19

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Расчетно-пояснительная записка

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

Работу выполнил: Данилова Н.А.

студент группы 9-П-III

Номер зачетной книжки: 07251

Подпись_____________ Дата_______

Руководитель работы: Суханова И.И.

Проект защищен с оценкой________

________________________________

г. Санкт-Петербург

2010 г.

Исходные данные

Толщина внутренних ограждений:

-капитальных стен: 400 мм;

-перегородок: 150 мм;

-межэтажных перекрытий: 150 мм;

Климатические характеристики города и расчётные параметры наружного воздуха:

-Город: Арзамас;

-Влажностные условия эксплуатации ограждений зданий (по СНиП II-3-79*): Б;

-Расчётная температура наружного воздуха (по СНиП 23-01-99): t_ext = -32 °C;

-Продолжительность отопительного периода (по СНиП 23-01-99): z_ht = 216 сут.;

-Средняя температура воздуха отопительного периода (по СНиП 23-01-99): t_ht = -4,7 °C;

Вариант планировки здания, системы отопления и географической ориентации главного фасада здания:

-Вариант плана 1-го этажа: 1;

-Этажность здания: 5;

-Высота этажа (от пола до пола следующего этажа): 3,0 м;

-Высота подвала (от пола подвала до пола 1-го этажа): 1,9 м;

-Величина располагаемого давления на входе в систему отопления: 7000 Па;

-Характеристика системы отопления:

Однотрубная;

С нижней разводкой ;

С попутным движением теплоносителя;

-Ориентация главного фасада: СВ;

Варианты конструкции наружных ограждений:

-Наружной стены: 2;

-Чердачного перекрытия: 2;

-Перекрытия над неотапливаемым подвалом: 2;

Характеристики строительных материалов (ρ – плотность в сухом состоянии, кг/м³; λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)):

-Основной конструктивный слой наружной стены – плотный силикатный бетон, ρ = 1800 кг/м³, λ = 1,16 Вт/(м·°С);

-Теплоизоляционный слой наружной стены – пенополиуретан, ρ = 75 кг/м³, λ = 0,03 Вт/(м·°С);

-Теплоизоляционный слой чердачного перекрытия – ROCK WOOL (маты), ρ = 50 кг/м³, λ = 0,047 Вт/(м·°С);

-Теплоизоляционный слой перекрытия над подвалом – пенополистирол, ρ = 40 кг/м³, λ = 0,05 Вт/(м·°С);

-Облицовочный слой наружной стены – кирпич керамический пустотелый одинарный, ρ = 1200 кг/м³, λ = 0,42 Вт/(м·°С);

-Пароизоляция – пергамин (ГОСТ 2697), ρ = 600 кг/м³, λ = 0,17 Вт/(м·°С);

-Покрытия для полов – дуб поперёк волокон (ГОСТ 9462, 2695), ρ = 700 кг/м³,λ = 0,23 Вт/(м·°С); доски, ρ = 600 кг/м³, λ = 0,16 Вт/(м·°С)

Остальные слои наружных ограждений:

железобетон, ρ = 2500 кг/м³, λ = 2,04 Вт/(м·°С);

сложный раствор (песок, известь, цемент) - ρ = 1700 кг/м³, λ = 0,87 Вт/(м·°С);

известково-песчаный раствор, ρ = 1600 кг/м³, λ = 0,81 Вт/(м·°С).

1. Теплотехнический расчёт наружных ограждений

Наружная стена:

1) Строительные материалы

2 3 4 1 – внутренняя штукатурка – известково-песчаный

1 раствор

ρ = 1600 кг/м³

λ = 0,81 Вт/(м·°С)

2 – основной конструктивный слой - бетон

ρ = 1800 кг/м³

λ = 1,16 Вт/(м·°С)

3 – теплоизоляционный слой - пенополиуретан

ρ = 75 кг/м³

λ = 0,03 Вт/(м·°С)

4 – облицовочный кирпич - керамический пустотелый

одинарный

ρ = 1200 кг/м³

λ = 0,42 Вт/(м·°С)

20 140δ_x 120

2) Градусо-сутки отопительного периода:

D_d = (t_int - t_ht) z_ht = (21 + 4,7)·216 = 5551 °C·сут

t_int = 21 °C – расчётная средняя температура внутреннего воздуха, °C, принимаемая для жилых зданий по минимальному значению оптимальной температуры (т.к. t_ext = -32 °C)

3) Нормируемое значение приведённого сопротивления теплопередаче наружной стены:

R_req = aD_d + b = 0,00035·5551 + 1,4 = 3,343 м²·°C/Вт

4) Минимальная толщина теплоизоляционного слоя:

δ_x^факт = 0,09 м

где α_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (СНиП 23-02-2003), Вт/(м·°С);

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, Вт/(м·°С);

λ₁, λ₂, ... λ_x, ... λ_n – коэффициенты теплопроводности материалов, Вт/(м·°С);

δ ₁, δ ₂, ... δ _x, ... δ _n – толщины отдельных слоёв конструкции ограждения, м;

R_x – сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя в ограждающей конструкции м·°С/Вт;

R_В.П. – сопротивление теплопередаче замкнутой воздушной прослойки, м·°С/Вт

5) Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены, с учётом принятой толщины теплоизоляционного слоя:

Где

6) Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены:

где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих контрукций по отношению к наружному воздуху

7) Коэффициент теплопередачи наружной стены:

8) Общая толщина наружной стены:

δ_НС = δ₁ + δ₂ + δ₃ + δ₄ = 0,02 + 0,14 +0,09 + 0,12 = 0,37 м

Чердачное перекрытие

1) Строительные материалы

5 10 1 – известково-песчаная штукатурка

4δ_x ρ = 1600 кг/м³

3 5 λ = 0,81 Вт/(м·°С)

2 – железобетонная плита

2 100 ρ = 2500 кг/м³

1 10 λ =2,04 Вт/(м·°С)

3 – пароизоляция – пергамин (ГОСТ 2697)

ρ = 600 кг/м³

λ = 0,17 Вт/(м·°С)

4 – теплоизоляционный слой – ROCK WOOL (маты)

ρ = 50 кг/м³

λ = 0,047 Вт/(м·°С)

5 – цементная стяжка

ρ = 1700 кг/м³

λ = 0,87 Вт/(м·°С)

2)Нормируемое значение приведённого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия:

R_req = (aD_d + b)n = (0,00045·5551 + 1,9)·0,9 = 3,958 м²·°C/Вт

3) Минимальная толщина теплоизоляционного слоя:

δ_x^факт = 0,18 м

4) Фактическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, с учётом принятой толщины теплоизоляционного слоя:

5) Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности чердачного перекрытия:

6) Коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия:

8) Общая толщина чердачного перекрытия

δ_ПТ = δ₁ + δ₂ + δ₃ + δ₄ + δ₅ = 0,01 + 0,1 +0,005 + 0,18 + 0,01 = 0,305 м

Перекрытие над неотапливаемым подвалом:

1) Строительные материалы

5 20 1 – железобетонная плита

4 40 ρ = 2500 кг/м³

3 30 λ =2,04 Вт/(м·°С)

2δ_x 2 – теплоизоляционный слой -

1 пенополистирол

100 ρ = 40 кг/м³

λ = 0,05 Вт/(м·°С)

3 – воздушная прослойка

4 – доски

ρ = 600 кг/м³

λ = 0,16 Вт/(м·°С)

5 – паркет (дуб поперёк волокон, ГОСТ 9462, 10632)

ρ = 700 кг/м³

λ = 0,23 Вт/(м·°С)

2)Нормируемое значение приведённого сопротивления теплопередаче перекрытия над неотапливаемым подвалом:

R_req = (aD_d + b)n = (0,00045·5551 + 1,9)·0,75 = 3,298 м²·°C/Вт

3) Минимальная толщина теплоизоляционного слоя:

δ_x^факт = 0,13 м

4) Фактическое сопротивление теплопередаче перекрытия над неотапливаемым подвалом, с учётом принятой толщины теплоизоляционного слоя:

5) Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности перекрытия над неотапливаемым подвалом:

6) Коэффициент теплопередачи перекрытия над неотапливаемым подвалом:

8) Общая толщина наружной стены

δ_ПЛ = δ₁ + δ₂ + δ₃ + δ₄ + δ₅ = 0,1 + 0,13 +0,03 + 0,04 + 0,02 = 0,320 м

Наружная дверь.

Приведённое сопротивление теплопередаче:

Общий коэффициент теплопередачи:

Окна и светопрозрачная часть балконных дверей.

Приведённое сопротивление теплопередаче:

R_req = aD_d + b = 0,000075 · 5551 + 0,15 = 0,566 м·°С/Вт

Выбираем двойное остекление с селективным твёрдым покрытием в раздельных переплётах, R₀ = 0,57 м·°С/Вт

Глухая часть балконных дверей

R_req = 1,5·R_req(ок) = 1,5 · 0,57 = 0,855 м·°С/Вт

Результаты теплотехнического расчёта наружных ограждений здания

Наименование ограждения		Условное обозначение	Общая толщина ограждения δогр, м	R0факт, м·°С/Вт	kогр, Вт/(м·°С)
Наружная стена		НС	0,370	3,590	0,279
Чердачное перекрытие		Пт	0,305	4,129	0,242
Перекрытие над подвалом		Пл	0,320	3,344	0,299
Окно		ОК	-	0,570	1,754
Балконная дверь	Светопрозрачная часть	БД	-	0,570	1,754
	Глухая часть		-	0,855	1,170
Наружная дверь		НД	-	0,914	1,097

Q_огр = А·(t_int – t_ext)·(1+Σβ)·n·k;

ΣQ_огр – сумма потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции данного помещения.

Q_инф = 0,3ΣQ_огр

Q_быт – количество теплоты, которое выделяется в процессе жизнедеятельности в комнатах и кухнях жилых домов, принимается не менее 10 Вт на 1 м² площади пола помещения;

Q_пом = ΣQ_огр + Q_инф – Q_быт.

Потери теплоты помещениями всего здания:

Q_зд = ΣQ_пом = 48630 Вт

Удельный (на 1 м² отапливаемой площади пола квартир или полезной площади помещений) расход тепловой энергии на отопление здания:

где А_h – сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода:

где β_пот – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты системой отопления.