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 Т_г = 150 ^о С (в подаючій магістралі) і t_о = 70 ^о С (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/м^{2 о} С.

1. Опалення

1.1 Теплотехнічний розрахунок потрібної товщини огороджуючої конструкції

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

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

де t_в – розрахункова температура внутрішнього повітря.

t_оп - середня температура опалювального періоду.

n – тривалість опалювального періоду.

По значенню DD та різновиді конструкції по (Д.3) знаходимо нормативний опір теплопередачі R_нор , (м^{2 о} С/Вт) = 2,2 м^{2 о} С/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:

δ_x = (R_нор – (1/α_в + δ₁ /λ₁ + δ₃ /λ₃ + δ₄ /λ₄ + 1/α_н ))×λ₂ = (2,2 – (1/8,7+0,03/0,93+0,3/0,92+0,03/0,81))×0,09 = 0,152 м.

де α_в – коефіцієнт теплопровідності на внутрішній поверхні огороджень (Вт/м^{2 о} С)

α_н – коефіцієнт теплообміну на зовнішній поверхні (Вт/м^{2 о} С)

λ₁ , λ₂ , λ₃ , λ₄ – коефіцієнти теплопровідності матеріалів огороджуючих конструкцій (Вт/м ^о С) δ₁ , δ_х , δ₃ , δ₄ – товщина шарів огороджень, м.

Рис. 1 - Параметри шарів огороджуючої конструкції

1) λ₁ =0,93 Вт/м ^о С, δ₁ =0,03 м;

2) λ₂ = 0,09 Вт/м ^о С, δ₂ = х;

3) λ₃ = 0,92 Вт/м ^о С, δ₃ = 0,3 м;

4) λ₄ =0,81 Вт/м ^о С, δ₄ = 0,03 м.

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

α_в =8,7, α_н =23.

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

Знайдемо R_факт. – фактичний опір конструкції:

м^{2 о} С/Вт

R_факт. > R_нор. . Знаходимо коефіцієнт теплопередачі конструкції:

К_ст = = 0,43 Вт/м^{2 о} С

Рис.2 - Розрахунок перекриття

Параметри шарів перекриття

1) Руберойд λ₁ =0,17 Вт/м ^о С, δ₁ =0,01 м;

2) стяжка λ₂ = 0,93 Вт/м ^о С, δ₂ = 0,05 м;

3) утеплювач λ₃ = 0,09 Вт/м ^о С, δ₃ = х м;

4) залізобетонна плита λ₄ =2,04 Вт/м ^о С, δ₄ = 0,2 м.

Знайдемо товщину утеплювача в перекритті кратного 5 см:

δ_x = (R_нор – (1/α_в + δ₁ /λ₁ + δ₂ /λ₂ + δ₄ /λ₄ + 1/α_н ))×λ₃ =(2,5 –(1/8,7+0,01/0,17+0,2/2,04+1/23))×0,09 = 0,2 м.

(м^{2 о} С/Вт)

R_факт. > R_нор. .

Знаходимо коефіцієнт теплопередачі перекриття:

К_пер.. = = 0,39 Вт/м^{2 о} С

Коефіцієнт теплопередачі вікон К_вк =0,4 Вт/м^{2 о} С.

Коефіцієнт теплопередачі вхідних дверей К_дв =1,32 Вт/м^{2 о} С.

Коефіцієнт теплопередачі зовнішньої стіни К_ст. = 0,43 Вт/м^{2 о} С

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 3^о С.

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/(м^{2 о} С);

- температура повітря в приміщенні, ^о С;

- температура холодної п’ятиденки, ^о С;

– 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 Q_u , Вт, знаходять за формулою:

Q_u =0,337×A×h×

де А – площа пола кімнати, м³ ;

h – висота кімнати, м. Якщо в кімнаті немає ні вікон, ні зовнішніх дверей, тоді Q_u =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

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

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 Q_C , 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), ^о С.

Перепад тисків після елеватора, кПа

де - перепад тисків до елеватора (по завданню);

- коефіцієнт змішення води в елеваторі;

Т_г – температура води в тепломережі:

для лікарень, ясел, дитсадків ^о С, ^о С.

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 d_{C ,} 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 F_k , м² визаначається 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

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.