Отопление и вентиляция гражданского здания

Курсовой проект

Московский Государственный Строительный Университет

Кафедра отопления и вентиляции

Курсовой проект

«Отопление и вентиляция гражданского здания»

Выполнил: Ефимов М.А. 2-11

Исходные данные

1. Планировка здания: вариант 4, число этажей 5, ориентация входа на запад, строительные размеры (в метрах): а=5,9 м, б= 3,0 м, Н эт =3,0 м, Нm =3,7 м.

2. Конструкция наружной стены: по выдаваемому варианту.

3. Приведенные сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, м 2.0 С/Вт,-по п.2.1*СниПII-3-79*(3).

4. Район строительства: Владивосток.

5. Относительная влажность воздуха в характерном помещении а =55%(3).

6. Система отопления — водяная двухтрубная с нижним расположением подающей магистрали.

7. Отопительные приборы — радиаторы типа МС-140.

8. Теплоснабжение — от городской водяной теплосети. Расчетная температура воды в теплосети ( 0 С): Тr =140, Тo = 70. Перепад давления на вводе здания 2,7 кПа.

9. Присоединение системы отопления к теплосети — по элеваторной схеме.

1. Выбор и теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания

Выбор климатических характеристик района строительства.

Климатические характеристики района строительства, необходимые для теплотехнического расчета ограждающих конструкций и систем отопления и вентиляции :

  • наиболее холодной пятидневки t н5 с обеспеченностью 0,92;
  • продолжительность отопительного периода Z оп , со среднесуточной температурой воздуха ниже 8 о С и его средняя температура tоп ;
  • температура наружного воздуха наиболее холодного месяца t хм ;
  • средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца хм (все по таблице СНиП 2.01.01-82);
  • зона влажности(по приложению 1 СНиП 2-3-79**);
  • расчетная скорость ветра V В , равная максимальной из средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более (по приложению 4 СНиП 2.04.05-86).

Таблица №1:

“Климатические характеристики района строительства”

12 стр., 5771 слов

Гражданские здания и их конструкции

... 1. Основные элементы и конструктивные схемы гражданских зданий 1.1 Конструктивные элементы зданий Основные конструктивные элементы гражданских зданий — это фундаменты, стены, перекрытия, отдельные опоры, крыши, лестницы, окна, двери и перегородки (рис. 1.1). Фундаменты являются подземной конструкцией, воспринимающей ...

Район

t H5 ,o C

t ОП ,o C

Z оп ,

Сутки

V В ,м/с

хм ,%

t хм ,o C

Зона

влажности

Владивосток

-24

-3,9

196

6,9

61

-13,1

сухая

Выбор расчётных условий и характеристик микроклимата в помещениях. конструкция отопление вентиляция

Температура воздуха в помещениях t в принимается по СНиП 2.08.01-89* и места расположения жилых комнат. Относительная влажность воздуха принимается равной 55%, что соответствует нормальному влажному режиму помещения.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций, от которых зависит теплотехнические показатели строительных материалов, принимаются по приложению 2 СНиП II-3-79**.

Таблица №2

“Расчётные условия и характеристики микроклимата”

Значение tв для помещений, оС

Относительная влажность ,%

Условия эксплуатации ограждающих конструкций

угловая жи-

лая комната

рядовая жи-

лая комната

кухня

лестничная

клетка

20

18

18

16

55

А

Выбор теплотехнических показателей строительных материалов и характеристик ограждающих конструкций.

Таблица №3

“Теплотехнические показатели строительных материалов”

“Теплотехнические показатели строительных материалов”

Наименование материала

Условия эксплуатации материала

Плотность материала

, кг/м3

Коэффициент теплопро-водности

, Вт/(м*оС)

Коэффициент паропрони-цаемости , мг/(м2*ч*Па)

Номер слоя/его толщина в мм

Штукатурка с ц.п. раствором

А

1800

0,93

0,09

2.1/10

2.2/10

Экотермикс 600

А

100

0,037

0,05

3/150

железобетон

А

2500

1.69

0,03

1/300

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаются по СНиП II-3-79**

Таблица № 4

“Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций”

Наименование ограждающих конструкций

tн, оС

n

в, Вт/(м2 * оС)

н

, Вт/(м2 * оС)

Наружная стена

4

1

8,7

23

Чердачные перекрытия (потолок)

3

0,9

8,7

12

Перекрытия над подвалами и подпольями

2

0,6

8,7

6

t н — нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения;

  • n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

н — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м С);

Расчёт оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций

1. По санитарно-гигиеническим требованиямRотр , СниПII-3-79**ограничевает температуру на внутренней поверхности наружного ограждения.

R отр — минимальное требуемое сопротивление теплопередаче, м2 . о С/Вт,

t в расчетная температура внутреннего воздуха для рядовой жилой комнаты,

t н5 температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки,

t н нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения,

n — коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом,

в

Для наружной стены имеем:

2. По нормам энергосбережения.

R отр нормируется в зависимости от назначения здания, назначения ограждения, от числа градуса суток отопительного периода (ГСОП).

ГСОП= (tв-tо.п.)* zо.п.

ГСО П= (18+3,9)*196=4292,4

Имея значение ГСОП, с помощью интерполяции находим:

R отр =2,90м2 *о С/Вт

Расчетное требуемое сопротивление принимаем как большее из двух выше найденных значений, а именно.

Термическое сопротивление утепляющего слоя Rут определяется следующим образом:

R о =1/в+Rут+Rк+1/н

R ут=Rотр -Rоусл

R ут=2,62м2 *о С/Вт

в

н

Минимальная толщина утепляющего слоя ут рассчитывается по формуле:

ут

Принимаем толщину утеплителя ( ) равную 150 мм.

Конструкция стены

штукатурка

10 мм

утеплитель

200 мм

ж/б 300 мм

штукатурка

10 мм

Рассчитаем фактическое оптимальное сопротивление теплопередачи:

м 2 *о С/Вт

R опр =3,11м2 *о С/Вт

Сопротивление теплопередаче пола и потолка (по нормам энергосбережения)

R о=4,77 м2 *о С/Вт

Расчёт коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций.

Дл наружной стены:

Для пола и потолка:

Для окна: К =1,798Вт/м2 *о С.

2. Определение тепловой мощности системы отопления

1 этаж

2 этаж

Подвал

Расчет теплопотерь здания через

неутепленные пол и стены примыкающие

к грунту по общепринятой методике

Исходные данные

Обозна-

чения

Значения

Ед. изм.

1

Размеры

здания

ширина

B=

29,600

м

длина

A=

13,200

заглубление

H=

1,500

2

Расчетные

температуры

воздуха

наружная

t нр =

5,0

°С

внутренняя

t вр =

16,0

3

Термические

сопротивления

теплопередаче

по зонам

зона 1

R 1 =

5,2

м 2 ·°С/Вт

зона 2

R 2 =

7,4

зона 3

R 3 =

11,7

зона 4

R 4 =

17,3

Результаты расчетов

Обозна-

чения

Значения

Ед. изм.

4

Площади

зона 1

F 1 =

170,200

м 2

зона 2

F 2 =

147,200

зона 3

F 3 =

115,200

зона 4

F 4 =

86,520

Площадь углов пола зоны 1

F =

1,000

5

Общие теплопотери в грунт

Q У =

0,744

КВт

3. Конструирование и расчёт системы отопления

В соответствии с заданием принимаем:

  • система отопления водяная двухтрубная с нижнимрасположением подающей магистрали
  • отопительные приборы — радиаторы типа МС-140
  • теплоноситель — вода с параметрами Т г = 140 °С, Т0 = 70 °С
  • перепад давления на вводе в здание 2,7 кПа

Расчет и подбор элеватора

Элеватор выбираем по диаметру горловины d r в зависимости от располагаемой разности давлений в подающем и обратном теплопроводе на вводе в здание.

Диаметр горловины элеватора d r , мм, определяется по формуле

G co — расход воды, подаваемой в систему отопления элеватором, кг/ч

Р со — насосное давление, передаваемое элеватором в систему отопления, Па, определяется по формуле

Q от — тепловая мощность системы отопления всего здания, Вт

t r — температура воды в подающей магистрали отопления, принимаем равным 95°С

t 0 — температура воды в обратной магистрали, равна 70°С

Р ТС — разность давлений в теплопроводах теплосети на вводе в здание, Па, принимаем равной 28 000 Па

u- коэффициент смешения в элеваторе, определяется по формуле:

t 12 — температура горячей воды в подающем теплопроводе теплосети перед элеватором, °С, принимаем равной 150 °С

мм

По вычисленному значению диаметра горловины выбираем ближайший стандартный элеватор

Таким является стальной элеватор водоструйный фланцевый с диаметром горловины — 15 мм, диаметром трубы — 40 мм, длиной — 425 мм.

Теперь определим диаметр сопла по формуле:

Расчет поверхности и подбор отопительных приборов

Расчетная поверхность нагрева отопительного прибора А р , м2 , определяется по формуле:

Q п — тепловая нагрузка на отопительный прибор, Вт, qп — поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2 , определяется по формуле

q н — номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м2 , для радиатора МС-140 принимаем равной 650 Вт/м2 ,

t — температурный напор, °С, определяемый по формуле

t вx , tвых — температура соответственно на входе и на выходе из прибора, °С,

t B — температура воздуха в помещении, в котором установлен прибор, °С,

В случае двухтрубных систем имеем t вx = 95 °С, tвых = 70 °С

n=0.3

P=0.02

=0.9

Относительный расход теплоносителя через отопительный прибор для двухтрубных систем отопления рассчитывается по формуле:

Расчетное число секций в отопительном приборе N p определяется по формуле:

А с -поверхность одной секции для радиатора МС-140 равна 0,244 м2 ;

4. Конструирование и расчёт системы вентиляции

Расчет воздухообмена в помещениях

Воздухообмен рассчитывается для каждой типовой квартиры Количество удаляемого воздуха для жилых комнат L жк , м3 /ч, определяется по формуле

L жк = 3*А п , где

А п — площадь пола жилых комнат, м2

Воздухообмен в кухнях и санузлах принимаем по нормам воздухообмена:

  • кухня с 4-х конфорочной газовой плитой 90
  • ванная индивидуальная 75
  • уборная индивидуальная 25
  • совмещенный санузел 90

За расчетный воздухообмен квартиры принимаем большую из двух величин суммарного воздухообмена для жилых комнат или суммарного воздухообмена для кухни и санузлов

Удаление воздуха из квартиры осуществляется через вытяжные решетки и каналы, расположенные в кухнях и санузлах.

Расчет воздухообмена квартир здания

Квартиры

Воздухообмен

Суммарный

Для ЖК

Кухни

Ванной

Уборной

Совмещенного

санузла

Принимаемый

1(7)

31,23

90

90

180

2(8)

45,51

75

25

190

3(9)

55,47

75

25

190

4(10)

55,47

75

25

190

5(11)

45,51

75

25

190

6(12)

31,23

90

180

Аэродинамический расчет каналов

Целью аэродинамического расчета является подбор сечения вытяжных каналов и решеток, обеспечивающих удаление из помещения расчетного количества воздуха при расчетном естественном давлении

Определим естественное (гравитационное) давление для каналов ветвей каждого этажа по формуле

Р еi , = 9,81 Н* (р5 — рв )

Р е — естественное давление i-го этажа, Па,

Н — разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа, м,

5 — плотность воздуха при температуре 50 С, кг/м3 , определяется по формуле:

в — плотность воздуха при температуре tв для рядовой жилой комнаты, определяется по формуле:

Следовательно, имеем:

Р е1 , = 9,81*Н1 *(1,27 — 1,21)=9,81*6,9*(1,27-1,21)=4,06 Па (1 этаж)

Р е2 , = 9,81*Н2 *(1,27 — 1,21)=9,81*3,9*(1,27-1,21)=2,29 Па (2 этаж)

Аэродинамический расчет каналов начинают с наиболее удаленной от вытяжной шахты ветви верхнего этажа, имеющей наименьшее естественное давление.

№ уч-ка

L, м3/ч

l, м

axb, мм

А, м2

v, м/с

R, Па/м

R*l,Па

Рд,Па

??

R*l+???Рд

1

25

0

100×150

0,015

0,70

0,1

0

0,30

1,5

0,450

2

25

1,6

100х150

0,015

0,70

0,1

0,16

0,30

0,7

0,370

3

100

0,6

250×200

0,05

0,70

0,04

0,024

0,30

1,7

0,534

4

200

0,3

300х400

0,12

0,70

0,048

0,0144

0,30

2,5

0,764

5

380

3,7

400×400

0,16

0,80

0,025

0,0925

0,40

0

0,093

2,211

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inauka.net/kursovoy/otoplenie-i-ventilyatsiya-grajdanskogo-zdaniya/

1. Методические указания к выполнению курсовой работы “Отопление и вентиляция гражданского здания” для студентов специальности 2903 “промышленное и гражданское строительство”. Москва, 2006

2. Методические указания к выполнению курсовой работы “Отопление и вентиляция гражданского здания” для студентов специальности 2903 “промышленное и гражданское строительство”. Москва, 1993

3. СНиП 2.08.01-89*

4. СниПII-3-79**