XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Цель работы – расчет тепловой защиты и обеспечения микроклимата зданий с использованием нормативных и справочных материалов, конструирования и расчетов систем отопления и естественной вентиляции в жилых зданиях. Представлено на примере конкретного здания.

Работа состоит из двух больших разделов: 1) строительная теплофизика и теплотехника, микроклимат искусственной среды обитания; 2) отопление и вентиляция

В первом разделе определены климатические характеристики района строительства, параметры внутреннего микроклимата проектируемого здания, производится расчет теплотехнических характеристик и определение толщины теплоизоляции; рассчитана возможность конденсации водяных паров на внутренней поверхности и в толще наружного ограждения.

Второй раздел работы содержит расчеты определения тепловой мощности системы отопления, гидравлический расчет системы отопления, расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов, подбор оборудования ИТП здания (подбор элеваторного узла), расчет систем вентиляции.

Характеристики здания: этажность здания – 2 (высота первого этажа h1эт = 3,4 м, высота второго этажа h2эт = 3,4 м, высота вентиляционной шахты hвш = 4 м и отметкой низа входа (земли) hоз = 0 м).

1.1. Определение климатических характеристик района строительства

Климатические параметры холодного периода года принимаем по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*» и заносим в таблицу 1.

Таблица 1.

Климатические характеристики района строительства

Район строительства	t50,92, °С (далееtн)	tоп, °С	zоп, сут	vхп, м/с	ϕхм, %	Зона влажности
Пермь	-35	-5,5	225	3,4	82	Нормальная

Где t50,92, °С - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

tоп, °С - средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой воздуха ≤ 8 °С;

zоп, сут - продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха ≤ 8 °С (при температуре наружного воздуха ≤ 10 °С продолжительность стояния больше на 15-20 суток);

vхп, м/с - скорость ветра, максимальная из средних скоростей по румбам за январь;

ϕхм, % - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца.

1.2. Определение параметров внутреннего микроклимата проектируемого здания.

Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата здания принимаем по ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и выписываем в таблицу2.

Таблица 2.

Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата жилого здания

tвдля помещений, °С					ϕв, %	Влажностный режим помещения
Жилая комната угловая	Жилая комната рядовая	Кухня	Лестничная клетка	Туалет / Ванна / Совмещенный санузел
23	21	19	14	19 / 24 / 24	55	Нормальный

Рис. 1 Конструкция вертикального наружного ограждения (по заданию)

1.3. Расчет теплотехнических характеристик и определение толщины теплоизоляции

Теплотехнические показатели строительных материалов заданного варианта конструктива стены выбираем по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и записываем в таблицу 3.

Таблица 3.

Теплотехнические показатели строительных материалов.

Наименование материалов	Условия эксплуатации ограждений	Плотность  γ, кг/м2	Коэф. Теплопроводности λ, Вт/м°С	Коэф. паропроницаемости μ, мг/(м ч Па)	Толщина слоя, м
Сложный раствор	Б	1700	0,87	0,098	0,015
Кирпич силикатный пустотный	Б	1500	0,81	0,13	0,12
Плиты минераловатные	Б	350	0,11	0,38	X
Кирпич силикатный пустотный	Б	1400	0,76	0,14	0,12

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаем по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».

Таблица 4.

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций

Наименование конструкции	Δtн, °С	n	αв, Вт/(м2°С)	αн, Вт/(м2°С)
Наружные стены (НС)	4	1	8,7	23
Пол над неотапливаемым подвалом (ПЛ)	2	0,6	8,7	6
Чердачные перекрытия (ПТ)	3	0,9	8,7	12

Примечание:

Δt^н, °С - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

n - коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

α_в, Вт/(м²°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции;

α_н, Вт/(м²°С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год:

Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций определяем по таблице 6 методических указаний:

наружной стены (НС):

R₀^тр

перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ):

Окон:

Поэлементное требование. Удельная теплозащитная характеристика здания. (Рассматриваем в совокупности):

=Σ ( )*

Где,

n – коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

– суммарная площадь конструкций

– отапливаемый объем здания

= м³

Размеры окон: 1,5м*1,5м, 2м*1,5м

Размеры входной двери: 1,2м*2,2м

= м²

= м²

= м²

= м²

= м²

= * + + + = 0,17 Вт/м³℃

= = = 0,30 Вт/м³℃

=0,17 Вт/м³℃ < =0,30 Вт/м³℃ => условие выполнено

Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкцииR_о^норм, (м²°С)/Вт:

наружной стены (НС):

перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ):

Окон(ок):

гдеm_р - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. Для стен: m_р = 0,63; для светопрозрачных конструкций: m_р = 1; m_р = 0,8 для остальных ограждающих конструкций.

= * + + + = 0,22 Вт/м³℃

=0,22 Вт/м³℃ < =0,30 Вт/м³℃ => условие выполнено

Расчетное сопротивление теплопередаче наружной стены R^р_о, (м²°С)/Вт:

Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя R_ут, (м²°С)/Вт:

Принимаем толщину утеплителя

гдеα_в = 8,7 Вт/(м²°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (см. таблицу 4);

α_н = 23 Вт/(м²°С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (см. таблицу 4).

Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены:

=2,2(м²℃)/Вт > = (м²℃)/Вт => условие выполнено

Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций:

наружной стены (НС):

перекрытий чердачных, над не отапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ):

Примечание: при определении коэффициента теплопередачи для перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ), фактическое сопротивление теплопередаче перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами, R_о^факт, (м²°С)/Вт, принимается равным нормируемому значению приведенного сопротивления теплопередаче перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами, R_о^норм, (м²°С)/Вт.

1.4. Проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности и в толще наружного ограждения

Конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения не происходит, если температура на данной поверхности τ_в.п, C, выше температуры точки росы t_р,C, т.е. выполняется условие:

τв.п>tр

Температура на внутренней поверхности стены, τ_в.п, C:

Температура точки росы t_р,C:

Где φ_в- относительная влажность внутреннего воздуха, Па, φ_в= 55% (см. таблицу 3);

Е_в - упругость водяных паров, Па, Е_в= 2488 Па(по данным таблицы 7 методических указаний при t_в = 21 C (по рядовой жилой комнате)).

Проверим выполнение условия не выпадения конденсата на внутренней поверхности наружного ограждения: τ_в.п>t_р

18,09 C > 11,46 C (Условие выполняется, конденсация водяных паров на внутренней поверхности наружного ограждения не произойдет).

Конденсации водяных паров в толще ограждающей конструкции не происходит, если в какой-либо точке ограждения парциальное давление водяных паров e, Па, не превосходит по величине давление насыщенного водяного параE, Па, при той же температуре, т.е. выполняется условие:

e<E

1. Определяем распределение температуры по сечению наружной стены:

где t_хм, C - средняя температура наиболее холодного месяца - января (по таблице 2 методических указаний).

2. Определяем парциальное давление водяных паров влажного воздуха в состоянии насыщения соответствующее температуре в расчетных сечениях наружной стены:

Сечение:	t, C	E, Па
Внутренний воздух	21	2488
Внутренняя поверхность	19,19	2197
1	18,92	2129
2	16,54	1877
3	2,89	732
4	-10,74	260
Наружная поверхность	-13,28	199
Наружный воздух	-13,9	181

3. Определяем парциальное давление водяного пара в наружном и внутреннем воздухе:

Парциальное давление водяных паров во внутреннем воздухе, Па:

eв =

Парциальное давление водяных паров в наружном воздухе, Па:

eн =

4. Определяем общее сопротивление паропроницанию наружной стены, м^2.ч^.Па/мг:

гдеR_П.в и R_П.н - сопротивления влагоотдаче на внутренней и наружной поверхностях стены, м^2.ч^.Па/мг. R_П.в = 0,0267м^2.ч^.Па/мг; R_П.н = 0,0052м^2.ч^.Па/мг;

μ_i, мг/(м ч Па) - паропроницаемость материала i - го слоя (таблица 3).

5. Значения упругости водяных паров на границах отдельных слоев:

Полученные результаты сведем в таблицу 5.

Таблица 5.

Распределение значений t,C, e, Па, и E, Па в сечении наружной стены

Сечение:	t, C	E, Па	e, Па
Внутренний воздух	21	2488	1368,4
Внутренняя поверхность	19,19	2197
1	18,92	2129
2	16,54	1877
3	2,89	732
4	-10,74	260
Наружная поверхность	-13,28	199
Наружный воздух	-13,9	181

Результаты расчета оформляем в виде графика распределения значений температуры t,C, парциального давления водяного пара e, Па, и давления насыщенного водяного пара E, Па.

Рис. 2 Результаты расчета

Из таблицы и рисунка видно, что в сечениях между кирпичной кладкой и утеплителем парциальное давление водяного пара превысило максимально возможную величину для соответствующей температуры (давление насыщения), что свидетельствует о возможности конденсации водяного пара в толще ограждения. В данном случае необходимо предусмотреть дополнительную пароизоляцию с внутренней стороны наружной стены.

1.5. Выбор заполнения оконных проемов

Тип и конструкция заполнения светового проема выбираются исходя как из требований по теплозащите, так и требований по сопротивлению воздухопроницанию.

Выбор типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из требований по теплозащите:

По данным таблицы 9 методических указаний выбирается тип заполнения светопроема таким образом, чтобы:

где R_о^тр - требуемое сопротивление теплопередаче для окна, м²°С/Вт.

Градус-сутки отопительного периода, °С·сут/год:

Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче по таблице 6 методических указаний для окон (ОК):

Принимаем тип заполнения светопроема: двухкамерный стеклопакет из обычного стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном,

Rо = 0,65 м2°С/Вт (условие выполнено). Уточнение типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из требований по сопротивлению воздухопроницанию:

Проверяем принятый тип заполнения оконных проемов на воздухопроницаемость и подбираем тип уплотнения притворов по условию:

Где R_и^ф = 0,40 м² ч/кг (по таблице 9 методических указаний для двухкамерного стеклопакета из обычного стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном, Rо = 0,65 м2°С/Вт))

R_и^тр - требуемое сопротивление воздухопроницанию окна:

Принимаем G_н = 5 кг/(ч^.м²) для окон жилых зданий и помещений в пластиковых и алюминиевых переплетах;

p_о - разность давлений воздуха по обе стороны окна, при которой проводятся исследования воздухопроницаемости окон, p_о =10 Па;

p - разность давлений на наружной и внутренней поверхности окон, Па, по формуле:

где Н- высота здания (от нижней отметки входа в здание до устья вентиляционной шахты), м.

В нашем примере рассматривается двухэтажное жилое здание: высота первого этажа h_1эт = 3,4 м, высота второго этажа h_2эт = 3,4 м, высота вентиляционной шахты h_вш = 4 м и отметкой низа входа (земли) h_оз = 0 м.

Н= 3,4+3,4+4+0= 10,8 м;

v= v_хп= 3,4 м/с (таблица2);

_н, _в- удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха:

Где t_н= t₅^0,92= -35 °С (таблица1).

Где t_в= 21 °С (по таблице 2 для рядовой жилой комнаты).

Проверяем выполнение условия для принятого типа заполнения оконного проема:

0,40 0,333

условие выполнено

Окончательно принятый тип заполнения оконных проемов: двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм) с:

R_о= 0,65 м²°С/Вт;

R_и^ф = 0,40 м² ч/кг;

Число уплотненных притворов 1 шт.

Коэффициент теплопередачи окна (ОК), Вт/(м²°С):

2.1. Определение тепловой мощности системы отопления

Определение тепловой мощности системы отопления производится после составления уравнения теплового баланса по каждому из помещений здания:

где Q_ТП - тепловые потери через ограждающие конструкции помещений, Вт;

Q_ИНФ - теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха, Вт;

Q_Б - бытовые тепловыделения, Вт.

Примечание: в рамках работы, в связи со сложностью прогнозирования заселенности квартир и укомплектованности электробытовыми приборами (количества источников бытовых тепловыделений), пренебрегаем бытовыми тепловыделениями Q_Б, Вт, при определении тепловой мощности системы отопления по уравнению теплового баланса, Q_расч, Вт.

Расчет тепловой мощности системы отопления сводится в таблицу 6.

Тепловые потери через ограждающие конструкции помещения Q_ТП, Вт, определяются следующим образом:

Где k – коэффициент теплопередачи отдельной ограждающей конструкции, Вт/(м²°С);

A – расчетная площадь поверхности ограждения, вычисленная по правилам его обмера, м²;

t_в – внутренняя температура воздуха в помещении, °С;

t_н – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, t_н5^0,92 при расчете теплопотерь через наружные ограждения (или температура воздуха за внутренним ограждением, через которое рассчитываются тепловые потери), °С;

n – коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

β – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери в долях от основных.

Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха рассчитываются для разных типоразмеров окон для каждого этажа.

Определение теплопотерь на нагрев инфильтрующегося воздуха для разных типоразмеров окон для каждого этажа.

Для 1-го этажа :

По заданию в рамках работы окна в комнатах – 2 м × 1,5 м.

Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:

где с = 1,005 кДж/(кг°С);

_э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в спаренных переплетах;

t_в = 21 °С;

t_н = -35 °С;

А =м²;

G_о – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м²ч):

гдеR_и^ф = 0,40 (м² ч)/кг, (см. п.1.5);

р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:

где v = 3,4 м/с, (см. п.1.1);

Н– высота от середины окна до устья вентшахты, м:

где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.

ρ_н, ρ_в – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³:

Для комнат 103, 102, 107, 110:

=60,23*1*(1,5*1,5)= 135,51 Вт/(м²℃)

Для остальных комнат:

=60,23*1*(2*1,5)=180,69 Вт/(м²℃)

Для 2-го этажа:

В рамках работы окна в комнатах – 1,5 м × 1,5 м.

Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:

где с = 1,005 кДж/(кг°С);

_э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в спаренных переплетах;

t_в = 21 °С;

t_н = -35 °С;

G_о – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м²ч):

гдеR_и^ф = 0,40 (м² ч)/кг, (см. п.1.5);

р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:

где v = 3,4 м/с, (см. п.1.1);

Н– высота от середины окна до устья вентшахты, м:

где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.

ρ_н, ρ_в – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³:

Для комнат 203, 202, 207, 210:

=48,81*1*(1,5*1,5)= 109,82 Вт/(м²℃)

Для остальных комнат:

=48,81*1*(2*1,5)= 146,43 Вт/(м²℃)

Таблица 6

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

 

2.2. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления

Конструирование системы отопления начинают с размещения отопительных приборов, стояков, магистралей и узла управления. Тип системы отопления по заданию: двухтрубная система отопления с нижним расположением подающей магистрали и попутным движением теплоносителя. Марка отопительных приборов: РИФАР.

Как правило, отопительные приборы размещают под светопроемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки.

В жилых зданиях массового строительства стояки из стальных труб прокладываются, как правило, открыто на расстоянии 15-20 мм от стен. На лестничных клетках делают отдельные стояки с присоединением отопительных приборов по проточной нерегулируемой системе.

Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам здания на кронштейнах на расстоянии не менее 100 мм от стен. Участки магистралей и стояков, проходящие через не отапливаемые помещения, выполняются в теплоизоляции. Подающая магистраль на чердаке прокладываются на высоте 200 - 300 мм от верха перекрытия, на расстоянии от 1 до 1,5 м от наружных стен и соединяется с нанесенными на план стояками. В верхних точках, как правило, на предпоследних участках отдельных ветвей с верхней разводкой подающей магистрали, располагают проточные горизонтальные воздухосборники.

Магистральные трубопроводы прокладываются с уклоном не менее 0,002, обеспечивающим удаление воздуха и опорожнение систем.

В рамках работы, тепловой пункт располагается в подвале, в центре здания. Элеваторный узел управления крепится на кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте, удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается на высоте 1 – 1,2 м от пола, обратный трубопровод – ниже элеватора на 0,5 – 0,7 м.

Температура подающей и обратной воды в двухтрубных системах отопления t_г = 95 °С, t_о = 70 °С.

Гидравлический расчет системы отопления сводим в таблицу 7.

Таблица 7.

Расчетное циркуляционное давление Р_ц, Па:

=Δ +Б*Δ

где Б = 0,4 для двухтрубных систем отопления.

Давление, создаваемое элеватором в системе отопления, Па:

Δ =0,714*Δ /(1+u)²

где перепад давления в теплосети Р_ТС=60 кПа, (по заданию).

Коэффициент смешения в элеваторе:

u=

u= =1,36 где – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети,℃, при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления - температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети,℃ - температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, ℃

Естественное давления от остывания теплоносителя в отопительных приборах двухтрубных систем, Па:

Δ = 6,3* *( - )=6,3*2,1*(95-70)=320,25 Па

Где - высота от центра отопительного прибора 1-го этажа до оси элеватора

-температура воды в обратном трубопроводе системы отопления,℃

Гидравлический расчет системы отопления ведется последовательно по участкам основного циркуляционного кольца.

Расход теплоносителя-воды,кг/ч,на участке определяется следующим образом:

=0,86* /( )

Где - температура воды соответственно в подающем и обратном трубопроводе системы отопления,℃

Длины участков принимаются по аксонометрической схеме системы отопления.

В предварительном расчете задаются диаметры участков ОЦК по номограмме (приложение Б методических указаний) таким образом, чтобы при расчетном расходе теплоносителя, ,кг/ч,с корость движения воды не превышала 1 м/с, и определяются удельные потери давления , Па/м, на один погонный метр трубы, учитывающие потери на трение и в местных сопротивлениях.

Полные потери давления участка основного циркуляционного кольца, Па:

P= *L, где L - длина участка основного циркуляционного кольца,м

По данным предварительного расчета таблицы 7, суммируем значения полных потерь давления (Р) по всем участкам ОЦК и сравниваем с расчетным циркуляционным давлением Р_ц:

= *100

Разница должна быть не более 5-10 %.

Изменяем в большую или меньшую сторону диаметры некоторых участков, производим повторный окончательный расчет (таблица 7).

Определяем невязку:

2.3. Расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов

Расчет всех отопительных приборов сведен в таблицу 8.

По таблице 6 п.2.1 расчетные теплопотери 101 помещения составляют 1897 Вт плюс смежные помещения. В помещении установлен один отопительный прибор, т.о. нагрузка прибора составит 847 Вт. Рассмотрим отопительный прибор у Ст.1.

Принимаем марку отопительных приборов РИФАР. Подключение отопительных приборов сверху-вниз. Число секций радиатора марки МС-140:

= = =12,02=12 шт,

Где номинальный тепловой поток одной секции =160 Вт ( для МC-140) ;

Требуемый номинальный тепловой поток отопительного прибора:

= = =2368,82

Где коэффициент приведения:

Ō= * * = *1* =0,80

Где Δt-температурный напор,℃

Δt= - , где - температура воздуха в помещении,℃

- температура теплоносителя-воды на входе и выходе отопительного прибора,℃. Для двухтрубных систем отопления равны температуре соответственно в прямой и обратной магистралях .

Δt= -21=61,5

=21℃ , (для двухтрубных систем отопления)

При подключении отопительных приборов по схеме «сверху-вниз» по таблице 12: =1; n=0,32; P=0,03

Относительный расход теплоносителя для двухтрубных систем отопления:

= =0,18 кг/ч

Расчет отопительного прибора сводим в таблицу 8.

Примечание: Полученное число секций, ,шт, округляем до целых значений с границей округления 0,28, принимая установочное количество секций , шт.

Таким образом, в помещении 101 (угловая жилая комната) будет установлен отопительный прибор марки РИФАР с количеством секций 12 шт.

Расчет нагревательной поверхности (длины или числа секций) отопительных приборов

Таблица 8.

2.4. Конструирование и подбор оборудования ИТП здания (подбор элеваторного узла)

В рамках работы, тепловой пункт располагается в подвале, в центре здания. Элеваторный узел управления крепится на кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте, удобной для обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается на высоте 1 – 1,2 м от пола, обратный трубопровод – ниже элеватора на 0,5 – 0,7 м.

Подбор элеваторного узла производится в соответствии с рекомендациями СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

Температурные параметры тепловой сети: τ₁ = 129 °С,τ₂ = 70 °С.

Температура подающей и обратной воды в двухтрубных системах жилых зданий: t_г = 95 °С, t_о = 70 °С.

Расчетная разность давления в подающем и обратном теплопроводе тепловой сети (по заданию) ΔP_ТС = 60 кПа.

Расход воды в системе отопления G_сo = 1105,65 кг/ч.

Полные потери давления в системе отопления P = 8018,4 Па.

Коэффициент смешения в элеваторе u = 1,36.

Диаметр горловины элеватора , мм:

где расчетный расход воды на отопление из тепловой сети G_сo = 1,105 т/ч.

Потери напора в системе отопления после элеватора при расчетном расходе воды H_со= 0,80184 м.

Примечание: 1 атм = 10 мвод.ст. = 100кПа.

Исходя из полученного диаметра горловины, принимаем по таблице 14 методических указаний элеватор № 2.

Минимально необходимый напор Н, м, перед элеватором для преодоления гидравлического сопротивления элеватора и присоединенной к нему системы отопления:

Напор перед элеватором H₁= 6,0 м (при расчетной разности давления в подающем и обратном теплопроводе тепловой сети ΔP_ТС = 60 кПа).

(H= 9,38 м) < (H₁= 6,0 м), т.о., располагаемый напор достаточен для обеспечения работы элеватора.

Диаметр сопла элеватора , мм:

Окончательно выбираем элеваторный узел №1 с диаметром горловины = 15 мм и диаметров сопла = 6 мм.

Рис.1. Схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды с помощью водоструйного элеватора:

1 — задвижка; 2 — грязевик; 3 — термометр; 4 — ответвления к системам вентиляции и горячего водоснабжения; 5 — регулятор расхода; 6 — обратный клапан; 7 — водоструйный элеватор;

8 — манометр; 9 — тепломер; 10 — регулятор давления

2.5. Конструирование и расчет систем вентиляции

В жилых зданиях квартирного типа предусматривается естественная канальная вытяжная вентиляция с удалением воздуха из санузлов и кухонь. Приток неорганизованный, через неплотности ограждения. Воздухообмен рассчитывается для каждой типовой квартиры.

Количество удаляемого воздуха для жилых комнат Lжк, м3/ч, определяется по формуле:

Lжк.=3*Aп

где Aп – площадь пола жилых комнат, м2.

Воздухообмен в кухнях и санузлах, м3/ч, принимается по следующим нормам:

кухня негазифицированная – 60; кухня с 2-конфорочной газовой плитой – 60; то же с 3-конфорочной газовой плитой – 75; то же с 4-конфорочной газовой плитой – 90; ванная индивидуальная – 25; уборная индивидуальная – 25; совмещенный санузел – 50.

Аэродинамический расчет проводим в следующей последовательности:

1) Вычерчиваем аксонометрическую схему системы, разбиваем на расчетные участки.

2) Определям длину каждого участка и путем последовательного суммирования расхода воздуха, проходящего по участку, находим его нагрузку. Эти величины вписываем на схему в виде дроби (в числителе – расход, м³/ч, в знаменателе – длина, м).

3) Определяем естественное гравитационное давление для каналов ветвей каждого этажа:

=9,81* *( - )

=9,81* 7,8*(1,269-1,2)=5,27 Па – для первого этажа

=9,81* 4,5*(1,269-1,2)=3,04 Па – для второго этажа

где Р_еi - естественное давление для каналов i-го этажа, Па;

Н_i - разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа, м.

_в - плотность внутреннего воздуха, кг/м³;_в = 353/(273+21)=1,2 кг/м³;

₅ - плотность наружного воздуха при температуре 5 °С, кг/м³;

₅ = 353/(273+5)=1,269 кг/м³.

В качестве главной расчетной ветви выбираем ветвь, удельное располагаемое давление в которой будет наименьшее.

Размер жалюзийной решетки принимают по каталогам производителя так, чтобы при заданном расходе воздуха его скорость была не более 1 м/с.

Подбор решетки производится исходя из расхода воздуха на одну решетку L, м3/ч, и скорости воздуха в живом сечении v ≈ 1 м/с, тогда площадь живого

сечения, м2: =

После этого по каталогу производителя или по таблице 17 по величине ,м2, выбирается типоразмер вентиляционной решетки с ближайшей большей площадью живого сечения, А, м2.

Далее находим значение динамического давления Pд, Па, по формуле:

0,5*U²* и потери давления в решетке ζ∙Pд.

Примечание: А – площадь живого сечения решетки (принятая по каталогу производителя или по таблице 17) или канала, м2; ζ – коэффициент местного сопротивления, принимаемый по таблице 18. Дополнительные данные для расчета систем вентиляции приведены в приложении Г (см. методические указания).

По заданному расходу воздуха на участке по приложению В (см. методические указания) подбираем сечение каналов так, чтобы скорость воздуха была в пределах 0,5-1,5 м/с (см. таблицу Г1 приложение Г методические указания). Следует иметь в виду, что сечение каналов должно плавно увеличиваться в направлении движения воздуха. Для принятого сечения канала и заданного расхода воздуха на участке по приложению В находим фактическую скорость движения воздуха v, м/с, динамическое давление Pд, Па, и потери давления на трение R, Па/м.

6) Полные потери давления Pп, Па, участка определяют по формуле:

=R*l+Σξ*

а также суммарные по ветви полные потери давления ∑Pпi, Па.

7) Расчет ветви заканчивается, если запас давления на неучтенные потери составляет 5-10%, т.е. выполняется условие:

Запас= = 5÷10%

где ∑Pпi - суммарные полные потери давления по ветви i-го этажа от входа воздуха в решетку до выхода его из шахты в атмосферу, Па.

Примечание: Если значение ∑Pпi, Па, окажется очень мало в сравнении с Pеi, Па, значит решетка или отдельные участки канала выбраны большего сечения. При окончательном расчете уменьшают вначале сечение каналов до минимально возможного по конструктивным соображениям. Если этого недостаточно, то уменьшают сечение решетки. При ∑Pпi, Па, больше Pеi, Па, необходимо увеличить сечение решетки или участков, на которых потери давления очень большие, и добиваться выполнения условия .

4) Аэродинамический расчет каналов сводим в таблицу 9.

Таблица 9.

Аэродинамический расчет системы вентиляции.

5) Запас давления на неучтенные потери:

Таким образом, в работе выполнено: определение климатических характеристик района строительства и параметров внутреннего микроклимата проектируемого здания. Расчет теплотехнических характеристик и определение толщины теплоизоляции, проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней поверхности и в толще наружного ограждения и выбор заполнения оконных проемов. Так же определение тепловой мощности системы отопления. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления, подбор отопительных приборов. Подбор оборудования ИТП здания (подбор элеваторного узла). Конструирование и расчет систем вентиляции.

Код для цитирования: Скопировать