Система отопления

1. Исходные  данные

1.1 Основные  исходные данные

Г. Кострома

1. Планировка  здания:

Число этажей – 2 c подвалом

Ориентация  входа: - c

Строительные  размеры: а_(шир)=12,6; б_(длин)=39; Н_Э=3; Н_Ш=3,5

Размеры окон в комнатах 1,5 х 1,5 м.

2. Район  строительства: г.Кострома

3. Теплоснабжение: от горячей водяной тепловой сети.

4. Расчетная температура в сети: 

t₁ – температура подающей воды в теплосети перед элеватором, = 135⁰С

t_r – температура падающей воды, = 95⁰С

t₀ – температура обратной воды, = 70⁰С

перепад давления на вводе в здание: =82 кПа=82000 Па

7. Присоединение  системы отопления к теплосети:  по элеваторной схеме.

1.2 Климатические  характеристики района строительства

 

Исходные данные:

г. Кострома. Климатические характеристики района строительства, необходимые для теплотехнического расчета ограждающих конструкций:

-средняя температура воздуха  наиболее холодной пятидневки  с обеспеченностью 0,92

- средняя температура наружного  воздуха за отопительной период  со среднесуточной температурой воздуха;

- продолжительность отопительного  периода со среднесуточной температурой  воздуха;

- расчетная скорость ветра, равная  максимальной из средних скоростей  по румбам за январь, повторяемость  которых составляет 16% и более.

 

Таблица 1.1.

Район строительства					Зона влажности
Кострома	-31	-3,9	222	5,8	норм

 

1.3 Расчетные  параметры внутреннего воздуха

 

Таблица 1.2.

Значение  для помещений, 0С
Жилая комната		Лестничная клетка
Угловая	Рядовая
20 (+2)	18 (+2)	16 (+2)

Для расчета  ограждающих конструкций 

 

2)Теплотехнический расчет наружных  ограждающих конструкций здания

2.1 Теплотехнические показатели  строительных материалов

Наименование материала	Условия эксплуатации	Плотность	Коэффициенты теплопроводности
Перлитобетон	Б	1200	0,5
Пенополиуретан	Б	80	0,05

 

Целью теплотехнического  расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных ограждающих  конструкций здания (наружных стен, чердачного и цокольного перекрытий, окон, дверей и др.) исходя из обеспеченности требований теплозащиты зданий.

Градусо-сутки отопительного периода D_d, °С·сут, определяют по формуле

D_d =(t_в - t_от.пер.) · z_от.пер

 D_d=(20-(-3,9)) 222=5305,8

 

коэффициенты a, b следует принимать:

- для наружных стен а = 0,00035, b = 1,4;

- для пола первого этажа и чердачных перекрытий а = 0,00045, b = 1,9;

- для окон и балконных дверей: для интервала до 6000 °С·сут. а = 0,000075, b = 0,15;

- для интервала 6000-8000 °С·сут. а = 0,00005, b = 0,3;

- для интервала 8000 °С·сут. и более: а = 0,000025; b = 0,5.

Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче  глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого сопротивления теплопередаче светопрозрачной  части этих конструкций.

 для наружных стен.

 для пола и чердачных  перекрытий

для окон и балконных дверей

Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений, толщины слоя утеплителя наружной стены

 

- нормативный температурный  перепад между температурой воздуха  в помещении и внутренней поверхности  наружного ограждения;

n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

- коэффициент теплоотдачи внутренней  поверхности ограждения;

- коэффициент теплоотдачи наружной  поверхности ограждения;

Таблица 2.2.

Наименование ограждающих конструкций		n
Наружная стена	4,0	1	8,7	23
Покрытие, чердачное перекрытие	3,0	0,9	8,7	12
Перекрытие над проездами, подвалами  и подпольями	2,0	0,6	8,7	6

Рассчитывается термическое сопротивление теплоизоляционного слоя R_ins по формуле:

 

- коэффициент теплоотдачи внутренней  поверхности ограждения = 8,7;

- коэффициент теплоотдачи наружной  поверхности ограждения = 23;

 и  - толщина, м и коэффициент теплопроводности слоев конструкции, кроме утеплителя:

Считается, что  наружная стена состоит из 3-х  слоев (1 и 3 слои - кирпич или бетон, 2 слой - теплоизоляционный). Толщина 1 и 3 слоев для кирпичной кладки –  по 125 мм, а для бетонных панелей – по 150 мм (рис. 1).

Расчетная толщина утеплителя определяется по формуле:

,

где = 0,05, таким образом: м

Окончательное приведенное сопротивление наружной стены  , определяется по формуле:

==3,26

Коэффициент теплопередачи наружных ограждений определяется по формуле:

Значение  коэффициентов для остальных  ограждений определяется по формуле:

 

 

Тройное остекление в деревянных или пластмассовых  раздельно-спаренных переплётах.

чердачное, перекрытие

полы

Приведенное сопротивление теплопередаче R_ed, м²·°C/Вт, входных дверей должно быть не менее произведения 0,6·R_req, где R_req – приведенное сопротивление теплопередаче стен, определяемое по формуле

R_дв=0,61,465=0,88

Таблица 2.4.

Наименование ограждающих конструкций
полы, чердачное перекрытие	4,29	0,233
Двери	0,88	1,14
Окна, балконные двери	0,55	1,8

 

Определение тепловой мощности системы отопления

Тепловая  мощность системы отопления Q_ОТ равна сумме теплозатрат Q_ПОМ всех помещений здания.

для жилых  комнат:

Q_ЖК = Q_ТП + Q_И(В) - Q_Б

для кухонь:

Q_К = Q_ТП + Q_И - Q_Б

для лестничных клеток:

Q _Л.К = Q_ТП + Q_И

 где  Q_ТП – теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

Q_И – затраты теплоты на подогрев инфильтрующего в помещение воздуха, Вт;

Q_И(В) – большее значение из теплозатрат на подогрев воздуха, поступающего вследствии инфильтрации Q_И или необходимого для компенсации нормируемой естественной вытяжки из помещения квартиры воздуха Q_В, Вт;

Q_Б – бытовые тепловыделения в помещение, Вт;

3.1. Расчет тепловых потерь  через ограждающие конструкции

Теплопотери через ограждающие конструкции  помещения, разность температур воздуха  находят по формуле:

 

где K –  коэффициент теплопередачи отдельной  ограждающей конструкции,

t_Н – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года (-31⁰С) при расчете  теплопотерь через наружные ограждения;

t_В – принимается по табл.1.2.

А – площадь  ограждения, м²

Размеры окон– 1,5х1,5м, размер входных дверей 1,2 х 2,0м;

Добавочные теплопотери, связанные  с поступлением холодного воздуха  через наружные двери, принимают  в размере 0,27Н для двойных дверей с тамбуром между ними и 0,22Н –  для одинарных. Здесь Н – высота здания от уровня земли до устья  вентиляционной шахты.

h = 0,27∙Н=0,27∙(1+3+3+3,5)= 0,27∙10,5=2,835

Наименование  помещений записывается следующим  образом: ЖКО - жилая комната ординарная, ЖКУ - жилая комната угловая, К - кухня, ЛК - лестничная клетка.

Ограждающие конструкции записываются условными  обозначениями:  
НС - наружная стена, ПТ - чердачное перекрытие, ПЛ - перекрытие над подвалом,  
ДД - двойная наружная дверь, ДО - окно с двойным остеклением, ТО - окно с тройным остеклением.

Сумма теплопотерь  через наружные стены и окна при  этом не изменится.

_{Kок=1,8-0,307=1,493}

Ориентацию  ограждения по сторонам света принято  обозначать; ЮВ - юго-восток; ЮЗ - юго-запад; Ю - юг; С - север; СВ - северо-восток; СЗ - северо-запад; 3 - запад; В - восток.

Добавочные  теплопотери на ориентацию наружных стен, окон и дверей в долях от основных принимают в следующих  размерах: для конструкций, ориентированных  на:

С, СВ, СЗ и В – 0,1;

З и ЮВ – 0,05;

ЮЗ и  Ю – 0

Расчеты теплопотерь через ограждения помещений занесены в табл.

 

где k – коэффициент теплопередачи  ограждения;

A – площадь ограждения, м² (см. характеристику объекта);

t_ext – температура наружного воздуха, °C;

n – коэффициент, зависящий от  положения поверхности ограждения  к наружному воздуху

Q_дп101==270,90,05=13,55

 

 

Таблица 3.1.

Расчёт теплопотерь через  ограждающие конструкции помещений

Номер.	Наиме-нование поме-щения, tв°С		Наиме-нование	Ориента-ция	Размер, а´в, М2	Площадь А, м2	Коэф-фициент  тепло-пере-дачи, k, Вт/м2 °С	Осно-вные тепло-потери QОП, Вт	Доб. Тепл. На ориент. По стор. света, QДП, Вт	Суммарн. Тепло-потери QТП, Вт
1 Этаж
101		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	С	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			ТО	З	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	154	-	154
			ТО	С	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	64,4	708.3
=1782,7
ЛК-1		Лестничная клетка 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
			дд	С	1,2х2	2,4	1,14	164,6	16,5	181.1
=330
102		Рядовая комната 20 °С	НС	с	3,3х3	30,6	0,307	479,1	47,9	527
			ТО	С	1,5х1,5	9	1,8	826,2	82,6	908,8
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	593,2	-	593,2
=2029
ЛК-2		Лестничная клетка 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
			дд	С	1,2х2	2,4	1,14	164,6	16,5	181.1
=330
103		Угловая комната 22 °С	НС	с	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			НС	в	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			ТО	В	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	236,1
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	154	-	154
			ТО	с	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	64,4	708.3
=1807,1
104		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ТО	З	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	602,4	-	602,4
			ТО	ю	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	0	643,9
=2385,7
105		Рядовая комната 20 °С	НС	Ю	3,3х3	30,6	0,307	479,1	0	479,1
			ТО	ю	1,5х1,5	9	1,8	826,2	0	826,2
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	593,2	-	593,2
=1898.5
106		Угловая комната 22 °С	НС	В	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ТО	В	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	602,4	-	602,4
			ТО	Ю	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	0	643,9
=2399,7
2 Этаж
201		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	С	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			ТО	З	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	231,1	-	231,1
			ТО	С	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	64,4	708.3
=1859,8
ЛК-1		Лестничная клетка 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
			ТО	с	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
=374,2
202		Рядовая комната 20 °С	НС	с	3,3х3	30,6	0,307	479,1	47,9	527
			ТО	С	1,5х1,5	9	1,8	826,2	82,6	908,8
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	889,8	-	889,8
=2325,6
ЛК-2		Лестничная клетка 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
			ТО	с	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
=374.2
203		Угловая комната 22 °С	НС	с	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			НС	в	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			ТО	В	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	236,1
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	231,1	-	231,1
			ТО	с	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	64,4	708.3
=1884,2
204		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ТО	З	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	903,6	-	903,6
			ТО	ю	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	0	643,9
=2686,9
205		Рядовая комната 20 °С	НС	Ю	3,3х3	30,6	0,307	479,1	0	479,1
			ТО	ю	1,5х1,5	9	1,8	826,2	0	826,2
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	889,2	-	889,2
=2194.5
206		Угловая комната 22 °С	НС	В	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ТО	В	1,5х1,5	2,25	1,8	214,6	10,7	225,3
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	903,6	-	903,6
			ТО	Ю	1,5х1,5	6,25	1,8	643,9	0	643,9
=2700,5
Подвальное помещение
001		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	С	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	154	-	154
=849,1
ЛК-1		Лестничн. Клетк. 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
=148,9
002		Рядовая комната 20 °С	НС	с	3,3х3	30,6	0,307	479,1	47,9	527
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	593,2	-	593,2
=1120,2
ЛК-2		Лестничная клетка 18°С	НС	С	3х3	9	0,307	135,4	13,5	148,9
=148,9
003		Угловая комната 22 °С	НС	с	9,9х3	22,95	0,307	373,4	37,34	410,7
			НС	в	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			ПЛ	-	6,3х3,3	20,79	0,233	154	-	154
=862,7
004		Угловая комната 22 °С	НС	З	6,3х3	16,65	0,307	270,9	13,55	284,4
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	602,4	-	602,4
=1516,5
005		Рядовая комната 20 °С	НС	Ю	3,3х3	30,6	0,307	479,1	0	479,1
			ПЛ	-	6,3х3,3	83,2	0,233	593,2	-	593,2
=1072.3
006		Угловая комната 22 °С	НС	В	6,3х3	16,65	0,307	270,9	27,1	298
			НС	ю	12,9х3	38,7	0,307	629,7	0	629,7
			ПЛ	-	6,3х12,9	81,3	0,233	602,4	-	602,4
=1530,1

Теплозатраты  на подогрев инфильтрующегося воздуха

Теплозатраты Q_И на подогрев воздуха, поступающего преимущественно через заполнение световых проемов, Вт, рассчитывают по формуле:

,

где с – массовая теплоемкость воздуха, =1,005

к – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев воздуха встречным тепловым потоком;

для раздельных переплетов к=0,8

А_о – площадь окна, м²: А_о=1,5х1,5=2,25 м²

G₀ – количество воздуха, поступающего в помещение в течение часа через 1 м² окна, ; определяется по формуле:

- расчетная разность  давлений, определятся по формуле: 

Dp_i = (H – h_i) (g_H - g_B) + 0,5 ρ_H v² (c_в.n – c_в,p) k_l - P_Bi,           

g_ext, g_int – удельный вес, Н/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле:  ;

При наружной температуре t_Н=5 ⁰С        

   При темп. на лестничной клетке t_в=16 ⁰С        

при темп. Ряд. Комн t_в=18 ⁰С        

При темп. Угл. комнаты t_в=20 ⁰С        

 

 

 где Н – высота здания от уровня средней планировочной отметки земли до центра вытяжных отверстий устья шахты, м; H=1+3+3+3,5=10,5 м

h_i – расчетная высота от уровня земли до верха окон, м;

h_i = (1,0+0,8+1,5)=3,3 м, h₂ = (1,0+3+0,8+1,5)=6,3 м,

p_н, – плотность, соответственно, наружного воздуха

При t_Н=5 p_н=1,27 кг/м³

v – скорость ветра, м/с, = 5,8 м/с;

с_е.п, с_е.р – аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхности ограждений здания, принимаемые по СНиП «Нагрузки и воздействия», в данном случае: с_е.п=0,8, с_е.р=-0,6;

k_i  - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты рассматриваемого этажа здания над уровнем земли, принимаемый по СНиП «Нагрузки и воздействия», в данном случае: k_i = 0,65;

Rи – сопротивление воздухопроницанию окна

=0,40

Р_Bi – расчетные потери давления в естественной вытяжной системе, принимаемые равными расчетному естественному давлению, Па, которое определяется по формуле:

P_Bi = 0,5 H (g_н - g_в) + 0,25 ρ_ρH v² (c_e,n - c_e,p) k_i

p_в – плотность воздуха:

при темп. угл. комн. 20⁰С, = кг/м³