Курсовая работа: Опалення та вентиляція цивільного будинку

Міністерство освіти та науки України

ОДАБА

Кафедра опалення, вентиляції,та охорони повітряного басейну


Курсова робота з дисципліни:

Теплогазопостачання та вентиляції

Тема:

Опалення та вентиляція цивільного будинку

Виконав:

студент гр. ПСК-341

Копец І.М.

Перевірив:

Спінов В.В.

Одесса 2009


 

Вихідні данні

 

Номер завдання – 51

Місто з режимом  експлуатації конструкцій приміщень – Хабаровськ , Б

Розрахункова температура повітря в місті -  = -34, ,

Тривалість опалювального періоду – n =205

Швидкість повітря – w = 5,9 м/с

Додаткові вихідні данні

Джерелом теплопостачання  проектного будинку приймається міська теплова мережа з параметрами теплоносія Тг = 150 оС  (в подаючій магістралі) і tо = 70 оС (в зворотній магістралі).

Всі проектні будинки трьохповерхові з неопалювальним підвалом, висота поверху – 3м, підлоги східних клітин на ґрунті.

По останній цифрі залікової книжки вибираю план типового поверху – дитячий садок. Орієнтація фасадів будинку вказана в плані.

Система опалення проектується з нижньою розводкою.

Розміри вікон – 1,8×1,5, вхідних дверей східних клітин 2,1×1,8.

Коефіцієнт теплопередачі вікон – 0,4, вхідних дверей – 1,32 Вт/м2 оС.


 

1.  Опалення

 

1.1  Теплотехнічний розрахунок потрібної товщини огороджуючої конструкції

Для вирішення поставленої задачі необхідно визначити  число градус-днів отоплюючого періоду (DD) :

DD = (tв – tоп)×n = (18-(-10,1)×205 =5760,5 градус-днів

де tв – розрахункова температура внутрішнього повітря.

tоп  - середня температура опалювального періоду.

n – тривалість опалювального періоду.

По значенню DD та різновиді конструкції по (Д.3) знаходимо нормативний опір теплопередачі Rнор, (м2 оС/Вт) = 2,2 м2 оС/Вт

Матеріал зовнішніх стін – керамзитобетон на керамзитовому піску. Щільність - 1800 кг/м3.

Утеплювач перекриття – плити  мінеральної  вати підвищеної жорсткості. Щільність – 200 кг/м3.

Товщину стіни приймаємо кратною 50 мм, але не менше 300мм. утеплювач стіни - кратним 20 мм, але не більше 250 мм.

Визначаємо товщину утеплювача конструкції:

δx= (Rнор – (1/αв + δ11+ δ33+ δ44 + 1/αн))×λ2 = (2,2 – (1/8,7+0,03/0,93+0,3/0,92+0,03/0,81))×0,09 = 0,152 м.

де αв – коефіцієнт теплопровідності на внутрішній поверхні огороджень (Вт/м2 оС)

αн – коефіцієнт теплообміну на зовнішній поверхні (Вт/м2 оС)

λ1, λ2, λ3, λ4 – коефіцієнти теплопровідності матеріалів огороджуючих конструкцій  (Вт/м оС) δ1, δх, δ3, δ4 – товщина шарів огороджень, м.

Рис. 1 - Параметри шарів огороджуючої конструкції

1)  λ1=0,93 Вт/м оС, δ1 =0,03 м;

2)  λ2 = 0,09 Вт/м оС, δ2 = х;

3)  λ3  = 0,92 Вт/м оС, δ3 = 0,3 м;

4)  λ4 =0,81 Вт/м оС, δ4 = 0,03 м.

В додатку № 3 знаходимо Rнор=2,2, виходячи із значень DD.

αв=8,7, αн =23.

Приймаємо товщину утеплювача кратною 1 см => δ2=0,16 м.

Знайдемо Rфакт. – фактичний опір конструкції:

 м2 оС/Вт

Rфакт.> Rнор.. Знаходимо коефіцієнт теплопередачі конструкції:

Кст= = 0,43 Вт/м2 оС

Рис.2 - Розрахунок перекриття


 

Параметри шарів перекриття

1)  Руберойд λ1=0,17 Вт/м оС, δ1 =0,01 м;

2)  стяжка λ2 = 0,93 Вт/м оС, δ2 = 0,05 м;

3)  утеплювач λ3  = 0,09 Вт/м оС, δ3 = х м;

4)  залізобетонна плита λ4 =2,04 Вт/м оС, δ4 = 0,2 м.

Знайдемо товщину утеплювача в перекритті кратного 5 см:

δx= (Rнор – (1/αв + δ11+ δ22+ δ44 + 1/αн))×λ3=(2,5 –(1/8,7+0,01/0,17+0,2/2,04+1/23))×0,09 = 0,2 м.

 (м2 оС/Вт)

Rфакт.> Rнор..

Знаходимо коефіцієнт теплопередачі перекриття:

Кпер..=  = 0,39 Вт/м2 оС

Коефіцієнт теплопередачі вікон  Квк=0,4 Вт/м2 оС.

Коефіцієнт теплопередачі вхідних дверей Кдв =1,32 Вт/м2 оС.

Коефіцієнт теплопередачі зовнішньої стіни Кст.= 0,43 Вт/м2 оС

1.2   Визначення тепловитрат приміщеннями запроектованої будівлі

Необхідно визначити тепловитрати кутових і середніх приміщень проектованої будівлі по одному на кожному поверсі і тепловитрати однієї з сходових кліток.

В тепловитрати кожної з кімнат включаються і тепловитрати через огороджувальні конструкції, різниця температур перевищує 3оС.

Для приміщень першого поверху  - це зовнішні стіни і двері, вікна, підлога. Другий поверх – теж, крім підлоги, третій – додаткові втрати через покриття .

Тепловитрати обчислюють з точністю до 10 Вт по формулі:

де

А – розрахункова площа огороджуючої конструкції, м2;

К – коефіцієнт теплопередачі конструкції, Вт/(м2 оС);

 - температура повітря в приміщенні, оС;

 - температура холодної п’ятиденки,  оС;

 – коефіцієнт врахування  конструкції в просторі;

 - додаткові тепловитрати в долях від основних.

Додаткові втрати тепла,  приймаються слідуючими:

-  при розрахунковій швидкості повітря до 5 м/с =0,05

-  при швидкості повітря більш ніж 5 м/с .

Витрата тепла повинна враховувати витрати на підігрів зовнішнього інфільтрованого повітря, що поступає в будову через щілини в вікнах внаслідок різниці тисків усередині приміщення та ззовні.

В приміщенні житлових та громадських будинків витрати тепла на підігрів повітря інфільтрації  Qu, Вт, знаходять за формулою:

Qu=0,337×A×h×

де А – площа пола кімнати, м3;

h –  висота кімнати, м. Якщо в кімнаті немає ні вікон, ні зовнішніх дверей, тоді Qu =0. Для зручності розрахунків результати обчислень зводять у таблицю1.1. До таблиці заносимо розрахунки тепловитрат для кутової і середньої кімнати  трьох поверхів.


Таблиця 1.1. Тепловитрати обчислювальних приміщень

№,

tн

НОК

Розміри і

Площа

огороджень

К

1+∑𝛃

Qt

Qи

Qб

оС

a×в,

м

А,

м2

Вт/мС

оС

Вт Вт Вт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

101

+18

Н.С.-З. 3×4,5

13,5-2,7=

10,8

0,43 18-(-31)=49 1 1,15 260 1670 13970
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,15 60
Н.С.-Ю 7,5×3 22.5-2,7=19,8 0,43 49 1 1,05 440
ОК-Ю

1,8

2,7 0,43 49 1 1,05 60
ПОЛ

4,5×

3

13,5 7,6 49 1 - 5030

4,5

20,25 6,5 49 1 - 6450

102

+18

Н.С.-З

2,1×

3,6

7,56-2,7=

4,86

0,43 49 1 1,1 110 370 1760
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,1 60
ПОЛ

2,1×

3,6

7.56 3,3 49 1 - 1220

201

+18

Н.С.-З. 3×4,5

13,5-2,7=

10,8

0,43 49 1 1,15 260 1670 2490
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,15 60
Н.С.-Ю 7,5×3 22.5-2,7=19,8 0,43 49 1 1,05 440
ОК-Ю

1,8

2,7 0,43 49 1 1,05 60

202

+18

Н.С.-З

2,1×

3,6

7,56-2,7=

4,86

0,43 49 1 1,1 110 370 540
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,1 60

301

+18

Н.С.-З. 3×4,5

13,5-2,7=

10,8

0,43 49 1 1,15 260 1670 3130
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,15 60
Н.С.-Ю 7,5×3 22.5-2,7=19,8 0,43 49 1 1,05 440
ОК-Ю

1,8

2,7 0,43 49 1 1,05 60
КРОВ

4,5×

7,5

33,75 0,39 49 1 - 640

302

+18

Н.С.-З

2,1×

3,6

7,56-2,7=

4,86

0,43 49 1 1,1 110 370 680
ОК-З

1,8×

1,5

2,7 0,4 49 1 1,1 60
КРОВ

2,1×

3,6

7.56 0,39 49 1 - 140

Визначаємо питомі тепловтрати


1.3 Визначення тепловтрат приміщеннями і будівлею в цілому

По питомих втратах тепла, визначених для кутових і середніх приміщень кожного поверху,  Вт/м легко обчислити тепловтрати будь-яким приміщенням  кожного поверху. Для цього треба визначити периметр зовнішніх стін і компоненти його на питому втрату одним погонним метром стіни відповідного приміщення. Результати  обчислення зручно оформити в табличній формі. Для правильного розміщення опалювальних приладів доцільно попередньо визначити орієнтовану кількість секцій чавунних радіаторів, як зазначено в графі 5 таблиці 1.2.

 

Таблиця 1.2. Тепловтрати приміщеннями і будовою в цілому

№ приміщення

l,м

, Вт/м

Q,Вт N=Q/178
101 12 1165 13970 79
102 3,6 489 1760 10
103 3 489 1467 9
104 4 489 1956 11
105 4 489 1956 11
106 3 489 1467 9
107 3,6 489 1760 10
108 12 1165 13970 79
109 12 1165 13970 79
110 2,8 489 1369 8
111 3,8 489 1858 11
112 3,8 489 1858 11
113 3,2 489 1564 9
114 3,2 489 1564 9
115 3,8 489 1858 11
116 3,8 489 1858 11
117 2,8 489 1369 8
118 12 1165 13970 79
201 12 208 2490 14
202 3,6 150 540 3
203 3 150 450 3
204 4 150 600 4
205 4 150 600 4
206 3 150 450 3
207 3,6 150 540 3
208 12 208 2490 14
209 12 208 2490 14
210 2,8 150 420 3
211 3,8 150 570 4
212 3,8 150 570 4
213 3,2 150 480 3
214 3,2 150 480 3
215 3,8 150 570 4
216 3,8 150 570 4
217 2,8 150 420 3
218 12 208 2490 14
301 12 261 3130 18
302 3,6 189 680 4
303 3 189 567 4
304 4 189 756 5
305 4 189 756 5
306 3 189 567 4
307 3,6 189 680 4
308 12 261 3130 18
309 12 261 3130 18
310 2,8 189 529 3
311 3,8 189 718 4
312 3,8 189 718 4
313 3,2 189 605 4
314 3,2 189 605 4
315 3,8 189 718 4
316 3,8 189 718 4
317 2,8 189 529 3
318 12 261 3130 18

Сума тепловтрат усіма приміщеннями ∑Q = 118430Вт.

1.4 Конструювання та вибір обладнання теплового пункту

Так як параметри теплоносія теплової мережі не відповідають допустимим для житлових і адміністративних будівель, а тиск на вході достатній для роботи елеватора, система опалення підключається до тепломережі по залежній схемі, через елеваторний вузол. Теплова потужність QC, Вт, яку повинен забезпечити елеватор, визначається як:


де  - коефіцієнт для опалювальних приладів М140

 коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тепла трубами через зовнішні огородження,

 - тепловтрати будови, Вт.

 Витрати води. що проходять через горловину G, т/ч, обчислюються по залежності:

де   и  - температура води відповідно в подаючій та зворотній магістралях системи опалення (знаходиться в залежності від призначення будівлі), оС.

Перепад тисків після елеватора, кПа

де  - перепад тисків до елеватора (по завданню);

 - коефіцієнт змішення води в елеваторі;

Тг – температура води в тепломережі:

для лікарень, ясел, дитсадків  оС,  оС.

Діаметр горловини елеватора, м обчислюється  як:


По обчисленому діаметру горловини з таблиці підбирають найближчий менший діаметр горловини стандартного елеватора і його номер, згідно таблиці 1.3. вибираємо елеватор ВТІ МосЕнерго N2.

Діаметр сопла елеватора dC, м , знаходять по формулі:


2. Вентиляція

 

2.1  Визначення повітрообмінів та розмірів вентиляційних каналів

Витрати повітря L, м3/ч., що виводиться з кожній із шести розрахункових приміщень (по 2 на кожному поверсі)шляхом природної втяжної системи, розраховують по наступній залежності:

де  - об’єм обчислювального приміщення, м3;

 - кратність повітрообміну за годину, для гуртової кімнати (Д.6).

де  - об’єм обчислювального приміщення, м3;

 - кратність повітрообміну за годину, для процедурної (Д.6).

Необхідна площа перерізу каналів Fk , м2визаначається по формулі:

де  - рекомендована швидкість повітря в вентиляційному каналі, м/с., приймається 0,5 – 1,0 м/с в залежності від поверху (1 пов. – 0,6; 2 пов. – 0,7; 3 пов. -  0,8 м/с).

В залежності від товщини стін,їх матеріалу та розташування задаються стандартними розмірами каналів. Кількість каналів n, шт., для кожного приміщення визначається з подальшим округленням даних по формулі:

де  - площа перерізу стандартного каналу, м2.

Живий переріз вентиляційних решіток кожного каналу обчислюють наступним чином:


де  -  рекомендована швидкість, м/с, повітря біля входу в жалюзійну решітку, (Д.13).

де  - витрати повітря через вертикальний канал, м3/ч.

В кожному обчислювальному приміщенні на плані будови наносяться витяжні канали, а на горищі, або на плані другого поверху пунктиром показують горизонтальні короби і вентиляційну шахту системи природної витяжної вентиляції обчислювальних приміщень. Розрахунок повітрообміну заносять в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 - Розрахунок повітрообміну в приміщенні

№ кімнати,

призначення

Об’єм приміщення

 м3

Кількість повітрообміну,

К

Витрати повітря L, м3/час

Сумарна площа каналу

 м2

Розмір стандартного каналу,

а

Число каналів

,

шт.

Швидкість,

м/с

101

гуртова

90,312 1 90,312 0,042

1 0,66

102

процедурна

20 5 100 0,046

1 0,75

201

гуртова

90,312 1 90,312 0,036

1 0,66

202

процедурна

20 5 100 0,04

1 0,75

301

гуртова

90,312 1 90,312 0,031

1 0,66

302

процедурна

20 5 100 0,035

1 0,75

 

Вимоги до техніки безпеки по газопостачанню житлового будинку

При виконанні роботи слід користуватись нормативами [13-15]. газопровід вводять в житлові і громадські будинки через нежитлові помешкання (сходові клітки, коридори, чи в помешканнях де є газові прибори). Не дозволяється ввід газопроводу  в підвали, ліфти, вентиляційні камери. Замикаюча арматура газопроводу розміщується на сходових клітках, в тамбурах, коридорах. Розводящі труби газопроводів прокладають по верху стін першого поверху. Газові стояки прокладають в кухнях, на сходових клітках чи коридорах. Їх не можна прокладати в житлових кімнатах, ванних та  санвузлах. Якщо від одного вводу в житловий будинок газ подають до кількох стояків, то на кожному з них ставиться кран чи засув.

В будинках до п’яти поверхів вимикаючі пристрої на стояках не встановлюють. Перед кожним газовим приладом встановлюють кран. Труби з’єднуються на зварюванні. В місцях перетину з фундаментами, перекриттями, сходовими площадками, стінами, а також у входу та виходу з-під землі газопровід замикають в стальні футляри. Відстань між відкрито прокладеними електропроводами та стінкою газопроводу повинна бути  не менш, ніж 0,1м.

Установку газових плит в житлових будинках треба передбачити в приміщеннях кухонь висотою не менш, ніж 2,2 м, які мають вікна з кватирками. При цьому внутрішній об’єм приміщення повинен бути не менш ніж 8 м3 – для газових плит з двома пальниками; 12 м3 – для плит з трьома та 15 м3 – для плит з чотирма пальниками.