Курсовой вентиляция и отопление жилой дом
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»
Выполнил: студент группы ПГСд-32
Проверил: доцент кафедры ТГВ
Пазушкин П.Б.
Ульяновск, 2008
1. Расчет наружных ограждений 4
1.1. Теплотехнический расчет наружных ограждений 4
1.1.2. Бесчердачное перекрытие 7
1.1.3. Подвальное перекрытие 8
1.1.4 Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального и чердачного перекрытия 9
1.2. Проверка конструкций ограждений на конденсацию 12
водяных паров на их внутренней поверхности 12
1.2.1. Проверка наружной стены на конденсацию водяных паров в углу помещения 12
2. Расчет тепловой мощности системы отопления 13
2.1. Уравнение теплового баланса 13
2.1.1. Расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна трехэтажного здания 15
2.1.2. Определение потери теплоты для жилой угловой комнаты № 101 17
2.1.3 Определение потери теплоты для лестничной клетки 17
2.1.4. Определение удельной тепловой характеристики здания 25
3. Гидравлический расчет системы отопления 26
3.1. Гидравлический расчет системы отопления 26
3.1.1. Гидравлический расчет трубопроводов методом 28
удельной потери давления на трение 28
3.2. Расчет индивидуального теплового пункта 29
3.2.1. Расчет и подбор индивидуального теплового пункта 30
4. Определение площади поверхности и числа элементов 31
4.1. Определение площади поверхности и числа элементов 32
5. Проектирование и расчет вентиляции 34
5.1. Определение сечения каналов и жалюзийных решеток системы естественной вентиляции, обслуживающих кухни, секции трехэтажного жилого дома 34
Библиографический список 39
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.
^
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 (м 2 ·°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/(м 2 ·°С); для чердачных перекрытий = 12 Вт/(м 2 ·°С); для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, = 6 Вт/(м 2 ·°С); 
— термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м 2 ·°С)/Вт.
Величина определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев
, (5)
где 
, 
, . , 
— термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м 2 ·°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)
Пояснительная записка к курсовой работе по теплогазоснабжению и вентиляции
«Отопление и естественная вентиляция 9-этажного жилого дома в городе Екатеринбург»
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции
Гидравлический расчет трубопроводов
Расчет естественной вентиляции
Место расположения здания – город Екатеринбург.
Здание имеет стеновую конструктивную схему.
Стены наружные – облицовка силикатным кирпичом , внутри утеплитель – пенополистирол, затем стена из пенобетона (монолитная).
Стены внутренние – монолитные толщиной 250 мм.
Перегородки – кирпичные толщиной 120мм.
Перекрытия – сборные железобетонные из многопустотных плит.
Фундаменты – под стены монолитный.
Кровля – плоская, ребрестые плиты покрытия, 3 слоя рубероида.
Утеплитель пола I этажа – плиты минераловатные.
Утеплитель покрытия – гравий керамзитовый.
трубопровод вентиляция отопление жилой дом
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
δ, м
Теплотехнический расчет сводится к определению требуемого термического сопротивления 
и толщины слоя Х утеплителя исходя из зимних условий.
ГСОП = (20+6,4)·228=6019 гр. сут. Zоп=228 суток
=3,5 м2·К/Вт
= 
=1,6 м2·К/Вт 
=-37 єС
>
= 
(2.2)
=1,6
х=0,0157 м, принимаем х=2 см — минимальная допустимая толщина теплоизоляционного слоя.
=
=3,5
х=0,1142 м, принимаем х=12 см – толщина стены по энергосбережению.
=3,61 м2·К/Вт
k=
=0,277Вт/м2·К (2.3)
D= 
(2.4)
Ri= 
R1= 
=0.98 м2·К/Вт
R2= 
=2.31 м2·К/Вт
R3= 
=0.16 м2·К/Вт
следовательно, стена массивная.
=4,6 м2·К/Вт
> , пусть =
=4,6
Х=36 см =4,445 м2·К/Вт
=4,6 м2·К/Вт
> , пусть =
= 4,6
х= 0,447 м, принимаем х=45 см.
=4,574 м2·К/Вт
k==0,219 Вт/м2·К
Термическое сопротивление определяем по ГСОП
=0,6 м2·К/Вт
k==1,667 Вт/м2·К
3. Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции
Теплопотери через отдельные ограждения или их части площадью F определяются по формуле:
Qогр= k·F·(tв – tн)·n·(1+
), Вт (2.1)
k – коэффициент теплопередачи,
tв- расчетная температура воздуха, °С, в помещении
tн- расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения—при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения;
n- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79**.:
n=1 для наружных стен, окон и дверей,
n= 0,6 для перекрытий над подвалами,
n=0,9 для чердачного перекрытия.
— сумма коэффициентов добавочных теплопотерь
Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:
а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад— в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 —в других случаях;
б) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:
0,2 H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними;
0,34 H —для двойных дверей без тамбура;
0,22 H —для одинарных дверей.
Произведём расчёты теплопотерь для первого, девятого и второго этажа. Расчёт теплопотерь для 3, 4, 5, 6, 7 и 8 этажей аналогичен расчёту для 2 этажа.
4. Расчёт системы отопления
По виду теплоносителя система отопления – водяная.
По способу создания циркуляции – с естественной циркуляцией
По схеме включения отопительных приборов в стояк – двухтрубная, т.е. горячая вода подается по одному стояку, а отводится из приборов – по другому.
По направлению объединения отопительных приборов система вертикальная, так как приборы присоединены к стояку последовательно на каждом этаже.
По месту расположения подающих и обратных магистралей система с нижней разводкой, т.е. подающая и обратная магистрали находятся в подвале.
По направлению движения воды в подающей и обратной магистралях система тупиковая, т. е. горячая и холодная вода движутся в противоположных направлениях. Отопительные приборы – чугунные радиаторы марки М-140-108.
Расчет отопительных приборов.
Тепловой расчет отопительных приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов. Для теплоносителя воды это – максимальная средняя температура воды в приборе, связанная с её расходом.
Тепловая мощность прибора, т.е. его расчетная теплоотдача Qпр, определяется, как известно, теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов, проложенных в этом помещении. Площадь теплоотдающей поверхности зависит от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам. Эти факторы отражаются на значении поверхностной плотности теплового потока прибора.
Если поверхностная плотность теплового потока прибора qпр, Вт/м, известна, то теплоотдача отопительного прибора Qпр, Вт, должна быть пропорциональна площади его нагревательной поверхности
Отсюда расчетная площадь Ар, м2, отопительного прибора
Где Qпр – требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемое помещение, определяемая по формуле
Qп – теплопотребность помещения, Вт; Qтр – суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения нагретых труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединён прибор, а также транзитного теплопровода, если он имеется в помещении; βтр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении; βтр составляет при прокладке труб: открытой – 0,9, скрытой в глухой борозде стены – 0,5, замоноличенной в тяжелый бетон – 1,8.
Теплоотдачу теплопроводов можно определить приближенно по формуле:
С использованием таблиц в справочной литературе, где даны значения qв и qг – теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, исходя из их диаметра и разности температуры (tт-tв); lв и lг – длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.
Поверхностная плотность теплового потока qпр, Вт/м2, передаваемого через 1м2 площади отопительных приборов, определяется по формуле
qпр= qном· 
(4.5)
где qном- номинальная плотность теплового потока.
tср=tвх – 0,5tпр= tвх – 
, где (4.7)
β1 – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь приборов, принятых к установке; для радиаторов
β2 – поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери в следствии размещения отопительных приборов у наружных ограждений.
Если Gпр выражен в кг/ч, то в числитель в формуле вводят множитель 3,6 для перевода в кДж/ч [ при удельной массовой теплоёмкости воды с=4,187 кДж/кгоС].
Температура воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя определяется по формуле
tвх= tг — 
(4.8)
Общее количество воды циркулирующее по стояку, кг/ч:
Gст= 
(4.9)
Число секций радиатора определяем по формуле:
n = 
, шт. (4.10)
β3 – поправочный коэффициент на количество секций в радиаторе; его введение обуславливается тем, что теплоотдача секций нагревательного прибора неодинакова: крайние две секции находятся в лучших условиях для отдачи тепла лучеиспусканием, а в средних секциях происходит взаимное облучение.
β4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора.
В качестве нагревательных приборов принимаем чугунные секционные радиаторы МС 140-108 (ГОСТ 8690-75)
Теплопотребность помещения равна тепловой мощности системы отопления для конденсации недостатка в помещении определяется разностью величин:
где Qсо – теплонедостаток, т. е. расчетная мощность системы отопления, Вт;
∑Qпот – суммарные тепловые потери помещениями, Вт;
∑Qпост – суммарные теплопоступления в помещения, Вт.
В общем случае величины суммарных тепловых потерь и теплопоступлений в помещениях определяется соответственно:
∑Qпот = Qогр + Qи + Qмат + Qпроч;
∑Qпост = Qоб + Qмат + Qбыт + Qэл + Qчел + Qср + Qпроч.
Для помещений конкретных зданий выражение (4.2) упрощается, т. к. далеко не всегда имеются различного рода теплопотери и теплопоступления.
Для комнат и кухонь жилых зданий учитывают только теплопотери через ограждения и теплозатраты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха, а также бытовые тепловыделения:
Qс.о. = Qогр. + Qинф. — Qбыт. (4.12)
Для помещений лестничных клеток мощность отопительной установки составляет
В жилых зданиях теплозатраты на нагревание инфильтрующего воздуха определяют по формуле:
Qинф. = Lrв c(tв – t н)F n (4.14)
где L = 3 м/час – нормативный воздухообмен отнесенный к 1 м2 пола жилых
комнат, который должен быть обеспечен при расчетной температуре наружного воздуха tн
с – удельная массовая теплоемкость воздуха
с = 1005 Дж/(кг · °С) или с = 1005 / 3600 = 0,28 Вт/(кг · °С)
r = 1,27 кг/ м3 – плотность воздуха.
Бытовые тепловыделения определяют по формуле:
где F n – площадь пола отапливаемого помещения
Для гражданских зданий обычно принимают, что в помещении отсутствуют люди, нет искусственного освещения и других бытовых тепловыделений:
Таблица — Необходимая мощность системы отопления
29 Мар 2019 admin 14