 |
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
|
|
|
|
ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ
ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
Рекомендовано Ученым советом
Вятского государственного
университета в качестве учебного
пособия
Киров 2005
Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета
УДК 697.1
С 91
Рецензенты: кафедра промышленной экологии и безопасности ВятГУ,
доктор технических наук профессор КТУ Ф.М.Гимранов
Суханова И.И.. Куц Е.В. Отопление и вентиляция жилого здания: Учебное пособие / И.И.Суханова. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2005. - 86 с.
В учебном пособии приведены основные сведения по расчету теплового режима помещений, конструированию и расчету систем отопления и вентиляции жилых зданий. Пособие содержит краткие теоретические сведения, указания для выполнения курсовой работы по отоплению и вентиляции жилого здания.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство».
Редактор Е.Г.Козвонина
Компьютерная верстка И.И.Сухановой
| Подписано в печать | Усл.печ.л. | |
| Бумага офсетная | Печать матричная | |
| Заказ № | Тираж | Бесплатно |
Текст напечатан с оригинала-макета, предоставленного автором
610000, г.Киров, ул.Московская, 36
Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ.
© И.И.Суханова, 2005
© Е.В.Куц, 2005
© Вятский государственный университет, 2005
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ
Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; параметры внутреннего воздуха в помещениях.
|
|
|
Определение тепловой мощности системы отопления. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления.
Проектирование системы отопления. Конструирование системы отопления. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения вводов стояков и системы. Выбор вида запорно-регулирующей арматуры, ее размещение. Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.
Гидравлический расчет системы отопления.
Расчет отопительных приборов.
Проектирование естественной вентиляции здания. Определение требуемых воздухообменов. Конструирование вентиляционной системы. Аэродинамический расчет естественной вытяжной системы вентиляции.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Исходные данные для проектирования выдаются преподавателем в соответствии с предпоследней и последней цифрами шифра зачетной книжки. Исходные данные заносятся студентом в бланк задания, который подписывается преподавателем и подшивается к расчетно-пояснительной записке.
ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
В курсовой работе необходимо определить коэффициенты теплопередачи k ограждающих конструкций (наружной стены, окна, потолка последнего этажа, пола первого этажа). Теплотехнический расчет выполняется для жилой неугловой комнаты в соответствии со СНиП 23-02-2003.
Нормами установлены показатели тепловой защиты здания:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
|
|
|
б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше точки росы.
Приведенное сопротивление теплопередаче R 0, м2×оС/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45о) следует принимать не менее нормируемых значений Rreq, м2×оС/Вт, определяемых по табл.4 СНиП 23-02 в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, оС×сут.
Градусо-сутки отопительного периода Dd, оС×сут, определяют по формуле
Dd = (tint – tht) zht, (3.1)
где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха, оС, принимаемая для жилых зданий по минимальным значениям оптимальной температуры по ГОСТ 31494-96;
tht, zht - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут., отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01 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.
Значение Rreq является исходной величиной для определения толщины утеплителя. Термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции определяется по формуле
, (3.2)
где d - толщина слоя, м;
l - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×оС).
Сопротивление теплопередаче R 0, м2×оС/Вт, ограждающих конструкций определяется по формуле
, (3.3)
где R к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2×°С/Вт;
ain t – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемых по табл. 7 СНиП 23-02;
aext - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м×°С).
Термическое сопротивление Rк ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
R к = R 1 + R 2 +... + R n + R в.п, (3.4)
где R 1, R 2,..., R n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м×°С/Вт, определяемые по формуле (3.2);
|
|
|
R в.п - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.
Расчетный температурный перепад D t 0, оС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин D tп, оС, установленных в табл. 5 СНиП 23-02, и определяется по формуле
, (3.5)
где п – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 6 СНиП 23-02;
text - расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01.
Теплопотери помещения
Для определения потерь тепла отдельными помещениями и зданием в целом необходимо иметь следующие исходные данные: планы этажей и характерные разрезы здания со всеми строительными размерами, выкопировку из генерального плана с обозначением стран света и розы ветров, назначение каждого помещения, место строительства здания (название населенного пункта), конструкции всех наружных ограждений и их теплотехнический расчет.
Все отапливаемые помещения здания на планах следует обозначать порядковыми номерами (начиная с 01 и далее - помещения подвала, 101, 201 и далее - помещения первого и второго этажей соответственно и т.д.). Помещения нумеруют слева направо, лестничные клетки обозначают отдельно буквами или римскими цифрами и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение, хотя добавка на высоту не делается. Номера проставляют на чертежах в центре помещения в одинарном кружке.
В курсовой работе рассчитываются потери тепла всеми помещениями, в которых устанавливаются отопительные приборы (ОП): комнаты, кухни, лестничные клетки.
Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции (ОК) с округлением до 10 Вт, по формуле
Qпот = A(tint - text)(1+åb)nk, (3.6)
где А - расчетная площадь ОК, м2;
k – коэффициент теплопередачи ОК, Вт/(м2×0С);
|
|
|
tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха, оС;
text - 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;
b - добавочные доли теплоты в долях от основных потерь;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ОК по отношению к наружному воздуху по СНиП 23-02.
Коэффициент теплопередачи k ОК определяются по формуле
. (3.7)
Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается, если разность температур воздуха этих помещений более 3 оС.
Площадь А, м2, наружных ограждений принимается по планам и разрезам здания следующим образом.
Высота стен первого этажа, если пол находится непосредственно на грунте принимается между уровнями полов первого и второго этажей; если пол на лагах - от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа; при неотапливаемом подвале - от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа (рис. 3.1).
 |
h h h
Рис. 3.1
Высота стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей, а верхнего этажа - от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия.
Длина наружных стен в угловых помещениях - от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l 1 и l 2), а в неугловых - между осями внутренних стен (l 3) (рис. 3.2).
Площадь окон, дверей и фонарей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету (a).
Рис. 3.2
Площадь потолков и полов над подвалами в угловых помещениях - по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен (m 1 и n), а в неугловых - между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены (n).
Длина внутренних стен - по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m 1) или между осями внутренних стен (m).
Высота внутренних стен – по размерам от поверхности пола до поверхности потолка.
Для подсчета площади ОК их линейные размеры принимаются с точностью до 0,01 м. Площади отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 0,1 м2.
Если измерение площадей наружных стен проведено без вычета площадей оконных проемов, то в качестве расчетного коэффициента теплопередачи окна следует принимать
kокна = kок - kнс. (3.8)
Добавочные потери теплоты b через ОК следует принимать в долях от основных потерь.
|
|
|
На ориентацию по отношению к странам света. 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 (рис. 3.3).
С(0,1)
СЗ(0,1) СВ(0,1)
З(0,05) В(0,1)
ЮЗ(0) ЮВ(0,05)
Ю(0)
Рис. 3.3
Добавка в угловых помещениях вводится 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.
Добавка на проветривание холодного подполья зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40оС и ниже (параметры Б СНиП 23-01) – в размере 0,05.
Добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:
0,2 Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
0,27 Н – для двойных дверей с тамбурами между ними;
0,34 Н – для двойных дверей без тамбура;
0,22 Н – для одинарных дверей.
Добавка на поступление холодного воздухадля наружных ворот вводятся в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 при наличии тамбура. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты не учитывают.
Добавка на высоту помещений жилых, общественных и вспомогательных зданий. Суммарные теплопотери через все ограждения (включая прочие дополнительные теплопотери) высоких помещений увеличивают на 0,02 на каждый метр высоты сверх 4 м (общая добавка не должна превышать 0,15). Добавки на высоту для лестничных клеток не делают.
Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ОК помещений в результате действия теплового и ветрового давления следует определять по СНиП 41-01. Ориентировочно добавки на инфильтрацию можно принять: для НС из кирпича 0,05…0,1; для панельных НС 0,2; для окон 0,3…0,6.
Для лучшей организации техники расчета при определении основных и добавочных теплопотерь через ОК исходные и полученные данные вписывают в специальный формуляр (бланк) (приложение А). В формуляре должны быть подведены итоги расчета потерь теплоты по отдельным помещениям, по этажам и по всему зданию.
В формуляре расчета потерь теплоты ОК обозначаются двумя заглавными буквами: НС - наружная стена; ПЛ – пол; ПТ – потолок; ОО, ДО, ТО - окна соответственно с одинарным, двойным и тройным остеклением; БД, ОД, ДД, ТД - балконные и входные двери соответственно одинарные, двойные и тройные.
|
|
|
