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 = – 280С;

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

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

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

-расчётная температура воздуха tв = 18 0С;

-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 Rоэк, определённому исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но во всех случаях не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rотр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного Roнорм. 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 Rотр, (м2°С)/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнения световых проёмов (окон, балконных дверей и фонарей), определяется по формуле:

Rотр =

(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 = R1s1+ R2s2+….+ Rnsn, (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 =R0эк{R0норм,R0тр}

Принимаем R0 = R0норм = 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:

Rотр =

= 0,881 (м2×°С)/Вт

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

R0 =

= 2,60 (м2×°С)/Вт;

Так как Rо > Rонорм и Rо > Rотр, 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.