Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплогазоснабжение и вентиляция. Сборник задач. Учебное пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Томский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.А. Иванова
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ
Сборник задач
Учебное пособие
Томск
Издательство ТГАСУ
2025
2
УДК 697.1
ББК 31.252я73
И209
И209
Иванова, Е.А.
Теплогазоснабжение и вентиляция. Сборник задач : учеб-
ное пособие / Е.А. Иванова. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2025. – 84 с. – Текст : непосредственный.
ISBN 978-5-6051706-3-1
В учебном пособии приведены методические указания, приме-
ры расчетов и справочные материалы для решения задач по отоплению, вентиляции, горячему водоснабжению и газоснабжению зданий.
Учебное пособие предназначено для студентов очной формы
обучения по направлению 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений».
УДК 697.1
ББК 31.252я73
Рецензенты:
Колесникова А.В., канд. техн. наук, доцент кафедры «Теплога-
зоснабжение и инженерные системы в строительстве» ТГАСУ;
Дегтяренко А.В., канд. техн. наук, доцент, главный инженер,
начальник управления энергоэффективности ООО «Стройтехинновации ТДСК».
ISBN 978-5-6051706-3-1
© Томский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2025
© Иванова Е.А., 2025
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ..................................................................................................... 5
1. Общие сведения .................................................................................... 6
1.1. Определение термического сопротивления
ограждающей конструкции ................................................................... 6
1.2. Определение тепловых потерь здания .......................................... 7
1.2.1. Определение тепловых потерь через ограждающие
конструкции ...................................................................................... 8
1.2.2. Определение тепловых потерь на инфильтрацию ............ 11
1.2.3. Определение бытовых тепловыделений ............................ 12
1.3. Гидравлический расчет системы отопления ............................... 12
1.4. Расчет площади отопительных приборов
в однотрубных системах отопления ................................................... 14
1.5. Определение расчетных расходов воды ...................................... 18
1.6. Система вентиляции. Расчет размера
вентиляционных решеток .................................................................... 20
1.7. Аэродинамический расчет воздуховодов ................................... 21
1.8. Определение расхода газа ............................................................ 24
2. Примеры решения задач ................................................................... 26
3. Задания ................................................................................................. 52
3.1. Общие положения ......................................................................... 52
3.2. Практические задания ................................................................... 52
Список рекомендуемой литературы ................................................... 56
Приложение 1. Сопротивление передачи ограждающих
конструкций .............................................................................................. 57
Приложение 2. Температура внутреннего воздуха .............................. 57
Приложение 3. Климатические параметры района строительства ..... 58
Приложение 4. Коэффициент теплоотдачи .......................................... 58
Приложение 5. Коэффициент теплопроводности ................................ 59
Приложение 6. Условия эксплуатации ограждающих
конструкций .............................................................................................. 59
Приложение 7. Карта зон влажности .................................................... 60
Приложение 8. Значение коэффициента n, учитывающего
положение наружного ограждения по отношению к наружному
воздуху ....................................................................................................... 61
4
Приложение 9. Данные для гидравлического расчета систем
отопления .................................................................................................. 62
Приложение 10. Коэффициенты местных сопротивлений ξ
на участках трубопроводов ...................................................................... 65
Приложение 11. Потери давления на местные сопротивления Z ....... 66
Приложение 12. Теплоотдача труб ........................................................ 70
Приложение 13. Нормы расхода воды в зданиях ................................. 71
Приложение 14. Значение коэффициентов α и αhr в зависимости
от числа санитарно-технических приборов N, вероятности
их действия Р и использования Рhr при Р (Рhr) > 0,1 и N < 200 ............ 72
Приложение 15. Значение коэффициентов α и αhr в зависимости
от числа санитарно-технических приборов N, вероятности их
действия Р и использования Рhr при Р (Рhr) < 0,1
и любом числе N ....................................................................................... 73
Приложение 16. Коэффициенты местных сопротивлений ξ
на участках воздуховодов ........................................................................ 76
Приложение 17. Планы ........................................................................... 77
Приложение 18. Наружные стены ......................................................... 82
Приложение 19. Чердачное перекрытие ............................................... 83
Приложение 20. Перекрытие над подвалом ......................................... 83
5
ВВЕДЕНИЕ
Роль систем теплогазоснабжения и вентиляции в жизни
людей сложно переоценить, так как они затрагивают практически все аспекты современной жизни.
Теплоснабжение – это обеспечение зданий и помещений
тепловой энергией для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС). Тепло производится на ТЭЦ (теплоэлектро-
централь), в крупных котельных или в маленьких индивидуаль-
ных (квартирных) системах, а затем доставляется потребителям
с помощью теплоносителя по системе трубопроводов.
Газоснабжение – это поставка природного газа (в основном метана) по газопроводам для коммунально-бытовых и промышленных нужд.
Вентиляция – это организованный и регулируемый возду-
хообмен, предназначенный для поддержания параметров воздуха (чистоты, температуры, влажности) в помещении в пределах,
благоприятных для человека и его деятельности.
Теплогазоснабжение и вентиляция напрямую определяют
качество жизни, здоровье населения, экономическую стабильность и саму возможность жизни в городах, особенно в условиях
холодного климата. Их надежная и эффективная работа – одна
из ключевых задач любого государства.
Основная задача курса «Теплогазоснабжение и вентиля-
ция» – научить студентов проектировать, монтировать и обслуживать системы теплоснабжения, газоснабжения и вентиляции.
Специалисты в этой области должны обладать навыками анали-
за, наладки и контроля этих систем, обеспечивать их безопасность и энергетическую эффективность.
В учебном пособии рассматриваются основные положения
расчета отдельных элементов систем теплогазоснабжения и вентиляции. Приводится теоретический и практический материал
для выполнения заданий по данному курсу. Все расчеты выполнены в соответствии с современными методиками [1–8].
6
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Определение термического сопротивления
ограждающей конструкции
Перед расчетом тепловых потерь здания и проектировани-
ем системы отопления необходимо проверить ограждающие
конструкции на соответствие требованиям энергосбережения.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограж-
дающей конструкции, (м2˚С)/Вт, следует определять по формуле:
норм тр
о о p
,R R m=
(1)
где
тр
о
R
– базовое значение требуемого сопротивления теплопе-
редаче ограждающей конструкции, (м2˚С)/Вт, принимается в зависимости от градусо-суток отопительного периода (прил. 1);
mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства (mр = 1).
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), Ссут, сле-
дует определять по формуле:
( )
в о.п о.п
ГСОП ,t t z=−
(2)
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха в помещении,
˚С, принимается в соответствии с ГОСТ 30494–2011 (прил. 2);
z
о.п
– продолжительность отопительного периода, сут (прил. 3);
t
о.п
– средняя температура отопительного периода, ˚С (прил. 3).
Для жилых и административных помещений принимаем
температуру внутреннего воздуха минимальную из оптимальных.
По полученным значениям ГСОП определяем требуемое
сопротивление теплопередаче (прил. 1).
Сопротивление теплопередаче стен, перекрытий, покры-
тий, (м2˚С)/Вт, определяется по формуле:
о
вн
11
,
i
i
R= + +
(3)
7
где в – коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности
ограждения, принимаем 8,7 Вт/(м
2
·˚С);
н –
коэффициент тепло-
отдачи на наружной поверхности ограждения, Вт/(м2·˚С), при-
нимаем по прил. 4; i – толщина i-го слоя конструкции, м;
i – коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, Вт/(м·˚С),
принимаем по прил. 5 (параметры А или Б определяем по
прил. 6, 7).
Приравнивая правую часть уравнения (3) к выбранной ве-
личине
норм
о
R
, получим выражение для определения предвари-
тельной толщины слоя утеплителя, м:
норм
ут о ут
вн
11
i
i
xR
= − + +
. (4)
Вычисленное значение xут должно быть скорректировано
в соответствии с требованиями унификации конструкции ограждения. После скорректированного значения толщины уточняем
фактическое общее сопротивление теплопередаче
норм
ф
R
по фор-
муле (3).
Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции,
Вт/(м
2
˚С), определяется по формуле:
норм
ф
1
kR=
. (5)
1.2. Определение тепловых потерь здания
Расчетные теплопотери возмещаемые системой отопле-
ния Вт, вычисляются по формуле:
тп огр инф быт
,Q Q Q Q= + −
(6)
8
где Q
огр
– сумма потерь теплоты через ограждающие конструк-
ции здания, Вт; Q
инф
– расход теплоты на подогрев инфильтру-
ющегося воздуха, Вт;
быт
Q
– суммарные бытовые теплопоступ-
ления, Вт.
1.2.1. Определение тепловых потерь
через ограждающие конструкции
Тепловые потери через ограждающие конструкции поме-
щения, Вт, определяем по формуле:
( )
( )
огр в н
1,Q k t t Аn= − +
(7)
где k – коэффициент теплопередачи через наружные ограждения,
Вт/(м
2
·˚С); tв – расчетная температура воздуха в помещении, ˚С,
принимается в соответствии с ГОСТ 30494–2011 (прил. 2); tн – расчетная температура наружного воздуха, ˚С (прил. 3); А – расчетная
площадь ограждающей конструкции, м2; n – коэффициент, учиты-
вающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (прил. 8); ∑β – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.
Теплопотери через внутренние ограждения между смеж-
ными помещениями следует учитывать, если разница в температуре воздуха между ними превышает 3 С.
Перед расчетом необходимо начертить план этажа и про-
нумеровать помещения, начиная с верхнего левого угла по часо-
вой стрелке.
Расчетная площадь ограждающих конструкций А опреде-
ляется по правилам обмера, приведенным на рис. 1.1.
При проведении обмера поверхности ограждающих кон-
струкций помещения учитываются следующие параметры:
1. Длина наружных стен:
– для угловых помещений принимают по внешней поверх-
ности от наружных углов до осей внутренних стен (e);
– для рядовых (не угловых) помещений принимают по рас-
стоянию между осями внутренних стен (b).
9
m
n n
m
n
k
k
101
(201)
102
(202)
б)
нс
h
а)
нс
h
нс
h
Рис. 1.1. Правила обмера площадей ограждающих конструкций:
а – разрез здания; б – план этажа
2. Высота наружных стен:
– на первом этаже (в зависимости от конструкции пола): от
внешней поверхности пола, расположенного непосредственно
на грунте, или от нижнего уровня подготовки под конструкцию
пола на лагах, или от уровня нижней поверхности перекрытия
над холодным подпольем до уровня чистого пола второго этажа;
– на средних этажах – от поверхности пола этажа до по-
верхности пола вышерасположенного этажа (h
н.с
);
– на верхнем этаже – от поверхности пола до верха утеп-
лителя конструкции чердачного перекрытия или до пересечения
внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью
покрытия при отсутствии чердака.
3. Площадь поверхности внутренних стен:
– по планам измеряют длину стен от внутренней поверх-
ности наружных стен до осей внутренних стен или между осями
внутренних стен;
– по разрезам – высоту стен от поверхности пола до по-
верхности потолка.
e
b
b
b
d
d
e
h
н.с
h
н.с
h
н.с
а
б
10
4. Площадь окон, дверей, ворот и световых фонарей; опре-
деляют по наименьшим размерам строительных проемов.
5. Площадь полов и потолков; измеряют между осями
внутренних стен (b) и между внутренней поверхностью наружных стен до осей внутренних стен (d).
Принимаются добавочные потери теплоты через ограж-
дающие конструкции:
1. На ориентацию ограждения по сторонам горизонта для
всех наружных вертикальных и наклонных ограждений (рис. 1.2).
С
Ю
З В
С-В
Ю-ВЮ-З
С-З
0,1
0,05
0,05
0
Рис. 1.2. Значения коэффициента добавок на ориентацию
2. В угловых помещениях жилых зданий температуру
внутреннего воздуха принимают на 2 С больше нормируемой;
в помещениях, административных зданий, обращенных на любую из сторон света, – в размере 0,13.
3. В здание может проникать холодный воздух через вхо-
ды, не оборудованные воздушно-тепловыми завесами. При высоте здания h
н.с
, м, от средней планировочной отметки земли до
верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья
шахты значение для двойных дверей без тамбура должно составлять 0,34h
н.с
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]