Скачать .docx |
Курсовая работа: Курсовая работа: Теплотехничекий расчет здания
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:
1) На основании расчета теплопотерь на аксонометрической схеме наносят тепловые нагрузки отопительных приборов и стояков.
2) Далее выбирают главное циркуляционное кольцо.
3) 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:
1) 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).
2) Имея расчет тепловой нагрузки стояка, рассчитываем расход или количество теплоносителя, циркулирующего по стояку по формуле:
,
где - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком.
3) 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.
4) Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя:
-для первого прибора:
- для i-го прибора:
.
5) Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по фоду движения теплоносителя по формуле:
.
6) Рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:
.
7) 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.
8) 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.
9) 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.
10) 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:
1. Определяем расчетное естественное давление по формуле
2. 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.
3. Определив предварительное сечение канала, находим фактическую скорость движения воздуха, м/с:
.
4. Находим эквивалентный диаметр , канала круглого сечения, мм, равновеликий прямоугольному по скорости воздуха и потерям давления на трение:
,
где – размеры сторон прямоугольного канала, мм.
5. Используя номограмму, по известным значениям и определяем удельные потери давления , фактическую скорость движения и динамическое давление
6. Оперделяем потери давления на трение с учетом коэффициента шереховатости стенок канала.
7. Находим потери давления в местных сопротивлениях , Па, по формуле
где – коэффициент местных сопротивлений на участках.
8. Сравниваем суммарные потери давления в каналах и . Если условие проверки не выполнено, то изменяем размеры канала или число каналов и повторяем расчет.
9. Результаты рассчета заносим в таблицу №7.