Учебное пособие 800614

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

И.И. Полосин, С.А. Яременко

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

для студентов, обучающихся по специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение»

направления подготовки дипломированных специалистов 270100 «Строительство»

Воронеж 2010

УДК 697.922

ББК 085

П525

Рецензенты:

кафедра безопасности жизнедеятельности Воронежской государственной технологической академии; Р.А. Кумаков, директор ООО «Интерма–Сервис – В»

П525 Полосин, И.И.

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ :

учеб.-метод. пособие / И.И. Полосин, С.А. Яременко ; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2010. – 86 с.

Приведены материалы, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция», а также примеры решения отдельных задач проектирования.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» направления подготовки дипломированных специалистов 270100 «Строительство».

Ил. 15. Табл. 16. Библиогр.: 14 назв.

УДК 697.922

ББК 085

Введение

Учебным планом специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение» предусмотрено выполнение курсового проекта по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Цель проекта - закрепление теоретических знаний, а также получение практических навыков в разработке и расчетах систем отопления и вентиляции гражданских зданий. Поэтому в подготовленном учебнометодическом пособии приводятся в достаточном объеме нормативные и методологические сведения, позволяющие студентам самостоятельно конструктивно разработать системы обеспечения микроклимата гражданского здания и выполнить основные расчеты.

Предлагаемое пособие поможет студенту правильно определить последовательность проектирования, состава и объема проекта, а также проработать его расчетную и графическую часть.

Курсовой проект выполняется на основании индивидуального задания. Он должен состоять из расчетно-пояснительной записки и чертежей.

Расчетно-пояснительная записка оформляется на одной стороне бумаги формата А4 (297х210 мм) в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001. Эскизы и расчетные схемы оформляются в тексте записки или на отдельных листах. При исходных и вычисленных величинах указываются единицы размерности в системе СИ.

Графическая часть курсового проекта выполняется на одном листе чертежной бумаги формата А1 (594х841 мм), в соответствии с требованиями ГОСТ 21.602-2003.

3

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ для выполнения курсового проекта

1.1. Характеристика объекта строительства

Объект строительства – трехэтажное жилое здание. На плане здания указывается ориентация фасада по сторонам света. Высоту этажа при проектировании следует принять 3 м.

1.2. Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха следует принимать по прил.1. Номер варианта климатического района строительства определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки или выдается преподавателем индивидуально.

Например, если две последние цифры номера зачетной книжки составляют число 19, то в соответствии с прил. 1 выбирают вариант 19, для которого районом строительства является г. Москва. Если в прил. 1 отсутствует необходимый номер варианта, то его следует определять путем сложения двух последних цифр номера зачетной книжки, например для номера 46 принимаем вариант № 10 (4+6=10).

Типы конструкций наружных стен приведены в прил. 2, чердачных перекрытий - в прил. 3, перекрытий над холодными подпольями и подвалами

– в прил. 4.

Из прил. 5 по варианту выбирают тип наружных ограждений и номера применяемых строительных материалов, названия и теплотехнические показатели, которые приведены в прил. 6, 7.

Вариант планировки проектируемого здания выбирается из прил. 8.

1.3. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Расчетные параметры внутреннего воздуха в помещениях жилых зданий следует принимать по [1, 9] или табл. 1.

В зависимости от влажного режима помещений (табл. 2) и зоны влажности района строительства, указанной в прил. 1, необходимо определить по [3, прил. 2] или табл. 2 условия эксплуатации ограждающих конструкций.

4

1.5. Графическая часть проекта

Графическая часть проекта состоит из одного листа формата А1 и включает: планы первого этажа, чердака с нанесением на планах отопительных приборов, стояков и магистралей системы отопления, жалюзийных решеток, вентиляционных каналов в масштабе 1:100; схемы системы отопления и рассчитанной системы вентиляции в масштабе 1:100; чертеж индивидуального теплового пункта в масштабе 1:10.

2. РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

2.1. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций R0 должно быть не менее требуемых значений RоТР ,

определяемых исходя из санитарно–гигиенических условий по формуле (1) и условий энергосбережения – по табл. 3.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно–гигиеническим условиям, определяют по формуле

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждения по отношению к наружному воздуху, принимается по [3, табл. 3*] или [4, табл. 6]:

для наружных стен и бесчердачных перекрытий n = 1; для чердачных перекрытий n = 0,9;

для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли n = 0,6;

tВ – расчетная температура внутреннего воздуха, оС;

tН – расчетная температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки - по прил.1;

∆tН – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимают по [3, табл. 2*] или [4, табл. 5]:

для наружных стен - ∆tН = 4 оС;

для покрытых и чердачных перекрытий - ∆tН = 3 оС;

для перекрытий над проездами, подвалами и подпольями -

∆tН = 2 оС;

6

αВ – коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимается по [3, табл. 4*] или [4, табл. 7], для

определяемого по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки.

Требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждений исходя из условий энергосбережения, Rreq определяется по [3, табл. 1б], [4, табл. 4] или табл. 3 в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода Dd, а приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей – по табл. 4.

Градусо-сутки отопительного периода определяются по формуле:

где tВ – то же, что и в формуле (1);

tОТ.П. – средняя температура, оС, за отопительный период;

ZОТ.П. – продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 оС, определяются по прил. 1.

Значения требуемого сопротивления теплопередаче для величин Dd, отличающихся от табличных, следует определять по зависимости:

где a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным табл. 3 за исключением столбца 6.

Для окон, балконных дверей, витрин и витражей в интервале до

6000 оС сут: a = 0,000075, b = 0,15; в интервале 6000-8000 оС сут: a = 0,00005, b = 0,3; для 8000 оС сут и более: a = 0,000025, b = 0,5.

Для каждого ограждения из двух вычисленных величин RоТР и Rreq в

последующий расчет фактического сопротивления теплопередаче следует принимать большее значение.

Величина фактического сопротивления теплопередаче Rо , (м2 оС)/Вт,

определяется в соответствии с принятой конструкцией ограждения по формуле [6]

где αВ – то же, что в формуле (1);

7

αН – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, определяемый по [6, табл. 4.2] или [3, табл. 6*]:

длянаружныхстенибесчердачныхперекрытийαН= 23 Вт/(м2 оС); длячердачныхперекрытийαН= 12 Вт/(м2 оС);

для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенныхвышеуровняземли, αН=6 Вт/(м2 оС);

RК – термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, (м2 оС)/Вт.

где R1, R2,…, Rn – термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м2 оС)/Вт;

RB.П – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки [6, табл. 4.3.], или [4, прил. 4], или прил. 7.

Сопротивление каждого слоя однородной ограждающей конструкции R1, R2,…, Rn определяется по формуле

где δn - толщина слоя, м;

λn - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м.оС), принимать по прил. 6 или по [3, прил. 3].

При этом должно быть соблюдено условие: фактическое общее сопротивление теплопередаче наружных ограждений Ro должно быть больше

или равно требуемому исходя из санитарно–гигиенических условий ( RоТР ) и

условий энергосбережения (Rreq).

По величине Rо определяется коэффициент теплопередачи ограждения

К, Вт/(м2 оС):

Пример 2.1. Требуется выполнить теплотехнический расчет наружной стены для жилого дома (рис. 2.1) и установить значения ее сопротивления и коэффициента теплопередачи.

Решение. Определяем по формуле (1) требуемое термическое сопротивление теплопередаче наружной стены:

RoТР = 1(18+ 23) =1,178 (м2 оС)/Вт. 4 8,7

По формуле (2) вычисляем градусо-сутки отопительного периода:

Dd = (18 −0,3) 169 = 2991 оС.сут .

По выражению (3) и с учетом данных табл. 3, а также полученного значения градусо-суток, определяем:

Rreq = 0,00035 2991 +1,4 = 2,45 (м2 оС)/Вт;

Так как для наружной стены требуемое сопротивление теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного периода Dd, имеет большую величину по сравнению с значением, полученным по формуле (1), то для наружной стены в расчет принимаем Rreq=2,45 (м2 оС)/Вт.

Из формулы (4), замещая Rо полученным значением Rreq, определяем требуемую толщину утеплителя:

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 2.1. Соответствующие коэффициенты теплопроводности приняты по прил. 6 при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», а влажностный режим жилого дома «нормальный» (см. табл. 2).

Так как по расчету δ3 = 0,06 м, то толщину утепляющего слоя для наружной стены принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых плоских листов пенополистирола. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,08 м. При отсутствии данных о сортаменте принятого утеплителя следует принимать ближайшее большее значение толщины кратностью 0,005 м.

По формуле (4) определяем фактическое термическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины пенополистирола:

Ro = 81,7 + 00,,027 + 00,,387 + 00,,04108 + 00,12,7 + 231 = 2,85 (м2 оС)/Вт,

10