Зміст 1 Вихідні дані
2 Тепловий режим
будівлі 2.1
Розрахункові параметри зовнішнього повітря
2.2 Розрахункові параметри внутрішнього повітря
2.3 Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджувальних конструкцій
2.3.1 Визначення градусо-діб опалювального періоду та умов експлуатації огороджувальних конструкцій
2.3.2 Стіни
2.3.3 Перекриття над підвалом і горищні
2.3.4 Вікна
2.3.5 Двері
2.4 Тепловий баланс приміщень
2.4.1 Теплотехнічні характеристики зовнішніх огороджень
2.4.2 Втрати теплоти через огороджувальні конструкції
2.4.3 Витрата теплоти на нагрівання інфільтруючого і вентиляційного повітря
2.4.4 Побутові тепловиділення
2.5 Тепловтрати
будівлі по укрупнених измерителям
3. Система опалення
3.1 Тепловий розрахунок нагрівальних приладів
3.2 Гідравлічний розрахунок системи опалення
3.3 Підбір елеватора
Список літератури
1. Вихідні дані Будівля п'ятиповерховий з плоскою
покрівлею і з не опалювальному підвалом в місті Іркутську.
Конструктивно складається з цегли з товщиною несучої частини 640 мм, з зовнішньої сторони утеплювач пінополістирол і облицювальна керамічна цегла товщиною 20 мм. Перекриття складаються з ж / б пустотних плит і утеплювача полістиролу.
Система опалення прийнята з нижнім розведенням і «П»-подібними стояками. Параметри теплоносія t
1 = 105
0 C, t
2 = 70
0 C. Підключена до центральної системи опалення з параметрами T
1 = 150
0 C, T
2 = 70
0 C.
2. Тепловий режим будівель 2.1. Розрахункові параметри зовнішнього повітря Розрахункові параметри зовнішнього повітря приймаються за СНіП 23-01-99 «Будівельна кліматологія» [1] холодний період року:
температура повітря (температура найбільш холодної п'ятиденки з забезпеченістю 0.92) t
н = -36
0 C;
тривалість опалювального періоду z = 240;
температура опалювального періоду t
від = -8.5
0 C;
швидкість вітру V = 5 м / с.
Зона вологості приймається за СНіП 23-02-2003 "Тепловий захист будівель» (додаток B) [2] - суха.
2.2. Розрахункові параметри внутрішнього повітря Розрахункові параметри внутрішнього повітря приймаються за ГОСТ 30494-96 «Будівлі житлові і суспільні. Параметри мікроклімату в приміщеннях »[3] (таблиця 1):
температура повітря t
в = 21
0 C;
вологість приміщення = 60%.
Режим приміщення приймається за [2,
таблиця 1] - нормальний.
2.3. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджувальних конструкцій 2.3.1. Визначення градусо-діб опалювального періоду та умов експлуатації огороджувальних конструкцій Градусо-добу опалювального періоду
D d, 0 C * добу, визначають за формулою [2]
D d = (t
в - t
від) * z;
D d = (21 + 8.5) * 240 = 7080
0 C * сут2
Умови експлуатації огороджувальних конструкцій приймаються за [2, таблиця 2] - A.
2.3.2. Стіни Зовнішня захисна конструкція складається з 4х шарів:
1 шар - цементно-піщаний розчин щільністю = 1800кг / м
3, товщиною = 20 мм;
2 шар - цегла глиняна звичайна (ГОСТ 530-80) на цементно-піщаному розчині щільністю = 1800 кг / м
3, товщиною = 640 мм;
3 шар - пінополістирол (ГОСТ 15588-70
*) щільністю = 40 кг / м
3, товщиною;
4 шар - цегла керамічна пустотну = 1400кг / м
3 на цементно-піщаному розчині товщиною = 120 мм.
Необхідне значення опору теплопередачі визначаємо за формулою:
[1] R
0тр = n * (tв - tн) / tн * в, м
2 *
0 C / Вт,
де n - коефіцієнт, що враховує залежність положення зовнішньої
поверхні огороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітрям [2, таблиця 6];
tн - нормований температурний перепад між температурою внутрішнього повітря tн і температурою внутрішньої поверхні в огороджувальної конструкції,
0 C, [2, таблиця 5];
в - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої огороджувальної конструкції, Вт / (м
2 *
0 C), [2, таблиця 7].
R
0 = 1 * (21 +36) / 4 * 8.7 = 1.64 м
2 *
0 C / Вт
Значення R
0енерг слід визначати за формулою
[2] R
0енерг = a *
D d + b,
де a, b - коефіцієнти, значення яких слід приймати за даними
таблиці для
відповідних груп будинків, [2, таблиця 4].
R
0енерг = 0.00035 * 7080 + 1,4 = 3.88 м
2 *
0 C / Вт
R
0тр <R
0енерг За СНіП 11 - 3 -79 * «Будівельна теплотехніка» [4], п2.6, опір теплопередачі R
0, м
2 *
0 С / Вт, огороджувальної конструкції слід визначати за формулою
де - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальних конструкцій; = 8.7 Вт / (м
2 *
0 C);
- Коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції для умов холодного періоду року; = 23 Вт / (м
2 *
0 C);
- Теплопровідність матеріалу, Вт / (м *
0 C).
Товщину утеплювача знайдемо за формулою
= [3.88 - (0.115 + 0.026 + 0.914 + 0.207 +0.048)] * 0.041 = 106 мм
Знайдемо R
0ф за формулою [3]
R
0ф = 0.115 + 0.026 +0.914 + 0.207 + 0.048 + + 2.585 = 3.895 м
2 *
0 C / Вт
R
0енерг = 3.88 м
2 *
0 C / Вт <R
0ф = 3895 м
2 *
0 C / Вт
Приймаємо товщину утеплювача, рівну 106 мм.
Коефіцієнт теплопередачі дорівнює [4] k = 1 / R
0ф, Вт / (м
2 *
0 C); k = 1/3.895 = 0.257 Вт / (м
2 *
0 C)
2.3.3. Перекриття горищні та над підвалом Перекриття складаються з 3х шарів:
1 шар - залізобетонна плита пустотна щільністю = 2500 кг / м
3, товщиною = 220 мм;
2 шар - пінополістирол (ГОСТ 15588 - 70
*) щільністю = 40 кг / м
3, товщиною;
3 шар - вирівнюючий шар цементно-піщаного розчину щільністю = 1800 кг / м
3, товщиною = 20 мм.
Визначимо необхідну значення опору теплопередачі за формулою [1]
R
0тр = 0.9 * (21 + 36) / 2 * 8.7 = 2.95 м
2 *
0 C / Вт
Знайдемо R
0енерг за формулою [2], де a = 0.00045, b = 1.9
R
0енерг = 0.00045 * 7080 + 1.9 = 5.086 м
2 *
0 C / Вт
R
0тр <R
0енерг Фактичне опір теплопередачі знайдемо за формулою [3].
Визначимо термічний опір теплопередачі ж / б конструкції багатопустотних плити. Ж / б пустотна плита - неоднорідна захисна конструкція. Тому її термічний опір знаходимо за [4, п2.8]. Для спрощення розрахунку круглі отвори - порожнечі плити діаметром 150 мм - замінимо рівновеликими квадратними зі стороною a = 132.9 мм.
А. площинами, паралельними напрямку
теплового потоку, умовно разрєжєм конструкцію на дільниці. У перетині А-А (два шари залізобетону товщиною = 0.058 + 0.028 = 0.086 м з коефіцієнтом теплопровідності = 1.92 Вт / (м *
0 C) і повітряний прошарок = 0.133 м з термічним опором Rвп = 0.15 (м
2 *
0 C) / Вт) термічний опір складе
R
А-А = + R
вп; R
А-А = 0.086/1.92 + 0.13 = 0.17 (5.м
2 *
0 C) / Вт.
У перетині Б-Б (шар з / б = 0.22м з = 1.92 Вт / (м
2 *
0 C)):
R
Б-Б = 0.22/1.92 = 0.42 (м
2 *
0 C) / Вт.
Загальний термічний опір знаходимо за формулою
R
A = (F
AA + F
Б - Б) / ((F
AA / R
А - А) + (F
Б - Б / R
Б - Б)) [4],
де F
A - A = (0.133 * 1) * 5 = 0,665 м
2, F
Б-Б = (0.076 * 1) * 4 = 0.304 м
2 - площі шарів у перерізах А-А і Б-Б; R
А- А, R
Б-Б - термічний опір перерізів;
R
A = 0.969 / (3.91 + 0.72) = 0.21 (м
2 *
0 C) / Вт.
Б. площині,
перпендикулярної напрямку теплового потоку, конструкцію умовно разрєжєм на шари, з яких одні можуть бути однорідними, інші - неоднорідними (з одношарових ділянок різних матеріалів).
Для перерізів В-В і Д-Д (два шари з / б з = 0.086 м і = 1.92 Вт / (м *
0 C)) R
В-В і Д-Д = 0.086/1.92 = 0.044 (м
2 *
0 C) / Вт. Для перетину Г-Г R
Г-Г = (F
Г-Г + F
вп) / ((F
Г-Г / R
Г-Г) + (F
вп / R
вп)), де F
Г-Г = F
Б -Б = 0.304 м
2, F
вп = F
A - A = 0.665 м
2 - площі перерізів перетину Г-Г (ж / б і вп); R
Г-Г = 0.969 / (0.225 + 6.4) = 0.146 (м
2 *
0 C) / Вт.
Потім визначаємо R
Б = R
Г-Г + R
В-В і Д-Д = 0.146 + 0.044 = 0,19 (м
2 *
0 C) / Вт.
Різниця між величинами R
A і R
Б становить
(0.21-0.19) / 0.21 * 100 = 9.5% <25%
Звідси повне термічне опір ж / б конструкції плити знайдемо з формули
R
пр = (R
A + 2 * R
Б) / 3 [5],
R
пр = (0.21 +0.38) / 3 = 0.2 (м
2 *
0 C) / Вт.
Товщину утеплювача визначимо за формулою [3]
= [5.086 - (0.115 + 0.09 + 0.026 +0.048)] * 0.041 = 198 мм.
Звідси термічний опір буде дорівнює
R
0ф = 0.115 + 0.09 + 0.026 + 0.048 +4.829 = 5.108 (м
2 *
0 C) / Вт.
R
0енерг = 5.086 м
2 *
0 C / Вт <R
0ф = 5.108 м
2 *
0 C / Вт.
Приймаємо товщину утеплювача, рівну 198 мм.
Коефіцієнт теплопередачі дорівнює k = 1/5.108 = 0.196 Вт / (м
2 *
0 C) (за формулою [4]).
2.3.4. Вікна Необхідний опір теплопередачі вікон визначається за [2, таблиця 4] c допомогою інтерполяції:
R
0енерг = (0.7-0.6) * 1080/2000 + 0.6 = 0.654 м
2 *
0 C / Вт
Фактичне приведений опір теплопередачі приймається за [4, додаток 6]
R
0ф = 0.68 м
2 *
0 C / Вт - приймаємо вікно з двокамерного склопакета в роздільних палітурках зі звичайного скла.
Коефіцієнт теплопередачі дорівнює k = 1/0.68 = 1.47 Вт / (м
2 *
0 C) (за формулою [4]).
2.3.5. Двері Необхідну і фактичний опір тепловіддачі зовнішніх дверей повинна бути не менше 0.6 * R
0тр стін будівлі за [2, п5.7]. Конструкція встановлюється дверей повинна задовольняти цій вимозі:
R
тр = 0.6 * 1.64 = 0.98 м
2 *
0 C / Вт,
k = 1/0.98 = 1.02 Вт / (м
2 *
0 C).
2.4. Тепловий баланс приміщень 2.4.1. Теплотехнічні характеристики зовнішніх огороджень Найменування огорож
| | R 0ф, м 2 * 0 C / Вт
| k, Вт / (м 2 * 0 C)
|
Стіна
| 886
| 3.895
| 0.257
|
Перекриття підвальне
| 438
| 5.108
| 0.196
|
Перекриття горищне
| 438
| 5.108
| 0.196
|
Вікно
| -
| 0.68
| 1.47
|
Двері
| -
| 0.98
| 1.02
|
2.4.2. Втрати теплоти через огороджувальні конструкції Тепловтрати через окремі огорожі розраховуємо за формулою (СНиП 2.04.05 - 91
* "Опалення,
вентиляція і кондиціонування» [5], (додаток 9, п1):
Q
0 = A * k * (t
в - t
н) * n * (1 +) [6].
Наприклад, для стіни, зверненої на північ (житлова кімната 101):
Q
0 = 9 * 0.26 * 56 * 1 * 1.1 = 142.5 Вт
Результати
розрахунків за всіма зовнішнім огорож та по всіх поверхах зведені в таблицю 1.
Добавки на орієнтацію і на двері розраховуються за [5, додаток 9, п2]:
= 0.2 * 19.53 = 3.91.
Потрійна двері з подвійним тамбуром приймається за СНіП 31 - 01 -2003 «Будівлі житлові багатоквартирні» [6] (таблиця 9.2).
2.4.3. Витрата теплоти на нагрівання інфільтруючого і вентиляційного повітря Виконаємо розрахунок житлової кімнати 101 по (5, додаток 10).
Витрата теплоти Q
i, Вт, на нагрівання інфільтрують повітря слід визначати за формулою
Q
i = 0,28 SG c (t - t) k [7],
G -
| витрата інфільтрують повітря, кг / год, через огороджувальні конструкції приміщення, що визначається згідно з п. 3 цього додатка;
|
с -
| питома теплоємність повітря, що дорівнює 1 кДж / (кг × ° С);
|
| |
k -
| коефіцієнт обліку впливу зустрічного теплового потоку в конструкціях, що дорівнює 0,7 для стиків панелей стін та вікон з потрійними плетіннями, 0,8 - для вікон і балконних дверей з роздільними плетіннями і 1,0 - для одинарних вікон, вікон та балконних дверей зі спареними палітурками і відкритих прорізів.
|
G = 0,216 SA
1 Dp
i 0,67 / R
u + SA
2 G
H (Dp
i / Dp
1) 0,67 +
+ 3456 SA
3 Dp
i 0,5 +0,5 S l Dp
i / Dp
1 [8], [8],
A 1, A 2 -
| площі зовнішніх огороджувальних конструкцій, м 2, відповідно світлових прорізів (вікон, балконних дверей, ліхтарів) і інших огорож;
|
A 3 -
| площа щілин, не щільностей і прорізів у зовнішніх огороджувальних конструкціях;
|
Dp i, Dp 1 -
| розрахункова різниця між тисками на зовнішній і внутрішній поверхнях огороджувальних конструкцій відповідно на розрахунковому поверсі при Dp 1 = 10 Па;
|
R u -
| опір повітропроникності, м 2 × год × Па / кг, що приймається за СНиП II-3-79 **;
|
G H -
| нормативна повітропроникність зовнішніх огороджувальних конструкцій, кг / (м 2 × год), прийнята згідно з СНиП II-3-79 **;
|
l -
| довжина стиків стінових панелей, м.
|
Розрахункова різниця тисків Dp
i, визначається за формулою
Dp
i = (H - h
i) (g
i - g
p) + 0,5 p
i v
2 (c
e, n - c
e, p) k
l - p
int [9],
де H -
| висота будівлі, м, від рівня середньої планувальної позначки землі до верху карнизу, центру витяжних отворів ліхтаря або гирла шахти;
|
h i -
| розрахункова висота, м, від рівня землі до верху вікон, балконних дверей, дверей, воріт, прорізів або до осі горизонтальних і вертикальних середини стиків стінових панелей;
|
g i, g p -
| питома вага, Н / м, відповідно зовнішнього повітря і повітря в приміщенні, що визначається за формулою g =
|
p i -
| щільність зовнішнього повітря, кг / м 3;
|
v -
| швидкість вітру, м / с, яка приймається згідно з обов'язковим додатком 8 і відповідно до п.3.2;
|
c e, n, c e, p -
| аеродинамічні коефіцієнти відповідно для навітряного і підвітряного поверхонь огороджень будівлі, що приймаються за СНіП 2.01.07-85;
|
Витрата теплоти на нагрівання інфільтруючого повітря, компенсуючого витрата витяжного повітря при природній вентиляції, слід визначати за формулою
Q
в = 1.005 * 1.2 *
3 * 10 3 * (t
в - t
н) * F
п / 3600 [10] (7, формула 6.2),
1.005 - питома теплоємність повітря, кДж / (кг *
0 C);
1,2 -
щільність повітря при t
н = 18
0 C, кг / м
3; 3 - кількість повітря, що надходить на 1 м
2 житлової площі, м
3 / (м
2 * ч);
F
п - площа підлоги кімнати, м
2. Q
в = (20 + 36) * 16.7 = 935.2 Вт
2.4.4. Побутові тепловиділення Визначаємо побутові тепловиділення для кімнати 101 по Сніпу 41 - 01 - 2003 «Опалення, вентиляція і кондиціонування» (п6.3.4г) [6]:
Q
побут = 10 * F
п; Q
побут = 10 * 16.7 = 167 Вт
Тепловий баланс для приміщення 101:
Q
в + Q
т = Q
побут + Q
0 Звідки навантаження на систему опалення:
Q
0 = 971.4 + 935 - 167 = 1739.4 Вт
Повні тепловтрати будівлі складуть 83914.4 Вт
2.5. Тепловтрати будівлі по укрупнених измерителям Фактична питома теплова характеристика будівлі, Вт / (м
3 *
0 C), визначається за формулою Н. С. Єрмолаєва:
q
ф = P * (k
ст + g (k
ок - k
ст)) / F + (0.9 * k
пт + 0.6 * k
пл) / H,
P - периметр будівлі, м;
F - площа будівлі, м
2; g - коефіцієнт, що враховує скління (відношення площі скління до площі огородження);
H - висота будівлі, м.
Об'єм будівлі V дорівнює 5.8 тис. м
3. q
ф = 83.4 * (0.26 + 0.3 * (0.26 +0.3 * 1.2)) / 363.1 + (0.9 + 0.6) * 1.47/16 = 0.24 Вт / (м
3 *
0 C).
q
н = 0.39 Вт / (м
3 *
0 C);
(0.39 - 0.24) / 0.39 *
100% = 38%
Фактичний питома витрата теплоти на 1 м
2 загальної площі знайдемо за формулою
q
уд = Q
0 / F;
q
уд = 83914.4/363.1 = 231.1 Вт / м
2. Значення фактичної питомої характеристики використовуємо для приблизного підрахунку теплоти за укрупненими показниками:
Q
уп = а * q
ф * V * (tв - tн);
Q
уп = (0.55 + 0.22 / (21 + 36)) * 0.24 * 5800 * (21 + 36) = 43945.4 Вт
3. Система опалення 3.1. Тепловий розрахунок нагрівальних приладів Виконаємо тепловий розрахунок приладів однотрубної П - подібної системи опалення з нижнім розведенням.
Необхідний номінальний тепловий потік Q
Н.Т для вибору типорозміру опалювального приладу визначимо за формулами
довідника [7].
Необхідна тепловіддача приладу Q
пр визначається за формулою (9.12):
Q
пр = Q
0 - 0.9 * Q
тр, Q
тр = q
в * l
в + q
г * l
г (9.13) - тепловіддача відкрито прокладених у межах приміщення труб стояка (гілки) і підводок, до яких безпосередньо приєднаний прилад:
Q
пр = 869.7 - 0.9 * (120 * 0.8 + 96 * 3) = 485.7 Вт
Температура теплоносія на вході в 1 прилад: t
вх1 = 105
0 C.
При виході з 1 приладу: t
вих1 = 105 - (35/8109.3) * 869.7 = 101.2
0 C.
t
сер = (105 + 101.2) / 2 - 20 = 83.1
0 C.
Витрата води у стояку за формулою (10.14)
G
ст = Q
0 i * * / c * t
ср, G
ст = G
пр = 3600 * 8109.6 * 1.03 * 1.02 / (4187 * 35) = 209 кг / ч.
Коефіцієнт приведення до
розрахункових умов визначається за формулою (9.3):
= (T
СР / 70)
1 + n * (G
пр / / 360)
p * b * * c,
t
ср - різниця середньої температури води в приладі і температури навколишнього повітря;
- Коефіцієнти, прийняті за
таблицею (9.1).
= (83.1/70)
1.35 * (209/360)
0.07 * 0.983 * 1 * 1 = 1.19.
За формулою (9.11)
Q
Н.Т = Q
пр /;
Q
Н.Т = 485.7/1.19 = 408 Вт
Тип приладу підбирається по [6, таблиця X.1].
Розрахунки по інших приладів зводяться в таблицю 2.
3.2. Гідравлічний розрахунок системи опалення Основне циркуляційний кільце вибираємо через стояк 1.
Гідравлічний розрахунок стояка 1 виконаємо за характеристиками гідравлічного опору. Для послідовно з'єднаних ділянок стояка знаходимо суму S
СТ1, Па / (кг / год)
2, по [7, таблиця 10.19]:
S
1 = 8 * 23 * 10
-4 Па / (кг / год)
2-для восьми етажестояков;
S
2 = 12 * 10
-4 Па / (кг / год)
2 - для 2х приладових вузлів верхнього поверху;
- для приладових вузлів.
Визначимо втрати тиску на ділянці 1 за питомими втрат тиску.
Попередньо визначимо за формулою (10.33) середнє орієнтовне значення питомої втрати тиску при P
По діаметру ділянки і витраті по [7, таблиця 11.2] визначаються: R = 14 Па / м; v = 0.116.
За [7, таблиця 11.10] визначаємо = 4.2.
За [7, таблиця 11.3] визначаємо Z = 27.2 Па.
Таким же чином визначаються втрати тиску на ділянках 2, 3.
Міняємо діаметри вузлів приєднання стояка 1 до прямого та зворотного магістралях, визначаємо S
Результати розрахунку зведені в таблицю 3.
= (150 - 105) / (105 - 70) = 1.28.
Приймаються елеватор з найближчим меншим діаметром горловини D = 15 мм.
= 7.6 мм.
1. СНиП 23 - 01 - 99: Будівельна
: замість СНіП 2.01.01 - 82: введено в дію 1.01.2000 / Держбуд Росії. - М.: ГУПЦПП, 2000.-57с.
2. СНиП 23 - 02 - 2003: Тепловий захист будівель: замість СНиП 11 -3 -79: введено в дію 1.10.2003 / Держбуд Росії. - М.: ГУПЦПП, 2004.-25с.
3. ГОСТ 30494 - 96.
житлові і суспільні. Параметри мікроклімату в приміщеннях. - Введено 01.03.99/Госстрой Росії. - М.: ГУПЦПП, 1999. - 25с. - Група Ж 24
4. СНіП 11 - 3 - 79: Будівельна теплотехніка
5. СНіП 2.04.05 - 91: Опалення, вентиляція і кондиціювання
6. СНіП 31 - 01 - 2003: Будинки житлові багатоквартирні: замість СНіП 2.08.01 - 88: введено в дію 01.10.03/Госстрой Росії. - М.: ФГУПЦПП, 2004. - 20с.
7.
проектувальника. Внутрішні санітарно - технічні пристрої: у 3 ч. - Ч 1 Опалення; під ред. І. Г. Староверова, Ю. І. Шиллера. - М: Стойіздат, 1990 - 344с.
8. Лаврентьєва В. М., Бочарникова О. В.
: МУ. - К.: НГАСУ, 2005. - 40с.
9. Єрьомкін А. І., Корольова Т. І. Тепловий режим будівель: Навчальний посібник. - М.: Видавництво АСВ, 2000. - 369с.
1.