Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Теплотехнический расчет наружных ограждений.



 

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины искомого слоя ограждения, при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения.

В дипломном проекте расчету подлежат наружные стены, чердачные перекрытия и перекрытия над не отапливаемым подвалом.

Приведенное сопротивление теплопередаче R0ф ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений Rreg, определяемых в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, т.е. R0ф ≥ Rreg.

Градусо-сутки отопительного периода определяют по формуле

Dd. = (tint - tht) zht. (1)

Где t int - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая 20 оС;

tht и zht - средняя температура наружного воздуха, оС и продолжительность, суток, отопительного периода, принимаемые для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8оС.

Dd = (20 -(-4, 1)) * 221 =5326 оС*сут.

Далее по вычисленным значениям Dd определяется приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен, чердачного перекрытия и перекрытия над не отапливаемым подвалом.

R oтр =3, 27 м 2* оС/Вт (для стен).

R oтр =4, 87 м 2* оС/Вт (для перекрытия над чердаком и подвалом).

Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей:

R oтр =0, 5 м 2* оС/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче входных дверей должно быть не

менее произведения 0, 6 Rreg, где

 

 

Rreg = n*(t int - t ext) /△ tn* α int, м 2 оС/Вт. (2)

 

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, △ tn - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, оС, α int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, tint = 20 оС - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания; t ext расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92.

R oтр = 0, 6*Rreg =0, 6*(1*(20-(-31)) /8, 7*4)= 0, 88 м 2 оС/Вт.

Толщина искомого слоя ограждения рассчитывается из условия равенства

R0ф = Rreg (3)

Раскрывая значение R0ф для многослойной конструкции, получается значение

R0ф = Rв +R 1+R 2 +...+Rx +Rн =1/α int + δ 11 +…+ δ x / λ x+ 1/α ht = Rreg (4)

Откуда:

δ x = [Rreg – (1/ α int + δ 1 / λ 1 +…..+1/ α ht ) ] λ x, (м) (5)

Здесь R1, R2, Rx -сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждения, м 2 град/Вт, δ 1, δ x - толщины отдельных слоев конструкции

ограждения, м, λ 1 , λ x – коэффициенты теплопроводности материалов,

принимаемые от влажностных условий эксплуатации ограждений.

α int, α ht –коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждающих конструкций.

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждения определяется по

формуле:

R0ф = 1/ α int + δ 1 / λ 1 + …. + δ x / λ x+ 1/ α ht2 оС /Вт, ) (6)

Расчет заканчивается определением коэффициента теплопередачи

К= 1/ R0ф (Вт/ м 2 оС) (7)

 

Расчёт толщины наружной стены:

1 слой – кирпич сплошного силикатного:

λ кирп = 0, 87 Вт/ м* оС δ кирп =0, 38 м

2 слой - плита минералватная:

λ плит = 0, 075 Вт/ м* оС δ плит =? м

3 слой - пароизоляция: λ руб = 0, 17 Вт/ м* оС

δ руб = 0, 005 м

α ht = 23 Вт/ м 2 оС

α int = 8, 7 Вт/ м 2 оС

δ плит = [3, 27-(1/23 + 0, 38/0, 87+ 0, 005/0, 17+1/8, 7)] * 0, 075 =0, 2 м.

R0ф =0, 043+0, 437+0, 03+0, 115+0, 2/0, 075 =3, 295 м 2* оС/ Вт

K = 1 / 3, 295 =0, 3 Вт/ м 2 оС

Расчёт толщины перекрытия над подвалом:

1 слой – пол из линолиума: λ пол = 0, 38 Вт/ м* оС δ пол = 0, 04 м

2 слой - гидроизоляция:

R = 0, 14 м 2* оС/Вт

δ возд = 0, 01 м

3 слой – утеплитель Вермикулитобетон:

λ утеп = 0, 124 Вт/ м* оС

δ утеп =? м

4 слой - плита железобетонная:

λ плит = 2, 04 Вт/ м* оС δ плит = 0, 22 м

α ht = 12 Вт/ м 2 * oС

α int = 8, 7 Вт/ м 2 * oС

δ утеп = [4, 87- (1/12+0, 04/0, 14+0, 14 +0, 22/1, 92 +1/8, 7)]*0, 124 =0, 5 м

R0ф = 0, 0435 + 0, 286 + 0, 14 + 0, 115 + 0, 14 +0, 115 + 0, 4/0, 124 =

=4, 065 м 2* оС/ Вт

K =1/4, 065 =0, 25 Вт/ м 2 оС

 

Расчёт чердачного перекрытия:

1 слой - рубемаст 2 слоя:

λ руб = 0, 17 Вт/ м* оС δ руб = 0, 01 м

2 слой - цементно-песчаная стяжка:

λ ст = 0, 76 Вт/ м* оС δ ст =0, 02 м

3 слой – утеплитель Пеносиликат:

λ ут = 0, 134 Вт/ м* оС

δ ут =? м

4 слой - пароизоляция:

λ пар = 0, 17 Вт/ м* оС δ пар = 0, 005 м

5 слой - плита железобетонная: λ плит = 1, 92 Вт/ м* оС δ плит = 0, 22м

6 слой - цементно- песчаная затирка: λ зат = 0, 76 Вт/ м* оС

δ зат = 0, 02 м

α ht = 12 Вт/ м 2 * oС

α int = 8, 7 Вт/ м 2 * oС

δ утеп = [4, 87 - (1/12 + 0, 01/0, 17 + 0, 02/0, 76 + 0, 005/0, 17 + 0, 22/1, 92

+0, 02/0, 76 + 1/8, 7)] * 0, 134 = 0, 6 м

R0ф=0, 0435 + 0, 06 + 0, 026 + 0, 03 + 0, 115 + 0, 026 + 0, 115 + 0, 6/0, 134=

=4, 893 м 2* оС/ Вт

K =1/4, 893 =0, 2 Вт/ м 2* оС

 

 

Результаты значений коэффициентов теплопередачи наружных ограждения занёс в таблицу 1.

 

Таблица 1 - Коэффициенты теплопередачи наружных ограждений

Наименование ограждений К (Вт/ м 2 * оС)
Наружная стена 0, 3
Перекрытие над подвалом 0, 25
Чердачное перекрытие 0, 2
Балконные двери 0, 5
Оконное остекление 0, 5
Двойные двери

 

 


 

Расчет теплопотерь и определение удельной тепловой

Характеристики здания.

Потери тепла отапливаемыми помещениями состоят из основных и добавочных и определяются суммированием потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции помещений, определяемые по формуле

Q = A (tp - text) • (1+∑ β )*n/R, Вт (8)

где А - площадь ограждений, м2

R - сопротивление теплопередаче ограждений, м 2 оС / Вт

tp - расчетная температура воздуха в помещении, оС

text - расчетная температура наружного воздуха для холодного

периода года оС

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

В курсовом проекте следует произвести расчет потерь тепла через наружные стены, чердак и не отапливаемый подвал.

При расчете теплопотерь следует:

Примечания.

а) каждое помещение нумеровать трехзначной цифрой;

б) лестничные клетки обозначать римскими цифрами I, II и т д.;

в) названия ограждений обозначать: наружная стена - НС, двойное остекление - ДО, чердачное перекрытие - ПТ, перекрытие над подвалом - ПП, наружные двойные двери - ДД, двери балконные - БД.

 

 


 

г) расчетная площадь наружных ограждений определяется по следующим линейным размерам:

окна и двери - по наименьшим размерам строительных проемов в свету; потолки и полы - по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен; высота стен первого этажа - от уровня нижней поверхности конструкции подвального перекрытия до уровня чистого пола второго этажа; высота стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов этажей; высота стен верхнего этажа - от уровня чистого пола верхнего этажа до верха последнего слоя чердачного перекрытия;

длина наружных стен не угловых помещений - между осями внутренних стен: угловых помещений - от внешних поверхностей наружных стен

до осей внутренних стен;

д) линейные размеры ограждений принимать с точностью до 0, 1 м, площади - до 0, 1 м 2

е) площадь окон и остекленных балконных дверей не вычитать из площади стен, а при определении теплопотерь через окна и балконные двери из коэффициентов теплопередачи окон и дверей вычитать коэффициент теплопередачи наружной стены;

з) подсчет потерь тепла лестничной клетки вести как для одного
помещения, а при определении потерь через наружную стену из ее
площади вычитать площадь двери;

и) добавочные теплопотери β через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

1) учитывающие обдуваемость ограждения ветром, принимать при расчетной зимней скорости ветра до 5 м/с в размере 5% для ограждений, защищенных от ветра, и 10% для незащищенных, при скорости 5-10 м/с с коэффициентом 2, при скорости > 10 м/с с коэффициентом 3;

2) учитывающие ориентацию ограждения, принимать в процентах от основных теплопотерь в размере 10% - для ограждений, ориентированных на север, восток, северо-восток и северо-запад, 5% - на юго-восток и запад; не принимать для ограждений, ориентированных на юго-запад, юг.

3)через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере: 0, 2Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; 0, 27Н - для двойных дверей с тамбурами между ними; 0, 34Н - для двойных дверей без тамбура; 0, 22Н - для одинарных дверей.

Количество тепла, потребное для нагревания инфильтрующегося наружного воздуха, поступающего в жилые комнаты вследствие естественной вентиляции, определяется с учетом бытовых теплопоступлений из уравнений теплового баланса

Овент= Qi-Qт Вт (9)

где Qвент - количество тепла, потребное для нагрева инфильтрующегося воздуха, Вт. Qт - бытовые теплопоступления в помещение, Вт. Расход теплоты Qi, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует принимать по формуле

Qi = 0, 28Lnρ c (tp-ti)*k Вт (10)

где Ln - расход удаляемого воздуха, -м3/ч, не компенсируемый

подогретым приточным воздухом, для жилых зданий 3м 3/ч на

2 жилых помещений;

ρ - плотность воздуха в помещении, кг/м 3;

tP ti расчетные температуры воздуха, °С, соответственно в помещении

и наружного воздуха в холодный период года;


 

к - 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;

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг 0С.

Бытовые теплопоступления следует принимать не менее 10 Вт на 1м 2 пола.

 

Удельная тепловая характеристика здания определяется по формуле:

q = Q/a (tв – tн)*V (11)

Находим а:

а = 0, 54 + 22/ (tв - tн )= 0, 54 + 22/(20-(-31)) = 0, 971 (12)

V = a*b*h = 32, 2 * 22, 5* 23, 2 =16809 м 3 (13)

Отсюда находим:

q =64814/0, 971*16809*51=64814/832399=0, 077

(0, 335-0, 077)/0, 335*100%=5, 9 ≤ 10%

Результаты расчётов теплопотерь свёл в таблицу 2.


 

1.5 Гидравлический расчет системы отопления.

В здании предусматривается запроектировать систему водяного отопления по заданию преподавателя. Расчетные температуры теплоносителя в системе отопления принять равными 95-70°С для двухтрубных систем, 95-70°С для однотрубных систем жилых, общественных зданий.

При системе отопления с нижней разводкой подающая магистраль прокладывается в подвале на высоте 30-50 см ниже потолка и на расстоянии 0, 5 м от внутренней поверхности наружных стен, обратная магистраль - непосредственно у наружных стен не отапливаемого подвала на высоте 30 см ниже потолка. Удаление воздуха из системы осуществляется через шаровые краны с воздухоотводчиком фирмы Dunfoss.

При системе отопления с нижней разводкой подающая и обратная магистрали прокладываются рядом у наружных стен не отапливаемого подвала. Удаление воздуха из системы осуществляется через специальные краны, установленные на приборах верхнего этажа.

Нагревательные приборы устанавливаются под каждым окном в квартирах; на лестничной клетке - только на первом этаже при входе (за пределами тамбура). Нагревательные приборы на планах условно изображаются прямоугольником 2x12 мм, на схеме - 6x12 мм. В помещениях с двумя наружными стенами углы, образованные ими, предохраняются от отсыревания установкой в них стояков отопления.

Целью гидравлического расчета является такой подбор диаметров трубопроводов, при котором при заданных тепловых нагрузках и расчетной

величине располагаемого циркуляционного давления было бы удовлетворено равенство:

 

∑ (Rl + z) = 0, 9 Р, Па, (14)

где Р - располагаемое циркуляционное давление, R- удельные потери давления на трение, Па/м

1 - длина участков расчетного кольца, м

z - потери давления в местных сопротивлениях, Па.

Прежде, чем приступить к расчету, следует вычертить в масштабе 1: 100 аксонометрическую схему системы отопления (принятую по заданию) с показом всей необходимой арматуры, поворотов. Для отключения стояков в местах присоединения их к горячей и обратной магистрали устанавливаются пробочные краны, вентили, шаровые краны. Для опорожнения стояков устанавливаются тройники с пробками или штуцера, для выпуска воздуха-штуцера с запорной арматурой. Расчет осуществляется для двух циркуляционных колец: расчетного - самого нагруженного и протяженного и кольца с наименьшей нагрузкой - ближнего.

В однотрубных системах самое нагруженное и протяженное кольцо принимается через самый удаленный стояк, в двухтрубных с тупиковым движением воды - кольцо через нижний нагревательный прибор стояка, наиболее нагруженного и удаленного от теплового пункта.

Рассчитываемые кольца разделяют по ходу движения теплоносителя на отдельные расчетные участки с неизменным расходом теплоносителя и постоянным диаметром.

Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммой тепловых нагрузок стояков, обслуживаемых этим участком. Тепловая нагрузка собирается на каждый стояк по помещениям, находящимся друг над другом

на разных этажах.

Расчет рекомендуется вести в такой последовательности:

а) определить необходимый расход теплоносителя на участке

 

G= Q/( tг - t о)* 1, 16, кг/ч (15)

 

зная располагаемое давление Р, определить среднюю величину удельной
потери давления на трение R ср. по длине рассчитываемого циркуляционного кольца

R ср =0, 65 Р: ∑ l, Па/м (16)

где ∑ l - сумма длин участков циркуляционного кольца, м

0, 65 - доля потерь располагаемого давления на трение;

в)по найденным значениям Rср и G, определить ориентировочный диаметр трубопровода d и по нему принять ближайший по стандарту. Далее по принятому d и известному G следует определить фактическое значение удельного сопротивления R, скорости v.

г) определить сумму коэффициентов местных сопротивлений ∑ ξ, на рассчитываемом участке. При расчете для смежных участков местное сопротивление тройника относить к участку с меньшей тепловой нагрузкой.

д)определить потери давления по длине участка R*L и в местных сопротивлениях z, найти полные потери давления на каждом участке (R* L + z);

z =v 2* ρ /2 * ∑ ξ (17)

е) проверить правильность гидравлического расчета циркуляционного кольца из условия:

 

1 = Р-∑ (R 1 + z)д.к./ Р *100% ≤ 10% (18)

 

При несоответствии этого условия следует на отдельных участках увеличить или уменьшить диаметр трубопровода.


 

 

После расчета наиболее протяженного кольца переходят к расчету ближнего кольца. Допустимая невязка в кольцах однотрубных систем до 15%, в двухтрубных системах 25%.

Значение невязки вычисляется по формуле:

 

2=∑ (R1+z)д.к.-∑ (R1+z)б.к./∑ (R1+z)д.к*100% ≤ 15% (19)

 

Если путем изменения диаметров труб не удается увязать кольца, устанавливается балансировочный клапан.

Результаты расчётов свёл в таблицу 3

 


№ участка Тепловая нагрузка Q, Вт Расход теплоносителя G, кг/ч Длина участка l, м Диаметр в d, мм Скорость V, м/с Потери на трение R, Па Удельные потери Rl, на трение Па/м Сумма коэффициентов местных сопротивлений Потери давления в местных сопротивлениях z, Па Сумма потерь на участке Rl+z, Па
Дальнее кольцо
5, 949 0, 174
6, 7669 0, 16
3, 05 0, 251
2, 1099 0, 236
2, 3401 0, 201 2, 5
13, 7231 0, 182
0, 161
2, 7333 0, 149
3, 358 0, 222
1, 4348 0, 21
5, 75 0, 197
1, 9241 0, 151
3, 0831 0, 135 4, 5
7, 582 0, 135
3, 7692 0, 103 1, 5
13, 99 0, 109 1, 5
3, 9146 0, 086
4, 0134 0, 135
3, 0169 0, 15
4, 0002 0, 144
3, 0208 0, 098 5, 0
3, 0208 0, 082 5, 0
3, 0208 0, 063 5, 0
3, 0208 0, 063 18, 1248 5, 0
3, 0208 0, 063 18, 1248 5, 0
3, 0208 0, 063 18, 1248 5, 0
2, 8621 0, 063 17, 1726 5, 0
2, 8621 0, 082 22, 8968 5, 0
2, 8621 0, 098 40, 0694 5, 0
2, 8621 0, 144 57, 242 5, 0
2, 8621 0, 15 97, 3114 5, 0
2, 8621 0, 15 97, 3114 5, 0
1, 3947 0, 142 27, 894 6, 0

ТАБЛИЦА 3 Гидравлический расчёт системы отопления

продолжение таблицы 3

№ участка Тепловая нагрузка Q, Вт Расход теплоносителя G, кг/ч Длина участка l, м Диаметр в d, мм Скорость V, м/с Потери на трение R, Па Удельные потери Rl, на трение Па/м Сумма коэффициентов местных сопротивлений Потери давления в местных сопротивлениях z, Па Сумма потерь на участке Rl+z, Па
4, 0134 0, 141 64, 2144 4, 0
3, 9146 0, 226 156, 584
13, 99 0, 16 195, 8152 4, 5
3, 7692 0, 195 75, 384 3, 5
7, 582 0, 151 75, 82 2, 5
3, 0831 0, 21
1, 9241 0, 222 38, 482 1, 5
5, 75 0, 16 34, 5 4, 5
1, 4348 0, 161 11, 4784 2, 5
3, 358 0, 171 30, 222
2, 7333 0, 201 32, 7996 2, 5
0, 218
13, 7231 0, 236 219, 5696
2, 3401 0, 252 42, 1218 3, 5
2, 1099 0, 16 12, 6594
3, 05 0, 187 24, 4
12, 7159 0, 174 89, 0113
4, 0134 0, 141 64, 2144 4, 0
3, 9146 0, 226 156, 584
13, 99 0, 16 195, 8152 4, 5
3, 7692 0, 195 75, 384 3, 5
7, 582 0, 151 75, 82 2, 5
3, 0831 0, 21
1, 9241 0, 222 38, 482 1, 5
5, 75 0, 16 34, 5 4, 5
1, 4348 0, 161 11, 4784 2, 5
3, 358 0, 171 30, 222
2, 7333 0, 201 32, 7996 2, 5
0, 218
13, 7231 0, 236 219, 5696
2, 3401 0, 252 42, 1218 3, 5
2, 1099 0, 16 12, 6594
3, 05 0, 187 24, 4

продолжение таблицы 3

№ участка Тепловая нагрузка Q, Вт Расход теплоносителя G, кг/ч Длина участка l, м Диаметр в d, мм Скорость V, м/с Потери на трение R, Па Удельные потери Rl, на трение Па/м Сумма коэффициентов местных сопротивлений Потери давления в местных сопротивлениях z, Па Сумма потерь на участке Rl+z, Па
12, 7159 0, 174 89, 0113
Итого
Ближнее кольцо
5, 949 0, 174
6, 7669 0, 16
3" 3, 5384 0, 098
4" 3, 3608 0, 084 5, 0
5" 3, 3608 0, 969 5, 0
6" 3, 3608 0, 063 5, 0
7" 3, 3608 0, 063 20, 1648 5, 0
8" 3, 3608 0, 063 20, 1648 5, 0
9" 3, 3608 0, 063 20, 1648 5, 0
10" 3, 3608 0, 063 20, 1648 5, 0
11" 3, 2383 0, 063 19, 4298 5, 0
12" 3, 2383 0, 969 22, 6681 5, 0
13" 3, 2383 0, 084 29, 1447 5, 0
14" 3, 2383 0, 098 45, 3362 5, 0
15" 3, 2383 0, 15 90, 6724 5, 0
16" 3, 2383 0, 15 90, 6724 5, 0
12, 7159 0, 174 89, 0113
Итого

 

Расчёт невязки на дальнем кольце:

Р = 7000 Па (1000 на этаж)

д.к. = 7000 – 5030/7000* 100% ≤ 10%

 

д.к. = 1970/7000 = 0, 028 * 100% = 2, 8% ≤ 10%

Расчёт невязки на ближнем кольце:

б.к. =7000-5886/1000* 100% ≤ 15%

б.к. = 1114/7000 = 0, 15* 100% = 15 % ≤ 15%

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; Просмотров: 738; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.089 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь