Курсовая работа “ Инженерное оборудование зданий ”.

Пример расчёта.

Спроектировать системы отопления и газоснабжения четырёхэтажного жилого дома.

Рисунок 1. План первого этажа.

Инженерное оборудование зданий - это комплекс технических устройств, обеспечивающих благоприятные (комфортные) условия быта, трудовой деятельности населения и технологических процессов в помещениях. Сюда относятся системы водоснабжения, газоснабжения, теплоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, канализации, средства мусороудаления, электрооборудование и другие виды внутреннего благоустройства. В курсовой работе требуется выполнить проектирование элементов системы отопления и газоснабжения жилого дома.

Системы отопления служат для создания и поддержания в холодный период года необходимых температур воздуха, регламентируемых соответствующими нормами, и обеспечивают, таким образом, тепловой режим помещений. Основными этапами при проектировании систем отопления являются: расчет теплового режима, выбор и конструирование системы, гидравлический расчет и расчет отопительных приборов.

1. Исходные данные.

Здание находится в городе Царицыне с ориентацией главного фасада на восток.

Высота этажа 3 м, высота световых проёмов – 1,8 м.

t_хп – средняя температура, °С, наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – таблица 1 [1], (для г. Царицына t_хп= - 25 С);

t_оп - средняя температура отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ниже +8 °С; (t_оп= - 2,2 С) – [1];

- продолжительность, сут., отопительного периода, ( =178 сут) [1];

А и Б – условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности наружного воздуха – рисунок 2 [1] совместно с таблицей 2 [2]. Для г. Царицына - А.

- температура внутреннего воздуха, принимается для рядовых помещений равной +20 °С (при температуре наружного воздуха t_хп  - 31°С, =+21 °С), для угловых помещений ещё на 2 °С выше – таблица 1 [3].

Параметры теплоносителя в системе отопления:

- температура воды, °С, в подающем трубопроводе (на входе в систему отопления дома), принимаем 95С;

- температура воды, °С, в обратном трубопроводе (на выходе из системы отопления дома), принимаем 70С.

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций.

Требования к теплозащитным качествам строительных конструкций характеризуются минимальным значением сопротивления теплопередаче . Согласно требованиям [2] величина сопротивления теплопередаче ограждающей строительной конструкции должна быть не менее требуемых значений , м²С/Вт, определяемых исходя из санитарно-гигиенических условий и условий энергосбережения.

, (1)

где: - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху – таблица 6 [2];

- расчетная температура, °C, внутреннего воздуха;

- расчетная зимняя температура, °C, наружного воздуха, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [1];

- нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и поверхностью ограждающей конструкции – таблица 5 [2,]. Для жилых зданий значения : для наружных стен 4,0 °C; покрытий и чердачных перекрытий 3,0 °C; перекрытий над подвалами и подпольями 2,0 °C;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²К), принимаемый по таблице 7 [2]. Для стен, полов, гладких потолков =8,7 Вт/(м²К).

Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены для г. Царицына составит.

м²С/Вт.

При определении по условиям энергосбережения значения определяются в соответствии прил. 2 в зависимости от назначения зданий и числа градусо-суток отопительного периода, °Ссут, вычисляемого по формуле:

, (2)

где: - средняя температура, °С, за отопительный период [1];

Z – продолжительность отопительного периода, сут. [1].

Требования к минимальным значениям сопротивления теплопередаче для жилых зданий приведены в таблице 4 [2].

Для г. Царицына ГСОП составит.

°Ссут.

Для наружных стен =2,776 м²С/Вт.

Для окон =0,446 м²С/Вт.

По таблице 5 [3] подбираем заполнение световых проемов – двухкамерный стеклопакет в одиночном переплете с зазором 6 мм.

Фактическое сопротивление теплопередаче =0,51 м²С/Вт.

Для чердачного перекрытия:

м²С/Вт.

(ГСОП) =3,678 м²С/Вт.

Для полов I этажа:

м²С/Вт.

(ГСОП) =3,678 м²С/Вт.

Далее задаются конструкцией стены или перекрытия и определяют толщину основного слоя или теплоизоляции, исходя из условия.

, (3)

где: - требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции (большее из двух значений определяемых исходя из санитарно-гигиенических условий и условий энергосбережения);

- фактическое сопротивление теплопередаче, м²К/Вт, стены или перекрытия, вычисляемое по формуле:

, (4)

где: - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²К), принимаемый по таблице 7 [2]. Для стен, полов, гладких потолков =8,7 Вт/(м²К);

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²К/Вт, определяемое по формулам (5) и (6);

коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²К):

- для наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными подпольями в северной строительно-климатической зоне =23 Вт/(м²К);

- для перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах =12 Вт/(м²К);

- для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли =6 Вт/(м²К).

Термическое сопротивление , м²К/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции определяется по формуле:

, (5)

где: - толщина слоя, м;

расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(мС), принимаемый по приложению Е [3].

Термическое сопротивление , м²К/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

, (6)

где: - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²К/Вт, определяемые по формуле (5).

Слои:

1 – железобетон ГОСТ 26633;

2 – теплоизолятор (пенополиуретан =80 кг/м³)

3 – кирпич пустотный облицовочный =1300 кг/м³. Рисунок 2. Конструкция наружной стены.

Термическое сопротивление стены определится.

, (7)

где: δ₁, δ₃, х_изол – соответственно толщина первого слоя до изоляции, третьего слоя после изоляции и искомая толщина изоляции, м;

λ₁, λ₃, λ_изол - расчетный коэффициент теплопроводности соответствующих слоёв, , Вт/(мК).

Исходя из того что получим.

, отсюда:

. (8)

;

.

Принимаем толщину теплоизоляции равную 0,12 м.

Определив толщину всех слоев, вычисляют фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции.

м²К/Вт.

Фактическое термическое сопротивление наружных ограждений, расчёт которых не производился, примем равным требуемому.