Кафедра «Отопление и вентиляция»

Министерство образования и науки Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Отопление и вентиляция»

Пояснительная записка к курсовому проекту:

“Отопление и вентиляция гражданского здания ”

Преподаватель: Насыбулин Т.М.

Студент: Хлапов Д.В. ТЭС-III-1

Москва 2013г.

Содержание.

1) Исходные данные...........................................................................................................................3

2) Расчет сопротивления теплопередаче ограждений и толщины утеплителя наружной стены..............................................................................................................5

3) Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще ограждающей конструкции........................................................................................................................................7

4) Выбор заполнения световых проемов........................................................................................10

5) Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций.......................................11

6) Определение тепловой .мощности системы отопления............................................................11

7) Конструирование ирасчет системы отопления.........................................................................21

8) Конструирование и расчет системы вентиляции.......................................................................26

9) Список литературных источников..............................................................................................30

1.Исходные данные.

1.1. Основные исходные данные.

Район строительства: Иркутск

Число этажей: 2

Ориентация входа: В

Строительные размеры: а=3,2м; б=3,4м; Н_э=3,1м; Н_ш=4,1 м.

Система отопления: водяная двухтрубная с верхним расположением магистрали.

Отопительные приборы: М-140-АО

Расчётная температура теплоносителя: Т_г=130 ^оС, Т_о=70 ^оС

Перепад давления: 70 кПа

Присоединение по элеваторной схеме.

Вентиляция приставная.

1.2. Расчётные характеристики района строительства

По СНиП 23-01-99* для Иркутска принимаю следующие расчётные характеристики:

t_н5-средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, ^оС

t_хм- температура наиболее холодного месяца, ^оС

t_оп – средняя температура воздуха за отопительный период, ^оС

Z_оп – продолжительность отопительного периода, сут

φ_хм – среднемесячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, %

V_в- расчётная скорость ветра, м/с

Таблица 1. Расчётные климатические характеристики.

1.3. Расчётные характеристики параметров воздуха в помещениях.

По ГОСТ 30494-96 для г. Иркутск принимаю следующие параметры микроклимата:

Таблица 2. Параметры микроклимата.

1.4. Теплотехнические показатели строительных материалов и характеристики ограждающих конструкций.

Конструкция наружной стены по заданию:

По СНиП 2-3-79* принимаю теплотехнические показатели строительных материалов:

ρ- плотность материала, кг/м³

λ- коэффициент теплопроводности, Вт/м ^оС

μ- коэффициент паропроницаемости, мг/м*ч*ПА

Таблица 3. Теплотехнические показатели строительных материалов.

По СНиП 2-3-79* принимаю следующие теплотехнические характеристики ограждающих конструкций:

Δt^н- нормируемый перепад температур между воздухом в помещении и внутренней поверхностью наружного ограждения, ^оС

n- коэффициент уменьшающий расчётную разность температур, несоприкасающихся с наружным воздухом

α_в- коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждений_, Вт/м^2оС

α_н- коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждений_, Вт/м^2оС

Таблица 4. Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций.

2. Расчет сопротивления теплопередаче ограждений и толщины утеплителя наружной стены.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

R₀ - сопротивление теплопередаче ограждения, м^2оС/Вт;

требуемое сопротивление теплопередаче ограждения исходя из санитарно-гигиенических условий, м²°С/Вт;

требуемое сопротивление теплопередаче ограждения исходя из условий энергосбережения, м² °С/Вт.

2.1. Расчет оптимального сопротивления теплопередаче

2.1.1. Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, исходя

из санитарно-гигиенических условий

Требуемое сопротивления теплопередаче, исходя из санитарно-гигиенических условий, определяется по формуле:

t_в -температура рядовой комнаты;

t_н5- из таб. 1;

n, α_в Δt^н - из таб. 4.

Наружные стены:

Чердачные перекрытия:

Перекрытия над подвалами и подпольями:

2.1.2. Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, исходя

из условий энергосбережения

Требуемое сопротивления теплопередаче, исходя из условий энергосбережения, определяется в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по СНиП 2-3-79*

ГСОП - определяется по формуле:

t_в - из таб. 2 (для рядовой комнаты);

t_оп ,Z_оп-из таб. 1

ГСОП = (20- (-8,5)) *240 = 6840°С*сут

Наружные стены :

Чердачные перекрытия:

Перекрытия над подвалами и подпольями:

Таблица 5- Значения требуемых и расчетных сопротивлений ограждений.

2.2. Расчет толщины утеплителя и сопротивления теплопередаче наружной степы

Расчетную толщину утеплителя определяю по формуле:

R^р_о- из таб. 5 (наибольшее для наружной стены);

а_в, а_н –из таб. 4;

δ_i, λ_i - из таб. 3 (для i слоя (кроме утеплителя));

λ_ут- из таб. 3 (для утеплителя).

Полученное значение округляю до величины кратной 0,01 м в большую сторону: δ_ут = 0,11м

Фактическое сопротивление теплопередаче стены определяю по формуле:

Коэффициент теплопередачи стены определяется по формуле:

=0,246 Вт/м^2оС

3. Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще ограждающей конструкции.

3.1, Определяем распределение температуры в характерных сечениях стены.

Температура в любом сечении ограждающей конструкции определяется по выражению:

t_в - из таб. 2 (для рядовой комнаты);

t_н - из таб. 1 Принимаю t_н=t_xм=-20,6^оС

R^ф_о - из п. 2.2 (фактическое сопротивление теплопередаче стены)

∑R_x - сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения, м²°С/Вт.

∑R₀=1/8,7=0,1149 м^2оС/Вт

∑R₁=1/8,7+0,3/0,56=0,65 м^2оС/Вт

∑R₂=1/8,7+0,3/0,56+0,11/0,04=3,4 м^2оС/Вт

∑R₃=1/8,7+0,3/0,56+0,11/0,04+0,25/0,44=3,97 м^2оС/Вт

∑R₄=1/8,7+0,3/0,56+0,11/0,04+0,25/0,44+0,04/0,76=4,02 м^2оС/Вт

t_в=20^оС

t₀=20-0,1149(20+20,6)/4,065=18,85^оС

t₁=20-0,65(20+20,6)/ 4,065=13,51^оС

t₂=20-3,4(20+20,6)/ 4,065=-13,96^оС

t₃=20-3,97(20+20,6)/ 4,065=-19,65^оС

t₄=20-4,02 (20+20,6)/ 4,065=-20,15^оС

t_н=-20,6^оС

3.1.2. Определяем парциальное давление водяного пара соответствующего состоянию насыщения воздуха.

Давление насыщенных водяных паров для температур характерных сечений определяю по СНиП 2-3-79*

Е_в=2338,5 Па; Е₀=2175,7 Па; Е₁=1548,45 Па; Е₂=207,45 Па; Е₃=129,25 Па; Е₄=123,75 Па; Е_н=119 Па;

3.1.3. Парциальное давление водяных паров в наружном и внутреннем воздухе.

φ-относительная влажность воздуха %

е_в=2338,5*55/100=1286,175Па

е_н=119*80/100=95,2 Па

3.1.4. Определяем сопротивление паропроницанию наружной стены

3.1.5. Определяем распределение парциального давления водяных паров в характерных сечениях стены.

Парциальное давление в любом сечении ограждающей конструкции определяется по выражению:

∑R_пх сопротивление паропроницанию ограждения от воздуха помещения до рассматриваемого сечения, м²ч Па/мг

∑R_п0=0,0267 м²ч Па/мг

∑R_п1=0,0267+0,3/0,098=3,09 м²ч Па/мг

∑R_п2=3,09 +0,11/0,05=5,288 м²ч Па/мг

∑R_п3=5,288 +0,25/0,11=7,56 м²ч Па/мг

∑R_п4=7,56+0,04/0,09=8,0051 м²ч Па/мг

е_в=1286,175 Па

е₀=1286,175-0,0267(1286,175-95,2)/8,01=1282,2Па

е₁=1286,175-3,09(1286,175-95,2)/ 8,01=826,74Па

е₂=1286,175-5,288 (1286,175-95,2)/ 8,01=499,9Па

е₃=1286,175-7,56 (1286,175-95,2)/ 8,01=162,1Па

е₄=1286,175-8,0051 (1286,175-95,2)/ 8,01=95,93Па

е_н=95,2 Па

Полученные результаты расчета сведем в таблицу:

По результатам расчётов делаем вывод о том что внутри утеплителя будит происходить конденсация водяных паров. Критическое сечение №2.

3.1.6 Требуемое сопротивление паропроницанию из условий накопления влаги за годовой период.

Rтрп1=Rпн∙(eв-E)/ ∙(E-eнг);

Rпн=2,722 – сопротивлению части ограждающей конструкции , расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

eнг=597,5 Па – средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период по СНиП 23-01-99.

Eг = (Е1*Z1+ Е2*Z2+ Е3*Z3)/12;

где Е1, Е2, Е3- парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемое согласно указаниям примечаний к этому пункту;
Z1, Z2, Z3- продолжительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов года, определяемая по таблице 3* СНиП 23-01 с учетом следующих условий:
а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;
б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;
в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 °С;

Z1=5 мес., Z2=2 мес., Z3=5 мес.

Температура в любом сечении ограждающей конструкции определяется по выражению:

t1=-15,68^оС

t2= 0,75 ^оС

t3=12,78 ^оС

Давление насыщенных водяных паров для температур характерных сечений определяю по СНиП 2-3-79*

Е1=180,4 Па; Е2=644,8 Па; Е3=1477,2Па; отсюда Eг=798,13Па

Rтрп1=2,722 ∙(1286,175-798,13)/ ∙(798,13-597,5)=6,62 м²ч Па/мг

Rпвк=5,288 м²ч Па/мг – сопротив. паропроницанию ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.

Rпвк меньше Rтрп1, необходима дополнительная пароизоляция.

Сопротивление паропроницанию пароизоляционного слоя рассчитывается по формуле:

По СНиП 2-3-79** принимаем пароизоляцию из 3-ёх слоёв полиэтиленовой плёнки толщиной 0,16мм каждая, с

4. Выбор заполнения световых проемов

Сопротивление теплопередачи окна:

R_и - сопротивление воздухопроницанию (инфильтрации) окна, м²чПа/кг;

R_и^тр - требуемое сопротивление воздухопроницанию (инфильтрации) окна, м чПа/кг.

Расчет требуемого сопротивления воздухопроницанию окна и выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию.

Требуемое сопротивление воздухопроницанию окна определяю по формуле:

G_н - нормативная воздухопроницаемость, кг/м² ч;

ΔP_о - разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхности окна, при которой

определяется сопротивление воздухопроницанию. Па (ΔР₀ = 10 Па);

ΔР - разность давления воздуха па наружной и внутренней поверхности окна, Па

ΔР=5,4Н₁(ρ_н-ρ_в)+0,3ρ_нV_в², Па

Н₁ - высота от середины окна первого этажа до верха вентиляционной шахты, м

Н₁=4,1+3,1+3,1-0,8-0,75=8,75м

v_в - из табл. 1;

ρ_н, ρ_в - плотность воздуха соответственно при температуре t_H5 (из таб. 1)и t_B для рядовой

жилой комнаты (из таб. 2), кг/м³ определяется по формуле: ρ=353/(273+t)

ρ_н=353/(273-36)=1,489 кг/м³

ρ_в=353/(273+20)=1,21 кг/м³

ΔР= 5,4*8,75*(1,489-1,21) + 0,3*1,489*2,9² = 16,94 Па

Для деревянных переплётов:

G_H = 6 кг/м²ч

,

принимаем деревянное спаренное окно с двойным остеклением с и пенополиуретановым уплотнителем.

Т.к. 0,26 > 0,2368делаем вывод, что принятый тип заполнения световых проемов удовлетворяет требованию по воздухопроницанию.

R_ок =0,34 м^2оС/Вт

Коэффициент теплопередачи оконных проёмов:

k= 1/ R_ок =2,94 Вт/м^2оС

5. Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций.

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции определяется по формуле:

К = 1/R_о ,Вт/м^2оС

- для наружной стены R₀ - из пункта 2.2.:

К=1/4,065= 0,246 Вт/м^2оС;

- для чердачного перекрытия и перекрытия над подвалами и подпольями R₀ - из таб. 5 (R_o=R_o^p):

K=1/4,978 = 0,2 Bt/m^2oC;

- для окна R₀ - из пункта 4.2. (R₀ = R_0K):

К = 1/0,34= 2,94 Вт/м^2оС;

Таблица 6. Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций.

6. Определение тепловой .мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления для каждого помещения определяется но формулам:

Для жилых (рядовых и угловых) комнат: Q_от = Q_тп+Q_и(в)-Q_б, Вт;

Для кухонь: Q_от= Q_тп+Q_и – Q_б, Вт;

Для лестничных клеток: Q_от = Q_тп+Q_и, Вт;

Q_от - мощность системы отопления в конкретном помещении, Вт;

Q_тп - теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

Q_и(в)- большее значение из теплозатрат на подогрев инфильтрующегося воздуха (Q_и) и

теплозатрат на подогрев воздуха необходимого для компенсации естественной вытяжки из комнаты (Q_B), Вт;

Q_б - бытовые теплопоступления, Вт.

6.1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Теплопотери рассчитываю через каждый элемент ограждающих конструкций, граничащий с окружающем воздухом, по формуле:

Q_тп=Q_о(l+∑β), BT

Qо = AK(t_в-t_н)n, BT

К - из таб. 6 (для окон К_ок=К_ок-К_нс);

А - площадь элемента ограждающих конструкций, м ; 1_В - из таб. 2 (для рассчитываемого помещения);

t_н - температура воздуха с противоположной стороны элемента ограждающих конструкций

n - из таб. 4;

β - коэффициент, учитывающий добавочные потери.

К_ок =2,94-0,246=2,694 Вт/^м2оС

Таблица 7. Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции помещений.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: