ОВ 2-х этажное жилое здание г. Астрахань

TGV_chertezhi.dwg

План 1 этажа М 1:100
План 2 этажа М 1:100
Аксонометрическая схема системы отопления М:100
Схема теплового пункта
Водоструйный элеватор
Отопительная система
НИУ МГСУ 08.03.01 ИСА 2-1 КП(КР)-1
Тема: "Отопление и вентиляция жилого дома
Двухэтажный жилой дом
схема системы вентиляции
схема системы отопления
План подвала М 1:100
План чердака М 1:100

PZ_TGV.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Кафедра «Теплогазоснабжения и вентиляции»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Инженерные системы и оборудования зданий. Теплогазоснабжение и вентиляция»
«Отопление и вентиляция жилого здания»
Руководитель курсового(й)
проекта (работы) доцент Фролова А.А.
(ученое звание ученая степень должность Ф.И.О.)
(дата подпись руководителя)
Курсовой(ая) проект (работа)
(оценка цифрой и прописью)
Председатель аттестационной комиссии
Часть 1. Строительная теплофизика и теплотехника микроклимат искусственной среды обитания
1. Определение климатических характеристик района строительства
2. Определение параметров внутреннего микроклимата проектируемого здания
3. Расчет теплотехнических характеристик и определение толщины теплоизоляции
4. Проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности и в толще наружного ограждения
5. Выбор заполнения оконных проемов
Часть 2. Отопление и вентиляция
1. Определение тепловой мощности системы отопления
2. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления
3. Расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов
4. Конструирование и подбор оборудования ИТП здания (подбор элеваторного узла)
5. Конструирование и расчет систем вентиляции
Список используемой литературы
Назначение здания – жилой дом
Район строительства – Астрахань
Этажность здания – 2 этажа
Ориентация главного входа здания – восток
2 Высота этажа м – 31
3. Высота шахты м – 41
Схема системы отопления – 2пн
Тип отопительных приборов – М-140-АО
Т1Т2 Теплоносителя °С – 14870
Перепад давления кПа – 60
Вентиляционные каналы – приставные
1 Определение климатических характеристик района строительства
Климатические параметры холодного периода года принимаем по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*» (табл. 2 и рис. 2 методических указаний) и заносим в таблицу 1.
Климатические характеристики района строительства
где °С – средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092;
°С – средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой воздуха ≤ 8 °С;
сут – продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха ≤ 8 °С;
мс -скорость ветра максимальная из средних скоростей по румбам за январь;
% - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца;
Зону влажности определили по карте территории РФ
2 Определение параметров внутреннего микроклимата проектируемого здания
Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата здания принимаем согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и выписываем в таблицу 2.
Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата жилого здания
Влажностный режим помещения
Жилая комната угловая
Жилая комната рядовая
Туалет Ванна Совмещенный санузел
По таблице 2 СП 50.13330.2012 условия ограждающих конструкций-А
Рис. 1 – Конструкция наружной стены
Теплотехнические характеристики строительных материалов для заданной стены принимаем по Приложению Т СП 50.13330.2012
Теплотехнические показатели строительных материалов
Наименование материалов
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Коэффициент теплопроводности
Коэффициент паропроницаемости
Кирпич керамический пустотный
Плиты минераловатные
Кирпич керамический пустотный
Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаем по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализирована редакция СНиП 23-02-2003»
Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций
Наименование конструкции
Пол над неотапливаемым подвалом (ПЛ)
Чердачное перекрытие
Δtн °С – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;
n - коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;
αв Вт(м2°С) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;
αн Вт(м2°С) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.
Градусо-сутки отопительного периода:
Рассчитываем требуемое сопротивление теплопередаче из условий комфорта
Для наружной стены (НС)
Перекрытие над подвалом (ПЛ)
Для пола и потолка (ПТ)
Для окон и дверей (ОК ДВ)
Считаем из условия энергосбережения с помощью таблицы 3 СП 50.13330.2012
Выбираем нормируемое сопротивление теплопередаче из условий энергосбережения
Работаем с теплотехническими неоднородностями
Периметр одного окна 1-6 м; 2-7 м;
Площадь окна 1-225 м2 ; 2-3 м2;
Количество окон в здании 1-5; 2-16.
Суммарная длина оконных откосов 30+112=142 м
Суммарная площадь окон 1125+48=5925 м2
Периметр входной двери 66 м
Площадь входной двери 25 м2
Суммарная длина дверных откосов 66 м
Суммарная площадь дверей 25 м2
Общая площадь фасада (с учетом ОК и ДВ без учета ОК и ДВ) 3918433009 м2
Отапливаемый объем 1513 м3
Количество дюбелей для крепления теплоизоляции 5на 1 м2
Рассчитываем толщину утеплителя
где - протяженность линейной неоднородности – го вида приходящийся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции мм2;
– удельные потери теплоты через точечную неоднородность к-го вида Вт°С полученные расчетом 3-х мерного температурного поля;
Принимаем толщину утеплителя 150 мм
Рассчитываем фактический коэффициент теплопередачи
Коэффициент теплотехнической однородности
Коэффициент теплопередачи наружной стены
Коэффициент теплопередачи перекрытий над подвалом
Коэффициент теплопередачи пола и потолка
Коэффициент теплопередачи окон
Коэффициент теплопередачи входной двери
Конденсация водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения не происходит если температура на данной поверхности tвп °С выше температуры точки росы tp °С то есть выполняется условие
Температура на внутренней поверхности стены
Температура точки росы tp °С
где - относительная влажность внутреннего воздуха Па. Принята ранее для нормального режима в помещении
- упругость водяных паров Па. Установили по данным из методички таблицы 7 при (по жилой рядовой комнате) =2338 Па.
Проверим выполнение условия на выпадение конденсата на внутренней поверхности наружного ограждения
Условие выполняется соответственно конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения происходить не будет.
Конденсация водяных паров в толще ограждающей конструкции не происходит если в какой-либо точке ограждения парциальное давление водяных паров не превосходит по величине давление насыщенного водяного пара при той же температуре т.е. выполняется условие:
Определяем распределение температуры по сечению наружной стены:
Рис. 2 Схема изменения температуры по сечению стены
Где - средняя температура наиболее холодного месяца-января ( см. таблицу 2 по методичке)
где C- средняя температура наиболее холодного месяца-января(см. таблицу 2 по методичке)
Определяем парциальное давление водяных паров влажного воздуха в состоянии насыщения соответствующее температуре в расчетных сечениях наружной стены по таблице 7
Внутренняя поверхность
Наружная поверхность
Определяем парциальное давление водяного пара в наружном и внутреннем воздухе:
Парциальное давление водяных паров во внутреннем воздухе Па:
Парциальное давление водяных паров в наружном воздухе Па:
Определяем общее сопротивление паропроницания наружной стены :
где и – сопротивление влагоотдаче на внутренней и наружной поверхностях стены м2·ч·Памг.
- паропроницаемость материала слоя .
Значение упругости водяных паров на границах отдельных слоев находим по формуле
где – сопротивление паропроницанию части наружной стены от рассматриваемой точки до внутреннего воздуха .
Полученные результаты сводим в таблицу 5
Распределение значений t C e Па и E Па в сечение наружной стены
Из таблицы 5 и рисунка видно что в сечениях 3 и 4 между пустотными керамическим кирпичом и сложным раствором парциальное давление водяного пара превысило максимально возможную величину для соответствующей температуры (давление насыщения) что свидетельствует о возможности конденсации водяного пара в толще ограждения. В данном случае необходимо предусмотреть дополнительную пароизоляцию с внутренней стороны наружной стены.
5 Выбор заполнения оконных проемов
Тип и конструкция заполнения светового проема выбираются исходя из требований по теплозащите так и требований по сопротивлению воздухопроницанию.
Выбор типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из требований по теплозащите:
По данным методички таблицы 9 выбирается тип заполнения светопроема таким образом чтобы:
где – требуемое сопротивление теплопередаче для окна м2·ºСВт;
Градусо-сутки отопительного периода были определены ранее величина составляет ГСОП=34112
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче по таблице 6 для окон (ОК):
Принимаем тип заполнения светопроема: двойное остекление в раздельных переплетах .
Уточнение типа конструкции заполнения оконного проема исходя из требований по сопротивлению воздухопроницанию:
Проверяем принятий тип заполнения оконных проемов на воздухопроницаемость и подбираем тип уплотнения притворов по условию:
где ( по таблице 9 для выбранного остекления – двойного остекления в раздельных переплетах)
- требуемое сопротивление воздухопроницанию окна:
Принимаем для окон жилых зданий и помещений в пластмассовых и алюминиевых переплетах;
– разность давлений воздуха по обе стороны окна при котором проводится исследования воздухопроницаемости окон
– разность давлений на наружной и внутренней поверхности окон Па определяется по формуле:
где Н – высота здания ( от нижней отметки входа в здание до устья вентиляционной шахты) м.
– удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха:
где ( по таблице 2 для рядовой жилой комнаты).
Проверяем выполнение условия для принятого заполнения оконного проема:
Окончательно принимаем тип заполнения оконных проемов: двойное остекление в раздельных переплетах:
Число уплотнительных приборов 1 шт.
Коэффициенты теплопередачи окна (ОК) Вт(м2·ºС):
1. Определение тепловой мощности системы отопления
Определение тепловой мощности системы отопления производится после составления уравнения теплового баланса по каждому из помещений здания:
где – тепловые потери через ограждающие конструкции помещений Вт;
– теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Вт;
– бытовые тепловыделения Вт.
Примечание: в рамках курсовой работы в связи со сложностью прогнозирования заселенности квартир и укомплектованности электробытовыми приборами ( количества источников бытовых тепловыделений ) пренебрегаем бытовыми тепловыделениями QБ Вт при определении тепловой мощности системы отопления по уравнению теплового баланса Вт.
Расчет тепловой мощности системы отопления сводится в таблицу 6.
Тепловые потери через ограждающие конструкции помещения Вт определяется следующим образом:
где – коэффициент теплопередачи отдельной ограждающей конструкции Вт(м2·ºС);
– внутренняя температура воздуха в помещении °С;
– расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года
при расчете теплопотерь через наружные ограждения (или температура воздуха за внутренним ограждением через которое рассчитывается тепловые потери °С);
– коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;
– коэффициент учитывающий добавочные теплопотери в долях от основных.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха рассчитываются для разных типоразмеров окон для каждого этажа по формуле
где с – массовая теплоемкость воздуха равная 1005 кДж(кг·ºС);
– экономайзерный коэффициент зависящий от конструкции окна. Для окон с раздельным переплетом
– расчетная температура наружного воздуха для холодного периода °С;
– удельный расход инфильтрующегося воздуха кг(м2·ч);
где – фактическое сопротивление воздухопроницанию окна (м2·ч)кг;
– расчетная разность давлений Па с двух сторон окон
где – расчетная скорость ветра для холодного периода как максимальная из средних скоростей по румбам за январь повторяемость которой не ниже 16% мс;
– высота середины окна до устья вентиляционной шахты м;
– плотность соответсвенно наружного и внутреннего воздуха кг м3
Для помещения 101 104109 (угловая жилая комната (УК)):
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
По заданию габариты окон в комнатах – 20 м х 15 м
Высота от середины окна до устья вентшахты м:
где 075 м – принятая высота от пола первого этажа до низа окна.
Для помещения 201 204209 (угловая жилая комната (УК)):
Для помещения 102 103 106107 (рядовая жилая комната (РК)):
Для помещения 202 203 206207 (рядовая жилая комната (РК)):
Для помещения 105 108 (кухня на первом этаже (КХ)):
По заданию габариты окон в комнатах – 15 м х 15 м
Для помещения 205 208 (кухня на втором этаже (КХ)):
Для лестничной клетки (ЛК):
По соответствии с заданием окна на лестничных клетках – 15 м х 15 м
Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
Характеристика ограждения
2. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления
Конструирование системы отопления начинают с размещения отопительных приборов стояков магистралей и узла управления. Тип системы отопления по заданию: двухтрубная тупиковая система с верхней разводкой. Марка отопительных приборов МС 140.
Как правило. Отопительные приборы размещают под светопроемами в местах доступных для осмотра ремонта и очистки.
В жилых зданиях массового строительства стояки из стальных труб прокладываются как правило открыто на расстоянии 15-20 мм от стен. На лестничных клетках делают отдельные стояки с присоединением отопительных приборов по проточности нерегулируемой системе.
Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам здания на кронштейнах на расстоянии не менее 100 мм о стен. Участки магистралей и стояков проходящие через неотапливаемые помещения выполняются в теплоизоляции. Подающие магистраль на чердаке или верхнем техническом этаже прокладываются на высоте 200-300 мм от верха перекрытия на расстоянии от 1 до 15 м от наружных стен и соединяется с нанесенными на план стояками. В верхних точках на предпоследних участках отдельных ветвей с верхней разводкой подающей магистрали располагают проточные воздухосборники.
Тепловой пункт располагаем в подвале в центре здания у лестничной клетки. Элеваторный узел управления крепится на кронштейн к капитальным стенам подвала на высоте удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается на высоте 1-12 м от пола обратный трубопровод – ниже элеватора на 05-07 м.
Температура подающей и обратной воды в двухтрубных системах отопления .
Определяем расчетное циркуляционное давление
где Б – коэффициент равный для двухтрубных систем отопления Б=04;
– давление создаваемой элеватором в системе отопления Па;
где – перепад давления в теплосети Па;
– коэффициент смешения в элеваторе
где – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети °С;
– температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети °С;
– температура воды в подающем трубопроводе системы отопления °С;
– естественное давление от остывания теплоносителя в отопительных приборах Па.
Для двухтрубных систем определяемся по формуле
где – температура воды в подающем и обратном трубопроводе системы отопления °С;
– высота от центра отопительного прибора 1-го этажа до оси элеватора м;
Гидравлический расчет системы отопления сводим в таблицу 7.
Расход тепоносителя Gуч кгч
Расчет (предварительный)
Удельные потери Ру Пам
По данным предварительного расчета таблицы 7 суммируем значения полных потерь давления () по всем участкам ОЦК и сравниваем с расчетным циркуляционным давлением
Разница должна быть не более 5-10%.
Подбор отопительных приборов осуществляется по каталогам или данным. Для панельных радиаторов или конвекторов выбирается типоразмер (марка) прибора для которого фактическая номинальная теплоотдача Qном из каталога или будет ближайшей большей к QОП а для секционных радиаторов определяется число секций Nрпо формуле:
где qном1 – номинальный тепловой поток одной секции прибора Вт определяемый по каталогам;
Qном - требуемый номинальный тепловой поток отопительного прибора Вт:
= = 95 °С и = = 70 °С ( (для двухтрубных систем отопления)
- относительный расход теплоносителя через отопительный прибор который для двухтрубных систем отопления рассчитывается по формуле:
При подключении отопительный приборов по схеме снизу-вверх .
Расчет нагревательной поверхности (длины или числа секций) отопительных приборов
В рамках курсового проекта тепловой пункт располагается в подвале в центре здания у лестничной клетки. Элеваторный узел управления крепится на кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается на высоте 1-12 м от пола обратный трубопровод- ниже элеватора на 05-07 м.
Подбор элеваторного узла производится в соответствии с рекомендациями СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».
Температурные параметры тепловой сети
Температура подающей и обратной воды в однотрубных системах жилых зданий
Расчетная разность давления в подающем и обратном теплопроводе тепловой сети (по заданию) .
Полные потери давления в системе отопления
Расход воды в системе отопления .
Коэффициент смешения в элеваторе В
Диаметр горловины элеватора
где – расчетный расход воды на отопление из тепловой сети тч;
- коэффициент смешения;
- потери напора в системе отопления после элеватора при расчетном расходе воды м.
Исходя из полученного диаметра горловины принимаем по таблице 14 элеватор № 2
Минимальный необходимый напор м перед элеватором для преодоления гидравлического сопротивления элеватора и присоединенной к нему системы отопления
Напор перед элеватором (при расчетной разности давления в подающем и обратном теплопроводе тепловой сети .)
т.е. располагаемый напор достаточен для обеспечения работы элеватора.
Диаметр сопла элеватора
где - напор перед элеватором м.
Окончательно выбираем элеваторный узел №2 с диметром горловины и диаметром сопла и массой 113 кг.
Схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды с помощью водоструйного элеватора:
— задвижка; 2 — грязевик; 3 — термометр; 4 — ответвления к системам вентиляции и горячего водоснабжения; 5 — регулятор расхода; 6 — обратный клапан; 7 — водоструйный элеватор; 8 — манометр; 9 — тепломер; 10 — регулятор давления
В жилых зданиях квартирного типа предусматривается естественная канальная вытяжная вентиляция с удалением воздуха из санузлов и кухонь.
Приток неорганизованный через неплотности в ограждениях.
Воздухообмен в кухнях и санузлах м3ч принимается по следующим нормам:
- кухня с 4-х конфорочной газовой плитой – 90 м3ч;
- ванная индивидуальная – 25 м3ч;
- уборная индивидуальная – 25 м3ч;
- совмещенный санузел – 50 м3ч.
Расчет воздухообмена сводим в таблицу 9.
Расчетный воздухообмен в помещениях здания.
1 102109201202209 (жилые комнаты);
8208 (кухня с 4-х комф. Плитой);
санузел; ванная комната
5205 (кухня с 4-х комф. Плитой);
Примечание: за расчетный воздухообмен квартиры принимается большая из двух величин: суммарного воздухообмена для жилых комнат и суммарного воздухообмена для помещений общего пользования.
Аэродинамический расчет проводим в следующей последовательности:
) Вычерчиваем аксонометрическую схему системы разбиваем на расчетные участки.
) Определяем длину каждого участка и путем последовательного суммирования расхода воздуха проходящего по участку находим его нагрузку. Эти величины вписываем на схему в виде дроби (в числителе – расход м3ч в знаменателе – длина м).
) Определяем естественное гравитационное давление для каналов ветвей каждого этажа по формуле
где – естественное давление для каналов
– разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа м; Н1=78 м; Н2=46 м;
– плотность внутреннего воздуха кгм3;
– плотность наружного воздуха при температуре 5 0С кгм3;
В качестве главной расчетной ветви выбираем ветвь удельное располагаемое давление в которой будет наименьшее. Так как P2 P1 то расчетной будет ветвь идущая через канал второго этажа (при наименьшем располагаемом давлении)
При отсутствии чердака каналы выполняем обособленными.
) Аэродинамический расчет каналов сводим в таблицу 10.
Аэродинамический расчет системы вентиляции.
Предварительный (окончательный) расчет
Суммарные потери давления
) Запас давления на неучтенные потери
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ГОСТ 13448-82. Вентиляционные решетки пластмассовые. Технические условия. – М.: Издательство стандартов 1987.
ГОСТ 21.602-2016. Правила выполнения рабочей документации систем отопления вентиляции и кондиционирования. – М.: Стандартинформ 2016.
ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Росстандарт 2012.
Крупнов Б.А. Крупнов Д.Б. Отопительные приборы производимые в России и ближнем зарубежье. – М.: АСВ. – 2010. – 152 с.
Малявина Е.Г. Строительная теплофизика: Учебное пособие Моск. Гос. строит. Ун-т. – М.: МГСУ 2011. – 152 с.
Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий: Учебник для вузов. – М.: Издательство АСВ 2015. – 204 с.
СП 131.13330.2018 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*». – М.: Минрегион России 2018.
СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». – М.: ГУП ЦПП 2004.
СП 50.133330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». – М.: Минрегион России 2012.
СП 60.13330.2016 «Отопление вентиляция и кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003». – М.: Минстрой России 2016.