Инженерные системы зданий и сооружений

Санкт-Петербургский  Государственный Политехнический  Университет

 

Инженерно-Строительный факультет

 

Кафедра «Гражданское строительство и прикладная экология»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поянительная записка

 

к курсовому проекту

по  дисциплине

"Инженерные системы зданий и сооружений"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  группы 5015/1

Тыский Д.В.

Проверил: Михеев П. Ю.

 

 

 

 

 

Санкт - Петербург

2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ 3

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПОМЕЩЕНИЯМИ ЗДАНИЯ 6

3. ОТОПЛЕНИЕ 9

3.1. Выбор и описание системы отопления 9

3.2. Технико-экономическое сравнение и выбор отопительных приборов 9

3.3. Подбор водоструйного элеватора 11

4. ВЕНТИЛЯЦИЯ 13

4.1. Выбор и описание системы вентиляции 13

4.2. Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов 14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 16

ПРИЛОЖЕНИЯ 17

 

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Целью выполнения  курсовой работы является освоение методологии  проектирования систем отопления и  вентиляции жилых зданий,  выполнении необходимых при этом расчётов и  выборе требуемого оборудования.

        Курсовая работа включает в себя проектирование систем отопления и вентиляции четырёхэтажного двухсекционного жилого здания с чердаком и неотапливаемым подвалом и состоит из расчётно-пояснительной  и графической частей.

Расчеты в работе выполнены в соответствии с СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

Теплотехнический  расчет производится для жилого 2-хсекционного 4-хэтажного здания. Условия эксплуатации – Б.

Теплотехнический  расчёт заключается в определении  толщины теплоизоляционного слоя ограждения, при которой температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы и выполняются  санитарно-гигиенические требования  и условия энергосбережения.

В курсовой работе теплотехническому расчёту  подлежат наружная стена, чердачное  перекрытие и перекрытие над неотапливаемым подвалом, конструкции которых показаны на рис. 1.

Рис. 1. Принятые конструкции наружных ограждений:

а) – наружной стены: 1 – внутренняя штукатурка; 2 - основной конструктивный слой (кирпич глиняный); 3 - теплоизоляционный  слой (пеноплекс); 4 – облицовочный слой; б) – перекрытия над подвалом; 1 – настил пола; 2 – цементная стяжка; 3 – теплоизоляционный слой (плиты из каменной ваты «Лайт Баттс»); 4 – железобетонная плита; в) – чердачного перекрытия: 1 – железобетонная плита; 2 – гидроизоляционный слой; 3 – теплоизоляционный слой (плиты из каменной ваты «Лайт Баттс»); 4 – цементная стяжка.

 

Расчёт наружного ограждения;

 

1. Принимается конструкция ограждения (см. рис. 1) с учётом строительных материалов для основного слоя, утеплителя наружной стены и для теплоизоляционных слоёв перекрытий.

Материал  остальных слоёв принимается  из табл.1. прил. 2 [4].

 

2. Определяется требуемое сопротивление теплопередаче, м²·ºC/Вт, по формуле:

 (1.1)

где t_в – расчётная температура воздуха в не угловых жилых комнатах квартир, принимаемается по табл. 3 прил. 2 [4], ºC;

         t_н –  расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, принимается по СНиП 23-01-99 табл. 1[2], ºC;

        n – поправочный коэффициент к расчётной разности температур, который для наружных стен равен 1,0, для чердачных перекрытий – 0,9, для перекрытий над неотапливаемым подвалом со световыми проёмами в стенах – 0,75;

       α_в – коэффициент тепловосприятия от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, принимаемый для гладких поверхностей равным 8,7 Вт/(м²·ºC);

      ∆t_н – нормируемый перепад между температурами воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения, принимаемый по нормам проектирования жилых зданий для расчёта наружных стен и чердачных перекрытий 4 ºC, перекрытий над подвалом 2 ºC.

 

3. Вычисляется величина градусо-суток отопительного периода (ГСОП):

 (1.2)

где  t_ср.о.п. – средняя температура наружного воздуха в отопительный период при температуре £ 8°С, принимается по СНиП 23-01-99 табл. 1, ºC ;

        z_о.п. –  продолжительность отопительного периода, принимается по СНиП 23-01-99 табл. 1,  сут.

 

4. Определяется требуемое приведённое сопротивление теплопередаче, м²ºC/Вт:

- для наружной  стены жилого здания

 (1.3)

- чердачного  перекрытия и перекрытия над  неотапливаемым подвалом

 (1.3а)

- окон и  балконных дверей:

при ГСОП ≥ 7000

 (1.3б)

при ГСОП ≤ 7000

 (1.3в)

 

5. Поскольку, величина фактического приведённого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R_o должна быть не менее требуемых значений R_o^тр и , в дальнейшем расчёте используем большее из указанных значений требуемого сопротивления теплопередаче для каждого конкретного вида ограждения.

 

6. Для наружных стен и перекрытий рассчитывается толщина искомого слоя ограждения (утеплителя) из условий приведенного равенства:

 (1.4)

минимальная толщина искомого слоя

 (1.5)

где          (1.6)

Здесь        (1.7)

R₁, R_x, R_n – сопротивления теплопередаче отдельных слоёв ограждения, м²·ºC/Вт; R_в, R_н – сопротивления теплопередаче соответственно от воздуха помещения к внутренней поверхности ограждения и от наружной поверхности – к наружному воздуху, м²·ºC/Вт; δ₁,δ_х, δ_п – толщины отдельных слоёв конструкции ограждения, м; λ₁, λ_х, λ_п – коэфф. теплопроводности материалов, Вт/( м·ºC), принимаемые по [1]; α_н – коэффициент теплопередачи от внешней поверхности ограждения к окружающему воздуху, принимаемый для расчёта наружных стен 23 Вт/(м²·ºC), перекрытий чердачных и над неотапливаемым подвалом с окнами – 12 Вт/(м²·ºC).

Минимально допустимую толщину искомого слоя утеплителя округляем в большую сторону до величины, кратной 10 мм. Пустотные железобетонные плиты чердачного перекрытия для упрощения рассчитываем как монолитные.

7. Определяется фактическое  сопротивление теплопередаче ограждения:

 (1.8)

8. Вычисляется коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²·ºC), по формуле:

 (1.9)

Результаты  расчета представлены в табл. Приложении 2.

 

Пример расчета наружной стены;

Внутренняя  штукатурка  - 20 мм (сухая штукатурка), основной конструктивный слой – 380 мм (кирпич глиняный обыкновенный), теплоизоляционный  слой (пеноплекс), облицовочный слой – 120 мм (цементно-песчаный раствор).

 м²·ºC/Вт;

 ºCсут;

 м²ºC/Вт;

 м²·ºC/Вт;

- согласно данным производителя  принимаем толщину слоя пеноплекса равную 80 мм.

 м²·ºC/Вт;

 Вт/(м²·ºC).

Значения  фактических сопротивлений и  коэффициентов теплопередачи наружных ограждений здания

                            Таблица 1

Наименование наружного ограждения	Условное обозначение	Фактическое сопротивление Rогр, м2·ºC/Вт	Коэффициент теплопередачи kогр, Вт/ м2·ºC
Стена	НС	3,545	0,282
Чердачное перекрытие	ПЧ	4,385	0,228
Перекрытие над подвалом	ПЛ	4,292	0,233
Окно	ДО	0,68	1,471
Балконная дверь	БД	0,68	1,471
Наружная дверь	НД	0,879	1,137

Исходя  из собственных соображений в  качестве настила пола ПЛ принята древесина хвойных пород. Толщина теплоизоляционного слоя для ПЧ = 170 мм, для ПЛ = 160 мм – принята по расчету.

План  здания и разрез представлены в Приложении 1.

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПОМЕЩЕНИЯМИ ЗДАНИЯ

Ориентация  главного фасада здания – северо-запад.

Определение потерь теплоты помещениями здания производится в соответствии с положениями  СНиП 41-01-2003 и СНиП 41-02-2003.

 

1.В курсовом  проекте тепловыми потерями через  перекрытия в санузлах и коридорах  пренебрегаем ввиду их малости.

 

2. Так как  здание, имеет симметричную форму  в плане и с целью уменьшения объёмов расчётов потери теплоты в жилых комнатах, кухнях, расположенных на всех четырех этажах, и на лестничной клетке определяем только для одной секции здания.

 

3.При расчёте  тепловых потерь через наружную  стену её площадь определяем  без вычета площади окна, а  вычисляя потери теплоты через  окно, в качестве коэффициента  теплопередачи принимаем разность (k_ДО – k_НС).

 

    Потери тепла помещениями здания  складываются из тепловых потерь  через наружные ограждения и  тепловых потерь вследствие инфильтрации  наружного воздуха через поры и неплотности в ограждениях.

                                                            (2.1)

   Тепловые потери для каждого  вида наружного ограждения, Вт, рассчитываются по формуле:

, (2.2)

где F_огр – расчётная площадь ограждения, м²;

      k_огр – коэффициент теплопередачи рассчитываемого ограждения, Вт/(м²·ºC);

      t_в – расчётная температура воздуха в помещении, принимаемая по табл. 3 прил. 2;

      t_н –  расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, принимается по СниП 23-01-99 табл. 1 ºC;

      n – поправочный коэффициент [см. пояснения к формуле 1.1];

      поправочный коэффициент, учитывающий добавочные тепловые потери (в долях основных потерь теплоты), в зависимости от ориентации ограждения по сторонам горизонта и принимается равным 0,1  для СЗ,  СВ, С, В; 0,05 – З, ЮВ и для ЮЗ,Ю – 0. 

    Количество теплоты Q_инф, Вт, требуемое для нагревания наружного воздуха, поступающего в жилые комнаты и кухни вследствие инфильтрации, определяется из выражения:

, (2.3)

где Q_вент – общее количество теплоты, затрачиваемое на нагревание поступающего наружного воздуха, Вт;

        Q_быт – бытовые теплопоступления, принимаемые из расчёта 21 Вт на 1 м² площади пола помещения.

 

Количество  теплоты Q_вент определяется для жилых комнат по формуле:

, (2.4)

где φ – поправочный коэффициент, принимаемый для жилых зданий равным единице;

     F_пом – площадь пола жилой комнаты, м².

Количество  теплоты Q_вент для кухонь определяется по формуле:

               , (2.5)

где V_min – минимальный воздухообмен в квартире, равный для однокомнатной квартиры 110 м³/ч; двухкомнатной – 125 м³/ч; трёхкомнатной – 140 м³/ч;

      ΣF_ж.к – суммарная площадь жилых комнат квартиры, м².

 

После определения  тепловых потерь всеми помещениями  здания Q_зд, Вт (удвоенное значение рассчитанных для одной секции потерь теплоты), следует найти расход теплоты за отопительный период, ГДж, из выражения: