Отопление и вентиляция жилого здания
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
.1 Краткое описание здания
-х этажное жилое здание с подвалом и чердаком.
Ограждающие конструкции:
Стены -кирпич силикатный утолщенный (r
= 1400 кг/м3).
Утеплитель - плиты пенополистирольные (r
= 50 кг/м3).
1.2 Краткая характеристика запроектированных
устройств.
Система отопления - однотрубная вертикальная с
верхней разводкой, с попутным движением воды, проточная регулируемая.
Теплоноситель в системе отопления - вода,
параметры теплоносителя - 105-70 оС. Тип отопительных приборов - радиаторы. В
здании устраиваем естественную вентиляцию: организованную вытяжку в каждой
квартире из кухонь, ванных комнат, туалетов и санузлов и неорганизованный
приток в каждое помещение через окна, форточки, балконные двери, щели в оконных
переплетах.
1.3 Климатологические данные
местности строительства
Местонахождение здания - г. Марьина Горка.
Ориентация здания - юго-восток.
Таблица 1.1 - Температура наружного воздуха, оС.
Обеспеченность
|
0,92
|
Наиболее
холодных суток
|
-28,5
|
Наиболее
холодной пятидневки
|
-24
|
1.4 Метеорологические условия в
помещениях
Расчётные температуры для помещений принимаем
следующие:
для лестничных клеток - 16 оС;
для неугловых помещений - 18 оС;
для угловых помещений - 20 оС;
для ванных комнат - 25 оС;
для туалетов - 18 оС;
Относительную влажность воздуха в помещении
принимаем φ=55%.
2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
.1 Сопротивление теплопередаче
наружных ограждающих конструкций
Требуемое сопротивление теплопередаче
,
ограждающей конструкции, за
исключением заполнений световых проемов (окон и балконных дверей), следует
определять по формуле:
,(1)
где, n-коэффициент, принимаемый в
зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по
отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл.5.3/3/ или по таблице
2.5/2/;
- расчетная температура внутреннего
воздуха, ,
принимаемая по табл. 4.1/3/ или по таблице П.1;
- расчетная температура наружного
воздуха в холодный период, принимаемая по табл.3.1/4/ или по таблице П.3 с
учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за исключением заполнений
проемов) по таблице 5.2/3/ или по таблице 2.4;
коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающих конструкций, принимаемый по табл.5.4/3/;
- нормативный температурный перепад
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл.5.5/3/.
Тепловую инерцию ограждающей
конструкции следует определять по формуле:
(2)
где - термические сопротивления
отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые по формуле:
(3)
где - толщина слоя, м;
- коэффициент теплопроводности
теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции, принимаемый по
прилож. А /3/.
Сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции , следует
определять по формуле:
, (4)
где - то же, что в формуле (1);
- термическое сопротивление
отдельных слоёв конструкции, , принимаемый по формуле (3);
- коэффициент теплоотдачи наружной
поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, ,
принимаемый по табл. 5.7 /3/.
По табл. 5.1/3/ определяем
нормативные сопротивления теплопередаче для следующих ограждающих конструкций:
Наружная стена:
=3,2;
Перекрытие чердачное:
=6,0;
Заполнения световых проемов:
=1;
Перекрытие над подвалом: - по
расчету, обеспечивая перепад между температурами пола и воздуха помещения
первого этажа не более 2 . Наружная
стена
Рис. 1 - 1 - Кирпич силикатный
утолщенный; 2 - Утеплитель; 3 - Кирпич силикатный утолщенный; 4
-Цементно-песчаная штукатурка
По приложению П2/2/ выбираем характеристики
материалов слоев конструкции наружной стены:
Кирпич:
=1400; ; ; ;
Плиты:
=50; ; ; ;
Кирпич:
=1400; ; ; ; 4.Штукатурка: =1800; ; ; ;
Для определения толщины слоя теплоизоляции
составим выражение для определения сопротивления теплопередаче стены и
приравняем к нормативному:
,
откуда - толщина слоя теплоизоляции.
>3,2 - верно
Определяем тепловую инерцию по формуле (2):
Т.к. D>4, то берем среднюю
температуру наиболее холодной трех суток обеспеченностью 0,92
Тогда требуемое сопротивление
теплопередаче:
<< (5)
Перекрытие над подвалом.
Рисунок 2 - перекрытие над подвалом:
1 - ж/б плита; 2 - слой теплоизоляции (плиты пенополистирольная); 3 - битум; 4
- цементно-песчаная стяжка; 5 - линолеум
По приложению П2/2/ выбираем
характеристики материалов слоев конструкции перекрытия над подвалом:
Ж/б плита
=2500; ; ; ;
Плиты:
=50; ; ; ;
Битум
=1400; ; ; ;
Цементно-песчаная стяжка
=1800;; ; ;
Линолеум поливинилхлоридный на
тканевой подоснове
=1800; ; ; ;
Нормативное сопротивление
теплопередаче
=2,5, тогда
, откуда
принимаем - толщина
слоя теплоизоляции.
Тепловая инерция:
Т.к. 4<D≤7, то
По табл. 5.2/1/ определяем расчетную
температуру холодный 3 суток , тогда требуемое сопротивление
теплопередаче:
==1,07
где n=0,4-принимается по табл.5.3,
/1/; - расчетная
температура внутреннего воздуха; - нормативный температурный перепад
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл.5.5, /1/.
<<
Перекрытие чердачное
Рисунок 3 - Перекрытие чердачное: 1
- ж/б плита; 2 - битум; 3 - теплоизоляционный слой (плиты пенополистерольные);
4 - цементно-песчаная стяжка
По приложению П2/2/ выбираем характеристики
материалов слоев конструкции покрытия чердачного:
Ж/б плита
=2500; ; ; ;
Битум
=1400;; ; ;
Плиты:
=50; ; ; ;
Цементно-песчаная стяжка
=1800;; ; ;
коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающей конструкции;
Нормативное сопротивление теплопередаче
=6,0,
тогда
,
откуда
принимаем - толщина
слоя теплоизоляции.
Тепловая инерция:
Т.к. 4<D≤7, то
По табл. 5.2/1/ определяем расчетную
температуру
, тогда требуемое сопротивление
теплопередаче:
==1,2
где n=0,9-принимается по табл.5.3, /1/;
- расчетная температура внутреннего
воздуха;
- нормативный температурный перепад
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл.5.5, /1/.
<<
Заполнение световых проемов
Сопротивление теплопередаче
заполнений наружных световых проемов Rок должно быть не менее нормативного
сопротивления теплопередаче
=1
и не менее требуемого сопротивления
=0,39 .
Для обеспечения
=1
устанавливаем стеклопакет - общий
переплет 2 стеклопакета и дополнительное одинарное остекление с уплотнением
стыков и затворов пенополиурэтаном, термическое сопротивление которых обеспечивает
.
Сопротивление теплопередаче наружных
дверей и ворот
Сопротивление теплопередаче наружных
дверей и ворот определяется по формуле:
н.д=0,6*Rн.с.треб.
где Rн.с.треб. - требуемое
сопротивление теплопередаче наружной стены, определяемое по формуле (1.4) см.
выше.
=,н.с.треб.==(1*(18+24))/8,7*6=
0,8 м2 Сº/Вт;н.д=0,6*0,8=0,48
м2 Сº/Вт;
Сопротивление теплопередаче наружных
дверей и ворот
Rвс=(2/) +вс(120)=2/8,7+
0,02/0,7+0,120/1,36+0,02/0,7 =0,37 м2 Сº/Вт
,3- Известково-песчаный раствор: l= 0,70 Вт/(м ×°С); =0,02м
- Силикатный кирпич: l= 1,36 Вт/(м ×°С); =0,120м
Температура внутренней поверхности
Температура внутренней поверхности ,ограждающей
конструкции определяется по формуле:
Полученное значение должно быть
больше температуры точки росы ,которая определяется по формуле:
где - упругость водяных паров в воздухе
помещения, Па, определяемая по формуле:
Таким образом конденсации влаги на
внутренней поверхности наружной стены не будет так как .
3. ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ
.1 Расчет теплопотерь через
ограждающие конструкции
Потери теплоты Q, Вт, через ограждающую
конструкцию определяют по формуле:
(7)
где - площадь ограждающей конструкции,
м2;- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, ;в -
температура внутреннего воздуха, 0С;н - расчетная температура наружного
воздуха, принимаемая равной температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92, 0С;
- добавочные потери теплоты в долях
от основных потерь;- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности
ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху /3, табл.5.3/.
.2 Затраты теплоты на нагрев
инфильтрующегося воздуха
В жилых зданиях без организованного
притока и с естественной вытяжкой потери теплоты на нагрев инфильтрующегося
воздуха находятся по формуле:
(11)
где - расход инфильтрующегося воздуха,
кг/ч, через ограждающие конструкции помещения;
с - удельная теплоемкость воздуха,
равная 1 ;-
коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях;-
расход удаляемого воздуха, м3/ч,н - плотность наружного воздуха, кг/м3,
определяемая по формуле
(12)
При составлении теплового баланса
для жилых зданий учитываются бытовые теплопоступления в кухнях и жилых комнатах
в размере 21 Вт на 1 м2 площади пола, т. е.
(13)
гдеFn - площадь пола помещения, м2.
Полный расчет теплопотерь и
теплопоступлений производится для лестничной клетки и квартиры с наибольшим
количеством комнат на первом, промежуточном и последнем этажах здания.
3.3 Определение удельной тепловой
характеристики здания
Удельный расход тепловой энергии на
отопление жилого здания, Вт/(м3·°С) определяется по формуле:
(14)
где Qs - суммарный годовой расход тепловой
энергии на отопление, Вт;- отапливаемый объем, = 887,24 м3;
- средняя по объему здания
расчетная температура внутреннего воздуха,= - 18°С;
- средняя за отопительный период
температура наружного воздуха, °С, для периода с температурой наружного воздуха
ниже +8 0С /2, табл. П3/ =(-1,6 °С).
Суммарный годовой расход тепловой
энергии на отопление Qs, Вт, определяется по формуле:
здание вентиляция
ограждающий конструкция
(15)
где - основные, добавочные годовые
потери теплоты и годовой расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха,
кВт·ч;
(16)
- годовые поступления теплоты от
бытовых приборов, кВт·ч;
(17)
- коэффициент, принимаемый по /7,
табл.1/ в зависимости от способа регулирования системы отопления (для водяного
отопления без автоматического регулирования принимается равным 0,2).
- сумма основных и добавочных
потерь теплоты помещениями здания, Вт, принимается по таблице 1 - 10867,44 Вт;
- сумма расходов теплоты на
нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося в помещениях здания, Вт
принимается по таблице 1 -9674,07Вт;н - средняя температура наиболее холодной
пятидневки, обеспеченностью 0,92, °С, принимаемая по таблице 3.1 /4/ или по
таблице П3/2/;
- суммарный тепловой поток,
регулярно поступающий в помещения зданий от бытовых приборов, Вт, принимается
по таблице 1 - 2929,2 Вт;
Вт
Вт
3.4 Определение тепловой мощности
системы отопления
Произведем расчет теплопотерь
остальных помещений здания не вошедших в составленный тепловой баланс.
Теплопотери таких помещений определяются по формуле:
(18)
где - объем помещения, м3.
Таблица 3.2-Теплопотери помещений
q=0,45
|
|
|
№
помещения
|
Объем
помещения, Vпом, м3
|
Теплопотери
помещения Q, Вт
|
1
|
2
|
3
|
108
|
32,48
|
613,87
|
109
|
55,14
|
1042,15
|
110
|
21,76
|
411,26
|
111
|
80,45
|
1520,51
|
112
|
32,48
|
613,87
|
113
|
33,04
|
624,46
|
114
|
5,096
|
96,31
|
115
|
11,47
|
216,78
|
208+308
|
56,94
|
1076,17
|
209+309
|
96,68
|
1827,25
|
210+310
|
38,14
|
720,85
|
211+311
|
141,04
|
2665,66
|
212+312
|
56,94
|
1076,17
|
213+313
|
66,08
|
1248,91
|
214+314
|
8,94
|
168,97
|
215+315
|
20,1
|
379,89
|
408
|
30,895
|
583,92
|
409
|
52,46
|
991,49
|
410
|
20,7
|
391,23
|
411
|
76,53
|
1446,42
|
412
|
30,895
|
583,92
|
413
|
31,43
|
594,03
|
414
|
4,85
|
91,67
|
415
|
10,91
|
206,20
|
|
Итого:
|
19191,93
|
|
По
зданию:
|
38128,53
|
Определим тепловую нагрузку стояков и тепловую
мощность системы отопления.
Тепловая нагрузка стояка определяется по
формуле:
(19)
где - тепловая нагрузка прибора,
принимаемая равной теплопотерям помещения, в котором этот прибор установлен,
Вт;- число отопительных приборов присоединенных к стояку.
Результаты расчета тепловых нагрузок
всех стояков заносим в таблицу.
Таблица 3.3 - Тепловая нагрузка стояка
№
стояка
|
Тепловая
нагрузка стояка Qст, Вт
|
1
|
5757,16
|
2
|
2228,43
|
3
|
7906,53
|
|
4
|
|
|
|
2467,40
|
|
|
|
5
|
|
|
|
5887,29
|
|
|
6
|
3031,51
|
7
|
2683,16
|
8
|
2273,95
|
9
|
3860,89
|
10
|
|
|
2032,21
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ:
|
38128,53
|
3.5 Выбор системы отопления и ее
конструирование
В здании запроектирована однотрубная,
вертикальная система отопления с попутным движением воды. В качестве отопительных
приборов - чугунные радиаторы. В качестве теплоносителя используется вода.
Температура теплоносителя - 105 °С.
Магистральные трубопроводы проложены на
расстоянии 1 м от стен подвала - для подающих магистралей, и на расстоянии 0,5
м - для отводящих магистралей. Стояки проложены на расстоянии 0,2 м от стен.
Длина подающих подводок - 0,5 м, отводящих - 0,7 м.
3.6 Гидравлический расчет
трубопроводов
Для систем с искусственной циркуляцией величина
располагаемого давления определяется по формуле:
(20)
где - искусственное давление,
создаваемое элеватором, Па ( кПа)
- давление, возникающее за счет
охлаждения воды в отопительных приборах, Па;
- давление, вызываемое охлаждением
воды в теплопроводах, Па, принимаемое по прил. 4/8/;
Б - коэффициент, определяющий долю
максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в
расчетных условиях (для однотрубных систем - 1);
Рис. 4
Для системы однотрубной с верхней
разводкой:
(21)
где g - ускорение силы тяжести, м/с2;-
вертикальное расстояние от середины водонагревателя до середины рассматриваемого
отопительного прибора, м;
- плотности, соответственно горячей
и обратной воды, кг/м3;
плотность смеси воды на
соответствующем участке подъёмной и опускной части стояка, кг/м3.
Для определения плотности воды
необходимо знать ее температуру участков стояка после смешивания потоков.
Температура определяется по формуле:
tпр(i+1)=t1-(0,86*Qпр(i+1))/Gст
tcм3=105-(0,86*2030,34)/194,3=96,0°См2=96,0-(0,86*1870,92)/194,3=87,7
°См1=87,7-(0,86*1870,92)/194,3=79,4 °С
Плотность воды в зависимости от ее
температуры определяется по формуле:
(22)
Температура горячей воды - 105 °С,
обратной - 70 °С;
кг/м3
кг/м3
кг/м3
кг/м3
Па
Определяем ориентировочное значение
удельной потери давления на трение при движении теплоносителя по трубам Rср,
Па/м, по формуле:
(23)
где К - доля потерь давления на
трение, принимаемая для систем с искусственной циркуляцией равной 0,65;
- сумма длин расчетного кольца, м
(63,51м);
Па/м
По полученному значению Rср по
таблице П6 /2/ принимают диаметры участков d, мм; и по значению расходов воды
определяются действительные скорости движения воды V, м/с, и удельные потери на
трение R, Па/м.
Расход воды на участке Gуч, кг/ч,
определяется по формуле:
(24)
где Qуч - тепловая нагрузка участка,
Вт;г,tо - температура горячей и обратной воды, °С.
Потери давления в местных
сопротивлениях Z, Па, определяются по формуле:
(25)
где - сумма коэффициентов местных
сопротивлений на участке, определяемая в зависимости от видов местных
сопротивлений по таблице П7 /2/;
Неблагоприятное циркуляционное
кольцо - кольцо через отопительный прибор 11 стояка (самый удаленный).
Рассчитаем первый участок этого
циркуляционного кольца
кг/ч
Принимаем диаметр 25 мм.
Скорость движения воды - 0,43 м/с.
Потери давления на трение, на 1 м длины
- 120 Па/м.
Найдем сумму местных сопротивлений
для каждого участка:
Коэффициенты местных сопротивлений ξ на участках.
№
участка
|
Вид
местного сопротивления
|
Значение
КМС
|
Сумма
КМС на участке
|
1
|
-
2 отвода 900
|
ξ=1,5*2=3
|
∑ξ=3
|
2
|
-
кран проходной пробковый - тройник на ответвление
|
ξ=4
ξ=1,5
|
∑ξ=5,5
|
3
|
-
тройник на проходе
|
ξ=1,5
|
∑ξ=1,5
|
4
|
-
тройник на проходе
|
ξ=1,5
|
∑ξ=1,5
|
5
|
-
тройник на проходе - 4 отвода 900
|
ξ=1,5
ξ=1,5·4=6
|
∑ξ=7,5
|
6
|
-
кран проходной пробковый - 4 радиатора - 11 отводов 900 - 4 крана трехходовых
при прямом проходе - воздухосборник - отвод под 450
|
ξ=4
ξ=2·4=8 ξ=1,5·11=16,5 ξ=2·4=8 ξ=1,5 ξ=0,7
|
∑ξ=38,7
|
7
|
-
тройник на оветвление - кран проходной пробковый
|
ξ=1,5
ξ=2
|
∑ξ=3,5
|
8
|
-
2 отвода 900
|
ξ=1,5
|
∑ξ=1,5
|
Результаты расчета всех остальных участков в
таблице.
Номер
участка
|
Тепловая
нагрузка участка Qуч, Вт
|
Расход
воды на участке Gуч, кг/ч
|
Длина
участка l, м
|
Диаметр
трубопровода d, мм
|
Скорость
движения воды V, Па/м
|
Потери
давления натрение на 1м длины R, Па/м
|
Потери
давления натрение научастке R*l, Па
|
Сумма
коэффициентов местных сопротивлений на участке
|
Потери
давления в местных сопротивлениях Z, Па
|
Сумма
потерь давления на участке R*lуч+Zуч, Па
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
1
|
38128,53
|
936,8
|
20,9
|
25
|
0,430
|
120
|
2508
|
3
|
271,37588
|
2779,3759
|
2
|
19191,93
|
471,57
|
2,93
|
20
|
0,346
|
110
|
322,3
|
5,5
|
322,12762
|
644,42762
|
3
|
16508,77
|
405,64
|
3,08
|
20
|
0,294
|
80
|
246,4
|
1,5
|
63,430626
|
309,83063
|
4
|
14234,82
|
349,77
|
3,6
|
15
|
0,477
|
300
|
1080
|
1,5
|
166,97102
|
1246,971
|
5
|
10373,93
|
254,9
|
9,89
|
15
|
0,332
|
150
|
1483,5
|
7,5
|
404,43666
|
1887,9367
|
6
|
7906,53
|
194,27
|
13,98
|
15
|
0,254
|
90
|
1258,2
|
38,7
|
1221,4944
|
2479,6944
|
7
|
19191,93
|
471,57
|
3,6
|
20
|
0,346
|
110
|
396
|
3,5
|
204,99031
|
600,99031
|
8
|
38128,53
|
936,8
|
5,53
|
25
|
0,430
|
120
|
663,6
|
1,5
|
135,68794
|
799,28794
|
|
итого:
|
10748,51
|
Для нормальной работы системы отопления необходимо,
чтобы выполнялось условие:
(26)
Проверим выполнение данного условия:
6,54% < 10% Верно
3.7 Расчет отопительных приборов
Необходимая теплопередача
отопительного прибора в рассматриваемом помещении определяется по формуле:
(27)
где Qп - теплопотери помещения, Вт
(табл. 3.1, 3.2);
- теплоотдача отрыто расположенных
в пределах помещения труб стояка и подводок, Вт, определяемая по формуле:
(28)
где - теплоотдача 1 м вертикально и
горизонтально проложенных труб, Вт/м, принимаемая равными Вт/м, Вт/м.
- длина вертикальных и
горизонтальных трубопроводов проложенных в помещении, м.
Количество секций отопительного прибора
определяется по формуле:
(29)
где - теплопередача отопительного
прибора, Вт;
- поправочный коэффициент,
учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке ;
- поправочный коэффициент,
учитывающий число секций в одном радиаторе, принимаемый при числе секций до 15
шт.
;
- расчетная плотность теплового потока,
Вт, определяемая для одной секции чугунного радиатора по формуле:
(30)
где - номинальная плотность теплового
потока секции чугунного радиатора, Вт, принимаемая для чугунных радиаторов 2К -
60П - 500 равной Вт;
fсекции=0,19м2
- температурный напор, °С,
определяемый по формуле
(31)
где - температура воздуха в помещении,
°С;
- средняя температура воды в
приборе, °С, определяемая по формуле
(32)
где - температура воды, входящей в
прибор, °С;
поправочный коэффициент, учитывающий
теплопередачу через дополнительную площадь приборов, для радиаторов 1,03÷1,06;
поправочный коэффициент, учитывающий
дополнительные теплопотери вследствие размещения отопительных приборов у
наружных ограждений, при установке у стены секционного радиатора, принимаем
равным 1,02;
с - теплоёмкость воды, принимаем
равной 4,19 кДж/(кг·°С);ст - расход воды на стояке, кг/ч.
Пример расчёта количества секций
отопительного прибора для комнаты 112 (входят теплопотери 111 комнаты):
Теплопотери помещением - 2124,38 Вт
Теплоотдача труб -
=333,2 Вт
Температурный напор равен
105-(1,8*1824,5*1,02*1,02)/(4,19*194,3)-18=82,8 °С
Расчетная плотность теплового потока
равна 684*(82,8/70)^1,3=850,88 Вт.
Необходимая теплопередача отопительного прибора
Вт
Расчетное площадь -
Расчетное число секций-
Результаты расчета всех остальных
отопительных приборов в таблице.
Номер
помещения
|
Теплопотери
помещения Qn, Вт
|
Теплоотдача
труб Qтр,Вт
|
Температурный
напор tср, ºC
|
Расчетная
плотность теплового потока qпр, Вт
|
Расчетное
число секций N
|
Принятое
число секций
|
Qпр
|
Проценты,%
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
112
|
2124,38
|
333,2
|
82,80
|
850,84
|
11,35
|
11
|
1824,5
|
3,1
|
212
|
1870,92
|
333,2
|
83,38
|
858,65
|
9,56
|
10
|
1571,04
|
-4,4
|
312
|
1870,92
|
333,2
|
83,38
|
858,65
|
9,56
|
10
|
1571,04
|
-4,4
|
412
|
2030,34
|
333,2
|
83,01
|
853,74
|
10,68
|
11
|
1730,46
|
-2,9
|
4. ВЕНТИЛЯЦИЯ ЗДАНИЯ
.1 Определение воздухообменов в
помещениях
Количество вентиляционного воздуха L, м3/ч,
принимается по таблице П.1 /2/:
для кухонь - 90 м3/ч;
для туалета и ванной комнаты - 25 м3/ч.
Количество вентиляционного воздуха для комнат,
не связанных коридором с кухней или санузлом, определяется по формуле:
(33)
где 3 - кратность воздухообмена,
м3/(ч·м2);пл - площадь пола, м2.
4.2 Выбор систем вентиляции и их
конструирование
В здании запроектирована
естественная вентиляция. Устраивают организованную вытяжку в каждой квартире из
кухонь, ванных комнат и туалетов и неорганизованный приток в каждое помещение
через окна, форточки, балконные двери, щели в оконных переплетах.
Так как в здании одни перегородки,
то выполняется приставная вентиляция, в качестве этого выбирают вентблоки с
круглыми каналами. Минимальный диаметр канала в вентблоке 100 мм. Вытяжные
отверстия закрываются решётками с подвижными и неподвижными жалюзями.
Минимальная высота выброса воздуха
над кровлей должна составлять - 0,5 м.
4.3 Аэродинамический расчет систем
вентиляции
При выполнении расчёта вычерчиваем схему системы
вентиляции в аксонометрической проекции. Каждый канал рассматриваем как
отдельный участок. При расчёте каналов выполняем ориентировочный подбор сечений
по формуле:
ƒ
=(34)
|
|
где L - расход воздуха, удаляемый через канал,
м3/ч.
V- допустимая скорость воздуха в
канале, для вытяжных шахт
= 0,5 ÷ 1,5 м/с.
Потери давления на участке
вентиляционной сети определяется:
Δр
=,(35)
|
|
где R - потери давления на 1м длины воздуховода,
Па/м, принимается по рисунку[2,прил.Д];- длина участка, м;
β - поправочный
коэффициент на шероховатость стенок канала- потери давления в местных
сопротивлениях определяемые как:
Z=Σξ∙
р,((36)
|
|
где Σξ - сумма
коэффициентов местных сопротивлений на участке определяется в зависимости от
видов местных сопротивлений [4,прил.9
р- динамическое давление на участке,
Па, принимаем по монограмме [2,прил.Д].
Расчётное располагаемое давление,
Па, в системе естественной вентиляции определяется по формуле [2, стр.189]:
Δре
=,(37)
|
|
где h - вертикальное расстояние от центра
вытяжной решётки до устья вытяжной шахты, м;
ρ- плотность наружного воздуха при
температуре +5ºС, ρн=1,27
кг/м3;
ρ- плотность внутреннего воздуха,
кг/м3 определяется как:
ρв
=((38)
|
|
- на кухне: t = 18 ºC; = 1,21
кг/м3
в санузле: t = 25 ºC; = 1,18
кг/м3
Для нормальной работы системы
вентиляции надо, чтобы выполнялось условие:
((39)
|
|
Пример расчёта вентиляции
Выполняем ориентировочный подбор сечений:
для кухонь:
. Принимаем канал диаметром 180мм
для санузлов:
. Принимаем канал диаметром 130мм
Длина участков:
с первого этажа l 1 = 11,3 м
со второго этажа l 2 = 8,55 м
с третьего этажа l 3= 5,85 м
с четвёртого этажа l 4 = 2,89 м
Динамическое давление на участке
принимаем по монограмме[1,прил.Д]:
для кухонь: р= 0,57 Па;
для санузлов р= 0,15 Па.
Потери давления в местных
сопротивлениях определяются при Σξ = 2+2,5 = 4,5
- для санузлов z = 4,5∙ 0,15=
0,675Па.
для кухонь z = 4,5∙0,57 = 2,56
Па;
Потери давления на 1м длины
воздуховода, Па/м, принимаются по[2,прил.Д]:
для кухонь R =0,1 Па/м; - для кухонь
для санузлов R =0,045 Па/м.
Для каждого из участков общие потери
давления:
для кухни:этажа: Δр = (0,1∙11,3∙1,5
+ 2,56) = 4,26Па/м;этажа: Δр = (0,1∙8,55∙1,5 +
2,56) = 3,84Па/м;этажа: Δр = (0,1∙5,88∙1,5
+ 2,56) = 3,44Па/м;этажа: Δр = (0,1∙2,89∙1,5 +
2,56) = 2,99Па/м;
для санузла:этажа: Δр = (0,045∙11,3∙1,5
+ 0,675) = 1,44Па/м;этажа: Δр = (0,045∙8,55∙1,5 +
0,675) = 1,25Па/м;этажа: Δр = (0,045∙5,88∙1,5
+ 0,675) = 1,07Па/м;этажа: Δр = (0,045∙2,89∙1,5 +
0,675)= 0,87Па/м;
Расчётное располагаемое давление:
для кухни:этажа: Δре = = 9,81∙11,3∙(1,27-1,21)
= 6,65Па;этажа: Δре = = 9,81∙8,55∙(1,27-1,21)
= 5,03 Па;этажа: Δре = = 9,81∙5,88∙(1,27-1,21)
= 3,5Па;этажа: Δре = = 9,81∙2,98∙(1,27-1,21)
= 1,75Па;
для санузла:этажа: Δре = 9,81∙11,3∙(1,27-1,18)
= 9,98Па;этажа: Δре = 9,81∙8,55∙(1,27-1,18)
= 7,54 Па;этажа: Δре = 9,81∙5,88∙(1,27-1,18)
= 5,19 Па;этажа: Δре = 9,81∙2,98∙(1,27-1,18)
= 2,6 Па;
Для нормальной работы системы
вентиляции надо, чтобы выполнялось условие: пример расчета
- для кухни: I этажа: ≤10%
для санузла: I этажа:
≤10%
Условие не выполняется. Но в целях нормальной
работы системы вентиляции следует применить жалюзи воздухозаборной решетки,
чтобы регулировать расход удаляемого воздуха. На 4-ом этаже устанавливаем
осевой вентилятор, так как погрешность получилась с минусом.
Полученные значения расчета заносим в таблицу
3.6 - Аэродинамический расчет системы вентиляции.
Номер
участка
|
Расход
воздуха на участке L,м2/ч
|
длина
участка l,м
|
Размеры
канала a*b,мм
|
Эквивалентный
диаметр dэкв,м
|
Действительная
скорость воздуха в канале v,м/с
|
Потери
на 1 м канала R, Па/м
|
Поправочный
коэффициент на шероховатость β
|
Потери
давления от трения на участке R*l*β , Па
|
Динамическое
давление на участке pд , Па
|
Сумма
коэффициентов местных сопротивлений ∑ξ
|
Потери
давления в местных сопротивлениях Z , Па
|
Общие
потери давления на участке (R*l*β+Z) , Па
|
Проценты
|
1
|
2
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
ВЕ1
|
1
|
90
|
11,3
|
-
|
0,18
|
0,94
|
0,1
|
1,5
|
1,70
|
0,57
|
4,5
|
2,57
|
4,26
|
35,95
|
2
|
90
|
8,55
|
-
|
0,18
|
0,94
|
0,1
|
1,5
|
1,28
|
0,57
|
4,5
|
2,57
|
3,85
|
23,55
|
3
|
90
|
5,85
|
-
|
0,18
|
0,94
|
0,1
|
1,5
|
0,88
|
0,57
|
4,5
|
2,57
|
3,45
|
0,40359
|
4
|
90
|
2,89
|
-
|
0,18
|
0,94
|
0,1
|
1,5
|
0,43
|
0,57
|
4,5
|
2,57
|
3,00
|
-76,273
|
ВЕ2
|
1
|
25
|
11,3
|
-
|
0,13
|
0,5
|
0,045
|
1,5
|
0,76
|
0,15
|
4,5
|
0,68
|
1,44
|
85,59
|
2
|
25
|
8,55
|
-
|
0,13
|
0,5
|
0,045
|
1,5
|
0,58
|
0,15
|
4,5
|
0,68
|
1,25
|
83,41
|
3
|
25
|
5,85
|
-
|
0,13
|
0,5
|
0,045
|
1,5
|
0,39
|
0,15
|
4,5
|
0,68
|
1,07
|
79,29
|
4
|
25
|
2,89
|
-
|
0,13
|
0,5
|
0,045
|
1,5
|
0,20
|
0,15
|
4,5
|
0,68
|
0,87
|
65,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число жалюзийных решеток принимается равным
числу каналов в помещении. Для выбора жалюзийной решетки рассчитываем площадь
живого сечения:
Выбираем для помещений с расходом
воздуха L = 90м3/ч жалюзийную решетку - РР-3 с поперечными размерами 200x200 с
площадью живого сечения f=0,032 м2, а для помещений с расходом воздуха L =
50м3/ч жалюзийную решетку - РР-1 с поперечными размерами 100x200 с площадью
живого сечения f=0,016 м2.
ЛИТЕРАТУРА
1. ТКП
45-2.04-43-2006(с изменением). “Строительная теплотехника”. Строительные нормы
проектирования. - Минск: Минстрой архитектура, 2007.
2. Картавцева
О.В, Кундро Н.В, Широкава О.Н. УМК «Инженерные сети и обарудование.
Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция» - Новополоцк. ПГУ, 2009.
. Методические
указания к курсовому проекту «Отопление и вентиляция жилого здания» по курсу
«Инженерные сети и оборудование» для студентов специальности 70.02.01,
70.04.03.