Отопление и вентиляция жилого здания

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального образования

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: «Теплогазоснабжение и  вентиляция»

Дисциплина: «Инженерные  сети и оборудование»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

Тема: «Отопление и вентиляция жилого здания»

 

 

Вариант №64.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы ПГСд-32

Пузанов П.А.

Проверил:  доцент кафедры  ТГВ

Пазушкин П.Б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ульяновск, 2008

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Системы отопления и  вентиляции  являются одними из основных инженерных обеспечений жилых зданий.

Отопление необходимо для  поддержания благоприятной и  работоспособной температуры в  помещении, а также компенсировать теплопотери ограждающих конструкций. Вентиляция же позволяет обеспечивать необходимый объем воздуха в помещении, выводить из воздуха вредные вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности человека

Расчет систем отопления заключается в определении соответственно диаметров трубопроводов, их размещении и необходимого количества устанавливаемых отопительных приборов. Расчет вентиляции, заключается в определении сечения каналов воздуховодов и жалюзийных решеток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет  наружных ограждений

1.1.  Теплотехнический расчет наружных  ограждений

 

Приведенное сопротивление  теплопередачи ограждающих конструкций  должно быть не менее требуемых значений , определяемых исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1) и условия энергосбережения по [4, табл. 4].

Требуемое сопротивление  теплопередачи ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим условиям, определяют по формуле

,                                     (1)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху по [3, табл. 3*] или [4, табл. 6]: для наружных стен и бесчердачных перекрытий = 1; для чердачных перекрытий = 0,9; для перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли = 0,6; - расчетная температура внутреннего воздуха, °С; - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки по прил. 1; - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимают по [3, табл. 2*] или [4, табл. 5] для жилых зданий: для наружных стен -             = 4 °С; для покрытых и чердачных перекрытий - = 3 °С; для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями - = 2 °С; - коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по [3, табл. 4*] или [4, табл. 7], для стен, полов и гладких потолков равен 8,7 Вт/(м²·°С).

Требуемое сопротивление  теплопередаче  дверей (кроме балконных) и ворот должно быть не мене 0,6· стен зданий, определяемого по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений, исходя из условий энергосбережения, определяется по [3, табл. 16], [4, табл. 4] в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода , а приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей по [3, прил. 6*].

Градусо-сутки отопительного периода  определяются по формуле

,                (2)

где - то же, что и в формуле (1); и - соответственно средняя температура, °С, за отопительный период и продолжительность, в сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С, определяются заданием.

Значения требуемого сопротивления  теплопередачи для величин  , отличающихся от табличных, следует определять по зависимости

,                (3)

где а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным [4, табл. 4] за исключением столбца 6. Для окон, балконных дверей, витрин и витражей в интервале до 6000 °С·сут: а = 0,000075, b = 0,15; в интервале 6000-8000 °С·сут: a = 0,00005, b = 0,3; для 8000 °С·сут и более: a = 0,000025, b = 0,5.

Для каждого ограждения из двух вычисленных  величин  и в последующий расчет фактического сопротивления теплопередачи следует принимать большее значение.

Величина фактического сопротивления теплопередачи (м²·°С)/Вт, определяется в соответствии с принятой конструкцией ограждения по формуле (4) [6]

,                (4)

где - сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности, (м²·°С)/Вт; - то же, что в формуле (1); — сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждающей конструкции, (м²·°С)/Вт; - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, определяемый по [6, табл. 4.2] или [3, табл. 6*]: для наружных стен и бесчердачных перекрытий = 23 Вт/(м²·°С); для чердачных перекрытий = 12 Вт/(м²·°С); для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, = 6 Вт/(м²·°С); - термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м²·°С)/Вт.

Величина  определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев

,                (5)

где , , ... , — термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·°С)/Вт; — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки по [6, табл.4.3.], или [4, прил.4].

Сопротивление каждого  слоя однородной ограждающей конструкции  , , ... , определяется по формуле

,                (6)

где - толщина слоя, м; - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимать по [3, прил. 3].

При этом должно быть соблюдено  условие: фактическое сопротивление теплопередачи наружных ограждений должно быть больше или равно требуемому исходя из санитарно-гигиенических условий ( ) и условий энергосбережения ( ).

По величине определяется коэффициент теплопередачи ограждения в Вт/(м·°С)

,                (7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.1. Наружная стена

 

Требуется выполнить технический расчет изображенной на рис. 1 наружной стены для жилого дома и установить значения ее сопротивления и коэффициента теплопередачи.

 

 

 

1 – известково-песчаный раствор  толщиной       δ₁ = 0,02 м, λ₁ = 0,70 Вт/(м·°С);

2 – кирпичная кладка  из кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе        δ₂ = 0,38 м, λ₂ = 0,64 Вт/(м·°С);

3 – теплоизоляционный  материал – пенополистерол, λ₃ = 0,041 Вт/(м·°С);

4 – кирпичная кладка  из кирпича глиняного обыкновенного на цементно-шлаковом растворе        δ₄ = 0,12 м, λ₄ = 0,64 Вт/(м·°С);

 

 

Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стены здания

 

 

 

 

 

 

1) Определим требуемое  сопротивление теплопередаче наружного  ограждения по формуле 

1,64 (м²·°С)/Вт;  (1)

2) Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле

6228 °С·сут;   (2)

3) Определим требуемое  сопротивление теплопередаче для  полученной величины  по формуле

3,58 (м²·°С)/Вт;  (3)

Так как для наружного  ограждения требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 3,58 (м²·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину  утеплителя из формулы (4), замещая  полученным значением

,                                         

тогда        

,              

Толщина конструктивных слоев указана  справа от рис. 1. Соответствующие коэффициенты теплопроводности приняты по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0,11 м;

Так как по расчету  = 0,11 м, то толщину утепляющего слоя для наружной стены принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых плоских листов пенополистерола. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,12 м.

5) Определим по формуле (4) фактическое  сопротивление наружного ограждения  с учетом принятой толщины пенополистерола:

= 3.88 (м²·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (7)

= 0,26 Вт/(м²·°С);

7) Определим требуемое сопротивление  теплопередаче окон и балконных  дверей по [4, табл. 4], зная градусо-сутки отопительного периода

= 0.62 (м²·°С)/Вт;

Используя [3, прил. 6*], выбираем равное или ближайшее большее приведенное сопротивление теплопередаче и соответствующую конструкцию окна.

= 0,55 (м²·°С)/Вт, что соответствует тройному остеклению в деревянных или пластмассовых раздельно-спаренных переплетах.

8) Определим коэффициент теплопередачи  окон и балконных дверей по  формуле (7)

= 1,61 Вт/(м²·°С);

9) Определим требуемое  сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) и ворот из условия

= 0.98 (м²·°С)/Вт;

10) Определим коэффициент  теплопередачи дверей и ворот  по формуле (7)

= 1.02 Вт/(м²·°С);

11) Толщина наружной  стены δ_ст = 0,640 м.

1.1.2. Бесчердачное перекрытие

 

Требуется выполнить технический расчет изображенного на рис. 1.1.2 бесчердачного перекрытия для жилого дома и установить значения его сопротивления и коэффициента теплопередачи.

 

1 – многопустотная  железобетонная плита толщиной  δ₁ = 0,22 м, λ₁ = 1,92 Вт/(м·°С);

2 – пароизоляционной слой толщиной δ₂ = 0,006 м (в расчетах не учитывается);

3 – теплоизоляционный  материал – плиты из резольного  фенолформальдегидного пенопласта, λ₃ = 0,05 Вт/(м·°С);

4 – Раствор –сложный (песок, известь, цемент) δ₄ = 0,03 м, λ₄ = 0,70 Вт/(м·°С);

5 – Водоизоляционный  ковёр (в расчётах не 

Рис. 1.1.2. Конструкция бесчердачного перекрытия

учитывается)

 

 

 

1) Определим требуемое  сопротивление теплопередаче наружного  ограждения по формуле (1)

1,97 (м²·°С)/Вт;

2) Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле (2)

6228 °С·сут;

3) Определим требуемое  сопротивление теплопередаче для  полученной величины  по формуле (3)

4.70 (м²·°С)/Вт;

Так как для наружного ограждения требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 4.70 (м²·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину утеплителя из формулы (4), замещая полученным значением

,                                         

тогда        

,

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 2. Соответствующие  коэффициенты теплопроводности приняты  по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0,22 м;

Так как по расчету  = 0,22 м, то толщину утепляющего слоя для бесчердачного перекрытия принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых плит из резольного фенолформальдегидного пенопласта. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,22 м.

Расчет термического сопротивления  многопустотной железобетонной плиты чердачного перекрытия см. п. 1.1.4.

5) Определим по формуле  (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины плит из резольного фенолформальдегидного пенопласта

= 4.74 (м²·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент  теплопередачи по формуле (7)

= 0,21 Вт/(м²·°С);

6) Толщина бесчердачного перекрытия δ_бп = 0,476 м.

 

 

 

 

 

 

 

1.1.3. Подвальное перекрытие

 

Требуется выполнить технический расчет изображенного на рис. 3 подвального перекрытия для жилого дома и установить значения его сопротивления и коэффициента теплопередачи.