 |
Исходные данные к разработке проекта отопления
|
|
|
|
Основным исходным материалом для разработки курсового проекта является задание кафедры, в котором сообщаются данные о назначении здания, его планировочном решении, этажности, ориентации относительно стран света. Указываются назначение отдельных помещений, основные размеры здания по его осям. Задан город, источник теплоснабжения, вид и параметры теплоносителя.
Приступая к проектированию, необходимо не только разобраться в конструкции и планировочных решениях здания, но и, пользуясь соответствующей нормативной, справочной, учебной и научно-технической литературой, приведенной в конце пособия, и другими источниками, ознакомиться с методикой определения температурно-влажностных условий как наружного климата, так и климата в отапливаемых помещениях здания, вопросами выбора систем отоплении и отопительных приборов, выявления расчетных параметров теплоносителя и другими сведениями, касающимися проектирования таких систем. Данные для проектирования в основном могут быть приняты из Приложений.
В качестве исходных климатических данных принимают:
1) расчетную зимнюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки 
, °С; 2) продолжительность отопительного периода (в сутках) 
, сут, выбираемую при температурах наружного воздуха +8 °С иниже; 3) среднюю температуру отопительного периода 
°С; 4) скорость ветра, как максимальную из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, 
, м/с.
Для выявления теплотехнических характеристик строительных материалов ограждающих конструкций здания предварительно необходимо установить влажностные условия эксплуатации ограждения А или Б (табл. 2.1). Условия эксплуатации определяются в зависимости от влажностного режима в помещении (табл. 2.2) и территориальной зоны влажности района застройки.
|
|
|
Таблица 2.1
Условия эксплуатации ограждающих конструкций
| Влажностный режим помещений | Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности | ||
| сухой | нормальной | влажной | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
По влажностным условиям территория России делится на три зоны: сухую, нормальную и влажную. Зона влажности района определяется по схематической карте территории России, приведенной в прилож. 1 СНиП II-3-79*.
Влажностный режим помещений в зимний период (табл. 2.2) принимается в соответствии с нормируемыми значениями относительной влажности и температуры внутреннего воздуха в этих помещениях (табл. 2.3).
Таблица 2.2
Влажностный режим помещений
| Влажностный режим помещения | Относительная влажность внутреннего воздуха, %, при температуре | ||
| до 12 °С | св. 12 до 24 °С | св. 24 °С | |
| Сухой | До 60 | До 50 | До 40 |
| Нормальный | Св. 60 до 75 | Св. 50 до 60 | Св. 40 до 50 |
| Влажный | Св. 75 | Св. 60 до 75 | Св. 50 до 60 |
| Мокрый | - | Св. 75 | Св. 60 |
Таблица 2.3
Расчетные температурно-влажностные условия
| Назначение зданий | Температура воздуха,  , °С
| Относительная влажность воздуха,  %
|
| Жилые, общежития, гостиницы, библиотеки, школы | 50-55 | |
| Клубы | 50-55 | |
| Кинотеатры |
Условные обозначения:
- то же, что в формуле (1);
- температуры точки росы, °С, при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха принимаемым по ГОСТ 12.1.005-88, СНиП 2.04.05-91* и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений. Относительную влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы ограждающих конструкций жилых и общественных зданий следует принимать: для зданий жилых, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов — 55 %; для общественных зданий (кроме вышеуказанных) — 50 %.
|
|
|
Для определения влажностного режима, теплотехнического расчета наружных ограждений и расчета теплопотерь по удельным отопительным характеристикам в жилых и общественных зданиях допустимо принимать единую расчетную температуру воздуха помещений для всего здания , °С. Ее значение численно равно температуре в превалирующих по назначению помещениях здания. В укрупненных расчетах она иногда принимается как округленная по значению средняя температура воздуха во всем здании.
Величина расчетной относительной влажности, воздуха в здании , %, берется, как правило, по ее значению в основных помещениях.
Для некоторых зданий значения и приведены в табл. 2.3. Значения температуры воздуха в отдельных помещениях, кроме того, даны в прилож. 3.
3. ВЫБОР И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
В настоящем курсовом проекте отопления общественного здания проектирование ограждений условно ограничено только теплотехническим расчетом.
Целью теплотехнического расчета является определение необходимой толщины теплоизоляционного слоя наружных ограждений, сопротивления теплопередаче и коэффициента теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания. Теплотехническому расчету подлежат все виды ограждений (наружные стены, покрытия, перекрытия над подвалом, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов и т.д.).
Сопротивление теплопередаче однородного однослойного или многослойного наружного ограждения с однородными слоями (или неоднородного в характерном сечении, без теплопроводных включений)
, м2×°С/Вт, (3.1)
где 
- м2×°С/Вт;
- м2×°С/Вт;
- м2×°С/Вт
Термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев
, м2×°С/Вт, (3.2)
где 
- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2×°С/Вт;
|
|
|
- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м2×°С/Вт.
Расчетная толщина утеплителя
Окончательное толщина слоя утеплителя принимается кратной 1 см.
Значение приведенного сопротивления наружной стены (если принятая толщина отличается от расчетной)
где - окончательное расчетное сопротивление теплопередаче наружной стены.
Коэффициент теплопередачи наружной стены
Таблица 7.1
Коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции (СНиП 11-3-79*).
Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания:
- нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций здания;
- санитарно-гигиенический, включающий нормируемый температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций, а также температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;
- удельный расход тепловой энергии на отопление здания.
При выборе и теплотехническом расчете ограждающих конструкций определяется нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче конструкции ограждения 
.
Нормируемое (требуемое) приведенное сопротивление теплопередаче конструкции ограждения принимается по табл. 7 в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода или рассчитывается по зависимости
, м2·оС/Вт, (2)
где 
и 
- величины, определяемые по табл. 8;
– градусо-сутки отопительного периода, оС·сут, определяемые по формуле
, оС·сут, (3)
здесь 
- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ˚С;
, 
- средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность отопительного периода, сут. Принимаются по табл. 1 СНиП 23-01 [1] для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 ˚С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов- интернатов для престарелых, и не более 8 ˚С – в остальных случаях.
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания для теплотехнического расчета ограждающих конструкций принимается:
|
|
|
- для жилых зданий, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов, гостиниц и общежитий – по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 ˚С);
- для общественных зданий, кроме указанных выше, административных и бытовых, производственных и других зданий и помещений с влажным или мокрым режимом – согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21 ˚С).
Классификация помещений (ГОСТ 30494 - 96):
- помещения 1 категории - помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха;
- помещения 2 категории - помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой;
- помещения 3а категории - помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды;
- помещения 3б категории - помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде;
- помещения 3в категории - помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды;
- помещения 4 категории - помещения для занятий подвижными видами спорта;
- помещения 5 категории - помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.);
- помещения 6 категории - помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).
Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне помещений (в установленных расчетных параметрах наружного воздуха) соответствуют значениям, приведенным в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных зданий для холодного периода года
| Наименование помещения или категория | Температура воздуха, °С | Относительная влажность, % | Скорость движения воздуха, м/с | |||
| опти-мальная | допус-тимая | оптимальная | допустимая, не более | оптимальная, не более | допустимая, не более | |
| 1 категория | 20-22 | 18-24 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 2 категория | 19-21 | 18-23 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 3а категория | 20-21 | 19-23 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 3б категория | 14-16 | 12-17 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 3в категория | 18-20 | 16-22 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 4 категория | 17-19 | 15-21 | 45-30 | 0,2 | 0,3 | |
| 5 категория | 20-22 | 20-24 | 45-30 | 0,15 | 0,2 | |
| 6 категория | 16-18 | 14-20 | НН* | НН | НН | НН |
| Ванные, душевые | 24-26 | 18-28 | НН | НН | 0,15 | 0,2 |
Примечание: *НН - не нормируется.
|
|
|
Санитарно-гигиенический показатель теплозащиты (требуемое значение сопротивления теплопередаче )
, м2·оС/Вт, (1)
где 
- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по табл. 3* [1];
- расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99*;
– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 2* [1];
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС), принимаемый по табл. 4 [1];
Необходимые справочные данные для расчета по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям приведены в табл. 4 - 6.
Таблица 4
Значения коэффициента
| Ограждающие конструкции | Коэффициент
|
| 1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне | |
| 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне | 0,9 |
| 3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах | 0,75 |
| 4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли | 0,6 |
| 5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли | 0,4 |
Таблица 5
Значения коэффициента теплоотдачи
| Внутренняя поверхность ограждающих конструкций | Коэффициент теплоотдачи,  , Вт/(м2×°С)
|
1. Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а между гранями соседних ребер 
| 8,7 |
| 2. Потолков с выступающими ребрами при отношении
| 7,6 |
| 3. Зенитных фонарей | 9,9 |
Таблица 6
Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции
| Здания и помещения | Нормируемый температурный перепад  , °С, для
| ||
| наружных стен | покрытий и чердачных перекрытий | перекрытий над проездами, подвалами и подпольями | |
| 1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 4,0 | 3,0 | 2,0 |
| 2. Общественные, кроме указанных в п. 1, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом | 4,5 | 4,0 | 2,5 |
При определении требуемого сопротивления теплопередаче внутренних ограждений в формуле следует принимать п=1 и вместо tH - расчетную температуру воздуха более холодного помещения.
Таблица 7
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
| Здания и помещения | Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут | Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, , м2·оС/Вт
| ||||
| стен | покрытий и перекрытий над проездами | перекры-тий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами | окон и балкон-ных дверей, витрин и витражей | фонарей | ||
| Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 | 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 | 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 | 0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80 | 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 | |
| Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом | 1,8 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8 | 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 | 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5 | 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 | 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 |
Примечания: 1. Промежуточные значения Rтро следует определять интерполяцией.
2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажным или мокрым режимом, с избытками явного тепла от 23 Вт/м.куб., а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным или мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий.
3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий.
4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5 % ниже устанавливаемого в таблице.
Таблица 8
Значения величин и для расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций 
из условий энергосбережения
| Здания и помещения | Обозначения | Значения величин и для ограждающих конструкций
| ||||
| стен | покрытий и перекрытий над проездами | перекры-тий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами | окон и балкон-ных дверей, витрин и витражей | фонарей | ||
| Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты |
| 0,00035 1,4 | 0,0005 2,2 | 0,00045 1,9 | - - | 0,000025 0,25 |
| Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом |
| 0,0003 1,2 | 0,0004 1,6 | 0,00035 1,3 | 0,00005 0,2 | 0,000025 0,25 |
Теплотехнический расчет выполняется по методике СниП II-3-79* «Строительная теплотехника».
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции без учета теплопроводных включений 
, м2·оС/Вт,определяется по зависимости (4) [1]
, м2·оС/Вт,
где 
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС), принимаемый по табл. 5;
….., 
- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·оС/Вт;
- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, определяемое по прил. 4 /1/, м2·оС/Вт;
- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС), принимаемый по табл. 6 [1].
Термические сопротивления отдельных слоев многослойной ограждающей конструкции определяются по зависимости (3) [1]
, м2·оС/Вт,
где 
– толщина слоя, м;
– расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·оС), принимаемый по прилож. 3* [1].
|
|
|
