Теплоснабжение и вентиляция 3-хэтажного односекционного жилого дома

Исо теплоснабжение и вентиляция.dwg

План типового этажа (1:100)
План подвала (1:100)
Аксонометрия внутреннего водопровода (1:100)
Аксонометрия внутренней канализации (1:100)
Водоснабжение и водоотведение
аксонометрия водопровода и канализации
Проектные отметки земли
Трубы из полиэтилена ГОСТ18599-2001
Профиль дворовой канализационной сети Мв=1:100
Водопровод хозяйственно-питьевой
Условные обозначения
Хозяйственно-бытовая канализация
Канализационный колодец
Контрольный канализационный колодец
Стояк холодного водоснобжения
Городской канализационный колодец
Стояк бытовой канализации
Экспликация оборудования
НАИМЕНОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ПОЛИВОЧНЫЙ КРАН d=25 мм
СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ВАННЫ d=15 мм
СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ УМЫВАЛЬНИКА d=15 мм
СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ МОЙКИ d=15 мм
ВЕНТИЛЬ ЗАПОРНЫЙ МУФТОВЫЙ СТАЛЬНОЙ d=20 мм
ЗАДВИЖКА ЧУГУННАЯ ФЛАНЦЕВАЯ 30ч65р d=50 мм
КРЫЛЬЧАТЫЙ ВОДОМЕР КАЛИБР 40 мм
КОЛОДЕЦ ВОДОПРОВОДНЫЙ ЖБ d=1000ММ
ВЕНТИЛЬ ЗАПОРНЫЙ МУФТОВЫЙ СТАЛЬНОЙ d=25 мм
ВЕНТИЛЬ ЗАПОРНЫЙ МУФТОВЫЙ CТАЛЬНОЙ d=32 мм
ТРУБЫ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫЕ
ТРУБЫ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫЕ
ТУ600012297.066-2009
ТРОЙНИК ПРЯМОЙ d=50 мм
ТРОЙНИК КОСОЙ d=110х150 мм
ВАННА ЧУГУННАЯ ЭМАЛИРОВАННАЯ
УМЫВАЛЬНИК КЕРАМИЧЕСКИЙ
УНИТАЗ КЕРАМОЧЕСКИЙ С КОСЫМ ВЫПУСКОМ
МОЙКА ЧУГУННАЯ ЭМАЛИРОВАННАЯ
КОЛОДЕЦ КАНАЛИЗАЦИОННЫЙ ЖБ d=1000ММ
ТУ600012297.067-2009
План чердака (1:100)
Аксонометрическая схема системы отоплегия (1:100)
аксонометрические схемы со и св
Аксонометрическая схема системы вентиляции Ве-3 (1:50)

Записка.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет транспорта
Факультет промышленного и гражданского строительства
Кафедра “ Экология и рациональное использование водных ресурсов”
на тему “ Отопление и вентиляция жилого здания”
по дисциплине “ Инженерные сети и оборудование”
ст. группы ПС-32 преподаватель
Голуб Т.С. Грузинова В.Л.
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций 6
1. Расчёт наружной стены ..6
2. Расчёт чердачного перекрытия .7
3. Расчёт перекрытия над подвалом .8
Отопление зданий ..10
1 Расчёт теплопотерь помещений ..10
2 Расчёт нагревательных приборов ..15
3 Гидравлический расчёт 18
4 Расчёт элеватора .. .21
Вентиляция зданий 23
1 Определение воздухообмена в помещении ..23
2 Выбор системы вентиляции и их конструирование 23
3 Расчёт системы вентиляции 23
Список использованной литературы 27
Важное место в решении задач по экономии топливно-энергетических ресурсов занимает сокращение расхода тепла на отопление зданий. Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций и до настоящего времени неоправданно велики. Для Республики Беларусь которая вынуждена расходовать значительную часть национального дохода на приобретение топливно-энергетических ресурсов эта проблема весьма актуальна.
Отопление необходимо для создания микроклимата помещений поэтому оно требует специального расчёта на соответствие нормам и оптимальному энергопотреблению.
Проект отопления разработан в соответствии с заданием на проектирование а также ТКП 45-2.04-43-2006 “Строительная теплотехника”. Заданием на проектирование предусматривается проектирование систем отопления и вентиляции жилого трехэтажного дома с высотой этажа 3 м находящегося в Витебской области. Здание ориентированно на юг.
Стены здания - из силикатного кирпича плотностью 1800 кгсм3 с внутренней известково-песчаной штукатуркой толщиной 002 м. В здании имеется не отапливаемый подвал без световых проёмов.
Окна в здании – с двойным остеклением на деревянных переплётах входные двери – двойные с тамбуром без тепловой защиты.
Отопление в здании предусматривается от внешнего источника – центральной системы отопления с насосной циркуляцией теплоносителя присоединение к внешним теплоносителям через элеватор.
Трубы с нагревательными приборами (2КП-90х500) связаны однотрубно. Схема движения теплоносителя в подающих и обратных магистралях тупиковая. Распределение теплоносителя – верхнее. Система вентиляции – естественная.
Все расчётные данные по материалам и строительным нормам взяты из ТКП 45-2.04-43-2006 “Строительная теплотехника”.
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
1 Расчет наружной стены здания
Стена изображена схематически на рис. 1:
Рисунок 1 – Конструкция наружной стены
Согласно таблице 4.1 ТКП 45-2.04-43-2006 расчётная температура для жилых зданий составляет tв =180С относительная влажность воздуха 55%. В соответствии с приложением А табл. А.1 ТКП 45-2.04-43-2006 значения коэффициентов теплопроводности и толщин используемых материалов составляют:
) Кирпич силикатный: λ1=116 Вт(м×0С) 1=038 м;
) Плиты пенополистирольные: λ2=0052 Вт(м×0С) 2 - ?
) 2 слоя известково-песчаной штукатурки: λ3=081 Вт(м×0С) 3=002 м;
Сопротивление теплопередачи наружной стены:
где - толщина слоя м;
λ – коэффициент теплопроводности слоя принятый с учетом условий эксплуатации Вт(м×0С);
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий Вт(м×0С) принимается по таблице 5.7 [2] (=23);
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции принимается конструктивно =87 Вт(м2х0С);
Rн – нормативное термическое сопротивление (для наружной стен 32
Отсюда толщина утеплителя равна:
= 0052(32 – 187 – 038116 – 002081 – 002081 – 123) = 014 м
Теперь найдем термическое сопротивление наружной стены по формуле 1.1.1 при данной толщине утеплителя:
R = 187+038116+0140052+002081+002081+123 =323 м2×0С Вт;
Т.к. > (323 > 32) – условие выполняется данный утеплитель и его толщина удовлетворяют требованиям ТКП 45-2.04-43-2006 .
2 Расчет чердачного перекрытия
Чердачное перекрытие изображено схематически на рис. 2:
Рисунок 2 – Конструкция чердачного перекрытия
В соответствии с приложением А табл. А.1 ТКП 45-2.04-43-2006 значения коэффициентов теплопроводности и толщин используемых материалов составляет:
) Керамзитовый гравий: λ1=012 Вт(м×0С) 1=0015 м;
) Железобетонная плита: λ3=204 Вт(м×0С) 3=022 м;
Rн – нормативное термическое сопротивление (для чердачного перекрытия 6 м2×0С Вт;
= 0052(6 – 187 – 022204– 0015012 – 123) = 030 м
R = 187+022204+0300052+0015012+123 =616 м2×0С Вт;
Т.к. > (616 > 6) – условие выполняется данный утеплитель и его толщина удовлетворяют требованиям ТКП 45-2.04-43-2006 .
3. Расчет подвального перекрытия
Подвальное перекрытие изображено схематически на рис. 3:
Рисунок 3 - Конструкция подвального перекрытия
) Железобетонная плита: λ1 = 204 Вт(м×0С) 1 = 022 м;
)Плиты пенополистирольные: λ2=0052 Вт(м×0С) 2 - ?
) Стяжка из цементно-песчаного раствора: λ3 = 093 Вт(м×0С) 3 = 002 м;
) Доски половые: λ4 = 023 Вт(м×0С) 4 = 0015 м;
Нормативное термическое сопротивление для подвального перекрытия 25 м2×0С Вт;
Находим толщину утеплителя:
= 0052(25 – 187 – 022204 – 002093 – 0015023 – 123) = 012 м
R = 187 + 022204 +0120052+ 002093 + 0015023 + 123=266 м2×0С Вт;
Т.к. > (266 > 25) – условие выполняется данный утеплитель и его толщина удовлетворяют требованиям ТКП 45-2.04-43-2006 .
Вид ограждающей конструкции
Чердачное перекрытие
Подвальное перекрытие
1 Расчёт теплопотерь помещений
Расчёт теплопотерь здания состоит из расчёта теплопотерь по всем помещениям для каждого ограждения. Теплопотери здания складываются из теплопотерь всех помещений а теплопотери каждой комнаты рассчитываются как сумма теплопотерь ограждающих конструкций относящихся к данной комнате. Общая расчётная потеря тепла каждой ограждающей конструкции вычисляется по формуле:
Qосн –потери тепла определяется по формуле:
где F – площадь ограждающей конструкции м2;
tв – расчётная температура внутреннего воздуха0С для жилых комнат принимается равной 200С для сан. узла tв = 250С для кухни 180С для коридоров и лестничной клетки 160С;
tн – расчётная зимняя температура наружного воздуха принимается по таблице 4 [2];
n – коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху принимается по таблице 5 [2];
R0 – термическое сопротивление [];
следует учитывать что для окна R0 =1 для двери R0 = 1 .
Данные расчёта приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Расчет теплопотерь здания
Номер помещения и назначение
Наименование ограждения
Ориентация ограждения
Сопротивление таплопередачи R (м2 o oСВт)
Внутренняя температура tв оС
Разность температур (tв-tн) оС
Основные теплопотери Q Вт
Добавочные теплопотери в долях
Расчетные теплопотери ограждений Вт
Расчетные теплопотери помещения Вт
Теплопотери по всему зданию составляют 16959 Вт.2.2 Расчёт нагревательных приборов
Нагревательные приборы являются основным элементом системы отопления. Они устанавливаются непосредственно в помещении и должны удовлетворять тепло-техническим санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям.
В жилых зданиях устанавливаются нагревательные приборы с высоким коэффициентом теплоотдачи. Их поверхность в тоже время не должна нагреваться выше температуры 900С т.к. уже при этой температуре может возникнуть сухая возгонка оседающей на приборе пыли. В качестве нагревательных приборов используются чугунные радиаторы типа 2КП-90х500.
Расчет приборов заключается в определении площади нагрева каждого прибора:
Qпр – тепловая нагрузка прибора Вт;
qпр – удельный тепловой поток передаваемый от теплоносителя через 1 м2 площади прибора в окружающую среду кгч;
qн – номинальная плотность теплового потока 1100 Втм2 ;
np – экспериментальные показатели n=03 p=0;
Gпр – количество воды проходящей через прибор;
- температурный напор
tв – температура в помещении;
tср –средняя температура в нагревательном приборе.
Для однотрубной системы рассчитывается следующим образом:
tвх – температура воды( С0)входящей в нагревательный прибор;
tо –температура охлажденной воды С0 ;
tг –температура горячей воды выходящей из нагревательного прибора С0;
Qпр – теплопотери ниже расположенных приборов Вт;
Qст – теплопотери всего стояка Вт;
tвх – температура воды входящей в нагревательный прибор С0;
tвых –температура воды выходящей из нагревательного прибора С0;
Количество секций в радиаторе вычисляется по следующей формуле:
где Ар – поверхность нагрева прибора м2;
fр –площадь одной секции нагревательного прибора берётся из «Справочника проектировщика» fр =0155;
Данные расчёта приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Расчет нагревательных приборов
Наименование помещения
Средняя температура теплоносителя t ср
Температура помещения t в
Тип нагревательного пртибора
Коэффициент теплопередачи К Втм² К
Поверхность нагрева A р м²
Группировка радиаторов
Расчет нагревательных приборов для первого этажа.
Расчет нагревательных приборов для второго этажа.
Расчет нагревательных приборов для третьего этажа.
3 Гидравлический расчёт
Целью гидравлического расчёта является выбор таких сечений трубопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы по которой при располагаемой разности давления в системе обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя. Из курса гидравлики известно что при движении реальной жидкости по трубам всегда имеют место потери давления для преодоления сопротивлений двух видов: сопротивление на трение и местное сопротивление.
- сопротивление на трение; (2.3.1)
где: – сумма коэффициентов местных сопротивлений в данном участке трубопровода величина безразмерная;
- динамическое давление воды в данном участке трубопровода Па;
- местное сопротивление; (2.3.2)
где d – диаметр трубопровода м;
- коэффициент гидравлического трения величина безразмерная;
ρ – плотность движущейся среды кг;
- скорость движения воды в трубопроводе мс;
R – удельная потеря давления Пам;
Суммарные потери давления возникающие при движении воды в теплопроводе должны быть меньше расчётного циркуляционного давления установленного для данной системы.
Под расчётным циркуляционным давлением понимается необходимое давление для поддержания принятого гидравлического режима системы отопления то есть то давление которое может быть израсходовано в расчётных условиях на преодоление гидравлических сопротивлений в системе. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке зависит от вида местных сопротивлений. Составим вспомагательную таблицу 3 коэффициентов метных сопротивлений.
Таблица 3 – Коэффициенты местных сопротивлений:
Название элемента системы отопления
Крестовина (разделение потоков)
Тройник на разделение потоков (разнонаправленные)
хРадиаторный узел с движением воды сверху вниз
Тройник на слияние потоков (встречные)
Тройник на слияние потоков
Величина расчетного циркуляционного давления:
где pн – давление создаваемое насосом или элеватором рассчитывается как pн =100Σl.
Б – поправочный коэффициент для однотрубной системы Б=1
pе.тр – давление от охлаждения воды в трубах Па при открытой прокладке не учитывается.
pе.пр – давление возникающее от охлаждения воды в приборе вычисляется по формуле:; (2.3.4)
где h – полная высота от элеватора до верха прибора последнего этажа (h=76 м)
ρ0 и ρг – плотность теплоносителя в обратной и падающей магистралях соответственно ρ55=9857 кгм3 ρ75 =9748 кгм3
pе.пр = 76·98·(9857-9748)=811832 Па;
pр.ц=100·5184+1·811832=5995832 Па.
Для определения диаметра трубопровода скорости движения воды в трубопроводе нужно рассчитать расход воды на участке Gi:
где - тепловая нагрузка участка Вт.
где Σl –длина циркуляционного кольца м
Зная Gi и Rср по приложению Б методического руководства по расчету отопления и вентиляции жилых зданий определим d и v .
Данные расчёта приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Гидравлический расчет трубопроводов
Тепловая нагрузка участка Qi Вт
Расход воды на участке Gi кгч
Диаметр трубопровода d м
Скорость движения воды v мс
Потери давления от трения на 1 м длины R Пам
Потери давления от трения на участке Rl м
Суммарный коэффициент местных сопротивлений Σ Па
Потери давления в местных сопротивлениях Z Па
Сумма потерь давления на участке Rli + Zi
Сумма потерь давления в кольце
Запас давления в основном циркуляционном кольце проверяем по формуле:
Условие выполняется.2.4 Расчёт элеватора
Работа элеватора основана на использовании энергии подающей магистрали тепловой сети выходящей из сопла со значительной скоростью. При этом статистическое давление её становится меньше чем давление в обратной магистрали вследствие чего охлаждённая вода из обратной магистрали подсасывается струёй воды из подающей магистрали в камеру всасывания. Образовавшийся поток воды поступает в камеру смешения где выравниваются температуры и скорости а давление постоянно. В диффузоре скорость потока уменьшается по мере увеличения его сечения а статическое давление увеличивается. За счёт гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создаётся циркуляционное давление необходимое для действия системы отопления.
Рисунок 4 Схема присоединения тепловой сети к системе отопления
– манометр; 2 – термометр; 3 – обратный клапан; 4 – регулятор расхода; 5 – элеватор; 6 – клапан подпора; 7 – водомер; 8 - грязевик
Основной расчётной характеристикой для элеватора служит так называемый коэффициент смешения U представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлаждённой воды Gп к массе поступающей воды Gс из тепловой сети в элеватор:
где t1 – температура воды поступающей в элеватор из подающей линии T1 тепловой сети t1 = 100 0С ;
tг – температура смешанной воды поступающей в систему после элеватора tг = 75 0С;
t0 – температура охлаждённой воды из обратной линии поступающей из системы отопления t0=55 0С;
Далее определяем основной размер элеватора – диаметр горловины dг мм перехода камеры смешения в диффузор:
где Gс - количество воды циркулирующей в системе отопления кгч;
pн – насосное циркуляционное давление для системы кПа pн=5184кПа;
Количество воды циркулирующей в системе отопления:
Подбираем серийный элеватор имеющий диаметр горловины наиболее близкий к 45338 мм. Элеватор Мини ТУ РБ 14520298.014-98
Характеристики элеватора:
Условная пропускная способность – 01-06 м3ч;
Диаметр сопла dc– 25 мм;
Диаметр горловины dг – 10 мм;
Материалы основных деталей:
Корпус детали – Сталь Ст 3;
Сопло – Чугун СЧ-20.
1 Определение воздухообмена в помещении
Система вытяжной вентиляции с естественным побуждением для жилых общественных и административно-бытовых зданий следует рассчитывать на разность плотностей наружного воздуха при температуре 50С и внутреннего воздуха при расчётной температуре для холодного периода года. Необходимость встройки систем вентиляции в жилых и общественных зданиях обусловлено выделением теплоты влаги и вредных газов.
Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха содержащего вредные выделения чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха L подаваемого или удаляемое за 1ч из помещения отнесенное к его внутренней кубатуре принято называть кратностью воздухообмена n. При этом знаком (+) обозначается воздухообмен по притоку знаком (-) – по вытяжке т.е. n = L.
2 Выбор системы вентиляции и их конструирование
Канальными системами естественной вентиляции называется система в которой подача наружного воздуха или удаление загрязнённого осуществляется по специальным каналам предусмотренным в конструкциях здания или приставным воздуховодам. Воздух в этих системах перемещается вследствие разности давлений наружного и внутреннего воздуха.
Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных каналов с отверстиями закрытыми жалюзийными решётками и сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. В кирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаются кратными кирпича. Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагают на расстоянии 05-07 м от потолка. Ближайшими по ходу воздуха к вытяжной шахте должны быть вытяжные каналы верхних этажей.
3 Расчёт системы вентиляции
Выполняется следующим образом:
- разбиваем аксонометрическую схему воздуховода на расчётные участки.
- определяем расход воздуха через приточные отверстия расчёт приведён в таблице 5.
Таблица 5-Потребные вентиляционные объемы воздуха.
Объем вентиляционного воздуха L мч
- определяем площадь поперечного сечения воздуховода м2 по участкам:
где Vдоп- допустимая скорость в каналах мс;
Расчётное располагаемое давление pПа каналов каждого этажа:
где h - вертикальное расстояние от центра вытяжной решётки до устья вытяжной шахты м;
ρн – плотность наружного воздуха при температуре +50С; ρн=127 кгм3 ;
ρв – плотность внутреннего воздуха при температуре +250С ρв = 118 кгм3.
Сопротивление системы вентиляции определяется суммированием потерь давления на трение и в местных сопротивлениях участков сети:
где Rk - давление на один метр длины воздуховода Пам ; m – поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов; n – поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов; Z – потери давления в местных сопротивлениях Па;
где Σ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
Т.к. таблицы расчёта воздуховодов даются для круглого сечения необходимо определить эквивалентный диаметр:
где a и b - стороны прямоугольного канала мм;
По номограмме (приложение В) зная расход воздуха на участке L и эквивалентный диаметр dэквив мм определяем действительную скорость в канале Vд мс потери давления Па pд = (V2ρ)2.
Определим расчётное располагаемое давление p по формуле (3.3.3):
p = 9810065·(127-118) = 8877 Па.
Аэродинамический расчёт вентиляционной системы приведён в таблице 6.
Таблица 6. Аэродинамический расчёт вентиляционной системы.
Расход воздуха на участке Lм3ч
Размер канала ахb мм
Эквивалентный диаметр dэ мм
Действительная скорость воздуха Vд мм
Потери давления на 1 м канала Rк Пам
Поправочный коэффициент для прямоугольного воздуховода m
Абсольтная шероховатость канала Кэ
Поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов n
Потери давления на трение на участках Rк mnlПа
Динамическое давление на участках РдПа
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
Потери давления в местных сопротивлениях ZПа
Общие потери давления на участках (Rк mnl+Z)Па
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо чтобы было сохранено соотношение: ; (3.3.4)
Проверяем: . Следовательно условие выполняется.
Данная курсовая работа написана на тему: «Отопление и вентиляция жилых зданий». Целью курсовой работы является изучение методов проектирования отопления т.к. отопление играет важную роль в проектировании любого здания поэтому в работе к системе отопления был представлен ряд требований таких как: санитарно-гигиенические экономические строительные эксплуатационные. Для этого были выполнены следующие расчёты: теплотехнический расчёт ограждающих конструкций расчёт теплопотерь помещений расчёт нагревательных приборов гидравлический расчёт и аэродинамический расчёт.
В результате вышеперечисленных расчётов получили следующие результаты:
- в данном жилом здании для утепления наружных стен чердачных и подвальных перекрытий следует использовать утеплитель из плит пенополистирольных ρ = 25 кгм3.
- расчёт теплопотерь ограждающих конструкций показал что сумма теплопотерь по всему зданию составляет 16959 Вт.
В курсовой работе также был выполнен расчёт нагревательных приборов целью которого было определение количества секций в радиаторе и их группировка. С помощью гидравлического расчёта теперь можно судить о диаметрах трубопровода и потерях давления. Аэродинамический расчёт даёт представление о расходе воздуха скорости воздуха в каналах динамическом давлении.
Следует отметить что расчёты согласуются с нормами которые установлены ТКП. Отклонение от норм допускается в пределах 10 %. Для гидравлического расчёта в нашем случае отклонение составляет 1763 % для аэродинамического – 175 %.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
А.Б. Невзорова Г.Н. Белоусова. Отопление и вентиляция жилого здания: Пособие по курсовому проектированию: Гомель БелГУТ 2001-43с.
Строительная теплотехникаСНБ 2.04.01-97. Мн. 1998 – 32с.
Тихомиров К.В. Теплотехника теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. Для вузов. М: 1981 – 272с.
Богословский В.Н. Сканави А.Н. Отопление: Учеб. Для вузов. М.: Стройиздат 1991 – 735с.
А.Б. Невзорова. Курс лекций для факультета ПГС. БелГУТ. Гомель 2006.