Отопление и вентиляция жилого здания

Московская Государственная  Академия Коммунального

 Хозяйства и Строительства

 

 

Кафедра: Теплогазоснабжения и вентиляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Отопление и вентиляция жилого здания».

 

 

 

 

 

 

 

Проверил: преподаватель                                     Выполнила: студентка 4 курса

Т.В. Гридина                                                          А.С. Ажиркова

                                                                                 Шифр: ЭУН-05-002

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Люберцы 2009.

 

Содержание:

 

Исходные данные         3 стр.                                                                                            

Расчетная часть                                                           

1. Наружная стена           4 стр.                                                                                          

2. Чердачное перекрытие (потолок)       6 стр.                                                               

3. Конструкция пола          7 стр.                                                                                       

4. Окна           8 стр.                                                                                                               

5. Наружная дверь           8 стр.                                                                                          

 

Расчет теплопотерь через ограждающие  конструкции   8 стр.                                

Расчет теплопотерь на нагревы  инфильтрующего воздуха   9 стр.                         

Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из квартиры       11 стр.                                                           

Гидравлический расчет трубопроводов  систем отопления.

Расчет и подбор элеватора         17 стр.                                                                                        

Расчет поверхности  отопительных приборов     18 стр.                                          

Аэродинамический расчет системы естественной

 вытяжной вентиляции         20 стр.                                                                              

Список литературы         26 стр.                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

Шифр 002.

Исходные  данные.

 

За основу курсового проекта применяется двухэтажное жилое здание. Планировка всех этажей типовая:

а) вариант планировки: ВАРИАНТ 3;

б) главный фасад, противоположный  входу в здание;

в) температура воды (150 – 70 °С) в тепловой сети и двухтрубная система отопления с верхней разводкой подающей магистрали (по варианту Б);

г) схема движения теплоносителя в магистрали – попутная;

д) город предполагаемого строительства – Архангельск.

Климатические характеристики относительного периода следующие:

- наиболее холодная пятидневка  t⁵_н=31

- вентиляционная температура     t ^вент_н=-19

- отопительный период                  t_оп=4,4

- продолжительность отопительного  периода  z₀=253

- расчетная скорость ветра в январе                   V=59 м/с

- зона влажности                                                   Влажная;

 

е) характеристики ограждающих  конструкций кирпич – силикатный пустотный, плотностью 1500 кг/м²,

теплоизоляционные материалы:

- для наружных стен – плиты  минераловатные жесткие 200 кг/м;

- для чердачных перекрытий – доменный шлак  400 кг/м;

- для перекрытий над подвалом – керамзитовый гравий  400 кг/м, паркет из дуба поперек волокон.

 

ж) воздухообмен для кухонь и санузлов – 4-х конфорочная газовая плита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная часть.

 

Ι.  Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций.

Обязательное условие  теплотехнического расчета:

R₀ > R₀^тр 

 

R₀  - приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций;

R₀^тр   - требуемое сопротивление теплопередачи, принимаемое большое значение из полученных величин (уравнение 1 и 2).

 

1.Наружная стена.

а) Определяем требуемое  термическое сопротивление наружной стены:

 

R₀^тр = n×(t_в-t_н)/(∆t^н×α_в), м²×°С/Вт                                                    (1)

 

где t_в= 18°С – расчетная температура воздуха внутри помещения;

 

t_н = - 31°С – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки;

 

n = 1 - коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной конструкции по отношению к наружному воздуху;

 

 ∆t^н = 4°С – нормальный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

 

α_B=8,7 Вт/ м²×°С – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции:

 

R₀^тр = 1×(18-(-31))/4×8,7=1,408 м²×°С / Вт

 

б) Определяем приведенное  термическое сопротивление R₀^пр с учетом  градусо-суток отопительного периода:

    R₀^пр  → ГСОП=(t_в-t_о.п.)×Z_оп                                                           (2)

 

где t_B=18°С – расчетная температура внутреннего воздуха рядового помещения;

t_o.n=4,4°С – средняя температура отопительного периода;

Z_o.n=253 суток – продолжительность отопительного периода.

 

ГСОП=(18-4,4)×253=2327,6 – градусо-сутки отопительного периода.

Согласно таблицы 1^б[2] определяем

R₀^пр = R₀^тр = 2,5 м²×°С / Вт.

Конструкция наружной стены:

1. внутренняя штукатурка

известково-песчаная;

б₁ – 0,02м. – толщина слоя;

λ₁= 0,81 Вт/ м²×°С – коэффициент

теплопроводности.

 

 

 

КОНСТРУКЦИЯ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ.

                                                  1-внутренняя известково-песчаная

 штукатурка δ₁=0,02м., λ₁=0,81 Вт/ м²×°С;

                                                  2 – кирпич силикатный пустотный

δ₂=0,25м., λ₂=0,81 Вт/ м²×°С;

3. - плиты минер. жесткие λ₃=0,08 Вт/ м²×°С;
4. – наружная цементно-песчаная

штукатурка δ₅ =0,03м., λ₅=0,93 Вт/ м²×°С.

 

в) Определяем фактическое  термическое сопротивление:

 

 

R₀^факт=

 

α_в= 8,7 Вт/ м²×°С – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью наружной ограждающей конструкции.

α_n= 23 Вт/ м²×°С – коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью наружной ограждающей конструкции.

б₁ – толщина i-го слоя наружной стены, м.

λ₁ – расчетная коэффициента теплопроводности материала слоя,

Вт/ м²×°С.

 

б₁/ λ₁ = 0,02/0,81 = 0,025       б₂/ λ₂ = 0,08/0,81 = 0,09  б₃/ λ₃= б₃/0,08

б₄/ λ₄ = 0,12/0,81 = 0,15          б₅/ λ₅ = 0,03/0,93 = 0,032

 

R₀^факт=1/8,7+0,025+0,09+ δ₃/0,05+0,15+0,032+1/23=0,887+ δ₃/0,08

 

Принимаем толщину утепляющего  слоя δ₃=0,17 м.

 

г) Определяем фактическое термическое  сопротивление:

 

R₀^факт=0,887+0,17/0,08=3,012 м²×°С / Вт

3,012 > R₀^пр – условие выполнено.

 

д) Определяем коэффициент  теплопередачи наружной стены:

 К₀=1/ R₀^факт = 1/ 3,012=0,332 Вт/ м²×°С.

 

е) Определяем полную толщину  наружной стены:

δ = δ₁+ δ₂+ δ₃+ δ₄+ δ₅ = 0,02+0,25+0,17+0,12+0,03=0,59 м.

 

2. Чердачное  перекрытие (потолок).

а) Определяем требуемое  термическое сопротивление чердачного перекрытия:

 

R₀^тр = -------------------

 

     t_В=18°С;  t_н⁵=-31°С;  n=0,9;  ∆t^н=3°С;  α_н=8,7 Вт/ м²×°С.

 

     R₀^тр = ------------------- =

 

б) Определяем приведенное  термическое сопротивление с  учетом ГСОП.

R₀^пр→ГСОП=( t_В- t_о.л.)×Z_о.п.=(18-4,4)×253=3440,8.

Методом интерполяции определяем:

R₀^пр = R₀^тр =2,5 м²×°С / Вт.

 

КОНСТРУКЦИЯ ЧЕРДАЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ.

 

1 – штукатурка известково-песчаная

δ₁=0,02 м., λ₁=0,81 Вт/ м²×°С.

                     2 - Ж/Б плита  

δ₂=0,22 м., λ₂=2,04 Вт/ м²×°С.

                                                         3 – минераловтная плита повышенной

 жесткости  δ₃=0,1 м., λ₃=0,08 Вт/ м²×°С.

4. – теплоизоляция: доменный

шлак λ₄=0,16 Вт/ м²×°С.

5. – цементно-песчаная стяжка

δ₅=0,02 м., λ₅=0,93 Вт/ м²×°С.

 

в) Определяем фактическое  термическое сопротивление, принимая, что:

R₀^факт = 1/α_в+R_к+1/α_н

δ₁/ λ₁=0,02/0,81=0,025 м²×°С / Вт

δ₂/ λ₂=0,22/2,04=0,11 м²×°С / Вт

δ₃/ λ₃=0,1/0,08=1,25 м²×°С / Вт

δ₄/ λ₄= δ₄/0,16

δ₅/ λ₅=0,02/0,93=0,022 м²×°С / Вт

R₀^факт =1/8,7+0,025+0,11+1,25+ δ₄/0,16+0,022+1/12=1,6+ δ₄/0,16

Тогда, принимая, что R₀^факт = R₀^пр м²×°С / Вт определяем толщину утепляющего слоя: 2,5=1,6+ δ₄/0,16.

Принимаем толщину утепляющего  слоя δ₄=0,16 м.

 

г) Определяем фактическое термическое сопротивление

R₀^факт =1,6+1,07=2,67 м²×°С / Вт

Т.к. R₀^факт > R₀^пр=2,5 м²×°С / Вт.

 

д) Определяем коэффициент  теплопередачи чердачного перекрытия:

К=1/ R₀^факт =1/2,67=0,37 Вт/ м²×°С.

 

е) Определяем полную толщину  чердачного перекрытия:

δ = δ₁+ δ₂+ δ₃+ δ₄+ δ₅ = 0,02+0,22+0,1+0,16+0,02=0,52 м.

 

КОНСТРУКЦИЯ ПОЛА.

                                                1 – паркет из дуба(поперек волокон)

   2 – фанера

  3 – изолоп

                                 4 – цементно-песчаная стяжка

  5 – теплоизоляция:  керамзитовый гравий

         6 – Ж/Б плита.

а) Определяем фактическое термическое сопротивление, принимая, что:

R₀^факт =1/α_в+R_R+1/α_н м²×°С / Вт.

 

δ₁=0,02 м., λ₁=0,23 Вт/ м²×°С.

δ₂=0,006 м., λ₂=0,18 Вт/ м²×°С.

δ₃=0,03 м., λ₃=0,038 Вт/ м²×°С.

δ₄=0,02 м., λ₄=0,93 Вт/ м²×°С.

λ₅=0,14 Вт/ м²×°С.

δ₆=0,22 м., λ₆=2,04 Вт/ м²×°С.

 

 

δ₁/ λ₁=0,02/0,41=0,049 м²×°С / Вт.

δ₂/ λ₂=0,006/0,18=0,033 м²×°С / Вт.

δ₃/ λ₃=0,03/0,038=0,79 м²×°С / Вт.

δ₄/ λ₄= 0,02/0,93=0,022 м²×°С / Вт.

δ₅/ λ₅= δ₅/0,14 м²×°С / Вт.

δ₆/ λ₆= 0,22/2,04=0,11 м²×°С / Вт.

 

R₀^факт =0,115+0,049+0,033+0,79+0,022+ δ₅/0,14+0,11+0,167=1,286+ δ₅/0,14.

 

Тогда, принимая, что R₀^факт = R₀^пр=2,5 м²×°С / Вт определяем толщину утепляющего слоя:

2,5=1,286+ δ₅/0,14

Принимаем толщину утепляющего  слоя δ₅=0,16 м.

 

б) Определяем фактическое  термическое сопротивление 

R₀^факт =2,5 Вт/ м²×°С.

Т.к. R₀^факт > R₀^пр=2,5 то следовательно условие соблюдается.

 

в) Определяем коэффициент  теплопередачи надпольного перекрытия:

К=1/ R₀^факт =1/2,5=0,4 Вт/ м²×°С.

 

г) Определяем полную толщину надпольного перекрытия:

δ = δ₁+ δ₂+ δ₃+ δ₄+ δ₅ + δ₆=0,02+0,006+0,03+0,02+0,16+0,22=0,496 м.

 

4. Окна.

Обязательное условие  теплотехнического расчета:

R₀ > R₀^тр

R₀ – приведенное сопротивление теплопередачи заполнения светового проема.

Определяем приведенное термическое сопротивление R₀^пр с учетом  градусосуток отопительного периода:

R₀^пр → ГСОП= (t_в-t_о.п.)×Z_о.п.=(10-(-31))×253=10373

Методом интерполяции определяем:

R₀^пр = R₀^тр = 0,96 Вт/ м²×°С.

 

По приложению №4 МУ (R₀^тр =0,55 м²×°С / Вт) принимаю конструкцию заполнения окон: тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах определяем коэффициент теплоотдачи окон:

К₀=1/ R₀^факт =1/0,56=1,78 Вт/ м²×°С.

 

5. Наружная  дверь

К₀=2,3 Вт/ м²×°С.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК НА СИСТЕМУ ОТОПЛЕНИЯ.

 

а) для жилых комнат:

Q_от= Q_т.п.+ Q_и.в.- Q_б Вт.

где Q_и.в.- наибольшая величина из расхода теплоты либо на инфильтрацию, либо на вентиляцию;

 

б) для кухонь:

Q_от= Q_т.п.+ Q_и- Q_б  Вт.

 

в) для лестничной клетки: