Проектування комунікацій в будинку

Вихідні дані

Місце	Луцьк
Температура найбільш холодної п’ятиденки	-20 о С
Середня температура опалювального сезону	-0,2 о С
Тривалість опалювального сезону	187 діб
Зона вологості для даного сезону	Н (нормальна)
Кліматична зона	І І
Висота поверху від підлоги до стелі	2,8 м
Орієнтація зовнішньої стіни сходової клітини	Пн
Температура води на вводі тепломережі:
– tгор	150 о С
– tзвор	70 о С
Будинок	5-поверховий, має горище та підвал
Перекриття міжповерхові	Завтовшки 300 мм
Система водяного опалення	Однотрубна, тупікова з верхньою разводкою, з проточно-регульова-ними стояками (з 3-х ходовими кранами)
Перепад води в системі опалення:
– tгор	95 о С
– tзвор	75 о С
Конструкція стіни	одношарова панель з ніздрюватого бетону 350 мм

1.
Підбір огороджуючих конструкцій житлового будинку

Згідно з додатком 1 температурна зона ІІ, згідно завдання, приймаємо нормальну зону вологості.

Приймаємо умови експлуатації – Б.

1. Зовнішні стіни

Згідно з дод. 3 опір теплопередачі заданої конструкції

Rзаг
= 0,9 м2
0
С / Вт

За додатком 2 нормативний опір теплопередачі стін в температурній зоні, де знаходиться район будівництва, R нор
заг
= 2,5 м2
0
С / Вт.

Товщину шару утеплювача (пінополістирол, за умов експлуатації Б λут
=0,045 Вт/м2
0
С табл. 3) розраховується за формулою

приймаємо і знаходимо повний опір теплопередачі зовнішньої стіни з утеплювачем із пінополістиролу.

2. Горищне перекриття

Згідно з дод. 2 нормативний опір теплопередачі

R н
о
= 3,0 м2
0
С / Вт

За дод. 5 приймаємо тришарову панель з важкого бетону з утеплювачем із мінераловатних плит товщиною 380/210, rут
= 200 кг/м2
, опір теплопередачі Rзаг
= 2,33 м2
0
С / Вт; товщина шару утеплювача, приймаємо і знаходимо повний опір теплопередачі перекриття з утеплювачем.

3. Перекриття над підвалом

Згідно з дод. 2 нормативний опір теплопередачі

R н
о
= 2,3 м2
0
С / Вт

За дод. 4 приймаємо таку конструкцію перекриття: паркет мм на мастиці, стяжка з легкого бетону мм, гідроізоляція, утеплювач із пінополістиролу, пароізоляція, багатопустотна залізобетонна панель мм, опір теплопередачі Rзаг
= 2,61 м2
0
С / Вт.

4. Вікна та балконні двері

Згідно з дод. 2 нормативний опір теплопередачі

R н
о
=0,5 м2
0
С / Вт

За додатком 7 приймаємо віконні блоки із ПВХ з однокамерними склопакетами з тепло відбиваючим покриттям.

Rзаг
= 0,51 м2
0
С / Вт

5. Зовнішні двері

Згідно з дод. 2 нормативний опір теплопередачі

R н
о
= 0,41 м2
0
С / Вт

За додатком 8 приймаємо дерев’яні подвійні двері з тамбуром між ними, для яких Rзаг
= 0,43 м2
0
С / Вт.

Результати розрахунку та підбору огороджуючи конструкцій зводимо у таблицю 1.

Таблиця 1 – Характеристика огороджуючи конструкцій житлового будинку

№	Найменування огороджуючої конструкції	Опір теплопередачі Rо , (м2 о С)/Вт		Коефіцієнт теплопередачім: К=1/R0о , Вт/(м2 * о С)	Товщина конструкції , мм
		Rн заг	Rзаг
1	Зовнішня стіна	2,5	2,68	0,38	440
2	Горищне перекриття	3,0	3,14	0,33	620
3	Перекриття над підвалом	2,3	2,61	0,38	297
4	Вікна та балконні двері	0,5	0,51	1,96	-
5	Зовнішні двері	0,41	0,43	2,33	-

2.
Розрахунок тепловтрат приміщень житлового будинку

Розрахунок основних тепловтрат через огороджуючи конструкції виконаємо за формулою

,

Витрати тепла на нагрівання вентиляційного повітря:

Qв
= (tв
- tзовн
)* Аn

Тепло надходження в приміщенні:

Qп
= F * 21

Загальні тепловтрати для кожного приміщення:

Qп
= Qо
+ Qв

Результати розрахунку заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2 – Розрахунок тепловтрат по приміщенням

<

Приміщення			Огородження					(tв -tр ),o С	Швид-кість вітру м/с	Множник, h+ Σβ	Тепловтрати и тепло надходження, Вт
Номер	Найменування і tв ,o С	Аn , м2	Позначення	Орієнта-ція по сторонам світу	Розміри і кількість (а х b) n, м	А, м2	К=1/R, вт/м2 o C				Qогр	Qв	Qп
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
101	Житлова кімната	24	ЗС	З	6х3,1	18,6	0,38	(20+20)·1=40	6,3	1+0,1=1,1	311
tв = 20o С	ЗС	Пн	4х3,1	12,4	0,38	(20+20)·1=40	-	1	207
ПВ	Пн	1,2х1,5	1,8	1,96–0,38=1,58	(20+20)·1=40	-	1	125
ПП	-	4х6	24	0,38	(20+20)·0,75=30	-	-	274
Σ=917	960	1877
102	Житлова кімната	21	ЗС	Пн	3,5х3,1	10,85	0,38	(20+20)·1=40	-	1	181
tв = 20o С	ПВ	Пн	1,2х1,5	1,8	1,96–0,38=1,58	(20+20)·1=40	-	1	125
ПП	-	3,5х6	21	0,38	(20+20)·0,75=30	-	-	239
Σ=545	840	1385
103	Житлова кімната	15,7	ЗС	З	4,5х3,1	13,95	0,38	(20+20)·1=40	6,3	1+0,1=1,1	233
tв = 20o С	ЗС	Пд	3,5х3,1	10,85	0,38	(20+20)·1=40	4,9	1+0,05=1,05	165
БД	З	0,7х2,2	1,54	1,96–0,38=1,58	(20+20)·1=40	6,3	1+0,1=1,1	107
ПП	-	3,5х4,5	15,75	0,38	(20+20)·0,75=30	-	-	180
Σ=685	628	1313
104	Житлова кімната	18	ЗС	Пд	4х3,1	12,4	0,38	(20+20)·1=40	4,9	1+0,05=1,05	188
tв = 20o С	БД	Пд	0,7х2,2	1,54	1,96–0,38=1,58	(20+20)·1=40	4,9	1+0,05=1,05	97
ПП	-	4х4,5	18	0,38	(20+20)·0,75=30	-	-	205
Σ=490	720	1210
105	Кухня	10,5	ЗС	Пд	3,5х3,1	10,85	0,38	(16+20)·1=36	4,9	1+0,05=1,05	148
tв = 16o С	ПВ	Пд	1,2х1,5	1,8	1,96–0,38=1,58	(16+20)·1=36	4,9	1+0,05=1,05	102
ПП	-	3,5х3	10,5	0,38	(16+20)·0,75=27	-	-	108
Σ=358	378	756
А	Сходова клітка	ЗС	Пн	(3,5х3,1) х5	54,3	0,38	(16+20)·1=36	-	1	817
tв = 16o С	ПВ	Пн	(1,2х1,5) х4	7,2	1,96–0,38=1,58	(16+20)·1=36	-	450
ВД	Пн	1,2х2,3	2,8	1,96–0,38=1,58	(16+20)·1=36	-	(0,27х15,5)·1=4,2	844
ГП	-	6х3,5	22,75	0,33	(16+20)·0,9=32,4	-	-	243
ПП	-	6х3,5	22,75	0,38	(16+20)·0,75=27	-	-	233
Σ=2587	-	2587
∑Q	9128

Теплова потужність системи опалення Qсо
житлового будинку визначається на основі розрахунку тепловтрат всіх окремих приміщень за формулою

Qсо
= Q1
b1
b2
- Qз + Q2

де b1
, – коефіцієнт, який враховує додатковий тепловий потік від опалювальних приладів за рахунок округлення їх потужностей (типорозмірів); можна прийняти для секційних радіаторів висотою 500 мм b1
= 1,06, висотою 300 мм b1
=1,02, для конвекторів «Акорд» b1
= 1,04;

b2
– коефіцієнт, який враховує додаткові тепловтрати зарадіаторними ділянками зовнішніх стін, можна прийняти b2
= 1,01; Qз – теплонадходження від людей, побутових приладів, персональних комп'ютерів та ін., які визначаються за формулою

Qз = 10Азп = 10·89=890

де Азп – загальна площа будинку, в яку включають площу квартир і площі сходових кліток на рівні кожного поверху. В загальну площу квартир також включають площі всіх приміщень, вбудованих шаф, а також 0,5 площ лоджій, 0,3 площ балконів і веранд. Площу горищ і ліфтових шахт в загальну площу будинку не включають.

Q2
– втрати теплоти трубопроводами, прокладеними через неопалювані приміщення. Втрати Q2
не повинні перевищувати 4% втрат Q1
тобто

Q2
=0.04 Q1
=0.04·9128=365

Тоді:

Qсо
= Q1
b1
b2
- Qз + Q2
=9128·1,06·1,01–890+365=9247

3.
Конструювання систем водяного опалення житлового будинку

Тепловий розрахунок опалювальних пристроїв

Попередньо вибираємо установку конвекторів у два ряди по вертикалі та один ряд у глибину за послідовною схемою руху води в опалювальному приладі.

Обчислюємо витрату води, що надходить із теплової мережі і проходить через опалювальний прилад сходової клітки

Gт.м
= 0,86 (32930+2245)/(150–70) = 372 кг/г

За формулою визначаємо розрахунковий тепловий потік опалювального приладу сходової клітки

Qоп=(Q1
-0.9Qтр) b2
b3
=2587х1х1=2587 Вт,

де b2
– (установка опалювального приладу біля внутрішньої стіни); b3
=1 (установка опалювального приладу вільно біля стіни); тепловіддачею трубопроводів 0,9 Отр нехтуємо через їхню відносно незначну довжину.

За формулою обчислюємо перепад температур води в опалювальному приладі сходової клітки

Δtоп
= 0,86Qоп
/ Gоп
=0,86х2587/327=6,8 °С

За формулою обчислюємо температурний напір в опалювальних приладах

Δtт
= 150–6,8/2–16 °С=131 °С

Коефіцієнт φ1
,

де n=0,2 – за табл. 9.

Коефіцієнт φ 2

Коефіцієнт ψ2
на дворядну установку конвекторів «Акорд» по вертикалі згідно із поясненням до формули:

ψ2
=0,92.

Згідно із поясненнями до формули коефіцієнти С=1. ψ1
=1 (схема руху води в опалювальному приладі «зверху – донизу»), ψ3
=1 (однорядна установка опалювального приладу в глибину).

Потрібний тепловий потік опалювального приладу, зведений до нормованих умов, за формулою:

Аналіз номенклатурного ряду та теплотехнічних характеристик конвекторів «Акорд» за даними показує, що у даному прикладі можна взяти дворядну установку по висоті та дворядку установку в глибину конвекторів К2А – 0,7 із змішаною схемою руху води в опалювальному приладі.

Витрата води в кожному вертикальному ряду конвекторів при цьому становить:

Отже, необхідно уточнити значення поправочного коефіцієнта φ 2

Крім того, згідно з поясненнями до формули треба ввести поправочний коефіцієнт на установку конвекторів у два ряди в глибину:

ψ3
=0,94

Потрібний тепловий потік опалювального приладу, зведений до нормованих умов, за формулою:

Виконані розрахунки показують, що в даному прикладі доцільно за активними та монтажними вимогами взяти установку двох дворядних конвекторів, розташованих у два ряди по глибині. Величина Qн
потр
при цьому складає^

Остаточно беремо до установки два дворядні конвектори типу 2КА-0.7 (Qн 700 Вт), сумарний тепловий потік яких становить:

ΣQн= 700*2=1400 Вт,

що на 3% перевищує потрібний тепловий потік.

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Розрахунок розрахункового циркуляційного тиску в системі опалення

Витрата води системи

Gсис
= 0,86 Qт/(95–70) = 0,86*9247/15 = 398 кг/г

Фактична температура охолодження води:

Тф.ох
= Тo
- 0,1 ((0,86 Qт
)/ Gсис
) = 75 – 0,1 * 19,8 = 73 0
С

Коефіцієнт. змішування елеватора:

U = (Tф
- tг
) / (tг
– tф.ох
) = (150–95) / (95–70) = 55 / 22 = 2,5

Тиск, який спричиняється елеватором:

Δpел.
= Δpв
*103
/(0,54u2
+2,12 u+1,58) = 65000/(3,38+5,3+1,58)=6335 Па

Природний тиск в системі опалення:

Δpе.
= 3,2*n*hпов.
(ро
-рг
)= 9,82*5*3,1*(977,81–961,92) = 992 Па

Розрахунковий циркуляційний тиск в системі опалення:

Δpp
= Δpел+
Δpе
= 6335 + 992 = 7327 Па

4. Конструювання систем вентиляції житлового будинку

Розрахунок систем вентиляції

F = L / (3600*Vp
)

Таблиця 3

Повітропровід					Вентиляційна решітка
№ прім.	L, m3 /ч	Vp , м/с		F, м2		A*b, мм	Fд , м2	Vд , м/с	A*b, мм	Fж , м2	Vд , м/с
Кухня 105	60		1,0		0,017	140*140	0,02	0,85	150*200	0,017	0,98
Кухня 205	60		0,9		0,018	140*140	0,02	0,85	150*250	0,022	0,76
Кухня 305	60		0,8		0,021	140*140	0,02	0,85	150*250	0,022	0,76
Кухня 405	60		0,7		0,024	140*140	0,02	0,85	Вентилятор «Самал»
Кухня 505	60		0,6		0,028	140*140	0,02	0,85	Вентилятор «Самал»
Горищний короб	300		0,8		0,1	300*300	0,09	0,92	-	-	-
Витяжна шахта	600		1,2		0,14	400*400	0,16	1,04	-	-
Ванна і туалет
1-го поверху	50		1,0		0,014	140*140	0,02	0,7	150*200	0,017	0,82
2-го поверху	50		0,9		0,015	140*140	0,02	0,7	150*200	0,017	0,82
3-го поверху	50		0,8		0,017	140*140	0,02	0,7	150*250	0,022	0,63
4-го поверху	50		0,7		0,020	140*140	0,02	0,7	150*250	0,022	0,63
5-го поверху	50		0,6		0,023	140*140	0,02	0,7	150*300	0,027	0,51
Горищний короб	250		0,8		0,09	400*200	0,08	0,87	-	-	-
Витяжна шахта	500		1,2		0,16	400*400	0,16	0,87	-	-	-

Шахти витяжної системи В1 і В2 оборудуються дефлектором ЦАГИ №4.

Перелік використаної літератури

будинок опалення вентиляція тепловтрата

1. Методичні рекомендації до виконання курсової роботи «Опалення і вентиляція житлового будинку» для студентів спеціальностей 7.092104 «Промислове та цивільне будівництво», «Теплогазопостачання і вентиляція»/ Укл. Є.С. Зайченко. – К.: КДТУБА, 2008.

2. Методические указания по выполнению курсовой работы «Отопление и вентиляция жилого или общественного здания» для студентов специальностей 1202-ПГС и 1220-СТАЭ всех форм обучения/ Сост. Е.С. Зайченко, В.И. Голубенков. – Киев: КИСИ, 1987.

3. Методические указания к выполнению расчета систем отопления и вентиляции для студентов всех форм обучения/ Сост. Е.С. Зайченко, В.И. Голубенков. – Киев: КИСИ, 1988.

4. Методичні рекомендації до практичних занять, курсового та дипломного проектування з курсу «Опалення» на тему: «Теплотехнічний розрахунок і підбір огороджуючи конструкцій будинків різного призначення» для студентів спеціальностей 7.092108 «Теплогазопостачання і вентиляція»/ Укл. Є.С. Зайченко. – К.: КДТУБА, 1998.

5. Теплогазопостачання і вентиляція: Навчальний посібник. / За заг. ред. Степанова М.В., Росковшенка Ю.К – К.: КНУБА, 2004.