Теплогазоснабжение и вентиляция

Курсовая работа ТГВ. ...

Содержание
Введение 2

1. Исходные данные и выбор климатических характеристик района строительства 4

2. Выбор расчетных условий и характеристик микроклимата в помещениях 5

3. Выбор теплотехнических показателей строительных материалов и характеристик ограждающих конструкций 6

4. Расчет оптимального сопротивления теплопередаче, толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций 8

5. Выбор заполнения оконных проемов 9

6. Проверка отсутствия конденсации водяных паров на поверхности и в толще наружной стены 10

7. Определение тепловой мощности системы отопления 16

8. Размещение отопительных приборов, стояков и магистралей 23

9. Конструирование и расчет систем вентиляции 24

10. Проектирование ИТП 28

Выводы 30

Список литературы 31

Введение
При строительстве любых зданий, согласно действующим нормам [4], должен быть обеспечен доступ в них свежего воздуха и необходимая температура помещений. Для каждого типа зданий существуют свои критерии проектирования систем вентиляции и отопления. Так, из складских помещений выводится только вытяжная вентиляция, в помещениях постоянной работы людей воздух подается из расчета 60 м3/ч на 1 человека, а над вредными испарениями и над печами устанавливаются местные вытяжки. При проектировании жилых домов обязательной является установка вытяжек в сан. узлах, в ванных комнатах и на кухнях. Приток в помещениях обеспечивается открытием окон. Все вытяжки сводятся в вентканалы, которые объединяются на чердаке и выводятся на высоте не менее 1 м выше уровня кровли.
Для поддержки температуры в помещениях в соответствии с установленными нормами проектируется система отопления. Сначала рассчитываются теплопотери через наружные ограждения, потом теплопритоки. Теплопритоки могут исходить от работающей аппаратуры, от людей, от солнечного тепла, от осветительных приборов ит.д. Летом для компенсации таких теплопритоков в помещениях устанавливают кондиционеры. Зимой же теплопритоки и теплопотери сравниваются и на основании рассчитанной разницы подбираются отопительные приборы. В некоторых случаях теплопритоки и зимой могут превышать теплопотери (например, в цехах или животноводческих помещениях с большим количеством животных на единицу площади). Отопительные приборы устанавливаются преимущественно под оконными проемами.
Задача данного курсового проекта – проектирование таких систем отопления и вентиляции, которые обеспечили бы подачу свежего воздуха, вытяжку вредных испарений, комфортную температуру помещений, но в то же время не были перегружены избыточными устройствами, потребляющими электрическую или тепловую энергии. Таким образом, проектировщик должен обеспечить максимально комфортное существование жильцов проектируемого дома, при этом учитывая потребление природных ресурсов перечисленными системами.
Конечной целью теплотехнического расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных элементов ограждающих конструкций здания. В курсовой работе в результате теплотехнического расчета определяются:
оптимальное для заданного района строительства сопротивление теплопередаче наружной стены;
необходимая толщина теплоизоляционного слоя наружной стены, ее фактическое сопротивление и коэффициент теплопередачи;
возможность конденсации водяных паров на внутренних поверхностях стены и в толще наружной стены;
оптимальное заполнение световых проемов, их фактическое сопротивление теплопередаче и воздухопроницанию, а также коэффициент теплопередачи;
требуемые термические сопротивления пола, чердачного перекрытия, наружной стены и окон, а также их коэффициенты теплопередачи

Конструкцией окна, подходящей для данного типа здания, с равным требуемому(или ближайшим большим) сопротивлением теплопередаче является: Двойное остекление в раздельных пакетах с 1 уплотнительным притвором R0=0,44 м2°С/ВтКоэффициент теплопередачи выбранного окна: К=1/0,44 =2,27 Вт/м2°С.Проверка отсутствия конденсации водяных паров на поверхности и в толще наружной стеныКонденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара exi больше максимальной упругости водяного пара Exi, соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паромТемпература внутренней поверхности глади наружной стены txi = tв - ∑Rxi. (tв-tхм)/R0р.ок, 0C∑Rxi = RВ + ∑(δi/λi) - сопротивление теплопередачеот воздуха помещения до рассматриваемого сечения X, м2. 0C/ВтR0р=1/8,7+0,01/0,93+0,08/0,052+0,1/2,04+0,05/0,052+0,01/0,93+1/23=2,72 м2*0C/Втτн=-27+((20-(-27))*(1/23))/( 2,72)=-26,25оСt1=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93))/( 2,72)=-26,06оСt2=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93+0,05/0,052))/( 2,72)= -9,45оСt3=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93+0,05/0,052+0,1/2,04))/( 2,72)= -8,60оСt4=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93+0,05/0,052+0,1/2,04+0,08/0,052))/(2,72)= =17,98оСt5=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93+0,05/0,052+0,1/2,04+ +0,08/0,052+0,01/0,93))/( 2,72)= 18,16оСt6=-27+((20-(-27))*(1/23+0,01/0,93+0,05/0,052+0,1/2,04+ +0,08/0,052+0,01/0,93+1/8,7))/( 2,72)= 20,155оСПроверим возможность конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружной стены комнаты.Температура внутренней поверхности наружной стены:τв=20-((20-(-27))/( 2,72*8,7))=18,01оСОпределяем температуру точки росы для помещения с температурой 200С и относительной влажностью φв =55% по i-d диаграмме. Для этого из точки с указанными параметрами пр оводим вниз луч d=const до пересечения с φ=100%.tр=110С.Определим разность температур:τв- tр=18,01-11=17,010С.Таким образом, конденсации водяных паров на внутренней поверхности стены происходить не будет.Проверка наружной стены на отсутствие конденсации водяных паров в толще огражденияРасчет производится при средней температуре самого холодного месяца. Сопротивление паропроницаемости конструкции ограждения определяется по формулеRn=RnBτуг=20-(0,18-0,042*2,72)*(20-(-27))=16,1 оСНайдем давление насыщения, соответствующихе данным температурам. В ходе проведенных расчетов было выяснено, что температура внутренней поверхности стены τв= 18,01оС и температура внутреннего угла τуг= 16,1 оС больше температуры точки росы tр=11 оС, следовательно можно быть уверенным, что выпадения влаги не произойдет.Определим сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле:Rп=Rп.в.+Σ(δi/μi)+Rп.н.=0,0267+0,01/0,09+0,08/0,05+0,1/0,03+0,05/0,05+0,01/0,09+0,0053=6,19 м2*ч*Па/мг.Определяем упругость водяных паров в воздухе помещения и наружном воздухе:ев=Ев*φв/100= 2338*55/100= 1286 Паен=Ен*φн/100= 52*83/100= 43 Па.Ев =2338 ПаЕн= 52 Па.В характерных сечениях по толщине стены на расстоянии х от внутренней поверхности определяем упругость водяного пара.Определим распределение парциального давления водяных паров в толще ограждения при температуре наружного воздуха tн=tянв=-27 оС.xx1=0 мRn=RnB=0,026 м2*ч*Па/мгex1= 1286-(0,026/6,19)*(1286-43)= 1280,8Паx2=0,01 мRnx2=0,026+0,01/0,09=0,138 м2*ч*Па/мгe2=1286-((0,138/6,19)*(1286-43))= 1258,3 Паx3=0,09 мRnx3=0,026+0,01/0,09+0,08/0,05=1,73 м2*ч*Па/мгe3=1286-((1,73/ 6,19)*(1286-43)= 938,6 Паx4=0,19 мRnx4=0,026+0,01/0,09+0,08/0,05+0,1/0,03=5,07 м2*ч*Па/мгe4=1286-((5,07)/ 6,19)*(1286-43)= 267,9 Паx5=0,24 мRnx4=0,026+0,01/0,09+0,08/0,05+0,1/0,03+0,05/0,05=6,07 м2*ч*Па/мгe4=1286-((6,07)/6,19)*(1286-43)= 67,097 Паx5=0,25 мRnx5=0,026+0,01/0,09+0,08/0,05+0,1/0,03+0,05/0,05+0,01/0,09=6,17 м2*ч*Па/мгE5=1286-((6,17)/ 6,19)*(1286-43)= 47,016 ПаПолученные данные по распределению температур и давлению сведем в таблицу 3 и на её основе построим график распределения температуры и парциального давления в толще ограждения.Таблица 6Значения tx, ex, ExНомер сечениях,мtx 0Сex, ПаEx, Па1020,154581280,8233820,0118,168441258,3206430,0917,98264938,6193740,19-8,60107267,931050,24-9,448167,09726060,25-26,062947,01657Рис. 2. График парциального давления в толще ограждения.Рис. 3. График распределения температур в толще ограждения.В данной конструкции стены конденсат не выпадает(не пересекаются графики Ех и ех)Вывод: после анализа графика можно сделать заключение конденсат не выпадает.Таблица 7Характеристики ограждающих конструкцийНаименование ограждающей конструкцииR, м2*оС/втK, вт/ м2*оСНаружная стена2,590,39Чердачное перекрытие и перекрытие над подвалом3,430,29Окно и витраж0,482,27Пол по грунту 1зона2,10,48Пол по грунту 2 зона4,30,24Пол по грунту 3 зона8,60,12Пол по грунту 4 зона14,20,07Определение тепловой мощности системы отопленияТеплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздухаПоскольку неизвестна высота здания и номер рассчитываемого этажа, принимаем теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха 0,15% от общих теплозатрат на обогрев помещения.Расчет выполняется согласно указаниям СНиП 41-01-2003 [5].Для удобства выполнения расчетов помещения нумеруют на плане этажа, начиная с левого верхнего: 1, 2, 3 и т.д., тогда соответствующие помещения на первом этаже будут 101, 102, 103 и т.д.; на втором этаже 201, 202, 203 и т.д., лестничная клетка обозначается буквами JIK.Наименование ограждающих конструкций целесообразно обозначать сокращенно: ДО - двойное остекление; ОО - одинарное остекление, ДД - двойные двери, ПТ - потолок, ПЛ - пол, НС - наружная стена. Линейные размеры и площади ограждающих конструкций определяются с точностью до 0,1 м и 0,1 м2 соответственно.При вычислении площади стен удобнее не вычитать из площади стен площадь окон, а величину коэффициента теплопередачи окна - Кок принимать уменьшенной на величину коэффициента теплопередачи стены - Кст.При наличии в наружной стене входной двери при расчете потерь теплоты через нее следует вычитать из площади стены площадь входной двери. Потери теплоты между помещениями через перегородки рассчитывают при разности температур между ними более 3 °С.Расчет потерь теплоты ведется в следующей последовательности:Трансмиссионные потери теплоты, то есть потери теплоты за счет теплопередачи, через отдельные ограждающие конструкции определяют для одной угловой и одной средней комнат каждого этажа в отдельности, Q, Вт, по формуле,где А – расчётная площадь ограждающей конструкции, ;К – коэффициент теплопередачи, ; - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.2. Расход теплоты Q, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха, по упрощенной методике следует определять по формулеРасход теплоты , Вт, определяется по формуле,где - расход инфильтрирующего воздуха, ,С – удельная теплоёмкость воздуха, , - коэффициент учёта влияния встречного теплового потока.Бытовые теплопоступления , Вт, для жилых комнат и кухонь определяют по формуле,где - площадь пола помещений, .Отопительные приборы радиаторы типа МС-140. Теплоснабжение от городской сети. Теплоноситель вода с параметрами Т1=95оС и Т2=70оС. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкцииТеплопотери через ограждающие конструкции помещения, разность температур воздуха по обе стороны которых больше 3 0C, находят по формуле:QТП = ΣК0*(tВ – tН)*А*n* (1 + Σβ) = Q0*(1 + Σβ)К0 – коэффициент теплопередачи отдельной ограждающей конструкции, Вт/(м2. 0C)tН – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года (tН5) при расчете теплопотерь через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете теплопотерь через внутренние огражденияtВ - принимается по табл.2А – площадь ограждения, м2β – коэффициент, учитывающий добавочные потери n – коэффициент, зависящий от положения ограждения по отношению к наружному воздуху Расчет выполним для 3 помещений, находящихся на разных этажа и в разных частях здания.Помещение 101Рис.3. Расчетная схема помещения 101Наружная стена – юг -3300х3200 мНаружная стена - восток– 5800х3200 мОкно – юг – 1600х1200 мОкно – восток – 1600х1200 мПол 1 – 18400 м2Пол 2 –940 м2Помещение 201Рис.4. Расчетная схема помещения 224Наружная стена – юг -3300х3200 мНаружная стена - восток– 5800х3200 мОкно – юг – 1600х1200 мОкно – восток – 1600х1200 мПотолок – 19149 м2Помещение 433Рис.4. Расчетная схема помещения 232Наружная стена - север– 3000х3200 мНаружная стена - запад– 500х3200 мОкно - север – 1600х1200 мПотолок – 3000х4500 мРезультаты сведем в таблицу 8.Таблица 8Таблица теплопотерь№ помещенияНаимено-вание по-мещения и Характеристики ограждений,1+Σβнаиме-нова-ниеОриента-ция посторонамсветаРазмерa*b,мПлощадь,К,101Жилая комната=20Пл--18,40,4847,001,00415,101408,57Пл--0,940,2347,001,0010,16Нсв3,3*3,210,560,3947,001,10212,92Нсю5,8*3,218,560,3947,001,00340,20ДОю1,6*1,21,922,2747,001,10225,33ДОв1,6*1,21,922,2747,001,00204,84201Жилая комната=20Пт-19,10,2947,001,00260,331243,63Нсв3,3*3,210,560,3947,001,10212,92Нсю5,8*3,218,560,3947,001,00340,20ДОю1,6*1,21,922,2747,001,00204,84ДОв1,6*1,21,922,2747,001,10225,33232Жилая комната =20Пт-3,3*5,213,040,2947,001,00177,74627,42Нсс3,0*3,29,60,3947,001,10193,56Нсз0,5*3,21,60,3947,001,0530,79ДОс1,6*1,21,922,2747,001,10225,33Таблица 9Тепловой баланс помещенийНомерпомещенияQО, ВтQИ, ВтQВ, ВтQБ, ВтТепловаянагрузка,QОТР1011408,57123,9262,052401,12195,6222011243,6365,4262,052401,11972,182232627,4287,45235,4352360,361310,665 Размещение отопительных приборов, стояков и магистралейОтопительные приборы устанавливаются открыто, преимущественно у наружных стен и, в первую очередь, под окнами на расстоянии не менее 60 мм от чистого пола и 25 мм от стены. Это правило может не соблюдаться при размещении приборов в вестибюлях и на лестничных клетках. Стояки располагаются открыто на расстоянии 15-20 мм от стены. Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам на расстоянии не менее 100мм. На чердаках при скатной кровли магистрали прокладывают, отступая от стен на 1500мм. Тепловой пункт располагается в подвале, по возможности в центре здания. Элеваторный узел располагают так, чтобы было минимальное число поворотов. Расчет поверхности и отопительных приборовТребуемое число секций определяется по формуле:Nр = Qоп /qоп qоп = qн * (∆t /70)1+ n * (Gоп /360)p *β1qоп = 758 * (66,5/70)1.32 * (236,03 /360) 0,03*1.03= 699,4623 Вт,QОП – тепловая нагрузка отопительного прибора, ВтqОП – расчетный тепловой поток одной секции, Вт/секц∆t = (tвх + tвых)/2 – tВ = (95+70)/2 – 20 = 66,5 0C – разность средней температуры воды в радиаторе и температуры воздуха в помещенииqн = 758 Вт/м2 – номинальный тепловой поток одной секцииn = 0,32, p = 0,03 – экспериментальные показатели, учитывающие влияние типа отопительного прибора, направление движения и количество проходящей водыβ1 = 1,03 – коэффициент, учитывающий направление движения воды в прибореGоп = 0,86*Qоп/(tг – tо) Результаты сведем в таблицу 10.Таблица 10.Расчет отопительных приборов№помещ-яQоп, ВтGопtвх 0Сtвых 0Сqоп Вт/м2φКол. секций1012195,622236,039570144,35297221,532241972,182212,099570157,08237511,534331310,665140,909570157,08237511,529. Конструирование и расчет систем вентиляцииВ жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция с удалением воздуха из санитарных узлов, кухонь, винных или совмещенных санитарных узлов через каналы, которые прокладывают в толще внутренних капитальных стен либо выполняют в виде специальных блоков из бетона и др. материалов.Наружный приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает неорганизованно через неплотности в строительных конструкциях и форточки.