Инженерные системы зданий и сооружений

            , (2.6)

где β_пот – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты системой отопления, принимаемый равным 1,1.

Затем нужно  вычислить удельную тепловую характеристику здания, Вт/(м³·ºC), по формуле:

, (2.7)

где V_зд – объем здания без подвала –принять равным 5000 м³;

       а – поправочный температурный коэффициент, вычисляемый для зданий по формуле

, (2.8)

 

Пример расчета для помещения  №101

Ориентация  – СЗ и СВ. Стена 1: ширина 3,8 м, высота 3 м; площадь – 11,4 м2. Стена 2: ширина 5 м, высота 3 м; площадь 15 м2. В каждой стене расположено по одному окну. Температура самой холодной пятидневки -31°.

Разность  температур наружного и внутреннего  воздуха:

22 – (-31) = 53°С.

Коэффициент расчетной разности температур n=1,0. Вт/(м²·ºC) (по расчету). Коэффициент для Стены 1 и Стены 2 = 0,1.

Тепловые  потери для Стены 1:

 Вт;

Тепловые  потери для Стены 2:

 Вт.

Принимаем площадь каждого окна = 2 м². Коэффициент расчетной разности температур n=1,0. Вт/(м²·ºC). Коэффициент для Окна 1 и Окна 2= 0,1.

Тепловые  потери для Окна 1 и Окна 2:

 Вт;

Площадь перекрытия подвала = 3,2х4,4=14,08 м2. Коэффициент расчетной разности температур n=0,75. Вт/(м²·ºC).   Коэффициент = 0.

Тепловые  потери для Перекрытия:

 Вт.

Суммарные тепловые потери через НС, ДО и ПЛ:

Вт.

;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт.

Расчет потерь теплоты представлен в Приложении 3.

3. ОТОПЛЕНИЕ

1. Выбор и  описание системы отопления

 Давление  воды в системе отопления –  18000 Па. Тип системы отопления  – централизованная однотрубная  прямоточная с верхней разводкой,  теплоноситель – вода. Температура  на входе в систему - 105°С, на выходе - 70°С.

Отопительные  приборы размещаем под каждым окном в квартирах, а на лестничной клетке – только внизу, у наружных дверей за пределами тамбура. Схема  расстановки приборов представлена на рис. П.1.2 и П.1.3.

2. Технико-экономическое  сравнение и выбор отопительных приборов

После определения  тепловых потерь в соответствии с  заданой разводкой трубопроводов производим расстановку стояков с указанием их номеров и изображение трубопроводов системы отопления на планах здания и графическое изображение аксонометрической схемы системы отопления с показом стояков и отопительных приборов последнего стояка основного циркуляционного кольца. Аксонометрическая схема представлена на рис. П.1.6.

В курсовой работе осуществляется технико-экономическое  сравнение двух типов отопительных приборов одного класса на примере  помещения, где располагается последний  стояк основного циркуляционного  кольца.

Основным  циркуляционным кольцом считается  наиболее протяженное и загруженное  кольцо системы: от теплового центра по главному стояку, подающему магистральному трубопроводу, последнему стояку, обратному  магистральному трубопроводу до теплового  центра.

Мощность  отопительных приборов принимается  на 5-10% больше чем значение тепловых потерь в помещениях здания.

Сравнение отопительных приборов произведено  в таблице 2 для помещения 118 (14,08 м2, Q_пом=1448,30 Вт).

 

   Таблица  2. Технико-экономическое сравнение отопительных приборов

№ п.п.	Наименование  сравниваемого параметра	Наименование фирмы производителя, модель и  значение параметра
		ПИОНЕР 500 (бимет.) Россия	RIFAR B 500 (бимет.) (Россия)
1	Стоимость прибора	1245х2	1800х2
2	Мощность	728х2 Вт	816х2 Вт
3	Срок службы	20 лет	20 лет
4	Комплектность	4 секции х2	4 секции х2
5	Стоимость монтажа	710 руб	710 руб

Исходя  из стоимости приборов и сопоставимой мощности выбираем биметаллические радиаторы ПИОНЕР 500. Изображение прибора см. рис. П.1.7, П.1.8, П.1.9. Окончательный выбор отопительных приборов для всех помещений здания представлен в Приложении 3.

Секционные биметаллические радиаторы  отопления ПИОНЕР 500 (сталь-алюминий).

Конструкция:

• биметаллический радиатор отопления ПИОНЕР (сталь-алюминий)представляет собой оригинальную конструкцию с высоким уровнем дизайна;
• биметаллический радиатор отопления имеет цельносварной стальной сердечник, на который напрессовано тонкостенное оребрение из высококачественного алюминиевого сплава, что обеспечивает высокую теплоотдачу;
• регистр из высоколегированной стальной цельнотянутой трубы исключает контакт теплоносителя с алюминием и препятствует образованию электрохимической коррозии;
• разрушающее давление более 60 атм;
• внушительная толщина коллектора из легированной стали -2,2 мм;
• однодюймовый диаметр присоеденительной трубы;
• количество возможных секций радиатора: 4, 6, 8, 10, 12, 14.

Основные  параметры:

• рабочее давление 2.0 МПа (20 атм.);
• испытательное давление 3.0 МПа (30 атм.);
• максимальная температура теплоносителя 130°С;
• высота радиатора 550 мм;
• межосевое расстояние 500 мм.

3. Подбор водоструйного  элеватора

Водоструйный  элеватор предназначен для снижения температуры сетевой воды (t_с=150ºC), поступающей от ТЭЦ по тепловой сети в тепловой центр здания (рис. 3), до необходимой для подачи в систему отопления воды с температурой t_r=105 ºC. Это происходит путем смешивания сетевой и обратной воды (t_о=70 ºC). Элеватор служит также для создания необходимого давления в системе. Тип: ВТИ – теплосети Мосэнерго. Устройство теплового центра с элеваторным узлом и самого водоструйного элеватора приведено на рис. 3.

 

Основной  расчётной характеристикой для  подбора элеватора является коэффициент  смешения:

         , (3.3.1)

Номер элеватора  выбираем по каталогу в зависимости  от диаметра горловины, мм, который определяется по формуле:

, (3.3.2)

где Q_сист=Q_зд/1000 – тепловая мощность системы отопления, кВт;

Рсист - потери давления в системе отопления в курсовой работе принимаются без расчёта 16кПа.

- принимаем элеватор №1, т.к. d_гор ≤ 18 мм.

Диаметр сопла  элеватора, мм, определяется по формуле:

,   (3.3.3)

где ΔР_с – располагаемая разность давлений воды в теплосети на вводе в здание, кПа. В курсовой  работе принято ΔР_с =150 кПа.

- принимаем 5 мм.

 

Рис. 3. Устройство теплового центра с элеваторным  узлом:

а – общий вид: 1 – манометр; 2 –  задвижка; 3 – термометр; 4 – грязевик; 5 – элеватор; 6 – спускная труба; 7 – перемычка; 8 – водомер;

б – изображение на плане подвала;

в – разрез водоструйного элеватора: 1 – сопло; 2 – камера смешения; 3 –  горловина;

4 – диффузор.

 

4. ВЕНТИЛЯЦИЯ

1. Выбор и  описание системы вентиляции

В работе рассмотрена  естественная система вентиляции, вытяжная по назначению и канальная по конструктивному  исполнению.

Исходя  из задании, необходимо запроектировать систему вентиляции в помещениях кухонь № 105,205, 305, 405.

Расчёт  заключается в определении количества воздуха, которое требуется удалить  из кухни по вытяжным каналам и  числа стандартных каналов сечением 130х140 мм, необходимых для прохода  этого количества воздуха. В каждом из этих помещений следует запроектировать  по одному вентиляционному каналу. Вентиляционные каналы прокладываются во внутренних кирпичных стенах.

                         Рис. 4. Каналы вытяжной естественной вентиляции:

          а – изображение на плане;

          б – продольный разрез: 1 – вентиляционная решетка; 2 – колено; 3 – устье шахты; 4 – зонт;

          в – размещение вентиляционной  решетки.

2. Определение воздухообмена и числа вентиляционных каналов

Количество  воздуха, необходимого для вентиляции квартиры жилого дома, в соответствии с действующими нормами определяется из расчёта 3 м³/ч воздуха на 1 м² жилой площади. При этом следует помнить, что расчётный воздухообмен не должен быть меньше потребного для вентиляции санузла, ванной комнаты (совмещенного санузла) и кухни.

Количество  удаляемого через вентиляционные каналы кухни воздуха, м³/ч определяется по формуле:

          , (4.2.1)

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

м³/ч.

Так как V_кух = -2,6 м³/ч <, в качестве расчетного принимаем V_расч = V_min = 60 м³/ч.

 

Число вентиляционных каналов определяется в следующем порядке:

 

1. Находится расчётное гравитационное давление Pгр, Па, при температуре наружного воздуха t_н, равной + 5ºC, и температуре внутреннего воздуха в жилой комнате t_в, равной + 20ºC, по формуле:

, (4.2.2)

где ρ_н(в) – плотность наружного (внутреннего) воздуха, кг/м³; h – высота вентиляционного канала, м (разность отметок оголовка вентиляционной шахты и центра вытяжной решетки в кухне); g – ускорение силы тяжести.

Плотность воздуха ρ, кг/м³, при температуре t определяется из выражения:

  , (4.2.3)

2. Вычисляется скорость воздуха, м/с, в канале:

, (4.2.4)

где f_кан – площадь вентиляционного канала, м².

 

3. Определяется эквивалентный диаметр канала круглого сечения d_э(v), мм, в котором будут такие же потери располагаемого давления на трение, при той же скорости воздуха, что и в заданном канале прямоугольного сечения:

, (4.2.5)

где А, В – размеры прямоугольного канала, мм.

 

4. С помощью номограммы (рис. 1 прил. 2 [4]) по величине эквивалентного диаметра d_э(v) и скорости v находятся удельная потеря давления (сопротивление) на трение R, Па/м, и динамическое давление Р_дин потока воздуха. Потерю давления на трение вычисляем с коэффициентом шероховатости β_ш=2,0.

 

5. Определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений одиночного канала. В курсовой работе приняты величины ξ следующими: для вытяжной решетки 1,4; для поворота (колена) 1,1 и устья канала при наличии зонта 1,9.

 

6. Определяются потери давления на трение по длине канала (β_ш·R·h), в местных сопротивлениях (Z=P_дин·Σξ) и полные потери давления в канале (β_ш·R·h+Z), Па.

 

7. Сравнивается аэродинамическое сопротивление канала с располагаемым гравитационным давлением. Если (β_ш·R·h+Z) > P_гр, то следует принять на один канал больше, т.е. увеличить в два раза площадь сечения для прохода воздуха и повторить расчёт.

 

Пример расчета для помещения  кухни №114

 кг/м³

 кг/м³

Па;

м;

м2;

м/ч = 0,916 м/с.

С помощью  номограммы находим потерю давление на трение.

R=0,12 Па/м, Р_дин=0,51Па.

Потери давления на трение в канале:

Па.

Суммарный коэффициент  местных сопротивлений канала ∑ξ=4,4.

Потери в  местных сопротивлениях:

Па.

Полные потери давления:

Па.

следовательно оставляем один канал.

Результаты аэродинамического  расчёта сведены в табл. Приложения 5.

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 41-02-2003. Тепловая защита зданий/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 29 с.
2. СНиП 23-01-99. Строительная климатология/ Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000.-58 с.
3. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004. – 54 с.
4. Михеев. П.Ю. Отопление и вентиляция. Методические рекомендации к курсовой работе.  СПбГПУ, 2011. – 36 с.
5. http://www.obogrev.ru
6. http://www.eurocond.ru

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

   

                  

                       Рис. П.1.1. План-схема подвала

 

 

                                                                                                                               

 

                      Рис. П.1.2. План-схема первого этаж