестничная клетка.

Ограждающие конструкции записываются условными обозначениями:

НС - наружная стена, ПТ - чердачное перекрытие, ПЛ - перекрытие над подвалом, ДД - двойная наружная дверь, ДО - окно с двойным остеклением.

Добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света рассчитываем по формуле 2.2:



(2.2)

где - коэффициент добавочных потерь, определяемый по таблице 2.

Таблица 2

При ориентации ограждений:	При ориентации ограждений:	При ориентации ограждений:
С-З С С-В В	З Ю-В	Ю Ю-З
= 0,1	= 0,05	= 0

Добавочные теплопотери на двойные наружные двери с тамбуром составляют величину = 0,27Н, где Н - высота здания, м, от средней планировочной отметки земли до устья вытяжной шахты.

Суммарные теплопотери через ограждения, находим по формуле 2.3:

(2.3)

Теплопотери через ограждения суммируем 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 добавляем к теплопотерям ближайших отапливаемых помещений.

Теплопотери через ограждения лестничной клетки подсчитываем по всей ее высоте без разделения по этажам.

Таблица 2.1. Тепловые потери через ограждения

Помещение	Характеристика ограждений	Основ-ные тепло-потери	Добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света, QДП, Вт	Суммарные тепло-потери QТП, Вт
Но-мер	Наиме-нова-ние, tВ,°C	Наи-мено-вание	Ори-ента-ция	Раз-мер, а?в, м?м	Площадь А, м2	Коэф-фици-ент тепло-переда-чи, k,	QОП, Вт
						Вт/м2°С
1,00	2,00	3,00	4,00	5,00	6,00	7,00	8,00	9,00	10,00
1 этаж
101,00	ЖКУ,	НС	З	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	14,60	306,57
	20оС	НС	С	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	13,97	153,66
		ДС	З	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	16,35	343,39
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	176,82	0,00	176,82
Итого	1340,18
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
102,00		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	281,60	0,00	281,60
Итого	761,41
	ЖКО,	НС	С	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	9,46	104,04
103,00	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПЛ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	138,24	0,00	138,24
Итого	586,03
	ЛК1,	НС	С	3*7-2,25-2,4	16,35	0,38	252,05	25,21	277,26
	16оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	297,97	29,80	327,76
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	146,46	0,00	146,46
		ДД	С	1,2*2	2,40	3,23	317,83	31,78	349,62
Итого	1101,09
	ЖКО,	НС	С	3*3-	6,75	0,38	109,13	10,91	120,05
104,00	18оС			2,25
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	153,60	0,00	153,60
Итого	497,35
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
105,00		ПЛ	-	6,3*3,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	648,77
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
106,00		ПЛ	-	6,3*3,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	648,77
	ЖКО,	НС	С	3*3-	6,75	0,38	109,13	10,91	120,05
107,00	18оС			2,25
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	153,60	0,00	153,60
Итого	497,35
	ЛК2,	НС	С	3*7-2,25-2,4	16,35	0,38	252,05	25,21	277,26
	16оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	297,97	29,80	327,76
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	146,46	0,00	146,46
		ДД	С	1,2*2	2,40	3,23	317,83	31,78	349,62
Итого	1101,09
	ЖКО,	НС	С	2,7*3-2,25	5,85	0,35	88,04	8,80	96,85
108,00	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПЛ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	138,24	0,00	138,24
Итого	578,84
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
109,00	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	648,77
	ЖКУ,	НС	В	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	29,20	321,17
	20оС	НС	С	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	13,97	153,66
110,00		ДС	В	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	176,82	0,00	176,82
Итого	1371,13
	ЖКУ,	НС	В	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	29,20	321,17
	20оС	НС	Ю	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	0,00	139,69
111,00		ДС	В	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	0,00	327,04
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	176,82	0,00	176,82
Итого	1324,46
	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
112,00	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	605,15
	ЖКО,	НС	Ю	2,1*3-2,25	5,85	0,38	94,58	0,00	94,58
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
113,00		ПЛ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	138,24	0,00	138,24
Итого	545,33
	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
114,00	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	153,60	0,00	153,60
Итого	466,10
	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
115,00	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	153,60	0,00	153,60
Итого	466,10
	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
116,00	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	605,15
	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
117,00	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
	Итого	605,15
		НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
	ЖКО,			2,25
118,00	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3*6,3	18,90	0,32	153,60	0,00	153,60
Итого	466,10
	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
119,00	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	542,90
	ЖКО,	НС	Ю	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	0,00	94,58
120,00	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	138,24	0,00	138,24
Итого	545,33
	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
	18оС
121,00		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	168,96	0,00	168,96
Итого	481,46
		НС	З	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	14,60	306,57
	ЖКУ,	НС	Ю	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	0,00	139,69
	20оС	ДС	З	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	16,35	343,39
122,00		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	0,00	327,04
		ПЛ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	176,82	0,00	176,82
Итого	1293,51
Общие потери через наружные ограждения 1 этажа	17727,52
2 этаж
		НС	З	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	14,60	306,57
	ЖКУ,	НС	С	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	13,97	153,66
201,00	20оС	ДС	З	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	16,35	343,39
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,27	223,97	0,00	223,97
Итого	1387,33
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
202,00	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	733,25
	ЖКО,	НС	С	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	9,46	104,04
203,00	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	4,82	0,00	4,82
Итого	452,62
	ЖКО,	НС	С	3*3-	6,75	0,38	109,13	10,91	120,05
204,00	18оС			2,25
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	574,15
	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
205,00		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	733,25
206,00	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	733,25
207,00	ЖКО,	НС	С	3*3-	6,75	0,38	109,13	10,91	120,05
	18оС			2,25
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	574,15
208,00	ЖКО,	НС	С	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	9,46	104,04
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	2,7*6,3	17,01	0,27	175,10	0,00	175,10
Итого	622,90
209,00	К,	НС	С	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	12,37	136,05
	18оС	ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	31,25	343,75
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	733,25
	ЖКУ,	НС	В	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	29,20	321,17
	20оС	НС	С	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	13,97	153,66
210,00		ДС	В	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ДС	С	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	265,23	0,00	265,23
Итого	1459,54
	ЖКУ,	НС	В	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	29,20	321,17
	20оС	НС	Ю	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	0,00	139,69
211,00		ДС	В	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	32,70	359,74
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	0,00	327,04
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	265,23	0,00	265,23
Итого	1412,87
212,00	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	689,63
213,00	ЖКО,	НС	Ю	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	0,00	94,58
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	637,49
214,00	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	542,90
215,00	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	542,90
216,00	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	1232,53
217,00	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	689,63
218,00	ЖКО,	НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
	18оС			2,25
		ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,27	194,56	0,00	194,56
Итого	507,06
219,00		НС	Ю	3*3-	6,75	0,38	109,13	0,00	109,13
	ЖКО,			2,25
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3*6,3	18,90	0,32	230,40	0,00	230,40
Итого	542,90
220,00	ЖКО,	НС	Ю	2,7*3-2,25	5,85	0,38	94,58	0,00	94,58
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	2,7*6,3	17,01	0,32	207,36	0,00	207,36
Итого	614,45
221,00	К,	НС	Ю	3,3*3-2,25	7,65	0,38	123,69	0,00	123,69
	18оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	312,50	0,00	312,50
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	253,44	0,00	253,44
Итого	689,63
		НС	Ю	3,502*3-2,25	8,26	0,38	139,69	0,00	139,69
	ЖКУ,	НС	З	6,502*3-2,25	17,26	0,38	291,97	14,60	306,57
222,00	20оС	ДС	Ю	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	0,00	327,04
		ДС	З	1,5*1,5	2,25	3,23	327,04	16,35	343,39
		ПТ	-	3,3*6,3	20,79	0,32	265,23	0,00	265,23
Итого	1381,92
Общие потери через наружные ограждения 2 этажа	17487,58
Общие потери через наружные ограждения всего здания	35215,10

2.2 Расчет теплового баланса помещения

1) Теплопотери на нагрев инфильтрующего воздуха Q_и.

Расчет Q_и проводят для окон каждого этажа по формуле 2.4:

(2.4)

где с=1 кДж/(кг⁰С) - удельная теплоемкость воздуха;

- коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха в ограждении встречным тепловым потоком (экономайзерный эффект), равный 0,7 - для окон с тройными переплетами;

A_о - площадь окна, м²;

G_о - количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна, кг/(м²·ч), определяется по формуле 2.5:

Д, (2.5)

где R_и - сопротивление воздухопроницанию, (м²Па)/кг (принимается по таблице 2.2);

Таблица 2.2. Характеристика окон

Остекление в деревянных переплетах	Количество уплотненных притворов	Сопротивление воздухопроницанию, Rи
Одинарное	1	1,21
Двойное спаренное	1	1,21
Двойное раздельное	1	1,35
Двойное раздельное	2	1,76
Тройное	1	1,40
Тройное	2	2,04
Тройное	3	2,60

р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна, Па, определяется по формуле 2.6.

p = (H - h) (ext - int) + 0,5 сext v2 (ce,n - ce,p) kl - pint, (2.6)

где H - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до устья вытяжной шахты;

h - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон;

_ext, _int - удельный вес, Н/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле

с_ext - плотность наружного воздуха, кг/м³;

v - расчетная скорость ветра в январе, м/с;

c_e,n, c_e,p - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания (c_e,n=+0,8, c_e,p=-0,6);

k_l - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания;

p_int - условно-постоянное давление воздуха в здании, Па.

p_int = 0,5H (_ext - _int) + 0,25 с_ext v² (c_e,n - c_e,p) k_l

Коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z, определяется по таб. 2.3 в зависимости от типа местности. Принимаются следующие типы местности:

А - открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В-городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м;

С - городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h - при высоте сооружения h до 60 м и 2 км - при большей высоте.

Таблица 2.3

Высота z, м	Коэффициент k для типов местности
	А	В	С
5	0,75	0,5	0,4
10	1,0	0,65	0,4
20	1,25	0,85	0,55
40	1,5	1,1	0,8
60	1,7	1,3	1,0
80	1,85	1,45	1,15
100	2,0	1,6	1,25
150	2,25	1,9	1,55
200	2,45	2,1	1,8
250	2,65	2,3	2,0
300	2,75	2,5	2,2
350	2,75	2,75	2,35
480	2,75	2,75	2,75

Проводим расчет на нагрев инфильтрующего воздуха для окон первого этажа в жилых угловых комнатах по исходным формулам.

Определяем удельный вес, Н/м, воздуха в помещении:

Определяем удельный вес, Н/м, наружного воздуха:

Определяем с_ext - плотность наружного воздуха, кг/м³:

Определим условно-постоянное давление воздуха в здании, Па.

p_int = 0,5?10,5 (13,96 - 11,82) + 0,25 ?1,42?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65=19,68 Па

Определим разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна, Па, по формуле 2.6:

p = (10,5 - 3,4)? (14,02 - 11,82) + 0,5 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65 - 19,68=12,20 Па.

Определим количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна, кг/(м²·ч), по формуле 2.5:

Определяем теплопотери на нагрев инфильтрующего воздуха Q_и, по формуле 2.4:

Проводим расчет на нагрев инфильтрующего воздуха для окон первого этажа в жилых ординарных комнатах по исходным формулам.

p_int = 0,5?10,5 (13,96 - 11,9) + 0,25 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65=19,38 Па

p = (10,5 - 3,4)? (13,96 - 11,9) + 0,5 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65 - 19,19,38=12,34 Па.

Проводим расчет на нагрев инфильтрующего воздуха для окон клетки по исходным формулам.

p_int = 0,5?10,5 (13,96 - 11,89) + 0,25 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65=19,64 Па

p = (10,5 - 6,4)? (13,96 - 11,98) + 0,5 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65 - 19,64=5,95 Па.

Проводим расчет на нагрев инфильтрующего воздуха для окон второго этажа в жилых угловых комнатах по исходным формулам.

p_int = 0,5?10,5 (13,96-11,82) + 0,25 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65=19,91 Па

p = (10,5 - 6,4)? (13,96-11,82) + 0,5 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65 - 20,01=5,67 Па.

Проводим расчет на нагрев инфильтрующего воздуха для окон второго этажа в жилых ординарных комнатах по исходным формулам.

p_int = 0,5?10,5 (13,96-11,9) + 0,25 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65=19,46 Па

p = (10,5 - 6,4)? (13,96-11,9) + 0,5 ?1,43?5,1² (0,8 - (-0,6))?0,65 - 19,46=5,78 Па.

2) Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из квартиры, Q_В

Расчет ведется по формуле 2.7:

Qв = 0,28 Ln сint·c(tint - text)·, (2.7)

где L_n - расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений;

с_int - плотность воздуха в помещении, кг/м³.

Проводим расчет на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из квартиры, по исходным формулам.

Для кухонь 101,107,108,115,201,207,208,215:

L_n=3?13,85=41,55 м³/ч

Q_в = 0,28 ?41,55?1,22·1?(20 - (-25))·0,8=510,96 Вт

Для комнат 102,106,109,114,202,206,209,214:

L_n=3?14,43=43,29 м³/ч

Q_в = 0,28 ?43,29?1,21·1?(18 - (-25))·0,8=508,70 Вт

Для комнат 103,105,110,113,203,205,210,213:

L_n=3?16,39=49,17 м³/ч

Q_в = 0,28 ?49,17?1,21·1?(18 - (-25))·0,8=573,06 Вт

Для лестничной клетки:

L_n=3?28,26=84,78 м³/ч

Q_в = 0,28 ?84,78?1,2215·1?(16 - (-25))·0,8=951,08 Вт

Для комнат 111,112,211,212:

L_n=3?12,79=38,37 м³/ч

Q_в = 0,28 ?38,37?1,21·1?(18 - (-25))·0,8=447,19 Вт

Для коридора 116,216:

L_n=3?48,61=145,83 м³/ч

Q_в = 0,28 ?145,83?1,21·1?(18 - (-25))·0,8=1699,6 Вт

Данные расчета сводим в таблицу 2.4.

3) Бытовые теплопоступления, Q_Б.

Бытовые теплопоступления Q_Б определяются для всех помещений, кроме лестничной клетки по формуле:

(2.8)

где 10 - удельные теплопоступления с 1 м ² площади, Вт/м²

A_l - площадь пола, м².

4) Расчет тепловой нагрузки на систему отопления.

Определение тепловых нагрузок на отопительные приборы Q_от производится по формулам 2.9, 2.10, 2.11:

для жилых комнат:

(2.9)

где - наибольшая величина из расходов теплоты или на инфильтрацию Q_И, или на вентиляцию Q_В:

для кухонь:

(2.10)

для лестничных клеток:

(2.10)

Полученные данные заносятся в таблицу 2.4

Таблица 2.4. Сводная таблица теплопотерь

Этаж	Помещение	Тепловая нагрузка, Вт
		QТП	QИ	QВ	QБ	QОТ
1	2	3	4	5	6	7
1	К(101)	772	23,81	510,96	138,5	1144,46
1	ЖКО(102)	441	28,82	508,7	147,8	801,9
1	ЖКО(103)	456	28,82	573,06	163,9	865,16
1	ЛК(104)	646	17,97	951,08	282,6	1314,48
1	ЖКО(105)	456	28,82	573,06	163,9	865,16
1	ЖКО(106)	441	28,82	508,7	147,8	801,9
1	К(107)	786	23,81	510,96	138,5	1158,46
1	К(108)	823	23,81	510,96	138,5	1195,46
1	ЖКО(109)	475	28,82	508,7	147,8	835,9
1	ЖКО(110)	491	28,82	573,06	163,9	900,16
1	ЖКО(111)	472	28,82	447,19	127,9	791,29
1	ЖКО(112)	463	28,82	447,19	127,9	782,29
1	ЖКО(113)	491	28,82	573,06	163,9	900,16
1	ЖКО(114)	475	28,82	508,7	147,8	835,9
1	К(115)	797	23,81	510,96	138,5	1169,46
1	ВК(116)	981	28,82	1699,6	486,1	2194,5
2	К(201)	772	26,76	510,96	138,5	1144,46
2	ЖКО(202)	441	18,85	508,7	147,8	801,9
2	ЖКО(203)	456	18,85	573,06	163,9	865,16
2	ЛК(204)	646	17,57	951,08	282,6	1314,48
2	ЖКО(205)	456	18,85	573,06	163,9	865,16
2	ЖКО(206)	441	18,85	508,7	147,8	801,9
2	К(207)	786	26,76	510,96	138,5	1158,46
2	К(208)	823	26,76	510,96	138,5	1195,46
2	ЖКО(209)	475	18,85	508,7	147,8	835,9
2	ЖКО(210)	491	18,85	573,06	163,9	900,16
2	ЖКО(211)	472	18,85	447,19	127,9	791,29
2	ЖКО(212)	463	18,85	447,19	127,9	782,29
2	ЖКО(213)	491	18,85	573,06	163,9	900,16
2	ЖКО(214)	475	18,85	508,7	147,8	835,9
2	К(215)	797	26,76	510,96	138,5	1169,46
	ВК(216)	981	18,85	1699,6	486,1	2194,5
УQ	33113,28

Определяется удельная тепловая характеристика

(2.12)

где Q_от - отопительная нагрузка всего здания, Вт;

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

t_int - принимается равной температуре рядового помещения.

t_int -20°C.

3. Гидравлический расчет системы водяного отопления

3.1 Определение расчетного располагаемого давления

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров труб и потерь давления в системе. Внутренние диаметры труб зависят от скорости воды и определяются по формуле 3.1:

(3.1)

где G, кг/с - расход воды;

, кг/м³ - плотность воды;

v, м/с - ее скорость.

Скорость воды в трубах не должна превышать допустимых значений. Для жилых и общественных зданий:

Диаметр трубы, м………………10 15 20 и более

Предельная скорость, м/с….. 1,5 1,2 1

Потери давления в трубопроводах P, Па, с учетом запаса давления определяются по формуле 3.2:

(3.2)

где Р_р - расчетное располагаемое циркуляционное давление, определяемое по формуле 3.3:

(3.3)

где Р_н - циркуляционное давление, создаваемое насосом;

Р_е - естественное циркулярное давление;

Б - коэффициент, учитывающий долю естественного циркуляционного давления в расчетном располагаемом давлении. Для однотрубных систем он равен 1,0.

Насосное циркуляционное давление Р_н определяется в зависимости от способа присоединения системы отопления к тепловым сетям. Система отопления питается теплоносителем от теплосети. Для получения требуемой температуры теплоносителя система отопления присоединяется к теплосети через элеватор, который устанавливается в подвале в помещении теплового ввода.Р_н равно давлению, создаваемому элеватором и определяется по формуле 3.4.

(3.4)

где Р_аб - перепад давлений в тепловой сети на входе в абонентский ввод, принимается по заданию Р_аб =140000 Па;

_э = 0,2-0,3 - КПД элеватора;

U - коэффициент смешения элеватора, определяется по формуле 3.5:

(3.5)

где t₁ - расчетная температура воды в прямом трубопроводе тепловой сети. Принимается по заданию: t₁=150^°C;

t_г = 95 ⁰ С, t₀ = 70 ⁰C - расчетные температуры горячей и обратной воды в системе отопления.

Естественное циркулярное давление Р_е зависит от принятой схемы системы отопления.

При определении Р_е пользуются понятиями центра нагрева (ЦН) и центра охлаждения (ЦО). В качестве центра нагрева принимается ось элеватора, а в качестве центра охлаждения - середина отопительного прибора.

В данной системе отопления условные ЦО размещаются на половине высоты прибора. Для этих случаев естественное циркулярное давление определяется по формуле 3.6:

(3.6)

(3.7)

Q_i - нагрузка i-го отопительного прибора;

H_i - расстояние между ЦН и ЦО для данного прибора.

Определим коэффициент смешения элеватора:

Определяем насосное циркуляционное давление:

Определим расчетное располагаемое циркуляционное давление:

Определим потери давления в трубопроводах P, Па, с учетом запаса давления:

3.2 Методы гидравлического расчета. Определение потерь давления в системе отопления

Гидравлический расчет проводим по характеристикам сопротивления. При расчете системы отопления сначала определяем основное циркуляционное кольцо, которое включает прямой и обратный магистральные трубопроводы с ответвлением к наиболее удаленному прибору.

Для однотрубных - кольцо, проходящее через дальний стояк.

Расчет однотрубной системы отопления по характеристике сопротивлений.

Результаты расчета заносятся в таблицу 3.1.

В первой графе записываются номера участков от 1 до n прямых и обратных трубопроводов основного циркуляционного кольца.

Во второй графе записываются тепловые нагрузки Q_i, Вт, участков, которые можно определить, зная общую тепловую нагрузку на систему отопления Q_от и тепловые нагрузки отдельных отопительных приборов. Тепловые нагрузки отопительных приборов берутся из табл. 2.4. Они равны теплопотерям помещения Q_от, где установлен данный прибор.

В третьей графе записывается расход воды на участках G_i, кг/ч, который вычисляется по формуле:

где - коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь (сверх расчетной), для радиаторов 1.03 …1.08,

- коэффициент, учитывающий размещение отопительного прибора у наружной стены, равен 1.02.

Длины участков l_i, м, в четвертой графе определяются, согласно плану и разрезам здания.

Пятая, шестая, седьмая и восьмая графы заполняются на основе данных таблицы (прил. 5), по которой, зная расход воды на участке G_i, определяются величины d_i, w_i, R_i.

В девятую графу заносятся значения коэффициентов местных сопротивлений (прил. 4) участков.

Десятая графа заполняется (прил. 7) с учетом того, что потери в местных сопротивлениях определяются по формуле:

(3.18)

Cуммарные потери давления на участке R_i l_i +Z_i записываются в одиннадцатую графу. Определяются потери давления в основном циркуляционном кольце сложением потерь давления на всех участках. При этом должно соблюдаться условие:

(3.19)

то есть должен обеспечиваться запас давления в 10%. Если это условие не соблюдается, необходимо добиться равенства, подбирая другие диаметры на отдельных участках.

Таблица 3.1. Гидравлический расчёт основной магистрали

№ уч-ка	Q Вт	G кг/ч	l м	dy мм	W м/с	R Па/м	R*l Па		Z	R*l+Z Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Гл. - 1	17434,98	629,7515	14,3	25	0,3	66	943,8	15	661,5	1605,3
1-2	14285,82	516,0038	6,8	25	0,229	48,7	331,16	1,5	48,45	379,61
2-3	10813,7	390,5908	5,5	20	0,294	83,4	458,7	1,5	59,7	518,4
3-4	8474,78	306,1091	7,3	20	0,233	53,8	392,74	3	101,1	493,84
4-5	6280,28	226,8437	5,6	20	0,176	29,2	163,52	1,5	19,65	183,17
5-6	3991,36	144,1679	5,5	15	0,214	63,3	348,15	3	68,7	416,85
6-7	657,24	23,73951	4,9	10	0,05	4,8	23,52	1,5	1,9275	25,4475
7-71	657,24	23,73951	7	10	0,05	4,8	33,6	10,5	13,4925	47,0925
71-61	657,24	23,73951	4,9	10	0,05	4,8	23,52	1,5	1,9275	25,4475
61-51	3991,36	144,1679	5,5	15	0,214	63,3	348,15	1,5	34,35	382,5
51-41	6280,28	226,8437	5,6	20	0,176	29,2	163,52	3	101,1	264,62
41-31	8474,78	306,1091	7,3	20	0,233	53,8	392,74	1,5	59,7	452,44
31-21	10813,7	390,5908	5,5	20	0,294	83,4	458,7	3	119,4	578,1
21-11	14285,82	516,0038	6,8	25	0,229	48,7	331,16	1,5	48,45	379,61
11-уз. 2	17434,98	629,7515	7,3	25	0,3	66	481,8	3	132,3	614,1
Суммарные потери давления УДР	6366,528

Гидравлический расчёт второстепенной магистрали

№ уч-ка	Q Вт	G кг/ч	l м	dy мм	W м/с	R Па/м	R*l Па		Z	R*l+Z Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
8-9	1314,48	47,47902	3,8	10	0,101	19,1	72,58	1,5	7,47	80,05
9-10	5303,84	191,5747	5,5	15	0,275	110,2	606,1	1,5	55,875	661,975
10-11	7620,76	275,2619	5,6	20	0,219	45,9	257,04	3	75,3	332,34
11-12	9815,26	354,5272	7,3	20	0,273	71,4	521,22	1,5	55,275	576,495
12-13	12206,18	440,8872	5,5	20	0,342	104,7	575,85	3	165,75	741,6
13-уз. 1	15678,3	566,3002	3,7	25	0,25	53,2	196,84	13,5	410,4	607,24
8-81	1314,48	47,47902	7	10	0,101	19,1	133,7	10,5	52,29	185,99
81-91	1314,48	47,47902	3,8	10	0,101	19,1	72,58	1,5	7,47	80,05
91-101	5303,84	191,5747	5,5	15	0,275	110,2	606,1	1,5	55,875	661,975
101-111	7620,76	275,2619	5,6	20	0,219	45,9	257,04	3	75,3	332,34
111-121	9815,26	354,5272	7,3	20	0,273	71,4	521,22	1,5	55,275	576,495
121-131	12206,18	440,8872	5,5	20	0,342	104,7	575,85	3	165,75	741,6
131-уз. 2	15678,3	566,3002	3,7	25	0,25	53,2	196,84	3	91,2	288,04
Суммарные потери давления УДР	5866,19

Определяем невязку:

.

Суммарная потеря давления УР=4,4943 Па

- условие выполняется.

Библиографический список

1. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. М.: Стройиздат, 1981. 272 с.

2. Русланов Г.В., Розкин М., Ямпольский Э.Л. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий. Справочник. Киев: Будiвельник, 1983. 270 с.

3. Голубков Б.Н., Романова Т.М., Гусев В.А. Проектирование и эксплуатация установок кондиционирования воздуха и отопления. М.: Энергоатомиздат, 1988. 190 с.

Размещено на Allbest.ru