Теплотехничекий расчет здания

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Теплотехничекий расчет здания

Теплотехничекий расчет здания

• СОДЕРЖАНИЕ
• 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.