Отопление жилого здания

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

Ивановский государственный архитектурно-строительный университет

Факультет инженерных сетей

                    Кафедра теплогазоснабжение и вентиляция

 

 

 

 

Факультет инженерных сетей

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

На тему: отопление жилого здания.

 

 

 

 

 

 

 Студента

Гр. ТГВ-41

Кузнецов М.А.

Состав курсового проекта:

1. Расчетно-пояснительная записка на 24 стр.
2. Графическая часть на 2 листах формата А1

 

 

 

Принял:  Казачёк Н.С.

 

 

 

 

 

Иваново 2012

СОДЕРЖАНИЕ:

 

             стр.

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций……......................................3                                                                                             

2. Расчет тепловых потерь отапливаемыми помещениями и составление теплового баланса..................................................................................................................................6

2.1.Расчет тепловых потерь  через  наружные ограждения..........................................................................................................................6

2.2.Расчет теплового  баланса  помещения..........................................................................................................................11 

3. Гидравлический расчёт систем водяного отопления..........................................................................................................................13

4. Расчет теплоотдачи открыто расположенных трубопроводов..................................................................................................................18

5. Расчет отопительных приборов................................................................................20

6. Расчет основного оборудования индивидуального местного теплового пункта...............................................................................................................................22

Библиографический список.............................................................................................24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций.

Порядок расчета:

1) Устанавливается  район строительства, тип и  конструкция ограждений.

Город: Барнаул;

Ориентация главного фасада здания: Север;

Высота этажа (от пола до пола) – 3,3м;

толщина междуэтажных перекрытий - 0,3 м.

Размер всех окон 1,5 х 1,5 м.

Наружные двери имеют размер 1,2 х 2,1 м.

Высота устья вентиляционной шахты  над чердачным перекрытием - 3,5 м.

Конструктивная схема наружной стены представлена на рис. 1.

Материал первого и третьего слоя: Кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе;

Материал утеплителя: Пенополистирол p=150кг/м³;

Объектом проектирования является: Пристройка к университету.

 

Влажностный режим помещения: нормальный;

Зона влажности: нормальная;

Условия эксплуатации ограждающих  конструкций: Б

 

2) Определяется требуемое сопротивление  теплопередаче ограждающих конструкций  (при средней суточной температуре  воздуха ^oC).

Градусо-сутки отопительного периода  D_d, °С·сут, определяют по формуле

D_d = (t_int - t_ht) · z_ht.

Dd=(18 –(-7,7))·221=5679,7 (ºC·сут)

Значения R_req для величин D_d, отличающихся от табличных, следует определять по формуле

R_req = a · D_d + b,

коэффициентыa, b следует принимать для наружных стен а = 0,0003, b = 1,2; для пола первого этажа и чердачных перекрытий а = 0,0004, b = 1,6; для окон и балконных дверей а = 0,00005, b = 0,2: для интервала до 6000 °С·сут.

 м^{2 0}С/Вт

 м^{2 0}С/Вт

 м^{2 0}С/Вт

3) Определяется фактическое термическое  сопротивление наружной стены  R₀.

Считается, что наружная стена состоит  из 3-х слоев (1 и 3 слои - кирпич или  бетон, 2 слой - теплоизоляционный). Толщина 1 и 3 слоев для кирпичной кладки – по 125 мм.

а) Рассчитывается термическое сопротивление  теплоизоляционного слоя R_ins.  по формуле:

 

Rins=2,9-(1/8,7 + 0,125/0,76 +0,125/0,76 + 1/23)=2,4(м²∙ºС/Вт)

 

где d₁, d₃ – толщины 1 и 3-го слоев, м ;

λ1, λ3- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·ºС), принимаемый по [2] Согласно условию эксплуатации ограждающих конструкций:  Б

Принимаем глиняную обыкновенную кладку на цементно-шлаковом растворе (λ1=λ3=0,76)

 αint- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м·ºС), [2] (Для наружных стен αint=8,7)

αext- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м·ºС), принимаем по [2] (Для наружных стен αext=23)

 

б) Рассчитывается толщина теплоизоляционного слоя:

λins- коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя (Пенополиуретан ТУ 67-87-75), Вт/(м·ºС), принимаемый по [2]

 

δins=0,041·2,9=0,099м.

 

Принимаем толщину  теплоизоляционного слоя мм.

Общая толщина  стены составляет 0,510 м.

в) Определяется фактическое термическое  сопротивление наружной стены:

 

 

Ro=1/8,7 +0,125/0,76 +0,1/0,041 +0,125/0,76 +1/23=2,93 (м²∙ºС/Вт)

 

 

г) Определяется коэффициент теплопередачи  стены:

Вт/м²·⁰С

4) По требуемому термическому сопротивлению окна выбираем его конструкцию из [2]. Принимаем: Двухкамерный стеклопакет:  из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм) Ro=0,51м²∙ºС/Вт.

 

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле

 

Вт/м²·⁰С

 

5) Рассчитывают коэффициент теплопередачи  чердачного перекрытия.

 

 

 

 

 

 Вт/м²·⁰С

 

6) Приведенное сопротивление теплопередаче  R_ed, м²·°C/Вт, входных дверей должно быть не менее произведения 0,6·R_req, где R_req — приведенное сопротивление теплопередаче стен, определяемое по формуле:

,

 м²·°С/Вт

где n —	коэффициент, учитывающий зависимость  положения наружной поверхности  ограждающих конструкций по отношению  к наружному воздуху;
Dtn —	нормируемый температурный перепад  между температурой внутреннего  воздуха tint и температурой внутренней поверхности tint ограждающей конструкции;
aint —	коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.

 

2. Расчет тепловых потерь отапливаемыми помещениями и составление теплового баланса

 

2.1. Расчет теплопотерь  через наружные ограждения

Q_оп=к·А·(t_int – t_ext)·n, где

к – коэффициент  теплопередачи ограждения;

А – площадь  ограждения, м²;

t_ext – температура наружного воздуха, ^оС;

n – коэффициент, зависящий от положения поверхности ограждения к наружному воздуху;

t_int – температура воздуха внутри помещения, принимаемая равной 18^оС, для лестничной клетки 16^оС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.

Тепловые  потери через ограждения.

Помещение									Осно-	Добавоч-	Суммарные
			Характеристика ограждений
Но-	Наименование		Наи-	Ори-	Размер		Площадь	Коэффи-	вные	ные тепло-	теплопотери
мер		tв,0С	мено	ента-	а,	b,	F,м2	циент	тепло-	потери на	QТп,Вт
			вание,	ция	м	м		теплопе-	потери	ориентацию
								редачи,к	Qоп,Вт	по сторонам
								Вт/м2, 0С		света QДп,Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
001	Спортзал	15	НС 1	Ю	2	25,4	50,8	0,48	1317	0	1317
		15	НС 2	Ю	1,3	25,4	33,02	0,23	410	0	410
		15	НС 1	С	2	7,5	15	0,48	389	0	389
		15	НС 2	С	1,3	7,5	9,75	0,23	121	0	121
		15	ПЛ 2		0,2	25,4	5,08	0,23	63	0	63
		15	ПЛ 3		2	25,4	50,8	0,12	329	0	329
		15	ПЛ 4		10	25,4	254	0,07	960	0	960
											3589
002	Венткамера	16	НС 1	Ю	2	6,7	13,4	0,48	354	0	354
		16	НС 2	Ю	1,3	6,7	8,71	0,23	110	0	110
		16	НС 1	В	2	4,6	9,2	0,48	243	0	243
		16	НС 2	В	1,3	4,6	3,73	0,23	47	0	47
		16	ДО	В	1,5	1,5	2,25	1,61	199	0	199
		16	ПЛ 2		0,2	11,3	2,26	0,23	29	0	29
		16	ПЛ 3		2	11,3	22,6	0,12	149	0	149
		16	ПЛ 4		1,9	11,3	21,47	0,07	83	0	83
											1214
003	Кладовая	16	ПЛ 4		3,7	2,5	9,25	0,07	36	0	36
									39		36
004	Кладовая	16	ПЛ 3		1,4	1,5	2,1	0,12	14	0	14
		16	ПЛ 4		3,4	7,7	24,08	0,07	93	0	93
									39		107
005	Кафедра	18	ПЛ 4		4,5	6,7	30,15	0,07	120	0	120
											120
006	Раздевалка	20	НС 1	З	2	2	4	0,48	113	0	113
		20	НС 2	З	1,3	2	2,6	0,23	35	0	35
		20	ПЛ 2		0,2	2	0,4	0,23	5	0	5
		20	ПЛ 3		2	2	4	0,12	28	0	28
		20	ПЛ 4		3,8	2	7,6	0,07	31	0	31
											212
007	Душевая	25	НС 1	З	2	2,7	5,4	0,48	166	0	166
		25	НС 2	З	1,3	2,7	3,51	0,23	52	0	52
		25	НС 1	С	2	2,8	5,6	0,48	172	0	172
		25	НС 2	С	1,3	2,8	3,64	0,23	54	0	54
		25	ПЛ 2		0,2	5,5	1,1	0,23	16	0	16
		25	ПЛ 3		2	2,8	5,6	0,12	43	0	43
		25	ПЛ 4		0,5	0,7	0,35	0,07	2	0	2
											505
008	Санузел	16	НС 1	С	2	1,8	3,6	0,48	95	0	95
		16	НС 2	С	1,3	1,8	2,34	0,23	30	0	30
		16	ПЛ 2		0,2	1,8	0,36	0,23	5	0	5
		16	ПЛ 3		1,6	1,8	2,88	0,12	19	0	19
											149
009	Раздевалка	20	НС 1	З	2	2,5	5	0,48	142	0	142
		20	НС 2	З	1,3	2,5	3,25	0,23	44	0	44
		20	НС 1	Ю	2	1,2	2,4	0,48	68	0	68
		20	НС 2	Ю	1,3	1,2	1,56	0,23	21	0	21
		20	ПЛ 2		0,2	2,5	0,5	0,23	7	0	7
		20	ПЛ 3		2	2	4	0,12	28	0	28
		20	ПЛ 4		2,7	4,9	8,73	0,07	36	0	36
											346
010	Душевая	25	ПЛ 4		1,7	2,7	4,59	0,07	21	0	21
											21
011	Санузел	16	НС 1	Ю	2	0,9	1,8	0,48	48	0	48
		16	НС 2	Ю	1,3	0,9	1,17	0,23	15	0	15
		16	ДО	Ю	1,5	1,5	2,25	1,61	199	0	199
		16	ПЛ		1,3	2,4	3,12	0,07	12	0	12
											274
012	Кладовая	16	НС 1	С	2	1,5	3	0,48	79	0	79
		16	НС 2	С	1,3	1,5	1,95	0,23	25	0	25
		16	НС 1	В	2	2	4	0,48	106	0	106
		16	НС 2	В	1,3	2	2,6	0,23	33	0	33
		16	ПЛ 2		0,2	2	0,4	0,23	5	0	5
		16	ПЛ 3		1,3	2	2,6	0,12	17	0	17
											265
013	Тамбур	18	НС 1	З	2	1,5	0,12	0,48	3	0	3
		18	НС 2	З	1,3	1,5	1,95	0,23	26	0	26
		18	ДД	З	1,2	2,4	2,88	1,02	167	267,2	434
		18	ПЛ 2		0,2	1,5	0,3	0,23	4	0	4
		18	ПЛ 3		1,5	1,5	1,95	0,12	13	0	13
											441
014	Коридор	18	ПЛ 4		3	1,5	4,5	0,22	56	0	56
		18	ПЛ 4		5	1,2	6	0,22	75	0	75
											131
015	Электрощитовая	16	НС 1	З	2	1,8	3,6	0,48	95	0	95
		16	НС 2	З	1,3	1,8	2,34	0,23	30	0	30
		16	ПЛ 2		0,2	1,8	0,36	0,23	5	0	5
		16	ПЛ 3		2	1,8	3,6	0,12	24	0	24
		16	ПЛ 4		2,5	1,8	4,5	0,07	17	0	17
											171
016	Тепловой  узел	16	НС 1	З	2	3	6	0,48	158	0	158
		16	НС 2	З	1,3	3	3,9	0,23	49	0	49
		16	ПЛ 2		0,2	3	0,6	0,23	8	0	8
		16	ПЛ 3		2	3	6	0,12	40	0	40
			ПЛ 4		2,7	3	8,1	0,07	22	0	22
											277
017	Венткамера	16	НС 1	Ю	2	7,4	14,8	0,48	391	0	391
		16	НС 2	Ю	1,3	7,4	9,62	0,23	122	0	122
		16	НС 1	З	2	4,5	6,75	0,34	126	0	126
		16	НС 2	З	1,3	4,5	5,85	0,34	109	0	109
		16	ДО	З	1,5	1,5	2,25	1,61	199	0	199
		16	ПЛ 2		0,2	12	2,4	0,22	29	0	29
			ПЛ 3		7,4	4,6	34,04	0,12	159	0	159
											1135
018	Тамбур	18	НС 1	В	2	2,4	1,92	0,48	53	0	53
		18	НС 2	В	1,3	2,4	3,12	0,23	41	0	41
		18	ДД	В	1,2	2,4	2,88	1,02	167	267,2	434
		18	ПЛ 2		0,2	2,4	0,48	0,22	6	0	6
		18	ПЛ 3		2,8	2,4	6,72	0,12	46	0	46
											580
019	Коридор	18	ПЛ 4		2,2	3,1	6,82	0,07	27	0	27
											27
020	Тамбур	18	ПЛ 2		2,1	2,6	5,46	0,23	72	0	72
											72
021	ЛК1	16	НС 1	З	2	3,4	6,8	0,48	180	0	180
		16	НС 2	З	1,3	3,4	4,42	0,23	56	0	56
		16	НС 1	С	2	7,4	14,8	0,48	391	0	391
		16	НС 2	С	1,3	7,4	9,62	0,23	122	0	122
		16	НС 1	В	2	9,5	19	0,48	502	0	502
		16	НС 2	В	1,3	9,5	12,35	0,23	156	0	156
		16	ПЛ 2		0,2	16,9	3,38	0,22	41	0	41
		16	ПЛ 3		2	12	24	0,12	158	0	158
		16	ПЛ 4		1,8	12	21,6	0,07	83	0	83
118	ЛК 1	16	НС	В	3	5	7,5	0,34	140	14	154
		16	ДО	В	1,5	5	7,5	1,61	664	66,4	730
		16	ПТ		5	3,8	19	0,22	207	0	207
											2780
		Цок. Этаж									12453
101	Холл	18	НС	С	3	6,2	18,6	0,34	360	36	396
		18	НС	В	3	4,1	12,3	0,34	238	23,8	262
		18	НС	З	3	2,2	6,6	0,34	128	6,4	134
		18	ПТ		5	6	30	0,22	339	0	339
											1131
102	Класс	18	НС	В	3	3	9	0,34	174	17,4	191
		18	НС	В	1,5	3	4,5	0,34	87	8,7	96
		18	ДО	В	1,5	3	4,5	1,61	413	41,3	454
		18	НС	Ю	3	2	6	0,34	116	0	116
		18	НС	Ю	1,5	4,5	6,75	0,34	131	0	131
		18	ДО	Ю	1,5	4,5	6,75	1,61	619	0	619
		18	ПТ		6,4	6,2	39,7	0,22	448	0	448
											2055
103	Аудитория	18	НС	В	1,5	1,5	2,25	0,34	44	4,4	48
		18	ДО	В	1,5	1,5	2,25	1,61	206	20,6	227
		18	НС	Ю	1,5	6,1	9,15	0,34	177	0	177
		18	ДО	Ю	1,5	6,1	9,15	1,61	840	0	840
		18	ПТ		6	8,1	48,6	0,22	548	0	548
											1840
104	Аудитория	18	НС	Ю	1,5	6,1	9,15	0,34	177	0	177
		18	ДО	Ю	1,5	6,1	9,15	1,61	840	0	840
		18	ПТ		6,1	8,1	49,4	0,22	558	0	558
											1575
105	Аудитория	18	НС	Ю	1,5	12,3	18,45	0,34	358	0	358
		18	ДО	Ю	1,5	12,3	18,45	1,61	1693	0	1693
		18	НС	З	1,5	1,5	2,25	0,34	44	2,2	46
		18	ДО	З	1,5	1,5	2,25	1,61	206	10,3	216
		18	ПТ		12,6	8,1	102	0,22	1151	0	1151
											3465
106	Деканат	18	НС	З	3	3	9	0,34	174	8,7	183
		18	НС	З	1,5	3	4,5	0,34	87	4,35	91
		18	ДО	З	1,5	3	4,5	1,61	413	20,65	434
		18	НС	Ю	3	2	6	0,34	116	0	116
		18	НС	Ю	1,5	4,5	6,75	0,34	131	0	131
		18	ДО	Ю	1,5	4,5	6,75	1,61	619	0	619
		18	ПТ		6,2	6,4	39,7	0,22	448	0	448
											2022
107	Кабинет	18	НС	С	1,5	2	3	0,34	58	5,8	64
		18	ДО	С	1,5	2	3	1,61	275	27,5	303
		18	ПТ		2,7	4,6	12,4	0,22	140	0	140
											506
108	Зал	18	НС	С	1,5	5,3	7,95	0,34	154	15,4	169
		18	ДО	С	1,5	5,3	7,95	1,61	730	73	803
		18	ПТ		7,4	4,6	34,04	0,22	384	0	384
											1356
109	Лаборантская	18	НС	С	1,5	4,5	6,75	0,34	131	13,1	144
		18	ДО	С	1,5	4,5	6,75	1,61	619	61,9	681
		18	ПТ		4,4	2,4	10,6	0,22	120	0	120
											945
110	Класс	18	НС	С	1,5	9,5	14,25	0,34	276	27,6	304
		18	ДО	С	1,5	9,5	14,25	1,61	1308	130,8	1439
		18	ПТ		10,2	4,4	44,9	0,22	507	0	507
											2249
111	Санузел	16	НС	С	3	4,8	14,4	0,34	269	26,9	296
		16	НС	З	3	1,4	4,2	0,34	79	3,95	83
		16	ДО	З	1,5	1,5	2,25	1,61	199	9,95	209
		16	ПТ		2,8	4,7	13,7	0,22	149	0	149
											737
112	Душевая	25	НС	С	3	1,5	4,5	0,34	98	9,8	108
		25	НС	В	3	0,9	2,7	0,34	59	5,9	65
		25	ПТ		1,5	0,9	1,35	0,22	17	0	17
											190
113	Кладовая	16	НС	В	3	1	3	0,34	56	5,6	62
		16	ПТ		1,5	1	1,5	0,22	16	0	16
											78
114	Коридор	18	ПТ		2,2	6	13,2	0,22	149	0	149
											149
115	Коридор	18	ПТ		25,2	1,7	42,8	0,22	483	0	483
											483
116	Коридор	18	ПТ		2,2	4,4	9,68	0,22	109	0	109
									39		109
117	Коридор	18	ПТ		2,7	3,8	10,3	0,22	116	0	116
											116
119	Класс	18	НС	З	3	1,2	3,6	0,34	70	3,5	74
		18	НС	З	1,5	5	7,5	0,34	145	7,25	152
		18	ДО	З	1,5	5	7,5	1,61	688	34,4	722
		18	ПТ		3,3	4,5	14,8	0,22	167	0	167
											1115
		1й этаж									20121
		Общие теплопотери									35354

 

 

1. Общие теплопотери для цокольного этажа составляют: 12453 Вт.

2. Общие теплопотери для 1го этажа составляют: 20121 Вт.

3. Общие теплопотери составляют 35354Вт.

 

 

 

 

 

щ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет  теплового баланса  помещения

 

              1).Теплопотери на нагрев  инфильтрующего  воздуха:

 

 

 где: C = 1,005 кДж/(кг^оС) – удельная теплоемкость воздуха

А_о – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока, А_о=1,0

t_n = t_n5

F_o – площадь окна, м²

G_o – количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м²окна,кг\ (м²ч)

где: R_n – сопротивление воздухопроницания, (м² Па)/ кг

        ΔР – разность давления воздуха  на наружной и внутренней поверхности  окна, Па

 ∆Р=9.81(Н-h)*(ρ_н-ρ_в)+0.7ν²*к

где: Н –  высота здания от поверхности земли  до верха карниза шахты или  центра фонаря

h–  высота от поверхности земли до центра данного окна, м

ρ_н, ρ_в – соответственно плотности наружного и внутреннего воздуха при t_н и t_в, рассчитываются по формуле:

ρ=

 где V – расчетная скорость ветра в январе, м/с

        К = 1 – коэффициент,  учитывающий изменение динамического  давления ветра в зависимости  от высоты и местности.

- условно-постоянное давление  воздуха в здании, Па:

 

;

 

Для цокольного этажа:

 

pint= 0,5· 6,8· (14,8-12,02)+ 0,25· 1,51·5,9²· (0,8+0,6) ·0,85=25,06 (Па)

 

∆р=(6,8-(-0,3))·(14,8-12,02)+0,5·1,51·5,9²·(0,8+0,6) ·0,85-38,8= 15,32 (Па)

 

                             Gо=0,216·15,32⅔/1,35=0,99 (кг/( м²·ч))

 

                            Qи=0,28·2,25·1,005·0,99·(16+39) ·0,8=28  (Вт)

 

 

 

Для первого этажа:

 

pint= 0,5· 6,8· (14,8-11,9)+ 0,25· 1,51·5,9²· (0,8+0,6) ·0,85=25,5 (Па)

 

∆р=(6,8-2,7)·(14,8-11,9)+0,5·1,51·5,9²·(0,8+0,6) ·0,85-38,8= 7,09 (Па)

 

                             Gо=0,216·7,09⅔/1,35=0,59 (кг/( м²·ч))

 

                            Qи=0,28·2,25·0,59·1·(18+39) ·0,8=17  (Вт)

 

В данной таблице  приведены не все помещения нашего здания, т.к. их теплопотери столь  незначительны, что ими можно  пренебречь или как в нашем  случае прибавить их теплопотери  прибавить к теплопотерям смежных с ними помещений.

Таблица 2.

Сводная таблица теплопотерь.

	Тепловая нагрузка, Вт			№	Тепловая нагрузка, Вт
№	Qтп	Qu	Qот		Qтп	Qu	Qот
001+ 020+ 003+ 004+ 005+ 019	6200	-	6200	101	1131	-	1131
002	1214	28	1242	102+ 117	2160	17	2188
004	107	-	107	103	1840	17	1857
005	120	-	120	104+ 115	2058	17	2075
006+ 007	577	-	577	105	3465	17	3482
008+ 012	414	-	414	106	2022	17	2039
009+ 010+ 011	641	-	641	107	506	17	523
013	481	-	481	108	1356	17	1373
014+ 017+ 015	1437	28	1465	109+ 116	1054	17	1071
016	277	-	277	110	2249	17	2266
018	580	-	580	111+ 112+ 113	1005	17	1022
021	2780	-	2780	119+ 114	1264	17	1281
							∑=20308