Проектирование систем вентиляции и отопления промышленного здания

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра: «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта»

Курсовой проект

по дисциплине «Отопление и вентиляция»

на тему

«Проектирование систем вентиляции и отопления

промышленного здания»

Выполнил:

студент гр. ТЭН-412

Гришина А.И.

Проверил:

доцент

Горячкин Н.Б.

 

 

 

 

Москва-2008

Спроектировать системы отопления производственного здания

1. Размеры в метрах

2. Материал ограждений железобетон

3. Интенсивность труда Cn- спокойная

Л- лёгкая

Ст- средней тяжести

4. Оринтация фасада В- восток

Ю- юг

З- запад

С- север

№	Фамилия	Здание		Цех
		место	Ориент.	Инт.тр.	N чел.
9	Гришина Анастасия Игоревна	Казань	С	Л	15

№	Фамилия	а ,м	в ,м	t , C	М , мг/с
6	Горявин Алексей Леонидович	1,1	1	65	65

 

 

Наружные условия.

Параметры наружного воздуха для жилых, общественных, административно-бытовых и производственных помещений следует принимать:

Параметры А - для систем вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования третьего класса для теплого периода года;

Параметры Б - для систем отопления, вентиляции, воздушного душирования и кондиционирования для холодного периода года и для систем кондиционирования первого класса для теплого периода года. Для систем кондиционирования второго класса следует принимать температуру наружного воздуха для теплого периода года на 2 °С и удельную энтальпию на 2 кДж/кг ниже установленных для параметров Б.

Строительные конструкции внешних ограждений отапливаемых жилых и общественных зданий должны отвечать требованиям: прочности и устойчивости, огнестойкости и долговечности, архитектурного оформления и экономичности, а также теплотехническим нормам. Ограждающие конструкции выбирают в зависимости от физических свойств материала, конструктивного решения, температурно-влажностного режима воздуха в здании и климатических характеристик района строительства в соответствии с нормами сопротивления теплопередаче, паро- и воздухопроницанию.

Проектирование системы отопления включает в себя: расчет поверхности нагревательных приборов, гидравлический расчет циркуляционных колец системы, выбор запорно-регулирующей арматуры, насосов системы воздухоудаления, конструктивное исполнение отдельных узлов системы отопления.

Санитарно-гигиенические требований ограничивают: понижение температуры t_в.пов. на внутренней поверхности ограждений значением допустимой температуры . Температура  должна быть такой, чтобы человек не испытывал интенсивного радиационного охлаждения. Исключается и конденсация водяных паров на ограждениях, т.е. t_в.пов> t_тр. (температура точки росы воздуха в помещении).

Внутренние условия.

Обслуживаемая зона помещения (зона обитания) — пространство в помещении, ограниченное плоскостями, параллельными полу и стенам: на высоте 0,1 и 2,0 м над уровнем пола (но не ближе чем 1 м от потолка при потолочном отоплении), на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен, окон и отопительных приборов.

Помещение с постоянным пребыванием людей — помещение, в котором люди находятся не менее 2 ч непрерывно или 6 ч суммарно в течение суток.

Микроклимат помещения — состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Оптимальные параметры микроклимата — сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.

Допустимые параметры микроклимата — сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов Терморегуляции не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

Классификация помещений

Помещения 1 категории — помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха.

Помещения 2 категории — помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой.

Помещения За категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды.

Помещения 36 категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде.

Помещения Зв категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды.

Помещения 4 категории — помещения для занятий подвижными видами спорта.

Помещения 5 категории — помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.).

Помещения 6 категории — помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).

Параметры микроклимата

1 В помещениях жилых и общественных зданий следует обеспечивать оптимальные или допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне.

2 Требуемые параметры микроклимата: оптимальные, допустимые или их сочетания — следует устанавливать в нормативных документах в зависимости от назначения помещения и периода года.

3 Параметры, характеризующие микроклимат помещений:

- температура воздуха;

- скорость движения воздуха;

- относительная влажность воздуха; результирующая температура помещения;

- локальная асимметрия результирующей температуры.

Тепловые потери помещения.

Влажностный режим помещений зданий и сооружений в зимний период в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по табл. 1 [4]. Зоны влажности территории СССР следует принимать по при л. 1* [4].

Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства следует устанавливать по прил. 2 [4].

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_o следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений,, определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения — табл. 16* [4].

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3* [4];

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, берется из табл3;

t_н.р- расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (табл. 1.);

Dt^нор- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

R_в - сопротивление теплопередаче внутренних поверхностей наружных ограждений,

 

R_в=0,1149 м²К/Вт;

 

Для стен цеха:

²К/Вт

Dt^нор=20 – 12 = 8 ⁰С;

Дальнейший расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций сведен в таблицу:

стены помещения	Влажностный режим помещения	Средняя температура, ºС		Т-ра точки росы,ºС	Dtнор,ºС
цех	сухой	20	0,74	12	8
кабинетов	сухой	20	0,46	7	13
раздевалки	сухой	21	0,468	8	13
душевых	мокрый	25	1,637	21	4
лестницы	сухой	17	0,626	8	9
сан. узел	сухой	17	0,804	10	7

Выбор тепловой изоляции для стен:

Величина сопротивления теплопередаче принятой конструкции:

, ;

где  - сумма сопротивлений конструктивных слоёв, ;

, ;

;

Температура внутренней поверхности ограждений:

Для стен цеха:  .

железобетон d=0,4м l_ж.б.=1,92 Вт/м²К

гипсокартон (1 листа 0,01м) d=0,01 м l_г.к.=0,36 Вт/м²К

ППУ d=0,02 м l_ППУ= 0,05 Вт/м²К

 .

- условие выполняется

.

Конденсация водяных паров происходить не будет.

Требуемое сопротивление теплопередачедверей и ворот должно быть не менее стен зданий и сооружений, определенного выше при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Требуемое сопротивление теплопередачи для окон находится из условия отсутствия конденсации влаги на внутренних поверхностях.

Для верности расчета необходимо, чтобы 

Конденсация водяных паров происходить не будет, если выполняется условие

Дальнейший расчет сопротивления ограждающих конструкций сведен в таблицу:

Наимен. помещения	Влажностный режим	Структура	Материал	δ, м	λ, Вт/м²С	R	R0, м²С/Вт
цех	сухой	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	0,8	0,609
		Наружная изоляция	ППУ	0,02	0,05	0,4
		Внутренняя отделка	гипсокартон	0,01	0,36	0,06
кабинет	сухой	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	1,032	0,46
		Наружная изоляция	ППУ	0,03	0,05	0,6
		Внутренняя отделка	гипсокартон	2*0,01	0,36	0,06
раздевалка	сухой	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	1,297	0,468
		Наружная изоляция	ППУ	0,04	0,05	0,8
		Внутренняя отделка	дек.плитка	0,01	0,08	0,125
душ	мокрый	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	1,829	1,637
		Наружная изоляция	ППУ	0,06	0,05	1
		Внутренняя изоляция	минераловата	0,01	0,076	0,132
		Внутренняя отделка	дек.плитка	0,01	0,08	0,125
лестница	сухой	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	1,297	0,626
		Наружная изоляция	ППУ	0,04	0,05	0,8
		Внутренняя отделка	дек.плитка	0,01	0,08	0,125
сан.узел	сухой	Опорная конструкция	ж/б	0,4	1,92	0,208	1,297	0,804
		Наружная изоляция	ППУ	0,04	0,05	0,8
		Внутренняя отделка	дек.плитка	0,01	0,08	0,125

Тепловые потери помещений.

 

Q_пот=Q_огр+Q_инф+Q_мат+Q_тех+Q_вент

 

Теплопотери через ограждения помещений:

Основные и добавочные потери теплоты следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт для помещений по формуле:

где А —	расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
R —	сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 × С/Вт. Сопротивление теплопередаче конструкции следует определять по СНиП II-3-7** (кроме полов на грунте); для полов на грунте — в соответствии с п. 3 настоящего приложения, принимая R = RC, для неутепленных полое и R = Rh для утепленных;
tp ‑	расчетная температура воздуха, °С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;
texp ‑	расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения—при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения;
b —	добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с п. 2 настоящего приложения;
п —	коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП II-3-79**.

2.* Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад— в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 —в других случаях;

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13;

а) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40°С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05;

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2 H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34 H —для двойных дверей без тамбура;

0,22 H —для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот.

Примечание Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам "г" и "д" не следует учитывать.

Расчет сопротивления ограждающих конструкций сведен в таблицу:

№ помещения	Название помещения	Внутренняя температура tв	Характеристика ограждающих конструкций						п	Наружная температура tн	Добавки			Потери через огр. Конструкции	Общие потери
			наименование	ориентация	размер		площадь	Сопротивл. теплопередач   Ro			β1	прочие	Σβ+1
					а	b	F							Оогр	QΣогр
		°с			м	м	м2	(м2*°С)/Вт		°С				Вт	Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	13	14	15	16	17
101	цех	20	Окно 1*2шт	С	2	2,5	5*2=10	0.54	1	-32	0,1	0.05	1,15	1107,407	27487,06
			Окно 2*2шт	С	2	2,5	5*2=10	0.54	1	-32	0,1	0,05	1,15	1107,407
			НС1	С	8	9,5	76	0,789	1	-32	0,1	0.075	1,175	5885,425
			Окно 3*2шт	В	2	2,5	5*2=10	0.54	1	-32	0,1	0.05	1,15	1107,407
			Окно 4*2шт	В	2	2,5	5*2=10	0.54	1	-32	0,1	0,05	1,15	1107,407
			НД	В	2	2,5	5	0,562	1	-32	0,1	0,05	1,15	532,0285
			НС 2	В	12	9,4	112,8	0,789	1	-32	0,1	0,075	1,175	8735,209
			Окно 5*2шт	Ю	2	2,5	5*2=10	0,54	1	-32	0,05	0,05	1,1	1059,259
			Окно 6*2шт	Ю	2	2,5	5*2=10	0,54	1	-32	0,05	0,05	1,1	1059,259
			НСЗ	Ю	8	9,5	76	0,789	1	-32	0,05	0,075	1,125	5634,981
			ВД	0	2	2,5	5	0.323	1	17	-	-	1	46,43963
			ВС1	0	4	9,4	37,6	0,538	1	17	0	0	1	209,6654
			ВС2	0	6	9,4	56,4	0,538	1	21	0	0	1	-104,833
102	кабинет	20	окно 1	Ю	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,05	0,05	1,1	529,6296	1864,23
			НС	Ю	4	4,5	18	0,789	1	-32	0,05	0.075	1,125	1334,601
103	раздевалка	21	окно	С	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,1	0,05	1,15	564,3519	1954,252
			НС	С	4	4,5	18	0,853	1	-32	0,1	0,05	1,15	1286,166
			ВД1	З	1	2,5	2,5	0,451	1	17	0,05	0,05	1,1	24,39024
			ВС1	Ю	4	4,5	18	0,751	1	17	0	0	1	95,87217
			ВД2	Ю	1	2,5	2,5	0,605	1	25	-	-	1	-16,5289
104	лестница	17	НД	З	2	2,5	5	0,562	1	-32	0,1	0,075	1,175	512,2331	2259,885
			НС1	З	4	4,5	18	1,133	1	-32	0,05	0,07	1,12	871,88
			НС2	Ю	4	4,5	18	1,133	1	-32	0,05	0,075	1,125	875,7723
105	су.	17	НС2	З	3	4,5	13,5	1,133	1	-32	0,1	0,075	1,175	686,0216	600,4093
			ВС1	Ю	2	4,5	9	0,841	1	25	-	-	1	-85,6124
106	душевая	25	Окно	С	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,1	0,05	1,15	606,9444	1458,858
			НС	С	4	4,5	18	1,385	1	-32	0,1	0,05	1,15	851,9134

 

Тоже самое что и на 1 этаже-только без учета Цеха

№ помещения	Название помещения	Внутренняя температура tв	Характеристика ограждающих конструкций						п	Наружная температура tн	Добавки			Потери через огр. Конструкции	Общие потери
			наименование	Ориентация	размер		площадь	Сопротивл. теплопередач   Ro			β1	прочие	Σβ+1
					а	b	F							Оогр	QΣогр
		°с			м	м	м2	(м2*°С)/Вт		°С				Вт	Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	13	14	15	16	17
101	кабинет	20	окно 1	Ю	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,05	0,05	1,1	529,6296	1864,23
			НС	Ю	4	4,5	18	0,789	1	-32	0,05	0.075	1,125	1334,601
102	раздевалка	21	окно	С	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,1	0,05	1,15	564,3519	1954,252
			НС	С	4	4,5	18	0,853	1	-32	0,1	0,05	1,15	1286,166
			ВД1	З	1	2,5	2,5	0,451	1	17	0,05	0,05	1,1	24,39024
			ВС1	Ю	4	4,5	18	0,751	1	17	0	0	1	95,87217
			ВД2	Ю	1	2,5	2,5	0,605	1	25	-	-	1	-16,5289
103	лестница	17	НД	З	2	2,5	5	0,562	1	-32	0,1	0,075	1,175	512,2331	2259,885
			НС1	З	4	4,5	18	1,133	1	-32	0,05	0,07	1,12	871,88
			НС2	Ю	4	4,5	18	1,133	1	-32	0,05	0,075	1,125	875,7723
104	су.	17	НС2	З	3	4,5	13,5	1,133	1	-32	0,1	0,075	1,175	686,0216	600,4093
			ВС1	Ю	2	4,5	9	0,841	1	25	-	-	1	-85,6124
105	душевая	25	Окно	С	2	2,5	5	0,54	1	-32	0,1	0,05	1,15	606,9444	1458,858
			НС	С	4	4,5	18	1,385	1	-32	0,1	0,05	1,15	851,9134

Определение теплопотерь через полы.

Сопротивление теплопередачи для неутепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности λ > 1,2 Вт/(м²-°С) по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимая R_c, м²-°С /Вт, равным:

I зона – R=2,15 м²К/Вт

II зона – R=4,3м²К/Вт

III зона – R=8,6 м²К/Вт

IV зона – R = 14,2 м²К/Вт

На полу уложены железобетонные плиты

(l=6 м, b=0,82,0 м, δ=0,4 м, R=1,0 м²с/Вт)

на воздушной прослойке δ=100 мм;

ж.б. плита δ = 0,4 м, λ = 1,5 Вт /м²К;

воздушная прослойка δ = 0,1 м, R = 4,35 м²К/Вт;

грунт λ = 2,33 Вт /м²К ;

Для пола ИТП:

Для подвальных стен ИТП:

R_{ж.б. плиты} = м²К/Вт

наимен. помещения	Площадь зоны, м²				термич. сопротивления зон				Qпол, Вт
	I	II	III	IV	RI	RII	RIII	R IV
ИТП	56	56	56	52,5	2,15	4,3	8,6	14,2	3698,041
кабинет	8,8	8,8	8,8	10	2,15	4,3	8,6	14,2	620,2326
раздевалка	8,8	8,8	8,8	18	2,15	4,3	8,6	14,2	799,03
душ	14,2	14,2	14,2	3,75	2,15	4,3	8,6	14,2	723,9989
сан.узел	6	6	6	8,7	2,15	4,3	8,6	14,2	464,9439
коридор	4,2	4,2	4,2	17,2	2,15	4,3	8,6	14,2	573,7655
лестница	16,4	16,4	16,4	6,25	2,15	4,3	8,6	14,2	879,057

Теплопотери через крышу:

 

Q=(1/R) ×F×Dt×n

гидроизоляция d = 0,02 м, l =0,6 Вт/м² К

шлакобетон d = 0,15 м, l = 0,7 Вт/м² К

ж.б. плита d = 0,25 м, l=1,5 Вт/м²К

 

R_кр= R_н+ å(d_i/l_i)+ R_в

 

R_кр=(0,02/0,6)+(0,15/0,7)+(0,25+1,5)+0,114+0,05 = 0,578;

R_н=0,05 м² К/Вт

R_в=0,114 м² К/Вт

n = 0.75 – для бесчердачной крыши

Для крыши цеха:

 

Q = (1/0,578) ×96×(20-(-32))×0,75= 6477,51 Вт;

Наимен. помещения	Площадь, м²	(tв - tн), °С	Rкр	n	Qкр, Вт
Цех	96	52	0,578	0,75	6477,51
Кабинет	16	52	0,578	0,75	1079,58
раздевалка	24	53	0,578	0,75	1650,52
Душ	12	57	0,578	0,75	887,543
Лестница	16	49	0,578	0,75	1017,3
сан.узел	12	49	0,578	0,75	762,976
Коридор	16	50	0,578	0,75	1038,06

12913,5

 

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений R_H должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию м²чПа/кг, определяемого по формуле:

где ∆р — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па;

G^H — нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м² ч).

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций ∆р, Па, следует определять по формуле:

,

где Н — высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

g_Н, g_В — удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле:

g =

здесь t - температура воздуха: внутреннего (для определения g_В), наружного (для определения g_н );

v — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно [1].

Нормативную воздухопроницаемость G^H, кг/(м²ч), ограждающих конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 12* [4].

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции Па/кг, следует определять по формуле

где- сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м² • ч • Па/кг, принимаемые по прил. 9* [4].

Rстены=4Rжб+Rппу+Rгипсокарт.=4*19620+2*79+10*0,12=78638 м² • ч • Па/кг

Rкрыши=4Rжб+Rшлакобетон+Rгидроизол.=4*19620+0,3+∞(воздухонепрониц.)= ∞ м² • ч • Па/кг

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий R_H должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_Н^тр, м² • ч/кг, определяемого по формуле

 — разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию

Результаты расчетов требуемого сопротивления воздухопроницанию заносим в таблицу. Для окон реальное сопротивление воздухопроницанию берется из [10].

Требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций.
Конструкция	Помещение	tНАР,		tВН		Н	V	∆р	GH	RИтр	Rn
		°С	Н/м3	°С	Н/м3	м	м/с	Па	кг/(м2*ч)	(м2*ч*Па)/кг	(м2*ч*Па)/кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
наружные стены	цех	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	1	28,03	78638
	кабинет	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	0,5	56,06	78638
	раздевалка	-32	14,37	21	11,78	10	5,7	28,25	0,5	56,50	78234
	лестница	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	0,5	54,74	78234
	душевая	-32	14,37	25	11,62	10	5,7	29,13	0,5	58,26	78247
крыша	цех	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	1	28,03
	кабинет	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	0,5	56,06
	раздевалка	-32	14,37	21	11,78	10	5,7	28,25	0,5	56,50
	су.	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	0,5	54,74
	лестница	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	0,5	54,74
	душевая	-32	14,37	25	11,62	10	5,7	29,13	0,5	58,26
	коридор	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	0,5	54,74
окна	цех	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	8	3,50	0,44
	кабинет	-32	14,37	20	11,82	10	5,7	28,03	6	4,67	0,44
	раздевалка	-32	14,37	21	11,78	10	5,7	28,25	6	4,71	0,44
	душевая	-32	14,37	25	11,62	10	5,7	29,13	6	4,86	0,44
	лестница	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	6	4,56	0,44
двери	цех	-32	14,37	22	11,74	10	5,7	28,47	8	3,56	0,272
	лестница	-32	14,37	17	11,94	10	5,7	27,37	6	4,56	0,349

 

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений

Расход теплоты Q_i, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по формуле

Q_i = 0,28 S G_i c(t_p - t_i)k, (1)

 

где Gi —	расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, определяемый в соответствии с п. 3 настоящего приложения;
с —	удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);
tp, ti —	расчетные температуры воздуха, °С, соответственно в помещении (средняя с учетом повышения для помещений высотой более 4 м) и наружного воздуха в холодный период года (параметры Б);
k —	коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 — для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

Расход инфильтрующегося воздуха в помещении G_i, кг/ч, через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле:

 

G_i = 0,216 S A₁ Dp_i^0,67 /R_u + S A₂ G_H (Dp_i/Dp₁)^0,67

 

где A1, A2 —	площади наружных ограждающих конструкций, м2, соответственно световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей) и других ограждений;
Dpi, Dp1 —	расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при Dp1 = 10 Па;
Ru —	сопротивление воздухопроницанию, м2×ч×Па/кг, принимаемое по СНиП II-3-79**;
GH —	нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м2×ч), принимаемая по СНиП II-3-79**;
l —	длина стыков стеновых панелей, м.

Расчетная разность давлений Dp_i, определяется по формуле

Dp_i =g [(H - h_i) (p_н – p_в ) + 0,5 p_i v² (c_e,n - c_e,p) k_l - p_int]

где Н— высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты;

h— расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей;

g_i, g_p — удельный вес, Н/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле

 

g =

 

pi —	плотность наружного воздуха, кг/м3;
v —	скорость ветра, м/с, принимаемая по обязательному приложению 8 и в соответствии с п.3.2;
ce,n, ce,p ‑	аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по СНиП 2.01.07-85;
kl‑	коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по СНиП 2.01.07-85;
pint ‑	условно-постоянное давление воздуха в здании, Па.

Примечания: 1. Максимальный расход теплоты на нагревание наружного воздуха следует учитывать для каждого помещения при наиболее неблагоприятном для него направлением ветра. При расчете тепловой нагрузки здания с автоматическим регулированием расход теплоты на инфильтрацию следует принимать при наиболее неблагоприятном направлении ветра для всего здания.

Находим расчетную разность давлений и результаты заносим в таблицу. Потери теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха и заносим в последующую таблицу.

 

Расчетная разность давлений.
№ пом-я	Помещение	Конструк.		tНАР,	Ун	tВН	Ув	Н	h	V	ρН	Се.р	Се.п.	k	∆р
				°С	Н/м3	°С	Н/м3	м	м	м/с	кг/м3				Па
1	2	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
101	цех	окно		-32	14,37	20	11,82	10	3,5	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	36,093
		дверь							2,5						38,663
		стена							9,8						33,009
102	кабинет	окно		-32	14,37	20	11,82	10	3,5	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	35,5795
		стена							4,7						32,5903
103	раздевалка		окно	-32	14,37	21	11,78	10	3,5	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	35,8395
			стена						4,7						32,8023
104	лестница		дверь	-32	14,37	17	11,94	10	2,5	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	37,1555
			стена						4,7						31,9437
105	душевая		окно	-32	14,37	25	11,62	10	3,5	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	36,8665
			стена						4,7						33,6397
202	кабинет	окно		-32	14,37	20	11,82	10	8,4	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	23,3736
		стена							9,8						19,8862
203	раздевалка	окно		-32	14,37	21	11,78	10	8,4	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	23,4376
		стена							9,8						19,8942
204	лестница	окно		-32	14,37	17	11,94	10	8,4	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	23,1784
		стена							9,8						19,8618
205	душевая	окно		-32	14,37	25	11,62	10	8,4	5,7	1,479	-0,6	0,8	0,72	23,6904
		стена							9,8						19,9258

Потери на нагрев инфильтрационного воздуха по 1 этажу

№ помещения	Название помещения	Внутренняя температура Tв	Характеристика ограждающих конструкций					k	Наружная температура tн	GH	Δp	Расход воздуха	Потери теплоты за счет инф.	Общие потери
			наименование	размер		площадь	Сопротивл. теплопередач  Rи
				а	b	F							Оинф	QΣинф
		°с		м	м	м2	(м2*°С)/Вт		°С				Вт	Вт
1	2	3	4	5	7	8	9	10	11	13	14	15	16	17
101	цех	20	окно 1	2	2,5	5	0.44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83	3063,711
			окно 2	2	2,5	5	0.44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83
			НС1	8	4,5	36	79521,6	1	-32	-	33,009	0.001	0,015
			окно 3	2	2,5	5	0.44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83
			окно 4	2	2,5	5	0.44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83
			НС 2	12	4,5	54	79521,6	1	-32	-	33,009	0,0015	0,02
			окно 5	2	2,5	5	0,44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83
			окно 6	2	2,5	5	0,44	0,7	-32	-	36,093	27,13	281,83
			НСЗ	8	4,5	36	79521,6	1	-32	-	33,009	0,001	0,015
			НД	2	2,5	5	-	1	-32	8	38,663	92,5	1372,7
102	кабинет	20	окно 1	2	2,5	5	0.44	0,7	-32	-	35,5795	26,87	268,6	268,67
			НС	4	4,5	18	79521,6	1	-32	-	32,5903	0,0005	0,07
103	раздевалка	21	окно	2	2,5	5	0,44	0,7	-32	-	35,8395	27	275,2	275,207
			НС	4	4,5	18	79494,9	1	-32	-	32,8023	0,0005	0,007
104	лестница	17	НД	2	2,5	5	0,562	1	-32	8	37,1555	96,4	1295,6	1295,614
			НС!	4	4,5	18	79494,9	1	-32	-	31,9437	0,0005	0,007
			НС!	4	4,5	18	79494,9	1	-32	-	31,9437	0,0005	0,007
105	су.	17	НС	3	4,5	13,5	79495,7	1	-32	-	31,9437	0,0004	0,006	0,006
106	душевая	25	окно	2	2,5	5	0,44	0,7	-32	-	36,8665	27,52	302,06	302,073
			НС	4	4,5	18	79495,7	1	-32	-	33,6397	0,0005	0,013

Потери на нагрев инфильтрационного воздуха по 2этажу

№ помещения	Название помещения	Внутренняя температура tв	Характеристика ограждающих конструкций						k	Наружная температура tн	GH	Δp	Расход воздуха	Потери теплоты за счет инф.	Общие потери
			наименование	размер			площадь	Сопротивл. теплопередач  Rи
				а		b	F							Оинф	QΣинф
		°с		м		м	м2			°С			G, кг/ч	Вт	Вт
1	2	3	4	6		7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
202	кабинет	20	окно 1	2		2,5	5	0.44	0,7	-32	-	23,3736	20,28	202,7	202,704
			НС	4		4,5	18	79521,6	1	-32	-	19,8862	0,0003	0,004
203	раздевалка	21	окно	2		2,5	5	0,44	0,7	-32	-	23,4376	20,97	213,7	213,706
			НС	4		4,5	18	79494,9	1	-32	-	19,8942	0,0004	0,006
204	лестница	17	окно	2		2,5	5	0,44	0,7	-32	-	23,1784	20,164	146,34	146,345
			НС!	4		4,5	18	79494,9	1	-32	-	19,8618	0,0004	0,005
205	су.	17	НС1	3		4,5	13,5	79495,7	1	-32	-	19,8618	0,0003	0,004	0,004
206	душевая	25	окно	2		2,5	5	0,44	0,7	-32	-	23,6904	20,46	224,57	224,576
			НС	4	4,5		18	79495,7	1	-32	-	19,9258	0,0004	0,006

 

Итого теплопотери на нагрев инф. Воздуха в целом по зданию: Q_инф = 7261,056 Вт

Теплопоступления в помещения

 

Q_выд=Q_чел+Q_обор+Q_эл+Q_мат+Q_тех+Q_изл

Тепловыделения от человека:

 

Q=β_инт×β_од×(2,5+10,36)×(35-t_в)

 

β_инт – коэффициент учета интенсивности работы, принимаемый для легкой работы равным 1,05;

β_од – коэффициент учета теплозащитных свойств одежды = 0,65;

W_в – подвижность воздуха в помещении, м/с = 0,1 м/с;

 

Для цеха:

Q_чел=1,05×0,65×(2,5+10,36)×(35 - 20)= 60 Вт/чел

N = 15 человек;

Q_чел= 15×60 = 900 Вт;

Q_выд для кабинета от людей:

Q_чел=1,05×0,65×(2,5+10,36)×(35-20) = 73 Вт/чел

N = 4 человека;

Q_чел = 4×73 = 292 Вт;

Теплопоступления от установок:

Теплопоступления в помещение от нагретого оборудования Qоб определяют по данным технологического проекта или вычисляют теплоотдачу от нагретой поверхности, если заданы площадь поверхности, температура поверхности.

,

где: φ – коэффициент облучаемости, принимаемый равным 1 , если рассеивание идет между параллельными поверхностями.

Данное выражение возможно упростить, приняв, что:

где b_1-2 – некоторый коэффициент перевода, учитывающий влияние 4-ой степени;

при τ₁= 65°С и t_вн = 20°С , b_1-2 =1,3;

ε_пр = 0,9 – приведенный коэффициент черноты системы тел;

С₀ – постоянная Больцмана, С₀ = 5,67 Вт/ м² К⁴

 

Теплопоступления в цех от одного аппарата:

 

В цеху установлено 4 таких установки. Следовательно, суммарное поступление тепла в цеху от оборудования будет составлять:

 

 

Теплопоступления от электрооборудования и освещения

Q_эл=k×N

 

N - мощность осветительных приборов или силового оборудования, Вт

 

k=k₁×k₂×k₃×k₄

k₁ = 0,7 - учитывает использование фактической мощности оборудования;

k₂ = 0,5 – учитывает загрузку оборудования;

k₃ = 0,5 – коэффициент одновременности работы оборудования;

k₄ = 0,15 – учитывает долю перехода эл. энергии в теплоту;

k₄ =1 – для светильников;

 

Для цеха:

Q'_эл=0,7×0,5×0,5×0,15×18 = 0,47 кВт=470 Вт;

Q_ламп=0,7×0,5×0,5×1×2=350 Вт;

Q_эл=470 + 350 = 820 Вт;

Для кабинета: Q_эл =0 т.к. люминесцентные лампы.

Определение полных теплопотерь и теплопоступлений в помещения

 

Q_пот = Q_стен + Q_пол(Qкр) + Q_инф;

Q_пост = Q_чел+ Q_эл + Q_ОБ

Q_от = Q_пот - Q_пост;

Для цеха:

 

Q_пот= 27487,06+ 6477,51 + 3063,711=37028,281Вт;

Q_пост =900 + 2480 + 820 =4200 Вт

 Q_от =37028,281 – 4200 = 32828,281 Вт

наимен. помещения		Qстен, Вт	Qинф, Вт	Qкр, Вт	Qэл, Вт	QОБ, Вт	Qчел, Вт	Qпот, Вт	Qпост, Вт	Qот, Вт
ИТП	подвал	3698,041	-	-	820	-	-	3698,041	820	2878,04
кабинет		620,23	-	-	-	-	292	620,23	292	328,23
раздевалка		799,03	-	-	-	-	-	799,03	-	829,4
душ		724,00	-	-	-	-	-	724,00	-	749,65
лестница		464,94	-	-	-	-	-	464,94	-	910,8
сан.узел		573,77	-	-	-	-	-	573,77	-	482,35
коридор		879,06	-	-	-	-	-	879,06	-	595,65
цех	1этаж	27487,06	3063,711	6477,51	820	2480	900	37028,281	4200	32828,281
кабинет		1864,23	284,47	-	-	-	292	2148,7	292	1856,7
раздевалка		1954,25	285,78	-	-	-	-	2240,03	-	2240,03
душ		2259,89	291,28	-	-	-	-	2551,17	-	2551,17
лестница		600,41	1457,58	-	-	-	-	2057,99	-	2057,99
сан.узел		1458,86	0,0006	-	-	-	-	1458,861	-	1458,861
коридор		-	-	-	-	-	-	-	-	-
	2этаж
кабинет		1864,23	202,704	1079,58	-	-	292	3146,514	292	2854,514
раздевалка		1954,25	213,706	1650,52	-	-	-	3818,476	-	3818,476
душ		2259,89	224,576	887,543	-	-	-	3372,009	-	3372,009
лестница		600,41	146,345	1017,3	-	-	-	1764,055	-	1764,055
сан.узел		1458,86	0,004	762,976	-	-	-	2221,84	-	2221,84
коридор		-	-	1038,06	-	-	-	1038,06	-	1038,06
ИТОГО:								70605,06	5896	64836,11

 

РАСЧЕТ И ВЫБОР ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

 

Предварительный расчет отопительных приборов.

Функцию непосредственного обогрева помещения выполняют нагревательные приборы, являющиеся основным элементом системы отопления. В них происходит подача потребителю тепла, аккумулированного теплоносителем в тепловом пункте системы. Устройство для обогрева помещения должно наилучшим образом передавать тепло от теплоносителя в помещение, обеспечивать комфортность тепловой обстановки в помещение не ухудшая его интерьера, при наименьших затратах средств, а также металла и других материалов.

Принимаю двухтрубную систему отопления с нижней разводкой. Температурный график 95/70 °С. Независимое присоединение к тепловой сети, работающей по температурному графику 150/70 °С, через пластинчатый теплообменник.

Отопительные приборы:

Принимаем стальные панельные радиаторы компании «Stelrad» (Голландия). Стальные панельные радиаторы компании «Stelrad» являются приборами высокого дизайна с упрочненной воздуховыпускной решёткой и несколько скруглёнными углами для травмобезопасности. Эти радиаторы представляют собой отопительные приборы регистрового типа (с горизонтальными каналами вверху и внизу каждой панели, соединенными вертикальными каналами с шагом 33 1/3 мм)

Δt_ср =,

где: Δt_ср - температурный напор;

t_пр - температура горячей воды °С;

t_обр - температура охлаждённой воды °С;

 t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

где: Gвд - расход воды через отопительный прибор кг/ч;

Q_от - сводные теплопотери Вт;

С_вд = 4,187 кДж/кг°С;

t_пр - температура горячей воды °С;

t_обр - температура охлаждённой воды °С;

 коэффициенты β₁ и β₂ беруться из табл. 9.4 и 9.5 [7].

β₁ = 1,04

β₂ = 1,02

t_пр = 95°С;

t_обр = 70°С;

Требуемый номинальный тепловой поток: Q_пр^н для выбора типоразмера отопителя определяется:

,

где: Q_от^расч – требуемая теплота по результатам теплового баланса помещения;

φ_к – комплексный коэффициент приведения Q_н^усл к расчетным условиям

φ_к = ,

 

где: N, p, c – экспериментальные числовые показатели, учитывающие тип отопительного прибора, направление движения воды и ее расход.

n = 0,15 – для чугунных радиаторов;

b = 0,99 - коэффициент учета атмосферного давления в данной местности;

ψ = 0,85 - коэффициент учета направления движения теплоносителя в отопительном приборе

Коэффициент избыточного (недостаточного) тепловыделения отопительных приборов из-за кратности числа секций:

Предварительный гидравлический расчет сети отопления и выбор диаметров трубопроводов

Гидравлический расчет выполняется двумя основными способами:

1. по характеристикам гидравлического сопротивления (исходя из выбранного диаметра труб, в них определяется расход воды);

2. по удельным линейным потерям давления (зная расход воды, определяются диаметры трубопроводов).

Принимаем для стояков, подводки и магистралей водогазопроводные трубы.

Задаемся диаметрами:

- для стояков и подводки принимаем D_усл =15 мм ;

- для магистралей D_усл =25 мм;

При расчете с использованием характеристик сопротивления трубопроводов линейные и местные потери давления на участке системы в Па находятся по формуле:

где G – расход воды на участке, кг/ч;

S – характеристика гидравлического сопротивления участка, Па/(кг/ч)²;

,

где: А - удельное динамическое давление на участке Па/(кг/ч)², определяется по табл 10.7 [7].

d_тр и l - эквивалентный диаметр и длина участка;

λ - коэффициент гидравлического сопротивления;

Σξ- сумма коэффициентов местных сопротивлений. Определяется исходя из принятой системы отопления.

Находим потери до потребителя на самом дальнем и самом ближнем стояке (главное и малое кольцо) и результаты заносим в таблицу. При большом различии гидравлических потерь (больше 10 %) необходимо уменьшить разность гидравлических сопротивлений. Один из способов - шабирование.

На стояках с меньшими гидравлическими потерями ставятся шайбы, с сопротивлением, снижающим разность гидравлических сопротивлений стояков к допустимой.

Теплопоступления от проходящих в помещении труб систем отопления:

где q_ТР^верт и q_ТР^гор - теплопотери 1 метра вертикальной и горизонтальной трубы, зависящие от температуры теплоносителя и диаметра трубы, беруться по таблицам П. 22 и П. 23 [7] соответственно для неизолированных и изолированных труб. Изолировать рекомендуется магистрали и стояки.

l_верт и l_rop - соответственно длина вертикального и горизонтального участка, м.

Потери температуры в трубах находятся по формуле:

, °С

Если в проектируемом помещении разность Qот – Qтр < 0, то участок трубы (магистрали или стояка) выполняются в этом помещении с тепловой изоляцией. В качестве тепловой изоляции будем использовать пенополиуретан.

В подвале для ИТП, кабинета, раздевалки тепловыделения от труб оказались больше, чем требовалось на отопление. Оцениваем увеличение температуры в этих помещениях:

,

для ИТП:

G = 98,91 кг/ч, ,  ,

т.е. в ИТП будет увеличение температуры на 2,7 °С (допустимо);

для кабинета: G = 11,28 кг/ч , , т.е. в кабинете будет увеличение температуры на 2,1 °С (допустимо);

для раздевалки: G = 28,50 кг/ч , , т.е. в кабинете будет увеличение температуры на 2,5 °С (допустимо);