Расчет мощности системы отопления

Расчет мощности системы отопления начинают с изучения архитектурно — планировочного и конструктивного решения здания в соответствии с заданием на проектирование.

Далее на 1 листе графической части в масштабе 1:100 вычерчивается план типового этажа и разрез здания по кухне, таким образом, что бы была видна стена, в которой предполагается прокладка вентиляционных каналов.

На плане типового этажа преподавателем указывается квартира, в которой необходимо будет провести расчет нагрузки на отопительные приборы и определить их площадь поверхности и число элементов.

Расчет мощности системы отопления начинают с нумерации отапливаемых помещений. Номера ставятся слево на право в одинарном кружке. Лестничная клетка обозначается двумя буквами ЛК и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение.

Расчет ведут в табличной форме по отдельным составляющим теплового баланса. Для нашего случая целесообразно составить три таблицы: в

Первой таблице вычисляются теплопотери через ограждающие конструкции основные и дополнительные, а также расход тепла на вентиляцию; во второй таблице вычисляются расходы тепла на нагревание наружного воздуха, инфильтрирующегося через оконные и балконные заполнения; третья таблица является сводной таблицей расхода тепла, которая заполняется по данным первой и второй.

В первом столбце табл. 1 для жилого дома с одинаковой планировкой всех этажей под одним номером записывают одинаковые помещения, расположенные друг под другом по всей высоте здания, так как они имеют практически одинаковые теплопотери через вертикальные ограждения, одинаковые расходы тепла на нагревание наружного воздуха и одинаковые бытовые теплопоступления. Принимаем комнату среднего этажа в этом расчете как базовую. Дополнительные потери тепла комнатами на первом и верхнем этажах имеющими холодный пол или потолок и несколько большую высоту наружных стен, вычисляем отдельно.

Теплопотери внутренних помещений, в которых не предусмотрена установка отопительных приборов, рассчитываем отдельно и прибавляем к теплопотерям смежных с ними помещений, где предусмотрена установка отопительных приборов.

Во втором столбце записываем наименование помещений, которые имеют хотя бы одну наружную ограждающую конструкцию или внутреннюю ограждающую конструкцию при разности расчетных температур соседних помещений более 3 °С.

Третий столбец (табл. 1) заполняется на основании второго и табл. 3П2. Необходимо обратить внимание на то, что расчетная температура жилой комнаты определяется в зависимости от температуры наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, которую можно определить по [4] и табл. 1П2.

В четвертый столбец записываются все наружные ограждающие конструкции и внутренние при условии, что разность температур воздуха в смежных помещениях более 3 °С. В курсовом проекте можно ввести обозначения: НС — наружная стена; О — окно; БД — балконная дверь; ПТ — потолок; ПО — полы; ВС — внутренняя стена; ДД — двойная дверь; ОД — одинарная дверь.

В пятый столбец для наружных стен, окон и дверей ставят ориентацию по сторонам света (С, Ю, З, В, СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ). Для внутренних вертикальных ограждающих конструкций ставят прочерк, для потолка — ПТ, а для пола номер I, II, III и VI зоны (определение номера зоны, см. ниже).

В шестой столбец записывают расчетные размеры ограждающих конструкций (высота х ширина) в метрах, которые определяют исходя из следующих правил:

Рис. 1 Правила обмера площадей ограждающих конструкций (А, б) и разбивка поверхности пола на зоны (в)

— размеры наружных стен измеряют: а) в плане по внешнему периметру между осями внутренних стен и наружным углом стены; б) по высоте как показано на рис. 1;

— размеры внутренних стен измеряют: а) в плане от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен; б) по высоте как показано на рис. 1;

— размеры окон и дверей принимаются по наименьшему строительному проему;

— размеры пола и потолка измеряют между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружных стен. Площади полов расположенных по лагам или на грунте, определяют из условий их разбивки по зонам (рис. 1), причем поверхность участков полов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды, т. е. по направлению обеих стен, составляющих угол. Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же, как и теплопотери через полы, расположенные на грунте бесподвального здания, т. е. по зонам шириной 2 м, с отсчетом их от уровня земли (см. рис. 1). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части наружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же, как и для неутепленных или утепленных полов.

Линейные размеры ограждающих конструкций принимают с погрешностью до ± 0,1 м.

Седьмой столбец является произведением длины и ширины ограждающих конструкций, записанных в шестом столбце. Расчетные площади ограждающих конструкций округляют до 0,1 м2.

В восьмой столбец заносятся сопротивления теплопередаче, которые в курсовом проекте принимаются согласно [5].

Сопротивление теплопередаче для наружных стен, чердачных перекрытий, перекрытий над холодными подпольями и подвалами, а также оконных и балконных заполнений принимаются по табл. 2П2 в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) методом интерполяции.

ГСОП (°С • сут.) определяют по формуле

ГСОП = (tв — Гот) ^от,

Где Гв — температура внутреннего воздуха помещения (в этом расчете принимается равной 18 °С для всех помещений), °С; t0, ^от — средняя температура (°С) за отопительный период и продолжительность суток отопительного периода, принимается по табл. 1П2 в зависимости от района строительства.

Сопротивление теплопередаче внутренних стен можно найти по формуле, м2 • °С/Вт

R = 5 /X,

Где 5 — толщина стены, м; X — расчетный коэффициент теплопроводности материала стены (каменной — 0,76; из керамзитобетона — 0,80; из газобетона — 0,41), Вт/(м -°С).

В курсовом проекте сопротивление теплопередаче можно принять для входных одинарных дверей — 0,3 м2 • °С/В, для двойных дверей — 0,5 м2 • °С/В.

Конструкции окон и балконных дверей принимаются по табл. 6П2 в зависимости от их требуемого сопротивления теплопередаче.

Приведенное сопротивление теплопередаче R^, м2 °С/Вт, отдельных зон шириной 2 м, не утепленных полов на грунте и стен ниже уровня земли в курсовом проекте можно принять равным: для 1-й зоны R^^ = 2,1; для 2-й зоны R^^ = 4,3; для 3-й зоны R;?,^ = 8,6; для 4-й зоны (для оставшейся площади пола) R^^ = 14,2.

В девятый столбец записывают разность температур (tp — texp), °С, где tp — расчетная температура внутри отапливаемых помещений (°С), которая принимается из столбца номер три; texp — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения (°С).

В десятый столбец записывают коэффициент n, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, [5] или табл. 4П2.

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются условно на основные и добавочные. Основные теплопотери (0осн, Вт) записываются в одиннадцатый столбец и находятся по формуле

0осн = (tP — tExp) n А / R. (1)

В двенадцатый столбец записываются добавочные теплопотери в на ориентацию наружных вертикальных ограждающих конструкций по отношению к сторонам света. Величину этих добавок можно определить по рис. 2.

В тринадцатый столбец записываются добавочные теплопотери, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13.

В четырнадцатый столбец записываются добавочные теплопотери на подогрев

Врывающегося холодного воздуха через наружные двери в с подъезд здания (записываются только в строке для входных

Дверей). Они принимаются в зависимости от высоты здания H, м в размере: в = 0,2Н — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; в = 0,27Н — для двойных дверей с тамбуром между ними; в = 0,3 4Н — для двойных дверей без тамбура и в =

Сз	‘Р С CD
0,05
	-Л^Х’05
0
Юз	Юв

Юв Ю Рис. 2 Величина добавок к основным теплопотерям в зависимости от ориентации ограждений по отношению к сторонам света

0,22Н — для одинарных дверей.

Добавочные теплопотери в расчетах учитываются введением в формулу (1) специального члена (1 + ЕР), который записывают в пятнадцатый столбец.

В шестнадцатый столбец записыва — ют теплопотери (Qorf>, Вт) через

Ограждаю — щие конструкции, которые определяют по формуле

Qoгр = Qoсн(1 + ЕР).

В семнадцатый столбец записываются теплопотери на подогрев воздуха попадающего в помещение за счет вентиляции, расчет которых предварительно ведется в табличной форме, табл. 2.

2 Расчет тепла на нагревание воздуха, инфильтрирующегося через окна и балконные двери

№ помещ ения	(tp — ti), °С	QI Вт	Api, Па	GI , Кг/ч	Qi", Вт	QI, Вт
1	2	3	4	5	6	7

Для жилых зданий затраты теплоты QI, Вт, для нагревания инфильтрирующегося воздуха в помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции, следует принимать равным большей из величин Qi или Qi, Вт. Данные значения следует определять по формулам:

З QI = 0,28 LNPc(tP — tI)k, (2)

Где Ln — расход удаляемого воздуха, м /ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий — удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений; p — плотность воздуха в помещении, кг/м3 (плотность воздуха в зависимости от температуры и определяется по формуле p = 353,37/(273 + t); С = 1 кДж / (кг -°С) — удельная теплоемкость воздуха; tp, ti — расчетные температуры воздуха соответственно в помещении и наружного воздуха в холодный период года, °С; k — коэффициент учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях (0,7 для окон с тройными переплетами, 0,8 для окон с двойными переплетами и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 для одинарных окон и балконных дверей)

Q’ = 0,28 E GI c(tP — t)k, (3)

Где EGJ — расход инфильтрирующегося воздуха через ограждения, кг/ч.

Расход инфильтрующегося воздуха в помещении Gi, кг/ч, через неплотности наружных ограждений следует определять по формуле

GI = 0,216 E A1 Api0’67 /RU + E A2 GH (ApI / Ap^0,67 + + 3456 E A3 Api0’5+0,5 E l Api /Ap1,

Где A1, A2 — площади наружных ограждающих конструкций, м2, соответственно световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей) и других ограждений; A3 — площади щелей, неплотностей и проемов в наружных ограждающих конструкциях; Api, Ap1 — расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при Ap1 = 10 Па; Ru — сопротивление воздухопроницанию, м2-ч-Па/кг, принимаемое по [5] или табл. 5П2; GH — нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м2-ч), принимаемая по [5] или табл. 10П2; l — длина стыков стеновых панелей, м.

Расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции API, Па, принимается после определения условно-постоянного давления воздуха в здании pint, Па (отождествляется с давлениями на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций), на основе равенства расхода воздуха, поступающего в здание E Gi, кг/ч, и удаляемого из него E Gext, кг/ч, за счет теплового и ветрового давлений и дисбаланса расходов между подаваемым и удаляемым воздухом системами вентиляции с искусственным побуждением и расходуемого на технологические нужды.

Расчетная разность давлений Ap,, определяется по формуле

Ap, = (H — h,) (Y — Yp) + 0,5 pt v2 (CE, n — CE, p) k — PInt , (4)

Где H — высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты; h, — расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей; у,, yp — удельный вес, Н/м, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемый по формуле 3463/(273 + t); p, — плотность наружного воздуха, кг/м3; v — скорость ветра, м/с, принимаемая по [6] или табл.1П2; ce,n, ce,p — аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по СНиП 2.01.07-85 (в курсовом проекте их можно принять соответственно равными 0,8 и -0,6; к — коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по СНиП 2.01.07-85 (в курсовом проекте его можно принять равным 0,7); pint — условно-постоянное давление воздуха в здании, Па

Восемнадцатый столбец заполняется, как сумма всех теплопотерь через ограждающие конструкции помещения плюс теплопотери на подогрев воздуха поступающего в помещение за счет вентиляции.

Расчетная нагрузка на отопительные приборы определяется из уравнения теплового баланса:

Для жилых помещений и кухонь

Qс. о. 2Qогр — Qбыт + QI;

Для остальных помещений (коридоры лестничные клетки)

Qc.0. = ^огр + Qi,

Где "EQmp — сумма теплопотерь через ограждающие конструкции помещения, Вт; Q^ — бытовые тепловыделения, Вт; Q, — больший из расхода тепла на подогрев инфильтрирующегося или вентиляционного воздуха, Вт.

Бытовые тепловыделения в жилых зданиях определяются по формуле

Q6 ыт.

Где 10 — количество бытовых тепловыделений (Вт2 на 1 м площади жилых комнат и кухонь; F — площадь пола жилых комнат и кухонь, м.

Расчет тепловой мощности системы отопления целесообразно вести в табличной форме, табл. 3.

3 Расчет тепловой мощности системы отопления

№ помещ ения	Теплопотери	Теплопоступл ения	Расчетная нагрузка на тепловые приборы Qc.^ Вт
Вт	Qi, Вт	^^быт , Вт
1	2	3	4	5

Расчет теплопотерь зданием по укрупненным показателям

В строительной практике часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений. Для этого используют удельную тепловую характеристику здания qJR, (Вт/(м3 • °С)), которую можно рассчитать по формуле, предложенной Н. С. Ермоловым

QyR = P/S [1/Ят + Р0 (1/Док — 1/ад + 1/h (0,9/Япок + 0,6 /Япол),

Где P — периметр здания, м; S — площадь здания в плане, м2; h — высота здания, м; R№ Roк, RnoK, Rпoл — соответственно сопротивления теплопере — дачи стен, оконных и

Балконных заполнений, покрытия и пола, м2 °С/Вт; р0 — коэффициент

Остекления, численно равный отношению площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений.

Количество тепла необходимого для компенсации теплопотерь зданием можно найти по следующей зависимости

Qo. o ^уд V (/ср — tн) а

Где V — наружный объем здания, м3; qJR — удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3- °С), /ср — средняя по объему здания температура внутреннего воздуха, °С; /н — температура наружного воздуха холодной пятидневки, °С; а — коэффициент учитывающий влияние расчетной разности температуры, который можно определить ориентировочно по формуле

0,54 + 22 / (^ — k).

Posted in ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ