Проектирование системы отопления и вентиляции жилого двухэтажного дома в городе Самаре

Исходный вариант.dwg

Двухэтажный жилой дом
69355-270109-КР-2006
Проектирование систем отопления и
вентиляции в г.Акъяр
аксонометрическая схема отопления
План I-ого этажа М 1:100
План II-ого этажа М 1:100
План чердака М 1:100
План подвала М 1:100
Аксонометрическа схема системы отопления М 1:100
Аксонометрическа схема системы
вентиляции ВЕ-1 М 1:100
вентиляции ВЕ-2 М 1:100
Условные обозначения

Курсовой ТГВ (пример).doc

Министерство по образованию и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
Пояснительная записка к курсовому проекту:
« Проектирование системы отопления и вентиляции
жилого двухэтажного дома в городе Самаре»
студентка гр. ВиВ03-2
Исходные данные. Требования к жилому дому
Теплотехнический расчет:
1. Теплотехнический расчет наружной стены
2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
3. Теплотехнический расчет подвального перекрытия
4. Теплотехнический расчет окна
Расчёт тепловой нагрузки на систему отопления
Сводная таблица теплопотерь
Расчет поверхности отопительных приборов
Расчет тепловлажностного режима
Гидравлический расчет системы отопления
9. Аэродинамический расчет системы вентиляции
Перечень графической части:
(формат А1): план первого этажа М 1:100 план второго этажа М 1:100 план подвала М 1:100 план чердака М 1:100 аксонометрические схемы систем отопления и вентиляции схема установки элеватора схема дефлектора спецификации элеватора и дефлектора.
Для инженера специальности « Водоснабжение и водоотведение» теплоснабжение и вентиляция является родственным разделом и в ряде случаев на производстве ему приходится сталкиваться с санитарно- техническими работами по этому профилю. В связи с этим специалист по водоснабжению и водоотведению должен хорошо знать и этот смежный раздел техники.
Данный курсовой проект предназначен для ознакомления с системами отопления и вентиляции.
Так в работе освящены такие разделы как расчет ограждающих конструкций (стены окна) определение относительной влажности при которой начинает выпадать конденсат определение теплопотерь.
Большая работа проделана по гидравлическому расчету системы отопления и аэродинамическому расчету системы вентиляции.
район строительства - город Самара;
абсолютная минимальная температура: -43 о С;
температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 092: -360 С;
температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 092: -300 С;
продолжительность отопительного периода: zотоп.= 206 суток;
средняя температура отопительного периода:t -610 С;
средняя температура наиболее холодного периода: t= -180 С.
Характеристики сети:
Тип системы отопления: нижняя разводка;
температура воды в подающей трубе: 95 оС;
температура воды в обратной трубе: 70 оС.
Характеристики здания:
ориентация фасада: северо-запад;
внутренняя температура помещений:
в угловой комнате: +20 оС;
в рядовой комнате: +18 оС;
на лестничной клетке: +16 оС;
температура подвала:
внутренняя: +180 С;
температура чердака:
Требования к жилому дому
Запроектировать двухэтажный двухподъездный дом с двускатной крышей. Количество комнат на одном этаже для двух подъездов не должно быть менее 20. В доме должны быть квартиры различной планировки: одно- двух- и трехкомнатные.
Санузел в однокомнатной квартире совмещенный размером 1518 м в остальных квартирах - индивидуальная ванна и туалет с размерами 1515 м и 0815 м соответственно.
Тамбур в подъезде должен быть не менее 1 м шириной.
Теплотехнический расчет
Определяем ГСОП (градусы сутки отопительного периода):
ГСОП=(tв-tот. пер.)*Z (0С (1)
где tв- температура в рядовой комнате0С;
tот. пер- средняя температура отопительного периода 0С;
Z- продолжительность отопительного периода сутки;
Определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции по таблице 1 с помощью интерполяции
Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции
Чердачное перекрытие
ГСОП = 496460С =? = (2) ГСОП2=60000С =35
Определим требуемое термическое сопротивление по формуле:
где n – коэффициент учитывающий расположение ограждающей конструкции в пространстве и для несущей стены n=1;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха °С;
tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха равная средней между
температурами наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки:
tн – нормативный перепад температур воздуха внутри помещения и снаружи 0 С
в- коэффициент теплопередачи внутри помещения Втм2·0С в=87 Втм2·0С.
Сравним приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции и требуемое термическое сопротивление и выберем для дальнейших расчетов большее значение.
=314 > =147 и поэтому принимаем =314.
Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев стены учитывая что ограждение четырехслойное:
где d1 – толщина цементно-песчаного раствора штукатурки d1=002 м;
d2 – толщина кирпичной кладки d2=038 м;
– толщина теплоизоляционного слоя (минеральная вата)3=?;
d4 - толщина облицовочного слоя (красный керамический кирпич) d4= 012 м;
l4 - коэффициент теплопроводности кирпичной кладки l4 =058 2.
- коэффициент теплопередачи снаружи помещения Втм2·0С =23 Втм2·0С
Найдем толщину слоя утеплителя принимая что Rст = R0пр:
попало в пределы 012-026 м принимаем большее то есть 3 =026 м.
Действительное сопротивление определим как:
где 3 – толщина теплоизоляционного слоя (минеральная вата)3=026 м.
Условие RдействR выполняется то есть 511314.
Найдем степень тепловой инерции ограждающей конструкции (массивность ограждающей конструкции):
где S1S2S3S4 – расчетные коэффициенты теплоусвоения отдельных слоев ограждающей конструкции Вт м2 0С принимаемые по 2 приложению 3.
D= что не соответствует заданному условию и D7- большая массивность и температура наружного воздуха равна температуре наиболее холодной пятидневки: tн=t5= -300 С и в соответствии с этим пересчитываем :
Определим коэффициент теплопередачи:
В соответствии с формулой (2) таблицей №1 и при помощи интерполяции опреде-
лим приведенное сопротивление теплопередачи :
где t- температура воздуха снаружи 0 С:
t=tH+30 C=t5+30 C (11)
t=-300 С+30 С=-270 С
коэффициент n для чердачного перекрытия: n=09;
нормативный перепад температур tн= 30 С.
> то есть 413> 155 и принимаем для расчетов = 413
Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев учитывая что ограждение четырехслойное:
где d1 – толщина железобетонной плиты d1=022 м;
d2 – толщина гидроизоляционного слоя (рубероид) d2=001 м;
– толщина теплоизоляционного слоя (вермикулит вспученный)3=?;
d4 - толщина цементно- песчаной стяжки d4= 003 м;
l4 - коэффициент теплопроводности цементно- песчаной стяжки l4 =076 2 приложение 3.
- коэффициент теплопередачи снаружи помещения Втм2·0С =12 Втм2·0С.
Найдем толщину слоя утеплителя принимая что =:
Толщину утеплителя принимаем кратной 5 см то есть 3=03 м.
коэффициент n для подвального перекрытия: n=06;
нормативный перепад температур tн= 20 С.
г где t- температура воздуха наружная 0 С t=+50 С
Определяем термическое сопротивление утепляющих слоев учитывая что ограждение пятислойное:
– толщина теплоизоляционного слоя (гравий керамзитовый)3=?;
d5- толщина линолеума d5=0015 м;
l5 - коэффициент теплопроводности линолеума l5 =035 2 приложение 3.
- коэффициент теплопередачи снаружи помещения Втм2·0С =6 Втм2·0С.
Найдем толщину слоя утеплителя:
Так как толщина не может быть отрицательной следовательно делаем вывод о том что подвал теплый и слой утеплителя не нужен.
Требуемое термическое сопротивление окон определим по таблице №2 но сначала найдем разницу температур:
tвн - tн= 18-(-30)=480 С
Требуемо термическое сопротивление окон
Расчетная разность tвн - tн( 0 С)
По табл. 3 3 по значению R=042 выбираем вид остекления: двойное раздельное.
5. Теплотехнический расчет входной двери
Требуемое термическое сопротивление окон определим по формуле (3) значения всех коэффициентов и температур те же что и для наружной стены за исключением внутренней температуры значение которой берется как для лестничной клетки: tвн=160 С:
Найдем толщину и количество входных дверей:
где d – толщина двери d=? м;
l – коэффициент теплопроводности древесины (сосна вдоль волокон)
l=029 2 приложение 3.
Принимаем две двери по 009м каждая.
Коэффициент теплопередачи для двойной входной двери (2009 м):
Результаты теплотехнического расчета сведем в итоговую таблицу № 3.
Ограждающая конструкция
Чердачное перекрытие
Подвальное перекрытие
Вычерчиваем план здания в масштабе М 1:100 (рис.1). Двухэтажное здание с уровнем пола первого этажа на 1м выше поверхности земли. Высота этажа (от пола до потолка) 2.7м толщина междуэтажного перекрытия 03м. Размер окон в больших комнатах 18х15м в остальных комнатах: 15 х15м на кухне: 12 х15м. Входная дверь в подъезд размером 2х12м. Подвал без окон.
Составляем таблицу №4 куда заносим результаты расчета.
В первой колонке- нумерация жилых комнат и кухонь нумерацию начинаем проставлять с левого верхнего угла и далее по часовой стрелке. Также в этой колонке указывается внутренняя температура помещения.
Во второй колонке указаны наименования конструкций где цифрами 1 и 2 обозначены номер конструкции если в данной комнате имеется не одна подобная конструкция.
Далее (колонки 34567) идет характеристика ограждений. Это ориентация конструкции (за исключением пола и потолка) размеры конструкции а в.
Размер а для наружных стен пола и потолка а также размер в для пола и потолка берется с плана в соответствии с рисунком 2.
Высота наружной стены определяется как:
В1 эт= под.пер+27+03 (м) (16)
В2 эт= 27+чер.пер (м) (17)
Площадь F м2 (колонка 5) получаем перемножением размеров а и в за вычетом из площади наружных стен и лестничных клеток площадей окон и входной двери.
Коэффициент К Вт(м2×°С) переписываем из таблицы № 3.
В колонке 7 – произведение разности температур и коэффициента n:
Значения температур а также значение коэффициента n для окон и двери берем как для наружной стены. Значение коэффициента n для пола и потолка – как для подвального и чердачного перекрытий соответственно.
Расчет тепловых потерь проводим по формуле:
где К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции;
F – площадь ограждающей конструкции м2;
n – коэффициент учитывающий расположение ограждающей конструкции в пространстве;
Dt = tв-tн – разность температур.
Колонки 9 и 10 учитывают добавочные теплопотери на ориентацию:
северо-запад юго- восток5% или 005 д.е.
северо- восток10% или 01 д.е. юго- запад0 % или 000 д.е.
и прочие теплопотери на входную двойную дверь в подъезд =80% N где N- количество этажей (N=2).
Qдобав. определим как:
Общие потери через ограждение Qобщ. будет равно:
Qобщ= Q+ Qд (Вт) (21)
И общие теплопотери по всей комнате составят:
Тепловые потери через ограждения
Составим сводную таблицу теплопотерь (табл. №5) по средствам которой определим теплопотери для каждого помещения.
В первую графу заносим номер комнаты и внутреннюю температуру.
Во вторую графу из таблицы 4 переносим общие теплопотери по всей комнате Qт.п. Вт.
В третьей колонке учитываются теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Qи Вт которые вычисляются по следующей формуле:
где с – удельная теплоемкость воздуха равная с=1 ;
А0 Ак – коэффициенты учитывающие влияние встречного теплового потока для окна и конструкции соответственно. Для окон с раздельным переплетом А0=08. Ак=06;
G0 Gк – массовое количество воздуха поступающего в помещение путем инфильтрации через окна и другие ограждающие конструкции кг(м2 × ч).
G0= 10 кг(м2 × ч) Gк =05 кг(м2 × ч);
F0 Fк– площадь окна и других ограждений соответственном2 ;
tв – внутренняя температура воздуха 0 С;
tн- наружная температура воздуха 0 С.
В четвертой графе вычислены потери на вентиляцию по следующей формуле:
где Fпола- площадь пола чистой комнаты то есть без коридоров и санузлов м2;
t - температура наружного воздуха для расчета вентиляции tнвент = -18°С.
В пятой графе – бытовые нагрузки на отопительные приборы. Считаются во всех помещениях кроме лестничных клеток:
И в шестой колонке вычислены отопительные нагрузки для жилых комнат по форму-
Qот = Qтп + Qи(в) – Qбыт (Вт) (26)
между значениями Qв и Qи выбирается большее и подставляется в формулу;
Qот = Qтп + Qи – Qбыт (Вт)(27)
для лестничных клеток:
Qот = Qтп + Qи (Вт)(28)
Тепловая нагрузка Вт
Отопительные приборы: чугунные секционные радиаторы марки М140 АУ. Поверхность нагрева одной секции 035 экм (эквивалентный квадратный метр).
Для удобства расчет производим в табличной форме (таблица 6).
Во вторую графу из таблицы 5 переносим общие теплопотери по всей комнате Qот. Вт.
вычисляем по формуле:
где tгор – температура теплоносителя при поступлении в отопительный прибор tгор=950 С;
tобрат – температура при выходе теплоносителя из отопительного прибора tобрат=700 С.
Теплоотдача одной секции отопительного прибора qэ равна:
В пятой колонке - поправочный коэффициент учитывающий уменьшение температуры воды за счет отстаивания ее в трубах. Для нижней разводки для первого этажа: 1 для второго этажа- 105.
В шестой колонке - поправочный коэффициент учитывающий способ подводки теплоносителя к отопительному прибору и изменения теплоотдачи в зависимости от относительного расхода воды через прибор. для подводки сверху- вниз(рис. 3) равен 1.
Рис.3. Способ подводки: сверху- вниз.
Расчетная поверхность нагрева определяется по формуле:
где b4 – поправочный коэффициент учитывающий способ установки отопительных приборов b4 = 1 (установка нагревательного прибора осуществляется открыто).
Число секций в приборе определяется по формуле:
где fc = 035 экм – площадь поверхности одной секции отопительного прибора;
b2 – поправочный коэффициент учитывающий число секций в отопительном приборе:
Фактическое nф количество секций определяется как: если дробная часть nр 028- количество секций округляем в меньшую сторону если же дробная часть nр028- то
округляем в большую сторону. Минимальное количество секций в отопительном приборе- три секции.
Расчёт тепловлажностного режима ведется для угловой комнаты чтобы выяснить выпадает ли конденсат и при какой относительной влажности конденса начинает выпадать.
Конденсат выпадает если выполняется неравенство:
где: t тр – температура точки росы:
t тр = 201 – (575 – 000206*ев)2 (35)
ев – упругость водяных паров в помещении определяется как:
- относительная влажность %;
) = 55 % - комфортные условия;
) = 75 % - запредельные условия.
Е- модуль упругости водяного пара в состоянии полного насыщения:
Е= 477+ 1333*(1+014*tвн)2 (Па) (37)
tвн- температура внутренней поверхности наружной стенки:
где: tвн- внутренняя температура угловой комнаты tвн=200 С;
Rд –действительное сопротивление внутренней стенки теплоотдаче
Конденсат не выпадает если выполняется неравенство:
Определим выпадает ли конденсат при относительной влажности = 55 %:
Е = 477 + 1333(1 + 014*20)2 = 240185 (Па)
ев = 240185 * 055 = 132102(Па);
t тр = 201 – (575 – 000206*132102)2= 1093 °С;
92 > 1093 то есть конденсат не выпадает.
Определим выпадает ли конденсат при относительной влажности = 70 %:
ев = 240185 * 07 = 168130(Па);
t тр = 201 – (575 – 000206*168130)2= 1487(°С);
92 > 1487 то есть конденсат не выпадает.
Необходимо выяснить при какой влажности выпадает конденсат. Для этого приравняем:
92=201-(575-000206* ев)2
92-201=-(575-000206* ев)2
-12=-(575-000206* ев)2*(-1)
Таким образом конденсат выпадает при относительной влажности 94%.
Для начала на плане (рис.1) располагаем стояки которые последовательно нумеруем из левого верхнего угла и далее по часовой стрелке.
Далее чертим аксонометрию подвала дома вместе с тепловым узлом стояками разводкой и обраткой (разводка показана сплошной линией обратка штрихпунктиром). На каждом стояке на разводке и обратке и на горизонтальных участках ставим вентели перед тепловым узлом задвижки на каждом из стояков на верхнем отопительном приборе ставим кран Маевского а также на разводке показываем регулировочный кран.
У отопительного прибора показана его нагрузка а после расчета мы проставляем диаметры стояков.
После проделанной работы составляем таблицу гидравлического расчета (таблица 7). Гидравлический расчет производим для стояков расположенных в угловых комнатах наиболее загруженного подъезда.
В первую графу заносим номер участка.
Во вторую графу из таблицы 5 переносим общие Qот. Вт.
В третьей колонке вычисляем количество воды по формуле:
В четвертую колонку переносим длины участков с плана.
Далее на участках ставим диаметры:
на стояке- 10-20 мм;
обратка и разводка – 20-25 мм;
на участках перед ТУ- 32 мм;
тепловой узел – 40 мм.
Резких перепадов диаметров не должно быть то есть: 15 мм- 25 мм.
Удельные потери на трение R Пам и скорость V мс определяем с помощью приложения 7 4 интерполяцией в зависимости от количества воды проходящего по участку G.
Потери на трение получаем перемножением удельных потерь на трение R и длины участка Па.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений определяется по приложению 8 4. На входе и на выходе местные сопротивления равны единице.
Потери в местных сопротивлениях z1 Па при =1 определяются по 9 4 интерполяцией в зависимости от скорости.
Потери в местных сопротивлениях z Па при данной определяем:
Суммарные потери давления равны: R*l+z Па.
После того как таблицы были составлены определяем величину невязки по кольцу:
h- расстояние по вертикали от уровня расположения элеваторного узла до центра отопительного прибора первого этажа:
После увязки колец составляем две других таблицы- для гидравлического расчета полуколец. Она составляется как для колец но участки записываем те которые не повторяются в кольцах. Невязку определяем по формуле:
Аэродинамический расчет системы вентиляции
Цель аэродинамического расчёта состоит в определение сечений каналов и размеров жалюзийных решёток чтобы обеспечить требуемые расходы удалённого воздуха.
Для аэродинамического расчета составляем таблицы.
В первую графу как всегда заносится номер участка.
Далее заносим в таблицу потери. Выбираем негазифицированную плиту нагрузка от которой составит 60 м3час.
Измеряем длины участков и заносим их в таблицу. Необходимо помнить что длина решетки-0 длина вентиляционной шахты- 50 м.
Для предварительного определения сечений каналов систем естественной вытяжной вентиляции принимают скорости Vрасчётное:
На входе в решётку – 05 мс
Вертикальные каналы –05-1 мс
Горизонтальные каналы– 1-15 мс
Вытяжные шахты- 15 мс
Задавшись скоростью вычисляют площадь поперечного сечения участка по формуле:
где L- это нагрузка на участке м3ч.
Далее по приложению 12( для решеток) и 10 3 выбираем ближайшее большее значение F для которого выписываем в таблицу размеры ав и эквивалентный диаметр dэ мм.
После мы пересчитываем скорость:
Далее с помощью интерполяции по приложению 9 3 и таблицы 13 3 находим удельные потери на трение R Пам и коэффициент шероховатости мм.
Потери на трение находим как произведение удельных потерь на трение R длины участка и коэффициента шероховатости Па.
Сумму КМС определим по следующей таблице
Значения коэффициентов местных сопротивлений воздухопроводов
Динамическое давление Pдин вычисляем по формуле:
где - плотность воздуха: в канале и в решетке =121 кгм3 в шахте =124 кгм3.
Потери на КМС находим как :
Суммарные потери давления находим суммированием R*l*+z. Па.
После заполнения каждой таблицы необходимо сделать проверку или невязку:
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ I ветвь1-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ I ветвь10-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ I ветвь7-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь 1-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь9-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь 7-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь13-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь 15-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ I ветвь 22-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь20-6)
Аэродинамический расчет вентиляционных каналов (через ВЕ III ветвь 27-6)
СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат1982.-112 с.
СНиП 11-3-79*. Строительная теплотехника. М.: Стройиздат 1982г.- 98 с.
Методические указания к выполнению курсового проекта
Богословский В.Н. Щеглов В.П. Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция. -М.: Строиздат 1980г.
Справочник по теплоснабжению и вентиляции том 2 «Вентиляция и кондиционирование воздуха» В.Р.Щекин С.М. Кореневский и др. изд. »Будевельник» Киев 1976 г.
Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. Справочник проектировщика В.М. Спиридонов В.Т. Ильин И.С. Приходько и др.; Под общ. ред. Г.И. Бердичевского. – М.: Стройиздат 1981- 488с.

План 2 этажа.dwg

План 1 этажа.dwg