Расчет системы отопления и вентиляции 5-этажного жилого дома

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Магнитогорский  государственный технический университет

им. Г. И. Носова

Кафедра ТГСВ и ГХ

Пояснительная записка

к курсовому проекту  по дисциплине

«Теплоснабжение и вентиляция»

«Расчет системы отопления и вентиляции 5-этажного жилого дома ».

Разработал студент 

заочного факультета

спец. 2906: Сухова И.И                                           

Руководитель: Гридневская Л. В.

Магнитогорск

2011

СОДЕРЖАНИЕ                          ВВЕДЕНИЕ

В курсовой работе для пятиэтажного жилого дома, имеющего чердак и неотапливаемый подвал,  в климатических условиях города Магнитогорска выполнен теплотехнический расчет наружных ограждений, запроектировано отопление и естественная вентиляция. Принято отопление центральное водяное с теплоснабжением  от котельной. Отопительные приборы – чугунные радиаторы МС-140.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.  Климатологические данные

  Город – Магнитогорск.

  Влажностная зона - сухая .

  Режим эксплуатации – нормальный.

  Коэффициент обеспеченности  – 0,92.

  Средняя температура наиболее  холодных суток - -37 ^оС.

  Средняя температура наиболее  холодной пятидневки - -34 ^оС.

  Абсолютная минимальная температура - -46 ^оС.

  Средняя температура отопительного  периода - -7,9 ^оС.

  Продолжительность отопительного  периода – 218 суток.

  Максимальная из средних  скоростей ветра по румбам  за январь – 8,1 м/с.

  Максимальная из средних  скоростей ветра по румбам  за июль -2 м/с.

  Географическая широта –  52^о.

  Барометрическое давление –  970 Па.

  Относительная влажность воздуха – 60%

2.Параметры микроклимата внутри  помещений

В жилых комнатах – 20^оС.

В кухнях – 18 ^оС.

На лестничных клетках – 16 ^оС.

В ванных комнатах – 25 ^оС.

В санузлах – 18 ^оС.

Относительная влажность воздуха  – 40-60%.

Главный фасад здания ориентирован на север.

3.Конструкции ограждений.

№ п/п	Наружные стены	Чердачное перекрытие	Пол первого этажа
1	Шлакопемзобетон δ=300мм	Шлакопемзобетон δ=160мм	Шлакопемзобетон δ=160мм
2	Пенополистирол δ=100 мм	Минаральная вата δ=200 мм	Минаральная вата δ=300 мм
3	Шлакопемзобетон δ=30мм	Шлаковая засыпка δ=50 мм	Цементно-песчанная стяжка δ=30 мм
4			Линолеум δ=5 мм
5			Керамическая плитка δ=10 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ

    КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ

Теплотехнический расчет заключается  в определении толщины утепляющего  слоя ограждения и коэффициента теплопередачи  ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим  и комфортным условиям, а также условиям энергосбережения.

 

2.1. Теплотехнический расчет наружных стен

 

Теплотехнические показатели материалов наружных стен сведены в таблицу.

Таблица 2.1 - Теплотехнические показатели материалов конструкции наружных стен

№ п/п	Наименование         слоя	Толщина δ, м	Объемная масса γ, кг/м3	Коэф-т теплопроводности λ, Вт/моС	Паропро-ницаемость μ,м2/м*ч
1	шлакопемзобетон	0,3	1800	0,63	0,075
2	пенополистирол	0,12	100	0,041	0,05
3	шлакопемзобетон	0,03	1800	0,63	0,075

 

Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям

,                                                (2.1)

где п - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, n=1;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, t_в=20 ^оС;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82, t_н=-34^оС;

Dt^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, Dt^н=4,5^оС;

a_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, a_в=8,7.

                              м^2оС/Вт

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле

                        ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер. ,           (2.2)

где t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, t_в=21 °С;

t_от.пер., z_от.пер. - средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82.                

t_от.пер=-7,9 ^оС; z_от.пер= 218 сут

                            ГСОП =(21+7,9)*218=6300   ^оС*сут

Требуемое сопротивление  по условиям энергосбережения, находится по [1]

                            R^тр=3,03    м^2оС/В                   

За расчетное значение принимаем большее значение

                          R^тр=3,03    м^2оС/Вт

Минимальная толщина утепляющего  слоя

,                        (2.3)

где δ – толщина соответствующего слоя, м;

λ – коэффициент теплопроводности соответствующего слоя, Вт/(м^оС);

a_н – коэффициент теплообмена поверхности наружного ограждения, принимается по  [1], a_н=23.                 =3,03   м^2оС/Вт

                             δ₂=(3,03-0,682)*0,041=0,12  м

Фактическая величина сопротивления  теплопередачи R^ф

                          =3,8   м^2оС/Вт

                             R^ф=3,8    м^2оС/Вт

Выполнено условие:          R^ф> R^тр

Коэффициент теплопередачи  наружных стен

                        =0,26   Вт/м^2оС                     (2.4) 

2.2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия.

Теплотехнические показатели материалов сведены в таблицу.

Таблица 2.2 - Теплотехнические показатели чердачного перекрытия.

№ п/п	Наименование         слоя	Толщина δ, м	Объемная масса γ, кг/м3	Коэф-т теплопроводности λ, Вт/моС	Паропро-ницаемость μ,м2/м*ч
1	шлакопемзобетон	0,16	1800	0,63	0,075
2	минеральная вата	0,2	200	0,076	0,49
3	шлаков.засыпка	0,05	400	0,14	0,24

 

Требуемое сопротивление теплопередачи чердачного перекрытия по санитарно-гигиеническим условиям

                              м^2оС/Вт

      Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле

 ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер=6300   ^оС*сут

Требуемое сопротивление теплопередаче  ограждения по условиям энергосбережения

 R^тр=3,43    м^2оС/Вт                                                                          

За расчетное значение выбираем большее значение

                            R^тр=3,43    м^2оС/Вт

Минимальная толщина утепляющего  слоя

            =3,43   м^2оС/Вт

                                δ₃=(3,43-0,77)*0,076=0,3  м

Фактическая величина сопротивления  теплопередачи R^ф

            =5,5   м^2оС/Вт

Выполнено условие:                 R^ф> R^тр

Коэффициент теплопередачи:

                     =0,18   Вт/м^2оС

 

2.3. Теплотехнический расчет полов.

Таблица 2.3 - Теплотехнические показатели полов

№ п/п	Наименование         слоя	Толщина δ, м	Объемная масса γ, кг/м3	Коэф-т теплопроводности λ, Вт/моС	Паропро-ницаемость μ,м2/м*ч
1	шлакопемзобетон	0,16	1800	0,63	0,075
2	пенополистирол	0,3	200	0,076	0,49
3	цем.песч. стяжка	0,03	1800	0,76	0,09
4	линолеум	0,005	1800	0,38	0,002
5	кермич. плитка	0,01	1600	0,58	0,14

Требуемое сопротивление теплопередаче  полов по санитарно-гигиеническим  условиям

                              м^2оС/Вт

      Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле

 ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер=6300   ^оС*сут

Требуемое сопротивление теплопередаче  ограждения по условиям энергосбережения

 R^тр=4,3    м^2оС/Вт                                                                          

За расчетное значение выбираем большее значение

                            R^тр=4,3    м^2оС/Вт

Минимальная толщина утепляющего  слоя

            =4,3   м^2оС/Вт

                                 δ₃=(4,3-0,47)*0,076=0,3  м

Фактическая величина сопротивления  теплопередачи R^ф

            =5,5   м^2оС/Вт

Выполнено условие:                 R^ф> R^тр

Коэффициент теплопередачи:

                     =0,18   Вт/м^2оС

 

2.4 Теплотехнический расчет окон

Требуемое сопротивление теплопередачи  по условиям энергосбережения для окон при ГСОП=6300^оС*сут составляет

R^тр_о=0,61  м^2оС/Вт

Фактическое сопротивление теплопередачи  для двухслойного стеклопакета в  пластмассовых переплетах составляет

 R^ф_о=0,62  м^2оС/Вт

Коэффициент теплопередачи для  двухслойного стеклопакета в пластмассовых  переплетах составляет

                              =1,61  Вт/м^2оС

Результаты теплотехнического расчета служат основой для определения потерь теплоты ограждающими конструкциями помещений здания, которые необходимо оценить для определения мощности системы отопления.

 

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ  ПОМЕЩЕНИЯ

 

       Потери теплоты  для помещений определяются суммированием потерь через все отдельные ограждающие конструкции (стены, окна, покрытия, перекрытия), с округлением до десятков, по формуле:

                   Q=k*F(t_в-t_н)n*p ,                                              (3.1)

где  F-расчетная площадь ограждения, м²;

t_н- температура наружного воздуха для расчета отопления, равная температуре наиболее холодной пятидневки, t_н=34 ^оС;

t_в- расчетная температура воздуха помещения, ^оС, с учетом повышения по высоте;

n- коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху ;

p- множитель, учитывающий дополнительные теплопотери, определяемый из выражения

 p=1+ Σβ ,                                                         (3.2)

где Σβ- сумма дополнительных потерь через ограждения, принимаемая в долях от основных теплопотерь [2].

       Потери теплоты  через внутренние ограждения  допускается  не учитывать,  если разность температур в  этих помещениях равна 3 ^оС и менее [2].

       Теплопотери через  полы, расположенные на грунте, а также через стены, расположенные ниже уровня земли (в подвальных этажах и технических подвалах), рассчитывают по зонам шириной 2 метра, параллельным наружным стенам, причем при определении общей площади первой зоны участок пола размером 2,0*2,0 м, примыкающий к наружному углу, учитывается дважды. Сопротивление теплопередачи по зонам принимают по [2].

       Для  1 зоны  сопротивление теплопередачи равно

                      м^2оС/Вт                                (3.3)

Коэффициент теплопередачи:        Вт/м^2оС

Для  2 зоны сопротивление теплопередачи  равно

                      м^2оС/Вт                                (3.4)

          Коэффициент теплопередачи:    Вт/м^2оС

Для  3 зоны сопротивление теплопередачи  равно

                      м^2оС/Вт                                 (3.5) 

  Коэффициент теплопередачи:     Вт/м^2оС

Для  4 зоны сопротивление теплопередачи  равно

                    м^2оС/Вт                                (3.6)

  Коэффициент теплопередачи:     Вт/м^2оС  

       Расчет тепловой нагрузки сводим в таблицу.