Расчет и проектирование системы отопления и вентиляции малоэтажного жилого здания

Расчет и проектирование системы отопления и вентиляции малоэтажного жилого здания

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирская Государственная Автомобильно-Дорожная Академия (СибАДИ)

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: Теплогазоснабжение и вентиляция

тема: Расчет и проектирование системы отопления и вентиляции малоэтажного жилого здания

Омск, 2011

1. Общая часть

.        Район строительства - г.Барнаул

.        Ориентация главного фасада - Северо-Восток

.        Источник тепла - местная котельная.

.        Расчетная разность температур: 95° С - 70°С.

.        Разводка верхняя с попутным движением теплоносителя.

.        Заполнение оконных проемов - тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах; Rопр=0,62 м2 °С/Вт.

.        Наружные стены - облегченная кладка толщиной 640мм; Rо=1.84 м2 °С/Вт.

.        Покрытие чердачное с утеплителем из минераловатных плит толщиной 220мм; Rопр=2,06 м2 °С/Вт.

.        Пол первого этажа - утепленный по железобетонным плитам; Rопр=1,02 м2 °С/Вт. Внутренние стены - кирпичные, несущие толщиной 380мм, перегородки - 120мм. Входные двери - двойные; Rо=1,08 м2 °С/Вт. Отопительные приборы: М-90 Здание с неотапливаемым подвалом. Расчетная температура наружного воздуха по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» обеспеченностью 0,92 наиболее холодной пятидневки -39єС.

.        Расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем в соответствии с ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата».

2.      Расчет и конструирование системы отопления

.1 Расчет теплопотерь помещения через ограждающие конструкции

Проектирование системы отопления здания начинается с расчета теплопотерь его основных и вспомогательных помещений. Целью расчета теплопотерь является определение требуемой мощности системы отопления. Решение этой задачи осуществляется на основе уравнения теплового баланса для каждого из отапливаемых помещений: ; Где Qhy - тепловая нагрузка на систему отопления

Потери теплоты помещения через ограждающие конструкции следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 5.

Fh - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2 (определяемая в соответствии правилами обмера); R0 -приведенное сопротивление теплопередаче конструкции, м2 °С/Вт; n - коэффициент условия соприкосновения ограждающей конструкции с наружным воздухом;

(1+Σβ) - добавочные потери теплоты, ими учитываются ориентация помещений по отношению к сторонам света: для наружных вертикальных стен, дверей и окон, обращенных на север, восток северо-восток и северо-запад β=0,1, на юго-восток, запад β=0,05, на юг и юго-запад β=0; для наружных дверей не оборудованными воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н: β=0,2·Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними.

Результаты расчетов заносим в таблицу 1.

2.2 Расчет сводных теплопотерь

Расчет сводных теплопотерь осуществляется на основании выполненных расчетов ΣQh, Qint и Qinf.

Дополнительный расчет теплопотерь на подогрев инфильтрующегося воздуха Qinf (проводится в жилых зданиях для жилых комнат) из расчета обеспечения необходимого воздухообмена помещений в размере 3 м3/ч на 1 м2 площади пола:

Fпола - площадь пола, м2,

Вт - усредненные теплопоступления в Вт на 1 м2 площади пола.

В ванных комнатах, коридорах, лестничных клетках, и других вспомогательных помещениях бытовые теплопоступления принимаются равными нулю.

Результаты расчета заносятся в таблицу2: «Расчет сводных теплопотерь». Тепловая мощность системы отопления определяется для каждого помещения и здания в целом.

Таблица 3. Расчет сводных теплопотерь.

2.3 Конструирование системы отопления

Конструирование системы отопления заключается в размещении отопительных приборов, стояков.

Отопительные приборы устанавливаются открыто у наружных стен и, в первую очередь, под оконными проемами, на расстоянии 60 мм от чистого пола и 30 мм от поверхности стены. Подводки к отопительным приборам прокладываются открыто: горизонтально при длине до 1,5 м с уклоном. Отопительные приборы верхнего этажа оборудуются краном Маевского (для удаления воздуха).

Стояки системы отопления располагаются открыто на расстоянии 15-20 мм от поверхности стены. Они размещаются в углах, образуемых наружными стенами. На лестничной клетке устанавливается отдельный стояк.

2.4 Расчет отопительных приборов

Расчет отопительных приборов заключается в определении площади поверхности и соответствующего типоразмера отопительных приборов в каждом из отапливаемых помещений.

Требуемая площадь поверхности отопительных приборов рассчитывается по формуле: ; где Qhy - требуемое от системы отопления количество теплоты, подаваемое в отапливаемое помещение, Вт (принимается по результатам расчета сводных теплопотерь для каждого помещения); Qтр - количество теплоты, поступающей в помещение от открыто проложенных трубопроводов, Вт;

β1 - коэффициент, β1=1,02;

β2 - коэффициент, β2=1,02;

qпр - расчетная плотность теплового потока, Вт/м2.

где - удельная теплоотдача 1 погонного метра открыто проложенного горячего (t=95°C) горизонтального трубопровода;

 - удельная теплоотдача 1 метра открыто проложенного горячего (t=95°C) вертикального трубопровода;

 - удельная теплоотдача 1 погонного метра открыто проложенного охлажденного (t=70°C) горизонтального трубопровода; - удельная теплоотдача 1 погонного метра открыто проложенного охлажденного (t=70°C) вертикального трубопровода;

 - длина горячего (t=95°C) горизонтального трубопровода;

 - длина горячего (t=95°C) вертикального трубопровода;  - длина охлажденного (t=70°C) горизонтального трубопровода;

 - длина охлажденного (t=70°C) вертикального трубопровода.

Величина qпр рассчитывается по формуле:

,

где qном - номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м2, qном=700 Вт/м2. Δtср - температурный напор, определяемый по формуле:

,

где tг = 95°С; tох = 70°С. G - расход воды через отопительный прибор, определяемый по формуле:

,

где Сw - удельная теплоемкость воды, Сw = 4,187 кДж/кг·°С n, p, c - коэффициенты.

По рассчитанной площади Fпр подбирается соответствующий типоразмер отопительного прибора.

Количество секций Nр рассчитывается по формуле:

,

где  - площадь одной секции радиатора, м2; =0,200 м2;

β3 - коэффициент учета числа секций в одном радиаторе, β3 =1;

β4 - коэффициент учета способа установки радиатора в помещении, β4=1,05.

Округление полученного значения осуществляется в большую сторону.

Расчет отопительный приборов сводится в таблицу 4.

2.5 Гидравлический расчет системы отопления

Целью гидравлического расчета системы водяного отопления является определение диаметров трубопроводов на всех участках системы отопления, обеспечивающих подвод к каждому отопительному прибору требуемого количества теплоносителя. Гидравлический расчет системы отопления выполняется по аксонометрической схеме системы отопления. Гидравлический расчет выполняется в следующей последовательности: 1. Определяется естественное циркуляционное давление ΔРе, возникающее в результате охлаждения воды в отопительных приборах, Па:

,

где h - расстояние от середины нижнего отопительного прибора до середины верхнего отопительного прибора;

ρо, ρг - плотность воды в подающем и обратном трубопроводах, кг/м3,

ρо =978 кг/м3, ρг=963 кг/м3. 2. Производится разбивка ГЦК (главного циркуляционного кольца) на расчетные участки (отрезки трубопровода с неизменным расходом теплоносителя). На полках-выносках указан номер участка, его тепловая нагрузка Qуч и длина участка Ɩуч. 3. Определяются расходы воды на расчетных участках Gуч, кг/ч:

,

вентиляция отопление жилой здание

где β1=1,04; β2=1,02.

4. Для каждого участка подбираются диаметры трубопроводов d, ориентируясь по Rср и Gуч. При этом записываются соответствующие значения скорости движения воды на участке w и удельные потери на трение R. Рассчитываются потери давления на трение R·l и в местных сопротивлениях z:

,

где Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном расчетном участке; ρ - плотность теплоносителя н данном расчетном участке, кг/м3.

Таблица 4. Расчет отопительных приборов

3. Расчет и конструирование системы естественной вентиляции

В жилых зданиях предусматривается устройство естественной вытяжной вентиляции с удалением воздуха из санузлов и кухонь при неорганизованном притоке свежего воздуха через неплотности ограждающих конструкций, оконные форточки.

Величина требуемого воздухообмена Lp рассчитывается:

ü  для жилых комнат по формуле:

,

где Fпола - площадь пола помещения, м;

- нормативный воздухообмен, м3/(ч·м2).

ü  для санузлов и ванных комнат Lp=25 м3/ч;

ü  для кухонь Lp=90 м3/ч;

ü  для совмещенных санузлов Lp=50 м3/ч.

Удаление воздуха из квартиры осуществляется через вытяжные шахты и каналы, расположенные в кухнях и санузлах.

Конструирование вытяжной вентиляции заключается в размещении вертикальных и горизонтальных вентиляционных каналов, вытяжных вентиляционных шахт, определении их конструктивного решения.

Вентиляционные каналы размещаются в толще внутренних капитальных кирпичных стен. Размеры сечения каналов принимаются кратными размерам Ѕ кирпича. Наименьший размер Ѕ ´ Ѕ (140 ´ 140мм). Наибольший размер Ѕ ´ 1(140 ´ 270 мм). Толщина стенок канала и минимальное расстояние между каналами должно быть не менее Ѕ кирпича. Каналы располагаются от дверных проемов на расстоянии не менее 500 мм. В наружных стенах вентиляционные каналы не устраиваются. При отсутствии капитальных кирпичных стен или невозможности размещения в них всех каналов допускается устройство приставных каналов из блоков, шлакобетонных, гипсобетонных плит или кирпича. Наименьший размер приставных каналов 100 ´ 100 мм. При увеличении размеров они должны быть кратны 50 мм. Если каналы размещаются у наружной стены, то между стеной и воздуховодом обязательно оставляют зазор не менее 50 мм или делают утепление.

Низ вертикальных вентиляционных каналов располагается на 0,5 м ниже уровня перекрытия. Вход в каналы закрывается вентиляционными решетками.

Горизонтальные каналы на чердаке здания выполняются из двойных шлакогипсовых или шлакобетонных плит толщиной 40-50 мм с воздушной прослойкой 40 мм. Размер горизонтальных каналов, расположенных на чердаке, следует принимать не менее 200 ´ 200мм.

Вытяжные шахты устраиваются с обособленными или объединенными каналами. Шахты с обособленными каналами выполняются из бетонных блоков с утеплением фибролитом, шлакобетоном или керамзитобетоном. Вытяжные шахты размещаются в наиболее высокой части чердачного помещения или кровли. Радиус системы вентиляции с естественным побуждением не более 8м.

1. СНиП 41.01.-2003: «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

. СНиП 31.01.-2003: «Здания жилые многоквартирные».

3. СНиП 23.02.-2003: «Тепловая защита зданий».

4.       Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учебн. для вузов. М.: Стройиздат, 1991. - 480 с.

.        Внутренние санитарно-технические устройства: В 2ч. Ч1. Отопление, водопровод, канализация: Справочник проектировщика/Под ред. И.Г. Староверова. - 4-е изд. - М.:Стройиздат, 1990. - 430 с.