Методические рекомендации по выполнению контрольной работы Проектирование системы отопления 3этажного жилого дома

• Название: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы Проектирование системы отопления 3этажного жилого дома
• Дата: 12.03.2023
• Размер: 6.58 Mb.
• Имя файла: kontr.doc
• Тип: Методические рекомендации; #982145
• страница: 1 из 6

Методические рекомендации по выполнению контрольной работы

«Проектирование системы отопления 3-этажного жилого дома»

Целью контрольной работы является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплины «Теплогазоснабжение и вентиляция», а также приобретение практических навыков по расчетам систем отопления жилого дома. Контрольная работа состоит из пояснительной записки и графического материала.

СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ С МЕТОДИЧЕСКИМИ УКАЗАНИЯМИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ

РАЗДЕЛ 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Параметры наружного воздуха

Параметры наружного воздуха определяются по СП [1] для заданного города (выбирается согласно варианту по таблице, приложенной к заданию). Для холодного периода года по табл.1 и 3 выбираются следующие параметры:

• 
  Зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – t_н.
  
• 
  Количество дней со среднесуточной температурой наружного воздуха < 8^оС – Z_от.
  
• 
  Средняя температура периода с температурой наружного воздуха <8^оС – t_от.
  
• 
  Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца – φ_н.
  
• 
  Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь – v_н.
  
• 
  Зона влажности района строительства [2].
  

1.2. Параметры внутреннего воздуха

Параметры воздуха внутри помещения определяются согласно ГОСТ [3]:

• 
  Расчетная температура воздуха внутри помещения – t_в.
  
• 
  Расчетная относительная влажность воздуха внутри помещения – φ_в.
  

Выбирается влажностный режим помещений [2, табл.1] и условия эксплуатации ограждающих конструкций [2, табл.2]:

1.3. Архитектурно-планировочное описание объекта

Описывается здание, выбранное согласно варианту задания: его этажность, ориентация фасада, высота помещения, размеры в плане и площадь застройки, наличие подвала и чердака. Описываются конструкции наружных ограждающих конструкций, дверей, выбранные оконные заполнения. Подсчитывается высота здания и его строительный объем.
1.4. Источник теплоснабжения

Указывается источник теплоснабжения, параметры теплоносителя. Принимается ТЭЦ города с параметрами теплоносителя 150^оС-70^оС. Присоединение к наружным теплосетям по зависимой схеме.

РАЗДЕЛ 2. ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЯ

2.1 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

Выполняется согласно методике СП и СНиП [2,4]. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняется из условия, что приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций следует принимать не меньше нормируемого значения, то есть

, (1)

где – приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, ;

– базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, , определяется в зависимости от градусо-суток отопительного периода, ГСОП, °С·сут., района строительства и определяется по [2, с.5].

Градусо-сутки отопительного периода , ГСОП, °С·сут, определяют по формуле

, (2)

где – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут;

– расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ^оС

– средняя температура наружного воздуха за отопительный период, ^оС;

– продолжительность, сут, отопительного периода.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций находится по следующей формуле:

(3)

где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, , принимается по [2, с.8],

– сумма термических сопротивлений слоев конструкции, ,

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, , принимается по [2, с.10].

Термическое сопротивление i-го однородного слоя ограждающей конструкции определяется по формуле

, (4)

где – толщина i-го слоя ограждающей конструкции, м;

– расчетный коэффициент теплопроводности материалаi-го слоя ограждающей конструкции, , принимается по [2, с.101] согласно условиям эксплуатации.

После определения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций , , определяют коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций , , по формуле

, (5)

где – коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций, ;

– фактическое сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, .

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче окон и балконных дверей определяется также по градусо-суткам отопительного периода: [2]. Выбирается конструкция окна и фактическое сопротивление теплопередаче. Приведенное значение сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций принимается по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных оно оценивается по методике [2, с.63].

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных дверей должно быть не менее стен зданий, определяемого по формуле:

, (6)

где – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ^оС, определяется по [2, с.8];

– то же, что и в формуле (3);

– расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ^оС;

– расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС;

Результаты теплотехнического расчета сводятся в таблицу.

Таблица 1 – Результаты теплотехнического расчета

Наименование ограждающей конструкции	Толщина утепляющего слоя, , м	Толщина ограждающей конструкции, , м	Приведенное сопротивление теплопередаче, ,	Коэффициент теплопередачи, ,
Наружная стена
Бесчердачное (чердачное) покрытие
Перекрытие над подвалом
Окно	Конструкция окна
Наружная дверь	Конструкция наружной двери

2.2 Проверка внутренних поверхностей ограждающих конструкций

на вероятность выпадения конденсата

Выполняется согласно методике СП и СНиП [2,4]. Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции в зоне теплопроводных включений, в углах и оконных откосах должна быть не менее точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха.

Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин [4], то есть:

(7)

где – расчетный температурный перепад между температурой

внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, ^оС;

– то же, что и в формуле (6).

Расчетный температурный перепад , ^оС, находится по формуле:

(8)

где – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

– то же, что и в формуле (2);

– то же, что и в формуле (6);

– то же, что и в формуле (3);

– приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкций, , (см. табл. 1).

Температура внутренней поверхности остекления окон зданий должна быть не ниже плюс 3^оС, то есть:

, (9)

где – температура внутренней поверхности остекления окон зданий, ^оС.

Температура внутренней поверхности окон определяется по формуле:

. (10)

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции в зоне наружных углов определяется в соответствии с рекомендациями [5]

, (11)

где – сопротивление теплопередаче наружной стены;

А=1 для однослойных конструкций;

А=0,75 при наличии эффективного утеплителя и внутреннего теплопроводного слоя.

Температура точки росы внутреннего воздуха определяется по формуле:

, (12)

где – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха определяется по формуле:

(13)

где – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре внутреннего воздуха помещения принимается по приложению 1;

– относительная влажность внутреннего воздуха, %, принимаемая 55% согласно требованиям СП [2].
2.3 Определение теплопотерь здания

Основные потери теплоты через наружные ограждения (трансмиссионные теплопотери) рассчитываются по формуле [6]:

, Вт

(14)

где – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, ;

– то же, что и в формуле (8);

– расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

– добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Для удобства расчета теплопотерь необходимо пронумеровать все помещения здания. Нумерацию следует производить поэтажно, по часовой стрелке, начиная с верхней левой угловой комнаты 101, 102, 201, 201 и т.д. Расчет производится для каждой комнаты в отдельности. Трансмиссионные теплопотери каждого помещения рассчитываются суммированием потерь теплоты через каждое теплотеряющее ограждение, определенных по формуле (15): через наружные стены (НС), окна двойные (ДО) или тройные (ТО), перекрытия над неотапливаемым подвалом (ПЛ), потолок (ПТ), балконные двери (БД), наружные входные двери (НД).

При расчете теплопотерь ограждающие конструкции измеряются по наружному обмеру с соблюдением следующих правил обмера:

1. Площадь окон, дверей и фонарей измеряют по наименьшему строительному проему.

2. Площадь потолка и пола измеряют между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружной стены.

3. Площадь наружных стен измеряют:

• в плане - по наружному периметру между осями внутренних стен и наружным углом стены;

• по высоте - на всех этажах, кроме нижнего: от уровня чистого пола до пола следующего этажа. На последнем этаже верх наружной стены совпадает с верхом покрытия или чердачного перекрытия. На нижнем этаже в зависимости от конструкции пола: а) от внутренней поверхности пола по грунту; б) от поверхности подготовки под конструкцию пола на лагах; в) от нижней грани перекрытия над неотапливаемым подпольем или подвалом.

Линейные размеры ограждающих конструкций следует определять с точностью до 0,01 м, а площадь ограждающих конструкций – с точностью до 0,1 м².

Теплопотери лестничной клетки определяют в целом по всей ее высоте, как для одного помещения. Конструкция дверей лестничных клеток выбирается по СП [7].



Рис.1. Определение размеров ограждающих конструкций при расчете теплопотерь помещениями (НС– наружных стен, Пл – пола, Пт- потолка, ОК- окон): а- разрез здания; 1- неотапливаемый подвал; 2- пол по лагам; 3- пол на грунте.

Добавочные потери теплоты:

а) на ориентацию для стен, дверей и окон, обращенных:

Север, восток, северо-восток и северо-запад	10%
Запад и юго-восток	5%
Юг и юго-запад	0%

б) Для угловых помещений добавка принимается в размере 5% [8].

в) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2 Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 Н – для двойных дверей с тамбурами между ними;

г) затраты тепла на нагревание инфильтрирующегося воздуха

Потери тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха в жилых помещениях при естественной вытяжной вентиляции определяются по формуле

Вт

(15)

где – расход удаляемого воздуха, / , не компенсируемый подогретым приточным воздухом, принимается равным 3 / на 1 жилых комнат (без учета коридоров); для кухонь и санузлов исходя из величины воздухообмена по санитарным нормам [6]. За расчетную величину принимается большая из них.

– удельная теплоемкость воздуха, равная 1 ;

– плотность воздуха в помещении, ;

Бытовые тепловыделения

При определении тепловой мощности системы отопления учитывают бытовые тепловыделения (приготовление пищи, электробытовые приборы и т.п.), которые определяются для всех помещений, кроме лестничных клеток в размере 17 площади пола жилых комнат при заселенности до 20 общей площади квартиры на человека с понижением до минимального значения 10 при заселенности 45 [2,с.44].

Теплопотери помещения (тепловая мощность системы отопления)

Тепловая мощность системы отопления каждого помещения определяется по потерям теплоты через наружные ограждения и теплозатратам на нагревание инфильтрующегося воздуха за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитывается по формуле

Вт

(16)

Запись расчета теплопотерь помещений следует производить в табличной форме (таблица 2).


Таблица 2 – Расчет теплопотерь помещений

№ помещения

Ограждающие конструкции

Q, Вт

Добавки

наименование

ориентация

размеры

F,м2

k, Вт/м2 0С

Δtn,0C

на ориентацию

прочие

РАЗДЕЛ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

3.1 Конструирование системы отопления

Систему отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов принимают в соответствии с характером, назначением зданий и сооружений [9]. Выбор производят в соответствии с требованиями санитарных и противопожарных норм и технико-экономическими обоснованиями [10].

Понижение температуры теплоносителя от величины, указанной в задании (на вводе в здание) осуществляется в тепловом пункте, который следует разместить в подвале, выделяя для этого специальное помещение. Прокладка трубопроводов в помещениях – открытая [11].

Разработку схемы системы отопления следует вести в следующем порядке:

1. 
   На планах типового этажа разместить нагревательные приборы, обозначив их в соответствии с условным обозначением. Нагревательные приборы – радиаторы и конвекторы следует располагать под окнами. Размеры подводок к отопительным приборам должны, как правило, унифицироваться. Длина подводки не должна превышать 1,25-1,5 м, уклон подводки – 5-10 мм на всю ее длину (при длине до 0,5 м допускается прокладка подводки без уклона).
   
2. 
   На планах чердака и подвала нанести стояки и магистральные трубопроводы системы отопления. В системах с верхней разводкой подающие магистрали прокладываются на чердаке на расстоянии 1-1,5 м от наружных стен, обратные – в подвале или подпольном канале. Главный стояк размещают во вспомогательных помещениях (например, коридоре или лестничной клетке). В системах с нижней разводкой прокладку подающих и обратных трубопроводов магистралей систем отопления следует предусматривать совместную в подвалах, а при их отсутствии – в подпольном канале. Отопительную систему для лучшей увязки потерь давления в коротких и длинных циркуляционных кольцах рекомендуется разбить на две или четыре ветви приблизительно одинаковой длины. При этом желательно обеспечить пофасадное регулирование теплоотдачи нагревательных приборов. При конструировании системы необходимо учитывать правила производства монтажных работ. В частности, следует выдерживать расстояние 80 мм между осями двухтрубных неизолированных стояков D_у32 мм, при этом подающие трубы располагать справа.
   
3. 
   В соответствии с условными обозначениями расставить в системе отопления запорно-регулирующую арматуру. На подводках к отопительным приборам при двухтрубной системе отопления – регулирующие краны двойного регулирования КРД и шиберного типа КРДШ, обладающие повышенным сопротивлением; при однотрубной системе - кран регулирующий трехходовой КРТ. Регулирующие краны у отопительных приборов не устанавливают в местах, где может замерзать циркулирующая вода, – это
   

относится к приборам при входе в лестничные клетки. Запорно-регулировочная арматура должна обеспечивать регулирование и отключение отдельных колец, ветвей, стояков. Для опорожнения системы отопления от воды на каждом стояке устанавливаются тройники с пробкой. В качестве запорно-регулирующей арматуры используются: на трубах диаметром 50 мм и более –

задвижки с латунными уплотнительными кольцами; на трубах диаметром менее 50 мм – краны проходные сальниковые, вентили прямоточные запорные.

В верхних точках системы отопления предусматривается установка устройств для удаления воздуха.
3.2 Гидравлический расчет системы отопления

На основании планов этажа, подвала и чердака с размещенными на них нагревательными приборами, стояками и магистралями вычерчивается аксонометрическая схема системы отопления в масштабе 1:100.

Гидравлический расчет трубопроводов в курсовой работе производится для наиболее протяженной и нагруженной ветви системы отопления. Рассчитываемая ветвь разбивается на участки. Расчетным участком считается отрезок трубопровода с постоянным расходом теплоносителя (т.е. трубопровод между двумя ответвлениями). На расчетной аксонометрической схеме у каждого участка проставляется его номер, тепловая нагрузка и длина.

Целью гидравлического расчета теплопроводов является подбор таких диаметров трубопроводов, при которых на всех расчетных участках системы расход теплоносителя обеспечивает заданные тепловые нагрузки приборов [8]. При этом сумма потерь давления в системе Р_СИС не должна превышать 90-95% расчетного циркуляционного давления, т.е.

. (17)