пояснительная записка дубль. Пояснительная записка к курсовой работе по теме Отопление жилого здания
 Скачать 321.47 Kb.
|
        Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет(Сибстрин)Кафедра теплогазоснабжения и водоотведения Пояснительная записка к курсовой работе по теме: «Отопление жилого здания» Выполнила: студентка 321 группы Литтер С.В. Проверил: Мансуров Р.Ш. Новосибирск 2018 1. Введение Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения. Без них постоянное пребывание людей в зданиях невозможно. Отопление – искусственное обогревание помещений зданий, является отраслью строительной техники. Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью используемой мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в районе строительства. Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путем оптимизации проектных решений с применением компьютера, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя. Система вентиляции должна обеспечивать организованную подачу в помещение свежего воздуха и последующую замену (или удаление) загрязненного воздуха. Воздухообмен должен осуществляться с определенной частотой. В строениях с плохой вентиляционной системой скапливается очень много пыли, микроскопических химических веществ. Повышенная влажность способствует образованию плесени, а в воздухе наблюдается высокая концентрация грибковых спор. 2.Исходные данные. Характеристика объекта:
3.Тепловой режим здания. 3.1.Расчетные параметры наружного воздуха По СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» определяем:
tо.п.= -8,9оС По карте зон влажности из СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» определяем:
3.2.Расчётные параметры внутреннего воздуха. По ГОСТ 30494-2011«Здания жилые и общественные»:
3.3.Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций 3.3.1.Определение градусо-суток отопительного периода и условий эксплуатации ограждающих конструкций 1)Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям, определяют по формуле:  где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху tв – расчётная температура внутреннего воздуха,, tн– расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневкиобеспеченностью 0,92; Δtн– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции: αв –коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции. Для стен, полов и гладких потолков αв=8,7 Вт/(м2·°С) Тогда для наружной стены: Δtн=4°С tн= -38°С αв=8,7 Вт/(м2·°С) tв=22°С n=1 Тогда,  ·°С/ВтДляпокрытий и чердачных перекрытий: Δtн=3°C n=0,9 Тогда,  ·°С/ВтДля перекрытий над проездами, подвалами и подпольями: Δtн=2°C – перекрытий над проездами, подвалами и подпольями n=0,6 Тогда,  ·°С/Вт
ГСОП=(tв-tо.п.)*zо.п. = (22-(-8,7))*215 = 6643,5°С·сут где tв – температура внутреннего воздуха, °С tо.п.–средняя температураза отопительный период, °С zо.п. – продолжительностьотопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или равной 8°С, сут.
Rтр=a*ГСОП+b, где a, b– коэффициенты, значения которых определены по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» Для наружной стены: Rтр=0,00035*6643,5 +1,4=3,73 м2·°С\Вт Коэффициент однородности конструкции принимаем равным 0.95 в соответствии с ГОСТ Р 54851-2011, таблица 1., тогда требуемое условное сопротивление равно Rтр=3,73/0,95=3,92 м2·°С\Вт Для чердачного покрытия и перекрытия над холодным подвалом: Rтр=0,00045*6643,5+1,9=4,89м2·°С\Вт Для покрытий и перекрытий над проездами: Rтр=0,0005*6643,5+2,2=5,52м2·°С\Вт По условиям энергосбережения требуемое сопротивление получилось больше, чем исходя из санитарно-гигиенических норм, таким образом, к расчету принимаем для наружной стены –Rтр=3,92м2·°С\Вт, для чердачного покрытия и перекрытия над подвалом–Rтр=4,89м2·°С\Вт, для покрытий и перекрытий над проездамиRтр=5,52м2·°С\Вт
R0усл=Rв+Rк+Rн=  ,где Rв– сопротивление теплопередаче внутренней поверхности, (м2·°С\Вт) Rн –сопротивление теплопередаче наружной поверхности ограждающей конструкции, м2·°С\Вт Rк– термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м2·°С\Вт) αн– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·°С). Для наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями αн=23Вт/(м2·°С).  2)Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимаются по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»,табл.2:
При сухом режиме помещения и сухой зоне влажности – условия эксплуатации А. 3.3.2. Стены Коэффициент однородности конструкции принимаем равным 0.95 в соответствии с ГОСТ Р 54851-2011, таблица 1. Конструкция внешней стены: 
4. Воздушный зазор толщиной δ=0,03 м( в расчетах не учитывается) 5. Армирующая сетка 6. Кирпичная кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной δ=0,12 м, ρ=1300 кг/м3, λ=0,37 Вт/ (м·оС)  ,Отсюда, толщина утеплителя равна:  0,038*(3,92-  0,10003 мПринимаем толщину утеплителя равную 0,12 м, тогда величина фактического условного сопротивления равна:  м2·°С\ВтТолщина стены: δ= δ1+ δ2+ δ3+ δ4+ δ5=0,02+0,38+0,12+0,03+0,12=0,67 м Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче: R0пр=R0*r R0пр=4,34*0,95=4,123 м2·°С\Вт Коэффициент теплопередачи ограждения: K=  =  = 0,243 Вт\ (м2·°С)3.3.3.Перекрытие чердачное  1.Штукатурка известково-песчаная толщиной δ=0,02 м, ρ=1800 кг/м3, λ=0,76 Вт/ (м·оС) 2. Многопустотная железобетонная плита толщинойδ=0, 22 м, ρ=2500 кг/м3, λ=2,04 Вт/ (м·оС) 3.Уклонообразующий слой из керамзитового гравия толщиной δ=0,15 м, ρ=400 кг/м3, λ=0,13 Вт/ (м·оС) 4. Цементно-песчаная армированная стяжка толщиной δ=0,05 м, ρ=1800 кг/м3, λ=0,9 Вт/ (м·оС) 5. Пароизоляционная полиэтиленовая пленка толщиной δ=0,00016 м, ρ=950 кг/м3, λ=0,36 Вт/ (м·оС) 6.Утеплитель:экструдированныйпенополистеролρ=30 кг/м3, λ=0,03 Вт/ (м·оС), толщинаδ6определяется расчетом 7. Стеклохолст(разделительный слой) толщиной δ=0,008 м, ρ=1800 кг/м3, λ=0,05 Вт/ (м·оС) 8. Водоизоляционный ковер: 3 слоя рубероида на битумной мастике толщиной δ=0,015 м, ρ=600 кг/м3, λ=0,17 Вт/ (м·оС)  ,Отсюда, толщина утеплителя равна:  0,03(5,52–  0,11308 мПринимаем толщину утеплителя равную 0,12 м, тогда величина фактического условного сопротивления равна:  = 5,75 м2·°С\Вт Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче: R0пр=R0*r R0пр=5,75*1=5,75 м2·°С\Вт Коэффициент теплопередачи ограждения: K= =  = 0,174 Вт\ (м2·°С)Толщина чердачного перекрытия: δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5+δ6+δ7+δ8=0,02+0,22+0,15+0,12+0,015+0,05+0,00016+ 0,008= 0,58316 м 3.3.4.Перекрытие над подвалом  1.Многопустотная железобетонная плита толщинойδ=0, 22 м, ρ=2500 кг/м3, λ=2,04 Вт/ (м·оС) 2.Утеплитель:минераловатные плиты ρ=180 кг/м3, λ=0,045 Вт/ (м·оС), толщина δ2 определяется расчетом 3.Полиэтиленовая пленка толщиной δ=0,00016 м, ρ=950 кг/м3, λ=0,36 Вт/ (м·оС) 4.Выравнивающая стяжка из ЦПР толщиной δ=0, 06 м, ρ=1800 кг/м3, λ=0,9 Вт/ (м·оС) 5.Покрытие пола(ламинат из дуба) толщиной δ=0,008 м, ρ=700 кг/м3, λ=0,35 Вт/ (м·оС)  ,Отсюда, толщина утеплителя равна:  0,045(4,89–  = 0,1985 мПринимаем толщину утеплителя равную 0,20 м, тогда величина фактического условного сопротивления равна:  = 4,92 м2·°С\Вт Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче: R0пр=R0*r R0пр=4,92*1=4,92 м2·°С\Вт Коэффициент теплопередачи ограждения: K= =  = 0,203 Вт\ (м2·°С)Толщина чердачного перекрытия: δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,22+0,06+0,00016+0,008+0,2=0,48816 м 3.3.5.Окна Требуемое сопротивление теплопередачеRтрэн.сбер.=0,58 м2·°С\Вт ???(из таблицы эксель) В СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» выбираем нужный нам вид стеклопакета. В данном задании принимается стеклопакет с одним стеклом с низкоэмиссионным мягким покрытием с заполнением воздухом(расстояние между стеклами 14 мм и 14 мм) Сопротивление теплопередаче центральной части стеклопакета: Rо с.пак.=0,78м2·°С\Вт Коэффициент теплопередачи ограждения: K= =  = 1,282 Вт\ (м2·°С)Коэффициент теплопередачи K для окон записывается как разность коэффициентов теплопередачи окна и наружной стены. В связи с этим при расчете теплопотерь через стену не требуется вычитать площадь окон из площади стены: Kокнатабл=Kокна –Kстены=1,282–0,243=1,039 Вт\ (м2·°С) 3.3.6.Двери Нормируемое значение сопротивления теплопередаче входных дверей и ворот должно быть не менее 0,6*Rтр стен зданий. Тогда Rнорм=0,6*  = 1,035 м2·°С\ВтСостав ограждения: 1.Декоративная МДФ накладка толщиной δ=0,01 м, ρ=700 кг/м3, λ=0,09 Вт/ (м·оС) 2.Металлический лист толщиной δ=0, 003 м, ρ=7850 кг/м3, λ=58 Вт/ (м·оС) 3.Утеплитель:плиты минераловатные из каменного волокна толщиной δ ρ=180 кг/м3, λ=0,05 Вт/ (м·оС) 4.Металлический лист – то же, что и слой 2 5.Декоративная МДФ накладка – то же, что и слой 1 αв=8,7 Вт/(м2·°С) αн=23 Вт/(м2·°С) ,Отсюда, толщина утеплителя равна:  0,05(1,035 –  = 0,0327 мПринимаем толщину утеплителя равную 0,04 м, тогда величина термического сопротивления равна:  = 1,27м2·°С\Вт Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче: R0пр=R0*r R0пр=1,27*1=1,27 м2·°С\Вт Коэффициент теплопередачи ограждения: K= =  = 0,788Вт\ (м2·°С)Толщина двери: δ=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,01*2+0,003*2+0,04=0,066 м 3.4. Тепловой баланс помещений Для определения тепловой мощности системы отопления Qот составляется баланс расходов теплоты для расчетных условий холодного периода года в виде. Для жилых комнат и кухонь: Qот = Qогр+ Qинф - Qбыт, Для лестничных клеток: Qот= Qогр + Qинф где Qот – расчётная тепловая нагрузка системы отопления, Вт Qогр – основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт Qинф – расход теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха, Вт Qбыт– бытовые тепловыделения в помещение, Вт 3.4.1.Потери теплоты через ограждающие конструкции Потери теплоты через ограждающие конструкции помещения определяют суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Qогр, Вт Qогр = А*К*(tв – tн)*(1 + ∑β)*n , где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м2, определяется по правилам обмера помещений К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/м2· °С tв – расчетная температура воздуха в помещении, °С tн – расчетная температура наружного воздуха, °С n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху ∑β – добавочныетеплопотери в долях от основных потерь
3.4.2. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха Qинф = 0,28 ∑Gн*с*(tв – tн)*k, где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг· °С tв, tн– то же, что и выше ∑Gн – расход инфильтрационного воздуха, кг/ч k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях Для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами k= 0,7 3.4.3. Расчет теплоты на нагревание вентиляционного воздуха Qинф = 0.28*Ln*ρ*с*(tв– tн)*k где Ln – расход удаляемого воздуха, для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений ρ – плотность воздуха в помещении, кг/м3 с –то же, что и выше tв, tн – то же, что и выше 3.4.4. Бытовые тепловыделения Qбыт = 10*Аn , где Аn – площадь пола комнаты или кухни, м2 3.4.5.Определение расчетных теплопотерь помещений Расчётные теплопотери помещения определены как Qрасч = Qогр + Qинф - Qбыт При расчете теплопотерь помещений принимаются коэффициенты теплопередачи через разные виды ограждений: k=0,243 – для наружней стены k=1,040 – для окна При расчете теплопотерь первого этажа учитывается коэффициент n=0,28, который расчитывается по формуле nt =  =  =0,28, гдеtпом. – температура воздуха со стороны помещения, °С tс.огр. – температура воздуха снаружы ограждения помещения, °С tв – расчетная температура воздуха в помещении, °С tн – расчетная температура наружного воздуха, °С При расчете теплопотерь типового этажа учитывается коэффициент теплопередачи равный k=0,203 – для перекрытия. При расчете теплопотерь верхнего этажа учитывается коэффициент теплопередачи равный k=0,174 – для покрытия. А также коэффициент n для потолка равный единице. Пример расчета теплопотерь первого этажа: Пример расчета теплопотерь типового этажа: Пример расчета теплопотерь верхнего этажа: Обязательно должна учитываться температура внутреннего воздуха рассчитываемого помещения:
После чего теплопотери всех помещений по отдельности суммируются и сводятся в таблицу(для каждого этажа своя таблица): Расчет теплопотерь лестничной клетки(ЛК): Добавочные потери теплоты для наружней двери – 0,27*H, где Н – высота здания, м, равная H=14,31м. Пример расчета теплопотерь представлен в таблице: Расчет инфильтрации через окна ЛК Скорость ветра берем из таблицы в СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Коэффициенты для наветренной и подветренной поверхности ограждения здания, коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, а также коэффициент учета встречного теплового потока определяем по СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. 4. Система отопления 4.1. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов Выбор системы отопления производится согласно СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Принимается система водяного, однотрубного отопления с последовательным присоединением приборов с температурой теплоносителя 95 °С на подаче и 70 °С в обратной линии. Система отопления горизонтальная с нижней разводкой, с тупиковым встречным движением воды в магистрали. В качестве отопительных приборов выбираем радиаторы чугунные секционные М –140А мощностью 164 Вт. 4.2. Тепловой расчет нагревательных приборов Расчет заключается в определении площади внешней поверхности прибора, обеспечивающей требуемый тепловой поток в помещении. Требуемый тепловой поток, Вт, определяется из формулы: Qн.т.=  , где Qпр – необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение, Вт, φк – коэффициент приведения к расчётным условиям, который вычисляется по следующей формуле: φк =(  )1+ n * , где Gст – расход воды в приборе, кг/ч n, p, c – показатели для определения теплового потока отопительных приборов: nснизу-вверх=0,25, nсверху-вниз=0,3, pснизу-вверх=0,04, pсверху-вниз=0, сснизу-вверх=0,97, ссверху-вниз=1(определяются по таблице 9.2 в справочнике Староверова) b – коэффициент учёта атмосферного давления, b=0,989 (определяется по таблице 9.1 в справочнике Староверова) a =0,006 – для чугунных секционный и стальных панельных радиаторов  - коэффициент учёта направления движения теплоносителя воды в приборе снизу – вверх =1−a∗(��вх−��вых) Необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение, Вт: Qнагр.пр.= Qот− 0,9∗Qтр, где ��от − расчётные теплопотери для данного помещения, Вт, берутся из соответствующей таблицы Qтр – полезная теплоотдача труб стояка и подводок, проложенных в i-ом помещении, Вт, которая определяется по формуле: Qтр=gв∗lв+gг∗lг , где lв, lг – длина вертикальных и горизонтальных труб соответственно в пределах помещения, м gв и gг – теплоотдача, Вт/м, 1 м вертикальных и горизонтальных труб в i-ом помещении, принимаемая в зависимости от диаметра труб и разности температуры теплоносителя, °С, на входе его в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении Расход воды в стояке: Gст =  , кг/чгде Gст – тепловая нагрузка стояка или участка, Вт Qст – количество выделяемой стояком теплоты, Вт Qст1= ∑Qi tвх и tвых – расчетная температура воды в системе на входе и на выходе соответственно, °С c – теплоемкость воды равная 4,1868 кДж/(кг*°С) β1 – поправочный коэффициент, зависящий от вида прибора(определяется по таблице 9.4 в справочнике Староверова); β1 = 1,04 β2 – коэффициент, учитывающий способ установки прибора(определяется по таблице 9.5 в справочнике Староверова); β2 = 1,02 Температура теплоносителя на выходе из прибора, кг/ч tвых= tвх - Δtпр, °С Фактический расход воды в приборе: Gпр=  Gст,где  коэффициент затекания воды в прибор(определяется по таблице 9.3 в справочнике Староверова); α=1 – для одностороннего присоединения приборов к стояку(приборный узел – с трехходовым краном КРТ)Т.о. Gпр= Gст Определяем температуру на входе в каждый отопительный прибор(по ходу движения теплоносителя):
L – длина подачи магистрали до стояка, м 0,4 – понижение температуры воды на 10 метров изолированной подающей магистрали
Средний температурный напор в каждом отопительном приборе: Δtср=  – tв , °С ,где tв – температура внутреннего воздуха в помещении, °С tвх, tвых – то же, что и выше Определяем количество секций в радиаторе: n=  , гдеβ3 – коэффициент учета числа секций в приборе; β3= 1(если в радиаторе до 15 секций) β4 – кэффициент учета способа установки радиатора(определяется по таблице 9.12 в справочнике Староверова) β4 = 1,05( прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки) Полученное значение округляем до целого в большую сторону, таким образом получаем количество секций радиатора. Пример расчета приведен в таблице: 4.3. Гидравлический расчет | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
– температура входа с учетом понижения температуры в подающей магистрали до стояка