Курсовая работа: Теплотехничекий расчет здания

СОДЕРЖАНИЕ

1 Исходные данные для проектирования

2 Введение

3 Теплотехничекий расчет здания

3.1 Теплотехнический расчет стены

3.2 Теплотехнический расчет перекрытий над подвалом

3.3 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

3.4 Теплотехнический расчет окон

4 Расчет теплопотерь наружными ограждениями помещений

4.1 Расчет теплопотерь

5 Гидравлический расчет системы отопления

5.1 Размещение отопительных приборов

5.2 Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца

6 Расчет отопительных приборов

6.1 Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления

7 Расчет естественной вентиляции

Библиография

1 Исходные данные для проектирования

№ п/п	Наименование величины
1	Район строительства	Курск
2	Наружные стены	Из эффективного глиняного кирпича
3	Ориентация фасада здания	Северо-Запад
4	Срок начала строительства	2005 г
5	Высота техподполья	2.4
6	Чердачное перекрытие	Многопустотная ж/б плита -220 мм, керамзит =400 кг/м,
7	Перекрытие над техподпольем	Многопустотная ж/б плита -220 мм, легкий бетон =600 кг/м, цементно-песчаный раствор – 20мм, линолеум
8	Система отопления	Вертикальная
9	Вентиляция	Естественная
10	Присоединение системы водяного отопления к наружным теплопроводам	Со смешением воды с помощью водоструйного элеватора
11	Параметры теплоносителя	150-70
12	Располагаемая разность давлений на вводе , кПа	150
13	Тип отопительных приборов	МС-140-98
14	Температура теплоносителя в системе отопления	95-70

2 Введение

3 Теплотехничекий расчет здания

Район строительства – Курск.

Здание – жилое, 10-этажное башенного типа.

Согласно СНиП 23-01 имеем:

-климатический район II В;

-зона влажности – нормальная;

-условия эксплуатации – Б;

-расчетная температура наружного воздуха =-26 С;

-средняя температура отопительного периода =-2.4 С;

-продолжительность отопительного периода (продолжительность периода со средней температурой 8 С) = 198 сут.

3.1 Теплотехнический расчет стены

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

Конструируем наружную стену (рис. №1) и оперделяем ее параметры (таблица №1).

Таблица №1 – Характеристика наружной стены

Материал слоя	кг/м	Вт/(мС )	м	, мС/Вт
Эффективный керамический кирпич	1400	0.58	0.12	0.43
Теплоизоляционный слой - пенополистирол	35	0.031	0.106	3.42
Эффективный силикатный кирпич	1400	0.58	0.25	0.2
Цементно-песчаный раствор	1800	0.76	0.015	0.0197
				4.07

Оперделяем условное сопротивление теплопередаче наружной стены:

где - термическое сопротивление ограждающей конструкции:

=8.7 Вт/(мС) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

=23 Вт/(мС) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены с учетом наличия стыков из железобетона:

где r – коэффициент теплотехнической однородности железобетонной трехслойной панели.

Температурный перепад:

.

Поскольку условия соблюдаются, принятая конструкция стены является удовлитворительной. Принимаем толщину стены 510 см.

3.2 Теплотехнический расчет перекрытий над подвалом

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

Конструируем цокольное перекрытие (рис. №2) и определяем его параметры (таблица №2).

Таблица №2 – характеристика цокольного перекрытия

Материал слоя	кг/м	Вт/(мС )	м	, мС/Вт
Железобетонный слой	2500	2.04	0.2	0.098
Цементно-песчаный раствор	1800	0.93	0.015	0.016
Теплоизоляционный слой – минераловатные плиты (ГОСТ 9573-96)	50	0.06	0.292	4.86
Пароизоляция из поливинилхлоридной пленки	-	-	-	-
Цементно-песчаный раствор	1800	0.93	0.05	0.054
				5.028

Определяем сопротивление теплотередаче:

где - термическое сопротивление ограждающей конструкции:

=8.7 Вт/(мС);

=17 Вт/(мС).

Температурный перепад:

.

Поскольку условия соблюдаются, принятая конструкция перекрытия является удовлитворительной.

3.3 Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

Конструируем цокольное перекрытие (рис. №3) и определяем его параметры (таблица №3).

Таблица №3 – характеристика цокольного перекрытия

Материал слоя	кг/м	Вт/(мС )	м	, мС/Вт
Железобетонный слой	2500	2.04	0.2	0.098
Цементно-песчаный раствор	1800	0.93	0.015	0.016
Теплоизоляционный слой – минераловатные плиты (ГОСТ 9573-96)	50	0.06	0.289	4.816
Пароизоляция из поливинилхлоридной пленки	-	-	-	-
Цементно-песчаный раствор	1800	0.93	0.05	0.054
				4.984

Определяем сопротивление теплотередаче:

где - термическое сопротивление ограждающей конструкции:

=8.7 Вт/(мС);

=12 Вт/(мС).

Температурный перепад:

.

Поскольку условия соблюдаются, принятая конструкция перекрытия является удовлитворительной.

3.4 Теплотехнический расчет окон

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче и температурному перепаду:

Принимаем двойное остекление в раздельных переплетах.

4 Расчет теплопотерь наружными ограждениями помещений

В отапливаемых зданиях при наличии разности температур между внутренним и наружным воздухом постоянно происходят потери тепла через ограждающие конструкции: наружные стены, покрытия, полы и проемы (окна, двери). Системы отопления должны восполнять эти потери, поддерживая в помещениях внутреннюю температуру, требующуюся по санитарным нормам.

4.1 Расчет теплопотерь

Потери тепла оперделяются для каждого отапливаемого помещения (кроме санитарных узлов) и лестнечных клеток последовательно через отдельные оргаждения и состоят из основных и добавочных.

Расчет потерь сводится в таблицу №4 (приложение).

Каждое помещение нумеруется трехзначным числом, в котором первая цифра – этаж, вторая и третья – номер помещения на этаже.

Наименования ограждений обозначаются следующим образом:

НС – наружная стена;

ДО – двойное остекление;

ПЛ – пол;

ПТ – потолок;

ДН – дверь наружная.

Теплопотери для лестничноц клетки определяются для всех этажей сразу, через все ограждающие конструкции, как для одного помещения.

,

,

где - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 3 м/ч на 1 мплощади жилых помещений и кухни =3 ;

- удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг С);

- коэффициент, учитывающий влияние встречного теплого потока в конструкциях;

- плотность наружного воздуха, кг/м.

5 Гидравлический расчет системы отопления

5.1 Размещение отопительных приборов

При проектировании систем отопления необходимо обеспечить температуру и равномерное нагревание воздуха помещения, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта.

5.2 Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца

Задача гидравлического расчета состоит в обоснованном выборе экономичных диаметров труб с учетом принятых перепадов давлений и расходов теплоносителя. При этом должа быть гарантирова подача его во все части системы отопления для обеспечения расчетных тепловых нагрузок отопительных приборов.

Последовательность расчета:

На основании расчета теплопотерь на аксонометрической схеме наносят тепловые нагрузки отопительных приборов и стояков.

Далее выбирают главное циркуляционное кольцо.

Выбранное циркуляционное кольцо разбивают на участки по ходу движения теплоносителя, начиная от теплового пункта.

За расчетный участок принимают отрезок трубопровода с постоянным расходом теплоносителя.

Расход теплоносителя на участке оперделяется по формуле:

,

гле - тепловая нагрузка участка, Вт;

и - поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещение.

- удельная массовая теплоемкость воды, равная 4.187 кДж/(кг С);

и - температуры падающей и обратной воды.

Результаты расчета заносятся в таблицу №5 (приложение).

После гидравлического расчета главного циркуляционного кольца должно выполняться условие:

Условие выполняется, т.к. 4.6 кПа < 54 кПа.

,

так как А15 % - условие не удовлетворяется. Устанавливаем регулирующе-балансировочный кран STAD.

6 Расчет отопительных приборов

Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого отопительными приборами, установленными в помещении, соответствовало расчетным теплопотерям помещения.

6.1 Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прбор.

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности:

Оперделяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках падающей магистрали:

,

где - теплопередача 1 м открытого положения труб в помещении с температурой ;

- расход воды на участке, принимается согласно гидравлическому расчету;

- длина расчетного стояка, м;

- 4.187 кДж/(кг С).

Имея расчет тепловой нагрузки стояка, рассчитываем расход или количество теплоносителя, циркулирующего по стояку по формуле:

,

где - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком.

Рассчитаем расход воды, проходящий через каждый отопительный прибор с учетом затекания по формуле:

,

где - коэффициент затекания в прибор, для двухстороннего присоединения прибора к стояку =0.5.

Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя:

-для первого прибора:

- для i-го прибора:

.

Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по фоду движения теплоносителя по формуле:

.

Рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

.

Определяем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

,

где - поминальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях;

- показатели для определения теплового потока отопительного прибора.

Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенных в помещении, по формуле:

,

где - теплоотдача 1 м неизолированных труб;

- длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб:

,

где - поправочный коэффициент при открытой площадке труб, равный 0.9.

Определяем расчетную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле:

.

Результаты расчета занесены т таблицу №6 (приложение).

7 Расчет естественной вентиляции

В настоящее время в жилищном строительстве почти исключительно применяются системы вентиляции с естественным побуждением.

В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного давления, возникающего вследствии разности давлений холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Естественное давление , Па, определяется по формуле:

,

где – высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия до усья вытяжной шахты, м;

– плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м;

.

Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых зданий определяеся для температуры наружного воздуха +5С.

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо сохранение равенства

,

где – удельная потеря давления на трение, Па/м;

– длина воздуховодов, м;

– потеря давления на трение расчетной ветви, Па;

– потеря давления на местные сопротивления, Па;

– коэффициент запаса, равный 1,1-1,5;

– поправочный коэффициент на шереховатость поверхности;

– располагаемое давление, Па.

Задача естественной вентиляции – подобрать сечения вытяжных решеток, вентиляционных каналов, которые обеспечивали бы необходимый воздухообмен при расчетном, естественном давлении.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

Определяем расчетное естественное давление по формуле

Задаваясь скоростью движения воздуха, м/с, вычисляем предварительное живое сечение канала и вытяжной решетки, м,

,

где– объем вентиляционного воздуха, перемещаемого по каналу, м/ч;

– скорость движения воздуха, м/с.

Определив предварительное сечение канала, находим фактическую скорость движения воздуха, м/с:

.

Находим эквивалентный диаметр , канала круглого сечения, мм, равновеликий прямоугольному по скорости воздуха и потерям давления на трение:

,

где – размеры сторон прямоугольного канала, мм.

Используя номограмму, по известным значениям и определяем удельные потери давления , фактическую скорость движения и динамическое давление

Оперделяем потери давления на трение с учетом коэффициента шереховатости стенок канала.

Находим потери давления в местных сопротивлениях , Па, по формуле

где – коэффициент местных сопротивлений на участках.

Сравниваем суммарные потери давления в каналах и . Если условие проверки не выполнено, то изменяем размеры канала или число каналов и повторяем расчет.

Результаты рассчета заносим в таблицу №7.