Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций зданий

 

Для упрощения  круглые отверстия (пустоты) диаметром 160мм заменим равновеликими по площади  квадратами со стороной а.

 

= 0,14 м

 

 

δ₁ = 0,14 ; δ₂ = (0,22 – 0,14) / 2 = 0,04

F₁ = 0,14 ; F₂ = 0,04

 

Направление, параллельное движению теплового потока:

R_1-1 =( 2*0,04/1,92)  + 0,18 = 0,22 (R_вп = 0,18);

R_2-2 = 0,22/1,92 = 0,115

 

R_II= (F₁+F₂) / (F₁/R_1-1)+( F₂/R_2-2) = (0,14+0,04) / (0,14/0,22) +(0,04/0,115) = 0,18

 

Направление, перпендикулярноее движению теплового потока:

R_1,3 = 0,04/1,92 = 0,02

Для нахождения R₂: R_вп = δ₁/λ_ə ; λ_ə = δ₁/R_вп;  λ_ə =0,14/0,18 = 0,78

λ_ср = (λ₁*F₁ + λ₂*F₂) / (F₁ + F₂) = (0,78*0,14 +1,92*0,04) / 0,18 = 1,033

 

R₂ = δ₂ /λ_ср = 0,14/ 1,033 = 0,136 ~0,14

 

R = 0,02*2 +0,14 =0,18

R_ж/б= (R_II+2*R ) / 3  =   (0,18+2*0,18)/ 3  = 0,18   ; D₂= 0,18*17,86 = 3,21

 

a_в  = 8,72;a_н  = 11,6   R_в = 1/8,72 = 0,115;   R_н = 1/11,6 = 0,086n = 0,9;Dt^н = 4

 

=26*0,9/4*8,72 = 0,671;  R_o≥ R_o^тр ;

R_o^об = 0,115+0,014+0,18+0,012+d₄/l₄+0,086

0,407++d₄/0,11 = 0,671 ; d₄ = 0,03 ;

d₄ = 0,05 (толщина утеплителя вермикулитобетона):

R₄ = 0,05/0,11 = 0,45;     D₄ = 0,45*1,88 = 0,846

R_o^об = 0,115+0,014+0,18+0,012+0,45+0,086 = 0,857

K = 1|0,086 = 1,17Вт/(м²*град)

Тип конструкции	Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*град)
Наружная стена	1,32
Пол	1,36
Чердачное перекрытие	1,17
Оконное остекление	4,49
Наружные двери	3,23

2. Определение потерь тепла помещениями.

Потери тепла  отапливаемых помещений состоят из основных и добавочных. Основные теплопотери слагаются из теплопотерь через отдельные ограждения помещений, определяемые по формуле:

 

Q = F·K· (t_в – t_н⁵) ·nВт

 

Где  F – площадь ограждения, м;

К – коэффициент  теплопередачи ограждения, Вт/м^{2 о} С;

t_н⁵– расчетная температура наружного воздуха, холодной пятидневки, ^оС;

t_в – температура воздуха внутри помещения;

n – коэффициент учитывающий уменьшение теплопотерь ограждения, несоприкасающегося с наружным воздухом.

 

В данном курсовом проекте производится расчет потерь тепла через   наружные ограждения всех помещений и лестничной клетки.

 

Расчет теплопотерь  сводится в таблице.

 

Расчетная площадь наружных ограждений определяется по следующим  линейным размерам окна и двери по наименьшим размерам строительных проемов в свету, потолки и полы по размерам между осями внутренних стен и от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен. Высота стен первого этажа берется от уровня нижней поверхности конструкции подвального перекрытия до уровня чистого пола второго этажа, высота стен промежуточного этажа берется между уровнями чистых полов данного этажа и вышележащего этажа, высота стен верхнего этажа берется от уровня чистого пола до верха последнего слоя чердачного перекрытия, длина наружных стен не угловых помещений определяется между осями внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен. Линейные размеры ограждений принимаются с точностью до 0,1 м, площади до 0,1 м². Площадь окон не вычитывается из площади стены, а при определении потерь через окна из коэффициента теплопередачи окна вычитывать коэффициент теплопередачи наружной стены.

 

Дополнительные  теплопотери, учитывающие ориентацию ограждения, принимаются в процентах от основных теплопотерь, в размере 10% для ограждений ориентированных на: С,В,СВ,СЗ; 5% для ограждений ориентированных на З и ЮВ и 0% для ограждений ориентированных на Ю и ЮЗ.

 

Дополнительные  теплопотери, учитывающие обдуваемость для незащищенных ограждений, принимать при расчетной зимней скорости ветра до 5 м/с – 5%; от 5-10 м/с – 10%; при скорости > 10м/с – 15%.

 

На наличие в помещениях двух наружных стен - 5%.

 

Добавочные  теплопотери следует относить только к вертикально расположенным  ограждениям. Потери тепла полами (нижнего  этажа) или потолками (верхнего этажа) коридоров, не имеющих других наружных ограждений, кроме указанных относят  к теплопотерям помещений, двери которых открываются в данный коридор.

 

Удельная  тепловая характеристика здания.

 

Вычислим общие потери тепла здания Q_{зд, Вт:}

Q_зд = Q_1эт + Q_2эт + Q_3эт + 2*Q_л.к

Q_зд =25841,84 + 20293,43 + 33026,81 + 2*2250,066 = 83662,212

 

После определения  теплопотери всех помещений здания Q_зд, следует найти удельную тепловую характеристику здания q₀, Вт/м²*град:

 

q₀ = Q_зд / V (t_в – t_н ) α,      

 

где V – объем здания по наружному контуру, м³;

t_в– расчетная температура в здании, принимаемая 18 ⁰С;

α  – поправочный коэффициент, определяемый для жилых зданий.

t_н = (-9-7)/2 = -16\2= -8 ⁰С

V = a*b*H=41,2*12,4*9,9=5057,712

 

 

Наружная температура	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40
α	1,45	1,29	1,17	1,08	1,0	0,95	0,9

 

 

q₀ = 83662,212 / 5057,712 *(18+8)*1,45 = 0,43876694     ~0,44

 

Полученное  значение q₀ сравниваем со справочным из приложения 4.

 

Показатели  расхода тепла на отопление.

 

Наименование  зданий	Объем зд. в  тыс.м3	Уд.тепловая характеристика
Жилые здания	3	0,49
	5	0,44
	10	0,38
	15	0,36
	20	0,34
	25	0,33
	30	0,31

 

Отклонений не выявлено.

 

3. Расчет нагревательных приборов.

В здании предусматривается запроектировать  двухтрубную систему водяного отопления  с верхним расположением подающей магистрали. Расчетные температуры теплоносителя в системе отопления принять равными 95-70°С. Нагревательные приборы устанавливаются под каждым окном в квартирах; на лестнично-лифтовой площадке – на каждом этаже под окнами. В помещениях с двумя наружными стенами углы, образованные ими, предохраняются от отсыревания установкой в них стояков отопления. Подводка к радиаторам не должна пересекать межквартирные стены во избежание ухудшения звукоизоляции помещений.

 

Расчет  нагревательных приборов сводится к  определению поверхности нагрева  и количества секций радиаторов. Тепловая мощность радиаторов определяется величиной теплопотерь отапливаемых помещений. Рекомендуемый вид отопительного прибора – радиатор М-140-АО (площадь нагрева одной секции 0,35 экм по приложению 8).

 

Площадь поверхности нагрева отопительных приборов определяется по формуле:

 

F_пр = (Q_п×b₁×b₂/q_экм) – F_тр,         экм,

 

где q_экм – теплоотдача радиатора, Вт/экм;

b₁ – коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах;

b₂ – коэффициент, учитывающий способ установки прибора;

F_тр – поверхность нагрева открыто проложенных трубопроводов;

 

Теплоотдача (q_экм) определяется по формуле:

q_экм = 9,28×(Δt_ср– 10)×b₃×Z₀,      Вт/экм,

 

где:    Z₀ – поправочный коэффициент, зависящий от схемы подачи воды в

прибор (для схемы «сверху-вниз» z = 1; для схемы «снизу-вниз» z = 0,9;      для схемы «снизу-вверх» z = 0,78);

Δt_ср – разность средних температур теплоносителя в приборе и окружающего            воздуха.

b₃ – коэффициент,  учитывающий способ  подводки  теплоносителя к

нагревательному прибору (для схемы «сверху-вниз» b₃ = 1,07; для схемы         «снизу-вниз» b₃  = 1,23;      для схемы «снизу-вверх» b₃  = 1,18);

 

Поверхность нагрева открыто проложенных  трубопроводов определяется по формуле:

для труб d£32 ммF_тр = 1,78×p×d_н×l_т,       экм,

 

где:  d_н – наружный диаметр трубопровода, м;

l – длина трубы, м;

 

Число секций в радиаторе определяется по формуле:

n = F_пр×b₄/¦_э  ,       шт,

 

где ¦_э – площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, экм (приложение 8);

b₄– коэффициент,       учитывающий     число    секций   в    приборе (приложение 9);.

 

Число секций	b4	Число секций	b4	Число секций	b4
1	0,96	6	0,99	10-11	1,01
2	0,96	7	1,0	12-14	1,01
3	0,97	8	1,0	15-16	1,02
4	0,98	9	1,0	19-25	1,03

4. Газоснабжение.

В жилые, общественные и коммунальные здания газ поступает  по газопроводам от городовой распределительной сети. Эти газопроводы состоят из наружных и внутридомовых газопроводов. Во внутренних газовых сетях зданий можно транспортировать только газ низкого давления.

Газопроводы входят в жилые, общественные здания через нежилые помещения (лестничные клетки, кухни, коридоры), доступные для осмотра труб.

На вводе  газопроводов в здание устанавливают  отключающее устройство. Внутри здания отключающие устройства и газовые  стояки размещают в лестничных клетках, тамбурах и коридорах.

Газопроводы в зданиях прокладывают открыто. Перед каждым газовым прибором устанавливают краны.

Газопроводы, пересекающие фундаменты, перекрытия,  лестничные площадки, стенные перегородки  следует заключать в стальные футляры.

В жилых зданиях  газопроводы крепят к стенам с  помощью крюков.

 

Определение расходов газа

Расход газа определить по удельным нормам  его  потребления на единицу оборудования.

Расчетный расход газа для  внутренних газопроводов определяется по формуле:

 

V =   К_оΣ · ν_i · n_і, м³/ч;

 

Где:   К_о - коэффициент одновременности работы газовых приборов;

ν_i - номинальный расход на один прибор (м³/час);

m - число типов газовых приборов;

n_і - число однотипных газовых приборов.

Коэффициент одновременности работы газовых  приборов зависит от числа установленных  приборов, их мощность и режим работы. В зависимости от количества квартир, типа и количество приборов в квартире по ниже приведенной таблице.

 

 

Количество  квартир в здании	Значение  К0 при установке
	Одной плиты		Быстродействующего  проточного водонагр. для ванны и  плиты
	Двухконфорочной	Четырехконфор.	Двухконфорочной	Четырехконфор.
4	0,59	0,35	0,325	0,31
8	0,32	0,265	0,25	0,24
16	0,24	0,239	0,2	0,188
32	0,217	0,23	0,184	0,175
60	0,209	0,22	0,176	0,172
80	0,205	0,214	0,172	0,164