Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
тепловая защита помещение ограждение
Работу выполнил: Флоренко А.С.
Студент группы: 2 СЗспв-1, ФБФО
Номер зачётной книжки: 12-603
Санкт-Петербург
2013 г.
Исходные данные…………………………………………………………………….….3
Теплотехнический расчёт наружных ограждений…………………………….…...4
Определение потерь теплоты помещениями здания………………………….….9
Расчёт отопительных приборов………………………………………………….…..12
Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления……………….….15
Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов…….…….….16
Список использованной литературы………………………………………………..19
Исходные данные
Климатические характеристики города
Город: Астрахань
Влажностные условия эксплуатации ограждений зданий: А
Расчётная температура наружного воздуха tн= -23 оС
Продолжительность отопительного периода nо.п.=167 сут
Средняя температура отопительного периода tср.о.п.= -1,2 оС
Теплотехнические характеристики
строительных материалов по СНиП ll-3-79*
Табл. 1
|
Номер варианта (последняя цифра шифра) |
Наименование материала |
Плотность в сухом состоянии ρ, кг/м3 |
Коэффициент теплопроводности при условии эксплуатации Б, λ, Вт/(м·оС) |
|
Основной конструктивный слой наружной стены |
|||
|
3 |
Кирпич керамический пустотный |
1400 |
0,52 |
|
Теплоизоляционный слой наружной стены |
|||
|
0-9 |
Пенополиуретан |
80 |
0,05 |
|
Теплоизоляционный слой перекрытий (чердачного и над подвалом) |
|||
|
3 |
Маты минераловатные |
50 |
0,052 |
|
Остальные слои наружных ограждений |
|||
|
0-9 |
Железобетон |
2500 |
1,92 |
|
0-9 |
Кирпич силикатный |
1800 |
0,76 |
|
0-9 |
Сухая штукатурка |
800 |
0,19 |
|
0-9 |
Цементно-песчаный раствор |
1800 |
0,76 |
|
0-9 |
Линолеум многослойный |
1600 |
0,33 |
|
0-9 |
Битум нефтяной |
1000 |
0,17 |
Принципиальная схема разводки магистральных трубопроводов и величины располагаемого давления воды в системах отопления (схема 3)
(шифр 03)
1 этаж – 117
2 этаж – 217
3 этаж – 317
4 этаж – 417
Ориентация главного фасада: Северо-восток
Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:
для наружной стены
для чердачного перекрытия
для перекрытия над неотапливаемым подвалом
,где tв=18 оС – расчётная температура воздуха в неугловых жилых комнатах квартиры; tн=-23 оС расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;
n – поправочный коэффициент к расчётной разности температур, который для наружных стен равен 1,0, для чердачных перекрытий – 0,9, для перекрытий над неотапливаемым подвалом с окнами – 0,75; αв=8,7 Вт/(м2·оС) – коэффициент тепловосприятия от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения; ∆tн – нормируемый перепад между температурами воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения, принимаемый по нормам проектирования жилых зданий для расчёта наружных стен 4 оС, чердачных перекрытий 3 оС, перекрытий над подвалом 2 оС.
Вычисляем величину градусо-суток отопительного периода (ГСОП)
,где tср.о.п.=-1,2 оС – средняя температура наружного воздуха в отопительный период; zо.п.=167 сут – продолжительность отопительного периода.
Определяем требуемое приведённое сопротивление теплопередаче:
для наружной стены жилого здания
для чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом
для окон и балконных дверей
В дальнейшем расчёте используем большее из указанных значений требуемого сопротивления теплопередаче для каждого конкретного вида ограждения.
Определяем толщину искомого слоя утеплителя для наружных стен и перекрытий:
,где
αв = 8,7 Вт/(м2·оС) - коэффициент теплопроводности от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения.
αн = 23 Вт/(м2·оС) – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности ограждения к окружающему воздуху (для наружных стен).
Для наружной стены
Принимаем толщину утеплителя 100 мм
Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения равно:
Коэффициент теплопередачи ограждения
Для перекрытия над подвалом
αн = 12 Вт/(м2·оС) – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности ограждения к окружающему воздуху (для перекрытия над подвалом).
Принимаем толщину утеплителя 130 мм
Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения равно:
Коэффициент теплопередачи ограждения
Для чердачного перекрытия
Принимаем толщину утеплителя 150 мм
Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения равно:
Коэффициент теплопередачи ограждения
Значения термических сопротивлений и коэффициентов теплопередачи наружных ограждений здания
Табл. 2
|
Наименование наружного ограждения |
Условное обозначение |
Термическое сопротивление Rогр, м2·оС/Вт |
Коэффициент теплопередачи Когр, Вт/(м2·оС) |
|
Стена |
НС |
2.99 |
0,33 |
|
Чердачное перекрытие |
Пт |
3.01 |
0,31 |
|
Перекрытие над подвалом |
Пл |
3.40 |
0,29 |
Определение потерь теплоты помещениями здания
Определяем тепловые потери жилыми комнатами и кухнями трёхкомнатных квартир, расположенными на всех четырёх этажах.
Тепловые потери для каждого вида наружного ограждения, Вт, определим по формуле:
,где – расчётная площадь ограждения, м2; – коэффициент теплопередачи рассчитываемого ограждения, Вт/(м2·оС); – коэффициент, учитывающий добавочные тепловые потери (в долях основных потерь теплоты).
Количество теплоты, требуемое для нагревания наружного воздуха, поступающего в жилые комнаты и кухню вследствие инфильтрации через поры и неплотности в ограждениях, Вт, определим по формуле:
,где – общее количество теплоты, затрачиваемое на нагревание поступающего воздуха Вт; – бытовые теплопоступления, принимаемые из расчёта 21 Вт на 1 м2 площади пола помещения.
Количество теплоты для жилых комнат определим по формуле:
,где – поправочный коэффициент (для жилых зданий); – площадь пола жилой комнаты, м2.
Количество теплоты для кухонь определим по формуле:
,где м3/ч – минимальный воздухообмен в однокомнатной квартире;
– суммарная площадь жилых комнат квартиры, м2.
Результаты расчёта потерь теплоты помещениями однокомнатной квартиры
Табл. 3
|
Номер помещения, его назначение, расчётная температура внутреннего воздуха tв, оС |
Наружное ограждение помещения |
Расчётная разность температур воздуха n |
Поправочный коэффициент к расчётной разности температур воздуха n |
Коэффициент теплопередачи ограждения kогр, Вт/(м2·оС) |
Доля потерь теплоты β |
Множитель для учёта дополнительных потерь теплоты (1+Σβ) |
Потери теплоты через наружное ограждение помещения Qогр, Вт |
Сумма потерь теплоты через наружные ограждения помещения ΣQогр, Вт |
Количество теплоты на нагревание наружного воздуха Qвент, Вт |
Бытовые теплопоступления Qбыт, Вт |
Количество теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха Qинф, Вт |
Полные потери теплоты помещения Qпом, Вт |
||||
|
Условное обозначение |
Ориентация |
Размеры АхВ, м |
Площадь Fогр, м |
На ориентацию ограждения |
На наличие наружных дверей |
|||||||||||
|
117, кухня, 15оС |
НС |
ЮЗ |
2,4х3,3 |
7,9 |
38 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
108,9 |
173,1 |
742,9 |
111,3 |
631,6 |
804,7 |
|
Пл |
ЮЗ |
2,4х2,2 |
5,3 |
38 |
0,75 |
0,24 |
0,1 |
0 |
1,1 |
64,2 |
||||||
|
217, кухня, 15оС |
НС |
ЮЗ |
2,4х3,3 |
7,9 |
38 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
108,9 |
108,9 |
742,9 |
111,3 |
631,6 |
740,5 |
|
317, кухня, 15оС |
НС |
ЮЗ |
2,4х3,3 |
7,9 |
38 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
108,9 |
108,9 |
742,9 |
111,3 |
631,6 |
740,5 |
|
417, кухня, 15оС |
НС |
ЮЗ |
2,4х3,3 |
7,9 |
38 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
108,9 |
177,6 |
742,9 |
111,3 |
631,6 |
809,2 |
|
Пт |
ЮЗ |
2,4х2,2 |
5,3 |
38 |
0,9 |
0,24 |
0,1 |
0 |
1,1 |
68,7 |
||||||
|
Суммарные потери теплоты блока помещений |
3094,9 |
|||||||||||||||
|
116, жилая комната, 18оС |
НС |
ЮЗ |
3,8х3,3 |
12,5 |
41 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
186,1 |
415 |
717,5 |
367,5 |
350 |
765 |
|
Пл |
ЮЗ |
5,3х3,3 |
17,5 |
41 |
0,75 |
0,24 |
0,1 |
0 |
1,1 |
228,9 |
||||||
|
216, жилая комната, 18оС |
НС |
ЮЗ |
3,8х3,3 |
12,5 |
41 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
186,1 |
186,1 |
717,5 |
367,5 |
350 |
536,1 |
|
316, жилая комната, 18оС |
НС |
ЮЗ |
3,8х3,3 |
12,5 |
41 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
186,1 |
186,1 |
717,5 |
367,5 |
350 |
536,1 |
|
416, жилая комната, 18оС |
НС |
ЮЗ |
3,8х3,3 |
12,5 |
41 |
1 |
0,34 |
0,1 |
0 |
1,1 |
143,2 |
387,9 |
717,5 |
367,5 |
350 |
737,9 |
|
Пт |
ЮЗ |
5,3х3,3 |
17,5 |
41 |
0,9 |
0,24 |
0,1 |
0 |
1,1 |
244,7 |
||||||
|
Суммарные потери теплоты блока помещений |
2575,1 |
|||||||||||||||
|
Суммарные потери теплоты блока однокомнатных квартир |
5670 |
Расход теплоты за отопительный период:
,где βпот=1,1 – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты системой отопления; – тепловые потери всеми помещениями однокомнатных квартир, расположенными на всех четырёх этажах, Вт.
Удельная тепловая характеристика:
,где Vзд – объём всех рассчитываемых помещений; а – поправочный температурный коэффициент, вычисляемый для жилых зданий по формуле:
,Справочное значение – для жилых зданий объёмом до 5000м3.
Вычисляем отклонение полученного значения от справочного
Расчёт отопительных приборов
Требуется рассчитать количество секций в радиаторе типа МС-140-98 (ГОСТ 8690-75). Расчёт выполняем по следующей методике:
,где ср=4,19 кДж/(кг·оС) – удельная теплоёмкость воды; tr=105 оС – температура воды на входе в стояк; tо=70 оС – температура воды на выходе из стояка.
,где - суммарная тепловая мощность приборов, подключённых к стояку выше рассчитываемого прибора, Вт; – тепловая мощность рассчитываемого прибора, Вт; =1 – коэффициент затекания воды в прибор при двустороннем подключении приборов; β1 и β2 – коэффициенты, равные здесь 1,0.
5. Разность средней температуры воды в приборе и температуры воздуха в помещении :
6. Номинальный тепловой поток радиатора: соответствующий потоку теплоты при разности температур теплоносителя и воздуха , расходе теплоносителя через прибор и атмосферном давлении, равном 1013ГПа.
,где – комплексный коэффициент приведения к расчётным условиям;
,где n=0,3 и p=0,01 – показатели степени; с=1,000 и ψ=1 – коэффициенты, соответствующие определённому виду отопительных приборов и принимаемые для радиаторов при движении теплоносителя сверху вниз и расходе теплоносителя через прибор 50<Gпр≤530 кг/ч; b=1,0 – коэффициент учёта атмосферного давления в данной местности; Gпр – массовый расход воды, проходящий через рассчитываемый прибор,
7. Минимально необходимое число секций радиатора
,где Qн.у=174 Вт – номинальный условный тепловой поток принятый для одной секции чугунного радиатора МС-140-98; β4=1,03 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки прибора (при установке под окном); β3=1 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в приборе (до 15 шт.)
принимаем 4шт
принимаем 3шт
принимаем 3шт
принимаем 5шт
Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления
- тепловая нагрузка стояка,
Примем диаметр стояка dст=20 мм, и по номограмме для расчёта трубопроводов систем водяного отопления находим фактические значения удельного сопротивления Rст=5 Па/м, скорость воды vст=0,055 м/с и динамическое давление воды Pдин=2,5 Па.
Определяем коэффициенты местных сопротивлений и их сумму ∑ζст
Два вентиля при условном диаметре dст=20 мм (ζ=10х2=20), четыре этажеузла с регулирующими трёхходовыми кранами при двухстороннем подключении приборов (ζ=4,5х4=18), ∑ζст=38
Рассчитываем потери давления на трение по длине стояка Rст∙ lст=5∙12,3=61,5 Па и в местных сопротивлениях Zст=Pдин∙∑ζст=1,6∙38=60,8 Па.
Находим полную потерю давления по стояку
Rст∙ lст+ Zст=122,3Па
Результаты гидравлического расчёта трубопроводов системы водяного отопления.
Табл. 4
|
Номер стояка |
Тепловая нагрузка стояка Qст, Вт |
Расход воды в стояке Gст, кг/ч |
Диаметр стояка dст, мм |
Скорость воды в стояке vст, м/с |
Длина стояка lст, м |
Удельные потери давления на трение в стояке Rст, Па/м |
Потери давления на трение по длине стояка Rст∙lст, Па |
Динамическое давление в стояке Pдин, Па |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений в стояке ∑ζст |
Потери давления в местных сопротивлениях в стояке Zст, Па |
Потери давления в стояке (Rст∙ lст+ Zст), Па |
|
1-2 |
5670 |
69,6 |
20 |
0,055 |
12,3 |
61,5 |
2,5 |
38 |
60,8 |
122,3 |
Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов
Необходимо запроектировать систему естественной канальной вытяжной вентиляции для блока из четырёх квартир, расположенных по вертикали здания. Номера помещений кухонь этих квартир – 117, 217, 317, 417.
Расчёт заключается в определении количества воздуха, которое требуется удалить из кухни по вытяжным каналам, и числа стандартных каналов сечением 130х140 мм, необходимых для прохода этого количества воздуха. Величина воздухообмена для санузлов – 25 м3/ч и ванных комнат – 25 м3/ч. В каждом из этих помещений следует запроектировать по одному вентиляционному каналу.
Количество удаляемого через вентиляционные каналы кухни воздуха
Так как минимальный воздухообмен для кухни в однокомнатной квартире Vmin=60м3/ч, то далее в качестве расчётной величины принимаем Vрасч=60м3/ч
Число вентиляционных каналов определяем в следующем порядке:
1. Находим расчётное гравитационное давление Ргр, Па, при температуре наружного воздуха tн=+5 оС, и температуре внутреннего воздуха в жилой комнате tв=+18 оС по формуле:
где ρн(в) – плотность наружного (внутреннего) воздуха, кг/м3; h – высота вентиляционного канала, м; g=9,81 м/с2 – ускорение силы тяжести.
Плотность воздуха при температуре t определяется из выражения
кг/м3
кг/м3
2. Вычисляем скорость воздуха в канале:
,где fкан=0,0182 м2 – площадь вентиляционного канала
3. Определяем эквивалентный диаметр канала круглого сечения dэ(v), мм, в котором будут такие же потери располагаемого давления на трение, при той же скорости воздуха, что и в заданном канале прямоугольного сечения,
мм,
где А=130 мм, В=140 мм – размеры прямоугольного канала.
4. С помощью номограммы для расчёта стальных воздуховодов круглого сечения по величине эквивалентного диаметра мм и скорости находим удельную потерю давления (сопротивление) на трение R=0,12 Па/м, и динамическое давление потока воздуха Pдин=0,51 Па. Номограмма построена для стальных (βш=1) воздуховодов круглого сечения, поэтому потерю давления на трение для бетонных каналов вычисляем с коэффициентом шероховатости βш=2.
5. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений одиночного канала. Примем величины ζ следующими: для вытяжной решётки - 1,4; для поворота (колена) – 1,1 и устья канала при наличии зонта – 1,9.
ζ
6. Определяем потери давления на трение по длине канала (βш∙R∙h), в местных сопротивлениях (Z=Pдин∙∑ζ) и полные потери давления в канале (βш∙R∙h+ Z), Па.
Полная потеря давления:
117:
217:
317:
417:
7. Сравниваем аэродинамическое сопротивление канала с располагаемым гравитационным давлением.
Принимаем на один канал больше, повторяем расчет.
Результаты аэродинамического расчёта вентиляционных каналов
Табл. 5
|
Этаж |
Расчётный воздухообмен Vрасч, м3/ч |
Вентиляционный канал |
Скорость воздуха в канале v, м/с |
Высота канала h, м |
Коэффициент шероховатости βш |
Удельные потери давления на трение в канале R, Па/м |
Потери давления на трение в канале βш∙R∙h, Па |
Динамическое давление в канале Pдин, Па |
Сумма коэффициентов местных сопротивлений в канале ∑ζ |
Потери давления в местных сопротивлениях в канале Z, Па |
Потери давления в канале (βш∙R∙h+ Z), Па |
Гравитационное давление Ргр, Па |
||
|
Габаритные размеры АхВ, мм |
Эквивалентный по скорости диаметр участка dэ(v), мм |
Площадь сечения канала fкан, м2 |
||||||||||||
|
Расчёт №1 |
||||||||||||||
|
1 |
60 |
130х140 |
135 |
0,0182 |
0,92 |
11.3 |
2 |
0,12 |
2,7 |
0,51 |
4,4 |
2,24 |
4,94 |
6,7 |
|
2 |
60 |
130х140 |
135 |
0,0182 |
0,92 |
8,5 |
2 |
0,12 |
2 |
0,51 |
4,4 |
2,24 |
4,24 |
5,0 |
|
3 |
60 |
130х140 |
135 |
0,0182 |
0,92 |
5,7 |
2 |
0,12 |
1,3 |
0,51 |
4,4 |
2,24 |
3,54 |
3,4 |
|
4 |
60 |
130х140 |
135 |
0,0182 |
0,92 |
2,9 |
2 |
0,12 |
0,7 |
0,51 |
4,4 |
2,24 |
2,94 |
1,7 |
|
Перерасчет с учетом увеличенного сечения канала. |
||||||||||||||
|
3 |
60 |
130х280 |
178 |
0,0364 |
0,47 |
5,7 |
2 |
0,026 |
0,3 |
0,13 |
4,4 |
0,57 |
0,87 |
3,4 |
|
4 |
60 |
130х280 |
178 |
0,0364 |
0,47 |
2,9 |
2 |
0,026 |
0,2 |
0,13 |
4,4 |
0,57 |
0,77 |
1,7 |
Список литературы
1. Отопление и вентиляция: Задание и методические указания по выполнению курсовой работы/ СПб. Государственный архитектурно-строительный университет; Сост.: В.Ф. Васильев, Т.К. Мельникова. СПб., 2004, 44с.
2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.
3. СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
4. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. Для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 480 с.