Реконструкция котельной

1. Общая часть

 

Здание одноэтажное с ориентацией главного фасада на север.

Высота потолка – 3,3м.

Кровля здания из рулонных материалов.

Наружные двери –  двойные ДН 24-19В ГОСТ 24698-81.

Окна - тройное остекление в раздельно-спаренных деревянных переплётах.

 

Район строительства  – г. Липецк.

Относительная влажность  в помещении 55%.

 

Система отопления –  водяная вертикальная однотрубная с нижним расположением обеих магистрали.

Отопительные приборы  – радиаторы типа МС-140-108.

Источник теплоснабжения – собственная котельная.

Теплоноситель – вода с параметрами t_г = 95 ºС, t_о = 70 ºС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания.

 

Расчетные климатические  характеристики:

 

Район строительства	tн5, ºС	tхм,  ºС	, %	tот.пер.,  ºС	zот.пер., сут.	Vв, м/с	Зона влажности
Липецк	-27	6,8	85	-3,4	202	5,9	сухая

 

где, t_н5 – средняя температура наиболее холодной пятидневки, принимаем по таблице СНиП 23-01-99;

t_хм – температура наружного воздуха наиболее холодного месяца, принимаем по таблице  СНиП 23-01-99;

– средняя месячная относительная  влажность воздуха наиболее холодного  месяца, принимаем по таблице  СНиП 23-01-99;

t_от.пер. – средняя температура наружного воздуха за отопительный период со средней суточной температурой воздуха £ 8 ºС, принимаем по таблице СНиП 23-01-99;

z_от.пер. – продолжительность отопительного периода, сут, со среднесуточной температурой наружного воздуха £ 8 ºС, принимаем по таблице СНиП 23-01-99;

Vв – скорость ветра, м/с, максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, принимаем по таблице СНиП 23-01-99.

По прил. 1 СНиП II-3-79* принимается расчетная зона влажности.

 

 Расчетные  параметры воздуха в помещениях.

 

Температура воздуха  в помещениях t_в принимается по СНиП 31-06-2011, в принимается 55% (СНиП II-3-79*), что соответствует нормальному влажностному режиму. Условия эксплуатации по СНиП II-3-79*(приложение1).

Значения tв для помещений, ºС	Относительная влажность воздуха , %	Условия эксплуатации ограждающей конструкции
Классные помещения, учебные  кабинеты, лаборатории, актовый зал - лекционная  аудитория, класс пения  и музыки — клубная комната
18	50%	А

 

 Выбор теплотехнических  показателей строительных материалов  и характеристик ограждающих конструкций.

            Структура ограждающей конструкции:

1.Раствор сложный d=25 мм; 2.Термозитобетон   d=200 мм; 3.Пенополиуретан  d = 60 мм; 4.Керамзитобетон   d=250 мм;

(-)

1

2

3 Ут.

4

(+)

 

Теплотехнические показатели строительных материалов выбраны в соответствии с приложением 3 СНиП II-3-79*.

Условия эксплуатации ограждений принимаются по приложению 2 СНиП II-3-79*.

Наименование материала	Условия эксплуатации ограждений	Толщина, м	Плотность	Коэффициенты
				теплопроводности	теплоусвоения
Раствор сложный	Б	0,025	1700	0,7	8,95
Термозитобетон	Б	0,2	1800	0,63	9,32
Пенополиуретан	Б	0,06	60	0,041	0,05
Керамзитобетон	Б	0,25	1000	0,33	0,11

 

 

Технические характеристики ограждающих конструкций приняты по СНиП II-3-79*.

 

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций
Наименование ограждающих  конструкций	Нормируемый температурный  перепад  ,°С	Коэффициент n	Коэффициент теплоотдачи , Вт/м2 ºС	Коэффициент теплоотдачи  для зимних условий , Вт/м2 ºС
Наружная стена	4	1	8,7	23
Чердачное перекрытие	3	0,9	8,7	12
Перекрытия над подвалами и подпольями	2	0,6	8,7	6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций.

 

Общее оптимальное сопротивление  теплопередаче ограждающих конструкций R₀, м²×⁰С/Вт, выбирается из условия R_o^Э = R_o ³ R_o^тр, где R_o^Э и R_o^тр – экономически целесообразное и минимальное требуемое сопротивления теплопередаче, определяемые в соответствии со СНиП II-3-79*.

Требуемое сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций (кроме  окон и дверей) рассчитывается по формуле (1):

                                                            (1)

где t_в – расчетная температура внутреннего воздуха для рядовой жилой комнаты;

t_н5 – средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки;

Dt^н – нормируемая разность температур между температурой воздуха в помещении и                                 внутренней поверхности наружного ограждения;

n – Коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для конструкций для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом (по СНиП II-3-79* (табл. 3*));

a_в – коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения (по СНиП II-3-79* (табл. 4*)).

Также R_o^тр находим по ГСОП по СНиП II-3-79* (табл.1б):

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер                                                    (2)

Посчитав по (1) и (2) R_o^тр, выбираем из полученных значений наибольшее, которое и будет расчетным.

 

 

2.4.1. Наружные стены.

 

Требуемое сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций составит:

 м²°С/Вт

где t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая для рядовой жилой комнаты;

t_н5 – расчетная температура наружного воздуха;

n – коэффициент,  уменьшающий расчетную разность температур для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом. Принимаем n = 1.

 – коэффициент теплоотдачи  внутренней поверхности ограждения. = 8,7

 – нормируемая разность  температур между температурой  воздуха в помещении и внутренней  поверхности наружного ограждения, принимаем  = 4.

 

Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП = (t_в – t_от.пер.)z _от.пер. = (18- (-3,4))×202 = 4323

На основании полученной величины принимаем по СниП II-3-79* R₀^тр = 2,91 м²°С/Вт.

Из двух полученных значений принимаем R₀^тр = 2,91 м²°С/Вт.

Т.к. требуется вычислить минимальную  толщину утепляющего слоя d_ут (слой 3), найдем термические сопротивления 1-го и 4-го слоев (по формуле (3) СНиПа 2-3-79*) и из формулы (4) СНиПа 2-3-79* выразим d_ут:

                                                                 (3)

где d – толщина слоя, м; 

      l – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м • °С), принимаемый по прил. 3*.

d_ут= l = 1,3· 0,041 = 0,053 м

Принимаем d_ут = 0,06 м

 

Определяем термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции:

 м²°С/Вт

 м²°С/Вт

 м²°С/Вт

 м²°С/Вт

                                                      (4)

где a_в – коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения (по СНиП II-3-79* (табл. 4*)).

      R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²×°С/Вт

a_н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м • °С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3-79*.

Проведем проверку (подсчитаем фактическое  оптимальное сопротивление теплопередачи):

 м²°С/Вт

R₀^Ф > R₀^тр, следовательно, данная конструкция отвечает требованиям СНиП II-3-79*.

Определим коэффициент теплопередачи  К, Вт/(м²×⁰С), наружной стены:

 Вт/(м²×⁰С)

 

2.4.2. Цокольные перекрытия  над неотапливаемом подвалом  без световых проемов

 

Принимаем R₀ = R₀^тр, т.е.

 м²°С/Вт

 м²°С/Вт

 Вт/(м²×⁰С)

 

2.4.3. Чердачные перекрытия  с кровлей из рулонных материалов.

 

Перекрытие здания выполнено  из железобетонной плиты (λ=1,92 Вт/(м·К)) толщиной 220 мм, сверху теплоизолированной слоем минеральной ваты (λ=0,064 Вт/(м·К)) толщиной 30 мм.

 

 м²°С/Вт

 м²°С/Вт

 Вт/(м²×⁰С)

 

Световые проемы и двери.

 

Для заполнения световых проёмов использовано тройное  остекление в раздельно-спаренных деревянных переплётах. Их термическое сопротивление составляет  R_о=0,55 м²°С/Вт.

Термическое сопротивление для входных дверей здания составляет

R_дв=0,78 м²°С/Вт.

Пол.

 

Расчёт коэффициента теплопередачи для пола ведём  по упрощённой методике, разбивая площадь пола на 4 зоны по 2 м начиная от внешних стен. При определении площади I зоны квадрат 2×2 м прилегающий к углам здания считается 2 раза.

Для неутеплённого пола (λ>1,16 Вт/(м·К)) на грунте независимо от толщины конструкции  термическое сопротивление:

I зона	II зона	III зона	IѴ зона
2,1 м2·К/Вт	4,30 м2·К/Вт	8,60 м2·К/Вт	14,2 м2·К/Вт

 

Результаты расчёта  потерь тепла по отдельным помещениям, этажам и зданию в целом приведены  в таблице 1.

 В таблице применяются  следующие обозначения ограждающих поверхностей:

НС – наружная стена,

Ю – обращенная на юг (β=0)

С – обращенная на север (β=0,1)

З – обращенная на запад (β=0,05)

В – обращенная на восток (β=0,05)

ТО – тройное остекление,

пл1 – пол I зоны,

пл2 – пол II зоны,

пл3 – пол III зоны,

пл4 – пол IѴ зоны,

ДВ – дверь,

ПТ – потолочное перекрытие

 

 

 

 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.

 

Тепловая мощность отопительной системы отопления Q_от определяется для каждого помещения по балансовым уравнениям: