Проектирование системы отопления 3-х этажного жилого дома

ТГВ.dwg

Совмещенный план 1-го и типового этажей
Совмещенный план подвала
Схема элеваторного узла
ВЕ2 ВЕ4 ВЕ5 ВЕ7 ВЕ9 ВЕ11
г. Тольятти Водоснабжение и водоотведение жилого дома
план на отметки -3000
Экспликация элеваторного узла
схема элеваторного узла
Отопление и вентиляция 3-х этажного жилого дома
Общие указания по проектированию 1. Запроектированаоднотрубная система отопления с тупиковым движением теплоносителя и нижней разводкой магистральных труб 2. В качестве отопительных приборов устанавливаются устройства МС-90 3. Источником тепла является ТЭЦ города с параметрами теплоносителя 150-70 градусов 4.Система отопления монтируется из водогазопроводных труб по ГОСТ 3263-75* 5. Монтаж система осуществляется в соответствии со СНиП 9.05
План подвала на отметке -3370
Водоструйный элеватор

Курсач.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«Теплогазоснабжения и вентиляции»
Пояснительная записка к курсовому проекту на тему
«ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ТРЕХЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ДОМА»
В данном курсовом проекте выполнено проектирование систем отопления и вентиляции 3-х этажного жилого дома
В данном проекте были выполнены следующие работы:
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Определение теплопотерь здания
Гидравлический расчет системы отопления
Выбор и расчет отопительных приборов
Была запроектирована и рассчитана естественно-вытяжная вентиляция
Графическая часть проекта содержит:
Совмещенный план 1-го и типового этажей
План подвала с нижней разводкой магистралей системы отопления
Аксонометрическая схема системы отопления
Параметры наружного воздуха ..
Параметры внутреннего воздуха
Архитектуро-планировочное описание объекта
Источник теплоснабжения ..
ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЯ
Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
Проверка внутренних поверхностей ограждающих конструкций на вероятность выпадения конденсата .
Построение графиков распределения температур в толще ограждений
Определение теплопотерь здания ..
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ .
Конструирование системы отопления .
Гидравлический расчет системы отопления .
Тепловой расчет отопительных приборов
Подбор оборудования теплового пункта
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ЗДАНИЯ
Описание системы вентиляции ..
Аэродинамический расчет системы вентиляции ..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Актуальность работы: Отопление и вентиляция являются системами и сооружениями жизнеобеспечения зданий предприятий и населенных мест без которых невозможно нормальное развитие цивилизованного общества современного производства. Правильное решение инженерных задач по отоплению и вентиляции в значительной степени определяет уровень благоустройства населенных мест жилых общественных и производственных зданий а также рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.
В условиях научно-технического прогресса дальнейшее развитие отопления и вентиляции приобретает существенное значение для выполнения программы строительства во всех регионах страны.
Цель работы: Освоить основные понятия в области проектирования систем отопления и вентиляции в жилых зданий.
Задача: Запроектировать систему отопления и вентиляции 3-х этажного жилого дома согласно заданию выданному преподавателем.
1 Параметры наружного воздуха
Таблица 1 – Параметры наружного воздуха
Зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092 –
Количество дней со среднесуточной температурой наружного воздуха 8С –
Средняя температура периода с температурой наружного воздуха 8С –
Средне месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца – φ
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь – v
Средняя месячная температура за январь –
Зона влажности района строительства
2 Параметры внутреннего воздуха
Таблица 2 – Параметры внутреннего воздуха
Расчетная температура воздуха внутри помещения –
Расчетная относительная влажность воздуха внутри помещения
(жилые комнатыдушевые)
Условия эксплуатации
3 Архитектурно-планировочное описание объекта
Здание 2-х подъездное секционного типа. Размеры в плане 40x124 м. Наружные внутренние стены и перегородки – кирпичные. Ориентация фасада на восток. Высота помещения 3 м. Толщина межэтажного перекрытия 03 м. Кровля плоская. В здании предусмотрен неотапливаемый подвал Высота помещения подвала 3 м.
4 Источник теплоснабжения
Источник теплоснабжения ТЭЦ города параметры теплоносителя 150-70С
ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЯ
1 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняется из условия что приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций будет не меньше нормируемого значения то есть
где: – приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций ;
– нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций определяется в зависимости от градусо-суток района строительства .
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций определяется интерполяцией по СНиП [2 табл. 4].
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (стен бесчердачных и подвальных перекрытий) находится по следующей формуле:
где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности отражающей конструкции принимается по [2 табл. 7]; – сумма термических сопротивлений слоев конструкции ; – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции определяется по [6 табл. 8].
Термическое сопротивление i-го однородного слоя ограждающей конструкции вычисляется по формуле
где – толщина – расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя ограждающей конструкции принимается по [4 прил. 3] согласно условиям эксплуатации.
Следовательно формула (3) примет вид:
Для перекрытия над подвалом табличное значение следует помножить на коэффициент n определяемый по формуле:
где – температура в подвальном помещении (). Примем значение
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче окон и балконных дверей определяется также по градусо-суткам отопительного сезона [2 табл. 4]. Выбирается конструкция окна и фактическое сопротивление теплопередаче.
Нормируемое сопротивление теплопередаче наружных дверей рассчитывается по формуле:
где – сопротивление теплопередаче наружных стен отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям и вычисляется по формуле
где – нормируемы температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции C определяется по СНиП [2 табл. 5]. Исходя из формулы 6 формула 5 примет вид:
По формуле 2 определим значение
Определим значения для наружных стен методом интерполяции по СНиП [2 табл. 4]. = 335 .
Приравняем значение к и произведем расчет толщины утеплителя:
Толщина утеплителя – 2-е плиты толщиной 100 и 50 мм Следовательно . Толщина ограждающей конструкции
Бесчердачное покрытие
Определим значения и и толщину утеплителя для бесчердачного перекрытия и перекрытия над теплым подвалом по алгоритму аналогичному для наружных стен.
Толщину утеплителя возьмем – материал утеплителя насыпной. Следовательно . Толщина ограждающей конструкции
Перекрытие над подвалом
Определим значения и и толщину утеплителя перекрытия над подвалом и перекрытия над теплым подвалом по алгоритму аналогичному для наружных стен. Значение следует умножить на поправочный коэффициент n рассчитываемый по формуле 6
Толщина утеплителя – одна плита толщиной 100 мм. Следовательно . Толщина ограждающей конструкции
По градусо-суткам отопительного сезона [2 табл. 4] определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче окон и балконных дверей. Выбираем конструкцию окна и фактическое сопротивление теплопередаче.
[2 табл. 4] – двухкамерный стеклопакет в деревянном или ПВХ переплетах из обычного стекла. [4 прил 6]
По формуле 8 определим Приведенное сопротивление теплопередаче наружных дверей:
Конструкция двери – двойная дверь с тамбуром [5 табл. 9.2]
Все вычисленные результаты сведем в таблицу:
Таблица 3 – Теплотехнические характеристики наружных ограждающих конструкций
Наименование ограждающих конструкций
Толщина утепляющего слоя
Толщина ограждающей конструкции
Приведенное сопротивление теплопередаче
Коэффициент теплопередачи
двухкамерный стеклопакет в деревянном или ПВХ переплетах из обычного стекла
двойная дверь с тамбуром
2 Проверка внутренних поверхностей ограждающих конструкций
на вероятность выпадения конденсата
Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормированных величин:
где – расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции C; – см формулу 8.
Расчетный температурный перепад C находится по формуле
где n – см формулу 8; – см формулу 3; – см формулу 8; – см формулу 3; – см табл. 3.
Температура внутренней поверхности остекления окон зданий должна быть не ниже плюс
где – температура внутренней поверхности остекления окон зданий C.
Температура внутренней поверхности окон определяется по формуле
Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции в зоне теплопроводных включений в углах и оконных откосах должна быть выше температуры точки росы внутреннего воздуха на 3C то есть
где – температура внутренней поверхности включений и наружного угла C; - температура точки росы внутреннего воздуха C.
Температура точки росы внутреннего воздуха определяется по формуле
где – упругость водяного пара внутреннего воздуха при расчетной температуре и влажности этого воздуха Па
Упругость водяного пара внутреннего воздуха определяется по формуле
где – парциальное давление насыщенного водяного пара при Па принимается по МУ [7 прил. 1]; – относительная влажность внутреннего воздуха % принимаемая 55% согласно требованиям СНиП [2]
Используя формулы 10 и 11 вычислим и сравним с допустимым значением температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены:
Бесчердачное перекрытие
Аналогично наружным стенам произведем расчеты для бесчердачного перекрытия:
Используя формулы 12 и 13 вычислим и сравним с допустимым значением температуру внутренней поверхности остекления окон зданий:
Используя формулы 14 15 и 16 вычислим и сравним с допустимы значением температуру внутренней поверхности включений и наружного угла:
3 Построение графиков распределения температур в толще ограждения
Расчет температуры в любом слое ограждения производится по формуле:
где – см формулу 3; – расчетная температура наружного воздуха C ; – фактическое сопротивление теплопередаче наружной ограждающей конструкции (см табл. 3);
– сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждающей конструкции ; – сумма термических сопротивлений слоев конструкций .
По формуле 17 рассчитаем температуру во всех слоях конструкции и построим график ():
Холодная пятидневка
Известково-песчаная штукатурка
Минераловатная плита
Цементно-песчаная штукатурка
Холодный месяц (январь)
Отопительный период
Расчет производится аналогично расчету наружных стен ():
Цементно-песчаный раствор
Водоизоляционный ковер
Рис. 1 – График распределения температур в толще наружной стены
Рис. 2 – График распределения температур в толще бесчердачного перекрытия
4 Определение теплопотерь здания
Основные потери теплоты через наружные ограждения определяются по формуле 18:
где k – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции (см табл. 3); F – расчетная площадь ограждающей конструкции ; n – см формулу 8; – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь [8].
Потери тепла на нагревание инфильтрирующего воздуха в жилых помещениях при естественной вытяжной вентиляции определяются по формуле 19
где с – удельная теплоемкость воздуха равная 1 ; – плотность воздуха в помещении ; – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях принимаемый согласно СНиП [2] (); – см формулу 18; L – расход удаляемого воздуха не компенсированный подогретым приточным воздухом принемается равным 3 на 1 жилых комнат (без учета коридоров); для кухонь и санузлов исходя из величины воздухообмена по санитарным нормам [5 табл. 9.1]. За расчетную величину принимается большая из них.
При определении тепловой мощности системы отопления учитывают тепловыделения которые рассчитываются по формуле 20
где F – площадь пола жилых комнат. рассчитывается для всех помещений кроме лестничной клетки.
Тепловая мощность системы отопления каждого помещения устанавливается по потерям теплоты через наружные ограждения и теплозатратам на нагревание инфильтрирующего воздуха за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитывается по формуле 21
Запись расчета теплопотерь помещений следует производить в табличной форме (табл. 4)
Таблица 4 – Расчет теплопотерь помещений
Ограждающие конструкции
H = 3·30 +2·03 +088 + h = 1185 + h = 1048 + 075 = 1123 м
Для внутренних стен у лестничной клетки
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ
1 Конструирование системы отопления
В здании запроектирована однотрубная система отопления с тупиковым движением теплоносителя и нижней разводкой магистральных труб. В качестве отопительных приборов используются устройства типа МС-90. Источником тепла является ТЭЦ города с параметрами теплоносителя 150-70 градусов. Система отопления монтируется из водогазопроводных труб по ГОСТ 3263-75*. Монтаж системы осуществляется в соответствии со СНиП 3.05.01-85 "Внутренние санитарно-технические устройства
2 Гидравлический расчет системы отопления
Выбирается главное циркуляционное кольцо. Так как наша система однотрубная с тупиковой схемой главное циркуляционное кольцо проходит через наиболее нагруженный и удаленный стояк. Главное циркуляционное кольцо разобьем на участки обозначаемые порядковым номером (по ходу движения теплоносителя начиная от узла ввода)
По формуле 22 определяется расчетное циркуляционное давление .
где: – давление создаваемое насосом или элеватором. Для небольших систем определяется следующим способ:
где – сумма длин участков главного циркуляционного кольца м; – естественное циркуляционное давление возникающее в расчетном кольце от охлаждения воды в нагревательных приборах и в трубах ; Б – поправочный коэффициент учитывающий значение естественного циркуляционного давления в период поддержания расчетного гидравлического режима в системе (для однотрубных систем Б = 1); Для однотрубных систем с нижней разводкой значение определяется следующим способом:
где – среднее приращение плотности (объемной массы) при понижении температуры воды на 1С (при разности ); – произведение тепловой нагрузки прибора на вертикальное расстояние от его условного центра до центра нагревания воды в системе отопления (до центра элеватора в тепловом пункте); – коэффициент учета дополнительно теплового потока при округлении сверх расчетной величины [8] (); – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений [8] (); c – удельная массовая теплоемкость воды c = 419 кДжкгC; – расход воды в стояке (рассчитывается по формуле 27). Исходя из формул 24 и 23 формула 22 примет следующий вид:
Средние удельные потери давления на трение находятся по формуле 26
где 065 – коэффициент учитывающий что 65% располагаемого давления расходуется на преодоления линейных потерь;
Определяется расход воды на участках:
где: – тепловая нагрузка соответствующего участка Вт; с – см формулу 20.
По и по [8] или [7 прил. 2] подбираются возможные диаметры потока для расчетного кольца. Для каждого участка находится сумма коэффициентов местных сопротивлений () по [7 прил.3] а по [7 прил. 4] – динамический напор
общие потери давления в расчетном кольце по формуле:
Z можно вычислить по формуле:
Потери давления в главном циркуляционном кольце сравнивают с располагаемым перепадом давления:
Потери давления в главном циркуляционном кольце сравнивают с располагаемым перепадом давления:
Если запас превышает эту величину необходимо уменьшить диаметры одного – двух участков циркуляционного кольца. Если же запас давления оказался менее 5% или отрицательным то необходимо увеличить диаметр одного – двух участков.
Аналогично производится расчет малых циркуляционных колец (в однотрубной тупиковой системе с нижней разводкой малое циркуляционное кольцо проходит через ближайший стояк по ходу движения главного циркуляционного кольца). Потери давления в малом и главном циркуляционных кольцах при тупиковой системе не должны отличаться на
Рассчитаем диаметр диафрагмы для увязки потерь давления.
где: – расход воды в стояке кгч; – необходимы для увязки потери давления в диафрагме.
По формуле 24 определяем расчетное циркуляционное давление:
По формуле 26 Определим потери давления на трение:
Дальнейшие вычисления приводиться не будут т.к. они производились в программе Excel. Ход вычислений описан в теоретической части.
Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца
Таблица 5 – Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца
По формуле 31 сравним значения и
– значение находится в допустимом диапазоне (5–10% )
Гидравлический расчет малого циркуляционного кольца
Таблица 6 – Гидравлический расчет малого циркуляционного кольца
Потери давления в главном и малом циркуляционных кольцах отличаются более чем на 15%. Увязать потери давления путем изменения диаметра труб не представляется возможным следовательно устанавливаем диафрагму на обратном стояке. По формуле 32 рассчитаем диаметр диафрагмы (минимальный диаметр диафрагмы 5 мм):
Таблица 7 – Подбор диафрагмы для стояков
Расчетный диаметр диафрагмы d мм
Фактический диаметр диафрагмы d мм
3 Тепловой расчет отопительных приборов
Теплоотдача прибора рассчитывается по формуле 33
где – расчетные теплопотери помещения – теплоотдача труб открыто проложенных в помещении – поправочный коэффициент учитывающий долю теплоотдачи труб в помещении; при открытой прокладке .
Теплоотдачу труб находят по формуле 34:
где – теплоотдача 4 м вертикальной и горизонтальной трубы [7 прил. 5]; – длина вертикальной и горизонтальной трубы м.
Расчетную площадь нагревательной поверхности приборов определяют по формуле 35
где – расчетная плотность теплового потока . Рассчитывается по формуле 36.
где – номинальная плотность теплового потока ; n p – коэффициенты [8] выражающие влияние конструктивных гидравлических особенностей прибора на его коэффициент теплопередачи (n = 03; p = 0); – средний температурный перепад между средней температурой теплоносителя в приборе и температурой окружающего воздуха С определяется по формуле 37:
где и – температура воды соответственно входящей и выходящей из прибора С; – расход воды в приборе рассчитывается по формуле 38:
Число секций чугунного радиатора находится по формуле 39
где – площадь одной секции принимается по паспорту прибора (прибор МС-90 ); – коэффициент учитывающий способ установки прибора (открытая установка ); – коэффициент учитывающий число секций в приборе (для радиатора МС-90 ).
Расчет температуры входа и выхода рассчитывается следующим образом:
где – теплопотери стояка Вт.
Все расчеты производились в программе Excel и приведены ниже в табличной форме:
Таблица 8 – Тепловой расчет отопительных приборов
4 Подбор оборудования теплового пункта
Количество циркулирующей в местной системе отопления смешенной воды определяется по формуле 41:
где – тепловая мощность системы отопления Вт; – температура подающей и обратной воды в местной системе отопления С.
Коэффициент смешения вычисляется по формуле 42:
где – температура воды поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети С.
Диаметр горловины вычисляется по формуле 43:
где: – циркуляционное давление в системе отопления кПа (см пункт 3.2).
По диаметру горловины подбирают элеватор [7 стр. 20]
После подбора элеватора по формуле 44 находят диаметр сопла:
По формуле 41 вычислим количество циркулирующей в местной системе отопления смешенной воды
По формуле 42 вычислим коэффициент смешения:
По формуле 43 вычислим диаметр горловины:
Т.к. следовательно выбираем элеватор №1 с диаметром горловины
По формуле 44 находим диаметр сопла
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ЗДАНИЯ
1 Описание системы вентиляции
В здании устраивается естественная вытяжная канальная вентиляция из санузлов ванных комнат и кухонь. Запроектированная система состоит из внутристенных вертикальных каналов различных размеров. Вентиляционные решетки монтируются на расстоянии 200мм от потолка вертикальные каналы самостоятельно выводятся выше крыши жилого дома.
2 Аэродинамический расчет системы вентиляции
Цель расчета – определение размеров вытяжных каналов для удаления нормируемого воздуха при расчетных условиях.
Расчет каналов проводится исходя из располагаемого давления Па при расчетной наружной температуре С:
где: h – высота от оси жалюзийной решетки до верха вытяжной шахты м; – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха ( ).
Расчет воздуховодов начинают с наиболее неблагоприятно расположенного канала для которого возможная удельная потеря давления имеет наименьшее значение.
Последовательность расчета
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому участку каналов принимают скорость его движения; 1 этаж 08 – 09 мс; 2 этаж 06 – 07 мс; 3 этаж 04 – 09 мс; Сборный воздуховод ≥ 1 мс; Вытяжная шахта 1 – 15.
По объему воздуха и принятой скорости по формуле 46 находят предварительную площадь сечения каналов:
Для прямоугольного воздуховода по формуле 47 устанавливается эквивалентный диаметр:
где a b – стороны канала мм.
Потери давления на трении на 1 м воздуховода и динамическое давление определяют по номограмме [7 прил. 7]. При применении неметаллических воздуховодов необходимо внести поправку на шероховатость в значении удельных потерь на трение [7 прил. 8]. Коэффициенты местных сопротивлений на участках находят по [7 прил. 9].
Полученные суммарные сопротивления сравнивают с располагаемым давлением . Допустимые отклонения при увязке давлений 5-10%
Результаты расчетов сводят в таблицу.
Таблица 9 – Аэродинамический расчет системы вентиляции
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СНиП 23.01.99.* Строительная климатология – М. : Госсьрой России ГУП ЦПП 2003.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий– М. : Госсьрой России ФГУП ЦПП 2004.
ГОСТ 30494-96. Параметры микроклимата в помещении. МНТКС. – М. : Госстрой России ГУП ЦПП 1999.
СНиП II-3-79.* Строительная теплотехника
СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные. – М. : Госсьрой России ФГУП ЦПП 2001.
СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. – М. : Госсьрой России ФГУП ЦПП 2004.
МУ «Отопление и вентиляция трехэтажного жилого дома» Е.В. Одокиенко
Сибикин Д.Д. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха Д.Д. Сибикин. – М. : Инфобук 2006