Контрольная работа № 1

2. Теплотехнический расчёт наружных ограждений.

2.1. Теплотехнический расчёт наружных стен.

Определяет требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям по формуле:

n = 1 – коэффициент учитывающий положения наружной стены

Lв = 8, 7 - коэффициент теплоотдачи

∆ tн = 4 °С - нормативный температурный перепад

tвн = 20 °С - расчетная температура в комнате согласно ГОСТ 30494-2011

tн = 37 °С - температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92 по СП – 131. 133 30 2012 таб. 3.1.

= 1, 64 м²× °С/ Вт

Определяем градусо-сутки отопительного периода D_d по формуле:

D_d = (t_вн — t_оп) z

z = 221 сут. – продолжительность отопительного периода.

tоп = -8.1 – средняя температура за отопительный период.

D_d = (20+8, 01)*221=6210

По СП-50.13330.2012 таб.3 определяет величину сопротивления теплопередаче ограждения с учетом энергосбережения, для жилых помещений составим:

а+ D_d +в=0, 00035*6210+1, 4=3, 574 м²× °С/ Вт

Уравниваем = 1, 64 м²× °С/ Вт и 3, 574 м²× °С/ Вт, принимаем для дальнейших расчетов -

Задаемся конструкцией и материалами стены:

1. Внутренняя штукатурка из известкового-песцанного раствора ɤ =1800кг/м³, d₁ =0, 03м, l₁ = 0, 76 Вт /м²× °С.

2. Кладка из глиняного кирпича на цементно-песчанном растворе ɤ =1800кг/м³, d₂ =0, 51м, l₂ = 0, 7 Вт /м²× °С.

3. Плиты минераловатные из каменного волокна ɤ =1800 кг/м3

d — определяется расчетом

l =0, 045 Вт /м²× °С

Рисунок

Определим толщину утеплителя:

Lн= 23 Вт/(м²*К) таб. 6

Lв= 8, 7 Вт/(м²*К) таб. 4

δ _ут.= (R₀^тр_эн. – (1/Lв+δ ₁/λ ₁+ δ ₂/λ ₂+1/Lн))*R_ут.=

= (3, 574 - (1/8, 7 + 0, 03/0, 76 + 0, 51/0, 7 + 1/23))*0, 045= 0, 119 м

Толщина утеплителя δ _ут.=0, 150м

Уточняем общее фактическое сопротивление теплопередачи наружной стены:

R₀^ф = 1/Lв+δ ₁/λ ₁+ δ ₂/λ ₂+ δ ₃/λ ₃+1/Lн= =1/8, 7+0, 03/0, 76+0, 51/0, 7+0, 15/0, 045+1/23=4, 213 м^{2 о}С/Вт

Условие R₀^тр≥ R₀^тр_эн.(4, 213≥ 3, 66) соблюдено

Определяем коэф. Теплопередачи для данной ограждающей конструкции:

К_ст= 1/ R₀^тр= 1 / 4, 213 = 0, 24 Вт/ м^{2 о}С

2.2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом.

По СП 50.13330.2012. таб.3 определяем величину сопротивления теплопередачи для жилых помещений.

а+ D_d +в=0, 00035*6210+1, 9=4, 695 м²× °С/ Вт и принимаем за расчетные.

Термическое сопротивление чердачного перекрытия принимаем равным термическому сопротивлению перекрытий над неотаплеваемым подвалом:

R_пол = R_пол = 4, 695 м²× °С/ Вт

Определяем коэф. теплопередачи для данной ограждающей конструкции:

К = 1/R₀^ф= 1/ 4, 695 = 0, 21 Вт/ м^{2 о}С

2.3. Теплотехнический расчет заполнений световых проемов.

При расчете значений R₀^тр._эн. подбираем сразу по таб. 3 СП 50.13330.2012. в соответствии с D_d = 6210, для жилый помещений оно составляет:

а+ D_d +в=0, 00005*6210+0, 3=0, 61 м²× °С/ Вт

По СП 23-101-2004, приложение Л таб.Л1 принимаем с учетом 5% ниже устанавливаемого двухкамерного стеклопакета из стекла с твердым селективным покрытием из дерева R₀ = 0, 58 м²× °С/ Вт

Коэф. теплопередачи:

К_ок = 1/R₀ = 1/0, 58=1, 72 Вт/ м^{2 о}С

3. Расчет теплопотерь помещений. При определении потерь тепла зданий и сооружений следует учитывать основные и добавочные потери.

Теплопотери рассчитаны для каждого помещения через соответствующие ограждения конструкции здания (окна, наружные стены, перекрытия чердачные и над неотапливаемым подвалом).

Основные теплопотери определены по формуле:

Q_осн. = К+F * (t_в-t_н) * n

К= 1/R- коэф. теплопередачи

n – поправочный коэф. учитывающий вид ограждения

n =1 для наружной стены и окна

n =0, 6 для перекрытий чердака и над неотапливаемым подвалом

F – площадь ограждающей конструкции, м²

Добавочные коэф.:

На ориентацию по отношению к сторонам света. Величина этой добавки принимается для помещений в зданиях любого назначения для наружных стен, окон и дверей, принимается в соответствии с их планом.

Ю = 0; З = 0, 05; С = 0, 1; В = 0, 15

Общие теплопотери определены по формуле:

Q_пот = Q_общ + Q_u + Q_быт

Полные теплопотери:

Q_пол = Q_общ + Q_u + Q_быт

Q_u – затраты тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха применив для каждого помещения, равным 50% суммарных теплопотерь помещения через все наружные ограждения:

Q_u = 0, 5 ∑ Q (Вт)

Q_быт – бытовые тепловыделения определены из расчета 10Вт на м² в соответствии с СНиП 41-01-2003.

4. Тепловой расчет отопительных приборов.

Cm 5

Q_ст = 2960

Рисунок

Применяем к установке в помещения в качестве отопительных приборов алюминиевые радиаторы типа Elegance.

Поскольку гидравлический расчет системы не проводился, задаемся диаметрами теплопроводов; принимаем диаметры стояков и подводок 20 мм.

Расчет нагревательных приборов в однотрубной системе начинаем с определения температуры воды входящей и выходящей из прибора.

Температура теплоносителя на входе в первый по ходу движения воды прибор:

t_вх1 = t₁ = 105 ^oC

Температура воды на выходе из первого прибора определяется по формуле:

t_вых1 = t_вх1 – Q_пр/Q_ст * (t₁ – t₂)=

= 105 - 890/2960 * (105-70) = 94, 5 ^oC

t_вых2 = 94 - 590/2960 * (105-70) = 87, 5 ^oC

t_вых3 = 87, 5 - 590/2960 * (105-70) = 80, 5 ^oC

t_вых4 = 81 - 590/2960 * (105-70) = 70 ^oC

Температурный напор для приборов:

∆ t_ср1 =(t_вх1 + t_вых1)/2 – t_в = (105+94, 5)/2 – 20 = 79, 8 ^oC

∆ t_ср2 = (94, 5+87, 5)/2 – 20 = 71 ^oC

∆ t_ср3 = (87, 5+80, 5)/2 – 20 = 64 ^oC

∆ t_ср4 = (80, 5+70)/2 – 20 = 53, 3 ^oC

Расход теплоносителя определяется по формуле:

G_пр = (Q_ст* β ₁ * β ₂) / (С * (t₁ – t₂))

β ₁ = 0, 4 – коэф. учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх рассчитанной величины.

β ₂ = 1, 02 – коэф. учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами. С = 4200 Дж/кг*К – удельная теплоемкость воды.

G_пр = (2960 * 1, 04 * 1, 02) / (4200 * (105 – 70)) = 0, 021 кг/с

Для определения расчетной плотности теплового потока прибора, определим по формуле:

При движении воды сверху вниз:

n = 0, 33; p = 0; C_пр=1, 0

q_кр1 = q_ном (∆ t_ср1/t₀)¹⁺ⁿ * (G_пр/0, 1)^p * G_пр =

= 510 * (79, 8/70)^1.33 * (0, 21/0, 1)⁰ * 1 = 606, 8 Вт/м²

q_кр2 = 510 * (71/70)^1.33 * (0, 21/0, 1)⁰ * 1 = 519, 54 Вт/м²

q_кр3 = 510 * (64/70)^1.33 * (0, 21/0, 1)⁰ * 1 = 452, 73 Вт/м²

q_кр4 = 510 * (55, 3/70)^1.33 * (0, 21/0, 1)⁰ * 1 = 372, 75 Вт/м²

Вычисляем расчетную площадь поверхности прибора по формуле:

F_p1 = Q_кр1 / q_пр1 = 890/606, 9 = 1, 47 м²

F_p2 = 590/589, 54 = 1, 14 м²

F_p3 = 590/452, 72 = 1, 3 м²

F_p4 = 89090/372, 75 = 2, 39 м²

Вычисляем расчетное число секций:

N_p = (F * β ₄) / (f₁ * β ₃)

β ₄ = 1, 0 – коэф. учитывающий способ установки радиатора в помещении при открытой установки.

β ₃ – коэф. учитывающий число секций для n ˃ 7 β ₃ = 0, 98; для n ˂ 7 β ₃ = 1

N_p1 = (1, 47 * 1) / (0, 413 * 1) = 3, 56 ≈ 4 секции

N_p2 = (1, 14 * 1) / (0, 413 * 1) = 2, 76 ≈ 3 секции

N_p3 = (1, 3 * 1) / (0, 413 * 1) = 3, 15 ≈ 4 секции

N_p4 = (2, 39 * 1) / (0, 413 * 1) = 5, 79 ≈ 6 секции

Контрольная работа № 2

1. Расчет воздухообмена квартиры.

Определим воздухообмен жилых комнат по формуле:

L_ж.к.= l * A_n

l = 3 м³/(ч*м²) — удельный воздухообмен жилых комнат

A_n – площадь поверхности пола жилых комнат квартиры, м².

L_ж.к.= 3 * (3, 95 + 11, 49) = 136, 16 м³/ч

Суммарный воздухообмен ванной, туалета и кухни:

Для помещений 101, 102, 108

L_ван.+ L_т.+ L_кух = 2 * (25 + 25) + 60 = 160 м³/ч

L_ж.к< L_ван.+ L_т.+ L_кух

Следовательно, принимаем расход воздуха, удаляемого системой вентиляции из кухни: L_кух = 60 м³/ч; систему вентиляции ванной и туалета соединяем, примем расход воздуха удаляемого этой системой: L = 50 м³/ч

Для помещений 104, 105, 106, 107:

L_ж.к.= 3 * ((4, 2 * 11, 49) + (7, 2 * 5, 75)) = 217, 23 м³/ч

Суммарный воздухообмен ванной, туалета и кухни:

L_ван.+ L_т.+ L_кух = 25 + 25 + 60 = 110 м³/ч

L_ж.к˃ L_ван.+ L_т.+ L_кух

Следовательно, воздухообмен распределяется между системами вытяжной вентиляции кухни и санузла таким образом, чтобы суммарный объём вытяжки был равен суммарному воздухообмену жилых комнат квартиры.

L_ж.к.= 217, 24 ≈ 220 м³/ч

220 – 110 = 110 м³/ч

L_кух = 60 + 40 = 100 м³/ч

L_т = 25 + 35 = 60 м³/ч

L_ван = 25 + 35 = 60 м³/ч

L_ван.+ L_т.+ L_кух = 220 м³/ч

L_ж.к = L_ван.+ L_т.+ L_кух

2. Расчет системы вытяжной естественной вентиляции.

Рисунок

Рассмотрим расчет системы вентиляции, обслуживающей помещения кухни. Taк как стены здания кирпичные предусматриваем размещение каналов во внутренних капитальных стенах.

f = L/ (3600 * V) м²

L – расход воздуха на участке, м³/ч

V – предворительно заданная скорость воздуха, м/с

f = 60 / (3600 * 0, 9) = 0, 0189 м²

Принимаем канал размером 140х140 с площадью сечения f = 0, 0196 м²

Подбираем жалюзийную решетку при устойчивости:

ƒ _жр = 0, 7 × 0, 0196 = 0, 0137 м².

Принимаем решетки размером 150х200 мм фирмы Dospel.

Определяем фактическую скорость воздуха по формуле:

V = L / (3600 * f₁)

f₁ – фактическая площадь сечения подобранного канала, м²

V = 60 / (3600 * 0, 0196) = 0, 85м/с

Определяем эквивалентный диаметр участка по формуле:

d_э = 2 * a * в / (а + в)

а, в – размеры воздуховодов и каналов

d_э = 2× 140 × 140/(140 + 140) =140 мм

По прил. 7 для скорости V=0, 85 м/с и диаметре d_э = 140 мм определяем удельные потери давления на трение R = 0, 1 Па/м и динамическое давление h_ω = 0, 45 Па.

Определяем потери давления в местных сопротивлениях, используя прил. 9.

Таблица 3

По прил. 9 определяем поправку на шероховатость материала воздуховода. Для кирпичного воздуховода при скорости движения воздуха V = 0, 85 м/с, интерполируя, получим β = 1, 41.

Определяем расчетные потери давления на участке 1-2 по формуле:

Dp = R× l× b+Sx× h_w, Па

∆ р_1-2 = 0, 1 × 10, 46 × 1, 41 + 4, 05 × 0, 45+1, 5 = 4, 8 Па

Аналогично определяется потери давления на других участках данной ветви: 2-3, 3-4, 4-5.

Результаты расчета представляются в табличной форме.

Суммарные потери давления по участкам данной ветви (от точки 1 до точки 5) Σ ∆ p = 7, 22 Па.

Расчетная плотность внутреннего воздуха определяется по формуле:

r_в = 353/(273+ t_р)

t_р – температура воздуха в помещении

r_в = 353/(273+ 19) = 1, 21 кг/м

Вычисляем располагаемое давление:

∆ P_е = h₁ × g × (r_н - r_в)

h₁ - высота воздушного столба, принимаемая от центра вытяжного отверстия (жалюзийной решётки) до центра вытяжной шахты, м

g – ускорение свободного падения, g = 9, 81 м/с².

∆ P_е = (15, 1 – 2, 3) × 9, 81 × (1, 27 - 1, 21) = 7, 534

Расчет одной ветви системы В4 сведен в таблицу.

Коэффициент запаса α = 7, 534/7, 22 = 1, 1. Поскольку коэффициент запаса должен быть в диапазоне 1, 1– 1, 15, то условие выполнено.

ЛИТЕРАТУРА

1. СП 131.13330.2012. Сторительная климатология.

2. СП 13330.2012. Тепловая защита зданий.

3. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты здания.

4. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

5. Задание к выполнению контрольной работы по дисциплине “Теплогазоснабжение и вентиляция” В.А. Антипин

6. Тихомиров К.В. Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1991 – 48 С.

7. Внутренние санитарно-технические устройства: В З.ч. 1. Отопление/ Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шмяжера- M.: Стройиздат, 1990 – 344с. — (Справочник проектировщика).

8. Внутренние санитарно- технические устройства: В 3ч. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 /Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И. Шиллера. — М.: Стройиздат, 1992. — 416с. (Справочник проектировщика).

9. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

10. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.: ил.