Отопление и вентиляция жилого здания (место строительства – г. Ангарск)

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТГиВ

Пояснительная записка к курсовой работе по теме:

«Отопление и вентиляция жилого здания»

Выполнил: студент гр. 320

Проверил:

Ъ

Новосибирск 2002

Содержание.

1.Тепловой режим здания                                                                      

1.1.  Выбор параметров наружного воздуха                                                   3

1.2.  Выбор параметров внутреннего воздуха                                                 3

1.3.  Определение сопротивления материалов ограждающих конструкций                    3  

1.4.  Расчёт тепловых потерь помещений                                                   

1.4.1.  Потери теплоты через ограждающие конструкции                                    4

1.4.2.  Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха                           5

2.  Система отопления

2.1.  Выбор системы отопления  и типа нагревательных приборов                          5

2.2.  Гидравлический расчет системы отопления                                             7 

3.  Система вентиляции                                                                          9

4.  Список литературы                                                                           10

1.Тепловой режим здания

1.1 Выбор параметров наружного воздуха

Расчётная температур наружного воздуха для отопления t_н принимается по СHиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Средняя отопительная температура наружного воздуха t_{от. пер} и продолжительность отопительного периода Z_{от. пер} принимаются по СHиП 2.01.01-82*.

Место строительства: г. Ангарск.

1.  Расчётная температура наружного воздуха t_н  = -37⁰C

2.  Продолжительность отопительного периода  Z_{от. пер} =241 суток

3.  Средняя температура нормального воздуха за 1 отопительный период   t_{от. пер} = -8,9 ⁰C

1.2 Выбор параметров внутреннего воздуха

Температуры для расчёта отопления принимаются по СНиП 2.08.91-89* «Жилые дома».

·  Кухня t_в=18 ⁰С

·  Лестничная клетка t_в=16 ⁰С

·  Совмещенный санузел t_в=25 ⁰С

·  Неугловая жилая комната  t_в=18 ⁰С (если t_н>-31⁰),    t_в=20 ⁰С (если t_н≤-31⁰)

·  Угловая жилая комната  t_в=20 ⁰С (если t_н>-31⁰),    t_в=22 ⁰С (если t_н≤-31⁰)

1.3 Определение сопротивления материалов ограждающих конструкций

Сопротивление материалов R (м²•⁰С)/Вт определяют по таблице 1^б СНиП II-3-79** в зависимости от ГСОП.

ГСОП= (t_в - t_{от. пер})• Z_{от. пер}

 

Для жилой комнаты

ГСОП=(25⁰+4,8⁰)•201=5989,8

R_стены = 3,15

R_{перекр.,пола} = 4,1

R_окна = 0,53

R_дв = 2

1.4 Расчёт тепловых потерь помещений

1.4.1. Потери теплоты через ограждающие конструкции

Расчёт производится для помещений второго этажа: УЖК, ЖК, кухня, санузел, ЛК.

Q_пом=∑Q_i

УЖК: 2 НС, 2 окна, 1 потолок

ЖК, кухня: НС, окно, потолок

Санузел: потолок

ЛК: НС, окно, дверь, пол, потолок

Q = F/R(t_p - t_ext)(1+åb)n

F – расчетная площадь ограждающих конструкций, м²;

R – сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, м^{2 0}С/Вт;

t_в – расчетная температура воздуха, ⁰С;

t_н – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года;

b - добавочные потери теплоты;

n – коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции.

β₁ – для НС, окон, дверей (для всех помещений)

С, В _ 0,1

З _ 0,05

Ю _ 0

β ₂ – для НС, окон (для угловых помещений)

С, В _ 0,05

Ю, З _ 0,1

β ₃ – для дверей _ 0,59

УЖК: НС, окон ∑ β_i = β₁ + β₂

ЖК: ∑ β_i = β₁

Двери: ∑ β_i = β₁ + β₃

F_ок = 2,2 м²

F_дв = 3 м²

F_НС = H•A_i – F_ок (ЖК, УЖК, кухня)    (H = 3м)

F_НС = H•A_i – F_ок – F_дв  (ЛК)     (H = 6м)

F_{пот,пол} = A_i•A_j

УЖК: НС = А₁ и А₂

ЖК, кухня: НС = А₅

Пол, потолок: А₃ и А₄, А₆ и А₇ (для любых помещений)

Таблица 1. Результаты расчёта тепловых потерь.

N пом.	Наимен. Помещ.	Наимен. ограждения	Ориент.	tв	tв - tн	F	R	∑ βi	Qi
1	УЖК	НС	Ю	20	44	14	3,15	0,1	215,11
		НС	В			6,5	3,15	0,15	104,41
		Окно	Ю			2,2	0,53	0,1	200,91
		Окно	В			2,2	0,53	0,15	210,04
		Потолок	-			15,6	4,1	-	168,06
								итого	898,53
2	ЖК	НС	В	18	42	7,1	3,15	0,1	104,13
		Окно	В			2,2	0,53	0,1	200,91
		Потолок	-			17,36	4,1	-	186,30
								итого	491,34
3	Кухня	НС	Ю	18	42	7,4	3,15	-	98,67
		Окно	Ю			2,2	0,53	-	182,64
		Потолок	-			6,9	4,1	-	71,90
								итого	363,21
4	санузел	потолок	-	25	49	3	4,1	-	35,85
								итого	35,58
5	ЛК	НС	С	16 53		19,2	3,15	0,1	268,19
		Окно	С			2,2	0,53	0,1	182,64
		Дверь	С			3	2	0,69	101,40
		Пол	-			19,2	4,1	-	187,32
		Потолок	-			19,2	4,1	-	187,32
								итого	926,87

1.4.2.  Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха

Q_вент = 0.28 Cr_н (t_в – t_н)l, Вт

r_н = 1,2•293/(273+ t_н), кг/м3

С – теплоёмкость воздуха, С=1кДж/кг ⁰С

l – расход воздуха

ЖК l = 3F , м³/ч

Кухни l = 60, м³/ч

Система отопления

2.1. Выбор схемы отопления и типа нагревательных приборов

Определение числа нагревательных приборов в помещении

Число нагревательных приборов N равно числу окон.

Т.к. здание имеет чердак и подвал, то проектируется двухтрубная система отопления с верхней разводкой.

t_г = 95⁰С      (по заданию)

t₀ = 70⁰C

Подача воды происходит сверху вниз.

К установке принимаются нагревательные приборы М140А0.

Площадь секции f = 0,299 м².

Номинальная теплопроводность q_ном = 595 Вт/м².

Определение тепловой нагрузки на нагревательный прибор.

Q_пр = (Q_тр + Q_вент – Q_быт – 0,9Q_тр)/N

Q_быт = 10F, Вт

0,9Q_тр= 100 Вт

Определение расхода воды, подаваемой в нагревательный прибор

G_пр = Q_пр•β₁•β₂/0,28•С•( t_г - t₀) = Q_пр·1,03·1,02/0,28·4,19·25 = 0,036· Q_пр

С = 4,19 кДж/кг ⁰С

t_г - t₀ = 95 – 70 = 25⁰С

β₁= 1,03 (учитывает охлаждение в трубах)

β₂= 1,02 (потери через стену около прибора)

Таблица 2. Результаты расчёта нагревательных приборов.

N ком.	Qтр, Вт	Qвент, Вт	Qот, Вт	Gпр	N (число приборов)	S ,м2 (площадь прибора)	n (число секций)
Рассчитываемые помещения
1 УЖК	898,53	675,3	147,19	23,71	2	1,11	4
2 ЖК	491,34	714,54	1032,28	33,56	1	1,57	5
3 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
4 ЛК	926,87	-	926,87	29,77	1	1,39	5
Не рассчитываемые помещения
6 УЖК	925	874,3	1713,29	29,04	2	1,35	5
7 ЖК	407.42	714,3	1001,96	32,47	1	1,51	5
8 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
9 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
10 ЖК	411,82	492,27	784,49	24,64	1	1,5	5
11ЖК	491,34	714,54	1032,28	33,56	1	1,57	5
12 ЖК	491,34	714,54	1032,28	33,56	1	1,57	5
13 ЖК	411,82	492,27	784,49	24,64	1	1,5	5
14 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
15 ЛК	926,87	-	926,87	29,77	1	1,39	5
16 Кухня	353,21	873	1133,2	37,2	1	1,9	6
17УЖК	939,67	275,77	1496,08	25,12	2	1,17	4
18ЖК	505,21	493,92	879,13	28,04	1	1,3	4
19ЖК	505,21	493,92	879,13	28,04	1	1,3	4
20УЖК	939,67	275,77	1496,08	25,12	2	1,17	4
21 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
22 Кухня	353,21	275,77	560,98	16,63	1	0,78	3
23 ЖК	788,34	360,15	1060,99	34,59	1	2,58	9
24 ЖК	932,52	934,33	1639,85	55,43	1	2,45	8
25 ЖК	756,72	642,09	1242,81	41,14	1	1,92	7
26 ЖК	756,72	642,09	1242,81	41,14	1	1,92	7
27 ЖК	656,27	256,83	850,7	27,02	1	1,26	4
23 ЖК	788,34	360,15	1060,99	34,59	1	1,61	5

Выбор нагревательного прибора

S_p = Q_пр/q_p = Q_пр/595 , м²   (площадь прибора)

q_p = 595 Вт/м²

n = S_p ·β₄/f·β₃ = S_p·1,05/0,299·1,03 ,шт    (кол-во секций)

f = 0,299 м²    (площадь одной секции)

β₃= 1,03  (зависит от числа секций)

β₄= 1,05   (зависит от способа установки прибора)

n округляется в меньшую сторону не более 5% или 50 Вт.

2.2. Гидравлический расчёт системы отопления

D (диаметр трубы)	G (расход воды), кг/ч
15	350
20	810
25	1600
32	3500
40	6970
50	11700

Гидравлический расчет магистрали выполняется по удельным потерям давления.

DP =DPт.р. + DPм.с.

DPт.р. = R L

DPм.с. = Z

DP = R L + Z  [Па] 

R – удельная линейная потеря на 1м трубы (Па/м); (из справочника)

Z – местная потеря давления на 1м трубы (Па/м) . (из справочника)

Z = f (åx, W)

åx - сумма коэффициентов местных сопротивлений (из справочника)

W – скорость (из справочника)

Коэффициенты местных сопротивлений x для элементов систем водяного отопления.

Элементы систем отопления	Диаметр условного прохода, мм	x
Проточные воздухосборники	-	1,5
Радиаторы	-	1,6
Краны пробочные	-	1,2
Краны двойной регулировки	15 20	4 2
Тройники на прямой проход	-	1
на проход с поворотом	-	1,5
на слияние потоков	-	3
Крестовины на прямой проход	-	2
на проход с поворотом	-	3
Отводы гнутые под углом 900	15 20 25 ≥32	1,5 1 0,5 0,3

1. аб  G = 29
2. бв    G = 60
3. аг, вд  G = 120
4. ге, дж  G = 239
5. ие, кж  G =275
6. ли, мк  G =440
7. нл, ом  G = 600
8. пм, ро  G=1040
9. сп, рт G=2188

1. крестовина на поворот x = 3

            кран двойной регулировки x =4

            радиатор x =2

            тройник на слияние потоков x =3

2. крестовина на прямой проход x =2
3. 4 отвода x =1,5

            воздухосборник x =1,5

            2 тройника на прямой проход x =1

4. 2 тройника на прямой проход x =1
5. 2 тройника на прямой проход x =1
6. 2 тройника на прямой проход x =1
7. 2 тройника на слияние потоков x =3

      2 крана пробочные x =3,5

8. тройник на поворот x =1,5

      крестовина на прямой проход x =3

9. 2 крана x =3,5

Таблица 3. Результаты гидравлического расчёта системы отопления.

N уч.	G, кг/	d, мм	R, кгс/м2	l, м	R·l	W, м/с	åx	Z	Rl + Z	Итого
1	29	15	0,28	2	0,56	0,041	12	0,98	1,34
2	60	15	1	3	3	0,087	2	0,76	3,76	5,3
3	120	15	4,5	21,6	97,2	0,175	9,5	14,5	11,7	117
4	239	15	18	15,4	277,2	0,354	2	12,6	289,8	406,8
5	275	15	22	5,6	123	0,408	2	16,6	139,8	546,6
6	440	20	10	11,6	116	0,332	2	11	127	673,6
7	600	20	19	5	95	0,463	13	140	235	908,6
8	1040	25	18	12	216	0,499	4,5	56,3	272,3	1180,9
9	2188	32	17	15,5	263,5	0,592	7	122,9	386,4	1567,3

2.  Система вентиляции

Жилое здание оборудуется вытяжной, естественной, канальной системой вентиляции с устройством каналов во внутренних стенах.

3.2. Расчет воздухообменов

Помещения	Объём и кратность воздухообмена в 1 час                        Вытяжка
Жилая комната Кухня Ванная Уборная Совмещённое помещение уборной и ванной Лестничная клетка	3 м3/ч на площадь комнаты    60 м3/ч    25 м3/ч    25 м3/ч    50 м3/ч     -

3.3. Расчет системы вентиляции

 Диаметры каналов подберем по таблице:

	Диаметры каналов по воздухообмену вытяжки  L, мм
V	100*150	150*250	250*250	300*150	300*250
1	55	135	225	162	270
6	325	1350	972
8	430	1020
10	810

Диаметры каналов вытяжки во внутренних стенах кухни и санузлов