Содержание
1) Исходные данные…………………………………………………………………………………………….…… 2
2) Отопление………………………………………………………………………………………………………..……. 2
2.1) Теплотехнический расчет наружных ограждений………………………………………..……. 2
2.2) Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания……………..4
2.3) Выбор и расчет отопительных приборов…………………………………………..……………….. 5
3) Вентиляция…………………………………………………………………………………………..…………………. 7
3.1) Выбор системы вентиляции……………………………………………………………………..…………. 7
3.2) Определение воздухообменов………………………………………………………….……………….. 7
3.3) Аэродинамический расчет каналов……………………………………………………….…………… 8
4) Используемая литература……………………………………………………………………….…………….. 10
Исходные данные
Место строительства: г. Воркута
Обеспеченность: 0,92
Температура наружного воздуха, температура наиболее холодной пятидневки: tн
= - 41
Продолжительность отопительного периода: Z = 306 сут.
Температура внутреннего воздуха: tв
= 20 .
Средняя температура суток: t = - 9,1 .
Коэффициент теплоотдачи стены: αв
= 8,7 Вт/(м2
х ), αн
= 23 Вт/(м2
х )
Нормированный температурный перепад : Δtн
= 4,0
2. Отопление
2.1 Теплотехнический расчет наружных ограждений
Расчет сопротивления теплопередаче, коэффициент теплопередаче, подбор материала утеплителя, расчет толщины утеплителя и толщины стены:
Слой 1- внутренняя штукатурка,
толщина слоя (0,01 м)
Слой 2 - кирпич силикатный,
толщина слоя (0,12 м)
Слой 3 – утеплитель
Слой 4 - кирпич глиняный,
толщина слоя (0,25 м)
Слой 5 - наружная штукатурка,
толщина слоя (0,01м)
Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены, исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле:
Требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из условий энергосбережения:
стены
окна
стены
Общее сопротивление теплопередаче ограждения:
= 4,52
Термическое сопротивление утеплителя:
Утеплитель – экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс»,
= 0.029
Необходимая толщина слоя утеплителя:
= 12 см (кратное 2см)
Толщина стены = 51 см
Фактическое термическое сопротивление наружной стены:
Определяем коэффициент теплопередачи:
2.2 Определение теплопотерь через ограждающие конструкции
Потери теплоты через наружные ограждения: Qогр
= K × F( tв
- tн
) × n(1+Σβ),Вт
K - коэф. теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/м2
С
F - расчетная площадь ограждающей конструкции. Σβ – сумма добавочных потерь теплоты.
Спальня:
1. Qогр = 0,21×13,38×64×1×1.3 = 233,8 Вт
2. Qогр = 0,21×9,43×64×1×1,35 = 171,1 Вт
3. Qогр = 1.39×2,15×64×1×1,3 = 248,6 Вт
4. Qогр = 0,9×9,75×5×0,9×1 = 39,5 Вт
5,6. Qогр = 0,17×12,51×64×0,6×1,05 = 85,75 Вт
Зал:
1. Qогр = 0,21×8,22×64×1×1,35 = 143,6 Вт
2. Qогр = 1.39×2,58×64×1×1,3 = 298,37 Вт
3. Qогр = 0,21×4,8×64×1×1,3 = 83,87 Вт
4. Qогр = 0,9×10,2×5×0,9×1 = 41,31 Вт
5,6. Qогр = 0,17×18,53×64×0,6×1,05 = 127 Вт
Кухня:
1. Qогр = 0,21×10,6×59×1×1,35 = 177,3 Вт
2. Qогр = 1.39×2,15×59×1×1,3 = 229,2 Вт
3. Qогр = 0,21×9×59×1×1,35 = 150,54 Вт
5,6. Qогр = 0,17×8,76×59×0,6×1,05 = 53,55 Вт
Ванна:
1.Qогр = 0,9×7,68×7×0,9×1 = 43,55 Вт
2.Qогр = 0,9×4,35×7×0.9×1 = 24,66 Вт
3.Qогр = 0,9×4,35×7×0,9×1 = 24,66 Вт
4.Qогр = 0,21×7,68×66×1×1,25= 133,06 Вт
5,6. Qогр = 0,17×3,71×66×0,6×1,05 = 26,22 Вт
Коридор
1. Qогр = 0,21×6,15×59×1×1,35 = 102,87 Вт
2. Qогр = 0,21×6,15×59×1×1,3 = 99,06 Вт
3. Qогр = 0,21×33,6×59×1×1,25 = 520,38 Вт
4,5. Qогр = 0,17×17,7×59×0,6×1,05 = 111,84 Вт
2.3 Выбор и расчет отопительных приборов
В жилых зданиях в качестве отопительных приборов рекомендуется применять радиаторы и конвекторы, отопительные приборы рекомендуется устанавливать у наружных стен, преимущественно под окнами.
Применим чугунные секционные радиаторы отопления ЧМ3-500, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 8690-94.
Поверхность нагрева приборов определим по формуле: Fпр
= х β1
х β2
qпр
- расчетная плотность теплового потока, Вт/м2
β1
- 1,02 β2
- 1,02
qпр
= qном
× ( х ()m
×С × b × p;
qном
- номинальная плотность теплового потока,
qном
= = 637,4 Вт/м2
n, m - эмпирические показатели: n = 0,33 m = 0,05 с = 1
b, p – безразмерный поправочный коэффициенты, b = 1 p = 1
= - tв
101, 102: Δtср
= - 23 = 59,5
103, 104, 105 : Δtср
= - 18 = 64,5
Gпр
- расход воды в приборе, кг/ч
Gпр
= , c = 4.187 кДж/кг × , = 95 , = 70
101. Gпр
= = = 58,64 кг/ч
102. Gпр
= = = 71,07 кг/ч
103. Gпр
= = = 41,28 кг/ч
104. Gпр
= = = 7,67 кг/ч
105. Gпр
= = = 23,39 кг/ч
Число выбранных секций: N =
β3
-поправочный коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе, = 1
спальная: qпр
= 637,4 × ( × ()0,05
× 1 × 1× 1 = 468,96 Вт/м2
Fпр
= × 1,02 × 1,02 = 3.783 м2
N = = 16;
зал: qпр
= 637,4 × ( × ()0,05
× 1 × 1 × 1 = 473,79 Вт/м2
Fпр
= × 1,02 × 1,02 = 4,362 м2
N = = 18;
кухня: qпр
= 637,4 × ( × ()0,05
× 1 × 1 × 1 = 513 Вт/м2
Fпр
= × 1,02 × 1,02 = 2,434 м2
N = = 10;
уборная: qпр
= 637,4 × ( × ()0,05
× 1 × 1 × 1 = 471,66 Вт/м2
Fпр
= × 1,02 × 1,02 = 0.492 м2
N = = 2;
коридор: qпр
= 637,4 × ( × ()0,05
× 1 × 1 × 1 = 497,55 Вт/м2
Fпр
= × 1,02 × 1,02 = 1,422 м2
N = = 6;
Таблица для расчета отопительных приборов
| № |
Qпр, Вт |
Gпр, кг/ч |
tср
|
qпр, Вт/м2
|
Fпр, м2
|
β3
|
fc, м2
|
N, шт |
Приборы |
||||
| 101 |
1705,2 |
58,64 |
59,5 |
468,96 |
3.783 |
1 |
0,246 |
16 |
2 |
||||
| 102 |
2066,5 |
71,07 |
59,5 |
473,79 |
4,362 |
1 |
0,246 |
18 |
2 |
||||
| 103 |
1200,3 |
41,28 |
64,5 |
513 |
2,434 |
1 |
0,246 |
10 |
1 |
||||
| 104 |
222,9 |
7,67 |
64.5 |
471,66 |
0.492 |
1 |
0.246 |
2 |
1 |
||||
| 105 |
680,2 |
22,39 |
64.5 |
497,55 |
1,422 |
1 |
0.246 |
6 |
1 |
||||
Подбор котла
Qкв
= 5875,1 Вт
5875,1 Вт ×1,15 7 кВт
Котёл
Logano
G
334
X
BU
8197200 (9 кВт)
3. Вентиляция:
3.1 Выбор системы вентиляции:
В жилых зданиях обычно устраивают естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Вытяжная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных каналов с отверстиями, закрытыми решётками, сборных горизонтальных воздуховодов, и вытяжной шахты. Вытяжные системы устраивают в помещениях кухонь, санитарных узлов и ванных комнатах, которые должны быть рассчитаны на удаление воздуха и из жилых комнат.
3.2 Определение воздухообменов
Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяется по кратности воздухообмена:
L = V
×
Kp
, м3
/ч
L - объём удаляемого воздуха, м3
/ч;
Kр
- кратность воздухообмена;
V- объём помещения, м3
Объемы удаляемого воздуха:
L = 50 м3
/ч – в уборной
L = 26,3 + 100 = 126,3 м3
/ч – на кухне L = 126,3 + 50 = 176,3 м3
/ч – на кухне
Зная объём удаляемого воздуха L, определим сечение каналов: F =
× ν, м2
ν -нормируемая скорость движения воздуха по каналам, 0,5 – 1 м/с; в шахте 1-1,5 м/с
F = = 0,047 м2
– на кухне F = = 0,039 м2
- шахта
F = = 0,019 м2
– в туалете
Выберем размеры каналов из кирпича по площади живого сечения из приложения:
Fф
= 0,073 м2
, a x b = 270 х 270 – на кухне
Fф
= 0,02 м2
, a x b = 140 х 140 - в уборной, Fф = 0,038 м2
, a x b = 140 х 270 - в шахте,
Определим фактическую скорость потока:
vф
= = = 0.48 м/с
vф
= = = 0.69 м/с
vф
= = = 1,29 м/с
Таблица определения воздухообмена
| № |
Помещение |
Размеры, м |
V,помещ. м3
|
Норм.возд, м3
|
Кратность |
V удал. м3
|
Размер каналов |
Число каналов |
| 201 |
Спальная |
3,25*3,85*3 |
37,5 |
1 |
37,5 |
|||
| 202 |
Зал |
3,4*5,45*3 |
55,6 |
1 |
55,6 |
|||
| 203 |
Кухня |
3,65*2,4*3 |
26,3 |
100 |
126,3 |
270х270 |
1 |
|
| 204 |
Уборная |
2,56*1,4*3 |
11,1 |
50 |
50 |
140х140 |
1 |
|
| 205 |
Коридор |
17,7*3 |
53,1 |
1 |
53,1 |
3.3 Аэродинамический расчет каналов
Цель расчета – определение размеров вытяжного канала для удаления нормируемого объема воздуха при расчетных условиях.
ΔРе
= h × (pн
- pв
) × g,
pн
– плотность наружного воздуха при температуре +5 равна, 1,27 кг/м3
.
pв
– плотность внутреннего воздуха, кг/м3
.
pв
= при 20 pв = 1,21 кг/м
3
h – высота от оси жалюзийной решетки до верха вытяжной шахты, м.
ΔРе = h × (pн
-pв
) × g= 5,55 × (1,27-1,21) × 9,81= 3,27 Па – расчётное
h = 0.4 + 0.15 + 5 = 5,55 м (кварт + перекр + этаж + шахта)
Определим эквивалентный диаметр для прямоугольных каналов: d
э
dэ
= = 0,14 м – для 1-го участка
dэ
= = 0,184 м – для 2-го участка
dэ
= = 0,27 м – для 3-го участка
Найдем фактическую скорость: v
=
v = == 0,69 м/с – для 1-го участка
v = = 1,29 м/с – для 2-го участка
v = = = 0,48 м/с – для 3-го участка
Потери давления на трение R определяются по номограмме. Значения занесены в таблицу .
1. R х L x β = 0.08 × 1,3 × (1.25 + 29*0.00375) = 0.141 Па
2. R х L x β = 0,14 × 5 × 1,5 = 1,05 Па
3. R х L x β = 0,018 × 2,95× (1.25 + 8*0.00375) = 0,068 Па
Рассчитаем потери давления в местных сопротивлениях: Z = Σξ ×
1. Σξ = 2 + 1.2 -0,35 = 2,85 (решётка, колено квадр, ответвление) Па
2. Σξ = 0,64 (диффузор) Па
3. Σξ = 2 + 1.2 + 0.14 = 3.34 (решётка, колено квадратное, проход) = 0,139 Па
Z = 2,85 x 0,288 = 0,821 Па – для первого участка Rхlxβ+Z = 0,141 + 0,821 = 0,962 Па
Z = 0,64 x 1,02 = 0,653 Па – для второго участка Rхlxβ+Z = 1,05 + 0,653 = 1,703 Па
Z = 3,34 x 0,139 = 0,464 Па – для третьего участка Rхlxβ+Z = 0,068 + 0,464 = 0,532 Па
Сравним потери давления на трение, в местных сопротивлениях с располагаемым давлением:
(∆P1
+ ∆P2
) > (∆P3
+ ∆P2
), (2,665 Па) (2,235 Па)
(∆P1
+ ∆P2
) x a ≤ ∆Pе
расч
(2,665) x 1,15 ≤ 3,27 Па
3,07 Па ≤ 3,27 Па
Условие выполняется, следовательно, сечения каналов подходят.
Таблица аэродинамического расчета каналов
| № |
L,м3
|
H,м |
а×b,мм |
dэ
|
F,м2
|
V,м/с |
R,Па/м |
Rхlxβ,Па |
pν,Па |
Σ ξ |
Z,Па |
Rхlxβ+Z,Па |
| 1 |
50 |
1,3 |
140х140 |
140 |
0,02 |
0,69 |
0,08 |
0,141 |
0,288 |
2,85 |
0,821 |
0,962 |
| 2 |
176,3 |
5 |
140х270 |
184 |
0,038 |
1,29 |
0,14 |
1,05 |
1,02 |
0,64 |
0,653 |
1,703 |
| 3 |
126,3 |
2,95 |
270х270 |
270 |
0,073 |
0,48 |
0,018 |
0,068 |
0,139 |
3,34 |
0,464 |
0,532 |
Аксонометрическая схема системы
1. L = 50 м3
, v = 0.69 м/с, l = 1,3 м, F = 0.02 м2
(ответвление)
2. L = 176,3 м3
, v = 1,29 м/с, l = 5 м, F = 0.038 м2
(слияние)
3. L = 126,3 м3
, v = 0.48 м/с, l = 2,95 м, F = 0.073 м2
(проход)
Литература:
Методические указания «Отопление и вентиляция жилого дома», Казань, 2008г
Тихомиров К. В., Сергее
Таблица расчетов теплопотерь помещений
| Номер помещения |
Наименование помещения и его температура |
Характеристика ограждения |
Коэф. Теплопередачи, К |
Разность температур, |
Коэфициент n |
Дополнит. теплопотери |
1+ сумма |
Теплопотери ограждения, Вт |
Потери теплоты помещения, Вт |
Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт |
Бытовые тепловыделения, Вт |
Полные теплопотери, Вт |
|||||||||
| Наименование ограждения |
Ориентация |
Размеры, А*В, м2
|
Площадь F, м2
|
Добавка на ориентацию |
На открывание наружных дверей |
||||||||||||||||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|||||
| 101 |
Спальная угловая t=23 |
НС |
З |
4,46*3 |
13,38 |
0,21 |
64 |
1 |
0,05 |
0,25 |
1,3 |
233,8 |
864,5 |
187,65 |
1546,6 |
||||||
| НС |
С |
3,86*3 - Fo |
9,43 |
0,21 |
64 |
1 |
0,1 |
0,25 |
1,35 |
171,1 |
|||||||||||
| О |
С |
1,47*1,46 |
2,15 |
1,39 |
64 |
1 |
0,1 |
0,2 |
1,3 |
248,6 |
|||||||||||
| Пер |
3,25*3 |
9,75 |
0,9 |
5 |
0,9 |
0 |
0 |
1 |
39,49 |
||||||||||||
| Пт |
3,25*3,85 |
12,51 |
0,17 |
64 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
85,75 |
||||||||||||
| Пл |
3,25*3,85 |
12,51 |
0,17 |
64 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
85,75 |
||||||||||||
| 102 |
Зал угловой t=23 |
НС |
С |
3,6*3 - Fo |
8,22 |
0,21 |
64 |
1 |
0,1 |
0,25 |
1,35 |
143,6 |
821,2 |
278 |
1831,7 |
||||||
| 0 |
С |
1,77*1,46 |
2,58 |
1,39 |
64 |
1 |
0,1 |
0,2 |
1,3 |
298,37 |
|||||||||||
| НС |
З |
1,6*3 |
4,8 |
0,21 |
64 |
1 |
0,05 |
0,25 |
1,3 |
83,87 |
|||||||||||
| Пер |
3,4*3 |
10,2 |
0,9 |
5 |
0,9 |
0 |
0 |
1 |
41,31 |
||||||||||||
| Пт |
3,4*5,45 |
18,53 |
0,17 |
64 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
127 |
||||||||||||
| Пл |
3,4*5,45 |
18,53 |
0,17 |
64 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
127 |
||||||||||||
| 103 |
Кухня t=18 |
НС |
С |
4,26*3 - Fo |
10,6 |
0,21 |
59 |
1 |
0,1 |
0,25 |
1,35 |
177,3 |
656,6 |
131,4 |
1079,9 |
||||||
| О |
С |
1,47*1,46 |
2,15 |
1,39 |
59 |
1 |
0,1 |
0,2 |
1,3 |
229,2 |
|||||||||||
| НС |
В |
3*3 |
9 |
0,21 |
59 |
1 |
0,1 |
0,25 |
1,25 |
139,39 |
|||||||||||
| Пт |
2,4*3,65 |
8,76 |
0,17 |
59 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
55,35 |
||||||||||||
| Пл |
2,4*3,65 |
8,76 |
0,17 |
59 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
55,35 |
||||||||||||
| 104 |
Ванная t=25 |
Пер |
2,56*3 |
7,68 |
0,9 |
7 |
0,9 |
0 |
0 |
1 |
43,55 |
278,4 |
55,5 |
222,9 |
|||||||
| Пер |
1,45*3 |
4,35 |
0,9 |
7 |
0,9 |
0 |
0 |
1 |
24,66 |
||||||||||||
| Пер |
1,45*3 |
4,35 |
0,9 |
9 |
0,9 |
0 |
0 |
1 |
24,66 |
||||||||||||
| НС |
В |
2,56*3 |
7,68 |
0,21 |
66 |
1 |
0,1 |
0,1 |
1,25 |
133,06 |
|||||||||||
| Пт |
2,56*1,45 |
3,71 |
0,17 |
66 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
26,22 |
||||||||||||
| Пл |
2,56*1,45 |
3,71 |
0,17 |
66 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
26,22 |
||||||||||||
| 105 |
Коридор t=18 |
НС |
В |
2,06*3 |
6,15 |
0,21 |
59 |
1 |
0,1 |
0,25 |
1,35 |
102,87 |
946 |
265,8 |
680,2 |
||||||
| НС |
З |
2,06*3 |
6,15 |
0,21 |
59 |
1 |
0,05 |
0,25 |
1,3 |
99,06 |
|||||||||||
| НС |
Ю |
11,2*3 |
33,6 |
0,21 |
59 |
1 |
0 |
0,25 |
1,25 |
520,38 |
|||||||||||
| Пт |
17,7 |
0,17 |
59 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
111,84 |
|||||||||||||
| Пл |
17,7 |
0,17 |
59 |
0,6 |
0 |
0,05 |
1,05 |
111,84 |
|||||||||||||