Проектирование системы водяного отопления жилого трехэтажного здания, находящегося в городе Иркутск

Введение.

Потребление энергии в нашей стране, неуклонно возрастает и, прежде всего для тепло обеспечения зданий и сооружений.

Основными среди тепло затрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячего водоснабжения) являются затраты на отопление. Это объясняется условием эксплуатации зданий в холодное время года, когда тепло потери через ограждающие конструкции зданий значительно превышает внутренние тепловыделения, поэтому используют отопительные установки для поддержания необходимой температуры.

Отопление – искусственное обогревание помещений зданий, является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения зданий, её элементы при проектировании со строительными конструкциями и сочетаются планировкой и интерьером помещений. Так же отопление – один из видов технологического оборудования здания. Для создания и поддержания теплового комфорта требуется технически совершенные и надежные отопительные приборы

Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путём оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Исследуются режимы эксплуатации, способы управления отопительной установкой для экономии тепловой энергии.

Исходные данные для проектирования

1 Назначение здания- жилое

2 Район постройки- Иркутск

3 Число этажей- 3

4 Бесчердачное покрытие

5 Ориентация главного фасада- северная

6 Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях здания: t_в^ср.ж=20C; t_в^уг.ж=22C; t^кух=18С; t^л.к.=16C; t^с.у.=25C

7.Расчетное значение относительной влажности внутреннего воздуха: j_в=55%

8 Средняя температура наиболее холодной пятидневки: t= -37⁰С

9. Средняя температура отопительного периода: t=-8,9⁰С

10. Средняя температура наиболее холодного месяца: t=-37⁰С

11. Относительная влажность наружного воздуха для самого холодного месяца: j_н=66%

12. Расчетная скорость ветра для холодного периода года: u=2,9 м/с

13. Продолжительность отопительного периода: N=241

14. Нормальная зона:- А- сухая.

Расчет толщины утепляющего слоя        

СТЕНЫ

Ограждающая конструкция жилого здания, состоящая из трёх слоёв: цементно- перлитовый раствор γ1=800 кг/м² толщиной δ1=0,4м; слоя утеплителя из пенополиуретана γут=60 кг/м³ ; бетона на зольном гравии γ2=1000 кг/м³ толщиной  δ2=0,16 м.

Расчетная температура внутреннего воздуха tв=20 ºС.  λ1=0,26 Вт/(м* ºС) ; λ2=0,3 Вт/(м* ºС); αв= 8,7 Вт/(м²* ºС); ∆tн= 4 ºС; n=1; αн= 23 Вт/(м²* ºС); r= 0,7.

Расчет:

1.Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

Rтр.=n*(tв - tн)/∆t*αв

Rтр.=(20+37)*1/4*8,7= 1,63 (м*ºС)/Вт

2.Рассчитываем градусо- сутки отопительного периода (ГСОП):

ГСОП=(tв- tоп )*Zоп= (20 + 8,9)* 241= 6965 ºС* сут.

3.Величина сопротивления телопередаче ограждения с учетом                    энергосбережения Rпр, (м²* ºС)/Вт равна:                                                                                                                         Rпр=3,837 (м² * ºС)/Вт.

4.Сравниваем Rтр.=1,63 и Rпр.=3,837(м²*ºС)/Вт и принимаем для дальнейших расчётов большее – Rпр. .

5.Определяем предварительную толщину утеплителя из пенополистирола δут.:         δут.=[Rпр./r – (1/αв + ∑δi/λi + 1/αн)]*λут.

δут.=[3.87/0.7-(1/8.7+0.04/0.26+0.16/0.3+1/23)]*0.041=0.19м

Складываем общую толщину панели

δобщ.=0,04+0,16+0,19+0,64=1,03 м

В соответствии с требованиями унификации принимаем общую толщину панели 

δобщ.=0,40 м , тогда δут=0,20 м

6.Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередаче Rф для всех слоёв ограждения:       Rф = 1/αв + ∑δi/λi +δут / λут. + 1/αн

Rф= 1/8,7+0,04/0,26+0,16/0,3+0,2/0,041+1/23=5,71(м²* ºС)/Вт

Т.о., условие теплотехнического расчёта выполнено, т.к. Rф. > Rпр.

7.Коэффициент для данной ограждающей конструкции определяется по:

k = 1/Rф = 1/5,71=0,175 Вт/(м²* ºС)

НАД  ПОДВАЛОМ  И  ПОДПОЛЬЕМ

Исходные данные:

1.Многослойная конструкция: рубероид с объёмной массой γ1=600 кг/м³ толщиной δ1=0,04 м; цементно-перлитовый раствор с γ2=800 кг/м³  и δ2=0,02 м; утеплитель- маты минеральные с γут.=125 кг/м³ ; пароизоляционный с γ4=600 кг/м³ и δ=0,01 м; шлакопемзобетон с γ5=1200 кг/м³ и δ4=0,24 м;

2.Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:

tхп(0.92)= - 37ºC;

λ1 = 0,17 Bт/(м²*ºС);       λ2 = 0,21 Вт/(м²*ºС);

λуm = 0,064 Вт/ (м²*ºС);   λ4 = 0,17 Вт /(м²*ºС);

λ5 = 0,37 Вт/(м²*ºС);        λв = 8,7 Вт/(м²*ºС);   λH = 17 Вт/(м²*ºС);

∆tн  = 2ºС;       n = 0,9.

Расчет:

1.  Задаемся конструкцией перекрытия над подвалом и определяем требуемое общее термическое сопротивление  :

 = 0,9*(20+37)/2*8,7=2,95(м²*ºС)/Вт

2.  ГСОП = /20+8,9)*241=6965ºС*сут.

3.  Величина сопротивления теплопередачи перекрытия над подвалом с учетом энергосбережения Rпр = 5,034 (м²*ºС)/Вт.

4.  Сравниваем  =      2,95(м²*ºС)/Вт    и Rпр = 5,034(м²*ºС)/Вт     и для дальнейших расчетов выбираем Rпр.

5.  Вычисляем предварительную толщину утеплителя   δут:

δут = (5,034-(1/8,7+0,04/0,17+0,02/0,21+0,01/0,17+0,24/0,37+1/17))*0,064=0,25м

6.  Определяем  Rф:

Rф= 1/8,7+0,04/0,17+0,02/0,21+0,25/0,064+0,01/0,17+0,24/0,37=5,0405 м²*ºС)/Вт т.е принятая конструкция с δут = 0,19 м отвечает теплотехническим