Отопление и вентиляция жилого здания
Общая часть
Климатическая характеристика района строительства
1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
1.1 Сопротивление теплопередаче наружных стен
1.2 Сопротивление теплопередаче подвального перекрытия
1.3 Сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия
1.4 Сопротивление теплопередаче наружных дверей и ворот
1.5 Сопротивление теплопередаче заполнений световых проёмов
1.6 Сопротивление теплопередаче внутренних стен и перегородок
2. Отопление здания
2.1 Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции
2.2 Затраты теплоты на нагрев инфильтрирующегося воздуха
2.3 Результаты расчета
3. Определение поверхности нагрева и числа элементов отопительных приборов
3.1 Расчет отопительных приборов
3.2 Расчет чугунных секционных радиаторов
4. Расчет водоструйного элеватора и расширительного бака
4.1 Подбор элеватора
5. Гидравлический расчет системы водяного отопления
5.1 Методика расчета
6. Вентиляция здания
6.1 Определение воздухообмена в помещении
6.2 Аэродинамический расчёт систем вентиляции
Список использованной литературы
Введение
Общая часть
В данном курсовом проекте необходимо разработать системы отопления и вентиляцию жилого здания.
Исходные данные для проектирования:
В· Число этажей тАУ 2;
В· Число секций тАУ 1;
В· Высота этажа тАУ 2,9 м;
В· Место нахождения здания тАУ г. Могилев;
В· Ориентация здания тАУ северо-запад;
В· Конструктивные решения элементов здания:
¾ стены тАУ дерево сосна;
¾ утеплитель стен тАУ плиты жесткие минераловатные на синтетическом связующем;
¾ утеплитель полов тАУ пенополиуретан;
¾ утеплитель перекрытия тАУ маты и полосы из стеклянного волокна;
В· Наличие подвала тАУ есть;
В· Наличие чердака тАУ есть;
В· Система отопления тАУ однотрубная с верхней разводкой;
В· Марка отопительного прибора тАУ МС 140-108
В· Температура воды наружной сети - 1350
В· Располагаемое давление тАУ 130 кПа.
В здании запроектирована система вентиляции с естественным побуждением. Приток воздуха осуществляется через микротрещины в оконных проёмах (естественная вентиляция), вытяжка тАУ из кухонь и совмещённых санузлов.
По приложению А.3 методических указаний [1] принимаем параметры наружного воздуха:
В· наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92: тАУ29 В°С
В· наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: тАУ25 В°С.
По приложению П.1 параметры внутреннего воздуха составляют:
В· жилая комната тАУ 18 В°С;
В· кухня 15 В°С;
В· совмещённый санузел тАУ 25 В°С
В· лестничная клетка тАУ 15 В°С.
Примечание:
1 При расчетах учитываем, что в угловых помещениях квартир расчетная температура воздуха должна быть на 2В°С выше указанной.
2 Относительная влажность воздуха в помещениях составляет 55 %.
Климатическая характеристика района строительства определяется по СНБ 2.04.02-2000 и Изменение № 1 СНБ 2.04.02-2000
Таблица 3.1 тАФ Климатические параметры холодного периода года
Область, пункт | Температура воздуха, В°С | Сумма отрицательных средних месячных температур, В°С | ||||||||||||||||||||||||||||||
абсолютная минимальная | наиболее холодных суток обеспеченностью | наиболее холодной пятидневки обеспеченностью | холодного периода обеспеченностью 0,94 | |||||||||||||||||||||||||||||
0,98 | 0,92 | 0,98 | 0,92 | |||||||||||||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||
Могилев | тАУ37 | тАУ34 | тАУ29 | тАУ28 | тАУ24 | тАУ11,0 | тАУ18,4 | |||||||||||||||||||||||||
Область, пункт | Средние продолжительность, сут, и температура воздуха, В°С, периодов со средней суточной температурой воздуха, В°С, не выше | Дата начала и окончания периода с наиболее вероятной температурой воздуха не выше 8 В°С | ||||||||||||||||||||||||||||||
0 | 8 | 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||
продолжительность | температура | продолжительность | температура | продолжительность | температура | начало | конец | |||||||||||||||||||||||||
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||||||||||||||||||||||||
Могилев | 127 | тАУ4,6 | 200 | тАУ1,5 | 221 | тАУ0,4 | 04.10 | 21.04 | ||||||||||||||||||||||||
Область, пункт | Среднее число дней с оттепелью за декабрьтАУфевраль | Средняя месячная относительная влажность, % | Среднее количество (сумма) осадков за ноябрьтАУмарт, мм | Среднее месячное атмосферное давление на высоте установки барометра за январь | ||||||||||||||||||||||||||||
в 15 ч наиболее холодного месяца (января) | за отопительный период | гПа | мм рт. ст. | |||||||||||||||||||||||||||||
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 20а | |||||||||||||||||||||||||||
Могилев | 32 | 82 | 84 | 217 | 993,5 | 747 | ||||||||||||||||||||||||||
Область, пункт | Ветер | |||||||||||||||||||||||||||||||
Преобладающее направление за декабрьтАУфевраль | Средняя скорость за отопительный период, м/с | Максимальная из средних скоростей по румбам в январе, м/с | Среднее число дней со скоростью ≥10 м/с при отрицательной температуре воздуха | Средняя скорость в январе, м/с | ||||||||||||||||||||||||||||
21 | 22 | 23 | 24 | 25 | ||||||||||||||||||||||||||||
Могилев | З | 4,4 | 5,1 | 7,6 | 4,7 | |||||||||||||||||||||||||||
Таблица 3.2 тАФ Климатические параметры теплого периода года
Область, пункт | Атмосферное давление на высоте установки барометра | Высота установки барометра над уровнем моря, м | Температура воздуха, В°С, обеспеченностью | ||||||||||||||||||||
среднее месячное за июль | среднее за год | ||||||||||||||||||||||
гПа | мм рт. ст. | гПа | мм рт. ст. | 0,95 | 0,96 | 0,98 | 0,99 | ||||||||||||||||
1 | 1а | 2 | 2а | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||||||||||||||
Могилев | 990,3 | 745 | 992,4 | 746 | 192,5 | 22,0 | 23,0 | 25,0 | 26,5 | ||||||||||||||
Область, пункт | Температура воздуха, В°С | Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее теплого месяца (июля), % | Среднее количество (сумма) осадков за апрельтАУоктябрь, мм | ||||||||||||||||||||
средняя максимальная наиболее теплого месяца года (июля) | абсолютная максимальная | ||||||||||||||||||||||
8 | 9 | 10 | 11 | ||||||||||||||||||||
Могилев | 23 | 36 | 58 | 417 | |||||||||||||||||||
Область, пункт | Суточный максимум осадков за год, мм | Преобладающее направление ветра (румбы) за июньтАУавгуст |
| ||||||||||||||||||||
средний из максимальных | наибольший из максимальных |
| |||||||||||||||||||||
12 | 13 | 14 |
| ||||||||||||||||||||
Могилев | 35 | 74 | З |
| |||||||||||||||||||
Область, пункт | Максимальная за год интенсивность осадков в течение 20 мин, мм/мин | Минимальная из средних скоростей ветра по румбам в июле, м/с | Повторяемость штилей за год, % | Средняя скорость ветра в июле, м/с | |||||||||||||||||||
средняя из максимальных | наибольшая из максимальных | ||||||||||||||||||||||
15 | 16 | 17 | 18 | 19 | |||||||||||||||||||
Могилев | 0,73 | 1,38 | 3,6 | 8 | 3,2 | ||||||||||||||||||
Таблица 3.3 тАФ Средняя месячная и годовая температура воздуха
Область, пункт | Средняя месячная и годовая температура воздуха, В°С | ||||||||||||
Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | Год | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
Могилев | тАУ6,8 | тАУ5,8 | тАУ1,1 | 6,4 | 12,9 | 16,1 | 17,7 | 16,6 | 11,3 | 5,7 | тАУ0,1 | тАУ4,6 | 5,7 |
Таблица 3.4 - Средняя за месяц и за год суточная амплитуда температуры воздуха, ºС
Область, пункт | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | Год |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
Могилев | 6,4 | 7,0 | 7,7 | 8,8 | 11,1 | 10,8 | 10,8 | 10,7 | 9,7 | 7,0 | 4,9 | 5,3 | 8,4 |
Таблица 3.5 тАФ Среднее за год число дней с температурой воздуха ниже и выше заданных пределов, c переходом температуры воздуха через 0 В°С в течение суток.
Область, пункт | Среднее за год число дней с минимальной температурой воздуха равной и ниже, В°С | Среднее за год число дней с максимальной температурой воздуха равной и выше, В°С | Среднее за год число дней с переходом температуры воздуха через 0 В°С в течение суток | |||||||||||
тАУ35 | тАУ30 | тАУ25 | 25 | 30 | 34 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||
Могилев | 0,1 | 0,6 | 3 | 35 | 3 | 0,1 | 72 | |||||||
Таблица 3.9 - Средняя месячная и годовая относительная влажность, %
Область, пункт | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | Год |
Могилев | 86 | 84 | 81 | 74 | 68 | 70 | 74 | 76 | 80 | 84 | 88 | 89 | 80 |
ВлТаблица 3.10 тАФ Снежный покров
Область, пункт | Высота снежного покрова, см | Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова, дни | |||
средняя из наибольших декадных за зиму | максимальная из наибольших декадных за зиму | максимальная суточная за зиму на последний день декады | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Могилев | 26 | 56 | 52 | 106 | |
Таблица 3.12 - Средняя за месяц и за год продолжительность солнечного сияния, час
Область, пункт | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | Год |
МОГИЛЕВСКАЯ ОБЛАСТЬ | |||||||||||||
Горки | 52 | 77 | 125 | 182 | 258 | 272 | 262 | 241 | 160 | 91 | 37 | 26 | 1783 |
Костюковичи | 52 | 76 | 123 | 173 | 255 | 272 | 262 | 239 | 166 | 100 | 36 | 27 | 1781 |
Таблица 3.13 - Месячные суммы прямой солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности различной ориентации при ясном небе, МДж/м²
Ориентация поверхности | Географическая широта, град, | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь |
Горизонтальная | 56 54 52 | 72 | 149 | 337 | 488 | 655 | 704 | 684 | 552 | 369 | 218 | 97 | 55 |
81 | 163 | 350 | 498 | 657 | 699 | 687 | 555 | 382 | 237 | 113 | 66 | ||
94 | 182 | 367 | 511 | 659 | 693 | 691 | 559 | 399 | 262 | 134 | 81 | ||
С | 56 | - | - | - | 10 | 59 | 77 | 82 | 22 | - | - | - | - |
54 | - | - | - | 10 | 52 | 77 | 76 | 22 | - | - | - | - | |
52 | - | - | - | 10 | 46 | 69 | 76 | 17 | - | - | - | - | |
СВ, СЗ | 56 | 0,7 | 12 | 57 | 112 | 183 | 211 | 205 | 138 | 70 | 24 | 3 | - |
54 | 0,8 | 13 | 56 | 110 | 177 | 203 | 199 | 133 | 69 | 26 | 3 | - | |
52 | 0,9 | 15 | 55 | 107 | 171 | 194 | 193 | 129 | 72 | 29 | 4 | - | |
В, З | 56 | 71 | 128 | 232 | 293 | 360 | 366 | 369 | 315 | 232 | 168 | 96 | 60 |
54 | 77 | 135 | 234 | 284 | 342 | 342 | 350 | 300 | 233 | 175 | 105 | 71 | |
52 | 85 | 142 | 239 | 281 | 323 | 319 | 339 | 291 | 231 | 186 | 115 | 84 | |
ЮВ, ЮЗ | 56 | 269 | 325 | 435 | 415 | 400 | 366 | 383 | 403 | 398 | 379 | 299 | 248 |
54 | 262 | 324 | 434 | 403 | 388 | 342 | 364 | 383 | 386 | 382 | 308 | 263 | |
52 | 262 | 337 | 426 | 388 | 356 | 319 | 352 | 358 | 375 | 390 | 322 | 282 | |
Ю | 56 | 374 | 442 | 532 | 444 | 360 | 310 | 335 | 408 | 469 | 506 | 420 | 346 |
54 | 369 | 443 | 535 | 423 | 342 | 280 | 309 | 377 | 451 | 502 | 433 | 370 | |
52 | 381 | 459 | 525 | 404 | 316 | 256 | 290 | 358 | 435 | 516 | 446 | 397 |
Таблица 3.14 - Месячные суммы суммарной солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности различной ориентации при ясном небе, МДж/м²
Ориентация поверхности | Географическая широта, град, | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь |
Горизонтальная | 56 | 116 | 225 | 457 | 643 | 840 | 883 | 879 | 720 | 488 | 294 | 148 | 84 |
54 | 135 | 242 | 477 | 652 | 840 | 885 | 881 | 731 | 505 | 316 | 167 | 103 | |
52 | 160 | 265 | 505 | 665 | 840 | 887 | 883 | 746 | 528 | 346 | 192 | 128 | |
С | 56 | 63 | 118 | 173 | 147 | 235 | 263 | 266 | 178 | 108 | 70 | 49 | 40 |
54 | 74 | 125 | 181 | 147 | 228 | 267 | 259 | 184 | 112 | 74 | 55 | 50 | |
52 | 89 | 130 | 180 | 149 | 221 | 255 | 254 | 181 | 114 | 77 | 59 | 62 | |
СВ, СЗ | 56 | 67 | 136 | 241 | 263 | 372 | 408 | 402 | 308 | 188 | 102 | 57 | 43 |
54 | 80 | 145 | 249 | 261 | 365 | 403 | 396 | 308 | 191 | 108 | 62 | 53 | |
52 | 96 | 152 | 247 | 260 | 358 | 391 | 385 | 308 | 196 | 114 | 67 | 66 | |
В, З | 56 | 141 | 259 | 427 | 456 | 562 | 575 | 582 | 497 | 361 | 252 | 154 | 105 |
54 | 160 | 274 | 439 | 447 | 542 | 556 | 563 | 489 | 366 | 265 | 168 | 128 | |
52 | 185 | 287 | 443 | 446 | 522 | 529 | 545 | 485 | 368 | 278 | 183 | 154 | |
ЮВ, ЮЗ | 56 | 350 | 470 | 646 | 588 | 605 | 577 | 600 | 594 | 541 | 476 | 370 | 300 |
54 | 358 | 476 | 655 | 578 | 592 | 558 | 581 | 581 | 534 | 483 | 385 | 328 | |
52 | 378 | 496 | 647 | 564 | 559 | 531 | 563 | 561 | 527 | 497 | 404 | 363 | |
Ю | 56 | 466 | 600 | 759 | 629 | 570 | 522 | 557 | 608 | 626 | 615 | 504 | 406 |
54 | 478 | 610 | 773 | 609 | 550 | 497 | 531 | 585 | 613 | 617 | 523 | 444 | |
52 | 513 | 632 | 765 | 590 | 523 | 470 | 507 | 571 | 603 | 636 | 543 | 490 |
1 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Теплотехнические показатели строительных материалов
Таблица А.1 Выборка из приложения А (обязательное)
ТКП 45-2.04-43-2006
Материал | Характеристики материала в сухом состоянии | Расчетное массовое отношение влаги в материале W, % (при условиях эксплуатации по таблице 4.2) | Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по таблице 4.2) | ||||||||
Плотность r, кг/м3 | Удельная теплоемкость с, кДж/(кгВ·В°С) | Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м ×В°С) | теплопроводности l, Вт/(м ×В°С) | теплоусвоения s, Вт/(м2 ×В°С) (при периоде 24 ч) | паропроницаемости m, мг/(м×ч×Па) | ||||||
А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | ||||
Маты минераловатные прошивные | 125 | 0,84 | 0,044 | 0,6 | 2,0 | 0,046 | 0,051 | 0,60 | 0,66 | 0,56 | 125 |
Пенополиуретан | 50 | 1,34 | 0,041 | 2 | 10 | 0,043 | 0,052 | 0,46 | 0,55 | 0,05 | 50 |
Маты из стекловолокна прошивные | 125 | 0,84 | 0,044 | 0,6 | 2,0 | 0,046 | 0,051 | 0,60 | 0,66 | 0,56 | 125 |
Сосна поперек волокон | 500 | 2,30 | 0,09 | 15 | 20 | 0,14 | 0,18 | 3,87 | 4,54 | 0,06 | 500 |
Железобетон | 2500 | 0,84 | 1,69 | 2 | 3 | 1,92 | 2,04 | 17,98 | 19,70 | 0,03 | 2500 |
Цементно-песчаный р-р | 1800 | 0,84 | 0,58 | 2 | 4 | 0,76 | 0,93 | 9,60 | 11,09 | 0,09 | 1800 |
1.1 Сопротивление теплопередаче наружных стен
Целью данного раздела работы является определение толщины теплоизоляционного слоя и термического сопротивления теплопередаче строительной конструкции.
Термическое сопротивление слоя многослойной конструкции R, , определяется по формуле:
, (1.1)
где δi тАУ толщина слоя, м;
λi тАУ коэффициент теплопроводности материала многослойной
конструкции, принимаемый по приложению А [2]
Рисунок 1 тАУКонструкция наружной стены.
1. Брус тАУ сосна.
2. Маты минераловатные.
3. Цементно-песчаный р-р
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции , определяется по формуле:
(1.2)
где R, R, R, RтАУ термическое сопротивление отдельных слоёв
конструкции, , определяется по формуле 1.1.;
тАУ коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей
конструкции,, принимаемый по таблице 5.4 [2].;
=8,7 ;
тАУ коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий,, принимаемый таблице А.5 [1], = 23;
Подставляя в формулу 1.2 значения термических сопротивлений отдельных слоёв конструкции ограждающей поверхности и приравнивая значение сопротивления теплопередаче ограждения R к значению нормативного сопротивления теплопередаче R, определяется толщина теплоизоляционного слоя. R, принимается в зависимости от типа ограждения по таблице 5.1[2].
;
;
;
Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены | |||
Наименование слоя конструкции | Толщина слоя δ, м | Коэф. теплопроводности материала λ, Вт/м²В·ºС | Примечание |
Цементно-песчаный р-р | 0,02 | 0,93 | p=1800 кг/м³ |
Утеплитель - Маты минералованые | 0,16 | 0,051 | p=125 кг/м³ |
Брус - сосна 160х160 | 0,16 | 0,18 | p=500 кг/м³ |
Наименование показателя | Значение | ||
коэф. теплоотдачи внутр. поверхности ограждающей конструкции αв, Вт/м²В·ºС | 8,7 | ||
коэф. теплоотдачи наруж. поверхности для зимних условий αн, Вт/м²В·ºС | 23 | ||
термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м²В·ºС/Вт Rк = ∑ δ/λ | 4,05 | ||
сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rt, м²В·ºС/Вт Rt = 1/αв + Rк + 1/αн | 4,21 | ||
нормативное сопротивление теплопередаче Rт норм., м²В·ºС/Вт | 2 |
Для достижения рекомендуемого значения сопротивления конструктивно принимаю толщину утеплителя равную 160 мм.
Определяем тепловую инерцию D ограждения по формуле
D = R∙S+R∙S+R∙S, (1.3)
где:
S, S, S,тАУ расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоёв ограждающей конструкции, , определяемый по таблице П.2 [1],в зависимости от условий эксплуатации Б, определяемых по таблице 2.1 [1].
S= 4.54 , S= 0.66 ,
S= 11.09.
D = 0,888 ∙4,54 + 3,13∙0,66 + 0,021∙11,09 = 6,32
Полученное значение сопротивления теплопередаче R
Вместе с этим смотрят:
Авангардизм як явище архiтектури ХХ столiття
Автоматическая автозаправочная станция на 250 заправок в сутки
Анализ деятельности строительного предприятия "Луна-Ра-строй"
Анализ проектных решений 20-ти квартирного жилого дома