Курсовая работа: Расчет отопления и вентиляции помещения

Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального перекрытия см. п. 1.1.4.

5) Определим по формуле (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины перлитофосфогелевых изделий:

= 4.74 (мІ·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент теплопередачи по формуле (7)

= 0.21 Вт/(мІ·°С);

7) Толщина подвального перекрытия д_пп = 0,56 м.

1.1.4 Расчет термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты подвального и чердачного перекрытия

1. Для простоты расчета принимаем схему сечения плиты с квадратными отверстиями в плите вместо круглых. Так, сторона эквивалентного по площади квадрата (А_квадр - А_круга):

Рис. 1.1.4. Поперечное сечение плиты (а) и расчетная схема (б)

2. При делении плоскостями, параллельными тепловому потоку. Получаем два параллельных участка. Участок I - однородный, участок II - многослойный, состоящий из двух одинаковых по толщине слоев а и в, а также горизонтальной воздушной прослойки. Сопротивления теплопередаче этих участков R_I и R_II соответственно равны:

м²·°С/Вт

Термическое сопротивление воздушной прослойки R_в.п находим по прилож.7 методического указания:

* для панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка с потоком теплоты снизу вверх отделена от холодного чердака слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях R_в.п = 0,15 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + 0,15 = 0,19 м²·°С/Вт;

* для панели перекрытия над неотапливаемым подвалом с утеплителем, лежащим под железобетонной плитой, горизонтальная воздушная прослойка от холодного техподполья отделена слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях при потоке теплоты сверху вниз R_в.п = 0,24 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + R_в.п = 0,04 + 0,24 = 0,28 м²·°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче всей плиты при разбивке его плоскостями, параллельными тепловому потоку, определяем по формуле:

* для чердачного перекрытия

0,156 м^{2 о}С/Вт

* для перекрытия над подвалом

0,189 м^{2 о}С/Вт

3. При делении плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку (см. рис. 1.1.4 на схеме справа), и получаем три параллельных участка. Участки а и в - однородные, участок б - неоднородный, состоящий из горизонтальной воздушной прослойки и слоя железобетона шириной I = 0,07 м и толщиной б = 0,14 м

м^{2 о}С/Вт

Определяем сопротивление теплопередаче этих участков:

м^{2 о}С/Вт

R_б определяем по формуле:

* для чердачного перекрытия

м^{2 о}С/Вт

* для перекрытия над подвалом

м^{2 о}С/Вт

Сопротивление теплопередаче всей плиты R_в.т, м²·°С/Вт, при разбивке его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, определяем по формуле:

R_в.т = 2· R_а + R_б = 2·0,02 + R_б;

* для чердачного перекрытия

R_в.т = 2·0,02 + 0,111 = 0,151 м²·°С/Вт;

* для перекрытия над подвалом

R_в.т = 2·0,02 + 0,136 = 0,176 м²·°С/Вт.

Приведенное термическое сопротивление теплопередаче плиты R_пр, м²·°С/Вт, определяется по формуле :

* для чердачного перекрытия

0,153 м²·°С/Вт

* для перекрытия над подвалом

0,180 м²·°С/Вт

Полученные значения используются как известные величины при дальнейшем определении толщины изоляции в указанных перекрытиях.

1.2 Проверка конструкций ограждений на конденсацию водяных паров на их внутренней поверхности

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности ограждений наблюдается при . При проверку на образование конденсации водяных паров на внутренней поверхности стен можно не производить. В этом случае проводят проверку на образование конденсации водяных паров только в углу наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

, (11)

где и - то же, что в формуле (1); и - то же, что и в формуле (4).

Температура в углу наружных стен , °C, вычисляется по приближенной формуле

, (12)

Упругость водяного пара е, Па, в воздухе помещения равна

, (13)

где - относительная влажность воздуха, %; Е - упругость водяных паров в состоянии полного насыщения, Па, определяемая по формуле

, (14)

Температура точки росы воздуха помещения , °C, вычисляется по следующей зависимости:

, (15)

1.2.1 Проверка наружной стены на конденсацию водяных паров в углу помещения

Необходимые данные для расчета взяты из 1.1.1. Относительная влажность воздуха в помещении 52 %.

1) Определим температуру внутренней поверхности стены по формуле (11)

18,2 °С;

2) Определимм температуру на внутренней поверхности стены в углу помещения по формуле (12)

16,56 °С;

3) Определим упругость в состоянии полного насыщения водяными парами по формуле (14)

2402 Па;

4) Определим упругость водяного пара в воздухе помещения по формуле (13)

1249,04 Па;

5) Определим температуру точки росы по формуле (15)

10 °С;

Так как температура внутренней поверхности наружной стены в углу помещения (= 16,56 °С) выше, чем температура точки росы (= 10 °С), то конденсации водяных паров в углу помещений не будет.

2. Расчет тепловой мощности системы отопления

2.1 Уравнение теплового баланса

Расчет тепловой мощности системы отопления следует проводить по методике [5, 6], согласно которой расчетная тепловая нагрузка системы отопления , Вт, определяется по формулам:

а) для комнат жилых зданий

при >

-, (16)

при >

-; (17)

б) для помещений лестничных клеток

; (18)

в) для кухонь жилых зданий

-; (19)

где - основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт; - бытовые тепловыделения, Вт; - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха в результате инфильтрации через неплотности наружных ограждений, Вт; - расход теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха, Вт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции , в Вт, определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции , которые вычисляются по формуле с округлением до 1 Вт:

, (20)

где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; К-- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С); , и п - то же, что в формуле (1); в- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с [6, с. 110, рис. 5.3]. Потери теплоты через внутренние ограждения конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 3 °С и менее.

Расчетную площадь ограждающих конструкций (с точностью до 0,1 м²) определяют по [6, рис. 5.1, 5.2].

При определении площади наружных стен площадь окон не вычитают, а вместо коэффициента теплопередачи окон берут разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен. Сумма теплопотерь через наружные стены и окна при этом не изменяется.

При определении потерь теплоты через наружные двери их площадь следует вычитать из площади стен и коэффициент теплопередачи принимать полностью, так как добавки на основные теплопотери у наружной стены и двери разные.

Ограждающие конструкции обозначают сокращенно:

НС - наружная стена, ДО - окно с двойным остеклением, Пл - пол, Пт -потолок, ДД - двойная дверь, ОД - одинарная дверь.

Все помещения номеруют поэтапно по ходу часовой стрелки. Помещения подвального этажа номеруют с № 01, помещения первого этажа - с № 101, помещение второго этажа - с № 201 и т.д. Номера проставляются на планах в центре рассматриваемых помещений. Внутренние вспомогательные помещения: коридоры, санузлы, кладовые, ванные комнаты и другие, не имеющие наружных стен, отдельно не номеруются. Теплопотери этих помещений через полы и потолки относят к смежным с ними комнатам.

Теплопотери через отдельные ограждения каждого помещения суммируют. Теплопотери лестничной клетки определяют, как для одного помещения. Каждую лестничную клетку обозначают буквами А, Б и т.д.

Бытовые теплопоступления , Вт, для жилых комнат определяют по формуле

, (21)

где А_П - площадь пола помещения, м².

Расход теплоты , Вт, (см. формулы 16, 18 и 19) на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

, (22)

где - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч; при выполнении курсового проекта допускается определять только через окна и балконные двери по формуле (21); С - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°С); , - то же, что в формуле (20); k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон с тройными переплетами k = 0,7, для окон и балконных дверей с двойными раздельными переплетами k = 0,8 и со спаренными переплетами k = 1, k = 0,6 - для других наружных ограждающих конструкций.

Расход теплоты , Вт, (см. формулу 14) на нагревание инфильтрующегося воздуха для жилых зданий определяют по выражению

, (23)

где - расход удаляемого воздуха, в м, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений, следовательно ; C, , и k - то же, что в формуле (22); с_В - плотность воздуха в помещении, кг/м³.

Расход инфильтрующегося воздуха , кг/ч, через неплотности в оконных проемах и балконных дверей находят по зависимости

, (24)

где А_ок -- площадь световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) м²; R_И - сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей), в (м²·ч·Па)/кг, принимается по [3, прил.10*]; ?Р - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па.

Разность давлений на наружной и. внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, в Па, можно вычислить по формуле

, (25)

где H - высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза; h - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон; g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с; , - плотность, кг/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемая по зависимости

, (26)

где t - температура воздуха, °С; V_Н - расчетная скорость ветра, м/с; C_Н, С_З - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания принимаются по СНиП 2.01.07-85*, при выполнении курсового проекта можно принимать C_Н = 0,8, С_З = -0,6; k - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания принимается по СНиП 2.01.07-85*; при высоте здания Н = 10 м k = 0,65; при H = 20 м, k = 0,85; для промежуточных высот здания значение к определяют линейной интерполяцией.

2.1.1 Расход теплоты на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна трехэтажного здания

Расчетная скорость ветра V_Н = 5,2 м/с. Так как окна были приняты с тройным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах, то при уплотненноых пенополиуретаном притворах сопротивление воздухопроницанию светового проема составит 0,44 (м ·ч·Па)/кг, высота здания H = 10,3 м, уровень верха окна первого этажа h₁ = 3,05 м, второго h₂ = 6,05 м, третьего h₃ = 9,05 м.

Коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания:

По формуле (25) определим расчетную разность давлений воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха окна для первого этажа ?P₁, второго ?P₂ и третьего этажа ?P₃, но вначале по формуле (26) вычислим плотности наружного и внутреннего воздуха

= 1,47 кг/м³; кг/м³;

Па;

Па;

Па.

Вертикальные размеры элементов здания принимаем по рисунку 2.1.1.

Обмер помещений в плане указан на рисунке 2.1.2.

Рисунок 2.1.1 Определение вертикальных размеров здания

По формуле (24) определяем расход инфильтрующегося воздуха через неплотности в оконных проемах для первого, второго и третьего этажей;

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч.

А_{ок =} =1,8

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха вычисляем по формуле (22)

Вт;

Вт;

Вт.

По формуле (21) определяем бытовые теплопоступления при А_П = 12.8 м²

Вт.

Вычисляем по формуле (23) затраты теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха исходя из санитарно-гигиенических требований:

Вт.

Учитывая, что Q_В больше, чем Q_И, в расчет принимаем Q_В.

Рисунок 2.1.2 Пояснение к обмеру помещений на плане

2.1.2 Определение потери теплоты для жилой угловой комнаты № 101

Расчетная тепловая нагрузка системы отопления жилой комнаты 101, определенная по формуле (17), составляет

Вт.

2.1.3 Определение потери теплоты для лестничной клетки

Расчетная скорость ветра V_Н = 5,2 м/с, сопротивление воздухопроницанию светового проема R_И = 0,26 (мІ·ч·Па)/кг, двери R_ДВ = 0,14 (мІ·ч·Па)/кг по СНиП 23-02-2003, высота здания H = 10,3 м, высота верха двери м, высота верха первого окна м, высота верха второго окна м, коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания k = 0,65.

По формуле (25) определим расчетную разность давлений воздуха снаружи и внутри здания на уровне верха двери ?P_ДВ, верха первого окна ?P_ОК1 и верха второго окна ?P_ОК2, но вначале вычислим плотности наружного и внутреннего воздуха по формуле (26)