Конструирование и расчет наружных ограждающих конструкций здания систем отопления и вентиляции (стр. 2 из 4)
где Н - высота здания; в нашем случае двухэтажного здания с высотой первого этажа 3,1 м, высота второго этажа 2,9м (высота вентиляционной шахты над перекрытием второго этажа 2,9м) H=2,9+2,9+2,9=8,7 м;
γн-γв удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/мЗ,
определяются в зависимости от наружной и внутренней температур по эмпирической формуле:
для внутреннего воздуха γв= 3463/(273 + tB) = 3463/(273 + 18) =11,9Н/м3;
для наружного воздуха γн= 3463/(273 + tн) = 3463/(273−35) =14,55Н/м3;
В данном случае принимаем Rфи=0,44 м2ч/кг и требуем от заказчика закупки окон, в которых по сертификату сопротивление воздухопроницанию не меньше требуемого значения.
1.5 Проверка отсутствия конденсации водяных паров на поверхности и в толще наружной стены
Конденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара exi больше максимальной упругости водяного пара Exi, соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паром
Температура внутренней поверхности глади наружной стены
txi = tв - ∑Rxi. (tв-tхм)/R0р.ок,0C
∑Rxi = RВ + ∑(δi/λi) - сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения X, м2. 0C/Вт
τн=-35+((18-(-35))*(1/23)*0,8)/(5,38)=-34,6оС
t1=-35+((18-(-35))*(1/23+0,02/0,93)*0,8)/(5,38)=-34,5оС
t2=-35+((18-(-35))*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76)*0,8)/(5,38)=-31,9 оС
t3=-35+((18-(-35))*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052)*0,8)/(5,38)=13,6оС
t4=-35+((18-(-35))*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79)*0,8)/(5,38)=16,6 оС
τв=18-((18-(-35))*(1/8,7*0,8)/(5,38)=17,1оС
τуг=17,1-(0,18*0,042*5,38)*(18-(-35))=14,9 оС
Найдем давление насыщения, соответствующее данным температурам.
| Температура t, оС | -35 | -34,6 | -34,5 | -31,9 | 13,6 | 16,6 | 17,1 | 18 |
| Давление насыщения Eн, Па | 61,4 | 62 | 62,2 | 74 | 1598 | 1890 | 1938 | 2065 |
Далее определим парциальные давление водяных паров в наружном и внутреннем воздухе при tн= -35 оС, tв= 18 tн=-6,1 оС (для самого холодного месяца – января): eн=61,4 х 0,90=55,3 Па
eв=2065 х 0,55=1136 Па
eн(для января)=383,6 х 0,90=345,2 Па
Для дальнейших расчетов принимаем eн=55,3 Па
Найдем температуру точки росы во внутреннем воздухе при eв=1136 Па:
tр=20,1-(5,75-0,00206*eв)2=20,1-(5,75-0,00206*1136)2=8,5 оС
В ходе проведенных расчетов было выяснено, что температура внутренней поверхности стены τв= 17,1 оС и температура внутреннего угла τуг= 14,9 оС больше температуры точки росы tр=8,5 оС, следовательно можно быть уверенным, что выпадения влаги не произойдет.
Определим сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле:
Rп= Rп.в.+Σ(δi/μi)+Rп.н.=0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79+0,052=
=6,6 м2*ч*Па/мг
Определим распределение парциального давления водяных паров в толще ограждения при температуре наружного воздуха tн=tянв=-6,1 оС.
eв.пов.=1136-(0,0267/6,6)*(1136-55,3)=1132Па
e1=1136-((0,0267+0,02/0,93)/6,6)*(1136-55,3)=1128 Па
e2=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76)/6,6)*(1136-55,3)=1074 Па
e3=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052)/6,6)*(1136-55,3)=129,2 Па
e4=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79)/6,6)*(1136-55,3)=67 Па
eн.пов =1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79+0,052)/6,6)*(1136-55,3)=58,5 Па
Полученные данные по распределению температур и давлению сведем в таблицу 3 и на её основе построим график распределения температуры и парциального давления в толще ограждения.
Значения tx, ex, Ex
Таблица 6
Номер сечения | tx 0С | ex, Па | Ex, Па |
| tв | 18 | 1136 | 2065 |
| 1 | 17,1 | 1132 | 1938 |
| 2 | 16,6 | 1128 | 1890 |
| 3 | 13,6 | 1074 | 1598 |
| 4 | -31,9 | 129,2 | 74 |
| 5 | -34,5 | 67 | 62,2 |
| 6 | -34,6 | 58,5 | 62 |
| tн | -35 | 55,3 | 61,4 |
В данной конструкции стены конденсат выпадает.(пересекаются графики Ех и ех)
Вывод: после анализа графика можно сделать заключение конденсат выпадает.
Конденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара exi больше максимальной упругости водяного пара Exi, соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паром
Нужно предусмотреть дополнительную пароизоляцию.
Требуемое сопротивление паропроницаемости определим по формуле
Rп.и.=(Rп*(ев-Екр)-Rкр*(ев-ен))/(Екр–ен),
где Rкр и Екр- сопротивление и давление насыщения в сечении.
Характеристики ограждающих конструкций
| Наименование ограждающей конструкции | R, м2*оС/вт | K, вт/ м2*оС |
| Наружная стена | 5,38 | 0,186 |
| Окно и витраж | 0,44 | 2,273 |
| Наружная дверь | 3,23 | 0,309 |
| Пол по грунту 1зона | 2,1 | 0,48 |
| Пол по грунту 2 зона | 4,3 | 0,24 |
| Пол по грунту 3 зона | 8,6 | 0,12 |
| Пол по грунту 4 зона | 14,2 | 0,07 |
2) Определение тепловой мощности системы отопления
2.1 Теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха
Теплозатраты на подогрев воздуха, поступающего преимущественно через заполнения световых проемов, рассчитывают по формуле:
QИ = 0,278. c. (tВ-tН5). A0. G0. k, Вт
c = 1,005 кДж/(кг. 0C) – массовая теплоемкость воздуха
k = 0,8 – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев воздуха встречным тепловым потоком
A0 = 3,78 м2 – площадь окна
G0 = 1/RИ. (∆pi /10)0,67, кг/м2. ч – количество воздуха, поступающего в помещение в течении часа через 1м2 окна
∆pi = 9,81. (H – hi). (ρН - ρВ) + 0,5. ρН. V2. (cе,н - cе,р). ki - Pе,i – расчетная разность давлений
H = 8,7 м – высота здания от уровня средней планировочной отметки земли до устья вентиляционной шахты
hi – расчетная высота от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей соответктвующего этажа (h1 = 1,5 м, h2 = 4,5 м)
ρН, ρВ – плотность, соответственно, наружного воздуха и воздуха в помещении, кг/м3
V = 4,2 м/с – скорость ветра, принимаемая по параметрам Б
cе,н = 0,8, cе,р = -0,6 – аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания
ki = 0,65 – коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты рассматриваемого этажа здания над уровнем земли
RИ = 0,37 – сопротивление воздухопроницанию окна, м2. ч/кг
Pе,i = 9,8. Hi. (ρS - ρВ) – расчетные потери давления в естественной вытяжной системе, принимаемые равными рассчетному естественному давлению, Па
ρS = 1,27 кг/м3 – плотность воздуха при температуре 5 0C
Hi – разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа, м
Pе,1 = 5,12 Pе,2 = 3,23
Расчет теплозатрат на подогрев инфильтрационного воздуха
| Этаж | Нi, м | ΔР, Па | Gо, кг/м2. ч | № помещения | tВ, 0С | A0, м2 | QИ, Вт |
| 1 | 1,45 | 24,15 24,3 24,5 | 4,9 4,9 4,92 | 101, 109,113,114, | 22 | 3,78 | 235,4 |
| 102,103,104,105,106,107,108,110,111,112 | 18 | 3,78 | 214,9 | ||||
| I, II | 16 | 3,78 | 211,9 | ||||
| 2 | 4,35 | 16,1 16,6 17,1 | 3,7 3,8 3,9 | 201,209,213,214 | 22 | 3,78 | 178,2 |
| 202,203,204,205,206,207,208,210,211,212, | 18 | 3,78 | 170,2 | ||||
| I, II | 16 | 3,78 | 168,1 |
Определение тепловой мощности системы отопления
Тепловая мощность системы отопления QОТ равна сумме теплозатрат QПОМ всех помещений здания:
Для жилых комнат: QЖ.К. = QТП + QИ(В) – QБ
Для кухонь: QК = QТП + QИ - QБ
Для лестничных клеток: QЛ.К. = QТП + QИ
QТП - теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт
QИ - затраты теплоты на подогрев инфильтрующегося в помещение воздуха, Вт
QИ(В) - большее значение из теплозатрат на подогрев воздуха, поступающего вследствии инфильтрации QИ или необходимого для компенсации нормируемой естественной вытяжки из помещений квартиры QВ, Вт
QБ - бытовые тепловыделения в помещение, Вт
Конструирование системы отопления начинают с размещения отопительных приборов, стояков, магистралей и узла управления. Система отопления водяная двухтрубная с верхним расположением подающей магистрали и тупиковым движением воды. Отопительные приборы радиаторы типа МС-140. Теплоснабжение от городской сети. Теплоноситель вода с параметрами Т1=133 оС Т2=70 оС, t1= 95 оС t2= 70оС. Перепад давления на вводе в здание 76 кПа.