ВАРИАНт 7. Контрольная по Строительству

ПОЛНОЕ ЗАДАНИЕ В ДЕМО ФАЙЛЕ,

ЧАСТЬ ДЛЯ ПОИСКА ДУБЛИРУЮ НИЖЕ

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Инженерно-строительный институт

ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ СИСТЕМ

ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

Методические указания к контрольной работе

для студентов направления подготовки

270100 – «Строительство» всех специальностей

КРАСНОЯРСК, 2013

08.0038.00.081.30.30.101Строительство всехформобучения 08.03.01 Строительство очно-заочной изаочнойформобучения

УДК 621.6.028

ББК 38.763

Инженерные сети систем теплогазоснабжения и вентиляции: методические указания к контрольной работе для студентов направления подготовки 270100 – «Строительство» всех специальностей Красноярск: Сибирский федеральный ун-т; Инженерно-строительный ин-т, 2013. 38 с.

Составители:

А.С. Климов

И.Б. Оленев

А.И. Авласевич

Печатается по решению редакционно-издательского совета

 Инженерно-строительный ин-т СФУ, 2013.

08.03.01 Строительство всехформобучения очно-заочной изаочнойформобучения

- 3 -

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Контрольная работа предусматривает выполнение пяти задач:

- задача 1 "Теплотехнический расчет наружной стены жилого здания";

- задача 2 "Расчет теплопотерь комнаты и лестничной клетки жилого здания", "Составление теплового баланса";

- задача 3 "Тепловой расчет отопительных приборов";

- задача 4 "Гидравлический расчет системы отопления";

- задача 5 "Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции";

Контрольную работу студент оформляет в соответствии со стандартом организации (СТО 4.2-07) и правилами выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования (СТП 2.02).

Методические указания содержат теоретический материал к задачам, исходные данные к ним и конкретные примеры решения.

Исходные данные студент выбирает самостоятельно по шифру зачетной книжки.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Цель расчета: определить толщину основного слоя наружной ограждающей конструкции, при которой температура на внутренней поверхности наружной стены будет выше температуры точки росы воздуха в помещении и соответствовать санитарно-техническим требованиям, коэффициент теплопередачи K, Вт/(м2.°C).

Теплотехнический расчет производим согласно 2:

1. Для данного места строительства определить климатологические характеристики: tht, zht - среднюю температуру наружного воздуха, °C, и продолжительность, сут., отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, зону влажности. Условия эксплуатации ограждающих конструкций для жилого здания при сухой зоне влажности - А, при нормальной и влажной - Б.

Определить теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции:  - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м.°C);

2. Вычислить градусо-сутки отопительного периода Dd (°С·сут.), исходя из условий энергосбережения по формуле

,)(hthttindzttD (1)

где tint - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °C, принимаемая для расчета ограждающих конструкций жилых зданий по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по 4 (в интервале 20-22 °С);

- 4 -

tht, zht - средняя температура наружного воздуха, °C, и продолжительность, сут., отопительного периода, принимаемые по 3 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С.

3. Вычислить нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq (м2.°C)/Вт ограждающей конструкций по таблице 1.

Таблица 1 - Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreq (м2.°C)/Вт ограждающей конструкции

Dd, °С·сут.

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Стен

2,1

2,8

3,5

4,2

4,9

5,6

Примечание:

Значения Rreq для величин Dd, отличающихся от табличных, следует определять по формуле

,bDaRdreq (2)

где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 2 для жилых зданий и помещений: a = 0,00035, b = 1,4.

4. Рассчитать толщину искомого слоя δ2, м, из условия , reqdesRR

где - фактическое сопротивление теплопередачи ограждения, (мdesR2.°C)/Вт, определяется по формуле 31212311,desintextR (3)

где 1, 2, 3 - толщины слоев, м;

1, 2, 3 - коэффициенты теплопроводности материалов слоев, Вт/(м.°C);

int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2.°C), для внутренних стен int= 8,7 Вт/(м2.°C);

ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/(м2.°C), для наружных стен ext = 23 Вт/(м2.°C).

Толщину искомого слоя 2, м, определить по формуле 3121311(())reqintextR  (4)

- 5 -

5. Фактическую толщину основного слоя наружной стены desX, м, принять:

- для кирпичных стен кратной половине кирпича, но не менее 0,51 м;

- для бетонных панелей кратной 0,05 м, но не менее 0,3 м.

6. Определить , (мdesR2.°C)/Вт, с учетом принятой фактической толщины ограждения desX, м. Проверить условие . reqdesRR

7. Определить коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2.°C), по формуле 1desKR. (5)

РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

При составлении теплового баланса помещений, определяющего тепловую нагрузку, Вт, на систему отопления, учитываются теплопотери: через ограждения здания, Вт, на нагревание инфильтрационного воздуха , Вт и воздуха, поступающего в помещения через окна в размере санитарной нормы вентиляции (3 м/ч на 1 м пола) , Вт, а также бытовые тепловыделения Q, Вт. ОТРQБОQИQВQ

Для жилых комнат , Вт, следует определять по формуле ОТРQ

БВИОТРQQQQ),(О (6)

Для лестничных клеток , Вт, следует определять по формуле ОТРQ

,ОИОТРQQQ (7)

где - больший из расходов тепла , Вт, или , Вт. ),(ВИQИQВQ

Теплопотери через наружные ограждения здания , Вт, рассчитываются для всех помещений первого, среднего, верхнего этажей и для лестничной клетки секции по формуле ОQ

()ОintextQKFttn (8)

где - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(мK2.°C);

F - расчетная площадь ограждений, м2;

- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °C, принимаемая для расчета ограждающих конструкций жилых зданий по intt

- 6 -

минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по 4, (для жилых комнат =20°C, для лестничной клетки =16°C); inttintt

extt– расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,С, для всех зданий, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 3;

n - поправочный коэффициент к рабочей разности температур;

 - коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты, рассчитывают по формуле ,1001P (8’)

где - сумма добавочных потерь тепла через ограждения, принимается в процентах к основным теплопотерям. P

Расчет основных теплопотерь через ограждающие конструкции сводится в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет основных теплопотерь через ограждающие конструкции

Номер помещения, его название

Характеристика ограждения

Добавочные

потери теплоты,, % P

и температура внутреннего воздуха

наз-

ва-

ние

ори-ен- та- ция

разме- ры,

м

пло- щадь,м2

K,

Вт / (м2°С)

на ори -ента-цию

про- чие



ОQ,

Вт

При расчете теплопотерь зданием следует:

1. Каждое помещение нумеровать трехзначной цифрой (1го этажа - со 101; 2го - с 201 и т.д); лестничную клетку обозначать буквой А.

2. Расчетную площадь каждого элемента ограждающих конструкций определяют путем перемножения его линейных размеров (с точностью до 0,1 м2) по следующим параметрам:

- окон и дверей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету;

- перекрытий (потолков, неотапливаемых полов) - по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен;

- высоту стен первого этажа – от нижней плоскости конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

- 7 -

- высоту стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей;

- высоту стен верхнего этажа - от уровня чистого пола этого этажа до верха последнего утепляющего слоя чердачного перекрытия;

- длину наружных стен угловых помещений - от осей внутренних стен до внешних поверхностей угла;

- длину наружных стен не угловых помещений - между осями внутренних стен;

- площади окон не вычитать из площади стен, а при определении теплопотерь через окна из коэффициента теплопередачи окна вычесть коэффициент теплопередачи наружной стены, т.е. в графе 7 табл.2 записать: . НСKKОК

3. Подсчет потерь теплоты лестничной клетки вести как для одного помещения, а при определении теплопотерь через наружную стену из ее площади вычесть площадь двери. Пол лестничной клетки рассчитывается по зонам, как для не утепленных полов, расположенных на грунте. Необходимо разбить пол лестничной клетки на зоны:

- первая зона – полоса пола вдоль наружной стены, шириной 2 м;

- вторая зона – полоса пола, параллельная первой полосе, шириной 2 м;

- третья зона – часть пола, параллельная второй полосе, шириной так же 2 м;

- четвертая зона – оставшаяся часть пола.

4. Добавочные потери теплоты.

В помещениях любого назначения добавочные потери теплоты через наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна, ориентированные на север, восток, северо-восток и северо-запад принимать в процентах от основных теплопотерь в размере 10%; на юго-восток и запад – 5%; на юг и юго-запад не принимать.

При наличии в помещении двух наружных стен учитываются прочие добавочные потери теплоты через наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна в размере 15%. Прочие добавочные потери теплоты для наружных двойных дверей с тамбуром между ними при высоте помещения H, принимают - 27Н, %.

Потери теплоты округлять до 10 Вт.

Расчеты основных и дополнительных потерь теплоты через отдельные ограждения каждого помещения здания следует вести в табличной форме.

5. Теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха , Вт, рассчитываются по формуле ИQ

ОК0,278(),ИОКОКintextQAGFt (9)

- 8 -

где - коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока [6]; ОКA

- расход воздуха, поступающего в помещение путем инфильтрации, кг/(мОКG2/ч);

ОКF- площадь окна, м2;

intt и - то же, что и в формуле (8). extt,)1,0(И32RPGОК (10)

где P- разность давлений воздуха у наружной и внутренней поверхности окна, Па;

ИR- сопротивление воздухопроницанию окна, (м2.ч)/кг [2].

2()()0,03extintextPHhjjjv (11)

где H - высота здания от поверхности земли до верха вентиляционной шахты, м;

h - высота от поверхности земли до центра окна рассматриваемого этажа, м;

extj и intj - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м, рассчитывают по формуле 33463273iijt (11’)

v - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 1* 3; для зданий высотой свыше 60 м следует принимать с учетом коэффициента изменения скорости ветра по высоте (по своду правил), м/с. v

Количество теплоты на нагревание воздуха, поступающего в жилые помещения в размере санитарной нормы 3 м3/(м2ч), , Вт, рассчитывают по формуле ВQ

ПЛ1,005(),AВintextQtt (12)

где - расчетная вентиляционная температура наружного воздуха в холодный период года,С, для всех зданий, принимаемая равной средней температуре обеспеченностью 0,94 3; Aextt

FПЛ - площадь пола жилой комнаты, м2.

- 9 -

Внутренние теплопоступления (бытовые тепловыделения) , Вт, рассчитывают по формуле БQ

ПЛ21.БQF (13)

После определения всех теплопотерь и теплопоступлений составляют таблицу 3.

Таблица 3 - Тепловой баланс помещений

Номер

помещения

ОQ, Вт

ИQ, Вт

ВQ, Вт

БQ, Вт

Тепловая

нагрузка, ОТРQ

РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Тепловой расчет отопительных приборов заключается в выборе типоразмера и числа их элементов с таким условием, чтобы общая поверхность прибора обеспечивала необходимое теплопоступление в обслуживаемое помещение.

Последовательность расчета:

1. Вычертить схему рассчитываемого стояка с указанием в каждом из приборов его тепловой мощности , Вт. ПРQ

2. Выявить тепловую нагрузку на стояк , Вт. СТQ

3. Определить количество теплоносителя, кг/ч, проходящего через отопительный прибор в течение часа по формуле ПРG)(6,321ОГСТСТПРttсQGG, (14)

где  - коэффициент затекания воды в прибор;

СТQ - тепловая нагрузка рассчитываемого стояка, Вт;

1 - коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери, связанные с размещением отопительных приборов у наружных ограждений;

2 - поправочный коэффициент, учитывающий теплоотдачу через дополнительную сверх расчетной площадь принимаемых к установке приборов;

с- удельная теплоемкость воды, кДж/(кг °С);

Гt и - соответственно температуры теплоносителя в подающей и обратной магистралях, °С; Ot

- 10 -

4. Рассчитать температурный напор для отопительного прибора t, °С, по формуле 2ВХВЫХintttt  , (15)

где и - температура теплоносителя соответственно на входе и на выходе из отопительного прибора, рассчитывается по формуле ВХtВЫХtСТПРГВЫХВХGсQtt21*,6,3, (16)

где - суммарная тепловая нагрузка отопительных приборов, расположенных до рассматриваемого по ходу движения теплоносителя, Вт; *ПРQ

intt- расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °C, принимаемая для расчета ограждающих конструкций жилых зданий по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по 4, (для жилых комнат =20°C, для лестничной клетки =16°C). inttintt

5. Комплексный коэффициент  рассчитывают по формуле bGtрПРn







360701, (17)

где и np - коэффициенты полученные экспериментальным путем;

b- поправочный коэффициент на атмосферное давление.

6. Теплоотдачу открыто проложенных теплопроводов рассчитывают по формуле

ВВГГТРlqlqQ, (18)

где - соответственно теплоотдача горизонтально и вертикально проложенных теплопроводов, Вт/м; ВГqq,

ВГll, - соответственно длины горизонтально и вертикально проложенных теплопроводов, м;

ТРt- температура теплоносителя в трубе, равная температуре теплоносителя соответственно на входе и на выходе из отопительного прибора, определяется по формуле (16). ВХtВЫХt

- 11 -

7. Требуемый тепловой поток , Вт/мТРq2, рассчитывают по формуле ТРПРТРQQq9,0. (19)

8. Определить типоразмер и площадь поверхности нагрева A, м2, отопительного прибора.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Цель расчета: определить диаметры теплопроводов, для прохождения по ним требуемого количества теплоносителя; увязать магистрали и ответвления.

Прежде чем приступить к расчету, необходимо вычертить в масштабе 1:100 схему системы отопления в аксонометрической проекции с нанесением всей запорно-регулирующей арматуры.

Выбрать главное циркуляционное кольцо, которое является расчетным (в однотрубных системах отопления такое проходит через дальний стояк) и разбить на отдельные участки с постоянным расходом теплоносителя. Расчетные участки нумеруются по направлению движения воды, рядом с номером указывается тепловая нагрузка, определяемая суммой тепловых нагрузок стояков или отопительных приборов, обслуживаемых этим участком, и длинна.

Расчет диаметров участков циркуляционного кольца ведется с занесением в таблицу 4 всех исходных данных, промежуточных и конечных результатов.

Таблица 4 - Гидравлический расчет системы отопления

Номер

участка

Q,

Вт

G, кг/ч

l,

м

d, мм

V, м/c

R,

Па/м

R·l, Па

РДИН, Па



Z,

Па

(R·l)+Z, Па

Последовательность расчета:

1. Выявить тепловую нагрузку на участках рассчитываемого циркуляционного кольца Q, Вт.

2. Выявить длину участков l, м.

3. Вычислить расход теплоносителя G, кг/ч, по формуле .)(6,3ОГttcQG (20)

4. Зная располагаемое давление P, Па, для расчетного циркуляционного кольца рассчитать среднюю величину удельной потери давления на трение, Па/м, по формуле УДСРR

- 12 -

..КЦУДСРlPkR, (21)

где k - коэффициент, учитывающий потери давления на трение.

5. По величинам RСР, Па/м и G, кг/ч, найти диаметры участков d, мм.

6. По величине диаметра участка d, мм, и расходу теплоносителя G, кг/ч, определить удельные потери давления на участке R, Па/м и скорость движения теплоносителя V, м/с.

7. Определить потери давления на трение на участке lR, Па, и динамическое давление РДИН, Па, по формуле ,22VPДИН (22)

где  - плотность теплоносителя.

8. Определить коэффициенты местных сопротивлений  и рассчитать потерю давления в местных сопротивлениях Z, Па, по формуле

ДИНPZ. (23)

9. Определить потери давления на участках ZlR, Па, и сумму потерь давления на всем циркуляционном кольце Ц.К.)Z(lR

10. Запас давления в главном циркуляционном кольце должен составлять 5-10% от располагаемого давления, его рассчитывают по формуле %105%100)(..PZlRPКЦ. (24)

Если условие запаса давления не выполняется, делается перерасчет отдельных участков.

11. Выполнить расчет ответвлений. Порядок расчета тот же, что и для главного циркуляционного кольца. Невязка должна составлять не более 15% %15%100)()()(....КЦОТВКЦZlRZlRZlR. (25)

При невыполнении этого условия и невозможности изменения диаметра ответвления или его части устанавливается шайба. Минимальный диаметр шайбы dШ, мм, равен 5 мм, кратность размеров шайбы 0,5 мм, рассчитывают по формуле

- 13 -

,54,325,02ШШPGd (26)

где G - расход теплоносителя на участке, c шайбой, кг/ч;

PШ - давление, которое должна погасить шайба, Па.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

СИСТЕМЫ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Цель расчета: определить размеры жалюзийных решеток и воздушных каналов, для прохождения по ним требуемого количества воздуха.

Прежде чем приступить к расчету, необходимо вычертить в масштабе 1:100 схему системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции.

Для аэродинамического расчета необходимо знать расчетное гравитационное давление РР, Па, которое определяют при температуре наружного воздуха t5 = +5°C по формуле

59,81()РintPh, (27)

где h - вертикальное расстояние места удаления воздуха соответствующего этажа до устья вытяжной шахты, м;

5 и int - плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м3, рассчитывают по формуле

353273iit. (27’)

Расчет сводят в таблицу 5.

Таблица 5 - Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции

Номер участка

L, м3/ч

l,

м

аb,мм

dЭ, мм

F, м2

V, м/с

R, Па/м



·R·l, Па

РДИН, Па



Z,

Па

(·R·l)+

+Z, Па

Последовательность расчета:

1. Вычертить схему системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции пронумеровать расчетные участки с указанием количества воздуха L, м3/ч, и длины l , м.

2.

Рассчитать требуемую площадь сечения канала fТР, м2, по формуле /3600VLfТР, (28)

- 14 -

где V - рекомендуемая скорость (для вертикальных каналов V/ = 1-1,5 м/с; для сборного короба V/ = 1-1,5 м/с; для вытяжной шахты V/ = 1,5-2 м/с).

По значению fТР подбирают стандартное сечение канала F, м, размерами , мм. ba

3.

Для каналов прямоугольного сечения вычислить эквивалентный диаметр dЭ, мм, по формуле baabdЭ2. (29)

4.

Определить скорость движения воздуха в канале V, м/с, по формуле FLV3600. (30)

5. В зависимости от скорости движения воздуха V, м/с, и эквивалентного диаметра dЭ, мм, определить удельные потери давления на трение R, Па/м, скорости движения воздуха V, м/с, и материала из которого изготовлен канал, определить коэффициент шероховатости материала .

6.

Определить динамическое давление PДИН, Па, по формуле 22VРДИН, (31)

где  - плотность воздуха, транспортируемого по каналу, кг/м3.

7. Определить коэффициенты местных сопротивлений  и рассчитать потерю давления в местных сопротивлениях Z, Па, по формуле

.ДИНPZ (32)

8.

Аналогично рассчитать все участки, по которым транспортируется воздух от жалюзийной решетки до выброса в атмосферу.

9.

Рассчитать требуемую площадь живого сечения жалюзийной решетки ТРРЖf.., м2, по формуле /....3600РЖТРРЖVLf, (33)

где - требуемая скорость воздуха, проходящего через живое сечение жалюзийной решетки, м/с, определяется по формуле /..РЖV

- 15 -

/....2ЖРЖРPV, (34)

где  - коэффициент местного сопротивления жалюзийной решетки;

 - плотность удаляемого воздуха, кг/м3;

PЖ.Р. - потери давления для жалюзийной решетки, Па, определяется по формуле

..(РЖРУ РРRlZ, (35)

где - сумма потерь давления в каналах, по которым транспортируется воздух, удаляемый через решетку, Па. (УRlZ

Подбирать стандартную жалюзийную решетку размерамиba, мм, и площадью живого сечения , мФРЖf..2.

10. Рассчитать потери давления в жалюзийной решетке ZЖ.Р., Па, по формуле

ДИНРЖPZ... (36)

Скорость движения воздуха V, м/с, рассчитать по формуле ФРЖfLV..3600. (37)

11.

Определить невязку для рассчитываемых каналов по формуле ..(())100%10%РУЖРРРRlZZР (38)

Если условие невязки не выполняется, делается перерасчет отдельных участков или выбирается другая жалюзийная решетка.

- 16 -

Задача 1. Теплотехнический расчет наружной стены жилого здания

Определить толщину теплоизоляционного слоя, , м, и коэффициент теплопередачи, К, Вт/(м2оС), для наружной стены жилого здания.

Исходные данные. Конструкция наружной стены - рис.1; место строительства и его климатологическая характеристика - табл. 6; материалы слоев ограждающей конструкции - табл.7; расчетные значения теплофизических характеристик строительных материалов - табл.8.

Рисунок 1 – Конструкция наружной стены

Таблица 6 - Климатологические характеристики района строительства

Предпо-следняя цифра шифра зачетной книжки

Место строительства

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92

Вентиляционная температура наружного воздуха

обеспеченностью 0,94

Средняя температура отопитель-ного периода со средней суточной температурой воздуха  8С

Продолжительность отопи-тельного периода со средней суточной температурой воздуха  8С

Зона влажности

0

Владивосток

-24

-18

-3,9

196

влажная

1

Волгоград

-25

-14

-2,2

178

сухая

2

Воронеж

-26

-15

-3,1

196

сухая

3

Краснодар

-19

-7

2,0

149

сухая

4

Курск

-26

-14

-2,4

198

нормальная

5

Москва

-28

-15

-3,1

214

нормальная

6

Ростов-на-Дону

-22

-11

-0,6

171

сухая

7

Санкт-Петербург

-26

-13

-1,8

220

влажная

8

Саратов

-27

-16

-4,3

196

сухая

9

Ставрополь

-19

-8

-0,9

168

нормальная

- 17 -

Таблица 7 - Материалы слоев ограждающей конструкции

Последняя

цифра шифра зачетной книжки

Конструкция наружной стены

0

Железобетон

=2500кг/м3; =50мм

Шлакобетон

=1000кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

1

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

Керамзитобетон

=1200кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

2

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

Керамзитобетон

=800кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

3

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

Пенобетон

=1000кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

4

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

Пенобетон

=600кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =50мм

5

Известково-песчаный раствор

=1600кг/м3;  =20мм

Кирпич глиняный

=1400кг/м3;

Цементно-песчаный раствор

=1800кг/м3;  =15мм

6

Известково-песчаный раствор

=1600кг/м3;  =20мм

Кирпич глиняный

=1200кг/м3;

Цементно-песчаный раствор

=1800кг/м3;  =15мм

7

Известково-песчаный раствор

=1600кг/м3;  =20мм

Кирпич глиняный

=1000кг/м3;

Цементно-песчаный раствор

=1800кг/м3;  =15мм

8

Железобетон

=2500кг/м3;  =40мм

Керамзитобетон

=800кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =40мм

9

Железобетон

=2500кг/м3;  =40мм

Пенобетон

=1000кг/м3;

Железобетон

=2500кг/м3;  =40мм

- 18 -

Таблица 8 - Расчетные значения теплофизических характеристик строительных материалов

Материал

Плотность

Теплопроводность , Вт/(м°С),

, кг/м3

условия эксплуатации

А

Б

Кирпич глиняный

1400

0,524

0,581

1200

0,465

0,524

1000

0,407

0,465

Керамзитобетон

800

0,232

0,291

1200

0,407

0,465

Пенобетон

1000

0,350

0,407

600

0,174

0,209

Шлакобетон

1000

0,35

0,407

Железобетон

2500

1,920

2,030

Цементно-песчаный раствор или штукатурка из него

1800

0,755

0,930

Известково-песчаный раствор или штукатурка из него

1600

0,697

0,814

Пример расчета

1.Место строительства Владивосток. По табл.6 определяем: зона влажности - влажная; text = -24 °C; tht = -3,9°C; zht = 196 сут; условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б.

Характеристику ограждающей конструкции определяем по таблице 7 и таблице 8.

Характеристика ограждающей конструкции

Номер слоя

Наименование материала

Толщина слоя, , м

Теплопроводность, , Вт/(моС)

1

Железобетон, =2500кг/м3

0,05

2,030

2

Шлакобетон, =1000кг/м3

?

0,407

3

Железобетон, =2500кг/м3

0,05

2,030

2. Вычислить градусо-сутки отопительного периода Dd (°С·сут.), по формуле (1):

Dd = (21 – (-3,9))·196 = 4880 °С·сут.

3. По таблице 1 и формуле (2) определяем Rreq , (м2.°C)/Вт, наружной стены:

Rreq = (0,00035 · 4880) + 1,4 = 3,108 (м2.°C)/Вт.

4. Рассчитать толщину искомого слоя δ2, м, по формуле (4): 210,050,051(3,108())0,4071,18м.8,72,032,0323

5. Фактическая толщина основного слоя наружной стены desX= 1,2 м.

- 19 -

6. Определить , (мdesR2.°C)/Вт, с учетом принятой фактической толщины ограждения desX, м, по формуле (3). Проверить условие . reqdesRR2010,051,20,0513,156(мС)/Вт8,72,030,4072,0323desR

3,108 ≤ 3,156 – условие выполнено.

7. Определить коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2.°C), по формуле (5): 2010,32Вт/(мС).3,156К

Задача 2. Расчет теплопотерь комнаты и лестничной клетки жилого здания, составление теплового баланса

Определить теплопотери однотипной жилой комнаты, расположенной на разных этажах жилого здания и теплопотери лестничной клетки этого здания.

Исходные данные. План и разрез рассчитываемых помещений - рис.2; характеристика наружных ограждений - табл.9; климатологическая характеристика объекта строительства и геометрические размеры здания - табл.10.

Таблица 9 - Характеристика наружных ограждений

Предпоследняя

цифра шифра зачетной книжки

Количество этажей

СТ,

мм

КНС,

Вт /(м2 оС)

КПТ,

Вт /(м2оС)

КПЛ,

Вт /(м2оС)

0

3

500

0,29

0,25

0,24

1

4

500

0,30

0,26

0,25

2

5

500

0,31

0,27

0,26

3

5

400

0,32

0,28

0,27

4

4

400

0,33

0,29

0,28

5

3

400

0,34

0,30

0,29

6

3

600

0,35

0,31

0,30

7

4

600

0,28

0,24

0,23

8

5

600

0,31

0,27

0,26

9

5

700

0,34

0,30

0,29

Примечания. Для всех вариантов: пол лестничной клетки расположен на грунте КПЛIз=0,47Вт/(м2оС), КПЛIIз=0,23Вт/(м2оС), КПЛIIIз=0,12Вт/(м2оС), КПЛIVз=0,07Вт/(м2оС); два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах КОК= 1,35 Вт/(м2оС), КДД=2,32 Вт/(м2оС); RИ=0,166 (м2 ч)/кг, АОК=0,8; толщина пола первого этажа =300мм. Расчетные значения теплофизической характеристики: наржныестены окна n=1, чердачные перекрытия =0,9, полы над неотапливаемыми подвалами n=0,6, полы на грунте n=1

- 20 -

Рисунок 2 - План и разрез рассчитываемых помещений

- 21 -

Таблица 10 - Климатологическая характеристика объекта строительства и геометрические размеры здания

Последняя цифра шифра зачетной книжки

Место строительства

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92

Вентиляционная температура наружного воздуха

обеспеченностью 0,94

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с

а, м

h, м

h1, м

h2, м

Ориентация фасада

0

Архангельск

-31

-18

5,9

2,8

2,8

1,0

4,0

север

1

Барнаул

-39

-23

5,9

3,0

2,9

1,1

4,5

восток

2

Иркутск

-36

-26

2,9

3,2

3,0

1,0

5,0

запад

3

Красноярск

-40

-22

6,2

3,4

3,1

1,1

5,5

юг

4

Новосибирск

-39

-24

5,7

3,6

3,2

1,0

4,5

северо-запад

5

Омск

-37

-24

5,1

3,5

3,2

1,1

4,0

северо-восток

6

Томск

-40

-24

5,6

3,3

3,1

1,0

4,0

юго-запад

7

Хабаровск

-31

-27

5,9

3,1

3,0

1,1

4,5

юго-восток

8

Екатеринбург

-35

-20

5,0

2,9

2,9

1,0

5,0

север

9

Москва

-28

-15

4,9

2,7

2,8

1,1

5,0

запад

- 22 -

Пример расчета

Место строительства Архангельск. По таблице 10 определяем: text =-31оС, tАext =-18оС, v=5,9м/с, а=2,8м, h=2,8м, h1=1,0м, h2=4,0м; фасад ориентирован на север. По таблице 9 определяем  СТ=0,5м, КНС=0,29Вт/(м2оС), КПТ=0,25Вт/(м2оС), КПЛ=0,24Вт/(м2оС). Количество этажей - три. В расчете также используются данные задачи 2 для всех вариантов. Заполняем таблицу 11 - Расчет теплопотерь комнаты и лестничной клетки жилого здания исходя из рисунка 2 и фо

Таблица 11 - Расчет теплопотерь комнаты и лестничной клетки жилого здания

Номер помещения, его название и температура

Характеристика ограждения

Добавочные

потери теплоты, Р, %

внутреннего воздуха

наз-

ва-

ние

ори-ен- та- ция

разме- ры,

м

пло- щадь,м2

(tint - text) n

K,

Вт / (м2°С)

на ори -ента-цию

про- чие



Q0,

Вт

160

290

220

201(ж.к.)

tint =20оС

нс

нс

ок

с

з

с

3,05х2,8

5,85х2,8

1,7х1,5

8,5

16,4

2,6

51х1

51х1

51х1

0,29

0,29

1,35

10

5

10

15

15

15

1,25

1,20

1,25

670

160

301(ж.к.)

tint =20оС

пт

-

2,55х5,35

13,6

51х0,9

0,25

-

-

1,00

830

100

20

30

101(ж.к.)

tint =20оС

пл

нс

нс

-

с

з

2,55х5,35

3,05х0,3

5,85х0,3

13,6

0,9

1,8

51х0,6

51х1

51х1

0,24

0,29

0,29

-

10

5

-

15

15

1,00

1,25

1,20

820

360

1030

130

200

120

60

30

10

А (л.к.)

tint =16оС

нс

дд

ок

пт

плIЗ

плIIЗ

плIIIЗ

плIVЗ

c

c

c

(2,8х9,4)-

(1,2х2,2)

1,2х2,2

2(1,5х0,6)

2,8х6,75

2,8х2,0

2,8х2,0

2,8х2,0

2,8х0,75

23,7

2,6

1,8

18,9

5,6

5,6

5,6

2,1

47х1

47х1

47х1

47х0,9

47х1,0

47х1,0

47х1,0

47х1,0

0,29

2,32

1,35

0,25

0,47

0,23

0,12

0,07

10

10

10

-

254

1,10

3,64

1,10

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1940

Расчет количества тепла, идущего на нагревание инфильтрационного воздуха определяют для каждого окна.

Окно 101 Й комнаты. По рисунку 2 определяют высоту от уровня земли до устья вытяжной шахты H=h1+3h+h2=1,0+3х2,8+4,0=13,4м; высоту от уровня земли до центра окна рассматриваемого этажа h=1,0+(2,8/2)=2,4 м; удельный

- 23 -

вес воздуха по формуле (11’): =14,3 Н/мextj3, =11,8 Н/мintj3. Рассчитываем разность давлений воздуха P, Па, по формуле (11):

2(13,42,4)(14,311,8)0,0314,35,942,4Па.Р

Затем определяем расход воздуха GОК, кг/(м2ч), по формуле (10): 232(0,142,4)15,78кг/(мч).0,166ОКG

Определяем количество тепла на нагревание инфильтрационного воздуха, QИ, Вт, по формуле (9):

0,2780,815,782,6(20(31))470Вт.ИQ

Аналогично производим расчет QИ, Вт, для остальных окон жилых комнат и лестничной к

Расчет количества тепла, идущего на нагревание воздуха, обеспечивающего минимальный воздухообмен QВ, Вт, и бытовые тепловыделения QБ, Вт, определяем для каждой жилой комнаты по формулам (12) и (13):

1,00513,6(20(18))520Вт.ВQ

2113,6290Вт.БQ

Составляем тепловой баланс помещений, определяем тепловую нагрузку , Вт, по формулам (6) и (7), сводим полученные данные в таблицу12. ОТРQ

Таблица 12 - Тепловой баланс помещений

Номер

помещения

QО, Вт

QИ, Вт

QВ, Вт

QБ, Вт

Тепловая

нагрузка, ОТРQ

101

820

470

520

290

1050

201

670

410

520

290

900

301

830

360

520

290

1060

А

1940

260

-

-

2200

Задача 3. Тепловой расчет отопительных приборов

Определить типоразмер отопительных приборов, присоединенных к одному из открыто проложенных стояков системы отопления пятиэтажного здания.

Исходные данные. Схемы присоединения отопительных приборов к стоякам (схема А - с верхней разводкой, Б - с нижней разводкой) – рис.3; геометрические размеры теплопроводов и параметры теплоносителя – табл.13; тепловая нагрузка отопительных приборов – табл.14; теплоотдача открыто проложенных неизолированных труб – табл. 15; характеристика отопительных приборов – табл.16.

- 24 -

Рисунок 3 - Схемы присоединения отопительных приборов

Таблица 13 - Геометрические размеры теплопроводов и параметры теплоносителя

Последняя цифра шифра зачетной книжки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

h,м

2,8

2,9

3,0

3,1

3,2

3,2

3,1

3,0

2,9

2,8

l,м

0,3

0,35

0,4

0,45

0,45

0,4

0,35

0,3

0,3

0,35

Схема

А

А

А

А

А

Б

Б

Б

Б

Б

Тепло-

носитель

105/

70

95/

70

95/

70

105/

70

105/

70

95/

70

95/

70

105/

70

105/

70

95/

70

Таблица 14 - Тепловая нагрузка отопительных приборов

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

QI,Вт

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1550

QII,Вт

800

850

950

1000

1000

950

850

800

850

950

QIII,Вт

800

850

950

1000

1000

950

850

800

850

950

QIV,Вт

800

850

950

1000

1000

950

850

800

850

950

QV,Вт

1200

1250

1300

1350

1400

1450

1500

1450

1400

1350

- 25 -

П

помещениях tint = 20оС.

ерхняя строка, горизонтальных -

- tin

1 м

ы, В

рез 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

40

28

39

29

40

30

41

31

42

32

43

33

44

34

45

35

47

36

48

37

49

50

37

50

38

51

39

52

41

53

42

55

43

57

44

58

45

59

46

60

47

62

60

48

63

49

65

50

66

51

67

52

69

53

70

55

72

56

73

57

74

58

76

70

59

77

60

78

63

80

63

81

64

83

65

84

66

86

67

87

69

88

70

90

80

71

92

72

93

73

94

74

96

76

98

77

99

78

101

79

102

80

104

81

105

112 113 115

Пример расчета По таблице 13 определяем h=2,8 м, l=0,3 м, схема А, параметры теплоносителя 105/70 оС. Тепловую нагрузку отопи

еляем по таблице 14 QI =1100Вт, QII =800Вт, QIII =800Вт, QIV =800Вт, QV=1200Вт. Используя сх

1.Вычерчиваем схему расчетного стояка и указыва

тельных прибор

2. Выявляем тепловую нагрузку на стояк QСТ, Вт. QСТ = 4700 Вт. 3,647001,021,03

1121,3кг/чПРG,

4,187(10570)где  = 1,  1 = 1,02, 2 = 1,03 о0ВХ3,601,021,03105105С4,187121,3t 0ВЫХ3,612001,021,0310596,1С4,187121,3t

- 26 -

010596,12080,6Сt. 10,30,07

80,6121,3

1,11370360, где n = 0,3, р = 0,07, = 1. 6.Открыто проложенные теплопроводы на верхнем этаже имеют параметры: при t=105 о

ТРС, lВ=2,8 , lГ=0,3 м, при tТР=96,1 С, lГ=0,3 меляем теплоотдачу по формуле (18): QТР = (99·0,3)+(77·2,8)+(86·0,3) = 27

В

2ТР12000,9271860Вт/м.1,113q

8

. По таблице 16 выбираем к установке настенный конвектор Блюз – 3 –400-к, длина кожуха lкож. = 810 мм.

Т

нный с кожухом "Блю

Наименование прибора

а кож

мм

ный

к, q,

Блюз – 250 - к; Блюз – 250 - п

486

404

Блюз – 1 – 250 - к; Блюз – 1 – 250 - п

594

527

Блюз – 2 – 250 - к; Блюз – 2 – 250 - п

702

643

Блюз – 3 – 250 - к; Блюз – 3 – 250 - п

810

765

Блюз – 4 – 250 - к; Блюз – 4 – 250 - п

918

892

Блюз – 5 – 250 - к; Блюз – 5 – 250 - п 1

0261

012

Блюз – 6 – 250 - к; Блюз – 6 – 250 - п

1134

1135

Блюз – 7 – 250 - к; Блюз – 7 – 250 - п

1242 1260

Блюз – 400 - к; Блюз – 400 - п

486

463

Блюз – 1 – 400 - к; Блюз – 1 – 400 - п

594

607

Блюз – 2 – 400 - к; Блюз – 2 – 400 - п

702

756

Блюз – 3 – 400 - к; Блюз – 3 – 400 - п

810

898

Блюз – 4 – 400 - к; Блюз – 4 – 400 - п

918

1047

Блюз – 5 – 400 - к; Блюз – 5 – 400 - п 1026 1195 Блюз – 6 – 400 - к; Блюз – 6 – 400 - п 1134

Б

люз – 7 – 400 - к; Блюз – 7 – 400 - п 1242 1484 Примечание: концевой с индексом – к; проходной с индексом - п.

А

налогично проводим тепловой расчет остальных отопительныхтабл. 17.

- 27 -

Таблица е во чет пите ны бо

Этаж

В

17 – Т

пло

й рас

ото

ль

х при

ров

Q, Вт

tВХ,

ОС

tВЫХ,

ОС

t,

ОС



QТР,

Вт

qТР,

т/м2

Прибор

5

1200

105

96,1

80,6

1,113

271

860

Блюз –3–400-к; lкож. = 810 мм

4

800

96,1

90,0

73,1

0,981

234

601

Блюз –1–400-к; lкож. = 594 мм

3

800

90,0

84,1

67,1

0,877

209

698

Блюз –2–400-к; lкож. = 702 мм

мм

Задача 4. Гидравическийрасчет системы отопления Выполнить гидравлический расчет

вертикальной однотрубной проточной системы отопления с верхней разводкой для трехэтажного жилого здани, в качестве отопительных приборов используются конвекторы «Универсал».

И

рис.4. Геометрические размеры трубопроводов

р

циф

l, м 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,

З

ия

и

Пре

ослед

циф

а 4,0 4,5 5, 5,5 6,0 5,5 5,04,5 4,0 6,0 Q, Вт 650 700 750 800 850 650 700 750 800 850

- 28 -

Рисунок 4 - Схема системы отопления в аксонометрической проекции

- 29 -

Таблица 20 – Данные для гидравлического расчета систем отопления трубопроводов водяного отопления при перепадах температуры воды в системе 95-70 °С, 105-70 °С

R, Па/м

Количество G, кг/ч (верхняя строка) и скорость движения воды, v, м/с (нижняя строка), проходящей по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным условным проходом, d, мм

10

15

20

25

32

40

50

1

4,1

10,0

34,0

82,0

147

199

403

0,009

0,015

0,027

0,04

0,041

0,043

0,052

2

8,1

20,0

60,9

102

204

294

592

0,018

0,029

0,049

0,05

0,057

0,063

0,076

3

12,2

30,0

69,7

118

256

368

739

0,028

0,044

0,056

0,058

0,071

0,079

0,095

4

16,2

39,2

75,9

139

300

431

865

0,037

0,057

0,061

0,068

0,084

0,092

0,111

5

20,3

43,3

80,3

158

339

486

974

0,046

0,046

0,064

0,077

0,095

0,104

0,125

6

24,3

46,0

88,6

174

374

537

1076

0,056

0,067

0,071

0,085

0,105

0,115

0,138

7

28,4

48,8

96,6

189

408

584

1169

0,064

0,071

0,077

0,093

0,114

0,125

0,150

8

31,1

50,8

104

204

438

628

1256

0,071

0,074

0,083

0,100

0,122

0,135

0,161

9

32,4

52,9

111

218

467

670

1338

0,074

0,077

0,089

0,107

0,130

0,143

0,171

10

34,2

56,9

118

230

495

709

1416

0,078

0,080

0,094

0,113

0,138

0,152

0,181

12

36,4

56,9

130

254

545

780

1558

0,083

0,083

0,104

0,125

0,152

0,167

0,200

14

38,6

62,1

142

276

592

848

1691

0,088

0,091

0,113

0,135

0,165

0,182

0,217

16

40,4

66,8

152

297

636

910

1815

0,092

0,098

0,122

0,146

0,178

0,195

0,233

18

42,2

71,3

162

317

678

969

1932

0,096

0,104

0,130

0,155

0,189

0,208

0,248

20

43,9

75,6

172

335

717

1025

2042

0,100

0,110

0,138

0,164

0,200

0,219

0,262

24

45,5

83,4

189

369

789

1128

2246

0,103

0,122

0,152

0,181

0,220

0,241

0,288

49,6

90,7

206

401

856

1224

2435

28

0,112

0,132

0,165

0,196

0,239

0,262

0,312

53,4

97,6

221

430

919

1313

2611

32

0,121

0,142

0,177

0,211

0,257

0,281

0,335

56,9

104

236

458

978

1396

2777

36

0,129

0,152

0,189

0,225

0,273

0,299

0,356

- 30 -

Окончание таблицы 20

R, Па/м

Количество G, кг/ч (верхняя строка) и скорость движения воды, v, м/с (нижняя строка), проходящей по трубам стальным водогазопроводным обыкновенным условным проходом, d, мм

10

15

20

25

32

40

50

60,3

110

249

484

1033

1476

2934

40

0,137

0,161

0,200

0,237

0,289

0,316

0,376

50

67,9

124

280

544

1160

1656

3920

0,154

0,181

0,224

0,267

0,324

0,355

0,422

60

74,9

136

308

599

1276

1821

3617

0,170

0,199

0,247

0,294

0,356

0,390

0,463

70

81,4

148

335

649

1383

1973

3917

0,185

0,217

0,268

0,318

0,386

0,423

0,502

80

87,5

159

359

696

1482

2115

4197

0,198

0,223

0,288

0,341

0,414

0,453

0,538

90

93,1

169

382

741

1576

2248

4460

0,211

0,248

0,306

0,363

0,440

0,481

0,571

100

98,0

179

404

783

1664

2374

4708

0,223

0,262

0,324

0,384

0,465

0,508

0,603

120

108

197

444

860

1827

2606

5168

0,246

0,288

0,356

0,421

0,510

0,558

0,662

140

117

213

481

931

1979

2822

5593

0,267

0,312

0,385

0,457

0,553

0,604

0,717

Таблица 21 - Коэффициенты местных сопротивлений для гидравлического расчета системы отопления

Наименование местного

сопротивления



Наименование местного

сопротивления



Наименование местного

сопротивления



Конвекторы

"Универсал"

Проходной

3

Тройники:

на проходе

1

Конвекторы

"Универсал"

Концевой

5,4

поворотный на ответвление

1,5

Вентиль

d = 15 мм

d = 20 мм

d = 25-32 мм

d = 40 мм

d = 50 мм

16

10

9

8

7

Отвод

d = 15 мм

d = 20 мм

d = 25-32 мм

d = 40 мм

d = 50 мм

0,8

0,6

0,5

0,4

0,3

на разделение потока

3

тройник поворотный

3

Задвижка

0,5

на противотоке

3

Кран проходной

d = 15 мм

d = 20-32 мм

4

2

- 31 -

Пример расчета

По таблицам 18 и 19 определяем исходные данные: l=2,3 м, h=2,9 м, Р=4,0 кПа, Q=650 Вт. Используя рисунок 4, а также для определения значения скорости, v, м/с, и удельных потерь давления на трение R, Па/м (табл.20), заполняем таблицу 22. Предварительно определяем , Па/м, по формуле (21): УДСРR0,65400037Па/м.69,7УДСРR

Таблица 22 - Гидравлический расчет системы отопления

Номер

участка

Q,

Вт

G, кг/ч

l,

м

d, мм

V, м/c

R,

Па/м

R·l, Па

РДИН, Па



Z,

Па

(R·l)+Z, Па

1

45500

1565

10,7

40

0,336

45

482

55

0,8

44

526

2

26000

894

5,9

32

0,250

31

183

30

3

90

273

3

13000

447

6,9

25

0,220

36

249

23

12

276

525

4

9100

313

4,6

20

0,252

63

290

31

1

31

321

5

5200

179

4,6

20

0,143

22

101

10

2,5

25

126

Стояк 1

5200

179

12,5

20

0,143

22

275

10

25,6

256

531

6

5200

179

4,6

20

0,143

22

101

10

1

10

111

7

9100

313

4,6

25

0,153

18

83

11

1

11

94

8

13000

447

6,9

25

0,220

36

249

23

12

276

525

9

26000

894

6,9

32

0,249

30

207

30

3

90

297

10

45500

1565

1,5

32

0,430

89

134

90

0,8

72

206

69,7

3535 40003535100%11,6%4000, условие 5-10% не выполняется,

выполняем перерасчет участка 7.

7

9100

313

4,6

20

0,252

63

290

31

1

31

321

3762 40003762100%5,95%4000, условие 5-10% выполняется.

Расчет ответвления

Стояк 2

3900

134

12,5

20

0,106

13

163

5

28,9

145

308 768308100%60%15%,768условие не выполняется,

на стояке 2 устраиваем шайбу 0,2521343,548,8мм,(768308)Шd

к установке принимаем шайбу диаметром 9,0 мм.

- 32 -

Для определения коэффициентов местных сопротивлений на участках используем рисунок 4, таблицу 21 и принятый диаметр. Заполняем таблицу 23.

- 33 -

Таблица 23 - Коэффициенты местных сопротивлений

Номер участка

Наименование местного

сопротивления



Номер участка

Наименование местного

сопротивления



1

задвижка

0,5

8

вентиль d=25мм

9

отвод d=50мм

0,3

тройник на

3

0,8

противотоке

2

тройник на

3

12

разделение потока

9

тройник на

3

3

тройник на

3

противотоке

разделение потока

10

отвод d=50мм

0,3

вентиль

9

задвижка

0,5

d=25мм

12

0,8

4

тройник на проходе

1

стояк 2

тройник поворотный

1,5

тройник на проходе

1

1,5

5

воздухосборник

2,5

на ответвление

стояк 1

отвод d=20мм

9х0,6

отвод d=20мм

7х0,6

кран проходной d=20мм

2х2

кран проходной d=20мм

2х2

конвектор концевой

3х5,4

конвектор концевой

3х5,4

25,6

тройник

3

6

тройник на проходе

1

поворотный

7

тройник на проходе

1

28,9

Задача 5. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции

Выполнить аэродинамический расчет системы естественной вентиляции.

Исходные данные. Схема системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции – рис.5. Количество удаляемого воздуха – табл. 24, геометрические размеры воздушных каналов – табл.25.

Таблица 24 - Количество удаляемого воздуха

Последняя цифра шифра зачетной книжки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

L1, м3/ч

90

85

75

90

75

85

90

75

85

90

L2, м3/ч

90

85

75

90

75

85

90

75

85

85

L3, м3/ч

90

85

75

90

75

85

90

75

85

75

L4, м3/ч

50

60

65

60

50

65

65

60

50

65

L5, м3/ч

50

60

65

60

50

65

65

60

50

60

L6, м3/ч

50

60

65

60

50

65

65

60

50

50

- 33 -

l1l1l2l2l3l4l3l5L1L2L3L4L5L6

Рисунок 5 - Схема системы естественной вентиляции в аксонометрической проекции

- 34 -

Таблица 25 - Геометрические размеры воздушных каналов

Размеры,

Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки

м

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

l1

1,0

1,5

2,0

2,5

2,5

2,0

1,5

1,0

1,5

2,0

l2

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

l3

2,0

2,5

2,0

2,5

2,0

2,5

2,0

2,5

2,0

2,5

l4

4,0

4,5

5,0

5,0

4,5

4,0

4,0

4,5

5,0

5,0

l5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

h1

6,5

6,4

6,3

6,4

6,7

6,5

6,4

6,3

6,4

6,7

h2

3,5

3,5

3,5

3,6

3,8

3,5

3,5

3,5

3,6

3,8

h3

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

Во всех вариантах вертикальные каналы выполнены из шлакобетона, сборный короб из шлакогипса, устье вытяжной шахты из листовой стали, а температура внутреннего воздуха равна 20 0С. Размеры жалюзийных решеток приведены в таблице 26, размеры прямоугольных каналов приведены в таблице 27, таблица 28 содержит коэффициенты учитывающие шероховатость материалов, а таблица 29 данные для аэродинамического расчета.

Таблица 26 - Размеры жалюзийных решеток

Размеры сторон,

мм

Площадь живого

сечения, м2

Размеры сторон,

мм

Площадь живого

сечения, м2

100 х 100

0,0087

200 х 200

0,0231

150 х 150

0,0130

200 х 250

0,0289

150 х 200

0,0173

200 х 300

0,0346

150 х 250

0,0217

250 х 250

0,0361

150 х 300

0,0260

200 х 350

0,0405

Таблица 27 - Размеры прямоугольных каналов

Размеры сторон,

мм

Площадь сечения

воздуховода, м2

Размеры сторон,

мм

Площадь сечения

воздуховода, м2

100 х 150

0,015

200 х 250

0,05

150 х 150

0,0255

200 х 300

0,06

150 х 200

0,03

200 х 400

0,08

150 х 250

0,0375

250 х 250

0,0625

200 х 200

0,04

250 х 400

0,1

Таблица 28 - Поправочные коэффициенты  на потери давления на трение, учитывающие шероховатость материалов воздуховодов

v, м/с

Шлакогипсовые плиты

Шлакобетонные плиты

0,2

1,04

1,06

0,4

1,08

1,11

1

1,19

1,23

2

1,25

1,35

3

1,32

1,43

- 35 -

Таблица 29 - Расчет круглых стальных воздуховодов

v2r/2, Па

v, м/с

Количество проходящего воздуха, м3/ч (верхняя строка)

и потери давления на трение, Па/м (нижняя строка)

внутренний диаметр воздуховода, мм

110

140

160

225

315

400

500

10,2

16,8

21,7

10,0

24,0

136

212

0,054

0,3

0,02

0,02

0,01

0,01

0,006

0,005

0,004

13,7

22,1

28,9

57,2

112

181

283

0,096

0,4

0,04

0,03

0,02

0,02

0,01

0,08

0,006

17,1

27,7

36,2

71,5

140

226

353

0,150

0,5

0,06

0,04

0,04

0,02

0,02

0,01

0,009

20,5

33,2

43,4

85,8

168

271

424

0,215

0,6

0,08

0,06

0,05

0,03

0,02

0,01

0,01

23,9

38,8

50,6

100

196

317

401

0,294

0,7

0,1

0,08

0,06

0,04

0,03

0,02

0,02

27,3

44

57,9

114

224

362

458

0,382

0,8

0,13

0,1

0,08

0,05

0,04

0,03

0,02

30,8

49,8

65,1

129

252

407

515

0,490

0,9

0,16

0,12

0,1

0,07

0,04

0,03

0,03

34,2

56,4

72,3

143

280

452

707

0,600

1,0

0,19

0,14

0,12

0,08

0,05

0,04

0,03

41

66,5

86,8

172

376

543

848

0,860

1,2

0,26

0,2

0,17

0,11

0,07

0,05

0,04

47,9

77,5

101

200

393

633

989

1,177

1,4

0,34

0,26

0,22

0,14

0,09

0,07

0,05

54,7

88,6

116

229

449

723

1130

1,540

1,6

0,44

0,32

0,27

0,18

0,12

0,07

0,07

61,5

99,7

130

268

505

814

1272

1,940

1,8

0,54

0,4

0,34

0,23

0,15

0,11

0,08

68,4

111

145

286

561

904

1413

2,400

2,0

0,65

0,48

0,41

0,24

0,15

0,11

0,09

Коэффициенты местных сопротивлений () для тройников приведены в таблице 30. Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции приведен в таблице 31.

- 36 -

Коэффициенты местных сопротивлений для аэродинамического расчета

1. Тройник под углом 90° на вытяжке воздуха

Таблица 30 - Коэффициенты местных сопротивлений для тройников

L0/LC

F0/FП

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,1

0,3

0,9

1

1

1

1

1

1

0,2

0,5

0,9

1,5

2,5

4,4

8,4

20

0,2

-1,7

0,6

1

1

1

1

1

1

0,2

0,4

0,8

1,3

2,1

3,7

7,1

16,7

0,4

-2,4

-0,6

0,7

1

1,1

1,1

1,1

1,1

0,2

0,4

0,6

1

1,6

2,8

5,2

12,3

0,6

-21

-2,7

0,1

0,9

1,1

1,2

1,2

1,2

0,2

0,4

0,6

0,8

1,3

2,2

4,1

9,5

0,8

-37

-5,5

-0,7

0,6

1,1

1,3

1,3

1,3

0,3

0,4

0,5

0,7

1,1

1,8

3,3

7,6

Примечание: верхняя строка - 0, нижняя строка - n.

2. Отвод 90°  = 1,2

3. Вытяжная шахта  = 1,3

4. Жалюзийная решетка  = 1,2

fС, vС, LС fn, vn, Ln

f0, v0, L0

Таблица 31 - Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции

- 37 -

Номер участка

L, м3/ч

l,

м

аb,мм

dЭ, мм

F, м2

V, м/с

R, Па/м



·R·l, Па

РДИН, Па



Z,

Па

(·R·l)+

+Z, Па

Расчет при L4=50м3/ч РР= 9,81(l4+h3)(5-int)=9,81(4,0+0,5)(1,27-1,21)=2,65Па

ж.р.

50

-

150х200

-

0,0173

0,803

-

-

-

0,390

1,2

0,468

0,468

1

50

1,0

150х200

171

0,03

0,46

0,06

1,16

0,07

0,128

2,1

0,269

0,339

2

150

2,0

200х300

243

0,06

0,69

0,04

1,16

0,09

0,288

1,2

0,346

0,436

3

420

4,0

250х400

308

0,1

1,17

0,07

1,0

0,28

0,828

1,3

1,076

1,356

 2,599 2,652,599100%1,92%2,65<10% условие выполняется

Расчет при L5=50м3/ч РР=9,81(l4+h2)(5-int)=9,81(4,0+3,5)(1,27-1,21)=4,42Па

ж.р.

50

-

150х150

-

0,0130

1,068

-

-

-

0,690

1,2

0,828

0,828

4

50

4,0

150х150

150

0,0255

0,55

0,05

1,14

0,228

0,183

2,3

0,421

0,649

5

100

1,0

150х200

171

0,03

0,93

0,1

1,17

0,117

0,523

1,1

0,575

0,692

2

150

2,0

200х300

243

0,06

0,69

0,04

1,16

0,09

0,288

1,2

0,346

0,436

3

420

4,0

250х400

308

0,1

1,17

0,07

1,0

0,28

0,828

1,3

1,076

1,356

 3,961 4,423,961100%17,3%2,65<10% условие не выполняется,

выполняем пересчет участка 5

5

100

1,0

150х150

150

0,0255

1,09

0,15

1,2

0,180

0,719

1,1

0,791

0,971

 4,24 %8,6%10065,224,442,4<10% условие выполняется.

Аналогично производится расчет остальных узлов.

- 38 -

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: ФГУП ЦНС, 2004 - 71 с.

2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: ФГУП ЦНС, 2004 - 28 с.

3. СНиП 23-01-99* Строительная климатология. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: ФГУП ЦНС, 2003 - 70 с.

4. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. / ГОССТРОЙ РОССИИ. – М.: МНТКС, 1999 - 12 с.

5. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности «Пром. и граждан. стр-во» / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко. - Изд. 5-е. М.: Бастет. 2007. – 480с.

6. Богословский В.Н. Внутренние санитарно-технические устройства: В 3 ч. Ч. 1: Отопление / В.Н. Богословский [и др.]: под ред. И.Г. Староверова, Ю.И. Шиллера. – 4-е изд., перераб. и доп. – Курган: Интеграл, 2008. – 344с. – (Справочник проектировщика).

7. Хрусталев Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / Б.М. Хрусталев [и др.]: ред. Б.М. Хрусталев. – 3-е изд., испр. и доп. – М: Изд-во АСВ. 2010. – 783с.

8. Росс Д. Проектирование систем ОВК высотных общественных многофункциональных зданий [Текст] / Дональд Росс. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. – 166с. – Перевод изд.: HVAC Design Guide for Tall Commercial Buildings / Donald E. Ross. Atlanta, 2004. – 5000 экз.

9. Инженерные сети систем теплоснабжения и вентиляции: метод. указания к контрольной работе для студентов специальности 290300 – «Промышленное и гражданское строительство» / сост.: И.Б. Оленев, А.И. Авласевич, В.С. Курносов. – Красноярск: КрасГАСА, 2003. – 36с.

- 39 -

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения

3

Теплотехнический расчет

3

Расчет теплопотерь

5

Расчет отопительных приборов

9

Гидравлический расчет системы отопления

11

Аэродинамический расчет системы естественной вентиляции

13

Задача 1

16

Задача 2

19

Задача 3

23

Задача 4

27

Задача 5

Список использованных источников

32

38

ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ СИСТЕМ

ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

Методические указания к контрольной работе

для студентов направления подготовки

270100 – «Строительство» всех специальностей

Составители:

Алексей Сергеевич Климов

Игорь Борисович Оленев

Александр Иванович Авласевич

Корректура:

Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Усл. печ.л. 2,2. Тираж 100 экз.

Заказ №

Отпечатано на ризографе Инженерно-строительного ин-та СФУ

660041. Красноярск, пр. Свободный, 82.