регистрация /  вход

Отопление здания (стр. 1 из 4)

Общая часть

Теплотехника – область науки, техники, занимающаяся вопросами получения и использования тепла.

Одновременно с теплотехникой развивались системы отопления и вентиляции, предназначенные для обеспечения санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к зданию и поддержания требуемого температурно-влажностного режима помещений здания.

Для создания системы отопления здания в курсовом проекте выполняется:

- теплотехнический расчёт наружных стен, подвального и чердачного перекрытий;

- расчёт теплопотерь всех помещений здания;

- определение удельной тепловой характеристики здания;

- выбор и конструирование системы отопления;

- расчёт нагревательных приборов;

- гидравлический расчёт трубопроводов.

В данном курсовом проекте проектируется жилое девятиэтажное здание, наружные стены которого панельные плотностью 2500 кг/м3 , между слоями – утеплитель, без наружной штукатурки, изнутри – известковопесчаная штукатурка толщиной 0,02 м.

В здании имеется подвал и чердак. Подвал не отапливаемый, без окон. Строительный объём здания – 27,0
24,0
28,0 .

В жилом здании проектируется однотрубная горизонтальная система отопления с редукционными вставками без регулирования.

Тип нагревательных приборов – радиаторы стальные РСВ1-2.

Район постройки проектируемого здания – город Гомель Республики Беларусь, для которогой характерны следующие климатические данные:

- средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 tн = – 280 С;

- средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 tн = – 240 С;

- средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,98 tн = – 320 С;

Расчётные параметры воздуха в помещении для расчёта наружных ограждающих конструкций здания:

-расчётная температура воздуха tв = 18 0 С;

-относительная влажность воздуха φв =55 %.

Влажностный режим помещений и условия эксплуатации ограждающих конструкций здания принимаются в зависимости от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха:

-влажностный режим помещений – нормальный;

-условия эксплуатации ограждений – Б.


1 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Сопротивление теплопередаче Rо ограждающих конструкций следует принимать равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче Rо эк , определённому исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но во всех случаях не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rо тр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного Ro норм . Сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций следует определять в случаях, когда разность температур внутреннего воздуха в разделяемых этими конструкциями помещениях превышает 3°С.

Требуемое сопротивление теплопередаче Rо тр , (м2 °С)/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнения световых проёмов (окон, балконных дверей и фонарей), определяется по формуле:

Rо тр =

(1.1)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 5.3;

tв – расчётная температура внутреннего воздуха, °С, принимается по таблице 4.1;

tн – расчётная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимается по таблице 4.1 с учётом тепловой инерции ограждающих конструкций;

Δtн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5.5[1];

αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимается конструктивно: αв = 8,7 Вт/(м2 °С).

Расчётную температуру внутреннего воздуха для жилого здания принимаем tв = 18°С. В угловых помещениях расчётная температура воздуха должна быть 20°С.

Расчётную зимнюю температуру наружного воздуха принимаем в зависимости от тепловой инерции.

Тепловую инерцию D ограждающей конструкции определяем по формуле:

D = R1 s1 + R2 s2 +…. + Rn sn , (1.2)

где R1 ,R2,…. Rn – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м2 °С)/Вт;

s1 ,s2… sn – расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждающей конструкции, Вт/(м2 °С), принимаемые по таблице А1 приложения А[1].

Термическое сопротивление R [(м2 °С)/Вт] слоя многослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

R =

(1.3)

где δ– толщина слоя, м;

λ– коэффициент теплопроводности материала слоя, [Вт/(м °С)], принимаемый по таблице А1 приложения А[1].

1.1 Теплотехнический расчёт наружной стены

Согласно принятой конструкции наружной стены (рисунок 1) наружные стены изготавливаются из трехслойной железобетонной оболочки, заполненной минераловатными плитами. Толщину утеплителя определяем исходя из теплотехнического расчета.

Рисунок 1 – Конструкция наружной стены

По приложению А[1] и в соответствии с принятой конструкцией выбираем необходимые для расчёта характеристики материалов:

1. Известково-песчаная штукатурка


ρ3 = 1600 кг/м3 , l3 = 0,70 Вт/(м×°С), s3 = 8,69 Вт/(м2 ×°С);

2. Маты минераловатные прошивные:

ρ2 = 125 кг/м3 , l2 = 0,064 Вт/(м×°С), s2 = 0,73 Вт/(м2 ×°С);

3. Железобетонная оболочка панели:

ρ3 = 2500 кг/м3 , l3 = 2,04 Вт/(м×°С), s3 = 19,70 Вт/(м2 ×°С).

Расчёт производим из условия: R0 =R0 эк {R0 норм ,R0 тр }

Принимаем R0 = R0 норм = 2,5 (м2 ×°С)/Вт (таблица 5.1[1]);

αв = 8,7 Вт/(м2 °С) (таблица 5.4[1]);

αн = 23 Вт/(м2 °С) (таблица 5.7[1]),

и определяем толщину утеплителя из выражения:

R0 =

(1.4)

где R0 – сопротивление теплопередаче ограждающей многослойной конструкции, (м2 ×°С)/Вт;

δ – толщина слоя, м;

λ – коэффициент теплопроводности слоя, принятый с учётом условий эксплуатации, Вт/(м×°С);

aн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения конструкции для зимних условий, Вт/(м2 ×°С);

aв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения конструкции, Вт/(м2 ×°С).

δ2 = [ R0 – (

)] λ2 = [2,5– (
)] 0,064 = 0,146 м.

Конструктивно принимаем δ2 = 15 см и определяем тепловую инерцию ограждения D по формуле (1.2)

D =

= 2,53

Расчётная температура внутреннего воздуха tв =18°С, нормативный температурный перепад между температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Δtв =6°С, а расчётная зимняя температура наружного воздуха tн = –28°С.

По имеющимся данным по формуле (1.1) определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

Rо тр =

= 0,881 (м2 ×°С)/Вт

По формуле (1.4) определим действительное сопротивление теплопередаче наружной стены:

R0 =

= 2,60 (м2 ×°С)/Вт;

Так как Rо > Rо норм и Rо > Rо тр , то принятая конструкция наружных стен отвечает теплотехническим требованиям.

По принятому значению Rо проверяем отсутствие конденсации влаги на поверхности наружных стен. Для этого определяем температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции:

τв = tв

(1.5)

τв = 18 –

= 15,97°С

Полученное значение τв должно быть больше температуры точки росы τр , которая определяется по формуле:

τр =

(1.6)

где ев – упругость водяных паров в воздухе помещения, Па;

ев =

(1.7)

где φ – относительная влажность воздуха в помещении, %, φ = 55%.

ев =

= 1170,75 Па

τр =

= 8,48 °С

Так как τв > τр , то конденсации влаги не предвидится.

1.2 Теплотехнический расчёт подвального перекрытия

Согласно принятой конструкции подвального перекрытия (рисунок 2) несущая часть которого – многопустотные железобетонные настилы, с круглыми пустотами, толщиной 220 мм. На плиты укладывается утеплитель, толщину которого необходимо определить. Поверх утеплителя - керамзитовый гравий 50 мм, рубероид, линолеум.