отопение. уфа. Задача курсовой работы обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления, применению типовых решений и новейших достижений отопительной техники

• Название: Задача курсовой работы обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления, применению типовых решений и новейших достижений отопительной техники
• Анкор: отопение
• Дата: 02.05.2021
• Размер: 145.44 Kb.
• Имя файла: уфа.docx
• Тип: Задача; #200745

1.Введение
Для создания нормальных условий жизнедеятельности человека в помещении необходимо поддерживать строго определенный тепловой режим.

Тепловой режим в помещениях, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций.

Ограждающие конструкции с высокоэффективными теплоизоляционными свойствами обеспечивают выбор экономически обоснованных систем отопления здания на основе определения оптимальных теплопотерь, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, и в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов.

Задача курсовой работы – обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления, применению типовых решений и новейших достижений отопительной техники.


2. Исходные данные

1. Район застройки г. Уфа

2. Этажность здания — 3

3. Характеристика наружных ограждений здания:

3.1 Стены

• 
  Штукатурка из цементно-песчаного раствора
  
• 
  Утеплитель — плиты минеральные
  
• 
  Кирпичная кладка из кирпича глинянного обыкновенного
  
• 
  Штукатурка из цементно-песчаным раствором
  

3.2 Чердачное перекрытие:

• 
  Стяжка цементно- песчаным раствором
  
• 
  Утеплитель — пенополистерол
  
• 
  Пароизоляция — рубероид
  
• 
  Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора
  
• 
  Железобетоплита перекрытия без пустот
  

3.3 Пол над неотапливаемым подвалом:

• 
  Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове
  
• 
  Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора
  
• 
  утеплитель — маты из стеклянного штапельного волокна «URSA»
  
• 
  Пароизоляция — битумная мастика
  
• 
  Железобетонная плита перекрытия без пустот
  

3.4 Окна в жилых помещениях и кухнях 1,8х1,5м; на лестничной клетке 1,3х1,3м.

3.5 Наружные двери: двойные с тамбуром высотой 2,1м.

4. Теплоснабжение зданий от местной котельной с параметрами теплоносителя

T1/T2=95/70 °С

5. Высота помещений 3м.

3. Тепловой режим здания

3.1. Расчетные параметры наружного воздуха

Район постройки г. Уфа

Число этажей - 3

Расчетная температура наружного воздуха обеспеченностью 0,92 t=-33°C

Температура среднего отопительного периода t=-5,0°C

Средняя скорость ветра за январь V= 4,0 м/с.

Продолжительность отопительного периода 224 сут.

Зона влажности — третья зона, сухая.

3.2. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Температура воздуха – t_в = 20 ⁰С;

Влажность помещения = 60 %.

Режим помещения — нормальный.

3.3 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
3.3.1. Определение градусо-суток отопительного периода и условий эксплуатации ограждающих конструкций
СП 50.13330.2012 формула(5.2):
ГСОП=(tв - tср. от пер )*z , где
tв — температура внутреннего воздуха, °С;

tср. от. пер. - средняя температура наружного воздуха, °С;

z - продолжительность, сут/год, отопительного периода.
ГОСП=(20+5,0)*224=5600 (°С·сут/год)
При нормальном режиме помещения и сухой зоне влажности – условия эксплуатации А.

3

1 слой – штукатурка цементно-песчаным раствором, плотность  = 1800 кг/м³ , толщина  = 0,03 м, коэффициент теплопроводности  = 0,76 Вт/(м²⁰С) (по пункту 201 приложения Т СП 50.13330.2012 )

2 слой – утеплитель «плиты минеральные»  = 90 кг/м³, толщина  = х м, коэффициент теплопроводности  = 0,042 Вт/ (м² ⁰С) (по пункту 27 приложения Т СП 50.13330.2012 )

.3.2 Стены


1

2

3

4



3 слой – кирпич глиняный обыкновенный, плотность  = 1800 кг/м³, толщина  = 0,38 м,  = 0,70 Вт/(м²⁰С) (по пункту 180 приложения Т СП 50.13330.2012 )

4 слой – штукатурка цементно-песчаным раствором, плотность  = 1800 кг/м³, толщина  = 0,02 м, коэффициент теплопроводности  = 0,76 Вт/(м²⁰С)(по пункту 201 приложения Т СП 50.13330.2012 )

СП 50.13330.2012 формула(5.4):

- нормируемое значение сопротивления теплопередаче.

tв - температура внутреннего воздуха, °С;

tн - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С;

Δt - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С;

α - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С).


СП 50.13330.2012 Таблица 3

- требуемое сопротивление теплопередаче, (м²·°С)/Вт

a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий.

СП 50.13330.2012 формула(Е.6):



- проектное сопротивление теплопередаче, (м²·°С)/Вт

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции,

Вт/(м²·°С), принимаемый согласно таблице 6;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,

Вт/(м²·°С), принимаемый согласно таблице 4;

- термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м²·°С)/Вт,

определяемое для невентилируемых воздушных прослоек по таблице Е.1, для

материальных слоев по формуле:

, (Е.7)

- толщина слоя, м;

- теплопроводность материала слоя, Вт/(м²·°С),принимаемая по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных оно оценивается по приложению С.


- толщина утеплителя = 110 мм

Проверка:



Коэффициент теплопередачи:



Толщина стены: _ст = 0,03 + 0,11 +0,38 + 0,02 = 0,54 (м)
3.3.3. Перекрытия чердачное




1. Стяжка цементно-песчаным раствором, плотностью  = 1800 кг/м³, толщина  = 0,04 м, коэффициент теплопроводности  = 0,76 Вт/(м²⁰С) (по пункту 201 приложения Т СП 50.13330.2012 );

2. Утеплитель пенополистерол, плотностью  = 35 кг/м³, толщина  = x м, коэффициент теплопроводности  = 0,031 Вт/(м²⁰С) (по пункту 13 приложения Т СП 50.13330.2012 );

3. Пароизоляция — рубероид, плотностью  = 600 кг/м³, толщина  = 0,015 м, коэффициент теплопроводности  = 0,17 Вт/(м²⁰С) (по пункту 222 приложения Т СП 50.13330.2012 );

4. Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора, плотностью  = 1800 кг/м³, толщина  = 0,01 м, коэффициент теплопроводности  = 0,76 Вт/(м²⁰С) (по пункту 201 приложения Т СП 50.13330.2012 );

5. Железобетонная плита перекрытия без пустот, плотностью  = 2500 кг/м³, толщина  = 0,25 м, коэффициент теплопроводности  = 1,92 Вт/(м²⁰С) (по пункту 199 приложения Т СП 50.13330.2012 ).





- толщина утеплителя = 100 мм.
Проверка:



Коэффициент теплопередачи



Толщина чердачного перекрытия _ст = 0,04 + 0,1 + 0,015 + 0,01 + 0,25 = 0,379 (м)


3.3.4. Перекрытие над подвалом

1. Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе, плотностью  = 1400 кг/м³4, толщина  = 0,002 м, коэффициент теплопроводности  = 0,37 Вт/(м²⁰С) (по пункту 229 приложения Т СП 50.13330.2012 );

2. Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора, плотностью  = 1800 кг/м³, толщина  = 0,02 м, коэффициент теплопроводности  = 0,76 Вт/(м²⁰С) (по пункту 201 приложения Т СП 50.13330.2012 );

3. Утеплитель — маты из стеклянного штапельного волокна «URSA», плотностью  = 15 кг/м³, толщина  = x м, коэффициент теплопроводности  = 0,049 Вт/(м²⁰С) (по пункту 38 приложения Т СП 50.13330.2012 );

4. Пароизоляция — битумная мастика, плотностью  = 1400 кг/м³, толщина  = 0,003 м, коэффициент теплопроводности  = 0,27 Вт/(м²⁰С) (по пункту 218 приложения Т СП 50.13330.2012 );

5. Железобетонная плита перекрытия без пустот, плотностью  = 2500 кг/м³, толщина  = 0,25 м, коэффициент теплопроводности  = 1,92 Вт/(м²⁰С) (по пункту 199 приложения Т СП 50.13330.2012 ).




- толщина утеплителя = 150 мм.

Проверка:


Коэффициент теплопередачи



Толщина перекрытия над подвалом _ст = 0,002 + 0,02 + 0,15+ 0,003 + 0,25 = 0,425 (м)
3.3.5. Окна

Здания жилые в г. Уфе	ГСОП	Окна и балконные двери
	4000	0,45
	5600	0,57
	6000	0,6

По таблице 5 СП 23-101-2004:

- Двойное остекление с твердым селективным покрытием в раздельных переплетах




3.3.6. Двери

Наименование ограждения	, мм
Стена Перекрытие подвальное Перекрытие чердачное Окно Дверь	540 425 379 - -	3,386 4,604 4,88 0,57 0,92	0,296 0,217 0,205 1,755-0,296=1,459 1,09

3.4 Тепловой баланс помещения
3.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции
, где

k – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции;

Fi - площадь ограждающей конструкции;

tв — температура воздуха в помещении;

tн — расчетная температура наружного воздуха;

1+β — сумма добавок;

n – коэффициент, который учитывает пложение ограждающей конструкции к наружному воздуху.
3.4.2. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха
, где

ρ – плотность наружнего воздуха



;

с=1,005 — удельная теплоемкость воздуха;

G – расход инфильтрирующего воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения;

tв — температура воздуха в помещении;

tн — расчетная температура наружного воздуха;

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях.



3.4.3 Расчет теплоты на нагревание ветнеляционного воздуха
. где

ρ – плотность наружнего воздуха

с — удельная теплоемкость воздуха;

Gн — нормируемый расход воздуха в помещении на 1 м².

3.4.4 Бытовые тепловыделения
, где

Fпл — площадь пола.

3.4.5 Определение расчетных теплопотерь помещений




4. Система отопления

4.1 Выбор системы отопления
Выбор системы отопления производится по приложению Б СНиП 41-01-2003. Принимается водяная однотрубная П-образная система отопления с нижней разводкой, нагревательные приборы - конвекторы «Комфорт-20», диаметр трубы d=20 мм.
4.2 Тепловой расчет нагревательных приборов

Требуемый нормальный тепловой поток:

, где

Qпр - необходимая теплопередача прибора в рассматриваемом помещении, Вт;

, где

Qтр - теплопередача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединены приборы;

, где

qв, qг - теплопередача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, для неизолированных труб принимается по [1] (табл. II. 22), исходя из диаметра и положения труб, а также разности температуры теплоносителя при входе в рассматриваемое помещение t_ВХ, и температуры воздуха в помещении t_В;

lв, lг - длина вертикальных горизонтальных труб в пределах помещения, м;

φк - комплексный коэффициент приведения

, где

Δtср — разность средней температуры воды tср в приборе и температуры окружающего воздуха tв, ⁰С:



tвх, tвых — температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, ⁰С;

Gпр — расход воды в приборе, кг/ч;

b – коэффициент учетаатмосферного давления в данной местности

b=0,983 [кг/ч], согласно [1] (табл. 9.1);

Ψ – коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу-вверх

Ψ=0,983, согласно [1] (табл. 9.1);

p,n,c - экспериментальные числовые показатели

n=0,35; p=0,07; c=1 , согласно [1] (табл. 9.2);



- температура воды, входящей в i-ый прибор и выходящей из него;

tвх-tвых — разность температур воды в системе:

tвх=105 ⁰С;

tвх=70 ⁰С.

Расчет нагревательных приборов сводится в таблицу приложения Б.

4.3 Подбор оборудования индивидуального теплового пункта (ИТП)

Тип прибора подбирается по [1] (таблица Х.1)

6. Противопожарные требования к устройству систем отопления и вентиляции

Температура теплоносителя (воды, пара и др.) или температура на поверхности электрических и газовых отопительных приборов в производственных помещениях категории А, Б или В, в торговых залах и помещениях для обработки и хранения материалов, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости, должна приниматься, °С, не менее, чем на 20 % ниже температуры самовоспламенения веществ, находящихся в помещении, но не более:

150 - при водяном отоплении и отсутствии в помещении выделения горючей пыли и аэрозолей;

130 - при паровом отоплении и тех же условиях;

110 - при водяном и паровом отоплении и наличии в помещении выделений горючей пыли и аэрозолей - для помещений категорий А и Б;

130 - для помещений категории В при тех же условиях;

130 - при электрическом отоплении помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б, где электрическое отопление не допускается) во взрывозащищенном исполнении, при отсутствии источников выделения горячей пыли и аэрозолей;

110 - то же при наличии источников горючей пыли и аэрозолей, кроме указанных выше складов;



130 - при электрическом и газовом отоплении помещений категории В (кроме складов категории В, где электрическое и газовое отопление не допускается) при отсутствии в помещении источников выделения горючей пыли и аэрозолей;

110 - то же при наличии источников горючей пыли и аэрозолей

1.2. Электрическое и газовое лучистое отопление с высокотемпературными излучателями, с температурой поверхности не выше 250 °С допускается применять в полуоткрытых и неутепленных помещениях и зданиях общественного питания, в производственных помещениях категорий Г и Д без выделений пыли и аэрозолей, а также на отдельных рабочих местах с температурой воздуха ниже нормируемой, кроме помещений категорий А, Б или В.

1.3. В помещениях категорий А и Б запрещено применение водяного или парового отопления с местными нагревательными приборами, если в помещениях хранятся или применяются вещества, образующие при контакте с водой или водяными парами взрывоопасные смеси, или вещества, способные к самовозгоранию или взрыву при взаимодействии с водой.

1.4. Горячие поверхности отопительного и вентиляционного оборудования, трубопроводов и воздуховодов, размещенных в помещениях, в которых они создают опасность воспламенения газов, паров, аэрозолей или пыли, следует изолировать, предусматривая температуру на поверхности теплоизоляционной конструкции не менее, чем на 20 % ниже температуры, °С, их воспламенения. При отсутствии технической возможности снизить температуру поверхности изоляции до указанного уровня отопительно-вентиляционное оборудование, трубопроводы и воздуховоды не следует размещать в указанных помещениях. Теплоизоляционные конструкции следует проектировать в соответствии со СНиП 41-03-2003.

1.5. Прокладка транзитных трубопроводов систем отопления не допускается через помещения убежищ, электротехнические помещения и пешеходные галереи и тоннели. На чердаках допускается установка расширительных баков с тепловой изоляцией из негорючих материалов.

1.6. Расстояние (в свету) от поверхности трубопроводов, отопительных приборов и воздухонагревателей с теплоносителем температурой выше 105 °С до поверхности конструкции из горючих материалов следует принимать не менее 100 мм. При меньшем расстоянии следует предусматривать тепловую изоляцию этой конструкции из негорючих материалов.

1.7. Трубопроводы в местах пересечения перекрытий, внутренних стен и перегородок следует прокладывать в гильзах из негорючих материалов; края гильз должны быть на одном уровне с поверхностями стен, перегородок и потолков, но на 30 мм выше поверхности чистого пола.Заделку зазоров и отверстий в местах прокладки трубопроводов следует предусматривать негорючими материалами, обеспечивая нормируемый предел огнестойкости ограждений.

1.8. Прокладка или пересечение в одном канале трубопроводов отопления с трубопроводами горючих жидкостей, паров и газов с температурой вспышки паров 170 °С и менее или агрессивных паров и газов не допускается.

1.9. Системы вытяжной и аварийной вентиляции следует предусматривать отдельными для каждой группы помещений, размещенных в пределах одного пожарного отсека.



1.10. Системы ВОб следует проектировать общими для помещений:

а) жилых;

б) общественных, административных и производственных категории Д (в любых сочетаниях);

в) производственных одной из категорий А или Б, размещенных не более, чем на трех этажах;

г) производственных одной из категорий В, Г или Д;

д) складов и кладовых одной из категорий А, Б или В, размещенных не более, чем на трех этажах;

1.11. Системы ВОб допускается соединять в одну систему для следующих групп помещений, присоединяя к одной группе помещений помещения другой группы площадью не более 200 м²





7. Список литературы

1. 
   Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.1.
   

Отопление/Под ред. И.Г. Староверова.-М.:Стройиздат, 1990.

2. 
   ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в
   

помещениях

3. 
   СП 131.13330.2012. Строительная климотология.
   
4. 
   СП 50.13330.2012.Тепловая защита зданий
   
5. 
   СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий
   

Содержание
1. Введение 2

2. Исходные данные 3

3.Тепловой режим здания 4

3.1 Расчетные параметры наружного воздуха 4

3.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха 4

3.3 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций 4

3.3.1 Определение градусо-суток отопительного периода и условий эксплуатации ограждающих конструкций 4

3.3.2 Стены 4

3.3.3 Перекрытие чердачное 6

3.3.4 Перекрытие над подвалом 7

3.3.5 Окна 7

3.3.6 Двери 8

3.4 Тепловой баланс помещения 8

3.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции 8

3.4.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрирующего воздуха 8

3.4.3 Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха 9

3.4.4 Бытовые тепловыделения 9

3.4.5 Определение расчетных теплопотерь помещений 9

4. Система отопления 9

4.1 Выбор системы отопления 9

4.2 Тепловой расчет нагревательных приборов 9

4.3 Подбор оборудования ИТП 10

5. Противопожарные требования к устройству систем отопления и

вентиляции 10

6. Список литературы 13

Министерство образования РФ

Новосибирский Государственный Архитектурно – Строительный Университет

(Сибстрин)


Кафедра теплогазоснабжения

и вентиляции


Пояснительная записка

к курсовой работе:


Отопление и вентиляция

жилого здания


Выполнил:

Проверил:
Нвосибирск 2015