Министерство образования и науки Украины

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ПРИРОДООХРАННОГО И КУРОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы

по дисциплине

«Инженерное оборудование зданий»

для студентов специальности Архитектура

всех форм обучения

Симферополь 2010

Теплогазоснабжение и вентиляция: методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Инженерное оборудование зданий» для студентов специальности Архитектура всех форм обучения / Сост. Дихтярь Т.В. – Симферополь: НАПКС, 2010 – 16 с.

Одобрено и рекомендовано к печати на заседании учебно-методической комиссией факультета Водных ресурсов и энергетики Национальной академии природоохранного и курортного строительства.

Протокол «__» от __ _____________2010 г.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Протокол «__» от __ _____________2010 г.

Составитель: Дихтярь Т.В., доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС.

Рецензент: Зайцев О.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС.

Николенко И.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой водного хозяйства и санитарной техники НАПКС.

Ответственный за выпуск:

О.Н. Зайцев, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции НАПКС.

Введение

Водоснабжение, канализация и инженерное оборудование являются системами и сооружениями жизнеобеспечения зданий, предприятий и населенных мест, без которых невозможно нормальное развитие цивилизованного общества и современного производства. Правильное решение инженерных задач в значительной степени определяет уровень благоустройства населенных мест, жилых, общественных и промышленных зданий.

В условиях научно-технического прогресса дальнейшее развитие водопроводно-канализационного хозяйства и инженерніх систем приобретает существенное значение для выполнения программы строительства во всех регионах страны. Особенно это ощущается при разработке и осуществлении мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.

Задание № 1 Теплоснабжение и горячее водоснабжение

При проектировании сетей теплоснабжения и горячего водоснабжения принята система подачи воды от центрального теплового пункта (ЦТП), расположенного на территории микрорайона. ЦТП размещен в отдельном зданий, где находится система отопления и горячего водоснабжения с подпиточными и циркуляционными насосами, водомерами, счетчиками тепла, насосами для повышения напора холодной воды.

Сети теплоснабжения в соответствии с требованиями СНИП 2.04.07-86, прокладывают в непроходных каналах не ближе 2 до от зданий для теплосети на глубине не менее 0,7 м. Трубы покрываются изоляцией и прокладываются в утеплителе, выполненном из рулонного теплопластика или стеклотекстолита.

Трубы применяют стальные ГОСТ-10704-92, ГОСТ 8734-75.

В местах установки арматуры устраивают теплофикационные камеры.

Таблица 1

Исходные данные

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Общая площадь всех зданий А, м2	3400	3500	3600	3700	3800	3900	4000	4100	4200	4300
Количество человек m	3500	3400	3600	3900	3700	4000	3800	3400	4100	4200

Диаметры труб сети теплоснабжения определяют по максимальному расходу на отопление:

G = 3,6 Q_0max / C (T₁-T₂), кг/ч

где Q_0max – максимальный тепловой поток на отопление, Вт

Q_0max = q_o А (1+k),

где q_o = 34 – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м² общей площади, Вт;

А – общая площадь всех зданий, м²;

k = 0,25 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий;

Т₁, Т₂ – температура воды в подающем и обратном трубопроводе, 105^оС и 70^оС соответственно;

С = 4,187 кДж/(кг^.К) – удельная теплоемкость воды

По полученным значенням (табл. 2) находим диаметр труб, принимая оптимальную скорость.

Диаметр труб на горячее водоснабжение подбираем по максимальному расходу горячей воды:

G = 3,6 Q_max / C (T₁-T₃), кг/ч

где Q_max – максимальный расход на горячее водоснабжение, Вт

Q_max = q_h ^.m,

где m – количество человек;

q_h = 50 – укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на 1 человека, Вт;

С = 4,187 кДж/(кг^.К) – удельная теплоемкость воды;

Т₁ = 105^оС – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети;

Т₃ = 30^оС – температура воды водоподогревателя горячего водоснабжения.

По расходам подбирается диаметр трубопровода (табл. 2), принимая оптимальные скорости.

Таблица 2

Удельные потери давления в трубопроводах водяных тепловых сетей

G, т/ч

DH x S, мм

45х2,5

57х3,5

70х3,5

89х3,5

108х4

133х4

ω, м/с

R, кгс/м2.м

ω, м/с

R, кгс/м2.м

ω, м/с

R, кгс/м2.м

ω, м/с

R, кгс/м2.м

ω, м/с

R, кгс/м2.м

ω, м/с

R, кгс/м2.м

3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,2 4,4 4,6

0,81 0,83 0,85 0,88 0,9 0,92 0,97 1,02 1,06

32,6 34,4 36,4 38,4 40,4 42,5 46,9 51,4 56,2

0,52 0,53 0,55 0,56 0,58 0,59 0,62 0,65 0,68

9,88 10,4 11 11,6 12,3 12,6 14,2 15,6 17,7

0,27 0,28 0,29 0,29 0,3 0,31 0,33 0,34 0,36

1,82 1,92 2,02 2,13 2,22 2,33 2,48 2,81 3,07

0,19 0,2 0,2 0,21 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25

0,71 0,75 0,79 0,83 0,88 0,92 1,01 1,11 1,21

0,13 0,13 0,14 0,14 0,14 0,15 0,16 0,16 0,17

0,27 0,28 0,29 0,31 0,33 0,34 0,38 0,41 0,45

0,1 0,11

0,13 0,14

Задание № 2 Газоснабжение

Газ в здания подается по газопроводам вводам от распределительного трубопровода до отключающего устройства возле здания. Прокладку сети можно вьполнять подземной, наземной и надземной. Для населенных пунктов в частности для жилых микрорайонов применяют подземную прокладку в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-86, укладывая безшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78 или электросварные ГОСТ 10704-91 стальные труби. Глубина прокладки труб не менее 0,8 м от верха труб, минимальный диаметр труб 50 мм. Газопровод прокладывают параллельно зданиям на расстоянии от фундамента не ближе 2м - для газопровода низкого давления и не ближе 5м, для газопровода среднего давления.

В местах установки запорной арматуры сооружают водонепроницаемые колодцы. При пересечении с другими коммуникациями газопровод укладывают в металлический футляр, выходящий на 2-5м в обе сторони от пересечения. Газопроводы в местах входа и выхода из земли заключают в футляр.

Таблица 3

Исходные данные

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
qnom	0,9	1,15	0,75	1,25	0,8	0,65	1	1,2	0,95	0,85
Число картир	40	45	50	55	60	65	70	80	90	100

Диаметр труб принимается в зависимости от расхода газа. Расход газа к одному дому на хозяйственно-питьевые нужды при нормальних условиях т.е. давление 0,1 ІМПа и 0° С определяется:

Q = q_nom^.n^.k, м³/ч

где q_nom - номинальный расход газа от прибора, определяется по паспорту или по техническим характеристикам, м³/ч;

n - общее число приборов;

k - коэффициент одновременности, зависящий от количеста картир (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент одновременности

Число квартир	40	50	60	70	80	90	100
k	0,23	0,215	0,203	0,195	0,192	0,187	0,185

Задание № 3 Отопление

Выполнить теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания.

Рис. 1. Схема ограждающих конструкций

Таблица 5

Исходные данные

Вариант	Город	Назначение здания	Ограждающие конструкции	Номер слоя
				1	2	3	4	5
1	Киев	Гражданские и административные	Стеновые конструкции
2
3	Донецк
4		Жилые
5	Харьков		Чердачные перекрытия
6		Дошкольные заведения
7	Суммы
8			Подвальные перекрытия
9	Львов	Лечебные заведения
0

1. Определение термического сопротивления конструкции:

R_Σ = R_в+R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R_н ,

где R_в - термическое сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности ограждения, м^2.К/Вт;

R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ – термические сопротивления отдельных слоев ограждения, м^2.К/Вт;

R_H - термическое сопротивление теплоотдаче с наружной поверхности ограждения, м^2.К/Вт.

1.1 Вычисление термического сопротивления теплоотдаче на поверхностях ограждения.

- Внутренней:

где α_в - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения, Вт/м^2.К, принимаемый в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (табл. 6).

- Наружной:

где α_н - коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности ограждения для зимних условий, Вт/м^2.К, принимаемый в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (табл. 6).

Таблица 6

Расчетные значения коэффициентов теплоотдачи внутренней α_в и внешней α_н поверхностей ограждающих конструкций

Тип конструкции	Коэффициент теплоотдачи,
	αв	αн
Наружные стены, потолки, покрытия, перекрытия над проездами плоские и с ребрами	8,7	23
Перекрытия чердачные и холодные подвалы	8,7	12
Перекрытия над холодными подвалами и техническими этажами	8,7	6

1.2. Определение термического сопротивления отдельных слоев ограждения, исключая слой утеплителя:

где δ- толщина конструктивного слоя ограждения, м;

λ - коэффициент теплопроводности конструктивного слоя ограждения, Вт/м^.К (табл. 7).

Таблица 7

Теплофизические показатель строительных материалов

№	Наименование материала	λ, Вт/м.К
1	2	3
1	Железобетон	2,04
2	Пемзобетон	0,68
3	Цементно-песчаный раствор	0,93
4	Сложный раствор (песок, известь, цемент)	0,87
5	Известково-песчаный раствор	0,81
6	Цементно-шлаковый раствор	0,64
7	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	0,21
8	Кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе	0,81
9	Кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе	0,76
10	Кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе	0,87

1	2	3
11	Кирпичная кладка из кирпича керамического пустотного на цементно-песчаном растворе	0,64
12	Облицовка гранитом, гнейсом и базальтом	3,49
13	Дуб поперек волокон	0,23
14	Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем	0,07
15	Плиты на синтетическом и битумном связующих	0,11
16	Плиты полужесткие минералоатные на крахмальном связующем	0,06
17	Пенополистирол	0,05
18	Пенополиуретан	0,05
19	Перлитопластлбетон	0,06
20	Рубероид, пергамин, толь	0,17
21	Линолеум поливинилхлоридный многослойный	0,38
22	Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове	0,35

2. Определение минимально допустимого значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R_min в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (табл. 8).

Для наружных ограждающих конструкций отапливаемых зданий и сооружений обязательно выполнение условия:

Таблица 8

Минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций жилых и гражданских зданий

№	Вид ограждающей конструкции	Rmin
1	Внешние стены	2,8
2	Покрытия и перекрытия неотапливаемых чердаков	4,95
3	Перекрытия над неотапливаемыми подвалами	3,75

3. Определение термического сопротивления слоя утеплителя:

R₃ = R_min - (R_в+R₁+R₂+R₄+R₅+R_н)

4. Определение толщины слоя утеплителя:

Расчетное значение толщины слоя утеплителя округляется до ближайшего большего нормативного типоразмера теплоизоляционных изделий с точностью до 0,01 м.

5. Уточнение термического сопротивления для принятой толщины слоя утеплителя:

При этом уточненное термическое сопротивление конструкции составит:

R_Σ = R_в+R₁+R₂+R₃+R₄+R₅+R_н ,

6. Определение допустимого по санитарно-гигиеническим требованиям перепада между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Δt_cz в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (табл. 9).

Таблица 9

Допустимый по санитарно-гигиеническим требованиям перепад между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Δt_cz , ^оC

Назначение здания	Вид ограждающей конструкции
	Стены наружные	Покрытия и перекрытия чердаков	Перекрытия над проездами и подвалами
Жилые здания, детские учреждения, школы интернаты	4,0	3,0	2,0
Гражданские здания, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом	5,0	4,0	2,5

7. Определение расчетного температурного перепада Δt_np между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

где п – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху в соответствии с ДБН В.2.6.-32:2006 (табл. 10);

t_в - температура внутреннего воздуха (табл. 11);

t_н - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (табл. 12).

Таблица 10

Значение коэффициента n, учитывающего положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

Ограждающие конструкции	n
Наружные стены и покрытия, чердачные перекрытия с кровлей из штучных материалов, перекрытия над проездами	1
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75

Таблица 11

Расчетные значения температуры воздуха помещений

Назначения зданий	Расчетная температура внутреннего воздуха tв.,°C
Жилые	20
Гражданские и административные	20
Лечебные и детские учебные заведения	21
Дошкольные заведения	22

Таблица 12

Расчетные значения наружной температуры воздуха

Город	Расчетная температура наружного воздуха tн.,°C
Донецк	-23
Киев	-22
Львов	-19
Суммы	-24
Харьков	-23

Расчетный температурный перепад Δt_np между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать допустимый:

8. Определение коэффициента теплопередачи наружной ограждающей конструкции:

Задание № 4 Водоснабжение

Расход воды для принятой системы водоснабжения здания определяют с учетом удовлетворения нужд всех водопотребителей, норм и режима водопотребления.

Расход воды в единицу времени на потребителя (одного человека, единицу изготовляемой продукции, единицу установленного оборудования), так называемые нормы водопотребления, весьма различны и зависят от ряда факторов: степени благоустройства зданий, климатических условий, требований технологии.

Потребление воды в зданиях обычно неравномерно не только в течение года, месяца, недели, но и в течение суток, часа и более короткого времени. Режим водопотребления, т. е. изменение суточных или часовых расходов воды, может быть представлен в виде ступенчатых или интегральных графиков и оцениваться коэффициентами неравномерности, представляющими собой отношение максимальных расходов к средним.

Максимальный суточный расход хозяйственно-питьевой воды в жилых зданиях, м³/сут, определяют по формуле:

,

где =230 л/с — норма максимального потребления воды на одного жителя;

u — расчетное число жителей в здании, приближенно равное отношению всей жилой площади к норме площади на одного человека (табл. 1);

К_сут — коэффициент суточной неравномерности, для жилых зданий равный 1,1-1,3.

Список литературы

1. Кедров В.С. Санитарно – техническое оборудование зданий / В.С. Кедров, Е.Н. Ловцов – М.: Стройиздат, 1989 г.

2. Справочник проектировщика "Внутренние санитарно-технические устройства. Ч 1. "Отопление" / [В.Н. Богословский, Б.А. Круглов, А.В. Сканави и др.]. - М.: Стройиздат, 1990 г.

3. Изменение №1 к СНи11 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" К Госкомградостроительства Украины, 1998 г.

4. Изменение №1 к СНиП П-3-79** "Строительная теплотехника"

5. Щекин Р.В. Справочник по теплоснабжению и вентиляции", ч. 2 / Щекин Р.В. - Киев, 1976 г.

3

10

4

9

5

8

6

7