Неутепленный пол лестничной клетки.

 

Не утепленными полами считают полы, расположенные на грунте, и такие, конструкция которые независимо от толщины состоит из слоев материалов l £ 1,2 Вт/(м °С).

Потери теплоты через не утепленные полы с точностью, достаточной для практических целей, производят способом В.Д. Мачинского.

Поверхность пола делят на зоны, полосы шириной 2 м, параллельные линиям наружных стен. Нумерацию зон ведут, начиная от внутренней поверхности наружных стен. Всю поверхность пола делят на 4 зоны. К четвертой зоне относят всю площадь не занятую 1,2 и 3-и зонами; площадь первой зоны в наружном углу учитывают дважды. Значения, R, для каждой из зон принимают согласно.

R_нд1 = 2,1 Вт/(м²/с);                             R_нд3 = 8,6 Вт/(м²/с);

 R_нд2 = 4,3 Вт/(м²/с);                             R_нд4 = 14,2 Вт/(м²/с).

 

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м²·°С)

Вт/(м² ·°С)

Вт/(м² ·°С)

Вт/(м² ·°С)

Вт/(м² ·°С)

 

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций.

 

Таблица 1.5

№	Наименование	Rо (м2 ·°С)/Bт	k Вт/(м2∙°С)
1	Наружная стена
2	Бесчердачное покрытие
3	Перекрытие над неотапливаемым подвалом
4	Наружная дверь
5	Оконный блок
6	Внутренняя стена
7	Неутепленный пол лестничной клетки: 1 зона – 1 зона – 2 зона – 4 зона –	2,1 4,3 8,6 14,2	0,476 0,233 0,116 0,070

 

Практическое занятие12.

Расчет отопительных приборов на все помещения курсового проекте по Архитектуре.

Цель работы: ознакомиться с видами систем отопления, составить схему системы отопления для заданного здания

Исходные данные для выполнения работы:

 

1. План здания

2. Виды систем отопления

3. Виды нагревательных приборов

Ход работы

1. Выбрать вид системы отопления, который будет применяться в данной работе
2. Обосновать применение данного вида отопления
3. Выбрать вид нагревательного прибора.
4. Начертить план подвала.
5. На плане этажа расставить нагревательные приборы.
6. На плане подвала начертить разводку отопления, расположенную на данном этаже.
7. Составить аксонометрическую систему отопления

Методические указания

Выбор систем и теплоносителя

Общие сведения

 

В жилищно-гражданском строительстве широко применяются центральные системы водяного, парового и воздушного отопления, а также системы панельного и лучистого отопления с различными теплоносителями. Кроме того, применяются системы газа – и электровоздушного отопления, отопления инфракрасными и высокотемпературными излучателями.

Наибольшее распространение получила водяная система отопления, как наиболее гигиеничная, совершенная в эксплуатации и регулируемая в широких пределах в зависимости от температуры наружного воздуха.

Паровая система не гигиенична из-за пригорания пыли на поверхностях приборов, почти не поддаётся регулировки, а поэтому применяется ограниченно, главным образом в коммунальных и промышленных предприятиях.

На воздушные системы отопления расходуется меньше металла, чем на водяные и паровые; применяются они главным образом для отопления помещений большого объёма. Температура воздуха в отдельных помещениях жилых зданий, обслуживаемых центральной системы воздушного отопления, плохо поддаётся регулировки, и это ограничивает её применения.

Панельное и лучистое отопление особенно удобно в крупноблочных зданиях, где нагревательные приборы и трубопроводы скрыты в толще конструктивных элементов строительной части здания.

Выбор системы отопления и параметров теплоносителя производят на основании технико-экономического обоснования, в соответствии с требованиями санитарных и противопожарных норм, в зависимости от назначения здания и режима его эксплуатации. При этом предельные значения допускаемых температур на поверхности нагревательных приборов любых типов и конструкций (t_н.п.) независимо от вида теплоносителя принимают по нормам, указанным в табл. Б. 1.

При устройстве систем центрального отопления руководствуются правилами СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляции и кондиционирование воздуха".

Расчётную разность температур горячей и обратной воды обычно принимают равной 25^°, а при панельных системах отопления с целью сокращения типоразмеров нагревательных приборов её допускается уменьшать до 15^°. В зданиях, присоединяемых к ТЭЦ, такое снижение расчётной разности температур приводит к перерасходу сетевой воды. В современных однотрубных системах водяного отопления с П-образными стояками она может быть увеличена до 35^°. В двухтрубных системах водяного отопления, наоборот, увеличение расчётной разности температур воды более чем на 25^° способствует недопустимой вертикальной разрегулировке системы отопления, вызванной влиянием естественного давления.

В связи с этим для систем водяного отопления с местными нагревательными приборами следует применять однотрубные схемы разводки теплоносителя.

В обычных системах водяного отопления жилых и общественных зданий по санитарно-гигиеническим нормам применяют теплоноситель с температурой горячей воды не более 95^°. С целью снижения металлоёмкости систем отопления (см. примечание к табл. Б. 1) допускается применять теплоноситель с температурой горячей воды не более 105^°.

При необходимости снижения температуры теплоносителя местные системы водяного отопления зданий присоединяют к наружным тепловым сетям через элеватор или теплообменник (см. раздел "Тепловые сети").

Рекомендуемое давление пара в разомкнутых системах парового отопления низкого давления в зависимости от радиуса действия принимают:

Радиус действия, м …. 50 100 200 300 600

Давления пара, кг/см³ …. 0,05 0,05 – 0,1 0,1 – 0,2 0,2 – 0,3 0,5 – 0,7

В замкнутых системах пароснабжения давления пара назначается по расчёту.

Давления пара в системах отопления и пароснабжения высокого давления допускается до 5 кГ/см² в зависимости от прочности и предельной температуры поверхности нагревательных приборов. В необходимых случаях давления пара на вводе в здание снижается дросселированием.

В открытых системах воздушного отопления температура приточного воздуха, подаваемого непосредственно в отапливаемые помещения, нормируется в зависимости от места расположения приточных отверстий *. Для закрытых систем температура воздуха, циркулирующего по каналам, определяется расчётом в зависимости от допускаемой температуры нагревательных элементов. В системах воздушного отопления жилых зданий нагрев воздуха в центральных приточных камерах допускается до 120^°, а наибольшая температура подаваемого воздуха в нижнюю зону комнаты – до 60^°.

 

Таблица. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ (по СНиП 41-01-2003)

Помещения

Система отопления, отопительные приборы, теплоноситель, максимально допустимая температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности

Б.1. Жилые, общественные и административно -бытовые (кроме указанных в Б. 2- Б. 10)

Водяная с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре тепло носителя для двухтрубных систем - не более 95 °С; для однотрубных - не более 105 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Воздушная. Поквартирная водяная с радиаторами или конвекторами при температуре теплоносителя не более 95 °С. Электрическая или газовая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 °С

Б.2. Детские дошкольные, лестничные клетки и вестибюли в детских дошкольных учреждениях

Водяная с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре тепло носителя не более 95 °С (с учетом 4.4.3). Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Электрическая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 90 °С

Б.З. Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в больницах (кроме психиатрических и наркологических, общественных и административно-бытовых)

Водяная с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя не более 85 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13)

Б.4. Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в психиатрических и наркологических больницах (кроме общественных и административно-бытовых)

Водяная с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя не более 95 °С. Водяная с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Электрическая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 °С

Б.5. Спортивные залы

Воздушная. Водяная с радиаторами, панелями и конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя не более 1 50 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены перекрытия и полы (в соответствии с6.5.13). Электрическая или газовая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 150 °С.

Б.6. Бани, прачечные и душевые

Водяная с радиаторами, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя не более 95 °С для помещений бань и душевых, не более 150 °С - для прачечных. Воздушная. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13)

Б.7. Общественного питания (кроме ресторанов) и торговые залы (кроме указанных в Б.З)

Водяная с радиаторами, панелями, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя не более 150 °С. Водяная с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с6.5.13). Воздушная. Электрическая и газовая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 150 °С. Электрическая и газовая с высокотемпературными излучателями в неутепленных и полуоткрытых помещениях и зданиях

Б.8. Торговые залы и помещения для обработки и хранения материалов, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости

Принимать по Б. 11 а) или Б. 11 б) настоящего приложения

Б.9. Пассажирские залы вокзалов

Воздушная. Водяная с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя не более 150 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Электрическая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 150 °С

Б.10. Залы зрительные и рестораны

Водяная с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя не более 115 °С. Воздушная. Электрическая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 115 °С

Б.11. Производственные:

а) категорий А, Б, В 1-84 без выделений пыли и аэрозолей или с выделением негорючей пыли

Воздушная (в соответствии с 4.4.6 и 7.1.11). Водяная и паровая (в соответствии с6.1.6) при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 1 30 °С. Электрическая и газовая для помещений категорий В1- В4 (кроме складов категорий В1- В4) при температуре на теплоотдающей поверхности не более 130 °С. Электрическая для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ при температуре на теплоотдающей поверхности не более 1 30 °С

б) категорий А, Б, В1- В4 с выделением горючей пыли и аэрозолей

Воздушная (в соответствии с 4.4.6 и 7.1.11). Водяная и паровая (в соответствии с6.1.6) при температуре теплоносителя: воды - не более 1 10 °С в помещениях категорий А и Б и не более 130 °С в помещениях категории В. Электрическая и газовая для помещений категорий В1- В4 (кроме складов категорий В1- В4) при температуре на теплоотдающей поверхности не более 110 °С. Электрическая для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ при температуре на теплоотдающей поверхности не более 110 °С

в) категорий Г и Д без выделений пыли и аэрозолей

Воздушная. Водяная и паровая с ребристыми трубами, радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 130 °С. Водяная с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Газовая и электрическая, в том числе с высокотемпературными излучателями, кроме складов категории В4 (в соответствии с 5.8 и 6.5.10)

г) категорий Г и Д с повышенными требованиями к чистоте воздуха

Воздушная. Водяная с радиаторами (без оребрения), панелями и гладкими трубами при температуре теплоносителя не более 1 50 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с6.5.13)

д) категорий Г и Д с выделением негорючих пыли и аэрозолей

Воздушная. Водяная и паровая с радиаторами при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 130 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13). Электрическая и газовая с температурой на теплоотдающей поверхности не более 1 50 °С

е) категорий Г и Д с выделением горючих пыли и аэрозолей

Воздушная. Водяная и паровая с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды не более 130 °С, пара не более 1 10 °С. Водяная с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.5.13)

ж) категорий Г и Д со значительным влаговыделением

Воздушная. Водяная и паровая с радиаторами, конвекторами и ребристыми трубами при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 130 °С. Газовая с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С

з) с выделением возгоняемых ядовитых веществ

По специальным нормативным документам

Б.12. Лестничные клетки, пешеходные переходы и вестибюли

Водяная и паровая с радиаторами, конвекторами и калориферами при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 130 °С. Воздушная

Б.13. Тепловые пункты

Водяная и паровая с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды не более 150 °С, пара не более 130 °С

Б. 14. Отдельные помещения и рабочие места в неотапливаемых и отапливаемых помещениях с температурой воздуха ниже нормируемой (кроме помещений категорий А, Б и В)

Газовая и электрическая, в том числе с высокотемпературными излучателями (в соответствии с 5.8 и 6.5.13)

Примечания

1 Для помещений, указанных в позиции Б.1 (кроме жилых) и позиции Б. 10, допускается применять однотрубные системы водяного отопления с температурой теплоносителя до 130 °С при использовании в качестве отопительных приборов конвекторов с кожухом при скрытой прокладке или изоляции участков, стояков и подводок с теплоносителем, имеющим температуры выше 105 °С для помещений, указанных в позиции Б.1, и выше 115 °С - для помещений, указанных в позиции Б. 10, а также при соединении трубопроводов в пределах обслуживаемых помещений на сварке.

2 Температуру воздуха при расчете систем воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией или кондиционированием, следует определять в соответствии с требованиями 4.4.6.СНиП 41-01-2003

3 Отопление газовыми приборами в зданиях III, IV и V степеней огнестойкости не допускается.

 

Практическое занятие13.

21 Оформление рабочих чертежей – планы этажей с расстановкой отопительных приборов.

 

1. Примеры выполнения теплотехнических расчетов ограждающих конструкций

Пример 1. Теплотехнический расчет многослойной стены.

Требуется определить толщину наружной стены гражданского двухэтажного общественного здания.

1. Исходные данные

- район строительства – г. Белгород

- стены кирпичные 3-х слойной конструкции

2. Определение условий эксплуатации конструкций

- температура внутреннего воздуха

- относительная влажность воздуха

- зонная влажности – сухая

- влажностный режим помещений – нормальный

- условия эксплуатации ограждающих конструкций – А

3. Расчетная схема

Рисунок 1. Конструктивная схема многослойной стены

4. Определяем сопротивление теплопередачи

D_d=(t_int-t_ht)·Z_ht (1)

D_d =(21+1,9)·191=4373,9⁰С x сут.

где t_ht=-1,9⁰C - средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха <8⁰С;

Z_ht = 191 суток, продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха <8⁰С;

Поскольку полученное значение отличается от табличного, то требуемое сопротивление теплопередаче определяется по формуле:

R_red=a·D_d + b (2)

R_red= 0,00035·4373,9 + 1,4 =2,93м^{2 0}С/В_m

Общее сопротивление теплопередаче конструкции стены R₀ должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередачи R₀> R_red

Сопротивление теплопередаче многослойной стены определяют по формуле:

 (3)

где  - всегда в жилых зданий для внутренней стены принимаем 8,7;

- всегда в жилых зданий для несущей стены принимаем 23.

=3,77

3,77>2,93, т.е. 1-ый показатель теплозащиты выполнен. Принимаем толщину стены 635 мм.

 

 

Пример 2 Теплотехнический расчет многослойной стены.

1. Теплотехнический расчет стены:

Район строительства II – Ракитянский район, Белгородская область.

 

 

 

Рисунок 2. Конструктивная схема многослойной стены                    

Материал стен:

1. силикатный кирпич

- объемный вес γ1 = 1800 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ1 = 0,76 Вт/м˚C;

- толщина слоя – 120 мм.

2. утеплитель – пенополистирол

- объемный вес γ2 = 40 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ2 = 0,041 Вт/м˚C;

- толщина слоя – 60 мм.

3. силикатный кирпич

- объемный вес γ3 = 1800 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ3 = 0,76 Вт/м˚C;

- толщина слоя - 380 мм.

4. слой штукатурки

- объемный вес γ4 = 1800 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ4 = 0,76 Вт/м˚C;

- толщина слоя - 20 мм.

Градусо – сутки отопительного периода, определяют по формуле (1):

Dd =   (1)

Расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем по нормам проектирования зданий и сооружений: ˚ C;

Среднюю температуру периода со средней суточной температурой ≤ 8˚C, ˚ C;

Продолжительность периода со средней суточной температурой ≤ 8˚C, сут.;

Dd = (20-(-1,9))·191 = 4183 ˚C·сут.;

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rred определяют:

Rred = a· Dd + b (2)

где a = 0,0003; b = 1,2;

Rred = 0,0003·4183 + 1,2 = 2,45 м²˚ C /Вт;

термическое сопротивление отдельных слоев, определяемых по формуле:

R = δ/λ, (3)

где δ – толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²°C);

Rk = 0,12/0,76 + 006/0,0041+0,38/0,76+0,002/0,76 = 2,789 м²˚ C /Вт;

R ₀ = 1/8,7+2,789+1/23 = 2,95 м²˚ C /Вт;

2,95>2,45

Условие выполняется, следовательно, принятая толщина утеплителя является оптимальной.

 

Пример 3.Теплотехнический расчет конструкции покрытия

Рисунок 3. К теплотехническому расчету покрытия.

 

Состав покрытия:

1. филизол «В»

- объемный вес γ1 = 600 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ1 = 0,17 Вт/м˚C;

- толщина слоя –4 мм.

2. филизол «Н»

- объемный вес γ2 = 600 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ2 = 0,17 Вт/м˚C;

- толщина слоя –4 мм.

 

3. цементно – песчаная стяжка

- объемный вес γ3 = 1800 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ3 = 0,76 Вт/м˚C;

- толщина слоя - 25 мм.

 

4. керамзитовый гравий по уклону

- объемный вес γ4 = 550 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ4 = 0,13 Вт/м˚C;

- толщина слоя - 170 мм.

5. железобетонная плита покрытия

- объемный вес γ5 = 2500 кг/м³;

- коэффициент теплопроводности λ5 = 1,92 Вт/м˚C;

- толщина слоя - 220 мм.

В соответствии со СНиП [3] требования тепловой защиты будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования R0 > Rred;

Градусо – сутки отопительного периода, определяют по формуле:

Dd =  (1)

Расчетную температуру внутреннего воздуха принимаем по нормам проектирования зданий и сооружений: ˚ C;

Среднюю температуру периода со средней суточной температурой ≤ 8˚C, определяем по таблице 1 [1]: ˚ C;

Продолжительность периода со средней суточной температурой ≤ 8˚C, определяем по таблице 1 [1]: сут.;

Dd = (20-(-1,9))*191 = 4183 ˚C*сут.;

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rred определяют:

Rred = a* Dd + b (2)

где a = 0,0004; b = 1,6;

Rred = 0,0004 *4183 + 1,6 = 3,17 м²˚ C /Вт;

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции с однородными слоями определяют по формуле:

R0 = 1/  + Rk + 1/  (3)

Коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаем по таблице 7 [3]: Вт/(м²°C)

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk определяем по формуле:

Rk = R 1 + R 2+…+ Rn (4)

где R1, R2, Rn - термическое сопротивление отдельных слоев, определяемых по формуле: R = δ/λ,

где δ – толщина слоя, м;

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м²°C);

,

,

Для производственных зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12°C и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rred определяем по формуле:

Rred = , (5)

Коэффициент n принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху: n = 1;

Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: = -23˚C;

Rred =  м²˚C/Вт;

Принимаем большее значение Rred=3,17 м²˚C/Вт;

3,17 м²˚ C /Вт > 1,23 м²˚ C /Вт.

Расчетный перепад , между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции определяем по формуле:

,

;

, где ˚C – нормируемый температурный перепад, принимаемый по таблице 5 [3];

;

Условие выполняется.

Температура точки росы в зависимости от сочетаний температуры  и относительной влажности %, воздуха помещений определяем по приложению Л: = ˚C;

Температура внутренней поверхности ,˚C, ограждающей конструкции определяем по формуле:

,

 

П Р И Л О Ж Е Н И Е

Таблица 1