Методические указания к КР

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ «ОТОПЛЕНИЕ
И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ» И ТРЕБОВАНИЯ К
ОФОРМЛЕНИЮ (С ПРИМЕРАМИ ВЫПОЛНЕНИЯ)
ВВЕДЕНИЕ
В методических указаниях приводятся материал и рекомендации для
выполнения курсовой работы, цель которой – приобретение студентами
практических навыков расчетов тепловой защиты и обеспечения микроклимата
зданий
с
использованием
нормативных
и
справочных
материалов,
конструирования и расчетов систем отопления и естественной вентиляции в
жилых зданиях.
Вариант задания выбирается согласно приложению 1 по двум последним
цифрам номера зачетной книжки.
В состав курсовой работы входят пояснительная записка и графическая
часть.
Пояснительная записка содержит следующие разделы:
Раздел 1. Строительная теплофизика и теплотехника, микроклимат
искусственной среды обитания.
1.1. Определение климатических характеристик района строительства.
1.2. Определение параметров внутреннего микроклимата проектируемого
здания.
1.3. Расчет теплотехнических характеристик и определение толщины
теплоизоляции.
1.4. Проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней
поверхности и в толще наружного ограждения.
1.5. Выбор заполнения оконных проемов.
Раздел 2. Отопление и вентиляция.
2.1. Определение тепловой мощности системы отопления.
2.2. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления.
2.3. Расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов.
2.4. Конструирование и подбор оборудования ИТП здания (подбор
элеваторного узла).
2.5. Конструирование и расчет систем вентиляции.
Графическая часть состоит из одного листа формата А1 (594 х 1189 мм).
Вполне допустимо перекомпоновывать графическую часть на стандартные
листы меньшего размера. В случае, если чертежи распечатываются на тонких
листах, их желательно сразу подшить в единую папку с пояснительной
запиской. Планы здания вычерчиваются в масштабе 1:100 упрощенно и
тонкими линиями. На чертеже указываются лишь габаритные размеры здания и
размеры в осях, а так же отметки пола этажей и номера помещений.
Рис.1. Примерная компоновка элементов чертежа по курсовой работе.
В представленном материале в сжатой форме систематизирован основной
материал, требующийся для выполнения курсовой работы, а также приведены
необходимые нормативные и справочные сведения. Последовательность
изложения
материала
в
методических
указаниях
соответствует
последовательности выполнения курсовой работы.
Необходимо
также
использовать
консультации преподавателей.
рекомендуемую
литературу
и
Часть 1. Строительная теплофизика и теплотехника, микроклимат
искусственной среды обитания
1.1. Определение климатических характеристик района строительства.
Климатические параметры холодного периода года принимаются по СП
131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП
23-01-99*» и заносятся в форму таблицы 1.
Форма таблицы 1.
Климатические характеристики района строительства
Район
строительства
t50,92, °С
(далее tн)
tоп, °С
zоп,
сут
vхп, м/с
ϕхм, %
Зона
влажности
где t50,92, °С - средняя температура наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 (Таблица 2);
tоп, °С - средняя температура наружного воздуха за отопительный период
со среднесуточной температурой воздуха ≤ 8 °С (Таблица 2);
zоп, сут - продолжительность отопительного периода со среднесуточной
температурой наружного воздуха ≤ 8 °С (при температуре наружного воздуха ≤
10 °С продолжительность стояния больше на 15-20 суток) (Таблица 2);
vхп, м/с - скорость ветра, максимальная из средних скоростей по румбам за
январь (Таблица 2);
ϕхм, % - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее
холодного месяца (Таблица 2);
Зона влажности принимается по карте зон влажности территории РФ
(Таблица 2 или рис.2).
Таблица 2.
Климатические параметры холодного периода года населенных пунктов РФ
№
п/п
Населенный
пункт
t592, oC
tо.п, oC
zо.п, сут
vхп,
м/с
tхм, oC
ϕхм,
%
Зона
влажности
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Архангельск
Астрахань
Барнаул
Брянск
Белгород
Владимир
Владивосток
Волгоград
Воркута
Грозный
Екатеринбург
Иваново
Иркутск
Казань
Кемерово
Магадан
Москва
Мурманск
Нижний Новгород
Новосибирск
Омск
Орел
Пермь
Петрозаводск
Рязань
Санкт-Петербург
Саратов
Смоленск
Сочи
Сургут
Хабаровск
-33
-21
-36
-24
-23
-28
-23
-22
-41
-17
-32
-30
-33
-31
-39
-29
-25
-30
-31
-37
-37
-25
-35
-28
-27
-24
-25
-25
-2
-43
-29
-4,5
-0,8
-7,5
-2,0
-1,9
-3,5
-4,3
-2,3
-9,1
0,9
-5,4
-3,9
-7,7
-4,8
-8,0
-7,5
-2,2
-3,4
-4,1
-8,1
-8,1
-2,4
-5.5
-3,2
-3,5
-1,3
-3,5
-2
6,6
-9,9
-9,5
250
164
213
199
191
213
198
176
306
159
221
219
232
208
227
279
205
275
215
221
216
199
225
235
208
213
188
209
94
257
204
3,4
3,8
4
3,4
5,9
4,5
7,3
5,1
10,1
3,8
4,1
4,9
3,0
3,8
3,4
4,6
2,0
5,6
5,1
4,7
2,8
4,7
3,4
4,2
7,3
3,3
4,4
3,9
2,5
5,3
3,9
-13,6
-4,8
-16,3
-7,4
-8,5
-11,1
-12,6
-6,9
-20,3
-2,2
-13,6
-11,9
-18,5
-11,6
-17,9
-16,7
-7,8
-10,5
-11,8
-17,3
-17,2
-7,8
-13,9
-10,3
-11,0
-6,6
-8,7
-7,5
6,0
-22,0
-20,2
85
83
78
84
84
84
59
85
81
87
78
85
81
83
78
64
83
84
84
79
80
84
82
86
83
86
80
86
72
79
74
Влажная
Сухая
Сухая
Нормальная
Сухая
Нормальная
Влажная
Сухая
Нормальная
Сухая
Сухая
Нормальная
Сухая
Нормальная
Сухая
Сухая
Нормальная
Влажная
Нормальная
Сухая
Сухая
Нормальная
Нормальная
Влажная
Нормальная
Влажная
Сухая
Нормальная
Влажная
Нормальная
Нормальная
Рис.2. Зоны влажности территории РФ.
Пример определения климатических характеристик района
строительства.
Климатические характеристики района строительства принимаются по
табл.3.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная
версия СНиП 23-01-99*» (Таблица 2) и заносятся в таблицу 1. В качестве
примера, выписываются климатические характеристики для г. Москвы.
Таблица 1.
Климатические характеристики района строительства
Район
строительства
t50,92, °С
(далее tн)
tоп, °С
zоп,
сут
vхп, м/с
ϕхм, %
Зона
влажности
Москва
-25
-2,2
205
2
83
нормальная
1.2. Определение параметров внутреннего микроклимата проектируемого
здания.
Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата здания
принимаются по ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещениях» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий.
Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и выписаны в табл. 3.
Таблица 3.
Расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата жилого здания
tв для помещений, °С
Жилая
комната
угловая
Жилая
комната
рядовая
22
при
tн > -31 °С
23
при
tн ≤ -31 °С
20
при
tн > -31 °С
21
при
tн ≤ -31 °С
Туалет /
Лестничная
Ванна /
Кухня
клетка
Совмещенный
санузел
19
14
19 / 24 / 24
ϕв, %
Влажностный
режим
помещения
55
Нормальный
Примечание:
1) По СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха.
Актуализированная
редакция
СНиП
41-01-2003»
параметры
микроклимата при отоплении и вентиляции помещений принимаются по ГОСТ
30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в
помещениях». В холодный период года в обслуживаемой зоне жилых
помещений температура воздуха принимается минимальная из оптимальных
температур, в обслуживаемой зоне жилых зданий – минимальная из
допустимых.
2) Относительная влажность воздуха ϕв, %, для помещений жилых зданий
принимается равной 55% по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий.
Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».
3) Влажностный режим помещений зданий в холодный период года
принимается
по
Актуализированная
СП
50.13330.2012
редакция
СНиП
«Тепловая
23-02-2003»
защита
в
зданий.
зависимости
от
относительной влажности и температуры внутреннего воздуха. При 50% < ϕв <
60% и 12°С ≤ tв < 24°С влажностный режим помещений принимается
нормальный.
1.3. Расчет теплотехнических характеристик и определение толщины
теплоизоляции.
В рамках решения задач по определению теплотехнических характеристик
ограждающих конструкций и определения толщины теплоизоляции наружных
ограждений, студенту выдается вариант конструктива наружной стены в
соответствии с приложением 1.
Теплотехнические
показатели
строительных
материалов
заданного
варианта конструктива стены выбираются по СП 50.13330.2012 «Тепловая
защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и СП 23-1012004 «Проектирование тепловой защиты зданий» или приложение А и
записываются в форму таблицы 4.
Форма таблицы 4.
Теплотехнические показатели строительных материалов.
Наименование
материалов
Условия
эксплуатации
ограждений
Теплотехнические
принимаются
по
Коэф.
теплопроводности
λ, Вт/м°С
Плотность
0, кг/м2
характеристики
СП
50.13330.2012
№ слоя на
рис.1/его
толщина,
м
Коэф.
паропроницаемости
μ, мг/(м ч Па)
ограждающих
«Тепловая
конструкций
защита
зданий.
Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» и сведены в таблицу 5.
Таблица 5.
Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций
Наименование конструкции
Наружные стены (НС)
Пол над неотапливаемым
подвалом (ПЛ)
Чердачные перекрытия (ПТ)
Δtн, °С
4
2
n
1
0,6
3
0,9
αв, Вт/(м2°С) αн, Вт/(м2°С)
8,7
23
8,7
6
8,7
12
Примечание:
Δtн, °С - нормируемый температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей
конструкции;
n - коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху;
αв, Вт/(м2°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающей конструкции;
αн,
Вт/(м2°С)
-
коэффициент
ограждающей конструкции.
теплоотдачи
наружной
поверхности
Теплозащитная
оболочка
здания
должна
отвечать
следующим
требованиям:
приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих
конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные
требования);
температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций
должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарногигиеническое требование).
Поэлементные требования:
Нормируемое
значение
приведенного
сопротивления
теплопередаче
ограждающей конструкции Rонорм, (м2°С)/Вт, следует определять по формуле:
RОнорм  RОтр  m р
(1)
где Rотр, (м2°С)/Вт - базовое значение требуемого сопротивления
теплопередаче ограждающей конструкции, следует принимать в зависимости от
градусо-суток
отопительного
периода,
(ГСОП),
°С·сут/год,
региона
строительства и определять по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий.
Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» или таблице 6;
mр - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства.
Значения
коэффициента
для
стен
принимается
не
менее
0,63,
для
светопрозрачных конструкций не менее 0,95 и не менее 0,8 для остальных
ограждающих конструкций.
Градусо-сутки
отопительного
периода,
°С·сут/год,
определяют
формуле:
ГСОП  (tв  tоп )  zоп
(2)
по
где
tо,
zоп
средняя
-
температура
наружного
воздуха,
°С,
и
продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду
правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не
более 8 °С;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха здания (табл.3 по рядовой
жилой комнате), °С.
Таблица 6.
Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих
конструкций
Здания и
помещения
Жилые, лечебнопрофилактические
и детские
учреждения,
школы,
интернаты,
гостиницы и
общежития
Базовые значения требуемого сопротивления
теплопередаче Rотр, (м2·°С)/Вт, ограждающих
конструкций
перекрытий
окон и
чердачных, над
балконных
стен
неотапливаемыми
дверей, витрин
подпольями и
и витражей
подвалами
Градусосутки
отопительного
периода,
°С·сут/год
2000
2,1
2,8
0,30
4000
2,8
3,7
0,45
6000
3,5
4,6
0,60
8000
4,2
5,5
0,70
10000
4,9
6,4
0,75
12000
5,6
7,3
0,80
Формула для интерполяции по таблице 6 может иметь следующий вид:
Rо тр 
( Rб  Rм )
 ( ГСОП  ГСОП м )  Rм
( ГСОПб  ГСОП м )
(3)
Расчетное сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции Rро, (м2°С)/Вт:
Rо 
р
1
в
i
  RТi 
1
1
н
 Rо норм
(4)
Термическое сопротивление теплопередаче отдельного слоя конструкции,
(м2°С)/Вт:
RТi 


(5)
где δ – толщина, м, слоя конструкции;
λ – коэффициент теплопроводности слоя конструкции, Вт/(м°С).
Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя Rут, (м2°С)/Вт:
Rут  Rо норм  (
i
1

в
1
i 1
 ), где
i  н
(6)
 ут  Rут  ут , м (значение округляется до 10 мм)
αв, Вт/(м2°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающей конструкции;
αн,
Вт/(м2°С)
-
коэффициент
теплоотдачи
наружной
поверхности
ограждающей конструкции.
После уточнения толщины теплоизоляционного материала наружной
стены, рассчитывается фактическое сопротивление теплопередаче наружной
стены:
факт
о
R

1
в
 i  ут 1


i  ут  н
i

1
(7)
Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2°С),
определяют по формуле:
k
1
факт
о
R
(8)
Примечание:
при
определении
коэффициента
теплопередачи
для
перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ,
ПТ), фактическое сопротивление теплопередаче перекрытий чердачных, над
неотапливаемыми подпольями и подвалами, Rофакт, (м2°С)/Вт, принимается
равным нормируемому значению приведенного сопротивления теплопередаче
перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами, Rонорм,
(м2°С)/Вт.
Пример определения теплотехнических характеристик ограждающих
конструкций и определение толщины теплоизоляции наружной стенки
Пример приводится для жилого здания, расположенного в г. Москве. Зона
влажности – нормальная (условия эксплуатации ограждений по параметру Б).
Рис.3. Конструкция вертикального наружного ограждения (по заданию).
Теплотехнические
показатели
строительных
материалов
заданного
варианта конструктива стены выбираются по СП 50.13330.2012 «Тепловая
защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» (приложение А
данных методических указаний) и записываются в таблицу 4.
Таблица 4.
Теплотехнические показатели строительных материалов.
Наименование
материалов
Условия
эксплуатации
ограждений
Плотность
0, кг/м2
Коэф.
теплопроводности
λ, Вт/м°С
Коэф.
паропроницаемости
μ, мг/(м ч Па)
№ слоя на
рис.1/его
толщина,
м
Керамзитобетон
Б
1200
0,44
0,11
1/0,3
Плиты
минераловатные
Б
300
0,087
0,41
2/?
Термозитобетон
Б
1600
0,52
0,09
3/0,15
Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год:
ГСОП  (20  (2,2))  205  4551 С сут
Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих
конструкций определяем по таблице 6 методических указаний:
наружной стены (НС):
Rо тр 
(3,5  2,8)
 (4551  4000)  2,8  2,99 (м 2 С)/Вт
(6000  4000)
перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами
(ПЛ, ПТ):
Rо тр 
Нормируемое
(4, 6  3, 7)
 (4551  4000)  3, 7  3,95 (м 2 С)/Вт
(6000  4000)
значение
приведенного
сопротивления
ограждающей конструкции Rонорм, (м2°С)/Вт:
наружной стены (НС):
RОнорм  2,99  0,63  1,88 (м 2 С)/Вт
теплопередаче
перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами
(ПЛ, ПТ):
RОнорм  3,95  0,8  3,16 (м 2 С)/Вт
где mр - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства.
Для стен: mр = 0,63; для светопрозрачных конструкций: mр = 0,95; mр = 0,8 для
остальных ограждающих конструкций.
Расчетное сопротивление теплопередаче наружной стены Rро, (м2°С)/Вт:
Rо р 
1
в

1  2  3 1
  
 Rо норм
1 2 3  н
Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя Rут, (м2°С)/Вт:
Rут  R2  Rо норм  (
1
в

1  3 1
  )
1 3  н
1
0,3 0,15 1


 ), (м 2 С)/Вт
8, 7 0, 44 0,52 23
 2  R2  2  0, 75  0, 087  0, 065 м
 1,88  (
Принимаем  2  0, 07 м
где αв = 8,7 Вт/(м2°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающей конструкции (см. таблицу 5);
αн = 23 Вт/(м2°С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности
ограждающей конструкции (см. таблицу 5).
Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены:
Rофакт 
1
0,3
0, 07 0,15 1




 1,93 (м 2 С)/Вт
8, 7 0, 44 0, 087 0,52 23
Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций:
наружной стены (НС):
k
1
 0,518 Вт / (м 2 С)
1,93
перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами
(ПЛ, ПТ):
k
1
 0,316 Вт / (м 2 С)
3,16
1.4. Проверка возможности конденсации водяных паров на внутренней
поверхности и в толще наружного ограждения.
Условием выпадения конденсата является формирование температуры на
какой-либо поверхности или в толще ограждения ниже точки росы. Иначе то
же самое условие может формулироваться, как получение в расчете
парциального давления водяных паров в какой-либо точке ограждения, которое
превосходит по величине давление насыщенного водяного пара при той же
температуре.
Санитарно-гигиеническое требование:
Конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного
ограждения не происходит, если температура на данной поверхности τв.п, C,
выше температуры точки росы tр, C, т.е. выполняется условие:
τв.п > tр
(9)
Температура на внутренней поверхности стены, τв.п, C:
 в.п  tв 
1
в
Roфакт
(tв  tн )
(10)
Температура точки росы tр, C, определяется по следующий эмпирической
формуле:
t р  20,1  (5,75  0,00206
Eв  в 2
)
100
(11)
где φв - относительная влажность внутреннего воздуха, Па, (см. таблицу 3);
Ев – упругость водяных паров, Па, по данным таблицы 7.
Таблица 7
Значения максимальной упругости водяных паров Е, Па, при различных
температурах воздуха t, C
t, оС
-25
-24
-23
-22
-21
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
Е,
Па
63
69
77
85
93
103
113
125
137
151
165
181
199
217
237
260
t, оС
Е, Па
t, оС
Е, Па
t, оС
Е, Па
t, оС
Е, Па
t, оС
Е, Па
-9
-8,5
-8
-7,5
-7
-6,5
-6
-5,5
-5
-4,5
-4
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
284
296
310
324
338
354
369
385
402
419
437
456
476
495
517
540
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
563
586
611
633
657
681
705
732
759
785
813
843
872
904
935
968
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
11,5
12
12,5
13
13,5
14
14,5
1001
1037
1072
1109
1148
1188
1228
1269
1312
1355
1403
1449
1497
1547
1599
1651
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
22
22,5
1705
1761
1817
1877
1937
2000
2064
2129
2197
2266
2338
2412
2488
2564
2644
2725
23
23,5
24
24,5
25
25,5
26
26,5
27
27,5
28
28,5
29
29,5
30
30,5
2809
2894
2984
3074
3168
3262
3363
3461
3567
3672
3782
3890
4005
4122
4246
4366
Конденсации водяных паров в толще ограждающей конструкции не
происходит, если в какой-либо точке ограждения парциальное давление
водяных паров e, Па, не превосходит по величине давление насыщенного
водяного пара E, Па, при той же температуре, т.е. выполняется условие:
e<E
(12)
Так как влажностные процессы протекают медленно и не успевают
реагировать на короткие изменения температуры наружного воздуха, в качестве
расчетного, наиболее опасного периода с точки зрения возможности выпадения
конденсата, принимают наиболее холодный месяц года.
Последовательность расчета:
1. Определяется распределение температуры по сечению наружной стены:
1
t х  tв 
x
в
  Rоi
i 1
Roфакт
(tв  t хм )
(13)
где tхм - средняя температура наиболее холодного месяца - января, C.
2. Определяется парциальное давление водяных паров влажного воздуха в
состоянии насыщения соответствующее температуре в расчетных сечениях
наружной стены по таблице 7 методических указаний.
3. Определяется парциальное давление водяного пара в наружном и
внутреннем воздухе.
Парциальное давление водяных паров во внутреннем воздухе, Па:
eв = Eв ∙ φв/100
(14)
где φв - относительная влажность внутреннего воздуха (таблица 3).
Парциальное давление водяных паров в наружном воздухе, Па:
eн = Eн ∙ φн/100
(15)
где φн - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее
холодного месяца (таблица 1).
4. Определяется общее сопротивление паропроницанию наружной стены,
м2.ч.Па/мг:
Ro, П  RП .в  
i
 RП .н ,
i
где Ri 
i
i
(16)
где RП.в и RП.н - сопротивления влагоотдаче на внутренней и наружной
поверхностях стены, м2.ч.Па/мг. RП.в = 0,0267 м2.ч.Па/мг; RП.н = 0,0052 м2.ч.Па/мг;
μi – паропроницаемость материала слоя i, мг/(м.ч.Па).
5. В соответствии с термодинамической аналогией, значения упругости
водяных паров на границах отдельных слоев ех, Па, определяется по формуле:
x
eх
 eв 
RП .в   Ri
i 1
Rо, П
(eв  eн )
(17)
где Ri - сопротивления паропроницанию части наружной стены от
рассматриваемой точки до внутреннего воздуха, м2.ч.Па/мг.
Результаты расчета оформляются в виде графиков распределения значений
температуры t, C, парциального давления водяного пара e, Па, давления
насыщенного водяного пара E, Па, (упругость водяных паров в воздухе и
материалах, Па, по данным таблицы 7 для каждого сечения). На участках, где Е,
Па, оказывается меньше или равным значению е, Па, возможна конденсация
водяных паров.
Пример проверки возможности конденсации водяных паров на
внутренней поверхности и в толще наружного ограждения
Пример ведется для условий г. Москвы и конструктива наружной стенки
из примера п.1.3 методических указаний.
Конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружного
ограждения не происходит, если температура на данной поверхности τв.п, C,
выше температуры точки росы tр, C, т.е. выполняется условие:
τв.п > tр
Температура на внутренней поверхности стены, τв.п, C:
 в.п  20 
1
8,7
1,93
(20  (25))  17,3
Температура точки росы tр, C:
t р  20,1  (5,75  0,00206
2338  55 2
)  10,5
100
где φв - относительная влажность внутреннего воздуха, Па, φв = 55% (см.
таблицу 3);
Ев - упругость водяных паров, Па, Ев = 2338 Па (по данным таблицы 7 при
tв = 20 C (по рядовой жилой комнате).
Проверим выполнение условия не выпадения конденсата на внутренней
поверхности наружного ограждения:
τв.п > tр
17,3 C > 10,5 C (Условие выполняется, конденсация водяных паров на
внутренней поверхности наружного ограждения не произойдет).
Конденсации водяных паров в толще ограждающей конструкции не
происходит, если в какой-либо точке ограждения парциальное давление
водяных паров e, Па, не превосходит по величине давление насыщенного
водяного пара E, Па, при той же температуре, т.е. выполняется условие:
e<E
1. Определяем распределение температуры по сечению наружной стены:
Рис.4. Схема изменения температуры по сечению стены.
tв  20 С;
1
tв.п
1
 tв  факт (tв  t хм )  20 - 8,7 (20 - (-7,8))  18,3 С;
1,93
Ro
в
1
 в  1
1
t1  tв 
Roфакт
(tв  t хм )  20 -
1  2 / 2
 в  1  2
1  0,3
8,7 0,44
1,93
1
t2  tв 
Roфакт
1  2
 в  1  2
(tв  t хм )  20 -
1
t3  tв 
Roфакт
(tв  t хм )  20 -
(20 - (-7,8))  8,5 С;
1  0,3  0,07/2
8,7 0,44 0,087
1,93
1  0,3  0,07
8,7 0,44 0,087
1,93
(20 - (-7,8))  2,7 С;
(20 - (-7,8))  3,1 С;
1
tн.п  tв 
в

1  2  3
 
1 2 3
Roфакт
(tв  t хм )  20 -
1  0,3  0,07  0,15
8,7 0,44 0,087 0,52
1,93
(20 - (-7,8))  7,2 С;
tн  tхм  7,8 С, где tхм, C - средняя температура наиболее холодного месяца января (по таблице 2 методических указаний).
2. Определяем парциальное давление водяных паров влажного воздуха в
состоянии насыщения соответствующее температуре в расчетных сечениях
наружной стены по таблице 7 методических указаний:
t, C
20
18,3
8,5
-2,7
-3,1
-7,2
-7,8
Сечение:
Внутренний воздух
Внутренняя поверхность
1
2
3
Наружная поверхность
Наружный воздух
E, Па
2338
2103
1109
487
472
332
316
3. Определяем парциальное давление водяного пара в наружном и
внутреннем воздухе:
Парциальное давление водяных паров во внутреннем воздухе, Па:
eв = 2338 ∙ 55/100 = 1286
Парциальное давление водяных паров в наружном воздухе, Па:
eн = 316 ∙ 83/100 = 262
4. Определяем общее сопротивление паропроницанию наружной стены,
м2.ч.Па/мг:
Ro, П  0, 0267 
0,3 0,07 0,15


 0, 0052  4, 60
0,11 0,41 0,09
где RП.в и RП.н - сопротивления влагоотдаче на внутренней и наружной
поверхностях стены, м2.ч.Па/мг. RП.в = 0,0267 м2.ч.Па/мг; RП.н = 0,0052 м2.ч.Па/мг;
μi , мг/(м ч Па) - паропроницаемость материала i - го слоя (таблица 4).
5. Значения упругости водяных паров на границах отдельных слоев:
eв  1286 Па;
eв.п  eв 
e1  eв 
e2  eв 
e3  eв 
RП .в
0,0267
(eв  eн )  1286 
(1286  262)  1280 Па;
Rо, П
4,60
RП .в 
1
1
Rо, П
RП .в 
(eв  eн )  1286 
1  2 / 2

1
2
Rо, П
RП .в 
eн.п  eв 
1  2

1 2
Rо, П
RП .в 
0,3
0,11
4,60
(eв  eн )  1286 
(eв  eн )  1286 
1  2  3


1 2 3
Rо, П
0,0267 
(1286  262)  673 Па;
0,0267 
0,3 0,07 / 2

0,11
0,41
(1286  262)  654 Па;
4,60
0,3 0,07

0,11 0,41
(1286  262)  635 Па;
4,60
0,0267 
(eв  eн )  1286 
0,0267 
0,3 0,07 0,15


0,11 0,41 0,09
(1286  262) 
4,60
 263 Па;
eн  262 Па.
Полученные результаты сведем в таблицу 8.
Таблица 8.
Распределение значений t, C, e, Па, и E, Па в сечении наружной стены
Сечение:
Внутренний воздух
Внутренняя
поверхность
1
2
3
Наружная
поверхность
Наружный воздух
t, C
20
E, Па
2338
e, Па
1286
18,3
2103
1280
8,5
-2,7
-3,1
1109
487
472
673
654
635
-7,2
332
263
-7,8
316
262
Результаты расчета оформляем в виде графика распределения значений
температуры t, C, парциального давления водяного пара e, Па, и давления
насыщенного водяного пара E, Па (рис.5).
Рис.5. Схема распределения t, C, e, Па, E, Па, по сечению наружной стены (определение зоны
возможной конденсации в толще наружной стены).
На участках, где давление насыщения Е, Па, оказывается меньше или
равным значению давления водяного пара е, Па, возможна конденсация
водяных паров.
1.5. Выбор заполнения оконных проемов.
Тип и конструкция заполнения светового проема выбираются исходя как
из требований по теплозащите, так и требований по сопротивлению
воздухопроницанию.
Выбор типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из
требований по теплозащите:
По данным таблицы 9 выбирается тип заполнения светопроема таким
образом, чтобы:
Rо  Rотр , м2 °С/Вт
(18)
где Rотр - требуемое сопротивление теплопередаче для окна, м2°С/Вт,
(таблица 6 методических указаний).
Rо - приведенное сопротивление теплопередаче для окна, м2°С/Вт, по
таблице 9 методических указаний.
Таблица 9.
Приведенное сопротивление теплопередаче и сопротивление
воздухопроницанию окон при уплотнении прокладками из пенополиуретана
№
1
2
3
4
5
Заполнение светового проема
Двойное остекление в спаренных
переплетах
Двойное остекление в раздельных
переплетах
Двойное остекление в раздельных
переплетах
Однокамерный стеклопакет из
стекла с твердым селективным
покрытием
Двухкамерный стеклопакет из
обычного стекла (с
межстекольным расстоянием 12
мм)
Приведенное
Число
Сопротивление
сопротивление уплотненных
воздухопроницанию
теплопередаче притворов,
Rфи, м2 ч/кг
2
шт.
Rо, м С/Вт
0,40
1
0,26
0,44
1
0,29
0,44
2
0,38
0,51
1
0,40
0,54
1
0,40
6
7
8
Двухкамерный стеклопакет из
обычного стекла с твердым
селективным покрытием и
заполнением аргоном
Четырехслойное остекление в
двух спаренных переплетах
Четырехслойное остекление в
двух спаренных переплетах
0,65
1
0,40
0,80
1
0,42
0,80
2
0,63
Уточнение типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из
требований по сопротивлению воздухопроницанию:
Проверяется
принятый
тип
заполнения
оконных
проемов
на
воздухопроницаемость и подбирается тип уплотнения притворов по условию:
Rиф  Rитр , м2ч/кг
(19)
где Rиф - фактическое сопротивление воздухопроницанию окна, м2 ч/кг, по
таблице 9 в соответствии с выбранным типом заполнения световых проемов;
Rитр - требуемое сопротивление воздухопроницанию окна, м2 ч/кг, по
формуле:
2/3
тр
и
R
1  p 
2
 
 , м ч/кг
Gн  pо 
(20)
где Gн - нормативная воздухопроницаемость окна, кг/(ч.м2), принимаемая в
зависимости от конструкции окна, витража, витрин (по СП 50.13330.2012
«Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003»).
Для окон и балконных дверей жилых, общественных и бытовых зданий и
помещений в деревянных переплетах Gн = 6 кг/(ч.м2); для окон и балконных
дверей жилых, общественных и бытовых зданий и помещений в пластмассовых
или алюминиевых переплетах Gн = 5 кг/(ч.м2).
pо - разность давлений воздуха по обе стороны окна, при которой
проводятся исследования воздухопроницаемости окон, pо =10 Па.
p - разность давлений на наружной и внутренней поверхности окон, Па:
p  0,55H ( H   B )  0, 03 H v 2
(21)
где Н - высота здания (от нижней отметки входа в здание до устья
вентиляционной шахты), м;
v - расчетная скорость ветра для холодного периода, как максимальная из
средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которой не ниже 16%,
м/с, (vхп по данным таблицы 2 методических указаний);
н, в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха,
Н/м3, определяемый следующим образом:

3463
273  t
(22)
где t - температура соответственно наружного (н) или внутреннего (в)
воздуха, °С.
Проверяется выполнение условия (19). По значению Rиф, м2 ч/кг,
уточняется тип выбранной конструкции окна, при необходимости уточняется
Rо, м2°С/Вт.
Коэффициенты теплопередачи окна (ОК), Вт/(м2°С):
k
1
Rо
(23)
Пример выбор заполнения оконных проемов
Пример приводится для жилого здания, расположенного в г. Москве.
Выбор типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из
требований по теплозащите:
По данным таблицы 9 выбирается тип заполнения светопроема таким
образом, чтобы:
Rо  Rотр , м2 °С/Вт
где Rотр - требуемое сопротивление теплопередаче для окна, м2°С/Вт.
Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год:
ГСОП  (20  (2,2))  205  4551 С сут
Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче по таблице 6
методических указаний для окон (ОК):
Rо тр 
(0, 6  0, 45)
 (4551  4000)  0, 45  0, 49 (м 2 С)/Вт
(6000  4000)
Принимаем тип заполнения светопроема: однокамерный стеклопакет из
стекла с твердым селективным покрытием с Rо = 0,51 м2°С/Вт (условие
выполнено).
Уточнение типа и конструкции заполнения оконного проема исходя из
требований по сопротивлению воздухопроницанию:
Проверяем
принятый
тип
заполнения
оконных
проемов
воздухопроницаемость и подбираем тип уплотнения притворов по условию:
на
Rиф  Rитр , м2ч/кг
где Rиф = 0,40 м2 ч/кг (по таблице 9 для однокамерного стеклопакета из
стекла с твердым селективным покрытием);
Rитр - требуемое сопротивление воздухопроницанию окна:
тр
и
R
1  p 
 

Gн  pо 
2/3
1  12,62 
 

6  10 
2/3
 0,19 м2ч/кг
Принимаем Gн = 6 кг/(ч.м2) для окон жилых зданий и помещений в
деревянных переплетах;
pо - разность давлений воздуха по обе стороны окна, при которой
проводятся исследования воздухопроницаемости окон, pо =10 Па;
p - разность давлений на наружной и внутренней поверхности окон, Па,
по формуле (21):
p  0,55 H ( H   B )  0, 03 H v 2 
 0,55  9,3  (13,96  11,82)  0, 03 13,96  2 2  12, 62 Па
где Н - высота здания (от нижней отметки входа в здание до устья
вентиляционной шахты), м.
В нашем примере рассматривается двухэтажное жилое здание: высота
первого этажа h1эт = 3 м, высота второго этажа h2эт = 2,8 м, высота
вентиляционной шахты hвш = 3,5 м и отметкой низа входа (земли) hоз = 0 м.
Н = 0+ 3 + 2,8 + 3,5 = 9,3 м;
v = vхп = 2 м/с (по данным таблицы 2);
н, в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха:
н 
3463
3463

 13,96 Н/м 3
273  tн 273  (25)
где tн = t50,92 = -25 °С (по таблице 2).
в 
3463
3463

 11,82 Н/м3
273  tв 273  20
где tв = 20 °С (по таблице 3 для рядовой жилой комнаты).
Проверяем выполнение условия для принятого типа заполнения оконного
проема:
Rиф  Rитр
0,40 м 2 ч/кг  0,19 м 2ч/кг
условие выполнено
Окончательно принятый тип заполнения оконных проемов: однокамерный
стеклопакет из стекла с твердым селективным покрытием с:
Rо = 0,51 м2°С/Вт;
Rиф = 0,40 м2 ч/кг;
число уплотненных притворов 1 шт.
Коэффициенты теплопередачи окна (ОК), Вт/(м2°С):
k
1
 1,96
0,51
Раздел 2. Отопление и вентиляция.
2.1. Определение тепловой мощности системы отопления.
Система отопления – это совокупность конструктивных элементов со
связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи
теплоты в обслуживаемые помещения здания в количестве, необходимом для
компенсации ее потерь.
Рис.6. Основные элементы системы отопления.
Определение тепловой мощности системы отопления производится после
составления уравнения теплового баланса по каждому из помещений здания:
Qрасч  QТП  QИНФ – QБ
(24)
где QТП - тепловые потери через ограждающие конструкции помещений,
Вт;
QИНФ - теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха, Вт;
QБ - бытовые тепловыделения, Вт.
Примечание: в рамках курсовой работы, в связи со сложностью
прогнозирования
заселенности
квартир
электробытовыми
приборами
(количества
и
укомплектованности
источников
бытовых
тепловыделений), пренебрегаем бытовыми тепловыделениями QБ, Вт, при
определении тепловой мощности системы отопления по уравнению теплового
баланса, Qрасч, Вт.
Тепловая мощность системы отопления - это количество теплоты, Вт,
необходимое для компенсации теплопотерь во всех помещениях здания с
учетом теплопоступлений в этих помещениях, рассчитанное при условии
соблюдения постоянства температуры воздуха внутри и снаружи здания. Такие
температуры называются расчетными.
Ввиду высокой трудоемкости расчета мощности систем отопления для
определения расчетных тепловых нагрузок составляется таблица теплопотерь
(форма таблицы 10).
Тепловые потери через ограждающие конструкции помещения QТП, Вт,
определяются следующим образом:
QТП  k  A  (tв  tн )  n  (1    )
(25)
где k – коэффициент теплопередачи отдельной ограждающей конструкции,
Вт/(м2°С);
A – расчетная площадь поверхности ограждения, вычисленная по правилам
его обмера, м2;
tв – внутренняя температура воздуха в помещении, °С;
tн – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года,
tн50,92 при расчете теплопотерь через наружные ограждения (или температура
воздуха за внутренним ограждением, через которое рассчитываются тепловые
потери), °С;
n – коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху;
β – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери в долях от
основных.
Последовательность
расчета
тепловых
потерь
через
ограждающие
конструкции помещения:
1. Вычерчиваются планы здания (первого и типового этажей) в масштабе
1:100 упрощенно и тонкими линиями. На чертеже указываются лишь
габаритные размеры здания и размеры в осях, а так же отметки пола этажей и
номера помещений. Все помещения в здании нумеруются трехзначными
цифрами.
Обычно
на
планах
нумерацию
начинают
с
помещения
расположенного в левом верхнем углу плана этажа и продолжают по часовой
стрелке вдоль контура вертикального наружного ограждения здания. Первая
цифра – обозначает номер этажа, вторая и третья – порядковый номер
помещения. Так же применяются обозначения УК – для угловой комнаты, РК –
для рядовой комнаты.
2. Для каждого помещения принимается температура внутреннего воздуха
tв, °С, по таблице 3 методических указаний.
3. На чертеже указываются ориентации фасадов, в зависимости от
ориентации главного фасада по заданию (главный фасад – фасад, где находится
вход в здание). Ориентация ограждения по сторонам света: север – С, северовосток – СВ, восток – В, юго-восток – ЮВ, юг – Ю, юго-запад – ЮЗ, запад – З,
северо-запад – СЗ.
4. Расчет теплопотерь ведется для каждого отдельно взятого помещения,
начиная с 101.
Примечание:
расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
помещения (НС – наружная стена, ОК – окно, ПЛ – пол, ПТ – потолок, ДД –
двойная дверь (как правило, наружная входная), ОД – одинарная дверь
(внутренняя между комнатами), ВС – внутренняя стена, перегородка)
целесообразен
при
разности
температуры
воздуха
рассматриваемого ограждения не ниже 4 °С.
Как правило, расчет сводят в форму таблицы 10.
по
обе
стороны
Форма таблицы 10.
Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
Характеристика ограждения
N
пом.
Наименов.
пом.
tв,
°С
1
2
3
Добавки, β
Наим.
огр.
Ориентация
Ширина
а, м
Высота
b, м
Площ.
A, м2
4
5
6
7
8
k,
Вт/м2оС
9
n
tн,
°С
Δt,
°С
Δt∙n,
°С
Qосн, Вт
На
ориент.
Пр.
1+Σβ
10
11
12
13
14
15
16
17
Qтп, Вт
Qинф, Вт
18
19
Примечания:
1. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции помещения целесообразен при разности температуры
воздуха по обе стороны рассматриваемого ограждения не ниже 4 °С. В рамках курсовой работы расчет теплопотерь
через внутренние стены и межкомнатные двери не ведется.
2. Расчетная площадь поверхности ограждения A, м2, вычисляется по правилам его обмера:
Площади ограждающих конструкций определяются по строительным размерам планов и разрезов здания, снятых
с точностью до 0,1 м.
Наружные стены (НС):
Длину наружных cтен угловыx пoмещений (УК) принимают пo внешней пoверхности от наружных углoв до oсей
внутренних стен. Длину наружных стен рядoвых (не углoвых) пoмещений (РК) принимают по расстoянию между
oсями внутренних стен. Высоту наружных стен по разрезам здания – от пола этажа до пола вышележащего этажа, для
последнего этажа – до верха чердачного перекрытия.
Для наружных стен площадь определяется без вычитания из нее площади окон.
Внутренние стены (ВС):
Длину внутренних стен измеряют от внутренней поверхности наружной
стены до оси перпендикулярной внутренней стены или между осями
внутренних стен. Высоту измеряют от пола до потолка.
Для внутренних стен площадь определяется без вычитания из нее площади
межкомнатных дверей.
Перекрытия (пол (ПЛ), потолок (ПТ)):
Площадь перекрытий в помещении (ПЛ и ПТ) определяют между осями
внутренних стен и внутренней поверхностью наружных стен.
Окна (ОК), двери:
Площадь
окон
и
дверей
определяют
по
наименьшим
размерам
строительных проемов.
В рамках курсовой работы задаются следующие размеры:
 окна в комнатах – 2 м × 1,5 м.
 окна в кухнях и лестничных клетках – 1,5 м × 1,5 м.
 наружная двойная входная дверь (ДД) – 1,2 м × 2,2 м.
 внутренние одинарные двери между комнатами (ОД) – 0,8 м × 2 м.
3. Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2°С)
определяется по формулам (8) и (23) методических указаний.
Следует отметить, что при определении тепловых потерь через стены, в
которых расположены двери и окна, площади этих стен рассчитываются без
вычета из них площадей окон и дверей. Вместо этого вычитают коэффициент
теплопередачи стены из коэффициента теплопередачи окна или двери:
k'ок(од) = kок(од) – kнс(вс).
В рамках курсовой работы дополнительно задается коэффициент
теплопередачи наружной двойной входной двери (ДД) - kдд = 2,3 Вт/(м2°С).
При расчете теплопотерь на лестничной клетке (ЛК), площадь наружной
стены определяется с вычетом из нее площади входной двойной двери.
Коэффициент
теплопередачи
наружной
двойной
входной
двери
(ДД)
подставляется в форму таблицы 10 равным 2,3 Вт/(м2°С).
4. Коэффициент n, учитывающий зависимость положения ограждающей
конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице 5
методических указаний. Для окна n =1.
5. При расчете теплопотерь в помещениях первого этажа через перекрытие
над неотапливаемым подвалом (ПЛ), температура воздуха за внутренним
ограждением, через которое рассчитываются тепловые потери tн, °С,
принимается равной 5 °С.
6. Добавки,  (учет добавочных тепловых потерь в долях от основных):
На ориентацию ограждения: С, СВ, В, СЗ –  = 0.1; З, ЮВ –  = 0.05.
Прочие: добавка  = 0,27Н на врывание в здание холодного воздуха через
двойные двери с тамбуром между ними (Н – высота здания, м).
Теплопотери
на
нагрев
инфильтрующегося
воздуха,
QИНФ,
Вт,
определяются следующим образом:
QИНФ  0, 278  с   э  (tв  tн )  A  Gо
(26)
где с – массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг°С);
э – экономайзерный коэффициент, зависящий от конструкции окна. Для
окон в раздельных переплетах э = 0,8, для окон в спаренных переплетах э =
1,0 (см. п.1.5).
tв – внутренняя температура воздуха в помещении, °С;
tн – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года
(tн50,92), °С;
А – площадь окна, м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  p 
Gо  ф 

Rи  10 
2/3
(27)
где Rиф – фактическое сопротивление воздухопроницанию окна, (м2 ч)/кг,
(см. п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  H  ( н  в )  0, 29   н  2
(28)
где v – расчетная скорость ветра для холодного периода, как максимальная
из средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которой не ниже
16%, м/с, (vхп по данным таблицы 2 методических указаний);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м;
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
;
273  tн
в 
353
273  tв
(29)
Примечания:
1. Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха рассчитываются для
разных типоразмеров окон для каждого этажа.
2. Как правило, расчет теплопотерь на нагрев инфильтрующегося воздуха
сводят в форму таблицы 10 (только для строк, где записываются данные окон).
Пример определения тепловой мощности системы отопления
Пример
приводится
для
двухэтажного
жилого
здания
(рис.7),
расположенного в г. Москве. Высота первого этажа h1эт = 3 м, высота второго
этажа h2эт = 2,8 м, высота вентиляционной шахты hвш = 3,5 м и отметкой низа
входа (земли) hоз = 0 м. Коэффициенты теплопередачи ограждающих
конструкций принимаются из примеров методических указаний (см. п.1.3,
п.1.5). Ориентация главного фасада здания – запад (З).
Рис.7. Пример плана первого этажа (типового этажа) двухэтажного жилого здания к определению
мощности системы отопления.
Расчет теплопотерь ведется для каждого отдельно взятого помещения,
начиная
с
101.
Теплопотери
на
нагрев
инфильтрующегося
воздуха
рассчитываются для разных типоразмеров окон для каждого этажа.
Расчет тепловой мощности системы отопления сводится в форму таблицы
10.
В качестве примера, приводится расчет теплопотерь через ограждающие
конструкции и на нагрев инфильтрующегося воздуха в 101, 207 помещениях и
на лестничной клетке (ЛК). Расчеты сведены в таблицу 10.
Определение теплопотерь на нагрев инфильтрующегося воздуха для
разных типоразмеров окон для каждого этажа.
Для 101 помещения (угловая жилая комната (УК)):
По заданию в рамках курсовой работы окна в комнатах – 2 м × 1,5 м.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
QИНФ  0, 278 1, 005 1 (22  (25))  3  2, 65  104 Вт
где с = 1,005 кДж/(кг°С);
э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в
спаренных переплетах;
tв = 22 °С;
tн = -25 °С;
А = 3 м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  10,91 
Gо 


0, 40  10 
2/3
 2, 65
где Rиф = 0,40 (м2 ч)/кг, (см. пример п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  7,8  (1, 42  1, 20)  0, 29 1, 42  22  10,91
где v = 2 м/с, (см. пример п.1.1);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м:
H  h1эт  h2 эт  hвш  0, 75 
высота ОК
 3  2,8  3,5  0, 75  0, 75  7,8
2
где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
 1, 42 кг/м3 ;
273  (25)
в 
353
 1, 20 кг/м3
273  22
Для 201 помещения (угловая жилая комната (УК) на втором этаже):
По заданию в рамках курсовой работы окна в комнатах – 2 м × 1,5 м.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
QИНФ  0, 278 1, 005 1 (22  (25))  3  2, 04  80 Вт
где с = 1,005 кДж/(кг°С);
э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в
спаренных переплетах;
tв = 22 °С;
tн = -25 °С;
А = 3 м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  7,35 
Gо 


0, 40  10 
2/3
 2, 04
где Rиф = 0,40 (м2 ч)/кг, (см. пример п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  4,8  (1, 42  1, 20)  0, 29 1, 42  22  7,35
где v = 2 м/с, (см. пример п.1.1);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м:
H  h2 эт  hвш  0, 75 
высота ОК
 2,8  3,5  0, 75  0, 75  4,8
2
где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
 1, 42 кг/м3 ;
273  (25)
в 
353
 1, 20 кг/м3
273  22
Для 107 помещения (кухня на первом этаже):
По заданию в рамках курсовой работы окна в кухнях – 1,5 м × 1,5 м.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
QИНФ  0, 278 1, 005 1 (21  (25))  2, 25  2, 65  77 Вт
где с = 1,005 кДж/(кг°С);
э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в
спаренных переплетах;
tв = 21 °С (по табл.3 нормируемая температура воздуха для кухни 19 °С, но
т.к. в данном примере кухня – угловое помещение, то повышаем температуру
на 2 °С);
tн = -25 °С;
А = 2,25 м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  10,91 
Gо 


0, 40  10 
2/3
 2, 65
где Rиф = 0,40 (м2 ч)/кг, (см. пример п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  7,8  (1, 42  1, 20)  0, 29 1, 42  22  10,91
где v = 2 м/с, (см. пример п.1.1);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м:
H  h1эт  h2 эт  hвш  0, 75 
высота ОК
 3  2,8  3,5  0, 75  0, 75  7,8
2
где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
 1, 42 кг/м3 ;
273  (25)
в 
353
 1, 20 кг/м3
273  21
Для 207 помещения (кухня на втором этаже):
По заданию в рамках курсовой работы окна в кухнях – 1,5 м × 1,5 м.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
QИНФ  0, 278 1, 005 1 (21  (25))  2, 25  2, 04  59 Вт
где с = 1,005 кДж/(кг°С);
э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в
спаренных переплетах;
tв = 21 °С (по табл.3 нормируемая температура воздуха для кухни 19 °С, но
т.к. в данном примере кухня – угловое помещение, то повышаем температуру
на 2 °С);
tн = -25 °С;
А = 2,25 м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  7,35 
Gо 


0, 40  10 
2/3
 2, 04
где Rиф = 0,40 (м2 ч)/кг, (см. пример п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  4,8  (1, 42  1, 20)  0, 29 1, 42  22  7,35
где v = 2 м/с, (см. пример п.1.1);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м:
H  h2 эт  hвш  0, 75 
высота ОК
 2,8  3,5  0, 75  0, 75  4,8
2
где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
 1, 42 кг/м3 ;
273  (25)
в 
353
 1, 20 кг/м3
273  21
Для лестничной клетки (ЛК):
В рамках курсовой работы окна на лестничных клетках – 1,5 м × 1,5 м.
Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
QИНФ  0, 278 1, 005 1 (14  (25))  2, 25 1,89  46 Вт
где с = 1,005 кДж/(кг°С);
э = 1, принимаем экономайзерный коэффициент, как для окон в
спаренных переплетах;
tв = 14 °С (табл.3);
tн = -25 °С;
А = 2,25 м2;
Gо – удельный расход инфильтрующегося воздуха, кг/(м2 ч):
1  6,57 
Gо 


0, 40  10 
2/3
 1,89
где Rиф = 0,40 (м2 ч)/кг, (см. пример п.1.5);
р – расчетная разность давлений, Па, с двух сторон окон:
p  5, 4  4,8  (1, 42  1, 23)  0, 29 1, 42  22  6,57
где v = 2 м/с, (см. пример п.1.1);
Н – высота от середины окна до устья вентшахты, м:
H  h2 эт  hвш  0, 75 
высота ОК
 2,8  3,5  0, 75  0, 75  4,8
2
где 0,75 м – принятая высота от пола этажа до низа окна.
ρн, ρв – плотность, соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3:
н 
353
 1, 42 кг/м3 ;
273  (25)
в 
353
 1, 23 кг/м3
273  14
Таблица 10.
Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции (пример по помещениям 101, 207 и ЛК)
N
пом.
Наименов.
пом.
tв,
°С
1
2
101
УК
Характеристика ограждения
k,
Вт/м2оС
n
tн,
°С
Δt,
°С
Δt∙n,
°С
Qосн,
Вт
Добавки, β
Qтп, Вт
Qинф,
Вт
17
18
19
0,05
1,05
771,50
203,04
0,05
1,05
213,19
47
428,00
0,00
1
428,00
47
47
203,04
0,00
1
203,04
17
10
164,20
Наим.
огр.
Ориентация
Ширина
а, м
Высота
b, м
Площ.
A, м2
На
ориент.
Пр.
1+Σβ
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
22
нс
з
10,06
3
30,18
0,518
1,0
-25
47
47
734,76
22
ок
з
2
1,5
3
1,44
1,0
-25
47
47
22
нс
ю
5,86
3
17,58
0,518
1,0
-25
47
22
ок
ю
2
1,5
3
1,44
1,0
-25
22
пл
9,54
5,34
50,9436
0,316
0,6
5
1
ЛК
Лестничная
клетка
208
1 987,94
14
нс
в
3
5,8
17,4
0,518
1,0
-25
39
39
351,51
0,10
1,10
386,67
14
нс
з
3
5,8
14,76
0,518
1,0
-25
39
39
298,18
0,05
1,05
313,09
14
дд
з
1,2
2,2
2,64
2,3
1,0
-25
39
39
236,81
0,05
3,56
843,27
14
ок
з
1,5
1,5
2,25
1,44
1,0
-25
39
39
126,36
0,05
1,05
132,68
14
пл
10,08
3
30,24
0,316
0,6
5
9
5,4
51,60
1,00
51,60
14
пт
10,08
3
30,24
0,316
0,9
-25
39
35
335,41
1,00
2,51
104
164,20
1 779,94
ИТОГО:
104
335,41
2 062,72
ИТОГО:
207
кухня
(угловая)
46
2 108,72
21
нс
с
5,26
2,8
14,728
0,518
1,0
-25
46
46
350,94
0,10
1,10
386,03
21
ок
с
1,5
1,5
2,25
1,44
1,0
-25
46
46
149,04
0,10
1,10
163,94
21
нс
в
4,86
2,8
13,608
0,518
1,0
-25
46
46
324,25
0,10
1,10
356,68
21
пт
4,74
4,34
20,5716
0,316
0,9
-25
46
41
269,13
1,00
269,13
1 175,78
ИТОГО:
46
1 234,78
59
59
2.2. Конструирование и гидравлический расчет системы отопления.
Конструирование
системы
отопления
начинают
с
размещения
отопительных приборов, стояков, магистралей и узла управления. Тип системы
отопления и марка отопительных приборов принимаются в соответствии с
приложением 1.
Как правило, отопительные приборы размещают под светопроемами в
местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки.
Рис.8. Пример размещения отопительных приборов на плане чертежа:
а) двухстороннее подключение, б) одностороннее подключение.
Размеры отопительных приборов определяются их маркой и расчетом их
длины. В жилых и общественных зданиях длину отопительного прибора
следует принимать не менее 50 % длины светопроема (окна). На лестничных
клетках отопительные приборы следует размещать на первом этаже. Не следует
размещать отопительные приборы в отсеках тамбуров, имеющих наружные
двери.
На
планах
этажей
отопительные
приборы
имеют
два
условных
обозначения (рис.8): значение теплозатрат Qрасч = QТП + QИНФ, Вт, наносят на
планы этажей рядом с номером помещения, и количество секций подобранного
отопительного прибора (его марку).
Подводки
к
отопительным
приборам
прокладываются
открыто.
Горизонтально при длине до 1 м, при большей длине с уклоном в сторону
прибора подающей подводки, в сторону стояка – обратной.
У
отопительных
приборов
следует
устанавливать
регулирующую
арматуру. В жилых зданиях у отопительных приборов, как правило,
устанавливают
автоматические
терморегуляторы
для
регулирования
теплоотдачи отопительных приборов. Допускается устанавливать краны
двойной регулировки в двухтрубных и однотрубных регулируемых системах, а
так же шаровые краны на обратных подводках к прибору.
В системах отопления следует предусматривать устройства для удаления
воздуха и их опорожнения. На каждом стояке следует предусматривать
запорную арматуру со штуцерами для присоединения шлангов (для спуска
воды или удаления воздуха). Для выпуска воздуха из системы в верхних
пробках приборов верхнего этажа систем с нижним розливом устанавливается
кран Маевского или автоматический воздухоотводчик.
В жилых зданиях массового строительства стояки из стальных труб
прокладываются, как правило, открыто на расстоянии 15-20 мм от стен. На
лестничных клетках делают отдельные стояки с присоединением отопительных
приборов по проточной нерегулируемой системе. На стояках лестничной
клетки устанавливаются устройства для отключения стояка при ремонте
(аварии).
Стояки на планах изображаются кружочками или точками, к которым
одной основной линией присоединяются отопительные приборы (рис.8).
Стояки нумеруются, начиная с верхнего левого помещения на плане, номера их
записываются за пределами здания. Стояки двухтрубных систем отопления и
однотрубных с нижним расположением магистралей изображаются двумя
точками, им присваивается один номер (рис.9).
Рис.9. Пример обозначения стояка двухтрубной системы отопления с нижним розливом на плане
типового этажа и подвала.
Магистральные трубопроводы прокладываются открыто по стенам здания
на кронштейнах на расстоянии не менее 100 мм от стен. Участки магистралей и
стояков, проходящие через неотапливаемые помещения, выполняются в
теплоизоляции. Подающая магистраль на чердаке или верхнем техническом
этаже (при верхней разводке, рис.10) прокладываются на высоте 200 - 300 мм
от верха перекрытия, на расстоянии от 1 до 1,5 м от наружных стен и
соединяется с нанесенными на план стояками. В верхних точках, как правило,
на предпоследних участках отдельных ветвей с верхней разводкой подающей
магистрали, располагают проточные горизонтальные воздухосборники.
Рис.10. Пример прокладки подающей магистрали на чердаке.
Как правило, при верхнем расположении подающей магистрали главный
стояк системы отопления прокладывается на лестничной клетке.
Магистральные трубопроводы изображаются на плане подвала при
нижнем расположении подающей и обратной магистралей, на плане подвала и
чердака при верхнем расположении подающей магистрали. Для этого места
расположения стояков и их номера переносятся на планы подвала и чердака.
Магистральные трубопроводы прокладываются с уклоном не менее 0,002,
обеспечивающим удаление воздуха и опорожнение систем.
В рамках курсовой работы, тепловой пункт располагается в подвале, в
центре здания у лестничной клетки. Элеваторный узел управления крепится на
кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте, удобной для
обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается
на высоте 1 – 1,2 м от пола, обратный трубопровод – ниже элеватора на 0,5 –
0,7 м.
Температура подающей и обратной воды в двухтрубных системах
отопления в жилых зданиях принимается tг = 95 °С, tо = 70 °С; в однотрубных
системах tг = 105 °С, tо = 70 °С.
Заканчивают конструирование вычерчиванием аксонометрической схемы
системы отопления в соответствии с расположением основных элементов
системы на планах здания.
Гидравлический расчет системы отопления сводится к подбору диаметров
трубопроводов так, чтобы при заданном циркуляционном давлении к
отопительному прибору поступало требуемое количество теплоносителя.
Последовательность действий: на аксонометрическую схему системы
отопления наносятся нагрузки каждого отопительного прибора, равные
теплопотерям помещений (записываются на схеме над отопительными
приборами, значения округляются до целых). Если в помещении размещено
несколько приборов, то теплопотери помещения распределяют по ним
равномерно. В стояках лестничных клеток, где установлено по вертикали
несколько приборов, максимальную нагрузку (70…80 %) задают нижним
приборам. Все стояки на схеме нумеруют в соответствии с их нумерацией на
поэтажных планах (Ст.1, Ст.2 и т.д.). Записанные нагрузки суммируются по
стоякам, ветвям и, в результате, по зданию в целом. Под номером стояка
указывают его суммарную тепловую нагрузку Qст, Вт, как сумму тепловых
нагрузок всех к нему присоединенных отопительных приборов. Полученные
значения последовательно отмечаются на чертеже, как показано на рисунке 11.
Далее, выделяется основное циркуляционное кольцо (ОЦК) системы
отопления: от подающей трубы элеватора (для систем с верхней разводкой –
через главный стояк (Гл.ст.)) к точке разветвления подающей магистрали на
отдельные ветви. Далее, по подающей магистрали наиболее нагруженной ветви
до наиболее нагруженного из средних стояков для систем с попутным
движением теплоносителя и до наиболее удаленного стояка для систем с
тупиковым движением. В стояке ОЦК проходит через отопительный прибор
нижнего этажа. Далее, по обратной магистрали к точке слияния ветвей, затем к
обратной трубе элеватора.
ОЦК разбивается на расчетные участки (участки между точками ветвлений
с неизменным расходом воды и диаметром труб). Все участки последовательно
нумеруются и на выносках пишутся их нагрузки, Вт, и длины, м. В
однотрубной системе отопления стояк целиком обозначается как один участок.
Длины стояков или их участков определяются по аксонометрической схеме с
учетом типовых этажестояков.
Рис.11. Фрагмент расчетной аксонометрической схемы двухтрубной системы отопления с нижним
розливом и тупиковым движением теплоносителя.
Гидравлический расчет системы отопления принято сводить в табличную
форму (форма таблицы 11).
Определяется расчетное циркуляционное давление Рц, Па:
Pц  PСО  Б  Pе
(30)
где Б – коэффициент, равный 0,4 для двухтрубных систем отопления, для
однотрубных - 1;
РСО – давление, создаваемое элеватором в системе отопления, Па:
PСО  0, 714  PТС / (1  u ) 2
(31)
где РТС - перепад давления в теплосети, Па, в соответствии с
приложением 1;
u – коэффициент смешения в элеваторе:
u
 1  tг
tг   2
(32)
где τ1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети, °С,
при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления
(в соответствии с приложением 1);
τ2 – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети, °С, (в
соответствии с приложением 1);
tг – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, °С.
Ре - естественное давления от остывания теплоносителя в отопительных
приборах, Па:
двухтрубных систем:
Pе  6,3  hОП   t г  tо 
(33)
однотрубных систем:
Pе  6,3 
 t г  tо 
QСТ
 (Q
ОПi
 hОПi )
(34)
где tо – температура воды в обратном трубопроводе системы отопления,
°С;
hОП – высота от центра отопительного прибора 1-го этажа до оси
элеватора;
QСТ – тепловая нагрузка расчетного стояка, равная сумме тепловых
нагрузок всех приборов, присоединенных к нему, Вт;
QОПi, hОПi – тепловая нагрузка отопительного прибора i-го этажа, Вт, и
высота от центра отопительного прибора до оси элеватора.
Форма таблицы 11.
Гидравлический расчет системы отопления.
№
участка
Нагрузка
QУЧ, Вт
Расход
теплоносителя
GУЧ, кг/ч
Расчет (предварительный)
Длина
l, м
Диаметр
d, мм
Скорость
v, м/с
Удельные
потери
РУ, Па/м
Расчет (окончательный)
Полные
потери
Р, Па
d, мм
v, м/с
РУ,
Па/м
Р,
Па
Примечание:
1) Гидравлический расчет системы отопления ведется последовательно по
участкам основного циркуляционного кольца.
2) Расход теплоносителя – воды, кг/ч, на участке определяется следующим
образом:
GУЧ  0,86  QУЧ /  tг  tо 
(35)
где tг, tо – температура воды соответственно в подающем и обратном
трубопроводе системы отопления, °С.
3) Длины участков принимается по аксонометрической схеме системы
отопления. При гидравлическом расчете однотрубной системы отопления
стояк, через который проходит ОЦК, целиком обозначается как один участок.
Его длина определяется от подающей до обратной магистрали, включая
подводки к приборам.
4) В предварительном расчете задаются диаметры участков ОЦК по
номограмме (приложение Б) таким образом, что бы при расчетном расходе
теплоносителя, Gуч, кг/ч, скорость движения воды не превышала 1 м/с, и
определяются удельные потери давления Pу, Па/м, на один погонный метр
трубы, учитывающие потери на трение и в местных сопротивлениях.
5) Полные потери давления участка основного циркуляционного кольца,
Па:
P  Pу  l
(36)
где l – длина участка основного циркуляционного кольца, м.
6) По данным предварительного расчета таблицы, суммируются значения
полных потерь давления (Р) по всем участкам ОЦК. Эта величина
сравнивается с расчетным циркуляционным давлением Рц, Па. Разница должна
быть не более 5-10 %:
Pзап 
Pц   P
Pц
100
(37)
В противном случае после изменения в большую или меньшую сторону
диаметров некоторых участков производится повторный окончательный расчет.
Пример гидравлического расчета системы отопления
Для примера гидравлического расчета на рис.12 представлен фрагмент
аксонометрической схемы однотрубной системы отопления с верхним
розливом и тупиковым движением теплоносителя.
Рис.12. Фрагмент расчетной аксонометрической схемы однотрубной системы отопления с
верхним розливом и тупиковым движением теплоносителя.
Гидравлический расчет системы отопления сводим в таблицу 11.
Таблица 11.
Гидравлический расчет системы отопления.
№
участка
Нагрузка
QУЧ, Вт
Расход
теплоносителя
GУЧ, кг/ч
Длина
l, м
1
2
48800
48800
1199,09
1199,09
4
8,3
Расчет (предварительный)
Диаметр
d, мм
Скорость
v, м/с
Удельные
потери РУ,
Па/м
40
40
0,25
0,25
35
35
Расчет (окончательный)
Полные
потери Р,
Па
d, мм
v, м/с
РУ,
Па/м
Р, Па
140
290,5
32
25
0,33
0,65
80
580
320
4814
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
24400
12200
9550
7000
2800
2800
2800
7000
9550
12200
24400
48800
599,54
299,77
234,66
172
68,8
68,8
68,8
172
234,66
299,77
599,54
1199,09
4
3
3,5
4
4
8,8
4
4
3,5
3
4
4
32
25
25
20
15
15
15
20
25
25
32
40
0,17
0,15
0,11
0,13
0,11
0,11
0,11
0,13
0,11
0,15
0,17
0,25
21
23
15
25
25
40
25
25
15
23
21
35
ИТОГО:
84
69
52,5
100
100
352
100
100
52,5
69
84
140
1733,5
20
20
15
15
15
15
15
15
15
20
20
32
0,46
280
0,23
75
0,35
220
0,25
125
0,11
25
0,11
40
0,11
25
0,25
125
0,35
220
0,23
75
0,46
280
0,33
80
ИТОГО:
1120
225
770
500
100
352
100
500
770
225
1120
320
11236
Расчетное циркуляционное давление Рц, Па:
Pц  11573  1 883,58  12457
где Б = 1 для однотрубных систем отопления.
Давление, создаваемое элеватором в системе отопления, Па:
PСО  0, 714  85000 / (1  1, 29) 2  11573
где перепад давления в теплосети РТС = 85 кПа, (по заданию).
Коэффициент смешения в элеваторе:
u
150  105
 1, 29
105  70
Естественное давления от остывания теплоносителя в отопительных
приборах однотрубных систем, Па:
Pе  6,3 
105  70  (1500  5, 4  1300  2, 4)  883,58
2800
По данным предварительного расчета таблицы 11, суммируем значения
полных потерь давления (Р) по всем участкам ОЦК и сравниваем с расчетным
циркуляционным давлением Рц:
Pзап 
12457  1734
100  86 %
12457
Разница должна быть не более 5-10 %.
Изменяем в большую или меньшую сторону диаметры некоторых
участков, производится повторный окончательный расчет (таблица 11).
Определяем невязку:
Pзап 
12457  11236
100  9,8 %
12457
2.3. Расчет поверхности нагрева и подбор отопительных приборов.
Расчетная
поверхность
нагрева
отопительного
прибора
Ар,
м2,
определяется следующим образом:
Aр 
QОП
qОП
(38)
где qОП – поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2,
определяемая по формуле:
qОП  qн  (t / 70) n 1  1  (Gотн ) P
(39)
где qн – номинальная плотность теплового потока прибора, Вт/м2 (на одну
секцию для МС140АО – 595 Вт/м2; МС140 – 650 Вт/м2; МС90 – 700 Вт/м2).
Марка отопительных приборов принимается в соответствии с приложением 1.
t – температурный напор, °С:
t 
tвх  tвых
 tв
2
(40)
где tв – температура воздуха в помещении, °С;
tвх, tвых – температура теплоносителя - воды на входе и выходе
отопительного прибора, °С. Для двухтрубных систем отопления tвх, tвых равны
температуре соответственно в прямой и обратной магистралях tг, tо. В
однотрубной системе для n-го прибора по ходу движения теплоносителя в
стояке:
n 1
tвх  tг 
Q
n
ОП
1
QСТ
 tг  tо  ; tвых  tг 
Q
ОП
1
QСТ
(41)
 t г  tо 
где QСТ – тепловая нагрузка расчетного стояка, равная сумме тепловых
нагрузок всех приборов, присоединенных к нему, Вт;
n 1
Q
ОП
- суммарная
тепловая нагрузка всех отопительных приборов,
1
начиная от подающей магистрали до рассматриваемого прибора, Вт;
n
Q
ОП
- суммарная
тепловая нагрузка всех отопительных приборов,
1
начиная от подающей магистрали, включая рассматриваемый прибор, Вт.
1 – коэффициент, учитывающий направление движения воды в приборе
(таблица 12);
n, Р – экспериментальные показатели, учитывающие влияние типа
отопительного прибора, направление движения и количество проходящей воды
(таблица 12).
Таблица 12.
Значения коэффициентов n, 1 и Р в зависимости от схемы подключения
прибора к стояку
Схема подводки
теплоносителя к
прибору
Сверху - вниз
Снизу- вверх
Снизу - вниз
Значения коэффициентов
n
1
P
0,32
0,15
0,24
1
0,89
0,79
0,03
0,08
0,07
Относительный расход теплоносителя Gотн, кг/ч, рассчитывается по
формулам:
для двухтрубных систем отопления:
Gотн  0,86 
QОП
360  (tг  tо )
(42)
для однотрубных систем отопления:
Gотн  0,86 
QСТ
360  (tг  tо )
(43)
Для секционных радиаторов расчетное число секций в отопительном
приборе Nр определяется по формуле:
N р  Aр   2  3 / Aс
(44)
где Ас – поверхность одной секции, м2 (для отопительных приборов марки:
МС140АО – 0,299 м2; МС140 – 0,244 м2; МС90 – 0,2 м2);
3 – коэффициент, учитывающий способ установки прибора, принимается
равным 1;
2 – коэффициент, учитывающий число секций в приборе:
2  1/ (0,92 
0,16
)
Aр
(45)
Расчет отопительных приборов удобно свести в форму таблицы 13.
Форма таблицы 13.
Расчет нагревательной поверхности (длины или числа секций) отопительных
приборов
№
помещ.
Qоп,
Вт
tв ,
°С
tвх,
°С
tвых,
°С
t, °С
Схема
присоединения
qоп,
Вт/м2
Ар ,
м2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Примечание:
2
Nр
Nуст
10 11
12
Полученное число секций, Nр, шт, округляют до целых значений с
границей округления 0,28, принимая установочное количество секций Nуст, шт.
Пример расчета поверхности нагрева и подбора отопительных приборов
В качестве примера, приводится расчет поверхности нагрева и подбора
отопительных приборов в 101 помещении при условии, что в здании
запроектирована двухтрубная система отопления и в 207 помещении, при
условии, что в здании запроектирована однотрубная система отопления.
Нагрузки отопительных приборов принимаются по таблице 10 п.2.1.
Рис.13. Пример размещения отопительных приборов и стояков на плане этажей.
Пример 1. Рассмотри 101 помещение (угловая жилая комната).
По таблице 10 п.2.1 расчетные теплопотери помещения составляют 2014
Вт. Т.к. в 101 помещении размещено два отопительных прибора (рис.13а), то
теплопотери помещения распределяем по ним равномерно. Т.о. нагрузка
каждого отопительного прибора составляет по 1007 Вт.
В качестве примера, предположим, что в здании запроектирована
двухтрубная система отопления.
Принимаем марку отопительных приборов МС140 (по приложению 1).
Подключение отопительных приборов сверху-вниз (рис.14).
Рис.14. Пример одностороннего подключения отопительного прибора к стояку двухтрубной
системы отопления (в соответствии с рис.13а).
Расчетная поверхность нагрева отопительного прибора Ар, м2:
Aр 
1007
 2, 01
499,82
где qОП – поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2:
qОП  650  (60,5 / 70)0,321 1 (0, 096)0,03  499,82
где номинальная плотность теплового потока прибора qн = 650 Вт/м2 (на
одну секцию для МС140).
Температурный напор, °С:
t 
95  70
 22  60,5
2
где температура воздуха в помещении tв = 22 °С;
tвх = tг = 95 °С и tвых = tо = 70 °С (для двухтрубных систем отопления).
При подключении отопительных приборов по схеме сверху-вниз по
таблице 12 методических указаний:
1 =1; n = 0,32; Р = 0,03.
Относительный расход теплоносителя Gотн, кг/ч, для двухтрубных систем
отопления:
Gотн  0,86 
1007
=0,096
360  (95  70)
Для секционных радиаторов расчетное число секций в отопительном
приборе Nр:
N р  2, 0111/ 0, 244  8, 24
где поверхность одной секции для отопительных приборов марки МС140:
Ас = 0,244 м2;
3 = 1;
коэффициент, учитывающий число секций в приборе:
 2  1/ (0,92 
0,16
) 1
2, 01
Расчет отопительных приборов сводим в таблицу 13 (пример 1).
Таблицы 13 (пример 1).
Расчет нагревательной поверхности (длины или числа секций) отопительных
приборов
№
помещ.
1
101
101
Qоп,
Вт
2
1007
1007
tв ,
°С
3
22
22
tвх,
°С
4
95
95
tвых,
°С
5
70
70
t,
°С
6
60,5
60,5
Схема
присоединения
7
Сверху-вниз
Сверху-вниз
qоп,
Ар ,
2 Nр
Вт/м2
м2
8
9
10 11
499,82 2,01 1 8,24
499,82 2,01 1 8,24
Nуст
12
8
8
Примечание:
Полученное число секций, Nр, шт, округляем до целых значений с
границей округления 0,28, принимая установочное количество секций Nуст, шт.
Т.о. в помещении 101 (угловая жилая комната) будут установлены два
отопительных прибора марки МС140 с количеством секций 8, шт, каждый.
Пример 2. Рассмотри 207 помещение (угловая кухня).
По таблице 10 п.2.1 расчетные теплопотери помещения составляют 1235
Вт. По рис.13б видно, что в 207 помещении установлен один отопительный
прибор, т.о. его нагрузка составляет 1235 Вт.
В качестве примера, предположим, что в здании запроектирована
однотрубная система отопления с верхним розливом.
Рис.15. Пример одностороннего подключения отопительных приборов к стояку однотрубной
системы отопления (в соответствии с рис.13б).
Принимаем марку отопительных приборов МС140 (по приложению 1).
Подключение отопительных приборов сверху-вниз (рис.15).
Расчетная поверхность нагрева отопительного прибора Ар, м2:
Aр 
1235
 1,86
665, 06
где поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м2:
qОП  650  (74,33 / 70)0,321 1 (0,153)0,03  665, 06
где номинальная плотность теплового потока прибора qн = 650 Вт/м2 (на
одну секцию для МС140).
Температурный напор, °С:
t 
105  85, 66
 21  74,33
2
где температура воздуха в помещении tв = 21 °С.
По рис.15 видно, что температура теплоносителя - воды на входе в
рассматриваемый отопительный прибор tвх, °С, равна температуре воды в
подающей магистрали tг, °С, т.е. tвх = tг = 105 °С;
tвых - температура воды на выходе отопительного прибора, °С, в стояке
однотрубной системы:
tвых  105 
1235
105  70   85, 66
2235
где тепловая нагрузка расчетного стояка QСТ = 2235 Вт (по рис.15).
При подключении отопительных приборов по схеме сверху-вниз по
таблице 12 методических указаний:
1 =1; n = 0,32; Р = 0,03.
Относительный расход теплоносителя Gотн, кг/ч, для однотрубных систем
отопления:
Gотн  0,86 
2235
=0,153
360  (105  70)
Для секционных радиаторов расчетное число секций в отопительном
приборе Nр:
N р  1,86  0,99 1/ 0, 244  7,55
где поверхность одной секции для отопительных приборов марки МС140:
Ас = 0,244 м2;
3 = 1;
коэффициент, учитывающий число секций в приборе:
 2  1/ (0,92 
0,16
)  0,99
1,86
Расчет отопительного прибора сводим в таблицу 13 (пример 2).
Таблицы 13 (пример 2).
Расчет нагревательной поверхности (длины или числа секций) отопительных
приборов
№
помещ.
1
207
Qоп, tв,
Вт °С
2
3
1235 21
Примечание:
tвх,
°С
4
105
tвых,
t,
°С
°С
5
6
85,66 74,33
Схема
присоединения
7
Сверху-вниз
qоп,
Ар ,
Nр
2
Вт/м2
м2
8
9
10
11
665,06 1,86 0,99 7,55
Nуст
12
8
Полученное число секций, Nр, шт, округляем до целых значений с
границей округления 0,28, принимая установочное количество секций Nуст, шт.
Т.о. в помещении 207 (угловая кухня) будет установлен отопительный
прибор марки МС140 с количеством секций 8, шт.
2.4. Конструирование и подбор оборудования ИТП здания (подбор
элеваторного узла).
В рамках курсовой работы, тепловой пункт располагается в подвале, в
центре здания у лестничной клетки. Элеваторный узел управления крепится на
кронштейнах к капитальным стенам подвала на высоте, удобной для
обслуживания запорно-регулирующей арматуры. Ось элеватора располагается
на высоте 1 – 1,2 м от пола, обратный трубопровод – ниже элеватора на 0,5 –
0,7 м.
Подбор элеваторного узла производится в соответствии с рекомендациями
СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».
Таблица 14.
Конструктивные характеристики элеваторных узлов марки 40С20бк
Номер
элеватора
1
2
3
4
Диаметр
горловины dг,
мм
15
20
25
30
Длина L, мм
Диаметр
сопла dс, мм
Масса, кг
360
440
570
620
3-8
4-8
6-10
7-12
8,3
11,3
15,5
18,7
Элеватор выбирается по диаметру горловины dг, мм, в зависимости от
расчетной разности давления в подающем и обратном теплопроводе тепловой
сети (в соответствии с приложением 1) ΔPТС, Па, и расхода воды в системе
отопления Gсo, т/ч.
Рис.16. Водоструйный элеватор: а) внешний вид; б) разрез элеватора.
1 — сопло; 2 — камера всасывания; 3 — смесительный конус; 4 — горловина; 5 — диффузор
Диаметр горловины элеватора dг, мм, определяется по формуле:
Gсо2 (1  u )2
d г  8,5
Н со
4
(46)
где Gсo - расчетный расход воды на отопление из тепловой сети, т/ч;
u - коэффициент смешения, определяемый по формуле (32);
Hсо - потери напора в системе отопления после элеватора при расчетном
расходе воды, м.
Минимально необходимый напор Н, м, перед элеватором для преодоления
гидравлического сопротивления элеватора и присоединенной к нему системы
отопления определяется по приближенной формуле:
H  1, 4  Н со  (1  u ) 2
(47)
Диаметр сопла элеватора dc, мм, определяется по формуле:
Gсо2
dс  9, 6 4
H1
где H1 - напор перед элеватором, м.
(48)
Рис.17. Схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водяного
отопления к наружным теплопроводам со смешением воды с помощью водоструйного элеватора:
1 — задвижка; 2 — грязевик; 3 — термометр; 4 — ответвления к системам вентиляции и горячего
водоснабжения; 5 — регулятор расхода; 6 — обратный клапан; 7 — водоструйный элеватор;
8 — манометр; 9 — тепломер; 10 — регулятор давления
Пример подбора элеваторного узла
Подбор элеватора приводится на основании примера гидравлического
расчета в п.2.2.
Температурные параметры тепловой сети: τ1 = 150 °С, τ2 = 70 °С.
Температура подающей и обратной воды в однотрубных системах жилых
зданий: tг = 105 °С, tо = 70 °С.
Расчетная разность давления в подающем и обратном теплопроводе
тепловой сети (в соответствии с приложением 1) ΔPТС = 85 кПа.
Расход воды в системе отопления Gсo = 1199 кг/ч.
Полные потери давления в системе отопления P = 11236 Па.
Коэффициент смешения в элеваторе u = 1,29.
Диаметр горловины элеватора dг, мм:
d г  8,5 4
1,199 2 (1  1, 29) 2
 13, 68
1,1236
где расчетный расход воды на отопление из тепловой сети Gсo = 1,199 т/ч.
Потери напора в системе отопления после элеватора при расчетном
расходе воды Hсо = 1,1236 м.
Примечание: 1 атм = 10 м вод.ст. = 100кПа.
Исходя из полученного диаметра горловины, принимаем по таблице 14
элеватор №1.
Минимально необходимый напор Н, м, перед элеватором для преодоления
гидравлического сопротивления элеватора и присоединенной к нему системы
отопления:
H  1, 4 1,1236  (1  1, 29)2  8, 2492
Напор перед элеватором H1 = 8,5 м (при расчетной разности давления в
подающем и обратном теплопроводе тепловой сети ΔPТС = 85 кПа).
(H = 8,2492 м) < (H1 = 8,5 м), т.о., располагаемый напор вполне достаточен
для обеспечения работы элеватора.
Диаметр сопла элеватора dc, мм:
1,1992
d с  9, 6
 6,16
8,5
4
Окончательно выбираем элеваторный узел №1 с диаметром горловины dг =
15 мм и диаметров сопла dc = 6,2 мм.
2.5. Конструирование и расчет систем вентиляции.
Системы вентиляции предназначены для подачи в помещение свежего
(наружного) воздуха и удаления загрязненного, то есть для создания
воздухообмена.
По способу перемещения воздуха системы вентиляции делятся на
гравитационные (работающие за счет разности плотностей наружного и
внутреннего воздуха) и с механическим побуждением.
В жилых зданиях квартирного типа предусматривается естественная
канальная вытяжная вентиляция с удалением воздуха из санузлов и кухонь.
Приток неорганизованный, через неплотности ограждения (оконные створки,
фрамуги, форточки, клапаны и т.д.).
Определение
воздухообменов
–
одна
из
важнейших
задач
при
конструировании систем вентиляции, т.к. фактически определяет и задает все
необходимые параметры системы.
Воздухообмен рассчитывается для каждой типовой квартиры. Количество
удаляемого воздуха для жилых комнат Lжк, м3/ч, определяется по формуле:
Lжк  3  Aп
(49)
где Aп – площадь пола жилых комнат, м2.
Воздухообмен в кухнях и санузлах, м3/ч, принимается по следующим
нормам:
кухня негазифицированная – 60;
кухня с 2-конфорочной газовой плитой – 60;
то же с 3-конфорочной газовой плитой – 75;
то же с 4-конфорочной газовой плитой – 90;
ванная индивидуальная – 25;
уборная индивидуальная – 25;
совмещенный санузел – 50.
За расчетный воздухообмен квартиры принимается большая из двух
величин: суммарного воздухообмена для жилых комнат или суммарного
воздухообмена для кухни и санузлов.
Расчет удобно сводить в форму таблицы 15.
Форма таблицы 15.
Расчетный воздухообмен в помещениях здания.
№ помещений
и квартиры
1
Ап, м2
2
Lжк,
3
м /час
3
Lкух,
м3/час
4
Lван,
м3/час
5
Lс/у,
м3/час
6
60 (90)
25(50)
25(0)
Lрасч,
м3/час
7
Конструирование вытяжной вентиляции начинают с размещения на планах
этажей вытяжных жалюзийных решеток и каналов.
Рис.18. Конструкция вытяжных каналов:
а) в кирпичных кладках; б) приставные из гипсошлаковых плит.
Затем
на
плане
чердака
вертикальные
каналы
объединяют
горизонтальными каналами в отдельные системы и размещают вытяжные
шахты. Каждая система нумеруется (ВЕ-1, ВЕ-2 и т.д.).
При конструировании систем вентиляции руководствуются следующими
правилами.
Удаление воздуха из отдельных помещений осуществляется по самостоятельным вытяжным каналам. В пределах одной квартиры допускается
объединение каналов из уборной и ванной комнат. На чердаке допускается
объединение вентиляционных каналов кухонь и санузлов различных квартир в
одну систему. Не допускается объединять в общую систему каналы из
помещений, ориентированных на разные фасады зданий. Вытяжные шахты
должны располагаться в наиболее высокой части чердачного помещения или
кровли. Радиус действия систем вентиляции с естественным побуждением не
более 8 м.
В зданиях с числом этажей больше трех вертикальные каналы проектируются
с
общим
коллектором
(сборным
вертикальным
каналом).
Поэтажные ответвления присоединяются к сборному коллектору под потолком
вышележащего по отношению к обслуживаемому этажа. Вытяжные решетки в
помещении располагаются на 0,5 м от потолка.
Вентиляционные каналы могут размещаться в толще внутренних капитальных кирпичных стен или в бороздах, закрываемых снаружи плитами.
Размеры сечения каналов должны быть кратны размерам 1/2 кирпича.
Наименьший размер канала 1/2 х 1/2 кирпича (140 х 140 мм). Наибольший
размер - 1/2 х 1 кирпича (140 х 270 мм). Толщина стенок канала и минимальное
расстояние между каналами должно быть не менее 1/2 кирпича. Каналы в
кирпичных стенах располагаются от дверных проемов на расстоянии не менее
1,5 кирпича (380 мм).
При отсутствии кирпичных капитальных стен или невозможности
размещения в них всех каналов допускается устройство приставных каналов из
блоков, шлакобетонных или бетонных плит, или кирпича. Наименьший размер
приставных каналов 100 х 100 мм. При увеличении размеров они должны быть
кратны 50 мм.
Рис.19. Вентиляционные блоки с индивидуальными круглыми (а) и овальными (б) каналами.
В крупнопанельных зданиях вертикальные вентиляционные каналы
устраиваются
в виде специальных вентиляционных панелей (блоков),
размещаемых во внутренних стенах, перегородках или в виде приставных
блоков.
Вентиляционные
блоки
выполняются
с
каналами
круглого,
прямоугольного или овального сечения.
Рис.20. Вентиляционные блоки со сборными коллекторами и каналами-спутниками круглого (а) и
прямоугольного (б) сечения.
Горизонтальные каналы на чердаке здания выполняются из двойных
шлакогипсовых или шлакобетонных плит толщиной 40-50 мм с воздушной
прослойкой 40 мм. Наименьший размер канала на чердаке 200 х 200 мм.
Максимальное отношение размеров сторон прямоугольного сечения 1:2.
Рис.21. Сборный утепленный канал на чердаке из двойных шлакогипсовых плит с воздушной
прослойкой.
Вытяжные
шахты
могут
устраиваться
с
обособленными
или
объединенными каналами. Шахты с обособленными каналами выполняются из
бетонных
блоков
с
утеплением
фибролитом,
шлакобетона
или
керамзитобетона.
Шахты с объединенными каналами выполняются из бетонных плит с
утеплителем, из легкого бетона или из досок толщиной 40 мм, обитых с
внутренней стороны кровельной сталью по войлоку, смоченному в глиняном
растворе и оштукатуренных по драни с наружной стороны.
Рис.22. Минимальная высота вытяжных шахт.
На планах этажей против вытяжных отверстий указывается количество
воздуха, удаляемого по каналу, размеры жалюзийной решетки и канала.
Конструирование
вентиляции
заканчивается
вычерчиванием
аксоно-
метрической схемы одной из наиболее нагруженных систем.
В зависимости от структуры системы вентиляции, нагрузок на ее элементы
и необходимого воздухораспределения в ней производят аэродинамический
расчет движения воздуха в каналах, результатом которого
являются
окончательные сведения о конструкции систем вентиляции (диаметрах или
размерах поперечных сечений каналов).
Целью аэродинамического расчета является подбор сечения вытяжных
каналов и решеток, обеспечивающих удаление из помещения расчетного
количества воздуха при расчетном естественном давлении (при температуре
наружного воздуха 5°С).
Аэродинамический расчет проводится в определенной последовательности.
Рис.23. Примерная расчетная аксонометрическая схема системы вентиляции.
Вычерченную расчетную аксонометрическую схему разбивают на расчетные участки, которые нумеруются. Определяют длину каждого участка и
путем последовательного суммирования расход воздуха, проходящего по
участку. Эти величины выписывают на схему в виде дроби (в числителе –
расход L, м3/ч, в знаменателе – длина l, м). Определяют естественное
(гравитационное) давление, Па, для каналов ветвей каждого этажа по формуле:
Pei  9.81 H i  ( 5  в )
(50)
где Реi - естественное давление для каналов i-го этажа, Па;
Нi - разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной
решетки рассчитываемого этажа, м;
в - плотность внутреннего воздуха, кг/м3, по формуле (29);
5 - плотность наружного воздуха при температуре 5 °С, кг/м3, по формуле
(29).
Аэродинамический расчет каналов начинают с наиболее удаленной от
вытяжной шахты ветви верхнего этажа, имеющей наименьшее естественное
давление. Расчет сводится в форму таблицы 16.
Форма таблицы 16.
Аэродинамический расчет системы вентиляции.
№
участка
Расход
L, м3/ч
Длина
l, м
a × b, мм
1
2
3
4
Предварительный (окончательный) расчет.
R,
А, м2
v, м/с
Rl, Па
Рд, Па
Па/м
5
6
7
8
9

Pп, Па
10
11
Примечание:
1) Аэродинамический расчет проводят по всем расчетным участкам
аксонометрической схемы системы естественной вентиляции (рис.23).
2) Жалюзийную решетку рассматривают как самостоятельный участок
нулевой длины, т.к. с ее помощью осуществляют увязку и монтажное
регулирование параллельных каналов.
Таблица 17.
Типы, основные параметры и размеры пластмассовых вентиляционных
решеток (ГОСТ 13448-82)
Размеры, мм
Обозначение
типа решеток
Код ОКП
Длина,
ширина
Внутренняя
часть рамки
(в свету)
РВП1
РВП2
РВП3
РВП4
48 63630401
48 63630404
48 63630407
48 63630410
315×300
250×250
250×170
190×190
296×250
200×200
200×120
⌀140
Масса
Коэффициент
решетки
«живого
(справочная),
сечения»
кг
0,74
0,76
0,65
0,74
0,420
0,210
0,093
0,085
Примечание: коэффициент «живого сечения» - отношение свободной
площади проема решетки для прохода воздуха к габаритной площади проема.
Рис.24. Решетка типа РВП1.
Рис.25. Решетка типа РВП2 (а) и РВП3 (б).
Рис.26. Решетка типа РВП4.
Примечание:
1.1. Решетка типа РВП2 предусматривает возможность монтажной
регулировки «живого сечения».
Решетки типов РВП1, РВП3, РВП4 - с постоянным «живым сечением».
1.2. Допускается по соглашению изготовителя с потребителем выпускать
решетки типов РВП2, РВП3, РВП4 с другим рисунком внутренней части
решетки. При этом коэффициент «живого сечения» должен соответствовать
значению, указанному в таблице 17.
1.3. По соглашению изготовителя с потребителем решетки типов РВП2,
РВП3 и РВП4 могут быть изготовлены без отверстий для крепления. При этом
на поверхности решеток с нелицевой стороны по периметру должна быть
рельефная сетка шириной 15 мм с высотой рельефа 0,12 - 0,15 мм.
1.4. Условное обозначение решетки должно состоять из обозначения типа,
марки материала, цвета и обозначения настоящего стандарта.
Пример условного обозначения решетки вентиляционной пластмассовой
типа РВП1, изготовляемой из блочного полистирола марки ПСМ, белого цвета:
РВП1-ПСМ - белая ГОСТ 13448-82. То же, типа РВП4, изготовляемой из
ударопрочного полистирола марки УПМ-0503, зеленого цвета: РВП4-УПМ0503 - зеленая ГОСТ 13448-82.
3) Размер решетки принимают по таблице 17 так, чтобы при заданном
расходе воздуха его скорость была не более 1 м/с.
4) По фактической скорости воздуха v, м/с, принимаемой путем
интерполяции по приложению В или рассчитываемой по формуле:
v
L
A  3600
(51)
находят значение динамического давления Pд, Па, по формуле:
Pд  0,5  v 2 в
(52)
и потери давления в решетке ζ∙Pд.
Примечание:
А – площадь живого сечения решетки или канала;
ζ – коэффициент местного сопротивления, принимаемый по таблице 18.
Дополнительные данные для расчета систем вентиляции приведены в
приложении Г.
Таблица 18.
Значения коэффициентов местных сопротивлений воздуховодов
Наименование местного сопротивления
Вход в вентиляционную решетку
Колено (поворот) на 90°
Тройник:
на проход
на ответвление
Зонт над вытяжной шахтой
Величина КМС
1,2
1,1
0,5
1,5
1,3
5) По заданному расходу воздуха на участке по приложению В подбирают
сечение каналов так, чтобы скорость воздуха была в пределах 0,5-1,5 м/с (см.
табл.Г1 приложение Г). Следует иметь в виду, что сечение каналов должно
плавно увеличиваться в направлении движения воздуха. Для принятого сечения
канала и заданного расхода воздуха на участке по приложению В путем
интерполяции или по формулам (51) и (52) находят фактическую скорость
движения воздуха v, м/с, динамическое давление Pд, Па, и потери давления на
трение R, Па/м.
6) Полные потери давления Pп, Па, участка определяют по формуле:
Pп  R  l     Pд
(53)
а также суммарные по ветви полные потери давления ∑Pпi, Па.
7) Расчет ветви заканчивается, если запас давления на неучтенные потери
составляет 5-10%, т.е. выполняется условие:
Запас 
Pei   Pпi
Pei
100  5  10%
(54)
где ∑Pпi - суммарные полные потери давления по ветви i-го этажа от входа
воздуха в решетку до выхода его из шахты в атмосферу, Па.
Примечание:
Если значение ∑Pпi, Па, окажется очень мало в сравнении с Pеi, Па, значит
решетка или отдельные участки канала выбраны большего сечения. При
окончательном расчете уменьшают вначале сечение каналов до минимально
возможного по конструктивным соображениям. Если этого недостаточно, то
уменьшают сечение решетки. При ∑Pпi, Па, больше Pеi, Па, необходимо
увеличить сечение решетки или участков, на которых потери давления очень
большие, и добиваться выполнения условия (54).
Пример конструирования и расчета систем вентиляции
В качестве примера рассчитывается система естественной вентиляции в
двухэтажном жилом многоквартирном доме ВЕ-1.
Рис.27. Система естественной вентиляции ВЕ-1 типовой квартиры на плане первого этажа.
Рис.28. Система естественной вентиляции ВЕ-1 типовой квартиры на плане второго этажа.
Расчет воздухообмена сводим в таблицу 15.
Таблица 15.
Расчетный воздухообмен в помещениях здания.
№ помещений
и квартиры
1
Lжк,
2
м /час
3
Lкух,
м3/час
4
Lван,
м3/час
5
Lс/у,
м3/час
6
Lрасч,
м3/час
7
52,66
158
90
25
25
158
52,66
158
90
25
25
158
Ап, м2
3
Типовая квартира 1:
105, 205 (жилая комната);
106, 206 (жилая комната);
111, 211 (жилая комната);
112, 212 (жилая комната);
с/у;
ванная комната;
113, 213 (кухня с 4-х комф.
плитой)
Типовая квартира 2:
103, 203 (жилая комната);
104, 204 (жилая комната);
115, 215 (жилая комната);
116, 216 (жилая комната);
с/у;
ванная комната;
114, 214 (кухня с 4-х комф.
плитой)
Примечание:
За расчетный воздухообмен квартиры принимается большая из двух
величин: суммарного воздухообмена для жилых комнат и суммарного
воздухообмена для помещений общего пользования.
Рис.29. Система естественной вентиляции ВЕ-1 на плане чердака.
Аэродинамический расчет проводим в следующей последовательности:
1) Вычерчиваем аксонометрическую схему системы, разбиваем на
расчетные участки.
2) Определям длину каждого участка и путем последовательного
суммирования расхода воздуха, проходящего по участку, находим его нагрузку.
Эти величины вписываем на схему в виде дроби (в числителе – расход, м3/ч, в
знаменателе – длина, м).
Рис.30. Аксонометрическая схема системы естественной вентиляции ВЕ-1.
3) Определяем естественное гравитационное давление для каналов ветвей
каждого этажа:
для второго: P2 = 9,81∙4,7∙(1,27-1,205) = 3,9 Па;
для первого: P1 = 9,81∙7,7∙(1,27-1,205) = 4,91 Па;
где Реi - естественное давление для каналов i-го этажа, Па;
Нi - разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной
решетки рассчитываемого этажа, м; Н1 =7,7 м; Н2 =4,7 м;
в - плотность внутреннего воздуха, кг/м3; в = 353/(273+20)=1,205 кг/м3;
5 - плотность наружного воздуха при температуре 5 °С, кг/м3;
5 = 353/(273+5) = 1,27 кг/м3.
В
качестве
главной
расчетной
ветви
выбираем
ветвь,
удельное
располагаемое давление в которой будет наименьшее. Так как P2 < P1, то
расчетной будет ветвь, идущая через канал второго этажа (при наименьшем
располагаемом давлении).
4) Аэродинамический расчет каналов сводим в таблицу 16.
Таблица 16.
Аэродинамический расчет системы вентиляции.
№
участка
Расход
L, м3/ч
Длина
l, м
a × b, мм
1
1
2
3
4
2
108
108
216
432
3
0,8
1,1
3,9
4
150×200
250×220
320×250
450×220
Предварительный (окончательный) расчет.
R,
А, м
v, м/с
Rl, Па
Рд, Па
Па/м
2
5
0,0173
0,055
0,08
0,099
6
1,73
0,55
0,75
1,21
7
8
9
10
1,796 1,2
0,02
0,017
0,182 1,5
0,035 0,043
0,338 2,6
0,03
0,14
0,878 1,3
Суммарные потери давления
Невязка, %
5) Запас давления на неучтенные потери:
Запас 

3,9  3, 65
100  6,5 %
3,9
Pп, Па
11
2,15
0,29
0,92
1,28
3,65
6,5