Конструирование системы отопления жилого дома. Определение градусо-суток отопительного периода. Расчет теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха. Теплотехнический расчет стен и чердачного перекрытия. Расчет нагревательных приборов, окон и дверей.
Аннотация к работе
Тепловой режим в помещениях, обеспечиваемый системой отопления, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. Ограждающие конструкции с высокоэффективными теплоизоляционными свойствами обеспечивают выбор экономически обоснованных систем отопления здания на основе определения оптимальных теплопотерь, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, и в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов. Теплотехнический расчет заключается в нахождении толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим нормам и условиям энергосбережения. n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (таблица 3* СНИП II-3-79) nct=1;Всем помещениям в здании присваиваются номера (1-й этаж - помещения №101, 102, 103, и т.д.), начиная с верхнего левого угла здания. Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле На планах этажей здания наносятся отопительные приборы в виде прямоугольников с изображением типа прибора по действующим ГОСТАМ и стояков с обозначением Ст. Отопительные приборы устанавливаются открыто, преимущественно у наружных стен, в первую очередь под окнами (в целях локализации холодных потоков воздуха] на расстоянии не менее 60 мм от чистого поло и 20 мм от стены.
Введение
Для создания нормальных условий жизнедеятельности человека в помещении необходимо поддерживать строго определенный тепловой режим.
Тепловой режим в помещениях, обеспечиваемый системой отопления, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций.
Ограждающие конструкции с высокоэффективными теплоизоляционными свойствами обеспечивают выбор экономически обоснованных систем отопления здания на основе определения оптимальных теплопотерь, следовательно, и тепловой нагрузки отопительных установок. Такой подход позволяет оптимизировать выбор оборудования и конструктивные исполнения систем отопления, и в частности, выбор обоснованных диаметров труб и площадей поверхностей отопительных приборов.
Задача курсовой работы - обучение практическим методам расчета, конструирования систем отопления, применению типовых решений.
1. Исходные данные
Здание трехэтажное с плоской кровлей, с не отапливаемом подвалом в городе Томск.
Конструктивно состоит из кирпича, с внешней стороны утеплитель минераловые плиты и облицованный штукатуркой. Перекрытия состоят из ж/б без пустотных плит и утеплителя полистирола.
Система отопления принята с нижней разводкой и «П» -образными стояками. Подключена к центральной системе отопления с параметрами T1 = 950C, T2 = 700C.
2. Тепловой режим здания
2.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Исходные данные: - Район застройки - г. Томск;
- Назначение здания - жилой дом.
- Число этажей - 3;
- По СНИП 23-01-99* «Строительная климатология»: - Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 - ТН =-400C;
- Продолжительность отопительного периода ZO.П.= 236 суток;
- Температура среднего отопительного периода ТСР.О.П. = -8,40С;
- Средняя скорость ветра за зимнее время (января) u = 4,7 м/с.
- Зона влажности - нормальная;
2.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
- Влажность внутреннего воздуха 60% (по пункту 4.3 СНИП 23-02-2003), - Режим - нормальный (по таблице 1 СНИП II-3-79)
- Зона влажности - 2, нормальная (по приложению 1 СНИП II-3-79)
Принимается по ГОСТ 30494-96.: - Жилая комната тв=20 0С
2.3.1 Определение градусо-суток отопительного периода
ГСОП=(тв-ТО.П.)?ZO.П.=(20 8,4)*236=6702,4 где zot - продолжительность отопительного периода [4];
тср. от пер - средняя температура отопительного периода, 0С [4];
тв - расчетная температура внутреннего воздуха, 0С.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимается по приложению 2 СНИП II-3-79 - Б.
2.3.2 Теплотехнический расчет стен
Теплотехнический расчет заключается в нахождении толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим нормам и условиям энергосбережения. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rotp .
Величины плотности ? и теплопроводности ? принимаются по приложению 3 СНИП II-3-79*
Слои 1 и 4 - штукатурка на цементно-песчаном растворе: ?1 =0,03 м; ?4 =0,02 м;
Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно- гигиеническим требованиям рассчитывается по формуле: R0тр=(тв-тн)?n/(?tн??в)=(20 40)?1/(4,0?8,7)=1,724 м2°С/Вт где тв - расчетная температура внутреннего воздуха тв=20°С;
тн - расчетная температура наружного воздуха тн=-40°С;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (таблица 3* СНИП II-3-79*) nct=1;
?tн - температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (таблица 2* СНИП II-3-79*) ?tн=4,0°С;
?в - коэффициент теплопередачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции (таблица 4* СНИП II-3-79*) ?в=8,7 Вт/м°С;
Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле: Значения R0тр.энергосб. следует определять по формуле
R0тр.энергосб. = a*Dd b = 0,00035*6702,4 1,4 = 3,746м2*°С/Вт, где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
Фактическое сопротивление теплопередаче: R0ф= R0тр.энергосб. =
Слой 4 - выравнивающий слой на цементно-песчаном растворе: ?4=0,01 м;
?4=1800 кг/м3;
?4=0,93 Вт/м2°С.
Слой 5 - железобетонная плита перекрытия без пустот: ?5=0,25 м;
?5=2500 кг/м3;
?5=2,04 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен: R0тр.энергосб. = a*Dd b = 0,00045*6702,4 1,9 = 4,916м2*°С/Вт где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
Слой 5 - железобетонная плита перекрытия без пустот: ?5=0,25 м;
?5=2500 кг/м3;
?5=2,04 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен: R0тр.энергосб. = a*Dd b = 0,00045*6702,4 1,9 = 4,916м2*°С/Вт где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
Толщина подпольного перекрытия: ?подв=?1 ?2 ?3 ?4 ?5=0,505 м
2.3.5 Расчет окон
Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр заполнений световых проемов следует принимать в зависимости от ГСОП по таблице 4 СНИП 23-02-2003 интерполяцией
R0тр=0,00005*6702,4 0,3 = 0,635м2°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче определяют по приложению 6* СНИП II-3-79*
R0?R0тр, R0=0,74 м2°С/Вт - Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах.
K=1/R0=1/0,74=1,3513Вт/м2°С
2.3.6 Расчет наружных дверей
Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее 0,6?R0тр стен здания.
R0тр=0,6?(20 40)/(4*8,7)=1,034 м2°С/Вт.
K=1/R0=1/1,034 =0,966 Вт/м2°С
Список литературы
1. СНИП II-3-79** Строительная теплотехника / Мин строй России. - М.: ГУПЦПП, 1995.
2. СНИП 2.04.05- 91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ГУПЦПП, 1997.
3. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление / Под ред. И. Г. Староверова. - М.: Стройиздат, 1990.
4. СНИП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983.
5. Система проектной документации для строительства. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Рабочие чертежи. ГОСТ 21.602 - 79. - М., 1979.