Проектирование системы отопления и вентиляции в жилом трехэтажном здании

 

   МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное  учреждение

профессионального высшего образования

«Ижевский государственный  технический Университет»

Кафедра «Гидравлика  и теплотехника»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

К курсовому проекту «Отопление и вентиляция жилого 3-х этажного здания»

по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     Выполнил:

                                                                                     студент гр. 5-10-2 Сахарова Ю.Д.

                                 

                                   Проверил:

                                                                                    преподаватель Гайворонская М.В.

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2004

 

Содержание

Лист

1. Исходные данные проектирования.

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания
3. Расчет мощности отопительной установки отопления и здания
4. Выбор и конструктивное решение системы отопления.

5. Гидравлический расчет системы водяного отопления

6. Теплотехнический расчет труб и нагревательных приборов
7. Расчет основного оборудования индивидуального местного
8. теплового пункта

9. Выбор и конструкционные решения в системе естественной вентиляции.

10. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции
11. Используемая литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные проектирования.

Проектируются системы  отопления и вентиляции в жилом трехэтажном здании.                   Строительство ведется в городе Архангельске. Здание кирпичное, с высотой этажа 3 метра. Система отопления централизованная , с температурой теплоносителя 150-70 ^оС. Ввод в здание осуществляется через подвал, высота подвала 2 метра.

Продолжительность отопительного периода Z=253 сут.

Температура наружного воздуха t_н= -31 ^оС

Средняя температура  отопительного периода D t_н= -4,4 ^оС

Температура внутреннего  воздуха ж. к. t_в= 20 ^оС

Температура внутреннего воздуха  угловой ж.к. t_в= 22 ^оС

Температура внутреннего воздуха  кухни  t_в= 18 ^оС

Температура внутреннего  воздуха л.м. t_в= 16 ^оС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Теплотехнический  расчет наружных ограждающих  конструкций                              здания.

 

2.1  Теплотехнический расчет наружной  стены, перекрытия над подвалом  и перекрытия над последним  этажом.

°1.  Требуемое термической сопротивление теплопередаче R₀^ТР ограждающей конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     n=1, =20 ⁰С, =-31⁰С, =4⁰С, =8,7

[м^{2 0}С/Вт]

ГСОП=(t_B-t_{ОТ. ПЕР})*Z_{ОТ. ПЕР.}

ГСОП=(20+4,4)*253=6173,2

=3,56 [м^{2 0}С/Вт]

 

2. Термическое сопротивление теплоизоляционного слоя

R₁= [м^{2 0}С/Вт]

R₂= [м^{2 0}С/Вт]

R₃= [м^{2 0}С/Вт]

=2,8 [м^{2 0}С/Вт]

 

 

3.  Расчетная толщина теплоизоляционного слоя

=2,8*0,06=0,170 м. 

4. =0,170 м.

 

5.  Фактическое термическое сопротивление ограждающей конструкции

=3,58 [м^{2 0}С/Вт]

 

 

6. Коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции

=0,279[Вт/(м^{2 0}С)]

2.2 Теплотехнический расчет пустотной плиты перекрытия

 

 

 

 

 

Расчет  I

Участок I

Общая длина участков: 

L = B - an= = 1190 - 845,24 = 344,75 мм. = 0,344м.

Общая площадь:

F_I=L*1 = 0,344*1 = 0,344 м².

0,115 [м^{2 0}С/Вт],

где λ_ЖБ = 1,92 [Вт/м ⁰С] - коэффициент теплопроводности железобетона

R_ВП = 0,15 [м^{2 0}С/Вт]

 

Участок II

, где  = 0,0395

 

[м^{2 0}С/Вт]

Общее термическое  сопротивление стенок и пустот:

R_II = R_ВП + 2R_СТ  = 0,15 + 0,02*2 = 0,191 [м^{2 0}С/Вт]

 

Общая площадь  участков II при расчетной длине 1 м.

F_II = a*n*1 = 0,141*6 = 0,846м².

 

Среднее термическое сопротивление  ограждения:

=0,16 [м^{2 0}С/Вт]

 

 

Расчет  II

 

Условная толщина слоя 1 и слоя 3:

м.

Термическое сопротивление  этих слоев:

=0,02057 [м^{2 0}С/Вт]

Термическое сопротивление 2-го слоя:

 

=0,15 [м^{2 0}С/Вт]

Термическое сопротивление  всех 3-х слоев:

R_б = R₁ + R₂ + R₃ = 0,13557[м^{2 0}С/Вт]

 

Расчет  III

Действительная  величина термического сопротивления  железобетонной пустотной плиты:

=0,144 [м^{2 0}С/Вт]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция перекрытия над последним этажом

1.рубероид 3 слоя l₁=0.17(Вт/м^2оС);

2.утеплитель газобетон  l₂=0.08(Вт/м^2оС)

3.рубероид 1 слой d₃=0.0015 (м),

l₃=0.17(Вт/м^2оС);

4.ж/б плита d₄=0.22 (м),  l₄=1,92(Вт/м^2оС);

5.цем. песч. р-р d₅=0.005 (м),  l₅=0.93(Вт/м^2оС).

 

 Требуемое  термической сопротивление теплопередаче R₀^ТР ограждающей конструкции.

n=0,9; =20 ⁰С; =-31⁰С; =3⁰С; =8,7[Вт/(м²*⁰С)]; =17 [Вт/(м²*⁰С)]

[м^{2 0}С/Вт]

 

По ГСОПу берем  R⁰_ТР = 4.67 [м^{2 0}С/Вт]

 

1.  Термическое сопротивление теплоизоляционного слоя

R₁= [м^{2 0}С/Вт] - цементно-песчаная затирка

R₂= [м^{2 0}С/Вт] – гидроизоляция рубероид (ГОСТ 10923-82)

R₃= [м^{2 0}С/Вт] – железобетонная плита

R_ПП=0,144 [м^{2 0}С/Вт]

  = 4,3[м^{2 0}С/Вт]

 

2. Расчетная толщина теплоизоляционного слоя

= 4,3*0,08=0,25 м. 

3.Толщина перекрытия =0,520 м.

4.  Фактическое термическое сопротивление ограждающей конструкции

=4,7 [м^{2 0}С/Вт]

 

 

5.  Коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции

 

=0,212 [Вт/(м^{2 0}С)]

 

 

Конструкция перекрытия пола 1-го этажа над подвалом

 

Из таблицы  выбираем   R⁰_ТР = 4,67 [м^{2 0}С/Вт]

 

1.  Термическое сопротивление теплоизоляционного слоя

R₁= [м^{2 0}С/Вт] – доски сосна вдоль волокон

R₂= [м^{2 0}С/Вт] – воздушная прослойка

R₃= [м^{2 0}С/Вт] – плита железобетонная

R_ПП=0,144 [м^{2 0}С/Вт]

 

2. Толщина теплоизоляционного слоя

= 0,23 м. 

Утеплитель  – воздушная прослойка

R = 0,25 [м^{2 0}С/Вт]

3.  Фактическое термическое сопротивление ограждающей конструкции

= 4,71   [м^{2 0}С/Вт]

 

4.Толщина перекрытия=0,40 м

5.  Коэффициент теплоотдачи ограждающей конструкции

=0,212  [Вт/(м^{2 0}С)]

 

 

2.3 Теплотехнический  расчет и выбор конструкции  оконного проема (балконной двери)

 

ГСОП=(t_B-t_{ОТ. ПЕР})*Z_{ОТ. ПЕР.}

ГСОП=(20+4,4)*253=6173,2   =0,61

 Из таблицы 1б* выбираем  =0,68 [м^{2 0}С/Вт] для окон и балконных дверей

Из приложения 6* выбираем двухкамерный стеклопакет из  стекла с мягким селективным покрытием

    [Вт/(м^{2 0}С)]

 

 

3. Расчет мощности отопительной  установки отопления и здания.

 

Теплопотери в помещениях здания определяется по следующей формуле:

где - теплопотери через отдельные ограждения или их части, Вт.

где К - Коэффициент теплопередачи ограждения,

t_в – Расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С;

t_н – Расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, ⁰ С;

F – Площадь поверхности ограждения, м²;

n – коэффициент, принимаемый  в зависимости от положения  наружной поверхности ограждающих  конструкций по отношению к  наружному воздуху;

b - добавочные теплопотери:

b₁ – добавка на ориентацию вертикальных и наклонных ограждений по сторонам света.

b₂ – добавка на обдувание ветром (для всех вертикальных и наклонных ограждений).

Результаты расчетов приведены в приложении №1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Выбор и  конструктивное решение системы  отопления.

В здании запроектирована  система отопления с нижней разводкой (прокладка подающих магистралей  по подвалу), однотрубная (вода поступает, а прибор и отводится из него по одному стояку, приборы присоединены последовательно по теплоносителю), вертикальная. Система отопления централизованная. В качестве теплоносителя используется вода, со следующими параметрами: 

- для системы отопления:

               падающая магистраль - t = 95 С, обратная магистраль – t = 70 С; 

- для тепловых сетей:

               падающая магистраль - t = 150 С, обратная магистраль – t = 70 С.

Схема присоединения  приборов – прямоточная – регулируемая со смещенным замыкающим участком. Направление движения воды в подающих и обратных магистралях попутное, т.е. движение воды в одном направлении.

          В качестве отопительных приборов, используются радиаторы чугунные  секционные, марка М-140-АО (размеры  582х96х140 мм, высота, ширина, глубина соответственно).

          Удаление воздуха из системы  происходит через кран Маевского, который установлен на каждом отопительном приборе верхнего этажа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Гидравлический расчет  системы водяного отопления.

 

Расчет выполнен методом  характеристик.

Основание для расчета  – выполненная аксонометрическая  схема системы отопления.

Потери давления на отдельном расчетном  участке вычисляется как

 

DР_уч = S*G²,

 

где S – характеристика гидравлического сопротивления,

Для отдельных унифицированных  узлов дана в справочнике а  зависимости от используемого диаметра d;

G² – расход теплоносителя на участке, кг/ч;

Для нескольких участков, соединенных  последовательно 

 

S = åS_i,

 

где S_i – характеристика гидравлического сопротивления на i-м участке,

 

Характеристика гидравлического  сопротивления магистрального трубопровода вычисляется по формуле:

 

S = A*(l*l/d + åx),

 

где А – удельное динамическое давление, , из справочных данных;

l – длина участка,  м;

l/d – приведенный коэффициент гидравлического трения, м^-1;

åx - сумма коэффициентов местного сопротивления на участке.

 

Результаты расчета  приведены в приложении №2.