Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по отоплению

1. Введение.

     Россия  богата топливными ресурсами, но их неэкономное  использование может привести к  их постепенному исчерпанию. Согласно статистическим данным более одной  трети из добываемого топлива  уходит на поддержание комфортных условий  в домах российских граждан. Поэтому проектирование экономически выгодных систем является первоочередной задачей.

     Отоплением  называется искусственное обогревание помещения здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в помещениях людей или требованиями протекающего производственного процесса. Для этого предусматривают отопительную установку. Период, в течение которого производится отопление зданий, называется отопительным. Длительность этого периода в различных климатических зонах определяется на основании многолетних наблюдений как среднее число дней в году, со среднесуточной температурой воздуха ≤8°С.

     Отопление является частью строительной техники, и, вместе с тем, отопление - один из видов технологического оборудования зданий.

     Система отопления состоит из следующих  основных конструктивных элементов:

       - теплообменника;

       - отопительных приборов;

       - теплопроводов.

     В данном проекте разработана система  центрального водяного отопления кинотеатра на 600 мест с горизонтальной разводкой магистралей.

     Разработка  проекта начинается с расчета  теплотехнических характеристик всех ограждающих конструкций применительно  к заданному зданию и климатической  зоне.  Данный расчёт включает в себя определение толщины стен, перекрытий, а так же определение их сопротивления теплопередаче. После их определения производится проверка их соответствия требованиям задаваемым СНиП.

     Далее производится расчёт потерь тепла, которые  имеют место быть в здании. При расчете учитываются основные потери, потери на инфильтрацию (нагрев приходящего через окна холодного воздуха), а так же бытовые тепловыделения.

     Следующая часть проекта имеет своей  целью определить экономически целесообразные диаметры труб и типоразмеры отопительных приборов. Подобранные приборы и трубы должны обеспечить приток такого количества тепла в помещения, чтобы полностью компенсировать все теплопотери в них. Первая часть этого расчёта - гидравлический расчёт системы отопления, определяет расходы, давления (напоры) и диаметры труб на каждом участке сконструированной схемы системы отопления. Вторая часть - тепловой расчёт отопительных приборов, определяет типы и размеры отопительных приборов для каждого помещения. В данном проекте в расчётах учитываются панельные радиаторы Prado Classic.

     Далее производится подбор типоразмера элеватора, устанавливаемого в тепловом пункте на подающей магистрали системы отопления

     Также в проекте рассмотрена часть  на тему энергосбережения. Раскрываемая тема особо важна в условиях либо ограниченности топливных ресурсов, либо их экономии.

       В конце работы над проектом была составлена спецификация на систему отопления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                  
 
 

2. Исходные данные  на проектирование.

Назначение  здания – общественное

Город строительства: Иркутск

Отметка пола подвала –  -2,900м

Отметка земли – -0,150м

Отметка пола первого этажа – 0.000м

Отметка пола второго этажа – +3,500м

Размеры оконных проемов – 1500х2000мм; 1500х1500мм; 2600х2000мм

Размеры наружных дверей – 1940х2100мм

Толщина внутренних стен и перегородок (по строительным чертежам):

Толщина капитальных стен – 400мм

Толщина перегородок – 100мм

 Отопительные  приборы – панельные радиаторы  Prado Classic

Теплоноситель на вводе – перегретая вода с  параметрами 130-70

Теплоноситель в системе отопления – вода с параметрами 105-70

Трубы – стальные водогазопроводные неоцинкованные, проложенные открыто

Тип остекления  - двухкамерный стеклопакет в одинарном  алюминиевом переплёте с твёрдым  селективным покрытием из стекла.

Ориентация по сторонам горизонта. 

  

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Теплотехнический  расчёт.

     Целью данного расчёта  является проверка  наружных ограждающих конструкций  на соответствие нормам   тепловой защиты здания.

     Современные требования по определению термического сопротивления конструкции ограждения предписывают необходимость учета коэффициента  теплотехнической однородности. Коэффициент учитывает  наличие внутренних связей конструкции, являющиеся теплопроводными включениями,  а также то, как и какие именно другие  ограждения примыкают к расчетному. Величина коэффициента теплотехнической однородности в зависимости от их конструкции колеблется в пределах 0,65 – 0,98.

Нормами тепловой защиты установлено 3 показателя :

1.Приведенное  сопротивление теплопередачи отдельных  элементов ограждающих конструкций.

2.Перепад  между температурами внутреннего  воздуха и на поверхности ограждающих  конструкций , а также зная  температуру на внутренней поверхности  ограждения, которое должно быть  выше температуры точки росы( санитарно - гигиенический показатель – должен выполнятся всегда).

3.Удельный  расход тепловой энергии на  отопление здания ,позволяющий варьировать  величины  теплозащитных свойств  различных видов ограждения здания  с учетом объемно-планированных  решений здания и выбора систем  поддержания микроклимата  для достижения нормируемого значения этого показателя .

Требования  тепловой защиты здания будут выполнены  если соблюдаются показатели 1 и 2.

3.1. Последовательность  выполнения расчета.

3.1.1.  Расчет  выполняется по имеющимся характеристикам ограждающей конструкции, которая включает в себя:

• Наименование ограждения (стена наружная или внутренняя, надподвальное перекрытие и т.п.)
• Указание каждого слоя материала (кирпич, бетон, утеплитель и т.п.)
• Заданные величины толщины материала δ, м.

3.1.2. На основании  действующих норм определяются  все параметры, необходимые для  расчета:

• Температура внутреннего воздуха ,t_int , -определяется, как средняя температура здания ,и принимается по таблице 1  [1] .Согласно требованиям [2]при проектировании систем отопления общественных зданий температуру внутреннего воздуха следует принимать как минимальную из оптимальных , а по согласованию с органами Госсанэпиднадзора России и по заданию заказчика допускается принимать температуру в пределах допустимых норм.
• Температура наружного воздуха, t_extC – определяется как температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 и принимается по таблице 1*[3]
• Коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, n ,принимается по таблице 6 [4]
• Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции α_int Вт/(м² °С), принимается по таблице 7 [4]
• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей  конструкции ,α_ext  Вт/(м² °С) ,принимаются по таблице 8 [5]
• Относительную влажность φ,%, можно принимать по примечанию 5.9 [4]
• Влажностной режим помещения здания определяется  на основании данных в таблице 1 [4]
• Зона влажности определяется по приложению В [4] и  зависит от географического положения объекта строительства
• Определяются условия эксплуатации  ограждения конструкции на основании  таблицы1 [4]
• Коэффициенты теплопроводности λ,Вт/(м ̊С), выписываются для каждого материала ограждающей конструкции. Принимать коэффициенты следует  согласно приложению Д[5] или по данным производителя.
• Определяется средняя температура наружного воздуха t_ht, ⁰С, и продолжительность z_ht, сут, отопительного периода по таблице 1*[3].

Данные параметры  необходимо принимать для периода  со среднесуточной температурой наружного воздуха  не более 8 ⁰С – при проектировании общественных зданий.

3.1.3 Определяется  санитарно-гигиенический показатель  теплозащиты,  

 учитывающий  перепад между температурами  внутреннего воздуха и на поверхности  ограждающих конструкций, а также  значение температуры на внутренней поверхности ограждения, по формуле:

3.1.4 Определяются  градусо - сутки отопительного  периода по формуле:

3.1.5 Определяется  нормируемое значение сопротивления  теплопередаче ограждающих конструкций по зависимости:

где: - коэффициенты, значения которых следует принимать по таблице 4 [4], в зависимости от назначения здания и помещения, а также типа ограждающей конструкции.

3.1.6 Определяется  значение коэффициента теплотехнической  однородности r. Коэффициент принимается по таблице 6[5].

3.1.7 Из двух  значений сопротивления теплопередаче,  рассчитанных по п.3.1.5 и п.3.1.3 данных  указаний, для дальнейших расчётов  принять большее.

3.1.8. Так как  не указаны толщина  утепляющего  слоя ограждения, то сначала необходимо  определить  требуемую толщину  утеплителя, затем уточнить коэффициенты  теплотехнической однородности(только  для наружных стен и кирпича), далее высчитать общее термическое сопротивление ограждения, и  сделать вывод о соответствии норм тепловой защиты.

• Определяется требуемая толщина утепляющего слоя

, м

где:

- термическое  сопротивление внутренней поверхности ограждающей конструкции, .

- термическое  сопротивление наружной поверхности  ограждающей конструкции,  .

– термическое  сопротивление отдельных слоев  ограждающей конструкции ,без учета  утепляющего слоя   

где:

– коэффициент  теплопроводности, .

R_reg – значения сопротивления теплоотдачи, м²   ̊С/Вт принимается согласно п. 3.1.7.

Вычисленная толщина  утеплителя округляется до унифицированных  значений представляемая производителем , а в отсутствии таких данных - до сотых значений.

• Определяется  приведенное сопротивление теплопередаче всей конструкции:

где:

 – термическое  сопротивление утепляющего слоя  конструкции ограждения 

• Определяется соответствие ограждающей конструкции нормам тепловой защиты здания:

ограждение  соответствует нормам тепловой защиты здания. 

ограждение  не соответствует нормам тепловой защиты здания. 
 

ограждение  не соответствует нормам тепловой защиты здания.

Примечание: Если нормы тепловой защиты не выполняются ,то следует принять другой тип  утепляющего слоя(более эффективный) и произвести перерасчёт.

9. Определяется коэффициент сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции по формуле:

где:

R_o – приведенное сопротивление теплопередачи ограждения , соответствующее нормам тепловой защиты.

10. Определяется общая толщина ограждающей конструкции по формуле:

 

                          3.2   Теплотехнический  расчет наружной  стены.                     
 
 
 
 

                                                                                     1.Облицовка природным