Отопление и вентиляция 1-о этажного жилого дома

поянительная запика.doc

Расчет системы отопления..6
1. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.6
2.Теплотехнический расчет наружных входных дверей и световых проемов (окон и балконных дверей).9
3 Проверка ограждения на отсутствие конденсации влаги на внутренней поверхности.9
4 Определение теплопотерь на нагрев инфильтрирующегося воздуха.10
5 Расчет тепловых потерь помещениям и зданием.11
6 Удельная тепловая характеристика и удельный расход тепловой энергии на отопление здания.12
7 Выбор и обоснование проектного решения системы отопления.12
8 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов.13
9 Гидравлический расчет теплопроводов.15
Расчет вентиляции.17
1 Расчет воздухообмена.17
2 Выбор типа вентиляционной системы и ее расчет.17
3 Определение естественного давления.18
4 Расчет воздуховодов.18
Состояние воздушной среды в помещениях определяется совокупностью тепловлажностного и воздушного режимов помещения.
На тепловой режим здания оказывают влияние параметры и процессы определяющие тепловую обстановку в помещениях. Тепловая обстановка помещения зависит от ряда факторов: температуры подвижности и влажности воздуха наличия струйных течений различия параметров воздуха в плане и по высоте помещения лучистых тепловых потоков зависящих от температуры размеров радиационных свойств поверхности и их расположения.
Воздушный режим здания представляет собой процессы воздухообмена между помещениями и наружным воздухом включающие перемещение воздуха внутри помещений движение воздуха через ограждения проёмы воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха.
Для обеспечения требуемых внутренних условий в помещении служат системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха.
Системы отопления создают и поддерживают необходимые температуры воздуха в помещениях в холодный период года.
Системы вентиляции служат для подачи в помещения чистого воздуха и удаления из них загрязнённого. При этом температура внутреннего воздуха не должна изменяться.
Системы кондиционирования воздуха предназначены для создания и автоматического поддержания в помещениях температуры относительной влажности подвижности воздуха а также его чистоты и определённого газового состава независимо от наружных метеорологических условий.
В настоящей курсовой работе рассчитана местная система отопления одноэтажного жилого здания.
Одноэтажный одноквартирный жилой дом – типовой проект 181-115-671.
Район проектирования – город Кострома.
Климатический район строительства - II В. СНиП 23-01-99
Зона влажности – 2 (нормальная). СНиП 23-02-2003 прил. В.
Фасад дома ориентирован на юг вход с восточной стороны.
Таблица 1. Климатические данные района проектирования.
Наименование параметра
Температура наиболее холодной пятидневки (К=092) °С.
Продолжительность отопительного периода Zот пер сут. (при tн 8°С).
Средняя температура отопительного периода tот. пер 0С (при tн≤80С)
Средняя скорость ветра за отопительный период V мс
- источником теплоснабжения является ТЭЦ или центральная водогрейная котельная (ЦВК) температура теплоносителя в наружных тепловых сетях составляет tp = 1300C t0 = 800C.
Ограждающие конструкции дома – сэндвич панели состоящие из 2-х листов влагостойкого гипсокартона между которыми слой пенополируретана. Наружная отделка ограждающей конструкции – штукатурка.
Таблица 2. Характеристика ограждающих конструкций.
-ламинат с подложкой:
-напыление пенополиуретана
-напыление пенополиуретана:
-черновой настии доска:
Влажностный режим помещений здания – нормальный. Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.
Потери теплоты Вт помещениями через ограждающие конструкции учитываемые при проектировании системы отопления разделяют условно на основные и добавочные. Их следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт по формуле:
Где F – расчетная площадь ограждающей конструкции ;
- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции ;
- расчетная температура воздуха помещения °С принимается согласно ГОСТ 30494-96 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
- расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается в соответствии со СНиП 23-01-99 равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 092 при расчете потерь теплоты через наружные ограждения;
- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь приложение 1 ;
n – коэффициент учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху ;
k – коэффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции.
1. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.
Цель: определить толщину утепляющего слоя наружных ограждающих конструкций выбрать конструкции окон и наружных входных дверей.
В основе нахождения толщины утеплителя и теплотехнических показателей ограждающих конструкций лежит правило нормирования сопротивления теплопередачи воздухопроницания паропроницания.
Теплотехнический расчет производим в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита здания».
Найдем приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по формуле:
Где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности из ;
- сумма сопротивлений теплопроводности конструктивных слоев ограждения ;
- коэффициент теплопроводности конструктивного слоя с учетом его эксплуатационной влажности
- толщина конструктивного слоя;
- толщина теплоизоляционного слоя м;
- коэффициент теплопроводности
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности
Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий должно быть не менее нормируемого сопротивления теплопередаче .
Нормируемого сопротивления теплопередаче исходя из условий энергосбережения определяется по . Предварительно рассчитывается ГСОП – градусосутки отопительного периода:
где - средняя температура ;
- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха = 8°С сут.
ГСОП = (20+39)*222=5306 °С сут.
= 000035*5306+00005 = 18576 для наружных стен.
= 00005*5306+22 = 4853 для не отапливаемых подвальных и чердачных перекрытий.
= 0000075*5306+015 = 0548 для окон и дверей.
Определим толщину теплоизоляционного слоя стен и перекрытий.
Стена состоит из 4 -х слоев:
– штукатурка сложного раствора (Ц+И=П)
– влагостойкий гипсокартон
– пенополиуретан плотностью 40 кгм3
Перекрытие над не отапливаемым подвалом
– ламинат с подложкой
следовательно нужно увеличить слой утеплителя.
Найдем необходимую толщину ППУ
Перекрытие с не отапливаемым чердаком
2.Теплотехнический расчет наружных входных дверей и световых проемов (окон и балконных дверей).
Для наружных входных дверей
Выбор заполнения световых проемов.
По ГСОП () по табл.1б СНиП 23-02-2003 определяем = 0000075*5306+015 = 0548 . По приложению 6 СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» определяем тип окон: ПВХ окна с двухкамерным стеклопакетом со стеклами с твердым селективным покрытием.
Результаты теплотехнического расчета ограждающих конструкций представлены в табл.3.
Наименование величины
Наименование ограждающей конструкции
Покрытие бесчердачное
Сопротивление теплопередачи R0 м2 0СВт
Коэффициент теплопередачи К Втм2 0С
3 Проверка ограждения на отсутствие конденсации влаги на внутренней поверхности.
Для предупреждения конденсации влаги на внутренней поверхности наружного ограждения необходимо чтобы .
- температура внутренней поверхности ограждения;
- температура точки росы;
определяем по h-d диаграмме приложения 2 - относительная влажность воздуха и принимается по СНиП 23-02-2003
Для стен условие соблюдается.
Для перекрытия над подвалом условие соблюдается.
Для чердачного перекрытия условие соблюдается.
4 Определение теплопотерь на нагрев инфильтрирующегося воздуха.
Определение потери теплоты через ограждающие конструкции всего помещения (здания) к ним необходимо добавить расходы теплопотерь на нагревания инфильтрирующегося воздуха .
Расход теплоты Вт нагревания инфильтрирующегося воздуха в помещениях при естественной вентиляции не компенсируемого подогретым приточным воздухом следует рассчитывать по формуле:
Где L – расход удаляемого воздуха ; для жилых зданий удельный нормативный расход 3 на 1 жилых помещений;
- плотность наружного воздуха определяемая в зависимости от температуры ;
- удельная массовая изобарная теплоемкость воздуха равная примерно 1кДж(кг*К).
5 Расчет тепловых потерь помещениям и зданием.
Расчет помещения №1:
Данное помещение является - угловая комната с температурой внутреннего воздуха 22 0С. Ограждающие конструкции помещения №1 их ориентация площадь:
наружная стена; южная ориентация; 1446 м2;
наружная стена; западная ориентация; 1041 м2;
остекление ; южная ориентация; 606 м2;
Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К принимаем по таблице №3 данного курсового проекта.
Коэффициент 1 принимаем в зависимости от ориентации ограждающих конструкций помещения.
Теплопотери через ограждающие конструкции расчетного помещения:
Теплопотери через стену смежную с зимним садом и соседними помещениями не учитываем т.к. разница температур этих помещений менее 3°С.
Суммарные теплопотери через ограждающие конструкции:
Qок = 2359 + 31343 + 31681 + 31607 + 47776 = 1660 Вт.
Расход теплоты на подогрев инфильтрирующегося воздуха:
Qи = 028*5018*143*51=106488
Бытовые теплопоступления:
Qпроч = 10 . F ; (Вт)
Qпроч = 10 . 1673=1673 (Вт)
Тепловой баланс помещения:
ΔQ = Qпотери – Qпоступл
ΔQ =2730 -1673 =25627(Вт)
Рассчитываем потери тепла и для других помещений.
Полученные данные записываем в таблицу 4.
6 Удельная тепловая характеристика и удельный расход тепловой энергии на отопление здания.
Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктвно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждениями определяют удельную тепловою характеристику здания.
где - максимальный тепловой поток на отопление здания с учетом потерь теплоты на инфильтрацию Вт;
=11660 – (10*7103) = 109497 Вт.
- строительный объем здания по наружному замеру ;
- средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях.
Нормируемее значение удельного расхода тепловой энергии для одноэтажного жилого здания менее 3000 м3
что меньше расчетного значения – 069
Полученная удельная тепловая характеристика говорит об энергетической неэффективности здания. Так как потери тепла на нагрев инфильтрирующегося воздуха значительные (сравнимы с потерями тепла через ограждающие конструкции) то повысить энергоэффективности здания можно устройством механической вентиляции с рекуператором.
7 Выбор и обоснование проектного решения системы отопления.
Системы отопления служат для создания и поддержания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха регламентируемых соответствующими нормами.
В курсовом проекте принята система водяного отопления по двухтрубной схеме.
Выбор и конструирование системы водяного отопления жилого здания выполняют в соответствии с указанием норм и правил по проектированию. В качестве теплоносителя принята вода температура теплоносителя . Источник теплоснабжения – ТЭЦ. В качестве отопительных приборов принимаем чугунные радиаторы типа М14108 и Трубы чугунные ребристые ТР – 075 для зимнего сада. Отопительные приборы устанавливаются под световыми проемами в местах доступных для осмотра ремонта и очистки.
При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов что исключает пригорания на них пыли. Водяная система характеризуется простотой центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование). Водяная система отопления обладает сравнительной безопасностью долговечностью достигается бесшумность движения теплоносителя в трубопроводах простая и удобная в эксплуатации. Недостатками являются значительное гидростатическое давление в системе обусловленное ее высотой и большой массовой плотностью значительный расход металла опасность замораживания воды с разрушением оборудования находящегося в охлаждающихся помещениях.
Систему отопления проектируем по двухтрубной периметральной схеме.
К достоинствам двухтрубной системы отопления в сравнении с однотрубной системой следует отнести: уменьшение поверхности нагрева отопительных приборов за счет равномерного распределения температуры теплоносителя к приборам улучшение работы термостатических вентилей с повышением уровня теплового комфорта и энергосбережения. Её преимуществом является то что она позволяет поддерживать в системе отопления малые рабочие давления что увеличивает срок службы системы отопления и позволяет использовать более дешевые тонкостенные радиаторы. Двухтрубная система менее критична к гидравлическому сопротивлению отопительных приборов что позволяет использовать любой прибор.
Для монтажа трубопроводов использованы стальные водогазопроводные трубы. В высших точках системы отопления установлены воздухоотводчики.
Прокладка трубопроводов системы топления открытая над полом.
Для магистральных трубопроводов прокладываемых в неотапливаемом подвале предусмотрена теплоизоляция.
Тепловой расчет отопительных приборов заключается в определении необходимой поверхности нагрева или требуемого номинального теплового потока с определением числа приборов обеспечивающих необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение с целью компенсации тепловых потерь помещения.
8 Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов.
Для расчета площади поверхности отопительных приборов расчета Fр необходимо определить величину удельного теплового потока отопительного прибора qпр Втм2.
Площадь поверхности нагрева секции f1м2
Номинальная поверхность теплового потока qном Втм2
Расход теплоносителя через прибор Gпр кгс
Площадь отопительного прибора определяется п формуле:
Где - теплопотребность помещения равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений Вт
- суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения трубопроводовВт
- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружних ограждений принимается по таблице 2.2 методических указаний.
Суммарную теплоотдачу теплопроводов определяем по формуле
Где kтр – коэффициент теплопередачи труб Вт(м2К) принимается по приложению 4 мметодических указаний
dн – наружный диаметрм
l – длинна теплопровода м
tт tв – температура теплоносителя и воздуха в помещении °С
- коэффициент равный для подающей линии расположенной под потолком 025 для вертикальных стояков – 05 для обратной линии расположенной над полом – 075 для подводок к нагревательным приборам – 10.
Для определения количества секций чугунных радиаторов применим формулу
Где Fр = общая расчетная поверхность нагрева отопительного прибора м2
- коэффициент учитывающий способ установки радиатора в помещении прил. 5 метод. Указаний
f 1 – площадь поверхности нагрева одной секции м2
- коэффициент учитывающий число секций в одном радиаторе для радиаторов типа М140 равным; при числе секций 3 15 - 1; 16 20 - 098; 21 25 - 096. определим по формуле:
Число Ребристых труб определим по формуле:
n – число ярусов и рядов элементов составляющих прибор
f2 – площадь одной ребристой трубы.
В помещении устанавливаем чугунные радиаторы.
По таблице 4 находим = 2730-(10*1673)=25627 Вт.
По табл. 2.2 методических указаний принимаем = 102
Для определения воспользуемся табличной формой
Данные Расчетов по каждому помещению занесем в таблицу 5.
9 Гидравлический расчет теплопроводов.
Гидравлический расчет трубопроводов системы водяного отопления заключается в определении диаметров трубопроводов необходимых для перемещения определенного количества (расхода) теплоносителя потерь давления в системе отопления и выбора насосного оборудования. При этом должна быть гарантирована подача теплоносителя во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок нагревательных приборов бесшумность работы и удаление воздуха из системы отопления.
Гидравлический расчет осуществляем по удельной потере давления на трение:
Строится аксонометрическая схема отопления.
Выбираем главное циркуляционное кольцо. В тупиковых схемах принимаем кольцо проходящее через самый дальний прибор .
Определяем расчетное циркуляционное давление . Это давление которое может быть израсходовано в расчетных условиях на преодоление гидравлического сопротивления в системе.
Потери давления Па на преодоление трения на участках теплопровода с постоянным расходом воды и неизменным диаметром определяют по формуле:
Где - коэффициент гидравлического трения;
d - диаметр трубопровода м;
v – скорость движения воды мс;
- плотность воды кгм3;
R – удельные потери давления Па.
Потери давления на преодоление местных сопротивлений Z Па определяют по формуле:
Где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке теплопровода.
= Рд – динамическое давление воды на данном участке теплопровода Па определяется по приложению 8 метод указаний в зависимости от скорости движения воды в трубопроводе.
При расчете главного циркуляционного кольца рекомендуется предусмотреть запас давления не более 10% расчетного давления:
В системах водяного отопления с искусственной циркуляцией расчетное давление складывается из давления создаваемого насосом Па и естественного давления . Естественное давление можно не учитывать если оно составляет не более 10% давления создаваемого насосом.
Расчетное циркуляционное давление практически принимают равным 10 12 кПа. По рекомендации профессора В.М. Чаплина можно принимать значения давления создаваемые насосом исходя из средней потери давления равной 70 100 Па на каждый метр наиболее протяженного участка циркуляционного кольца.
= 70 * 18 =126000 Па
Для предварительного выбора диаметров трубопроводов определяют среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу Пам
Где k – коэффициент учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчетного циркуляционного давления ( k = 035 – для систем отпления с искусственной циркуляцией k=05 – для естественной циркуляции)
- общая длина расчетного циркуляционного кольца м
= (1-035)*70 = 4875 Пам
определяют расход воды на расчетных участках Gуч кгч.
Где Qуч – тепловая нагрузка участка составленная из тепловых нагрузок отпительных приборов Вт
с - удельная массовая теплоемкость воды равная 419 кДж(кгК)
Разница температур - 25°С
Ориентируясь на полученное значение Rcр и определив количество воды Gуч с помощью приложения 12 методических указаний подбираем оптимальные диаметры труб расчетного кольце и определяем действительные удельные сопротивления R Пам и скорость v мс на каждом участке.
Все расчетные данные заносим в таблицу 6.
Диаметры трубопроводов проверяем на запас давления на неучтенные местные сопротивления – не более
Первоначальные расчеты соответствуют расчетом с учетом необходимого запаса.
1 Расчет воздухообмена.
Количество воздуха подаваемого в помещение или удаляемого из него за один час отнесенное к его внутреннему объему – называется кратностью воздухообмена:
Воздухообмен по притоку со знаком плюс по вытяжке – минус
L – воздухообмен м3ч;
Vn – объем помещения м3.
Воздухообмен L определяют п нормируемой кратности воздухообмена
Кратность воздухообмена выбираем по приложению 4 СНиП 2.08.01-89
Расчетная температура воздуха в холодный период года °С
Кратность из воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения
Жилая комната квартир или общежитий
в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 092) минус 31 °С и ниже
м3ч на 1м2 жилых помещений
Кухня квартиры и общежития кубовая: с газовыми плитами
Не менее 90 м3ч при 4- конфорочных плитах
Совмещенное помещение уборной и ванной
2 Выбор типа вентиляционной системы и ее расчет.
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями закрытыми жалюзийными решетками сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты.
Расчет воздухообмена.
Определение воздухообмена для каждого помещения по кратности.
Данные заносим в таблицу 7
Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют одноименные или близкие по назначению помещения. Вентиляцию кухни и санузла делаем отдельно а остальных помещений можно объединить.
Изображаем графически на плане элементы системы 9каналы воздуховоды вытяжные отверстия решетки и вытяжные шахты). Напротив вытяжных отверстий помещений указываем количество воздуха удаляемого по каналу. Нумеруем все системы вентиляции.
вычерчиваем аксонометрическую схему с изображением внешних очертаний элементов системы.
3 Определение естественного давления.
В канальных системах воздух перемещается под действием естественного давления возникающего вследствие разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего.
Естественное располагаемое давление Па:
g – ускорение свободного падения мс2;
- плотность наружного и внутреннего воздуха (как функция температуры) кгм3.
= 32 * 981 * (127 – 1205) = 2047 Па
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо что бы было сохранено равенство:
R – удельная потеря давления на трение Пам;
- поправочный коэффициент на шероховатость поверхности определяется по таблице 3.2 методических указаний;
- коэффициент запаса равный 11 115;
Z – потеря давления на местные сопротивления Па;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений - поприложению 14 методических указаний - динамическое давление Па определяется по приложению 15 методических указаний.
- располагаемое давление Па.
4 Расчет воздуховодов.
При заданных объемах воздуха подлежащего перемещению по каждому из участков каналов принимаю скорость его движения. Предварительно определяем площадь сечения вент каналов в зависимости от скорости воздуха в них: в вертикальных каналах v = 05 06 мс; из каждого нижерасположенного этажа на 0.1 мс больше чем из предыдущего но не выше 1 мс; в сборных воздуховодах v >1 мс и вытяжной шахте v= 1 15 мс.
По объему воздуха L и принятой скорости v определяем предварительную площадь сечения каналов f. Используя таблицу 3.4 методических указаний.
L – расход вентиляционного воздуха м3ч.
f - площадь сечения воздуховода м2.
Используем в качестве вентиляционных каналов - асбестоцементные трубы.
Для участка 1 L = 2936 м3ч по таблице 3.3 методических указаний принимаем площадь сечения f = 00195 м диаметр воздуховода d =018 м. По номограмме расчета (приложение 15 методических указаний) определяем скорость
Удельная потеря давления на трение
Динамическое давление по вертикали вниз
Потери давления на трение на всем участке с учетом коэффициента шероховатости
Rl = 0016* 03 * 108 = 00052 Па
Определим по приложению 14 методических указаний сумму коэффициентов местных сопротивлений участка:
- Вход с плавным поворотом – 17
- одно прямое колено – 126
Для всего участка 126+ 17 = 296
Определяем потерю давления на местные сопротивления:
Z = 296 * 006 = 01740 Па
Общая потеря давления на участке 1 составляет:
Rl + Z = 00052 + 01740 = 01789 Па
Заполняем таблицу 8 для всех участков.
Проверяем условие работоспособности системы:
836 * 11 = 2072 2047
Следовательно диаметры воздуховодов подобраны правильно.
Так же сделаем расчеты и по вытяжке из кухни и санузла.
581 * 11 = 1339 2047
Методические указания «Расчет систем отопления и вентиляции» В.П. Борзов М.А. Трофимов
ФЗ № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»
СНиП 23-01-99. Строительная климатология.
СНиП 41-01-2003. Отопление вентиляция и кондиционирование.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защит зданий.
Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция: учебник для вузов К.В. Тихомиров Э. С. Сергеенко. – 5-е издание М.: БАСТЕТ 2009. – 480 с.
СНиП 2.08.01-89* Жилые здания.

отопление.dwg

Аксонометрическая схема системы вентиляции
Аксонометрическая схема системы отопления
аксонометрические проекции системы отопления и системы вентиляции.
Курсовая работа "Расчет системы отопления и вентиляции."