Отопление жилого дома

Отопление жилого дома

Отопление жилого дома

1. Задание

Отопление предназначено для поддержания в объёме помещения и на внутренних поверхностях наружных ограждений расчётных температурных параметров

Система отопления - комплекс оборудования для выработки, перемещения и передачи в помещение расчётного количества теплоты. Основными конструктивными элементами систем отопления являются источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы.

Существует множество видов систем отопления: водяная, паровая, воздушная, газовая, электрическая и печное отопление.

Требования к системе отопления:

1.    Санитарно-гигиенические:

- система отопления во всём объёме помещения должна поддерживать расчётную температуру;

температура поверхности нагревательных приборов не должна превышать 80-85 ^оС.

2.    Архитектурно-строительные: удобство, интерьер, минимальная площадь.

.      Монтажные: унифицированная система отопления.

.      Экономические: минимальные строительные и эксплуатационные затраты.

.      Эксплуатационные:

- система должна быть подвержена наладке и регулированию в процессе работы;

должна подавать во все помещения расчётное количество теплоты при изменении температуры наружного воздуха, т.е. она должна быть подвержена как качественному, так и количественному регулированию.

В жилых и общественных зданиях должна поддерживаться температура внутреннего воздуха, исходя из санитарно-гигиенических требований.

2. Теплотехнический расчёт

2.1 Наружная стена

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяем по одной из формул (в расчёте используется большее значение):

  (1)

где n - коэффициент, применяемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

t_в - расчётная температура внутреннего воздуха, ⁰С, принимаемая согласно нормам проектирования соответствующих зданий;

t_н - расчётная зимняя температура наружного воздуха, ⁰С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; для Твери t_н= - 32 ⁰С;

 - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.

Для наружной стены имеем:

, , .

В целях повышения теплозащитных качеств ограждающих конструкций, исходя из технико-экономических условий, согласно ГСОП, определяем термическое сопротивление по формуле:

 (2)

где  ,  - средняя температура, ⁰С, и продолжительность, сут., отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ⁰С.

 ⁰С сут

Согласно [4] в зависимости от назначения помещения и наружного ограждения определяем термическое сопротивление:

Принимаем  .

Термическое сопротивление для слоя или однородной ограждающей конструкции определяют по формуле:

 (3)

где  - толщина слоя, м;

 - расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, .

Состав стены:

1.      штукатурка d_шт = 0.02 м, l_шт = 0.93 Вт/м⁰С (п. 72, прил3*, л. 4);

2.      кирпич глиняный  м, l_к = 0.81 Вт/м⁰С (п. 87, прил3*, л. 4);

.        утеплитель (минеральная вата) l_ут = 0.07 Вт/м ⁰С (п. 72, прил3*, л. 4);

Для наружной стены имеем:

 (4)

где    - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (для зимних условий), ;

 м.

.2 Пол над неотапливаемым подвалом

Имеем ;  ; n = 0.75;

Состав:

.        железобетонная плита (принимаем R_ж/б = 0,156 )

.        утеплитель  

.        дощатый настил м,  

.        пароизоляция м,  

Требуемое сопротивление теплопередаче по формуле (1) равно:

Принимаем:  .

Вычисляем толщину утеплителя по формуле (4):

м

Суммарная толщина пола: м

.3 Безчердачное перекрытие

Состав:

.        железобетонная плита (R_ж/б = 0,22 )

.        пароизоляция  м,  

.        стяжка из цементно-песчаного раствора  ,  м

.        гидроизоляция  м,  

Принимаем n=1,0; ;  ;  

Принимаем:  , тогда толщина утеплителя равна:

Принимаем  м

.4 Окна

По [4] для двойного остекления принимаем  . Принимаем обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из обычного стекла R_o = 0.53 . Тогда имеем:  

.5 Наружная дверь

.6 Лестничная клетка

3. Определение теплопотерь через ограждения

Общие потери теплоты помещением через наружные ограждения определяются суммированием потерь теплоты через ограждающие конструкции:

(5)

где  - расчётная площадь ограждающей конструкции, м²

 - расчётная температура воздуха помещения, ;

 - расчётная температура наружного воздуха, равная температуре холодной пятидневки при расчёте потерь теплоты через наружные ограждения или температуре воздуха более холодного смежного помещения при расчёте потерь теплоты через внутренние ограждения,

 - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;

 - коэффициент учёта положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху [4].

Расчётные площади ограждающих конструкций вычисляют с точностью до 0,1 м², соблюдая правила обмера ограждений по планам и разрезам здания.

Для определения площади наружных стен измеряют: по планам - длину стен угловых помещений по внешней поверхности от наружных углов до осей внутренних стен, неугловых помещений - между осями внутренних стен; по разрезам - высоту стен на первом этаже: от нижней поверхности перекрытия над холодным подвалом до уровня чистого пола второго этажа; на средних этажах: от поверхности пола одного этажа до поверхности пола следующего; на верхнем этаже: от поверхности пола до верха конструкции чердачного перекрытия.

Площади окон, дверей определяют по наименьшим размерам строительных проёмов.

Расчётную температуру воздуха помещений принимают по нормам проектирования соответствующих зданий. В приложении 4 [1] приведены значения расчётных температур  для помещений жилых зданий. Там же указаны нормативные документы, согласно которым принимаются значения  для общественных зданий различного назначения [2]. В угловых помещениях квартир температура воздуха должна приниматься на 2 выше указанной в [2].

Расчётную температуру наружного воздуха принимают по [1] с коэффициентом обеспеченности 0,92, равную температуре наиболее холодной пятидневки.

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции помещений любого назначения следует принимать в долях от основных потерь:

a)    Для помещений в зданиях любого назначения для наружных вертикальных стен, дверей и окон, обращённых на север, восток, северо-восток и северо-запад, - в размере 0,1, на юго-восток и запад - в размере 0,05; для общественных, административно-бытовых зданий при наличии двух наружных стен и более - соответственно 0,15 и 0,1;

b)      Для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 и ниже (параметры Б) - в размере 0,05;)   Для наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, в размере:

0,2 Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

,27 Н - для двойных дверей с тамбурами между ними;

,34 Н - для двойных дверей без тамбура;

,22 Н - для одинарных дверей;

d)    Для помещений общественных зданий (кроме лестничных клеток) высотой более 4 м суммарные теплопотери (с учётом всех добавок) увеличивают на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м, но не более чем на 15%.

Теплопоступления в помещения.

Тепловой поток, регулярно поступающий в комнаты и кухни жилых домов от освещения, людей и других источников следует принимать в количестве 10 Вт на 1 м² площади пола. Эти тепловыделения (бытовые) следует вычитать из суммарных теплопотерь помещений:

 (6)

Составление тепловых балансов помещений.

Тепловой баланс определяется для каждого помещения и лестничных клеток. Расчёт тепловых балансов сводится в таблицу 1.

В графу 1 вносят номера отапливаемых помещений. Нумерацию подвальных помещений начинают с №101, второго - с №201 и т.д. Лестничные клетки нумеруются буквами ЛК1 и т.д. и определяют теплопотери не по отдельным этажам, а сразу по всей высоте клеток.

Для обозначения ограждений (графа 4) приняты следующие сокращения: наружная стена - НС; внутренняя стена - ВС; окно с двойным остеклением - ОД; окно с одинарным остеклением - ОС; пол над подвалом - ПЛ; покрытие или перекрытие - ПТ; дверь одинарная - ДО; дверь двойная - ДД.

В графу 5 вносят направление стороны горизонта, на которое ориентировано ограждение (С, СВ, ЮВ, Ю и т.д.).

В графу 6 вносят линейные размеры ограждений в соответствии с правилами обмера с точностью до 0,1 м. При наличии в одном помещении нескольких однотипных ограждений указывают их количество.

При определении площади наружных стен (графа 7), имеющих оконные проёмы, а так же внутренних стен с дверными проёмами площади окон и дверей не вычитают из площади стен. Площадь наружной стены с дверью определяется, как разность площадей стены и наружной двери.

Расчётные коэффициенты теплопередачи (графа 10) для окон и внутренних дверей определяются как разность между их действительными коэффициентами теплопередачи и коэффициентами теплопередачи стен. Коэффициент теплопередачи наружной двери принимается согласно требованиям [4].

В графу 11 вносят основные теплопотери через ограждения.

В графу 14 вносится коэффициент учёта добавочных потерь теплоты . Здесь  - суммарные добавочные потери теплоты для каждого ограждения.

В графу 15 вносят значения теплопотерь через каждое ограждение, определяемые по формуле. Суммируя эти значения, получают общие теплопотери каждым помещением.

Значения расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещения наружного воздуха вносят в графу 16.

При наличии в помещении тепловыделений, , их значения вносят в графу 17.

В графу 18 вносят результаты составления тепловых балансов по каждому помещению.

Тепловая мощность системы отопления здания определяется суммированием значений мощностей отопительных установок отдельных помещений из графы 18.

Поскольку в системах отопления неизбежны бесполезные потери теплоты (в трубопроводах, проходящих по неотапливаемым помещениям или прислонённых и встроенных в конструкции наружных ограждений, в узле теплового ввода и других элементах системы) необходимо определить установочную тепловую мощность системы отопления здания с учётом допустимой величины дополнительных потерь теплоты:

Из таблицы 1 имеем:

 (7)

Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений и для ориентировочного расчёта теплопотерь зданий пользуются показателем - удельная тепловая характеристика здания .

Величина , , определяет средние теплопотери 1 м³ здания, отнесённые к расчётной разности температур, равной 1:

(8)

где - объём отапливаемой части здания по внешнему обмеру, м³.

 м³ (9)

где =0,98 - поправочный коэффициент на расчетную разность температур.

4. Выбор системы отопления

Система отопления - это комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения. Основными конструктивными элементами систем отопления являются источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы.

При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается в ИТП для последующего нагревания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы: с естественной циркуляцией и с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насосов.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами бывают системы: однотрубные и двухтрубные. В каждом стояке однотрубной системы приборы соединяются одной трубой и вода протекает последовательно через все приборы.

В курсовом проекте применяется однотрубная система водяного отопления с нижней разводкой магистральных трубопроводов. Система тупиковая. В качестве нагревательных приборов приняты радиаторы типа М-140. Снабжение теплом осуществляется от тепловой сети через элеватор, установленный в ИТП. Параметры теплоносителя . В здании применены две разводящие магистрали по каждой фасадной стене. В подвальном помещении магистрали прокладываются на опорах вдоль стен.