Отопление и вентиляция жилого здания

Курсовая работа по архитектура и строительство "Отопление и вентиляция жилого здания"

📋 Параметры работы

📝 Тип работы: Курсовая работа
📖 Предмет: Архитектура и строительство
📅 Год: 2015
📄 Страниц: 34
⭐ Оценка: 5

⏳ Подготовка файла к скачиванию

60
⏱️

Пожалуйста, подождите немного

Аннотация

Курсовая работа посвящена разработке проектных решений по отоплению и вентиляции жилого здания. Рассматриваются тепловой режим здания, включая расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха, теплотехнический анализ ограждающих конструкций (стены, перекрытия, окна, двери) и тепловой баланс помещений с учетом потерь теплоты через ограждения, нагревания инфильтрующегося и вентиляционного воздуха, а также бытовых тепловыделений. Анализируются система отопления, выбор нагревательных приборов, гидравлический расчет и подбор оборудования индивидуального теплового пункта. Расчитывается воздухообмен и проектируется система вентиляции. Противопожарные требования к устройству систем отопления и вентиляции также рассматриваются. В работе применяются методы теплотехнического и гидравлического расчетов, а также нормативные подходы к проектированию. Практическая ценность заключается в разработке технических решений, соответствующих требованиям энергоэффективности и безопасности, которые могут быть использованы при проектировании аналогичных объектов.

Содержание

Введение

Для создания нормальных условий жизнедеятельности человека в помещении необходимо поддерживать строго определённый тепловой режим.

Тепловой режим в помещении, 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 зданий на основе определения оптимальных теплопотерь, а, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, а, в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов.

Задача курсовой работы – обучение практическим методам расчета, конструированию систем отопления и вентиляции; применению типовых решений и новейших достижений отопительно-вентиляционной техники.

Исходные данные

Исходные данные

для выполнения курсовой работы принимаются по заданию к курсовой работе «Отопление и вентиляция жилого здания», выданному преподавателем. Задание приведено ниже.

На следующей странице прикладывается задание

1. Тепловой режим здания

1.1 Расчетные параметры наружнего воздуха

Согласно заданию район застройки — г. Нерюнгри.

По табл. 3.1 для ближайшего населенного пункта Чульман принимаем:

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92tн=-44°С.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период со средней суточной температурой воздуха 8ºС тот. пер. = -15,4°С.

Продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха8ºСzот.пер.=266сут.

Скорость ветра, максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых 16% и более,V=3,6м/с.

Зона влажности — нормальная (2).

1.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха

Расчетные параметры воздуха в помещениях принимаются по ГОСТ 30494-2011 в зависимости от назначения помещений. Расчетная температура внутреннего воздуха для выбора наружных ограждений и расчета теплопотерь принимается как минимальное значение оптимального диапазона температуры. При проектировании вентиляции (ТПГ) температура, относительная влажность и подвижность воздуха принимаются из допустимого диапазона. Для помещений с кондиционируемым воздухом – из оптимального диапазона.

Влажность внутреннего воздуха φв=40%.

Температуры внутреннего воздуха для различных помещений приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Температура внутреннего воздуха помещений здания

Значенияtвдля помещений, ºС
Жилая комната (спальни, гостиная, гардероб) Кухня, туалет Кабинет Ванная Прихожая Постирочная, котельная, тамбур, л/к
21 19 20 24 18 16

По табл. 1[2] получаем влажностный режим помещений здания – сухой.

1.3 Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

1.3.1 Определение градусно-суточных отопительного периода и условий эксплуатации ограждающих конструкций

Определим градусо-сутки отопительного периода:

(1)

По табл. 2 имеем условия эксплуатации ограждающих конструкций А.

1.3.2 Стены

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, в т. ч. окон и фонарей, следует принимать не менее требуемых значений, определяемых исходя из обеспечения санитарно-гигиенических условий по формуле (2) и условий энергосбережения – по табл. 3[2] в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода (ГСОП или Dd):

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций(кроме светопрозрачных) определяется по формуле(5.4)[2]:

;(2)

  • гдеtв– расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая для рядовой жилой комнаты, ºС;
  • тн– расчетная температура наружного воздуха, ºС;

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения(табл. 4[2]), Вт/м²·°С;

– нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхностью наружного ограждения(табл. 5[2]), ºС.

Найдем нормированные значения сопротивления теплопередаче (табл. 3[2]):

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk, м2·ºС/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев по формуле:

(3)

гдеR1,R2,Rn–термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции[3], м2·ºС/Вт;

Ра.ль-термическое сопротивление воздушной прослойки, м2·°С/Вт.

Термическое сопротивление однородного слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:

(4)

где δ– толщина слоя, м;

Конструкция наружней стены представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция наружней стены.

1 — Штукатурка из цементно-песчаного раствора δ=0,03 м;

2 – Утеплитель – плиты минераловатные ρ=90 кг/м³;

3 — Кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного δ=0,38 м;

4 — Штукатурка цементно-песчаным раствором δ=0,02 м

Таким образом, толщина утепляющего слоя определяется по формуле:

(5)

где r – коэффициент теплотехнической однородности, принимается в соответствии с п. 8.17 или табл. 6[3], в данной работе поп. 8.17, для стен жилых зданий из кирпича при толщине стены 640 мм r = 0,69;

λут-коэффициент теплопроводности утеплителя ограждающей конструкции, Вт/м·°С.

По прил. Д[3] принимаем для каждого слоя: λ1,4 = 0,76Вт/м·°С; λут = 0,042Вт/м·°С; λ3 = 0,7Вт/м·°С.

Учитывая, что теплоизоляционный материал поставляется производителем в стандартной размерной сетке толщин, производится корректировка толщины утепляющего слоя, кратно стандартной величине (толщина одного слоя утеплителя принимается кратной 0,01м) и принимается в дальнейших расчетах окончательная величина толщины утепляющего слоя, м.

Таким образом,

Окончательное приведенное сопротивление теплопередаче конструкции определяется по формуле:

(6)

Коэффициент теплопередачи, Вт/м²·°С наружного ограждения определится по формуле:

(7)

Толщина стены составит 0,69 м.

1.3.3 Перекрытие чердачное

Конструкция чердачного перекрытия представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Конструкция чердачного перекрытия.

1 – стяжка цементно-песчаным раствором δ=0,04 м;

2 – Утеплитель – пенополистирол ρ = 35кг/м3;

3 – Пароизоляция – рубероид δ = 0,015 м;

4 – Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора δ=0,01 м

5-железобетонная плита перекрытия без пустот δ=0,25м

По прил. Д[3] принимаем для каждого слоя: λ1,4 = 0,76Вт/м·°С; λут = 0,029Вт/м·°С; λ3 = 0,17Вт/м·°С; λ5 = 1,92Вт/м·°С.

Толщина чердачного перекрытия составила 0,475 м.

1.3.4 Перекрытие над подвалом

Конструкция чердачного перекрытия представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Конструкция перекрытия над подвалом.

1 – линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове δ=0,002 м, ρ=1400 кг/м3;

2 – Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора δ = 0,02 м;

3 – Утеплитель – маты из стеклянного штапельного волокна «URSA» ρ=15кг/м3;

4 – Пароизоляция – битумная мастика ρ=1400кг/м³, δ=0,003м;

5-железобетонная плита перекрытия без пустот δ=0,25м

По прил. Д[3] принимаем λ для каждого слоя: λ1=0,23Вт/м·ºС; λ2= 0,76Вт/м·ºС; λут=0,048Вт/м·ºС; λ4= 0,27Вт/м·ºС; λ5= 1,92Вт/м·ºС.

Толщина чердачного перекрытия составила 0,555 м.

1.3.5 Окна

По таблице К.1 приложения К[2] принимаем однокамерный стеклопакет с одним стеклом снизкоэмиссионным мягким покрытием с заполнением аргоном (расстояние между стеклами 12 мм)

1.3.6 Двери

Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее.

1.4 Тепловый баланс помещений

Тепловая мощность системы отопления определяется для каждого помещения по балансовым уравнениям:

  • для жилых комнат от тп+и(в)–б;
  • для кухонь от тп+и–б;

для нежилых комнат и лестничных клеток то = тп + и,

гдеQтп– теплопотери помещения через ограждающие конструкции, Вт;

Qi– затраты теплоты на подогрев инфильтрующегося в помещение воздуха, Вт;

Qи(в)– большее значениетеплозатратна подогрев воздуха, поступающего вследствие инфильтрацииQnили необходимого для компенсацииестественной вытяжкииз квартирыQв, Вт;

qb- бытовые тепловыделения в помещении, Вт.

1.4.1 Потери теплоты через ограждающие конструкции

Теплопотери через ограждающие конструкции складываются из потерь через отдельные конструкции или их части площадью F:

Вт(8)

  • где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м2·оС;
  • и температура внутреннего и наружного воздуха, °С;

коэффициент, учитывая добавочные теплопотери через ограждение (в долях от основных теплопотерь);

F–площадь рассматриваемой ограждающей конструкции, м2.

Площади наружных и внутренних ограждений определяются согласно правилам обмера ограждающих конструкций с точностью до 0,1 м.

Добавочные теплопотери на ориентацию: С, СВ, СЗ, В – 0,1 (от основных теплопотерь), З, ЮВ – 0,05, ЮЗ, Ю – 0.

Добавочные потери теплоты для наружных двойных дверей с тамбуром между ними – 0,22 Н, одинарных – 0,27 Н, где Н – высота здания от уровня земли до устья вентиляционной шахты.Добавка на поступление холодного воздуха через ворота равна 3.

Результаты расчёта приводятся в приложении 1.

1.4.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха

Теплопотери на нагревание наружного воздуха, поступающего через окна, двери, стены и т.п., путем инфильтрации:

, Вт(9)

  • где- поправочный коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха в межстекольном пространстве окон и балконных дверей, идущим наружу тепловым потоком (=0,7 при окнах с тройными раздельными переплетами; =0,8 при двойных раздельных и =1 при спаренных переплетах и одинарных окнах, дверях и воротах);
  • площадь окон, балконных дверей и других светопрозрачных ограждающих конструкций, м2;
  • площадь стен и других несветопрозрачных конструкций, м2;
  • количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² площади окон, балконных дверей и других светопрозрачных конструкций, кг/(ч·м²);
  • количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1м2 площадистен и других несветопрозрачных конструкций, кг/(ч·м2);
  • общее количество воздуха, поступающего путем инфильтрации в помещение, кг/ч;

удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/кг·К.

Количество воздуха, поступающего за 1 час через светопрозрачные конструкции:

, кг/ч·м2(10)

  • где нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/ч·м2, принимаемая по таблице 9[2];
  • разность давления воздуха на наружной и внутренних поверхностях ограждающих конструкций, Па;

-разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях светопрозрачных ограждающих конструкций, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию, Па, согласно п.7.5[2] принимается равной 10 Па.

, Па(11)

где- высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

,- удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³;

V- максимальная из средних скоростей по румбам за январь, м/с,равна 3,6м/с.

Количество воздуха, поступающего за 1 час через стены и другие непрозрачные конструкции:

,кг/ч·м2(12)

где k- показатель степени; для наружных стен, покрытий k=1; для ворот, дверей и открытых проемов в здание k=0,5.

для стен находится как сумма сопротивлений отдельных слоев, расположенных в ограждении последовательно по направлению движения воздуха:

, м2·ч·Па/кг(13)

где сопротивление воздухопроницанию отдельных слоёв конструкции, принимаемое согласно пункту 7.4[2], м2·ч·Па/кг.

Результаты расчетов приводятся в приложении 2.

text, °С -44
V, м/с 3,6
Н, м 12,0
∆P, Па 28,48
RОКinf 0,4019
RДНinf 13,33 GОКn 5
RНСinf 720,9 GДНn 7

1.4.3 Расчет теплоты на нагревание вентиляционного воздуха

Теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха, поступающего вследствие естественной вытяжки, не компенсируемой подогретым приточным воздухом, определяются по формуле:

, Вт(14)

  • где- нормативный воздухообмен, отнесенный к 1 м2 пола комнат, который должен быть обеспечен при расчетной температуре наружного воздуха, м3/м2·ч, принимается равным 3 м3/м2·ч согласно Г.3[2];
  • плотность внутреннего воздуха, кг/м³;
  • площадь пола, м2.

Результаты расчета приведены в таблице 2.

1.4.4 Бытовые тепловыделения

Бытовые тепловыделения в жилых помещениях и кухнях определяются по формуле:

, Вт(15)

где- теплопоступления на 1 м2 площади пола, Вт/м2, принимаемые равными 10 Вт/м2 согласно Г.5[2].

Результаты расчёта сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Теплопотери на нагрев вентиляционного воздуха. Бытовые теплопоступления

Помещение tв-tн,оС QВ, Вт Qб, Вт
№ Наименование tв,oC Размеры пола, м F, м2
a b
1 2 3 4 5 6 7 8 9
101 Кабинет 20 4,4 5,1 22,4 64 1446,5 224
102 Кухня 19 3,5 5,2 18,2 63 1160,9 182
105 Спальня 21 4,7 3,3 15,5 65 1013,1 155
106 Гостиная 21 4,7 4,5 21,2 65 1385,7 212
201 Спальня 21 3,7 5,2 19,2 65 1255,0 192
203 Спальня 21 3,3 5,6 18,5 65 1209,2 185
205 Спальня 21 3,1 4,3 13,3 65 869,3 133
301 Спальня 21 3,7 5,2 19,2 65 1255,0 192
303 Спальня 21 3,3 5,6 18,5 65 1209,2 185
305 Спальня 21 3,1 4,3 13,3 65 869,3 133

1.4.5 Определение расчетных теплопотерь помещений

Результаты расчета приводятся в таблице 3.

Таблица 3 – Сводная таблица нагрузок

Помещение ΣQтп,Вт QВ,Вт Qи,Вт Qб,Вт Qот,Вт Qh, Вт
№ Наименование tв,oC
1 2 3 4 5 6 7 8 9
101 Кабинет 20 1537,0 1446,5 886,2 224 2759,5 2760
102 Кухня 19 541,2 1160,9 283,3 182 642,5 650
103 Постирочная 16 460,5 — 18,58 — 479,1 480
104 Котельная 809,8 32,96 842,8 850
105 Спальня 21 1369,1 1013,1 330,0 155 2227,2 2230
106 Гостиная 1085,9 1385,7 593,9 212 2259,6 2260
201 Спальня 981,8 1255,0 537,4 192 2044,8 2050
202 Ванная 24 306,0 — 21,58 — 327,6 330
203 Спальня 21 1086,5 1209,2 321,1 185 2110,7 2120
204 Ванная 24 127,5 — 10,79 — 138,3 140
205 Спальня 21 1109,4 869,3 510,4 133 1845,7 1850
301 1179,4 1255,0 427,0 192 2242,4 2250
302 Ванная 24 490,0 — 22,72 — 512,7 520
303 Спальня 21 1344,1 1209,2 260,6 185 2368,3 2370
304 Ванная 24 329,4 — 11,36 — 340,8 350
305 Спальня 21 1295,1 869,3 406,5 133 2031,4 2040
Лк Лестничная клетка 16 576,7 — 259,2 — 835,9 840
Qзд 24090

2. Система отопления

2.1 Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов

Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов производится по приложению Д [6].

Принимаем систему отопления водяную двухтрубную с нижним расположением подающей магистрали ступенчатым движением воды.

По заданию теплоснабжение здания производится от местной котельной с параметрами теплоносителяtг-tо=95-70°С.

В качестве отопительных приборов используются радиаторы биметаллические секционные РБС-500.

2.2 Тепловой расчет нагревательных приборов

Требуемая площадь радиатора, м2, учитывает 90% теплового потока, поступающего в помещение от трубопроводов отопления при их открытой прокладке, и определяется из выражения

(16)

где Q потр–теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт, принимается по данным таблицы 3 по каждому помещению отдельно;

Qтр– суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения трубопроводов (стояков, подводок к приборам), Вт;

β2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, по заданию β2 = 1,02;

qпр– расчетная плотность теплового потока в конкретных условиях эксплуатации прибора, Вт/м2,определяется по формуле

,(17)

  • гдеqном– номинальная плотность теплового потока прибора, Вт/м2,для радиатораРБС-500принимаем равной411,3Вт/м2;
  • β1 – коэффициент, учитывающий направление движения воды в приборе, при движении воды сверху-вниз β1=1,0;

n, р – экспериментальные показатели, учитывающие влияние типа отопительного прибора, направление движения и количество проходящей воды, соответственно равны 0,32 и 0,03;

температура непрерывный напор, ºС, определяется по формуле:

(18)

т.к. система отопления двухтрубная, тоtвх= 95ºС,tвых= 70ºС;

Готн– относительный расход теплоносителя через отопительный прибор для двухтрубных систем отопления рассчитывается по формуле:

.(19)

Суммарную теплоотдачу открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен приборQтр, Вт, можно определить по формуле

(20)

где q в, q г – теплоотдача одного метра вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м;

Число секций в нагревательном приборе, шт., определяется из выражения

(21)

где F пр – общая расчетная поверхность нагрева отопительного прибора, м2;

β3– коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе, принимается равным: при числе секций от 3 до 15 – 1, от 16 до 20 – 0,98, от 21 до 25 – 0,96, а для остальных радиаторов определяется по формуле

(22)

Отопительные приборы размещаются под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. В жилых зданиях длина отопительного прибора принимается не менее 50% длины светового проема.

Расчет отопительных приборов сводится в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчет нагревательных приборов

Номерпомеще-ния Тепло-ваямощ-ностьQпотр, Вт Темпера-туравоздуха впоме-щенииtв, °С Теплоот-дачатеплопро-водовQтр, Вт Qпотр– 0,9Qтр, Вт Δt, °С qпр, Вт/м2 Расчет-наяпло-щадьприбо-ра,Fпр, м2 β3 Число секций
рас.Nр уст.Nуст
101 2760 20 990,4 1868,6 62,5 333,3 5,667 1,0 11,95 12
102 650 19 237,4 436,3 63,5 319,8 1,354 1,038 2,751 3
103 480 16 557,7 -21,9 — — — — — 0
104 850 16 467,3 429,4 66,5 349,3 1,254 1,048 2,524 3
105 2230 21 476,7 1801,0 61,5 328,9 5,586 1,0 11,78 12
106 2260 21 674,9 1652,6 61,5 328,0 5,139 1,0 10,84 11
201 2050 21 1069,0 1087,9 61,5 323,9 3,426 1,0 7,23 8
202 330 24 481,9 -103,7 — — — — — 0
203 2120 21 427,1 1735,6 61,5 328,5 5,389 1,0 11,37 12
204 140 24 466,2 -279,6 — — — — — 0
205 1850 21 674,9 1242,6 61,5 325,2 3,897 1,0 8,22 9
301 2250 21 507,6 1793,2 61,5 328,8 5,562 1,0 11,74 12
302 520 24 217,0 324,7 58,5 292,4 1,133 1,061 2,252 3
303 2370 21 146,4 2238,2 61,5 331,0 6,897 1,0 14,55 15
304 350 24 201,3 168,8 58,5 286,8 0,6 1,187 1,067 2
305 2040 21 394,2 1685,2 61,5 328,2 5,237 1,0 11,05 11
Лестничная клетка 840 16 124,0 728,4 66,5 354,8 2,094 1,0 4,417 5

2.3 Гидравлический расчет

Гидравлический расчет системы отопления заключается в определении диаметров трубопроводов, при которых используется располагаемое давление в расчетном циркуляционном кольце и обеспечивается подача к каждому нагревательному прибору расчетного количества воды.

Главное циркуляционное кольцо проходит через стояк9. Сумма длин всех расчетных участков ГЦК составляет Σl=87,4м.

В системах с естественной циркуляцией расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

(23)

где Δр превращается — давление, возникающее за счет охлаждения воды в отопительных приборах, Па, определяется по формуле

(24)

  • где h – расстояние по вертикали от центра нагрева до середины центра охлаждения, м, h=7,3 м – расстояние от линии подачи в подвале до центра прибора 3 этажа;
  • г – ускорение свободного падения, м/с2, г = 9,81 м/с2;
  • ρо– плотность обратной воды, кг/м3, приtо=70°Сρо=971,6кг/м3;

ρг– плотность горячей воды, кг/м3, приtг=95°Сρг=954,4кг/м3;

Дртре– давление, вызываемое охлаждением воды в теплопроводах, Па, при нижней разводке охлаждение воды в теплопроводах не учитывается, Дртре=0Па;

Таким образом

Для предварительного выбора диаметра трубопроводов определим значение среднего удельного падения давления по ГЦКРср, Па/м

(25)

где k – коэффициент, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления от общей величины расчетного циркуляционного давления, для систем отопления с естественной циркуляцией k=0,5;

Расходы воды на расчетных участкахGуч, кг/ч, определяются по формуле:

(26)

гдеQуч– тепловая нагрузка участка, Вт;

Ориентируясь на полученное значениеRсри определив количество водыGуч, с помощьютаблиц для гидравлического расчета трубопроводов системы отопления из справочникаСтаровероваН.Г.подбираем оптимальные диаметры труб расчетного кольца и определяем действительные удельные сопротивленияR, Па/м, и скоростьv, м/с, на каждом участке. Далее определяем потери давления на трениеRl(умножая действительные удельные сопротивленияRна длину участкаl). Затем определяем потери давления на преодоление местных сопротивленийZ, Па

(27)

гдеΣζ– сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке теплопровода, принимается потабл.II.11[9];

При расчете главного циркуляционного кольца рекомендуется предусматривать запас давления на неучтенные сопротивления, но не более 10% расчетного давления, т.е.

(28)

Гидравлический расчет системы отопления приведен в таблице 5.

Таблица 5 – Гидравлический расчет системы отопления

Номер участка Qуч, Вт Gуч, кг/ч d, мм v, м/с R, Па/м Rl, Па Σζ Z, Па Rl+Z, Па
1 24090 827,9 50 0,11 3,7 25,53 7,5 56,25 81,78
2 20530 705,6 40 0,148 9,5 36,1 2 30 66,1
3 15190 522,0 40 0,112 5,5 16,5 2 16 32,5
4 13860 476,3 32 0,132 9,5 29,45 1 12,5 41,95
5 13210 454,0 32 0,124 8,5 30,6 1 11,5 42,1
6 10370 356,4 32 0,098 5,5 21,45 1 6,5 27,95
7 8990 309,0 32 0,082 4 20,4 3 12 32,4
8 8300 285,3 25 0,141 16 22,4 1 13 35,4
9 6150 211,4 25 0,103 9 54 11,5 92 146
10 3890 133,7 25 0,067 3 9 2 4,4 13,4
11 2040 70,11 20 0,058 3,2 9,6 2 3,4 13
12 1115 38,32 15 0,054 4,5 4,95 8 13,6 18,55
13 1115 38,32 15 0,054 4,5 4,05 3 5,1 9,15
14 2040 70,11 20 0,058 3,2 9,6 2 3,4 13
15 3890 133,7 25 0,067 3 9 2 4,4 13,4
16 6150 211,4 25 0,103 9 54 6,5 52 106
17 8300 285,3 25 0,141 16 20,8 3 39 59,8
18 8990 309,0 32 0,082 4 20 4 16 36
19 10370 356,4 32 0,098 5,5 21,45 4 26 47,45
20 13210 454,0 32 0,124 8,5 30,6 3 34,5 65,1
21 13860 476,3 32 0,132 9,5 29,45 3 37,5 66,95
22 15190 522,0 40 0,112 5,5 16,5 4 32 48,5
23 20530 705,6 40 0,148 9,5 36,1 3,5 52,5 88,6
24 24090 827,9 50 0,11 3,7 25,53 1 7,5 33,03
1138,1

Запас давления в кольце на неучтенные местные сопротивления и возможные неточности в монтаже системы отопления

2.4 Подбор оборудования индивидуального теплового пункта (ИТП)

Грязевик подбираем по диаметру подводящих патрубков.

Диаметр труб в тепловом пункте выбирается из учёта, что скорость в трубахдо регулятора давленияне будет превышать 1…1,5 м/с.Расход сетевой водысогласно таблице 5G=827,9кг/ч.

Принимаем трубы обыкновенные водогазопроводные Dу25, при этом w = 0,405м/с, удельные потери давления R =120Па/м.

При диаметре D у = 25 мм принимаем грязевик по данным ОРГРЭС.

Основные размеры грязевика:

-диаметр подводящих патрубковDу=25мм;

-диаметр корпуса D = 216 мм;

-высота корпуса H = 350 мм;

высота от дна корпуса до оси подводящего патрубка h = 275 мм;

-высота перегородки L = 175 мм;

-толщина стенок S =10мм;

длина подводящих патрубков C = 100 мм.

Скорость воды в грязевике не должна превышать 0,05 м/с. Она определяется по формуле

м/с.(29)

Скорость воды в грязевике меньше требуемой (0.05 м/с), грязевик на горячем трубопроводе подобран верно.

Диаметр обратного трубопровода по таблице 5 равен Ду 50. При диамете Ду=50 мм принимаем грязевик по данным ОРГРЭС.

Основные размеры грязевика:

-диаметр подводящих патрубковDу=50мм;

-диаметр корпуса D =264мм;

-высота корпуса H =400 мм;

высота от дна корпуса до оси подводящего патрубка h = 300 мм;

-высота перегородки L =200мм;

-толщина стенок S =15мм;

длина подводящих патрубков C = 120 мм.

м/с.

Скорость воды в грязевике меньше требуемой (0.05 м/с), грязевик на обратном трубопроводе подобран верно.

Теплосчетчик подбирается по расходу воды. К установке принимаем турбинный счетчик ВСК МГ-90-10/50.

Контрольно-измерительные приборы подбираем фирмы ЗАО «Росма». Манометр шкала до 0,6 МПа, термометры шкала до 100°С.

3. Система вентиляции

Внутренний воздух через жалюзийные решетки поступает в канал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и оттуда через шахту выходит в атмосферу. Радиус действия гравитационных систем принят не более 8 м.

В здании предусматриваются кирпичные каналы и шлакогипсовые приставные и сборные, удаляющие воздух из помещений кабинета, кухни, санузлов, постирочной и ванных комнат.

3.1 Расчет воздухообменов помещений

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом.

Для жилых зданий количество воздуха, необходимого для вентиляции квартиры жилого дома, составляет 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. При этом количество воздуха, удаляемого из кухни, не должно быть меньше минимально допустимого, который требуется для компенсации воздуха, расходуемого при сжигании газа.

Так для помещения кухни минимальное количество удаляемого воздуха составляет (для кухни квартиры с 4-конфорочной газовой плитой) 90 м3/ч. Для помещений туалетов – 25 м3/ч. Для помещения ванной комнаты – 25 м3/ч.

Для помещений кабинета ипостирочной воздушообмен определяется по кратности вытягиваемого воздуха. Так, для постирающей кратность воздухообмена равна 7 объемам помещения, т.е. объем удаляемого воздуха будет 28,9·7=202,3м3/ч. Для кабинета кратность составляет 0,5, тогда L=0,5·64,2=32,1м3/ч.

Таким образом, по расчету L=3·128,1=384,3м³/ч;

по минимально допустимым значениям L=32,1+90+202,3+25+25+25+25+25+25+25=499,4м3/ч.

Таким образом, принимаем L=499,4м3/ч по минимально допустимым значениям.

3.2 Расчет системы вентиляции

Определим расчетное естественное давление, Па

(30)

  • где h – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты, м;
  • г — ускорение свободного падения, м/с2;

ρн,ρв – плотность наружного и внутреннего воздуха (как функция температуры), кг/м3; температура наружного воздуха здесь +5°С.

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено равенство

(31)

где R – удельная потеря давления на трение, Па/м;

Rl– потеря давления на трение расчетной ветви, Па;

  • β – поправочный коэффициент на шероховатость поверхности;
  • α – коэффициент запаса, принимаем равным 1,125;

З— потеря давления на местные сопротивления, Па.

Потери на местные сопротивления определяются по формуле

(32)

  • где Σ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
  • хв – динамическое давление, Па.

При заданных объемах воздуха предварительно определяем площадь сечения канала, задаваясь скоростью в вертикальных каналах верхнего этажа 0,5-0,6 м/с, из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м/с выше, чем из предыдущего, но не выше 1 м/с, в сборных воздуховодах больше 1 м/с, в вытяжной шахте 1-1,5 м/с.

По объему воздуха и принятой скорости определяем площадь сечения канала. Для этого используем формулу

(33)

где f – площадь сечения канала или воздуховода, м2;

Л – расход вентиляционного воздуха, м3/ч.

Определяем величину эквивалентного диаметра d э, мм

(34)

где а,b– размеры сторон прямоугольного воздуховода, мм.

По значениям расхода удаляемого воздуха ли эквивалентного диаметра d эпо номограмме определяем фактическую скорость движения воздуха v, удельные потери давления R и динамическое давление hv.

При расчете неметаллических воздуховодов необходимо к значению R внести поправку на шероховатость β в зависимости от материала воздуховода и скорости движения воздуха в нем.

Результаты расчета сведены в таблице 6.

Таблица 6 – Аэродинамический расчет системы вентиляции

Номер участка L, м3/ч l, м axb, мм dэ, мм f, м2 v, м/с R, Па/м Rу, Па hv, Па Σζ Z, Па Rо, Па
ВЕ-2
0 25 — 190х190 — 0,015 0,46 — — 0,129 1,2 0,1548 0,155
1 25 1,0 140х140 140 0,0196 0,35 0,035 0,044 0,12 1,6 0,192 0,236
2 50 0,3 150х150 150 0,0225 0,3 0,02 0,007 0,09 0,5 0,045 0,052
3 252,3 0,3 200х300 240 0,06 1,5 0,14 0,055 1,35 0,5 0,675 0,73
4 327,3 2,7 250х250 250 0,0625 1,9 0,18 0,651 2,2 1,3 2,86 3,511
4,684

При расчете ВЕ-2 получили значение потери давления 4,684 Па, что значительно ниже естественного давления 12,8 Па, необходимо предусмотреть установку шибер.

4. Противопожарные требования к устройству систем отопления и вентиляции

В зданиях и сооружениях следует предусматривать технические решения, обеспечивающие пожаровзрывобезопасность систем отопления и вентиляции.

Выбор системы внутреннего отопления с необходимыми пожарно-техническими характеристиками функциональных узлов и составных элементов, соответствующими установленными показателями комплексной безопасности (техногенной, экологической, санитарно-гигиенической и пожарной безопасности), следует предусматривать в соответствии с[6].

Пожарно-технические характеристики конструкций и оборудования систем общеобменной вентиляции в зданиях различного назначения, необходимые для обеспечения комплексной безопасности (техногенной, экологической, санитарно-гигиенической и пожарной безопасности), должны соответствовать установленным требованиям[11] и в соответствии с[6].

Системы вентиляции следует предусматривать отдельными для групп помещений, размещённых в разных пожарных отсеках.

Общие системы вентиляции для групп помещений, размещенных в пределах одного пожарного отсека, следует предусматривать с учетом класса функциональной пожарной опасности помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий, а также категорий по взрывопожарной и пожарной опасности производственных и складских помещений в соответствии с [6].

Помещения одной категории по взрывопожарной опасности, не разделенные противопожарными преградами, а также имеющие открытые проемы общей площадью более 1 м2 в другие помещения, допускается рассматривать как одно помещение.

Для предотвращения распространения продуктов горения при пожаре в помещениях различных этажей по воздуховодам систем общеобменной вентиляции должны быть предусмотрены следующие устройства — противопожарные нормально открытые клапаны – на поэтажных сборных воздуховодах в местах присоединения их к вертикальному или горизонтальному коллектору для жилых помещений(кроме санузлов, умывальных, душевых, бань, а также кухонь жилых зданий);

б) воздушные затворы – на поэтажных сборных воздуховодах в местах присоединения их к вертикальному или горизонтальному коллектору для жилых помещений(в том числе, для санузлов, умывальных, душевых, бань, а также кухонь жилых зданий).

Геометрические и конструктивные характеристики воздушных затворов должны обеспечивать при пожаре предотвращение распространения продуктов горения из коллекторов через поэтажные сборные воздуховоды в помещения различных этажей; длину вертикального участка воздуховода воздушного затвора следует принимать расчетную, но не менее 2 м.

Вертикальные коллекторы допускается присоединять к общему горизонтальному коллектору, размещаемому на чердаке или техническом этаже; в зданиях высотой более 28 м на вертикальных коллекторах в местах присоединения их к общему горизонтальному коллектору следует устанавливать противопожарные нормально открытые клапаны.

К каждому горизонтальному коллектору следует присоединять не более пяти поэтажных сборных воздуховодов с последовательно расположенных этажей.

Воздуходовыды из негорючых материалов следует предусматривать в соответствии с требованиями [6].

Для естественного проветривания коридоров при пожаре следует предусматривать открываемые оконные или иные проемы в наружных ограждениях с расположением верхней кромки не ниже 2,5 м от уровня пола и шириной не менее 1,6 м на каждые 30 м длины коридора.

Для естественного проветривания помещений при пожаре необходимы аналогичные открываемые проемы в наружных ограждениях шириной не менее 0.24 м на 1 м длины наружного ограждения помещения при максимальном расстоянии от его внутренних ограждений не более 20 м, а для помещений с наружными ограждениями на противоположных фасадах зданий – при максимальном расстоянии не более 40 м между этими ограждениями.

Необходимые размеры и количество открываемых оконных и других проемов для естественного проветривания при пожаре помещений или коридоров могут быть определены расчетом согласно требованиям пункта 7.4[11].

Список литературы

СП 131.13-330.2012 Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*Строительная климатология / Госстрой России. – М: ГУП ЦПП, 2012

СП 50.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

СНИП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

СНиП 11-2-79* Строительная теплотехника / Госстрой России. М: ГУП ЦПП, 1998

СП 60.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция, кондиционирование

СНиП 2.08.01-89* Жилые здания / Госстрой России. – М: ГУП ЦПП, 1999

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

Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.1. Отопление / Под ред. И. Г. Староверова. — Изд.4-е, перераб. и доп. М.:Стройиздат, 1990.

Монтаж внутренних санитарно-технических устройств / Ю. Б. Александрович и др.; Под ред. И. Г. Староверова. — Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1984.

СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования

Рецензия

Курсовая работа посвящена проектированию систем отопления и вентиляции жилого здания. Работа выполнена на высоком уровне, структурированно и соответствует требованиям. Сильные стороны включают полный расчёт теплового режима, гидравлический расчёт и выбор оборудования. Однако могло бы быть раскрыто подробнее применение противопожарных решений и примеры их реализации. Недостаточно примеров в разделе бытовых тепловыделений. Работа подойдёт студентам, изучающим основы проектирования инженерных систем, для углубления понимания ключевых аспектов отопления и вентиляции.

Не нашли нужную работу?

Выполним уникальную работу специально для вас. Гарантия качества и сроков!

Заказать работу →
Прокрутить вверх