ОиВ Жилой дом 3 этажа г. Санкт-Петербург

ТГВ.docx

1 Теплотехнический расчет наружных ограждений3
2 Определение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания6
3 Выбор и расчет отопительных приборов8
4 Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления9
В данной работе выполняется теплотехнический расчет расчет систем отопления и вентиляции жилого дома. Данное здание находится в городе Санкт-Петербург.
В данной работе проектируется естественная вытяжная система вентиляции помещений.
В работе решаются следующие вопросы по отоплению:
-расстановка оборудования;
-расчет теплопотерь и тепловой мощности;
-определение расчетных расходов теплоты;
-расчет отопительных приборов.
Система отопления принята двухтрубная тупиковая с верхней разводкой подающей и обратной магистрали с искусственной циркуляцией. Трубы систем отопления приняты стальные водогазопроводные. На каждом стояке установлен вентиль и пробковый кран.
1 Теплотехнический расчет наружных ограждений
Неотапливаемый чердак
Неотапливаемый подвал
Схема системы отопления
-х трубная с верхней разводкой
Температура в жилой комнате (ЖК) оС
Температура в жилой комнате угловой (ЖК УГ) оС
Температура на кухне (КХ) оС
Температура на лестничной клетке (ЛК) оС
Размер балконной двери м
Определяем требуемое сопротивление теплопередачи наружной стены исходя из санитарно-гигиенических условий:
n - коэффициент учитывающий зависимость положения наружной по
верхности стены по отношению к наружному воздуху (прил. 7[6]);
αв- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены Вт(м2С)
-нормативный температурный перепад между температурой внутрен-
него воздуха и температурой внутренней поверхности стены (прил.
tн - средняя температура наружного воздуха (прил. 15[5]);
tв - температура внутреннего воздуха оС (прил. 1[5]);
Zоп - продолжительность периода со средней суточной температурой воз
tоп - средняя тем-ра воздуха периода со средней сут. температурой воздуха
Определяем величину градус-суток отопительного периода ГСОП:
Затем определяем требуемое сопротивление теплопередачи исходя из условий энергосбережения по прил. 2[5] в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП:
a и b – коэффициенты значения которых следует принимать по данным
таблицы для соответствующих групп зданий (прил. 2[5])
Из двух полученных значений требуемого сопротивления для дальнейших расчетов выбираем большее. По этому расчету с учетом коэффициента теплотехнической однородности определяем термическое сопротивление слоя утеплителя.
Общее сопротивление теплопередаче находится по формуле:
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены в зимних
условиях Вт (м2С) (Прил. 6[5])
Rв и Rн – соответственно сопротивление теплообмену на внутренней и
наружной поверхности.
Выражаем термическое сопротивление утеплителя:
Ограждающая конструкция стены:
Слой 1 - внутренняя штукатурка. Известково-песчаный раствор.
Толщина слоя 1 = 001м.
Теплопроводность λ1= 081 Вт моС.
Слой 2 – кирпич силикатный.
Толщина слоя 2 = 012 м.
Теплопроводность λ2 = 087 Вт м оС.
Слой 3 – утеплитель теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука «Аэрофлекс».
Толщина 3 вычисляемая далее.
Теплопроводность λ3 = 0054 Вт м оС.
Слой 4 – кирпич глиняный обыкновенный на цементно-шлаковом растворе.
Толщина слоя 4 = 025 м.
Теплопроводность λ4 = 076 Вт м оС.
Слой 5 - наружная штукатурка. Цементно-песчаный раствор.
Толщина слоя 5 = 001м.
Теплопроводность λ5= 093 Вт моС.
Принимаем утеплитель толщиной 150 мм.
Находим фактическое термическое сопротивление аналогично уравнению (1) подставляя найденные значения 3 λ3 :
Определяем коэффициент теплопередачи:
K=13.28=0.31 Вт(м2 )
б) чердачное перекрытие: а=000045 b=19
R0=0.000454796+1.9=4.1 м2 ·Вт
в) пол над неотапливаемым подвалом: а=000045 b=19
г) окна и балконные двери: а=0000075 b=015
R0=0.0000754796+0.15=0.51 м2 ·Вт
K=10.51=1.96 Вт(м2 )
В соответствии с требованиями СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (п. 5.7) приведенное сопротивление теплопередаче Ro м²×°СВт входных дверей должно быть не менее :
Нормируемое сопротивление входной двери:
n – коэффициент учитывающий зависимость положения наружной по
верхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.
- нормируемый температурный перепад между температурой внутрен
него воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих
- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания.
- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года.
2 Определение теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания
Потери теплоты через наружные ограждения равны:
К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции Втм2С;
F – расчетная площадь ограждающей конструкции м2 вычисляемая с
соблюдением определенных правил обмера приведенных на плане рис.3 прил.3[5].
- сумма добавочных потерь теплоты в долях от основных потерь.
– добавка на ориентацию стен дверей и световых проемов по сторонам
света. Величины добавок принимаются в соответствии с ориентацией
ограждающих конструкций.
- добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери.
n – коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху.
tв – температура воздуха внутри помещения
tн – температура воздуха снаружи.
Теплозатраты на нагрев инфильтрующегося воздуха определяем по формуле:
- расход воздуха удаляемого естественным вытяжной вентиляцией
принимаемый равным 3 м3ч на 1 м2 площади жилых помещений и
ρ – плотность воздуха кгм3 рассчитываемая по формуле:
с – теплоемкость воздуха принимаемая равной 1005 кДж(кг оС).
При определении тепловой мощности системы отопления учитывают бытовые тепловыделения которые определяются по формуле:
- норма теплопоступлений 10-17 Вт на 1м2 площади пола.
Fпл – площадь пола помещения м2.
Тепловая мощность системы отопления каждого помещения Qполн определяется по потерям теплоты через наружные ограждения теплозатратам на нагревание инфильтрующегося воздуха за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитывается по формуле:
Qполн= Qпот + Qинф - Qбыт Вт
Запись расчета теплопотерь помещений представлена в табличной форме (см. табл.1).
Пример расчёта комнаты 102 (Кабинет):
Наружная стена ориентация на север:
Qогр=KF(tв-tн)n(1+)=03190(20+26)1(1+01)=141.17 Вт
Окно ориентация на север:
Qогр=KF(tв-tн)n(1+)=1.96234(20+26)1(1+01)=232.07 Вт
Qогр=KF(tв-tн)n(1+)=0241320(20–5)04(1+0)=19.01 Вт
Общие потери помещения через ограждения:
Qпот=141.17+232.07+19.01=392.25 Вт
Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха:
Бытовые теплопоступления Qбыт:
Qбыт =14*13.20=18480 Вт
Тепловые нагрузки на отопительные приборы жилых комнат будут составлять:
Qпр=392.25+732.58–18480=940 Вт
Запись расчета теплопотерь помещений представлена в табличной форме (см. Табл.1).
Определим теплотехническую оценку конструктивно-планировочного решения здания:
- общие теплопотери здания Вт;
– площадь отапливаемых помещений м2.
Удельную теплоэнергопотребность здания за год (отопительный период) определяют по формуле:
Чем меньше эта величина тем более энергоэкономично здание.
3 Выбор и расчет отопительных приборов
В жилых зданиях в качестве отопительных приборов рекомендуется применять радиаторы и конвекторы. В квартирах принимаем радиатор РБС-500 при схеме движения теплоносителя сверху вниз а в ЛК принимаем чугунные радиаторы ЧМ-500.
Поверхность нагрева приборов определятся по формуле:
Qпр = Qполн (полным теплопотерям в комнате)
qпр – расчетная плотность теплового потока Втм2
qном – номинальная плотность теплового потока равная 40625 Втм2;
для квартир qном= qну fc=195048=40625 Втм2
для ЛК qном= qну fc=1100165=6667 Втм2
qну – номинальный тепловой поток Вт;
fc – площадь наружной поверхности нагрева м2;
0 – нормированный массовый расход теплоносителя через отопительный прибор кгч.
n m – эмпирические показатели коэффициенты степени при относи
тельных температурном напоре и расходе теплоносителя;
Коэффициенты n m и поправочные коэффициенты cпр 1 2 принимаются по приложению 9 [5] в зависимости от того какой вид прибора выбран.
Для РБС-500 1=102 2 у стен 102 у окон 107 n=03; с=1 m=004.
Для ЧМ-500 1=102 2 у стен 102 у окон 107 n=03; с=1 m=0.
b p – безразмерные поправочные коэффициенты.
Для РБС-500 b=1; р=1
Δtср - средний температурный перепад между средней температурой
теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха:
tвх tвых - температура воды входящий в прибор и выходящей из
Δtпр – перепад температур теплоносителя между входом и выходом
отопительного прибора С;
tв – расчетная температура помещения принимаемая в соответствии с
– расход воды в приборе кгч
tг tо – температура воды в системе отопления горячей и
с – теплоемкость воды принимаемая равной 4187 кДж(кгС)
Далее находят число секций выбранного радиатора:
– поправочный коэффициент учитывающий число секций в одном при
боре (приложение 9 [5]);
fc – поверхность нагрева одной секции.
Рассчитаем для каждого помещения.
Результаты расчета заносим в Таблицу 2.
4 Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
Гидравлический расчет сети заключается в подборе диаметров отдельных участков трубопроводов таким образом чтобы по ним проходило расчетное количество теплоносителя. Правильный выбор диаметров труб обеспечивает надежную работу системы отопления и обуславливает экономию металла.
К гидравлическому расчету приступают после составления аксонометрической схемы системы отопления. Расчет начинают с главного циркуляционного кольца. С главным циркуляционным кольцом производится увязка остальных циркуляционных колец системы. В данной работе требуется увязка двух циркуляционных колец одной ветви - кольца проходящего через нижний прибор дальнего стояка и кольца проходящего через нижний прибор ближнего к узлу ввода стояка. Циркуляционное кольцо разбивается на участки с постоянным диаметром трубопровода и расходом теплоносителя. Участки нумеруются с указанием на них тепловых нагрузок и длин.
Определяем насосное циркуляционное (располагаемый перепад) давления:
Рн – давление создаваемое насосом Серии Wilo-Star-RS 154 равное
Pн=37кПа при расходе G=1519.17 кгч.
Насос подобран по приложению 12 [5].
– естественное циркуляционное давление Па определяемое по
h – вертикальное расстояние от оси элеватора или теплообменника до
середины отопительного прибора первого этажа м;
– соответственно плотности охлажденной и горячей воды кгм3.
При температуре горячей воды Температура охлажденной воды .
g – ускорение свободного падения равное 9.81 мс2;
– дополнительное давление от остывания воды в трубах принимаемов
по приложению 4 [4].
Находим средние удельные потери давления на трение для расчетного ГЦК:
– доля потерь давления на трение: Для искусственной циркуляции
65 для естественной 0.5;
– длина расчетного кольца м.
Для малого циркуляционного кольца:
Рассмотрим пример гидравлического расчета на Участке №1:
Определяем расход теплоносителя проходящий по участку:
Присваиваем 1-му участку диаметр 15 мм. Отсюда площадь поперечного сечения трубы:
Скорость теплоносителя:
- кинетическая вязкость воды в данном случае ;
Коэффициент Дарси для турбулентного режима движения:
Удельные потери давления на трение:
Местные потери давления:
Суммарные потери давления:
Расчёт всех последующих участков производим аналогично. Результат расчётов сводим в Таблицу 3.
Суммарные потери давления на ГЦК .
Сравниваем потери давления в ГЦК с располагаемым перепадом давления:
что удовлетворяет условию.
Аналогично рассмотрим пример гидравлического расчета МЦК на Участке №1’:
Присваиваем 1’-му участку диаметр 15 мм. Отсюда площадь поперечного сечения трубы:
Суммарные потери давления на МЦК .
Сравниваем потери давления в ГЦК с потерями давления в МЦК:
что удовлетворяет условию.
В жилых зданиях обычно устраивают естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяется по кратности воздухообмена:
L – объем удаляемого воздуха
Кр – кратность воздухообмена (приложение 1[5])
V – объем помещения м3
Расчет каналов следует производить исходя из располагаемого давления ΔPе Па при расчетной наружной температуре tн= +5оС:
ρн– плотность наружного воздуха при температуре tн= +5оС равна 127
ρв – плотность внутреннего воздуха кгм3
h – высота от оси жалюзийной решетки до верха вытяжной шахты равная
Далее определяем сечение каналов:
– нормируемая скорость движения воздуха по каналам изменяется от 05
После расчета сечения канала мы округляем полученное значение до стандартного (приложение 14) и уже по подобранному стандартному сечению находим фактическую скорость:
Определяется эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов:
По dэ и v находят удельную потерю давления на трение R пам по номограмме приведенной на рис. 8 приложение 10[5]. При применении неметаллических каналов в значение потерь давления на трение необходимо ввести поправку на шероховатость (приложение 14 [5]).
Потери давления в местных сопротивлениях определяется по формуле:
- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
- динамическое давление Па.
После определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях их сравнивают с располагаемым давлением по формуле:
Выполним расчет для ВЕ-1
В результате расчета сумма потерь давления на всех участка составляет:
Т.к. величина потерь не превышает располагаемого давления расчет закончен.
Результаты расчета заносятся в Таблицу 5.
СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».
СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
СП 54.13330.2011 «Здания жилые многоквартирные».
Тихомиров К.В. Сергеенко Э.С. «Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция». Москва. Стройиздат 1981.
Методические указания к курсовой и расчетно-графической работам. КГАСУ. Казань. 2008.
СП 60.13330.2012 «Отопление вентиляция и кондиционирование» Приложение Б
Наименование помещения
Температура помещения ºС
Характеристика ограждения
На ориент. по сторонам горизонта
Через ограждения Qогр Вт
Потери теплоты помещения Qпот Вт
Бытовые тепловыделения Qбыт Вт
Таблица 2 (приборы 1-го этажа)
Таблица 2 (приборы 2-го этажа)
Таблица 3 – Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления
Нормируемый воздухообмен м3ч
Кратность воздухообмена ч-1
Объем удаляемого воздуха L м3ч
Размеры сечения каналов мм
Таблица 4. Определение воздухообмена
Таблица 5. Аэродинамический расчет каналов ВЕ-1

ТГВ.dwg

Отопление и вентиляция жилого дома
План первого этажа. ВЕ1.
Отопление и вентиляция
Аксонометрия СО М1:100
План 1-го этажа М1:100
План 2-го этажа М1:100
План третьего этажа.
План 3-го этажа М1:100
Из системы отопелиня
Схема теплового узла.
В систему вентиляции
Из системы вентиляции
Схема теплового узла
Спецификация теплового узла
Преобраз. расхода Ду=15
Термопреобразователь
Регулятор давления AB-QM
с приводом AMV13 (отопление)
Регулятор температуры
Датчик наружного воздуха
Датчик комнатной темп.
Насос циркуляционный
Wilo-TOP-ED 501-7 LON PN6 1
Отборное устройство для манометра с 3х ход. клапаном