Детский сад - ясли на 280 человек

Чертеж.dwg

С О Г Л А С О В А Н О
Спальни-веранды ясельной группы
Экспликация помещений
Комнаты для музыкальных и гимнастических занятий
Кладовая для хранения овощей
Кладовая для хранения сухих продуктов
возможной конденсации
Строительная теплофизика.
изменения состояния воздуха в помещении
I-d-диаграммы процессов
Процессы изменения состояния воздуха в помещении при вентиляции
Процессы изменения состояния воздуха в помещении при кондиционировании
при вентиляции и при кондиционировании
Туалетные ясельной группы
Методический кабинет
Стирально-разборочная
Кладовая для хранения чистого белья
хозяйственная кладовая
Тапловой узел и венткамера

Готовый курсовой.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
(ученое звание степень должность Ф.И.О.)
(дата роспись руководителя)
(дата роспись члена комиссии)
НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (КУРСОВОЙ РАБОТЫ)
линия отрыва остается у преподавателя
Часть 1. Строительная теплофизика.
Глава 1. НАРУЖНЫЕ И ВНУТРЕННИЕ УСЛОВИЯ.
1.НАРУЖНЫЕ И ВНУТРЕННИЕ УСЛОВИЯ.
1.1Выбор расчетных наружных условий района строительства.
1.2Выбор расчетных внутренних условий.
2.ТРЕБУЕМЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ.
2.1.Требуемоесопротивлениетеплопередачеисходяиз санитарно- гигиенических и комфортных условий.
2.2.Требуемоесопротивлениетеплопередачеисходяиз энергосбережения в течение отопительного периода.
Глава 2. Защитные свойства наружных ограждений.
1.ПРИВЕДЕННОЕСОПРОТИВЛЕНИЕТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ.
1.1.Определение тепловлажностных условий эксплуатации ограждения.
1.2.Выбортеплотехническиххарактеристикматериалов слоев ограждения.
1.3.Расчет приведенного сопротивления теплопередаче стены с учетом линейных и точечных неоднородностей.
1.4.Определение распределения температуры по сечению наружной стены и на ее поверхностях.
2.ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ.
2.1.Проверка возможности конденсации водяного пара на внутренней поверхности глади наружной стены и в наружном углу а также в толще наружной стены.
3. ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ.
3.1 Выбор конструкции окна.
Глава 3. Стационарная и нестационарная теплопередача.
1.Инженерные методы расчета сопротивления теплопередачи через сложное наружное ограждение.
1.1.Расчет сопротивления теплопередаче ограждения методом сложения проводимостей.
1.2.Расчет термического сопротивления пустотной панели методом сложения проводимостей.
2.Удельнаятеплозащитнаяхарактеристиказдания(проверка выполнения комплексного требования к теплозащитной оболочке здания).
Список литературы к части 1 курсовой работы.
Часть 2. Микроклимат зданий.
Глава 4. Параметры микроклимата помещения и наружного климата.
1.ВЫБОРРАСЧЕТНЫХПАРАМЕТРОВНАРУЖНОГОИ ВНУТРЕННЕГО КЛИМАТА.
1.1.Правила выбора климатических параметров.
Глава5.Тепловаянагрузканасистемыотопления-охлаждения и определение воздухообмена в помещении.
1.Определение мощности системы отопления здания.
1.1.Расчет теплопотерь здания через ограждающие конструкции.
1.2.Расчеттеплопотерьнанагревинфильтрующегося наружного воздуха.
2.РАСЧЕТ ПОСТУПЛЕНИЙ ТЕПЛОТЫ ВЛАГИ И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА.
2.1.Расчета поступлений теплоты влаги и СО2 от людей.
2.2.Определения теплопоступлений от освещения и отопительных приборов а также теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования воздуха.
Глава 6. Процессы формирования и обеспечения микроклимата помещения.
1.РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ.
1.1.Правила расчета воздухообмена по вредным выделениям и по нормам кратности.
1.2.Расчет воздухообмена по избыткам явной и полной теплоты и влаги.
2.Построение процессов изменения состояния воздуха на I-d-диаграмме и определение фактических параметров внутреннего воздуха при вентиляции.
Список литературы к части 2 курсовой работы.
Часть 1. Строительная теплофизика
1.НАРУЖНЫЕ И ВНУТРЕННИЕ УСЛОВИЯ
1.1Выбор расчетных наружных условий района строительства
Средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью =-26оС (таблица 1 методических указаний).
Средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 092 - = -32оС и обеспеченностью 098 – = -34оС (таблица 1 методических указаний).
Средняя за сутки температура наружного воздуха определяющая начало и конец отопительного периода. Так как проектируется детский сад-ясли отопительный период принимается как период со средней суточной температурой наружного воздуха +8 оС и менее.
Средняя температура отопительного периода tО.П= -33 оС (таблица 1 методических указаний).
Продолжительность отопительного периода – zО.П= 196 суток (таблица 1 методических указаний).
Зона влажности г. Тамбов: 3 - сухая (рисунок 1 методических указаний).
Расчетная скорость ветра для холодного периода vн= 43 мс (таблица 1 методических указаний).
Средняя скорость ветра за период со средней суточной температурой воздуха +8 оС и ниже v=4 мс (таблица 1 методических указаний).
Средняя температура каждого месяца и года оС [1] вписана в таблицу П-1:
Среднемесячное и годовое парциальное давление водяного пара гПа [1] занесено в таблицу П-2:
Среднее за самый холодный месяц года (январь) парциальное давление водяного пара:
eH1 =27 гПа= 270 Па = 027 кПа;
Расчетная температура наружного воздуха для теплого периода года (таблица 1)
- по параметрам А - = 232 оС –температура воздуха обеспеченностью 095;
- по параметрам Б - = 300 оС –температура воздуха обеспеченностью 098;
Средняя суточная амплитуда температуры наиболее теплого месяца: АТ= 111 оС (таблица 1 методических указаний).
Расчетная скорость ветра для теплого периода года vТП= 33 мс - минимальная из средних скоростей ветра за июль (таблица 1 методических указаний).
Расчетная удельная энтальпия воздуха для теплого периода года:
- по параметрам А - = 523 кДжкг (таблица 1 методических указаний);
- по параметрам Б - = 544 кДжкг (таблица 1 методических указаний).
РасчетноебарометрическоедавлениеР=9982гПа (таблица 1 методических указаний).
1.2Выбор расчетных внутренних условий
Для расчета сопротивления теплопередаче ограждений здания детского сада-яслей определяются:
- категория помещения по классификации ГОСТ 30494-96 [3] - категория 2;
- расчетная температура внутреннего воздуха для выбора наружных ограждений - = 21 оС для помещений категории 2 (по п. 5.2 [2]);
- расчетная влажность внутреннего воздуха В= 55% (по п. 5.7 [2]);
-влажностный режим помещения – нормальный (таблица 1 [2]).
2.ТРЕБУЕМЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ
2.1.Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно- гигиенических и комфортных условий
Для детского сада-яслей по строке 1 таблицы 6 методических указаний величина равна: для наружных стен 4 оС; покрытий и чердачных перекрытий 3 оС; перекрытий над не отапливаемыми подвалами 2 оС;
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения по таблице 7 для стен полов и гладких потолков равен =87 Вт(м2°С).
- для наружной стены (м2°С)Вт;
- требуемое сопротивление теплопередаче дверей и ворот:
2.2.Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из энергосбережения в течение отопительного периода
Для функционального назначения здания – общественного относящегося к категории 2 число градусосуток отопительного периода по формуле (2) равно:
ГСОП=(tВ-tоп)Zоп=(21-(-33))196=4763 °С сут
С учетом интерполяции по числу градусосуток требуемое сопротивление теплопередаче:
- для наружных стен (м2°С)Вт;
- для бесчердачных покрытий (м2°С)Вт;
- для чердачных перекрытий и перекрытий над холодными подвалами (м2°С)Вт;
- для окон (м2°С)Вт;
Требуемое сопротивление теплопередаче принимаемое для проектирования зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха выше 12 оС нормируется исходя из энергосбережения.
- для входных дверей (м2°С)Вт.
Глава 2. Защитные свойства наружных ограждений
1. ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ
1.1.Определение тепловлажностных условий эксплуатации ограждения
Район строительства здания относится к сухой влажностной зоне (п.1.1.1). В здании поддерживается нормальный влажностный режим (п. 1.1.2).
По таблице 9 методических указаний определяем что при нормальном влажностном режиме помещения и сухой зоне влажности района строительства все ограждения объекта находятся в условиях эксплуатации относящихся к градации А.
1.2.Выбор теплотехнических характеристик материалов слоев ограждения
Рассматривается четырехслойная стена (рисунок П1) строительный материал его плотность и толщина каждого слоя которой указаны в таблица П3 (нумерация слоев снаружи внутрь):
м – шаг раскладки гибких связей.
Рисунок П1. Схема сечения наружной стены (номера слоев соответствуют таблице П3)
Потаблице10методическихуказанийнаходим теплотехнические показатели строительных материалов и заносим их в таблицу П-3:
Плот- ность матери- ала
Удельная теплоемкость материала c0 кДж(кг.оС)
Характеристики материалов
Плиты минераловатные из каменного
Кладка из сплошного глиняного кирпича на цементно- песчанном растворе
Штукатурка (цементно-
1.3.Расчет приведенного сопротивления теплопередаче стены с учетом линейных и точечных неоднородностей
Геометрическиеиконструктивныеособенности рассчитываемого здания:
Периметр окон: 38; 48; 6 м.
Площадь окон соответственно: 06; 135; 225 м2.
Количество окон в здании соответственно: 28; 18; 72 шт.; ВСЕГО: 118 шт.
Суммарная длина оконных откосов: 38*28+48*18+6*72=6248 м.
Суммарная площадь окон: 06*28+135*18+225*72=2031 м2.
Периметр дверей: 6; 74 м.
Площадь дверей соответственно: 189; 336 м2.
Количество дверей соответственно: 7; 11 шт.; ВСЕГО: 18 шт.
Суммарная длина дверных откосов: 6*7+74*11=1234 м.
Суммарная площадь дверей: 189*7+336*11=5019 м2.
Общая площадь фасада (с учетом площади занимаемой оконными и дверными проемами)(без учета окон и дверей): 252766227437 м2.
Отапливаемый объем: 1556408 м3.
Количество дюбелей для крепления теплоизоляции : 5на 1м2.
Удельные потери теплоты (таблица 11):
- через оконные и дверные откосы: =018 Вт(м оС);
- через дюбели: =0006 Вт оС.
Общая протяженность линейных неоднородностей (дверных и оконных откосов): 6248+1234=7482 м.
Протяженность линейных неоднородностей на 1 м2 фасада определяется как отношение общей протяженности линейных неоднородностей к общей площади фасада без учета окон и дверей: lj=7482227437 = 0329 мм2.
Количество точечных неоднородностей (дюбелей) на 1 м2 фасада nk=5 штм2.
Площадь глади стены считаем без иных плоских элементов тогда Ai=ΣAi.
Толщинатеплоизоляционногослояпоформуле(5) методических указаний:
С учетом номенклатурного ряда теплоизоляционных изделий принимаем толщину теплоизоляционного слоя: 012 м.
Коэффициент теплопередачи однородной части наружной стены здания по формулам (7) и (9) методических указаний:
Приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены здания по формуле (6) методических указаний:
Roпр = 1(1.023+018.0329+5.0006) = 313 м2.оСВт .
Для наружной стены здания Roнспр = 313 м2.оСВт Roтр = 306 м2.оСВт условия выполняются. Для дальнейшего расчета принимаем Roнспр = 313 м2.оСВт.
Коэффициенттеплотехническойоднородностипоформуле (11) методических указаний:
Коэффициент теплопередачи стены по формуле (12) методических указаний:
1.4.Определение распределения температуры по сечению наружной стены и на ее поверхностях
Распределение температуры в толще стены и на ее поверхностях при температуре наружного воздуха равной =-26оС.
Связи практически изменяют сопротивления теплопередаче трех слоев 123. Однако будем считать что сопротивление теплопередаче равномерно уменьшается в каждом слое и на поверхностях с коэффициентом пропорциональности равным коэффициенту теплотехнической однородности r=071.
Таким образом значения температуры во всех интересующих сечениях при температуре наружного воздуха равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092 - =-26оС найдены. Убедимся в том что наибольший темп падения температуры происходит в слое утеплителя (наиболее крутая линия) построив график (рисунок П2) распределения температуры в сечении стены в М 1:10.
По температуре масштаб удобно принять таким чтобы по вертикали рисунок занимал около 8-15 см. В нашем случае удобно принять в 1см 5 оС.
Рисунок П2. Распределение температуры по сечению наружной стены
Температура на внутренней поверхности наружного угла определяется по формуле (14 методических указаний):
уг=21-075.(0115.071313)23(21+26) =179 оС.
2. ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ
2.1.Проверка возможности конденсации водяного пара на внутренней поверхности глади наружной стены и в наружном углу а также в толще наружной стены
Определяем распределение температуры по сечению стены схема обозначений которой приведена на рисунке 2 методических указаний при температуре наружного воздуха равной средней температуре наиболее холодного месяца – января = -109 оС:
Определяем парциальное давление водяного пара влажного воздуха в состоянии насыщения соответствующее температуре в расчетных сечениях наружной стены по таблице 14 методических указаний: Ев= 2488 Па; Ев.п= 2368 Па; Е1= 2338 Па; Е2= 1253 Па; Е3= 611 Па; Е4= 255 Па; Ен.п= 250 Па; Ен= 240 Па.
Определяем парциальное давление водяного пара в наружном и внутреннем воздухе по формуле (15) с учетом того что φB = 55%:
ев= 2488 055 = 1368 Па;
Так как среднее за январь парциальное давление водяного пара ен= 270 Па (таблица П2) больше давления насыщения водяного пара при средней за январь температуре Ен= 240 Па для дальнейших расчетов принимаем ен= 240 Па.
Находим температуру при которой из внутреннего воздуха начинает выпадать конденсат (точку росы). Для этого по таблице 14 методических указаний определим температуру при которой найденное парциальное давление водяного пара ев= 1368 Па является давлением насыщения то есть при Е =1368 Па t= 116 оС. Таким образом точка росы tр= 116 оС. Так как при температуре наиболее холодной пятидневки температура внутренней поверхности наружной стены в= 198 оС (п.2.1.4) и внутренней поверхности наружного угла tу=179 оС (п.2.1.4) выше чем tр = 116 оС:
в= 198оС > tр= 116 оС;
tу=179оС > tр = 116 оС
можно быть уверенным в том что выпадения конденсата на этих поверхностях не будет.
Определяем общее сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле (16) методических указаний:
Находим интенсивность потока водяного пара по формуле (17) методических указаний:
Определяем распределение парциального давления водяного пара по сечению стены при = -109 оС:
Полученные результаты расчета сведем в таблицу П4:
Давление насыщения Па
Парциальное давление Па
То что в сечении между наружной штукатуркой и утеплителем парциальное давление водяного пара превысило максимально возможную величину для соответствующей температуры (давление насыщения) свидетельствует о возможности конденсации водяного пара в толще ограждения (сечение 4: 293 Па > 255 Па). Вопрос о необходимости дополнительной пароизоляции с внутренней стороны наружной стены должен быть решен на основе расчета требуемых сопротивлений паропроницанию ограждения между внутренней поверхностью и плоскостью возможной конденсации по СП 50.13330.2012.
По полученным в таблице данным построим график (рисунок П3) распределения температуры парциального давления и давления насыщения в сечении стены М 1:10 по температуре масштаб удобно принять таким чтобы по вертикали график температуры занимал около 8-15 см. В нашем случае удобно принять в 1 см 5 оС. По парциальному давлению удобно принять масштаб в 1 см 100 Па. Допустимо чтобы графики температуры и парциального давления накладывались друг на друга т.к. они выполняются в разных шкалах. Можно каждый из трех графиков представить разными цветами.
Рисунок П3. К определению возможной конденсации в наружной стене
3. ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ НАРУЖНОГО ОГРАЖДЕНИЯ
3.1 Выбор конструкции окна
Выбор конструкции окна по требуемому сопротивлению теплопередаче. Заказчиком согласованны окна в металлических переплетах. В соответствии с предыдущими расчетами требуемое сопротивление теплопередаче для окна равно (м2°С)Вт.
Для установки в детском саду-яслях принимаем по таблице 16 методических указаний окно из двухкамерного стеклопакета из стекла с мягким селективным покрытием в алюминиевых переплетах. Приведенное сопротивление выбранного окна (м2°С)Вт.
Коэффициент теплопередачи окна Вт(м2°С).
Расчет требуемого сопротивления воздухопроницанию окон. Выбор плотности окна к установке
Определяем ΔР Па – разность давлений воздуха по обе стороны окна первого этажа по формуле (19) методических указаний:
ΔР = 055.86.(14-118)+003.14.42=1713 Па.
где Н - высота здания от нижней отметки входа в здание до верха; в нашем случае двухэтажного здания с расстоянием от пола I этажа до пола II этажа – 33 м и расстоянием от пола II до крыши – 3 м с высотой вентиляционной шахты 14 м и отметкой низа входа (земли): -09 м: Н=09+33+3+14=86 м;
- удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха Нм3 определяются по формуле (20) методических указаний:
для внутреннего воздуха Нм3;
для наружного воздуха Нм3;
v - расчетная скорость ветра для холодного периода v vH =4 мс.
Требуемоесопротивлениевоздухопроницаниюпоформуле(21) методических указаний:
RиТР (15)·(171310)23=0286 м2чкг
где GH - нормативная воздухопроницаемость окна в алюминиевых переплетах для жилых и общественных зданий GH = 5 кг(ч.м2) по таблице 17 методических указаний;
P0 - разность давлений воздуха по обе стороны окна при которой проводятся исследования воздухопроницаемости окон P0 =10 Па.
Принимаем фактическое сопротивление воздухопроницанию Rфи = 029 м2чкг (больше требуемого) и требуем от заказчика закупки окон в которых по сертификату сопротивление воздухопроницанию не меньше принятого Rфи=029 м2чкг и используемого в дальнейших расчетах.
Глава 3. Стационарная и нестационарная теплопередача
1. Инженерные методы расчета сопротивления теплопередачи через сложное наружное ограждение
1.1. Расчет сопротивления теплопередаче ограждения методом сложения проводимостей
Расчет термического сопротивления пустотной панели методом сложения проводимостей
Размеры панели и пустот в ней представлены на рисунке П4.
Рисунок П4. К расчету пустотной плиты перекрытия: а) разрез по фрагменту плиты; б) расчетная схема плиты с выделенным регулярным элементом
Сторона эквивалентного кругу по площади квадрата () равна:
Приделениирегулярногоэлементаплоскостями параллельными тепловому потоку (смотрите на схеме) получаем два параллельных участка: I и II. Сопротивления теплопередаче этих участков равны:
Термическое сопротивление воздушной прослойки RВОЗД.ПР определяем по таблице 13 с учетом того что в панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка с потоком тепла снизу вверх отделена от холодного чердака слоем утеплителя поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 014 м в этих условиях RВОЗД.ПР = 015 м2°СВт; в панели перекрытия над неотапливаемым подвалом если утеплитель лежит под железобетонной плитой горизонтальная воздушная прослойка с холодного техподполья сверху вниз отделена от теплого помещения слоем утеплителя поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 014 м в этих условиях RВОЗД.ПР = 019 м2°СВт.
Для чердачного перекрытия (м2·°С)Вт;
Для перекрытия над подвалом (м2·°С)Вт;
Сопротивление теплопередаче всего регулярного элемента при разбивке его плоскостями параллельными тепловому потоку:
-для чердачного перекрытия:
-для перекрытия над подвалом:
При делении регулярного элемента плоскостями перпендикулярными тепловому потоку (смотрите на схеме справа) получаем три параллельных участка: а б в. Участки а и в однородные участок б - неоднородный состоящий из горизонтальной воздушной прослойки и слоя железобетона шириной I и толщиной б (RЖБ=014192=0073 м2°СВт). Сопротивления теплопередаче этих участков равны:
Сопротивление теплопередаче RБ определяем:
Сопротивление теплопередаче всего регулярного элемента при разбивке его плоскостями перпендикулярными тепловому потоку:
-для чердачного перекрытия: (м2С)Вт;
-для перекрытия над подвалом: (м2С)Вт.
Термическое сопротивление плиты:
Приведенные сопротивления теплопередаче и коэффициенты теплопередачи наружных ограждений принятых для проекта
В результате проделанных расчетов приняты следующие приведенные сопротивления теплопередаче и коэффициенты теплопередачи наружных ограждений:
- для наружных стен:
(м2°С)Вт (м2°С)Вт; Вт(м2°С);
- для бесчердачных покрытий:
- для чердачных перекрытий:
(м2°С)Вт (м2°С)Вт; Вт(м2°С)
- для перекрытий над неотапливаемыми подвалами:
- для наружных дверей:
2. Удельная теплозащитная характеристика здания (проверка выполнения комплексного требования к теплозащитной оболочке здания)
С учетом равенства отапливаемого объема здания Vот =1556408 м3 расчет по формуле (35) методически указаний выполняем в таблице П5 куда записываем и другие исходные данные.
Наименование фрагмента
Бесчердачное покрытие
Перекрытие над неотапливаемым подвалом
Общий коэффициент теплопередачи здания:
Коэффициент компактности здания Kкомп м-1 определяется по формуле (32) методических указаний:
Совокупность фрагментов теплозащитной оболочки здания характеристики которых используются в формуле (34) методических указаний должна полностью замыкать оболочку отапливаемой части здания.
Удельная теплозащитная характеристика здания kоб Вт(м3 оС):
Нормируемая удельная теплозащитная характеристика здания принята в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по таблице 18 методических указаний с учетом примечаний по формуле (32) методических указаний:
Проверка по формуле (33) методических указаний:
Таккакрезультатпоформуле(32)методическихуказаний больше полученного по формуле (33) методических указаний принимаем в качестве требуемого нормируемого значения удельной теплозащитной характеристики здания величину:
Полученное значение удельной теплозащитной характеристики здания меньше максимально допустимой по [2] величины:
Вт(м3 оС) Вт(м3 оС).
Таким образом комплексное требование к теплозащитной оболочке здания выполняется.
Список литературы к части 1 курсовой работы
СП 131.13330. 2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» Министерство регионального развития. М:-2012.
СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий» Министерство регионального развития. М:-2012.
ГОСТ 2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Росстандарт. – 2012.
CП 230.1325800.2015 «Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей». Министрой России. М.:2015.
СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий Госстрой России.-М.: ФГУП ЦПП 2004.
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия» Министерство регионального развития. М:-2011.
Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов.-2-е изд. перераб и доп.-М.: Высш.школа 1982.-415 с.
Е.Г.Малявина. Теплопотери здания.: справочное пособие (2-е издание исправленное)Е.Г.Малявина.-М.:АВОК- ПРЕСС 2011. – 145 с.
О.Д.Самарин. Теплофизика. Энергосбережение. Энергоэффективность. -М.: Изд-во АСВ. - 2009. - 296 с.
СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление вентиляция и кондиционирование». Министерство регионального развития. М:-2012.
Ю.М.Варфоломеев ОЯ.Кокорин.Отопление и тепловые сети: Учебник. –М.: ИНФРА-М 2006. – 480 с. – (Среднее профессиональное образование).
Теплотехнический расчет наружных ограждений и расчет теплового режима зданий. Е.Г.Малявина. Задание на курсовую работу по строительной теплофизике.- М.: Изд-во МГСУ. – 2009.- 9 с.
Часть 2. Микроклимат зданий
Глава 4. Параметры микроклимата помещения и наружного климата
1.ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО КЛИМАТА
1.1.Правила выбора климатических параметров
Выбор расчетных параметров наружного климата
Для амбулатории в Тамбове выбираем параметры наружного климата.
Расчетные параметры наружного климата для Тамбова
колонка 3 обеспеченность
колонка 4 обеспеченность
колонка 6 обеспеченность 0.94)
(через φн – см. табл. 4)
колонка 5 tн5 обеспеченность 0.92
Барометрическое давление В = 99500 Па (табл.2 [1] колонка 2). Скорость ветра в ТП 28 мс (табл.2 [1] колонка 13); в ХП 74 мс (табл.1 [1] колонка 19) средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха Аtн = 112оС (табл.2 [1] колонка 7).
Остальные параметры рассчитываем по формулам из п.4.1.1 методических указаний и заносим в таблицу 2:
Параметры состояния наружного воздуха для Тамбова
по табл. 1[1] колонка 16
Примечание: жирным шрифтом выделены основные параметры выбираемые из табл.1 и 2 [1] служащие исходными данными для вычисления остальных.
Выбор расчетных параметров внутреннего микроклимата
Для детского сада-яслей в г.Тамбов выбираем параметры внутреннего микроклимата для расчета систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Решение: в соответствии с [3] основные помещения здания относятся к 2- й категории. Для этой категории по табл. 2 методических указаний выбираем основные расчетные параметры внутреннего микроклимата и заносим в табл.3.
Расчетные параметры внутреннего микроклимата для амбулатории в г.Тамбов
Допустимые параметры (для В)
Оптимальные параметры (для КВ)
**) в ПП – минимальная из допустимых (= tв.от) в ХП – на 2 4 градуса выше но также в пределах допустимого диапазона.
Нормируемуюподвижностьвоздухадляпомещений 2-й категории записываем в таблицу:
Расчетный период года
Подвижность воздуха vнорм мс не более:
Остальные характеристики внутреннего воздуха вычисляем по формулам из п.4.1.1 методических указаний и заносим в таблицу 4.
Параметры состояния внутреннего воздуха для амбулатории в г.Чита
внутренне го воздуха
Примечания: жирным шрифтом выделены основные параметры выбираемые из табл.3 служащие исходными данными для вычисления остальных. Относительная влажность для допустимых условий (режим вентиляции) принята ориентировочно с последующим уточнением по результатамрасчетавоздухообменаипостроения процесса изменения состояния воздуха в помещении на I-d-диаграмме.
Глава 5. Тепловая нагрузка на системы отопления-охлаждения и определение воздухообмена в помещении
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ
1.1.Расчета теплопотерь здания через ограждающие конструкции
Рассмотрим расчет теплопотерь для помещений амбулатории в городе Чита. Расчетная температура наружного воздуха в ХП по параметру “Б” (tн5) равна –38оС. Расчетную температуру внутреннего воздуха помещений для определения мощности системы отопления в ХП (tв.от) принимаем по табл.2 методических указаний.
Конструкция пола подвала по лагам
Наименование материала
Теплопроводность материала слоя λi Вт(м·К) по Прил.Д [5]*
Сопротивление слоя теплопередаче Rсл м2·КВт
Общее сопротивление теплопередаче слоев пола равное дополнительному сопротивлению утепляющего слоя для
зон пола по грунту ПлII – ПлIV ΣRсл = Rут.сл2 =
*) В курсовой работе λi принимаются по Приложению Т актуализированной редакции [4].
Расчет коэффициентов теплопередачи зон пола по грунту
Rну м2·КВт для неутепленного
Rут.пл м2·КВт для утепленного пола
Коэффициент теплопередачи для утепленного пола Кут.пл =1Rут.пл
+Rут.сл2) для пола по лагам
Результаты расчета теплопотерь через ограждения сведены в табл. 6.
Расчет потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений
Наименование помещения
Температура внутреннего воздуха tв ºC
Ориентация ограждения по сторонам света
Температура наружного воздуха tн ºC
Обмер ограждения axb м
Коэффициент теплопередачи k Втм2ºC
Основные теплопотери Qосн Вт
Добавочные потери теплоты в долях единиц
Потери теплоты на инфильтрацию Qинф Вт
Общие теплопотери Qот Вт
Тепловой узел и венткамера
Спальни веранды ясельной группы
Туалетные ясельной группы
Комната для музыкальных и гимнастических занятий
Методический кабинет
Кладовая для хранения овощей
Кладовая для хранения сухих продуктов
Стирально-разборочная сушильно-гладильная
Кладовая для хранения чистого белья
Хозяйственная кладовая
1.2.Расчета теплопотерь на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха
Двухэтажное общественное здание: Детские ясли-сад на 280 мест. Район строительства – г. Тамбов. Температура наружного воздуха в ХП по параметрам «Б» tн5 = –26оС расчетная скорость ветра vн = 43 мс [1]. Средняя по зданию температура внутреннего воздуха в ХП для расчета системы отопления tв = +19оС [3].
Характеристика здания:
Длина L = 68 м; ширина B = 448 м площадь остекления фасадов Ао.1 =1215 м2; Ао.2 = 45 м2; Ао.3 = 606 м2; Ао.4 = 165 м2 (суммарная площадь ΣАо= 2031 м2 – см. первую часть работы) высота 1-го этажа hэт.1 = 33 м; 2- го этажа hэт.2 = 3 м; высота от уровня земли до центра окна 1 этажа hо.эт.1=27 м; высота от уровня земли до центра окна 2 этажа hо.эт.2=6 м; высота от уровня Земли до пола первого этажа h1 = 09 м – см. первую часть работы. Тогда расчетная высота здания от уровня Земли до верха вентиляционной шахты равна Н = 77+09= 86 м.
Сопротивление окон воздухопроницанию: м2чкг (см. первую часть работы).
Экономайзерныйкоэффициентучитывающийвлияние встречного теплового потока в конструкции окна: АЭ = 08.
Средние величины аэродинамических коэффициентов фасада – по [9]:
наветренный фасад – СН 08;
заветренный фасад – СЗ -06;
боковой фасад – СБ -04;
Рис.П5. Развертка фасадов здания с обозначением геометрических параметров
Предварительный расчет:
Плотность воздуха снаружи: кгм3;
Плотность воздуха в здании: кгм3.
Разность удельного веса воздуха снаружи и в здании:
Максимальная величина избыточного гравитационного давления на уровне земли: PГ Н 86х196 17 Па.
Избыточное ветровое давление на наветренном фасаде:
Избыточное ветровое давление на боковом фасаде:
Направление ветра на 1 фасад (З)
Вычисляем внутреннее избыточное давление воздуха в здании:
Вычисляем избыточное давление воздуха с наветренной стороны здания на уровне центра окон каждого этажа.
Вычисляем расчетную разность давления с двух сторон окон каждого этажа:
Т.к. 0 продолжаем расчеты для 1 и 2 этажей.
Т.к. для обоих этажей 0 то не продолжаем расчеты для боковых фасадов.
Вычисляем расход воздуха проходящего через 1 м2 окна на каждом этаже (только для 1-го 2-го этажей наветренной стороны):
Вычисляем удельный поток теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха:
Аналогично вычисляем для других направлений ветра результаты сводим в табл. 7 и 8:
Расчет избыточного давления воздуха в здании
Примечания: - коэффициентостекленности Афас. значения Р0V и P0 перечисленные в двух последних колонках через точку с запятой соответствуют результатам расчетов при направлении ветра на 1-й 2-й 3-й и 4- й фасад.
Расчет удельных потерь теплоты от инфильтрации
В данной таблице значения в пяти последних колонках перечисленные через точку с запятой также соответствуют результатам расчетов при направлении ветра на 1-й 2-й 3-й и 4-й фасад. Таким образом инфильтрация на боковых сторонах имеет место только на 1-м этаже.
2.РАСЧЕТ ПОСТУПЛЕНИЙ ТЕПЛОТЫ ВЛАГИ И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
2.1.Расчета поступлений теплоты влаги и СО2 от людей
Помещение №11 (Комната для музыкальных и гимнастических занятий).
Размеры: 9976 (площадь пола)×33 (высота). В помещении находятся: 20 детей и 2 воспитательницы (женщины). Расчетные параметры наружного и внутреннего климата приняты для рассматриваемого района строительства и с учетом категории помещения по [3].
Расчеты: Коэффициент снижения теплопоступлений от людей:
=085; =075. Категория работы – легкая.
ТП tВ = 232 ºС = tнА; = 77 Втчел (по таблице 12 методических указаний).
Здесь N – число людей соответствующего пола и возраста и с данной категорией работы.
ПП tВ = 19 ºС; = 1032 Втчел
ХП tВ = 19 ºС; =1032 Втчел
ТП tВ = 254 ºС; = 104 Втчел (по таблице 12 методических указаний).
ПП tВ = 19 ºС; = 125 Втчел
ХП tВ = 19 ºС; = 125 Втчел
Скрытая теплота и влага:
; в нашем случае = 25 л(ччел) по таблице 13 методических указаний.
лч для всех периодов года.
2.2.Определения теплопоступлений от освещения и отопительных приборов а также теплопотерь в режиме вентиляции и кондиционирования воздуха
Искусственное освещение:
В нашем случае AПЛ = 9976 м2 Е = 200 лк по табл. 15 методических указаний (принимаем как для ближайшего наиболее подходящего помещения – актового зала) qОСВ = 0069 по таблице 14 методических указаний при площади помещения 50-200 м2 и высоте помещения до 36 м. Принимаем светильники преимущественно прямого света и берем среднее значение между светильниками прямого и диффузного света.
Коэффициент hОСВ =045(считаем что светильники находятся в вентилируемом подвесном потолке).
Теплопоступления от приборов системы отопления:
=2357 Вт (из таблицы расчета теплопотерь);
Теплопотери в режиме вентиляции:
Расчет теплопоступлений от солнечной радиации
Помещение №11 (Комната для музыкальных и гимнастических занятий).
Размеры: 9976 (площадь пола)×33 (высота) м.
В помещении имеется 5 окон с ориентацией на С.
Географическая широта φ = 52 ºс.ш.; площадь окна AОК 12 09 108 м2;
Расчет теплопоступлений от солнечной радиации через окна помещения:
) Максимальноеколичествотеплотыотпрямойи рассеянной солнечной радиации проникающей через одинарное остекление:
= 0 Втм2 =59 Втм2 в период с 6 до 7 часов по таблице 2.3 [10] для остекления ориентированного на С на широте 52о.
Угол между солнечным лучом и окном:
где - высота стояния Солнца; - солнечный азимут остекления.
Принимаем =21о по таблице 2.8 [10] для периода 6 – 7 часов и широты 52о.
По той же таблице принимаем азимут Солнца =97о . Потаблице 2.6[10] при ориентации С
) Коэффициент инсоляции вертикального остекления:
где Н – высота окна (Н = 12 м); В – ширина (В = 09 м); а = с = 0 – т.к. отсутствуют внешние солнцезащитные козырьки =013- заглубление остекления от наружной поверхности фасада (принято 013 м как для кирпичных зданий).
) Коэффициент облучения зависит от углов:
вертикальная компонента =0993 (график Рис.2.4 [10]); горизонтальная компонента =0987 (см. там же).
) Удельный тепловой поток от проникающей солнечной радиации через принятое остекление:
где - коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для окон с двойным остеклением без солнцезащитных устройств и толщиной стекла 4-6 мм по таблице 2.4 [10] =08;
- коэффициент учета затенения окна переплетами; для принятого остекления по таблице 2.5 [10] =065.
) Наружная условная температура на поверхности окна:
где - средняя температура наиболее жаркого месяца (июля); =256 оС [1]; для кондиционируемых помещений следует принимать наружную температуру в теплый период года по параметрам «Б»;
- средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха в теплый период; =112 оС [1];
=-0605 – коэффициент учитывающий суточный ход наружной температуры (таблица 2.9 [10] при = 0 для периода 6 – 7 часов);
- приведенный коэффициент поглощения радиации; =04 по таблице 2.4 [10] для двойного остекления без солнцезащитных устройств при толщине стекла 4-6 мм;
- количество теплоты поступающей на вертикальную поверхность ориентации С в период 6-7 часов от прямой и рассеянной радиации для широты 52о по таблице 2.10 [10] (= 0 Втм2 =80 Втм2);
- коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности окна; для вертикальной поверхности Вт(м2°С).
) Теплопоступления от теплоотдачи через окно:
Втм2 где - сопротивление окна теплопередаче в летних условиях; для выбранного типа окна =052 Вт(м2К) по таблице 2.4 [3] .
) Суммарные теплопоступления через окно ориентированное на С:
Результаты всех расчетов сводим в таблицы 9 и 10.
Теплопоступления и теплопотери помещения с общеобменной вентиляцией
Наимено вание помещен ия
Расчет- ный период года
Поступления в помещение явной теплоты Вт
От солнечной радиации
От искусствен ного освещения
От систе- мы отопле ния
От технологи ческого оборудова ния
От прочих источн иков
Продолжение таблицы 9
Теплопоступления в помещение Вт
Сводная таблица вредных выделений
Наименова ние помещени я
Расче тный пери од года
Газовые выделен ия лч
Примечание: для перевода теплоизбытков в кДжч необходимо теплоизбытки в Вт умножить на 36.
Глава 6. Процессы формирования и обеспечения микроклимата помещения
1.РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ
1.1.Правила расчета воздухообмена по вредным выделениям и по нормам кратности
Расчет воздухообмена по избыткам явной и полной теплоты и влаги
Исходные данные: Детский сад-ясли на 280 мест в г. Тамбов.
Вентиляция. Расчетное помещение – комната для музыкальных и гимнастических занятий. Схема организации воздухообмена – один приток одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны.
ТП °С по формуле из п.6.1.1 методических указаний. В данном случае =2 м т.к. люди в помещении стоят . Величину принимаем по таблице 18 методических указаний при удельной теплонапряженности 4 Втм3. Расчет вначале ведем по избыткам явной теплоты.
кгч т.е. соответствует требуемому воздухообмену в ХП уточняем и .
°С. Поскольку это выше наружной температуры в ПП равной +10оС полученный результат говорит о том что в ПП необходимо продолжать подогрев притока в данном случае до температуры +184оС во избежание переохлаждения помещения.
После построения процессов изменения состояния воздуха в помещении на I-d-диаграмме (см. п.6.2 методических указаний) можно проверить расчет воздухообмена по избыткам полной теплоты и влаговыделениям. Проверку проводим для условий ТП поскольку именно по этому периоду был принят расчетный воздухообмен.
где =064 кгч – влагопоступления;
кгч (по полной теплоте).
Здесь =1770 Вт (см. таблицу 9).
Значения =511 кДжкг и =136 гкг определяются с помощью I-d- диаграммы или формул из п.4.1.1 для точки лежащей на 05 выше точки соответствующей параметрам «А» в ТП для рассматриваемого района т.е. г. Тамбов по [1] а Iу = 507 кДжкг и dу = 138 гкг – опять-таки графически после построения процесса изменения состояния воздуха в помещении на I-d- диаграмме для ТП. При этом используется значение углового коэффициента луча процесса (см. таблицу 10):
Таким образом отклонение воздухообмена вычисленного по влаге от определенного по явной теплоте составляет а при вычислениях по полной теплоте что находится в недопустимых пределах.
Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов т.е. в данном случае по ТП.
Таким образом расчет показывает что объемные расходы притока и вытяжки не отличаются.
Проверяем расчетный воздухообмен на соответствие санитарной норме:
где =05 лм3 =1 лм3 (см. таблицу 19 методических указаний).
=418 лч; м3ч; поэтому оставляем воздухообмен вычисленный по избыткам явной теплоты.
Кондиционирование воздуха. Расчетное помещение – комната для музыкальных и гимнастических занятий. Расчетные параметры наружного и внутреннего климата и результаты расчета теплопотерь в холодный период в режиме отопления приняты по методике п.4.1.1. Схема организации воздухообмена – один приток одна вытяжка с подачей воздуха в верхнюю зону и удалением также из верхней зоны.
°С; °С. Расчет ведем по явной теплоте.
кгч т.е. отвечает требуемому для ХП уточняем .
Вычисляем объемный расход воздуха и фактическую кратность воздухообмена принимая температуры притока и уходящего воздуха наибольшими из всех расчетных периодов т.е. в данном случае по ХП.
Таким образом и здесь объемные расходы притока и вытяжки отличаются незначительно.
Фактическая относительная влажность в холодный период года получается равной 4% в переходный – 73% а в теплый – выходит за пределы нормы (примем 120%). Остальные уточненные параметры внутреннего воздуха приведены в таблице 11.
Уточненные параметры состояния внутреннего воздуха в режиме вентиляции для помещения рассмотренного в п.4.1.1.
Параметры внутреннего воздуха
Влагосодержание d В гкг
Относительная влажность %
Температура мокрого термометра tМ
Температура точки росы t 0С
Парциальное давление водяного пара
То же при полном насыщении РНАС Па
В режиме кондиционирования воздуха построение осуществляется для двух периодов и начинается с нанесения на диаграмму точки В по ее температуре и относительной влажности для соответствующего периода поскольку в этом режиме жестко задаются именно внутренние параметры а основная задача заключается в их обеспечении независимо от переменных наружных условий и внутренних воздействий. После этого через точку В проводится луч процесса с угловым коэффициентом взятым для соответствующего периода причем проводится в обе стороны – до пересечения с изотермой tп = const с учетом ее возможного уточнения после выбора расчетного воздухообмена где мы получаем точку П и до пересечения с изотермой tу = const где мы имеем точку У. Значения tп и tу также принимаются для соответствующего периода. Схема процесса приведена на рисунке 8 методических указаний. Примерно таким должен быть процесс в оба периода только в холодный период точка В а вместе с ней и точки П и У и все построение в целом будут находиться ниже и левее чем в теплый из-за более низких параметров в точке В.
2.Построение процессов изменения состояния воздуха на I-d-диаграмме и определение фактических параметров внутреннего воздуха при
Расчетный воздухообмен общеобменной вентиляции по кратности в помещениях здания (для группы помещений аптеки объединенных общим коридором)
Площадь помещен ия м2
Объе м поме щени я V м3
Количес тво людей в помеще нии Nчел.
Нормативная кратность воздухообмена Кр ч-1 или норма подачи наружного воздуха на 1 человека LO
Расчетный воздухообмен м3ч
м3(ч·чел) по табл.3.2 [10]
Таким образом для ликвидации дисбаланса нужен дополнительный приток в объеме 286 м3ч в общий коридор.
Список литературы к части 2 курсовой работы
СНиП 23-01-99* «Строительная климатология». – М: ГУП ЦПП. – 2004. (Актуализированная редакция – СП 131.13330.2012. – Минрегион России. – 2013).
СНиП 41-01-2003 «Отопление вентиляция и кондиционирование».–М.: ГУП ЦПП. – 2004. (Актуализированная редакция – СП 60.13330.2012. – Минрегион России. – 2012).
ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Росстандарт. – 2012.
СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». – М: ГУП ЦПП. – 2004. (Актуализированная редакция – СП 50.13330.2012. – Минрегион России. – 2012).
СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». – М: ГУП ЦПП. – 2004.
О.Д.Самарин. Основы обеспечения микроклимата зданий. – М.: Изд-во АСВ.– 2015. – 204 с.
Е.Г.Малявина. Теплопотери здания. – М.: АВОК-ПРЕСС. – 2007. – 144 с.
Л.М.Махов. Отопление. Учебник для вузов.– М.: Изд-во АСВ. –2014. –400 с.
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» – М.: ГУП ЦПП. – 1993. (Актуализированная редакция – СП 20.13330.2011. –Минрегион России. – 2011).
Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1. под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. – М: Стройиздат. – 1992. – 320 с.
И.И.Полосин Б.П.Новосельцев В.Н.Шершнев. Теоретические основы создания микроклимата в помещении. – Воронеж 2005. – 143 с.
Отопление и вентиляция. Ч. II. Вентиляция. Под ред. В.Н.Богословского. –М.: Стройиздат. –1976. – 439 с.