Московский Государственный Строительный Университет

Инженерно-Архитектурный Факультет

Пояснительная записка к курсовому проекту:

«Отопление и вентиляция жилого здания»

Группа Э-5(А)

Студент: Селин М.С.

Руководитель: Саргсян С. В.

1. Исходные данные

1.1. Основные исходные данные

1.2. Климатические характеристики района строительства

1.3. Расчетные параметры внутреннего воздуха

2.1. Теплотехнические показатели строительных материалов

2.2. Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений, толщины слоя утеплителя наружной стены

2.3. Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще наружной стены

2.4. Выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию

3. Определение тепловой мощности системы отопления

3.1. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции

3.2. Теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха

3.3. Теплозатраты на подогрев вентиляционного воздуха

3.4. Бытовые тепловыделения

4. Конструирование и расчет системы отопления

4.1. Расчет и подбор элеватора

4.2. Гидравлический расчет теплопроводов

4.3. Тепловой расчет отопительных приборов

5. Конструирование и расчет систем вентиляции

5.1. Расчет воздухообмена в помещениях

5.2. Конструирование систем вытяжной вентиляции

5.3. Аэродинамический расчет каналов

6. Список использованной литературы

1. Исходные данные

1.1 Основные исходные данные

1. Планировка здания:

Число этажей – 2

Ориентация входа: - з

Строительные размеры: а=6,2; б=3,3; Н Э =3,4; Н Ш =4

Размеры окон в комнатах 1,8 х 2,0 м.

Размеры окон в кухнях и на лестничной клетке 1,5 х 2,0 м.

2. Район строительства: г.Екатеринбург

3. Система отопления: водяная однотрубная попутная с нижним расположением подающей магистрали, стояки П-образные.

4. Отопительные приборы: радиатор типа М-90

5. Теплоснабжение: от горячей водяной тепловой сети.

6. Расчетная температура в сети:

t 1 – температура подающей воды в теплосети перед элеватором, = 135 0 С

t r – температура падающей воды, = 95 0 С

t 0 – температура обратной воды, = 70 0 С

перепад давления на вводе в здание: =82 кПа=82000 Па

7. Присоединение системы отопления к теплосети: по элеваторной схеме.

1.2 Климатические характеристики района строительства

Исходные данные:

г.Екатеринбург расположен на восточном склоне Среднего Урала по берегам р. Исеть (приток Тобола),на расстоянии 1667 км к востоку от Москвы. Климат континентальный.

Климатические характеристики района строительства, необходимые для теплотехнического расчета ограждающих конструкций:

Средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92

Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца;

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца;

Средняя температура наружного воздуха за отопительной период со среднесуточной температурой воздуха < 80C;

Продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха < 80C;

Расчетная скорость ветра, равная максимальной из средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более.

Таблица 1.1.

Район строительства							Зона влажности
Екатеринбург

1.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха

Таблица 1.2.

Значение для помещений, 0 С							Относительная влажность
Жилая комната		Лестничная клетка		Ванная, совмещенный санузел		Коридор квартиры

Для расчета ограждающих конструкций

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания

Целью теплотехнического расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания (наружных стен, чердачного и цокольного перекрытий, окон, дверей и др.) исходя из обеспеченности требований теплозащиты зданий.

Центральный научно исследовательский и проектно экспериментальный институт инженерного оборудования городов, жилых и общественных зданий (ЦНИИЭП инженерного оборудования) Госкомархитектуры

Справочное пособие к СНиП

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие разработано в соответствии со СНиП 2.08.01-89 Жилые здания. Установленные СНиПом параметры микроклимата в помещениях жилых домов и воздушно-тепловой режим определяются не только работой систем отопления и вентиляции но и архитектурно-планировочными и конструктивными решениями этих зданий, а также теплофизическими характеристиками ограждающих конструкций. Кроме перечисленного, в жилых зданиях большое влияние на микроклимат оказывают особенности эксплуатации квартир жильцами. Совокупность этих факторов определяет эксплуатационные расходы теплоты и уровень воздушно-теплового комфорта. С учетом этого организация и рациональное поддержание воздушно-теплового режима в жилых зданиях является комплексной задачей. Однако действующая система нормативных документов, специализированная по отдельным разделам проектирования, не учитывает этой комплексности.

Проектирование систем отопления и вентиляции осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-86. При этом используются справочные пособия к СНиПу, справочники, рекомендательная и другая литература, содержащая методы теплового и гидравлического расчета систем, указания по их конструированию, характеристики оборудования. Перечисленные документы, ориентированные на специалистов в области проектирования отопительно-вентиляционных систем, затрагивают далеко не весь комплекс вопросов обеспечения нормируемого воздушно-теплового режима в помещениях жилых зданий при минимальном расходе тепловой энергии. Поэтому при составлении настоящего Пособия основное внимание уделено вопросам, наиболее часто возникающим у проектировщиков и свидетельствующим не только о недостаточной четкости отдельных положений нормирования, но и отсутствии в ряде случаев понимания значимости различных элементов жилых зданий в их воздушно-тепловом режиме.

Пособие разработано ЦНИИЭП инженерного оборудования Госкомархитектуры (кандидаты техн. наук А. З. Ивянский и И. Б. Павлинова).

1. КОНСТРУКТИВНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

1.1. Воздушно-тепловой режим в помещениях является одним из основных факторов, определяющих уровень комфорта жилых зданий. Неудовлетворительный микроклимат делает их непригодными для проживания.

1.2. Оптимизация воздушно-теплового режима квартир требует их изоляции от смежных помещений с целью максимального сокращения количества перетекающего воздуха.

Перетекание воздуха в квартиры из смежных квартир и (или) лестничной клетки является одной из основных причин, снижающих эффективность работы системы вентиляции и приводящих к неудовлетворительному состоянию воздушной среды в квартирах. С учетом этого в строительной части проекта жилого здания должны быть предусмотрены планировочные, конструктивные и технологические решения, максимально сокращающие возможность перетекания воздуха через входные двери в квартиры, места сопряжений ограждающих конструкций, прохождения через них инженерных коммуникаций и др.

1.3. Как показывает опыт эксплуатации современных жилых зданий массовой застройки, одной из самых распространенных причин недогрева помещений при расчетной теплоотдаче системы отопления является фактическое занижение сопротивления воздухопроницанию оконного заполнения против регламентированного * для предусмотренной проектом конструкции окон. Это занижение имеет место вследствие низкого качества изготовления оконных блоков; некачественной заделки оконных блоков в стеновую панель; отсутствия уплотняющих притворы прокладок или их несоответствия проектным и т. п.

Для исключения недогрева помещений жилых домов при низких температурах наружного воздуха в результате отмеченного выше фактора рекомендуется проводить выборочные натурные испытания окон с целью определения их фактического сопротивления воздухопроницанию, характерного для конкретного района застройки, например по методике натурных испытаний воздухообмена жилых домов ЦНИИЭП инженерного оборудования.

1.4. Размеры световых проемов определяют не только расчетные теплопотери помещений, но и тепловой режим в них за счет отрицательной радиации и ниспадающих потоков холодного воздуха в зимний период и перегрева - в летний. Поэтому следует стремиться к минимально допустимым размерам световых проемов из условий естественного освещения, но не более чем при соотношении их площади к площади пола соответствующих помещений 1:5,5.

1.5. При выборе конструктивного решения чердаков преимущество следует отдавать посекционным теплым чердакам, используемым в качестве камеры статического давления системы естественной вытяжной вентиляции. Открытые чердаки с выпуском в них вытяжного воздуха требуют дальнейших исследований и конструктивного совершенствования, и для использования в массовом жилищном строительстве в настоящее время не рекомендуются. В зданиях высотой менее 5 этажей, в которых устройство теплого чердака нецелесообразно, вытяжные каналы должны непосредственно выходить в шахты, выводимые выше уровня кровли.

1.6. Зонирование квартир сопряжено с увеличением количества инженерных коммуникаций, что приводит к возрастанию материалоемкости и эксплуатационных затрат. Наличие вытяжных каналов в разных местах квартиры существенно снижает надежность и эффективность системы естественной вытяжной вентиляции.

1.7. Примыкание санитарных узлов и вентблоков к наружным стенам квартир затрудняет обеспечение удовлетворительного влажностного режима в санитарных помещениях и требует специальных решений по повышению температуры их ограждений, которые подлежат разработке и проверке в массовом строительстве.

1.8. Планировочные решения квартир с точки зрения организации вентиляции преимущественно должны быть направлены на исключение горизонтальных воздуховодов в пределах квартиры; на обеспечение непосредственного поступления воздуха из кухни, ванной и туалета в вентблок; на обеспечение доступа к вентблокам при монтаже, а также для ревизии и герметизации стыков при эксплуатации.

1.9. В подвалах и цокольных этажах квартирных домов и общежитий с системами отопления, подключаемыми к сетям централизованного теплоснабжения, при расчетных теплопотерях зданий за отопительный период 1000 ГДж и более следует предусматривать помещение для размещения индивидуального теплового пункта (ИТП).

Помещение ИТП должно иметь высоту (в чистоте) не менее 2,2 м, в местах прохода к нему обслуживающего персонала - не менее 1,9 м; должно быть отделено от других помещений, иметь открывающуюся наружу дверь, освещение. Пол должен иметь бетонное или плиточное покрытие с уклоном 0,005. В полу ИТП следует устанавливать трап, а при невозможности самотечного отвода воды устраивать водосборный приямок размерами 0,5??0,5??0,8 м, перекрываемый съемной решеткой. Для откачки воды из приямка в систему канализации следует устанавливать дренажный насос.

Расчетные теплопотери здания за отопительный период рекомендуется определять в соответствии с разд. 2 настоящего Пособия.

1.10. Применение кухонь-ниш с механической вытяжной вентиляцией допускается только в жилых зданиях, все квартиры которых оборудованы механической вытяжкой.

1.11. Устройство лоджий с поэтажными выходами из лестничной клетки сопряжено с существенным дополнительным расходом теплоты и не рекомендуется, если это не связано с противопожарными требованиями.

1.12. При технико-экономическом обосновании конструктивного решения чердака, кроме традиционных факторов, следует учитывать также затраты на изоляцию размещенных в них инженерных коммуникаций и на их эксплуатацию.

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

2.1. Расчетные потери теплоты, возмещаемые отоплением, следует определять из теплового баланса. Тепловой баланс жилого здания в целом и каждого отапливаемого помещения находят из уравнения

Qтр + Qn + Qc.о + Qинс + Qбыт = 0, (1)

где Qтр - трансмиссионные потери теплоты через ограждения здания (помещения); Qв - затраты теплоты на нагрев наружного воздуха в объеме инфильтрации или санитарной нормы; Qс.о -тепловая мощность системы отопления, которая является искомой величиной при определении теплового баланса; Qинс - теплопоступления за счет солнечной радиации; Qбыт - суммарные теплопоступления за счет всех внутренних источников теплоты, за исключением системы отопления (к бытовым условно относятся тепловыделения от электробытовых и осветительных приборов, кухонных плит, разводки трубопроводов горячего водоснабжения и непосредственно потребляемой горячей воды, людей, находящихся в квартире).

2.2. Расчет трансмиссионных теплопотерь через наружные ограждающие конструкции производится по прил. 8, СНиП 2.04.05-86. При этом расчетные температуры воздуха помещений tрасч принимаются в соответствии со СНиП 2.08.01-89 Жилые здания.

2.3. При расчете трансмиссионных теплопотерь через внутренние ограждения жилых домов следует учитывать теплопередачу:

а) через чердачные перекрытия в домах с теплым чердаком;

б) через перекрытия над неотапливаемыми подвалами и подпольями (в том числе при размещении в них теплопроводов);

в) через внутренние ограждения лестничной клетки (в том числе незадымляемой).

При этом коэффициент п принимают равным 1.

Температуру воздуха в подвалах (подпольях) и теплых чердаках следует определять из теплового баланса этих помещений (при составлении теплового баланса теплого чердака могут быть использованы Рекомендации по проектированию железобетонных крыш с теплым чердаком для многоэтажных жилых зданий/ЦНИИЭП жилища, 1986).

После определения температуры воздуха по пп. а и б при заданных строительных конструкциях следует проверить соблюдение нормируемой величины??tн по табл. 2 * Строительная теплотехника.

В лестничных клетках домов с квартирным отоплением расчетная температура воздуха не нормируется.

2.4. Расход теплоты на нагрев поступающего в помещения наружного воздуха определяется дважды:

а) исходя из количества инфильтрующегося через неплотности наружных ограждений воздуха;

б) исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха 3 м3/ч на 1 м2 площади пола жилых комнат.

Для жилых комнат из двух полученных величин принимают большую, для кухонь - по п. а.

2.5. Расход теплоты Qi, Вт, на нагрев инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

Qi = 0,28 ??Gi .ki c (tp ti), (2)

где Gi - количество инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждение помещения, определяемое по формуле (4); с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 КДж/(кг??°С); ki - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях принимается по прил. 9 к СНиП 2.04.05-86; tp, ti - расчетные температуры воздуха, °С, в помещении и наружного воздуха в холодный период года (параметры Б).

Расчет расхода тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха для всех помещений жилых зданий (в том числе лестничных клеток, лифтовых холлов, поэтажных коридоров), учитывающий обобщенные результаты натурных испытаний различных элементов ограждений на воздухопроницаемость и результаты машинного счета (в табличной форме), можно осуществлять по материалам ЦНИИЭП инженерного оборудования.

2.6. Расход теплоты Qв, Вт, на нагрев санитарной нормы вентиляционного воздуха определяют по формуле

Qв - (tp ti) Ап, (3)

где Aп - площадь пола жилого помещения, м2.

2.7. Количество инфильтрующегося в помещение воздуха??Gi, кг/ч, следует определять по формуле*

где A1, А2 - площади соответственно окон (балконных дверей) и наружных дверей, м2, l - длина стыков стеновых панелей, м; R1 и R2 - сопротивление воздухопроницанию соответственно окон (м2??ч (даПа)2/3/кг) и дверей (м2??ч (даПа)0,5/кг); определяют по * (прил. 10) и СНиП 2.04.05-86 (прил. 9) или по результатам натурных испытаний; ??p - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях наружных ограждений помещения, даПа; ??p1эт - разность давлений??p, определенная для помещений 1-го этажа, даПа.

* Интерпретация формулы (3) прил. 9 СНиП 2.04.05-86 для жилых зданий.

2.8. Для жилых зданий с естественной вытяжной вентиляцией расчетную разность давлений??р находят по формуле*

* Интерпретация формулы (4) прил. 9 СНиП 2.04.05-86 для жилых зданий.

Р = (Нш hi) (??i 1,27) + 0,05 ??i v2 (сl, и ki сl, и kш), (5)

где Нш - высота устья шахты от уровня земли, м; hi - высота от уровня земли до центра рассчитываемого помещения, м; v - скорость ветра, принимаемая по прил. 7 и в соответствии с п. 3.2 СНиП 2.04.05-86, м/с; ??i - плотность наружного воздуха, кг/м3, которую определяют по формуле

I = 353/(273 + ti), (6)

где ti - температура наружного воздуха по параметрам Б или А (см. п. 3.2 СНиП 2.04.05-86), °С; сl, и и сl, n - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимают в соответствии со СНиП 2.01.07-85 равными +0,8 и -0,6; ki и kш - коэффициенты учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты; принимают соответственно для рассчитываемого элемента и устья шахты по СНиП 2.01.07-85.

В формуле (5) учтены потери давления в вентканалах при нормируемом расходе удаляемого воздуха.

2.9. В соответствии с п. 3.1 СНиП 2.04.05-86 бытовые тепловыделения Qбыт следует учитывать для жилых комнат и кухонь в размере 21 Вт на 1 м2 площади пола.

2.10. Теплопоступления за счет солнечной радиации Qинс не рекомендуется учитывать в тепловом балансе при определении расчетной нагрузки системы отопления. Перегрев помещений за счет инсоляции следует снимать путем пофасадного регулирования систем отопления (см. разд. 3).

Вентиляция и отопление производственных помещений

Вентиляцией называется комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в производственных помещениях. Основное назначение вентиляции - удаление из рабочей зоны загрязненного или перегретого воздуха и подача чистого воздуха, в результате чего в рабочей зоне создаются необходимые благоприятные условия воздушной среды. Одна из главных задач, возникающих при устройстве вентиляции - определение воздухообмена, т. е. количество вентиляционного воздуха, необходимого для обеспечения оптимального санитарно-гигиенического уровня воздушной среды помещений.

В зависимости от способа перемещения воздуха в производственных помещениях вентиляция делится на естественную и искусственную (механическую). Возможно и их сочетание - смешанная вентиляция.

Если в помещении нет вредных выделений, то вентиляция должна обеспечивать воздухообмен не менее 30 м3/ч на каждого работающего (для помещений с объемом до 20 м3 на одного работающего). При выделении вредных веществ в воздух рабочей зоны необходимый воздухообмен определяют исходя из условий их разбавления до ПДК, а при наличии тепловых избытков - из условий поддержания допустимой температуры в рабочей зоне.

Естественная вентиляция производственных помещений осуществляется за счет разности температур в помещении наружного воздуха (тепловой напор) или действия ветра (ветровой напор). Естественная вентиляция может быть организованной и неорганизованной.

При неорганизованной естественной вентиляции воздухообмен осуществляется за счет вытеснения внутреннего теплового воздуха наружным холодным воздухом через окна, форточки, фрамуги и двери.

Организованная естественная вентиляция (или аэрация) обеспечивает воздухообмен в заранее рассчитанных объемах, регулируемый в соответствии с метеорологическими условиями.

Бесканальная аэрация осуществляется при помощи проемов в стенах и потолке и рекомендуется в помещениях большого объема со значительными избытками теплоты. Для получения расчетного воздухообмена вентиляционные проемы в стенах, а также в кровле здания (аэрационные фонари) оборудуют фрамугами, которые открываются и закрываются с пола помещения. Манипулируя фрамугами, можно регулировать воздухообмен при изменении наружной температуры воздуха или скорости ветра (рис. 3).

Рис. 3. Естественная вентиляция здания а - при безветрии; б - при ветре; 1 - вытяжные и приточные отверстия; 2 - тепловыделяющий агрегат

В производственных помещениях небольшого объема, а также в помещениях, расположенных в многоэтажных производственных зданиях, применяют канальную аэрацию, при которой загрязненный воздух удаляется через вентиляционные каналы в стенах. Для усиления вытяжки на выходе из каналов на крыше здания устанавливают дефлекторы - устройства, создающие тягу при обдувании их ветром.

Естественная вентиляция дешева и проста в эксплуатации. Основной ее недостаток заключается в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной очистки и подогрева, а удаляемый воздух не очищается и загрязняет атмосферу. Естественная вентиляция применима там, где нет больших выделений вредных веществ в воздух рабочей зоны.

Искусственная (механическая) вентиляция устраняет недостатки естественной вентиляции. При механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора воздуха, создаваемого вентиляторами (осевыми и центробежными); воздух в зимнее время подогревается, в летнее - охлаждается и, кроме того, очищается от загрязнений (пыли, вредных паров и газов). Механическая вентиляция бывает приточной, вытяжной, приточно-вытяжной, а по месту действия - общеобменной и местной.

При приточной системе вентиляции производится забор воздуха извне с помощью вентилятора через калорифер, где воздух нагревается и при необходимости увлажняется, а затем подается в помещение. Количество подаваемого воздуха регулируется клапанами или заслонками, устанавливаемыми в ответвлениях. Загрязненный воздух выходит через двери, окна, фонари и щели неочищенным.

При вытяжной системе вентиляции загрязненный и перегретый воздух удаляется из помещения через сеть воздуховодов с помощью вентилятора. Загрязненный воздух перед выбросом в атмосферу очищается. Чистый воздух подсасывается через окна, двери, неплотности конструкций.

Приточно-вытяжная система вентиляции состоит из двух отдельных систем - приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязненный. Приточные системы вентиляции также возмещают воздух, удаляемый местными отсосами и расходуемый на технологические нужды: огневые процессы, компрессорные установки, пневмотранспорт и др.

При общеобменной вентиляции, применяемой во всех учебных помещениях, выделяющие вредные вещества разбавляются подаваемым чистым воздухом до ПДК.

Местная вентиляция бывает вытяжная и приточная. Вытяжную вентиляцию устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Для этого применяют вытяжные шкафы, зонты, завесы, бортовые отсосы у ванн, кожухи, отсосы у станков и т. д. К приточной вентиляции относятся воздушные души, завесы, оазисы.

Вытяжные шкафы работают с естественной или механической вытяжкой. Для удаления из шкафа избытков тепла или вредных примесей естественным путем необходимо наличие подъемной силы, которая возникает, когда температура воздуха в шкафу превышает температуру воздуха в помещении. Удаляемый воздух должен иметь достаточный запас энергии для преодоления аэродинамического сопротивления на пути от входа в шкаф до места выброса в атмосферу.

Отопительные системы бывают центральные и местные. В системах центрального отопления энергия вырабатывается за пределами отапливаемых помещений, а затем распределяется по системе труб между потребителями. Центральное отопление в зависимости от вида теплоносителя бывает водяным, воздушным, паровым. В малокомплектных школах (с числом учащихся до 500 и площадью до 1000 м2) возможно применение местных систем отопления, основой которых является совмещение генератора энергии с отопительным прибором.

В настоящее время в качестве местного отопления используют газовое или электрическое. В отапливаемых помещениях для обогрева устанавливают отопительные приборы. Тип прибора зависит от системы отопления: при воздушном отоплении это калориферы, в системах водяного отопления - радиаторы, конвекторы, гладкие и ребристые трубы. В системах лучистого и панельного отопления функции отопительных приборов выполняют стены, потолок и т. д. Отопительные приборы с температурой теплоносителя выше 100°C должны быть ограждены во избежание ожогов людей при случайном прикосновении. В системах воздушного отопления нагретый в калориферах воздух подается в отапливаемое помещение. В промышленных зданиях при воздушном отоплении используется рециркулируемый воздух, а в большинстве случаев - наружный воздух. В школьных мастерских допускается совмещение воздушного отопления с приточной вентиляцией при температуре подаваемого воздуха не более 60°C.

В настоящее время для поддержания комфортных условий в зоне пребывания людей все более широко используют кондиционирование.

Системой кондиционирования называют совокупность технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, а также для автоматического регулирования его параметров. Системы кондиционирования включают средства для очистки от пыли, для нагрева, охлаждения и увлажнения воздуха, автоматического регулирования его параметров, контроля и управления.

Смотрите другие статьи раздела .

Похожие статьи