ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛОГО ЗДАНИЯ - В. Ф. ВАСИЛЬЕВ, Ю. В. ИВАНОВА, И. И. СУХАНОВА Министерство образования и науки Российской Федерации ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
В. Ф. ВАСИЛЬЕВ, Ю. В. ИВАНОВА, И. И. СУХАНОВА
ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ
ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2010
1УДК 697.5 + 697.92:728
Рецензенты: д-р техн. наук, профессор А. М. Гримитлин (АВОК «Северо-
Запад»); канд. техн. наук, доцент А. Ф. Смирнов (СПбГАСУ)
Введение
Васильев, В. Ф.
Отопление и вентиляция жилого здания: учеб. пособие / В последние годы изменились санитарно-гигиенические подходы
к проблемам строительства и эксплуатации жилых зданий, появились
В. Ф. Васильев, Ю. В. Иванова, И. И. Суханова; СПбГАСУ. – СПб.,
новые законодательные документы. Поэтому возникла необходимость
2010. – 72 с.
в издании нового учебного пособия по дисциплине «Теплогазоснабже-
ISBN 978-5-9227-0171-6 ние и вентиляция».
Системы отопления и вентиляции относятся к инженерным се-
Рассматривается состав, содержание и требования по оформлению курсо- тям зданий и являются системами, обеспечивающими благоприятный
вой работы. Приведены рекомендации по теплотехническому расчету наружных климат в помещениях. Без них постоянное пребывание людей в жилых
ограждений, проектированию и конструированию систем отопления и вентиля- зданиях невозможно.
ции жилых зданий, а также методики по расчету и подбору основного оборудова- В учебном пособии приводятся методики теплотехнического рас-
ния этих систем.
чета, расчета тепловых потерь помещениями зданий, характеристики
Предназначено для студентов специальностей 270105 – городское строи-
тельство и хозяйство, 270102 – промышленное и гражданское строительство, основных систем централизованного отопления и рекомендации
270106 – производство строительных материалов, изделий и конструкций, 270114 – по их конструированию и гидравлическому расчету; излагаются харак-
проектирование зданий, 270115 – экспертиза и управление недвижимостью теристики, методики подбора и расчета современных отопительных при-
и направления подготовки 270100 – строительство (бакалавр). боров. Также даются рекомендации по проектированию системы вы-
Рекомендуется специалистам, получающим второе высшее образование; для тяжной естественной канальной вентиляции, а также методика ее рас-
профессиональной переподготовки и повышения квалификации специалистов, чета и подбора основного оборудования (вентиляционных решеток,
занимающихся проектированием, расчетом и эксплуатацией систем отопления
воздуховодов и пр.).
и вентиляции жилых зданий.
Приведенные примеры конструирования и расчетов позволяют
Табл. 29. Ил. 33. Библиогр.: 12 назв. в конкретных ситуациях грамотно выполнить расчет и подбор оборудо-
вания для систем отопления и вентиляции.
СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа предусматривает выполнение учебного проекта
отопления и вентиляции жилого здания и состоит из расчетной и гра-
фической частей.
ISBN 978-5-9227-0171-6 © В. Ф. Васильев, Ю. В. Иванова, Расчетная часть оформляется в виде расчетно-пояснительной за-
И. И. Суханова, 2010
писки на листах формата А4 (297×210 мм) и должна содержать следу-
© Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2010 ющие разделы:
1. Исходные данные.
2. Теплотехнический расчет наружных ограждений.
2 33. Расчет тепловых потерь и определение удельного расхода тепло- Таблица 1
вой энергии на отопление здания. Климатические характеристики городов
4. Характеристику и конструирование системы отопления. и расчетные параметры наружного воздуха
5. Расчет отопительных приборов.
Расчетная Продолжительность
6. Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления. температура и средняя
7. Подбор водоструйного элеватора. Город и влажностные
наружного температура воздуха
8. Характеристику и конструирование системы вентиляции. Номер условия эксплуатации отопительного
воздуха
задания ограждений зданий (А, Б) периода,
9. Определение расчетного воздухообмена и аэродинамический (по СНиП
(по СНиП II-3–79*) (по СНиП 23-01–99)
расчет воздуховодов. 23-01–99)
text, °С zht, сут tht, °С
В соответствующих разделах расчетно-пояснительной записки
1 2 3 4 5 6
приводятся эскизы расчетных наружных ограждений (наружной сте-
01 51 Арзамас Б –32 216 –4,7
ны, чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подва- 02 52 Архангельск Б –31 253 –4,4
лом), принципиальные схемы: элеваторного узла, одного расчетного 03 53 Астрахань А –23 167 –1,2
стояка системы отопления, расчетных вентиляционных каналов и вы- 04 54 Барнаул А –39 221 –7,7
тяжной шахты с зонтом или дефлектором, а также таблицы, приведен- 05 55 Белгород А –23 191 –1,9
ные в методических указаниях форм, с результатами расчетов. 06 56 Белорецк А –34 231 –6,5
Графическая часть работы включает планы первого этажа, подва- 07 57 Благовещенск Б –34 218 –10,6
08 58 Братск А –43 249 –8,6
ла и чердака здания, схемы систем отопления и вентиляции. Все черте- 09 59 Брянск А –26 205 –2,3
жи выполняются в масштабе 1:100 на листе формата А1 (594×841 мм), 10 60 Владивосток Б –24 196 –3,9
который прилагается к расчетно-пояснительной записке. 11 61 Владимир Б –28 213 –3,5
12 62 Вологда А –32 231 –4,1
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 13 63 Волгоград А –25 177 –2,4
14 64 Воронеж А –26 196 –3,1
15 65 Иркутск А –36 240 –8,5
Исходные данные для выполнения курсовой работы определяют- 16 66 Казань Б –32 215 –5,2
ся по шифру (номеру зачетной книжки студента). 17 67 Калуга А –27 210 –2,9
По двум последним цифрам шифра принимаются: местонахожде- 18 68 Кисловодск Б –16 179 0,4
ние здания, климатические характеристики местности и расчетные па- 19 69 Корсаков Б –20 232 –2,7
раметры наружного воздуха (табл. 1). 20 70 Кострома А –31 222 –3,9
По последней цифре шифра принимаются: план первого этажа 21 71 Котлас Б –34 237 –5,3
22 72 Краснодар Б –19 149 2,0
здания и его этажность, высота этажа и подвала, толщина междуэтаж-
23 73 Курск Б –26 198 –2,4
ных перекрытий, характеристика системы отопления и вариант развод- 24 74 Москва Б –28 214 –3,1
ки магистральных трубопроводов, величина располагаемого давления 25 75 Мурманск Б –27 275 –3,2
на входе в систему отопления и ориентация главного фасада здания 26 76 Нальчик А –18 168 –0,6
(табл. 2); варианты конструкций наружных ограждений (табл. 3); ха- 27 77 Великий Новгород Б –27 221 –2,3
рактеристики строительных материалов наружных стен, перекрытий 28 78 Новосибирск А –39 229 –8,9
и теплоизоляционных слоев наружных ограждений, а также остальных 29 79 Омск А –37 221 –8,4
30 80 Оренбург А –31 202 –6,3
слоев ограждений (табл. 4).
4 5Окончание табл. 1 Окончание табл. 2
1 2 3 4 5 6 Параметр Номер задания
31 81 Пенза А –29 207 –4,5 0 1 2 3 4 5
7 8 69
32 82 Пермь Б –35 229 –5,9 Высота подвала (от пола
33 83 Псков Б –26 212 –1,6 подвала до пола 1-го 1,9 2,6 2,0 2,2 2,4
34 84 Рязань Б –27 208 –3,5 этажа), м
35 85 Салехард Б –42 292 –11,4 Величина располагаемо-
36 86 Санкт-Петербург Б –26 220 –1,8 го давления на входе 7000 6000 9000 6000 8000
37 87 Саранск А –30 209 –4,5 в систему отопления, Па
38 88 Саратов А –27 196 –4,3 Характеристика системы
39 89 Тайшет А –40 240 –8,3 отопления: 1 тр 1 тр 2 тр 2 тр 1 тр
40 90 Тамбов А –28 201 –3,7 1 тр – однотрубная
41 91 Тихорецк Б –22 158 1,1 2 тр – двухтрубная
42 92 Томск Б –40 236 –8,4 НР – с нижней разводкой ВР НР НР ВР ВР НР НР ВР ВР НР
43 93 Тюмень А –38 225 –7,2 ВР – с верхней разводкой
44 94 Улан-Удэ А –37 237 –10,4 Т – тупиковая
45 95 Уфа А –35 213 –5,9 ПД – с попутным Т ПД ПД Т ПД Т ПД Т Т ПД
46 96 Чебоксары Б –32 217 –4,9 движением теплоносите-
47 97 Челябинск А –34 218 –6,5 ля
48 98 Чита А –38 242 –11,4 Ориентация главного СВ ЮВ СЗ ЮЗ В
49 99 Элиста А –23 173 –1,2 фасада
50 00 Ярославль Б –31 221 –4,0
Таблица 3
Толщину внутренних ограждений следует принять: для капиталь-
ных кирпичных стен – 400 мм, для капитальных стен из бетона – 200 мм; Варианты конструкций наружных ограждений
перегородок – 150 мм; межэтажных перекрытий в здании с кирпичны-
ми стенами – 300 мм, с бетонными – 150 мм. Вариант конструкции Номер задания
ограждения 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Таблица 2 Наружной стены
1 2 3 2 2 3 2 2 3 1
(рис. 1–3)
Чердачного перекрытия
Варианты планировки здания, системы отопления и географической 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1
(рис. 4–5)
ориентации главного фасада здания
Перекрытия над неотап-
ливаемым подвалом 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1
Параметр Номер задания (рис. 6–7)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Вариант плана 1-го этажа
1 2 3 4 5
(см. прил. 1)
Этажность здания 4 5 3 4 5 4 3 4 4 5
Высота этажа (от пола
до пола следующего 2,8 3,0 2,8 3,0 3,0 3,3 3,3 3,0 3,0 2,8
этажа), м
Высота подвала (от пола
6 7Таблица 4 Продолжение табл. 4
Характеристики строительных материалов [7]
1 2 3 4 5
Коэффициент Теплоизоляционный слой чердачного перекрытия
Плотность теплопроводности при 1, 2 ROCKWOOL (маты) 50 0,047 0,047
задания
Номер
Наименование в сухом условиях 3, 4 Пенополиуретан 45–70 0,028 0,028
материала состоянии эксплуатации А или Б (напыляемый)
ρ, кг/м3 λ, Вт/(м·°С) 5, 6 Базальтовая изоляция 40 0,038 0,044
А Б «Термолайт»
1 2 3 4 5 (плиты мягкие)
Основной конструктивный слой наружной стены 7, 8 Стеклянное штапельное 45 0,045 0,045
1 Плотный силикатный 1800 0,99 1,16 волокно «Флайдер-
бетон Чудово» (плита П-45)
2 Кирпич керамический 1200 0,33 0,42 9, 0 Маты минераловатные 50 0,052 0,06
пустотелый прошивные
3 Пемзобетон 1600 0,62 0,68 Теплоизоляционный слой перекрытия над подвалом
4 Керамзитобетон на 1200 0,52 0,58 1, 2 Пенополистирол 40 0,041 0,05
кварцевом песке 3, 4 Пенополистирол 43 0,031 0,032
5 Кирпич керамический 1800 0,57 0,69 «Пеноплекс»
полнотелый 5, 6 Пенопласт (плиты, 40 0,041 0,06
6 Перлитобетон 1200 0,44 0,50 ГОСТ 20916)
7 Ячеистые газо- и 1000 0,23 0,25 7, 8 Пенопласт (плиты, 50 0,05 0,064
пенобетон (блоки) ГОСТ 20916)
8 Кирпич керамический 1400 0,64 0,76 9, 0 Пенополиуретан 45–70 0,028 0,028
пустотелый на Облицовочный слой наружной стены
цементно-песчаном 0-9 Кирпич силикатный на 1300 0,50 0,61
растворе цементно-песчаном
9 Кирпич керамический 1300 0,4 0,47 растворе
пустотелый на 0-9 Кирпич керамический 1200 0,33 0,42
цементно-перлитовом пустотелый одинарный
растворе 0-9 Кирпич керамический 1650 0,64 0,73
0 Шлаковый кирпич и 1500 0,64 0,70 полнотелый одинарный
камень на цементно- 0-9 Смальта 2500 0,76 0,76
песчаном растворе Пароизоляция
Теплоизоляционный слой наружной стены 0-9 Рубероид (ГОСТ 10923), 600 0,17 0,17
1, 2 Пенополиуретан 75 0,03 0,03 пергамин (ГОСТ 2697),
3, 4 Пенополистирол 100 0,041 0,052 толь (ГОСТ 10999)
5, 6 Маты минераловатные 75 0,06 0,064 0-9 Битум нефтяной кро- 1000 0,17 0,17
прошивные (ГОСТ 1880) вельный (ГОСТ 6617)
7, 8 ROCKWOOL (плиты) 100 0,045 0,045
9, 0 Минераловатные плиты 90 0,042 0,045
полужесткие П-125
8 9Окончание табл. 4 2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ
ОГРАЖДЕНИЙ
1 2 3 4 5
Покрытия для полов
0-9 Линолеум поливинил- 1600 0,33 0,33 Теплотехнический расчет наружных ограждений производится
хлоридный многослой- 1800 0,38 0,38 в соответствии с положениями СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зда-
ный (ГОСТ 14632) ний», СНиП II-3–79* «Строительная теплотехника» и направлен на то,
0-9 Линолеум поливинил- 1400 0,23 0,23 чтобы выполнить требования к тепловой защите проектируемого зда-
хлоридный на тканевой
ния в целях экономии энергии при обеспечении оптимальных парамет-
подоснове (ГОСТ 7251)
0-9 Сосна и ель поперек 500 0,14 0,18 ров микроклимата помещений и долговечности его ограждающих конст-
волокон рукций.
(ГОСТ 8486, 9463) Нормами установлены следующие показатели тепловой защиты
0-9 Дуб поперек волокон 700 0,18 0,23 здания:
(ГОСТ 9462, 2695)
а) приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих кон-
0-9 Плиты древесно-волок- 1000 0,23 0,29
нистые и древесно- 800 0,19 0,23 ñòðóêöèé çäàí èÿ R0, (м2 ⋅ °С)/Вт;
стружечные 600 0,13 0,16 б) санитарно-гигиенический показатель, включающий температур-
(ГОСТ 4598, 10632) ный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверх-
Остальные слои наружных ограждений ности ограждающих конструкций ∆t0, °С, и температуру на внутренней
0-9 Железобетон 2500 1,92 2,04 поверхности наружного ограждения выше точки росы;
0-9 Цементно-песчаный 1800 0,76 0,93
раствор
в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания.
0-9 Сложный раствор 1700 0,70 0,87 Последовательность теплотехнического расчета ограждения такова:
(песок, известь, цемент) 1. По номеру задания (см. рис. 1–7, табл. 3 и 4) выбираются конст-
0-9 Известково-песчаный 1600 0,70 0,81 рукции рассчитываемых ограждений. В расчетно-пояснительной записке
раствор приводятся эскизы конструкций наружной стены, чердачного перекры-
0-9 Цементно-шлаковый 1400 0,52 0,62
тия и перекрытия над неотапливаемым подвалом, указываются названия
раствор 1200 0,47 0,58
0-9 Цементно-перлитовый 1000 0,26 0,30 строительных материалов, из которых состоят ограждающие конструк-
раствор 800 0,21 0,26 ции, толщины слоев δ, м; плотность ρ, кг/м3; коэффициент теплопровод-
0-9 Гипсоперлитовый 600 0,19 0,23 ности в зависимости от условий эксплуатации А или Б, λ, Вт/(м ⋅°С).
раствор 2. Определяется величина градусо-суток отопительного периода
0-9 Плиты из гипса 1200 0,41 0,47 Dd , °С ⋅ сут, по формуле
(ГОСТ 6428) 1000 0,29 0,35
0-9 Листы гипсовые обши- 800 0,19 0,21 Dd = (tint − tht ) z ht , (1)
вочные (сухая штука-
турка) (ГОСТ 6266)
где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха, °С, при-
нимаемая для жилых зданий по минимальному значению оптимальной
температуры (по ГОСТ 30494–96 принять равной 20 °С при расчетной
температуре наружного воздуха text до –31 °С и 21 °С при text = –31 °С
и ниже); tht, zht – средняя температура наружного воздуха, °С, и продол-
жительность, сут, отопительного периода, принимаемые по табл. 1.
10 111 2 3 4
1 2 3 4
20 δх 20 380 δх 15(5)
380 120
Рис. 1. Вариант 1-й конструкции
наружной стены: Рис. 3. Вариант 3-й конструкции
1 – внутренняя штукатурка; наружной стены:
2 – основной конструктивный 1 – внутренняя штукатурка;
слой (кирпичная кладка); 3 – теп- 2 – основной конструктивный
лоизоляционный слой; 4 – обли- слой (кирпичная кладка); 3 – теп-
цовочный кирпич лоизоляционный слой; 4 – наруж-
ный отделочный слой (наружная
штукатурка, толщиной 15 мм, или
1 2 3 4 смальта, толщиной 5 мм)
5
10
4
δх
3 5
2
220
20 140 δх 120 1 10
Рис. 4. Вариант 1-й конструкции чердачного перекрытия:
Рис. 2. Вариант 2-й конструкции 1 – известково-песчаная штукатурка; 2 – железобетонная плита;
наружной стены: 3 – пароизоляция; 4 – теплоизоляционный слой;
1 – внутренняя штукатурка; 5 – цементная стяжка
2 – основной конструктивный слой
(бетон); 3 – теплоизоляционный
слой; 4 – облицовочный кирпич
12 133. Определяются нормируемые значения приведенных сопротивле-
5
10 ний теплопередаче Rreq (м2 ⋅ °С)/Вт, ограждающих конструкций в зависи-
4
δх мости от величины градусо-суток отопительного периода района место-
3 5 положения здания по табл. 5.
2 Значения Rreq для величин Dd, отличающихся от табличных, следу-
100
ет определять по формуле
1 10
Rreq = a ⋅ Dd + b, (2)
Рис. 5. Вариант 2-й конструкции чердачного перекрытия: где Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С ⋅ сут, для конкретного
1 – известково-песчаная штукатурка; 2 – железобетонная плита; населенного пункта; a и b – коэффициенты, значения которых следует
3 – пароизоляция; 4 – теплоизоляционный слой; 5 – цементная стяжка
принимать по данным табл. 5, за исключением графы 6, где для интерва-
5 5 ла до 6000 °С ⋅ сут a = 0,000075, b = 0,15; для интервала
10 4 6000–8000 °С ⋅ сут a = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000 °С ⋅ сут
45 3
2
и более a = 0,000025, b = 0,5.
δх Нормируемые значения сопротивления теплопередаче чердачно-
1 го перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом, отделяю-
220 щих помещения здания от пространств с температурой воздуха tc (text <
< tc < tint), следует умножать на коэффициент n, учитывающий положе-
ние ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху
Рис. 6. Вариант 1-й конструкции перекрытия и определяемый по табл. 6.
над неотапливаемым подвалом: Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче глухой
1 – железобетонная плита; 2 – теплоизоляционный слой; части балконных дверей должно быть в 1,5 раза выше нормируемого
3 – цементная стяжка; 4 – древесно-стружечная плита; сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.
5 – линолеум на теплоизоляционной основе 4. Для наружных стен и перекрытий толщина теплоизоляционно-
го слоя ограждения δx рассчитывается из условия, что величина факти-
5 ческого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей кон-
20 4 струкции R0 должна быть не менее нормируемого значения Rreq, вычис-
40 3
30 ленного по формуле (2):
δх 2
R0 ≥ Rreq. (3)
1
100
Раскрывая значение R0, получим:
1 1
R0 = + R1 + R2 + ... + Rx + ... + Rn + Rв.п + =
Рис. 7. Вариант 2-й конструкции перекрытия αint α ext
над неотапливаемым подвалом: 1 δ1 δ 2 δ δ 1 (4)
1 – железобетонная плита; 2 – теплоизоляционный слой; = + + + ... + x + ... + n + Rв.п + ,
3 – воздушная прослойка; 4 – доски; 5 – паркет αint λ1 λ 2 λx λn α ext
(дуб поперек волокон)
14 15где αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждаю- Таблица 6
щих конструкций, принимаемый по СНиП 23-02–2003 и равный для стен,
полов, гладких потолков αint = 8,7 Вт/(м2 ⋅ °С); R1, R2, …, Rn – сопротивле- Коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции
по отношению к наружному воздуху [4]
ния теплопередаче отдельных слоев ограждения, (м 2 ⋅ °С)/Вт;
Rх – сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя в ограж- Ограждающие конструкции Коэффи-
дающей конструкции, (м2 ⋅ С)/Вт; Rв.п – сопротивление теплопередаче циент n
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые на-
замкнутой воздушной прослойки, (м2 ⋅ °С)/Вт, принимаемое по табл. 9;
ружным воздухом), зенитные фонари, перекрытия чердачные (с
δ1, δ2, … δx, …δn – толщины отдельных слоев конструкции ограждения, м; кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия 1
λ1, λ2, … λx, …λn – коэффициенты теплопроводности материалов, над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Север-
Вт/(м ⋅ °С), принимаемые по табл. 4 в зависимости от влажностных ной строительно-климатической зоне
условий эксплуатации ограждения А или Б; αext – коэффициент тепло- 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с на-
ружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных
отдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стен- 0,9
условий, Вт/(м2 ⋅ °С), принимаемый по табл. 8. ками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-
климатической зоне
Таблица 5 3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми
0,75
проемами в стенах
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче 4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых
0,6
ограждающих конструкций [4] проемов в стенах, расположенные выше уровня земли
Нормируемые значения сопротивления Решая совместно уравнения (3) и (4), определяем минимальное
теплопередаче ограждающих значение толщины теплоизоляционного слоя δx:
Градусо-
конструкций Rreq, (м2 ·°С)/Вт
сутки 1 δ δ δ 1
Перекрытий
Здания отопи- Окон и δ x = λ x Rred − − 1 − 2 − ... − n − Rв.п − . (5)
и помещения, тельного Покрытий чердачных,
балкон- α int λ1 λ 2 λn α ext
коэффициенты a и b периода и пере- над неотап-
ных две- Полученную минимально допустимую из условий тепловой за-
Dd, Стен крытий ливаемыми
рей, вит-
°С°С·сут
⋅ сут
над проез- подпольями
рин и щиты толщину теплоизоляционного слоя δx следует округлить в боль-
дами и подвала-
витражей шую сторону до величины, кратной 10 мм, δ факт .
ми x
1 2 3 4 5 6 5. Определяется фактическое сопротивление теплопередаче рас-
Жилые, лечебно- 2000 2,1 3,2 2,8 0,3
профилактические и 4000 2,8 4,2 3,7 0,45 считываемых ограждающих конструкций R0факт, м2 ⋅ °С/Вт, с учетом при-
детские учреждения, 6000 3,5 5,2 4,6 0,6 факт
школы, интернаты, 8000 4,2 6,2 5,5 0,7
нятой толщины теплоизоляционного слоя δ x , м:
гостиницы и обще- 10 000 4,9 7,2 6,4 0,75
жития 12 000 5,6 8,2 7,3 0,8 1 1
a – 0,00035 0,0005 0,00045 * R0факт = + R1 + R2 + ... + Rx + ... + Rn + Rв.п + , (6)
b – 1,4 2,2 1,9 * α int α ext
* Смотри пояснения к формуле (2).
δ факт
x
где Rx = .
λx
16 176. Определяется температурный перепад ∆t0, °С, между температу- 0,6(tint − text )n н.с
рой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности рассчи- Rн.д = (9)
∆t n (н.с )α int
тываемых ограждающих конструкций по формуле
n(tint − text ) 1,67 ∆t n (H.C ) α int
Δt0 = , (7) kн.д = .
R0фактα int (tint − text )n ( (10)
H.c)
где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной 9. Для окон и светопрозрачной части балконных дверей приведен-
поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному ное сопротивление теплопередаче определяется по нормируемому зна-
воздуху, приведенный в табл. 6; tint – то же, что и в формуле (1); text – чению из табл. 5 с учетом пояснений по численным величинам коэф-
расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, ô èöèåí òî â a и b к формуле (2). Затем по табл. 10 выбирается конструк-
равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспечен- ция заполнения оконного проема и балконных дверей таким образом,
ностью 0,92, принимается по табл. 1; αint – то же, что и в формуле (4). чтобы ее сопротивление теплопередаче было больше полученного.
Полученные значения не должны превышать нормируемых вели- 10. Определяется общая толщина ограждающей конструкции как
чин ∆tn, °С, представленных в табл. 7. сумма толщин всех ее слоев δогр, м, по формуле
Таблица 7 δ огр = δ1 + δ 2 + ... + δ n + δ в.п . (11)
11. По результатам теплотехнического расчета и подбора ограж-
Нормируемый температурный перепад между температурой
дающих конструкций заполняется сводная таблица по прилагаемой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции [4] форме (табл. 11).
Таблица 8
Нормируемый температурный перепад Δtn, °С Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
Перекрытия над конструкции для зимних условий [2]
Здания Покрытия и
проездами,
и помещения Наружные стены чердачные
подвалами и под- Коэффициент
перекрытия Наружная поверхность ограждающих конструкций
польями αext, Вт/(м2 ⋅ °С)
Жилые, лечебно- 1. Наружные стены, покрытия, перекрытия над проезда-
профилактические ми и над холодными (без ограждающих стенок) под- 23
и детские учреж- 4,0 3,0 2,0 польями в Северной строительно-климатической зоне
дения, школы, 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающи-
интернаты мися с наружным воздухом; перекрытия над холодными
17
7. Вычисляется коэффициент теплопередачи рассчитываемых (с ограждающими стенками) подпольями и холодными
этажами в Северной строительно-климатической зоне
ограждающих конструкций kогр, Вт/(м2 · °С), по формуле 3. Перекрытия чердачных и над неотапливаемыми под-
валами со световыми проемами в стенах, а также
12
1 наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой
kогр = . (8) наружным воздухом
R0факт 4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без све-
8. Для наружных дверей вне зависимости от их конструкции при- товых проемов в стенах, расположенные выше уровня
6
земли, и над не отапливаемыми техническими подполья-
веденное сопротивление теплопередаче Rн.д, м2 ⋅ °С/Вт, и общий коэф- ми, расположенными ниже уровня земли
фициент теплопередачи kн.д, Вт/(м2 ⋅ °С), определяется из условий:
18 19Таблица 9 Окончание табл. 10
Сопротивление теплопередаче замкнутых воздушных прослоек [2] 1 2 3 4
Стекло и двухкамерный стеклопакет в
0,68 0,74 0,81
Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, раздельных переплетах
Толщина Rв.п, (м2 · °С)/Вт Два однокамерных стеклопакета в спаренных
0,70 – –
воздуш- Горизонтальной при потоке переплетах
Горизонтальной при потоке
ной про- тепла снизу вверх Два однокамерных стеклопакета в
тепла сверху вниз 0,74 – –
слойки, и вертикальной раздельных переплетах
м при температуре воздуха в прослойке Четыре стекла в двух спаренных переплетах 0,80 – –
положительной отрицательной положительной отрицательной
0,01 0,13 0,15 0,14 0,15 Таблица 11
0,02 0,14 0,15 0,15 0,19 Результаты теплотехнического расчета
0,03 0,14 0,16 0,16 0,21 наружных ограждений здания
0,05 0,14 0,17 0,17 0,22
0,1 0,15 0,18 0,18 0,23
Общая тол-
0,15 0,15 0,18 0,19 0,24 Условное щина огра- R0факт, kогр ,
0,2–0,3 0,15 0,19 0,19 0,24 Наименование ограждения
обозначение ждения (м ⋅ °С)/Вт Вт/(м2 ⋅°С)
2
Таблица 10 δогр, м
Наружная стена НС
Приведенное сопротивление теплопередаче рекомендуемых окон Чердачное перекрытие Пт
и балконных дверей [7] Перекрытие над подвалом Пл
Окно ОК –
Приведенное сопротивле-
ние теплопередаче Балкон- светопрозрачная
–
R0, (м2 · °С)/Вт ная часть БД
Заполнение светового проема дверь глухая часть –
из обыч- с селективным
ного покрытием Наружная
НД –
стекла твердым мягким дверь
1 2 3 4
Двойное остекление в стальных раздельных
переплетах
0,34 – – 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Двойное остекление в спаренных переплетах 0,40 0,55 – УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Двойное остекление в раздельных переплетах 0,44 0,57 – НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ
Тройное остекление в раздельно-спаренных
0,55 0,60 –
переплетах Определение потерь теплоты помещениями здания производится
Однокамерный стеклопакет в одинарном в соответствии с положениями СНиП 2.04.05–91*.
0,38 0,51 0,56
переплете
Двухкамерный стеклопакет в одинарном В курсовой работе для уменьшения объема расчетов вычисляются
переплете с межстекольным расстоянием: потери теплоты только для жилых комнат, кухонь и лестничных клеток.
8 мм 0,51 – – Исходные и полученные в ходе расчета потерь теплоты данные
12 мм 0,54 0,58 0,68 заносятся в табл. 12, при заполнении которой следует руководствовать-
Стекло и однокамерный стеклопакет в ся следующими указаниями.
0,56 0,65 0,72
раздельных переплетах
Стекло и двухкамерный стеклопакет20в 21Графа 1 – «Номер помещения, его назначение». Все помещения зда- Линейные размеры ограждающих конструкций принимаются
ния, имеющие наружные стены, на планах следует пронумеровать трех- с точностью до 0, 1 м.
значными числами, начиная с 101 – на первом этаже, с 201 – Графа 6 – «Наружная ограждающая конструкция. Площадь A, м2».
на втором и т. д. Помещения нумеруются слева направо, лестничные Подсчитывается с точностью до 0,1 м2.
клетки обозначают отдельно заглавными буквами и независимо от этаж- Графа 7 – «Разность температур (tint – text), °С». Разность температур
ности здания рассматривают как одно помещение. Номера проставля- (tint – text), где tint – то же, что и в графе 2, text – то же, что и в формуле (6).
ют на чертежах в центре помещения в одинарном кружке. Графа 8 – «Поправочный коэффициент n». Поправочный коэффи-
Графа 2 – «Температура внутреннего воздуха tint, °С». Принимает- циент к разности температур (tint – text) принимается по табл. 6.
ся по табл. 13. В угловых помещениях температура внутреннего возду- Графа 9 – «Коэффициент теплопередачи ограждающих конструк-
ха принимается на 2 °С выше, чем в неугловых. öèé k, Вт/(м2 ⋅ °С)». Коэффициент теплопередачи ограждающих конст-
Графа 3 – «Наружная ограждающая конструкция. Обозначение». рукций k принимается по результатам теплотехнического расчета
Приняты следующие обозначения наружных ограждающих конструк- (см. табл. 11). Определение площади наружной стены с окном может
ций: НС – наружная стена; Пл – перекрытие над неотапливаемым под- быть произведено по габаритным размерам стены без вычета площади
валом; Пт – чердачное перекрытие; ОК – окно; БД, НД – балконные окон. В качестве расчетного коэффициента теплопередачи окна следу-
и наружные входные двери. ет принимать: kок – kн.с.
Графа 4 – «Наружная ограждающая конструкция. Ориентация по Графа 10 – «Добавочные потери теплоты β на ориентацию ограж-
сторонам света». Заполняется для вертикальных конструкций в соот- дения». Следует принимать в долях от основных потерь теплоты в по-
ветствии с заданием (см. табл. 2). мещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклон-
Графа 5 – «Наружная ограждающая конструкция. Размеры а×b, м». ные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные
Принимаются по заданию и планам здания с учетом следующих требо- на Север, Восток, Северо-Восток и Северо-Запад – в размере 0,1;
ваний: на Юго-Восток и Запад – в размере 0,05.
• высота наружных стен первого этажа при неотапливаемом под- Графа 11 – «Добавочные потери теплоты β на поступление холод-
вале – от уровня нижней поверхности перекрытия над подвалом до уров- ного воздуха через наружные двери». Добавка к потерям теплоты в ле-
ня чистого пола второго этажа; стничной клетке на поступление холодного воздуха при открывании
• высота наружных стен промежуточного этажа – между уров- наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-теп-
нями чистых полов данного и вышележащего этажей, а верхнего этажа – ловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной
от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного пере- отметки земли до верха карниза, в размере:
крытия или бесчердачного покрытия; 0,2 Н – для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
• длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки на- 0,27 Н – для двойных дверей с тамбурами между ними;
ружного угла до геометрических осей внутренних стен, а в неугловых – 0,34 Н – для двойных дверей без тамбура;
между осями внутренних стен; 0,22 Н – для одинарных дверей.
• габаритные размеры окон и дверей – по наименьшим размерам Графа 12 – «Множитель для учета дополнительных потерь тепло-
строительных проемов в свету; ты (1 + ∑β)».
• габаритные размеры полов над подвалами и потолков (чердач- Графа 13 – «Потери теплоты через ограждающие конструкции
ное перекрытие) в угловых помещениях – по размерам от внутренней Qогр, Вт». Определяются по формуле
поверхности наружных стен до осей противоположных стен, а в неуг-
ловых – между осями внутренних стен и от внутренней поверхности
наружной стены до оси противоположной стены. Qогр = A(tint − t ext ) ⋅ (1 + ∑ β )nk . (12)
22 23Графа 14 – «Потери теплоты помещением через ограждающие кон-
струкции ΣQогр, Вт». Определяются как сумма потерь теплоты через
Таблица 12
отдельные ограждающие конструкции данного помещения.
Графа 15 – «Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося
через ограждающие конструкции наружного воздуха Qинф, Вт». В ре-
зультате действия теплового и ветрового давления через поры и неплот-
ности в наружных ограждениях происходит просачивание холодного
наружного воздуха внутрь помещения (инфильтрация). Для упроще-
ния расчетов в курсовой работе принимается Qинф = 0,3ΣQогр.
Графа 16 – «Бытовые теплопоступления Qбыт, Вт». Количество теп-
лоты, которое выделяется в процессе жизнедеятельности в комнатах
и кухнях жилых домов, следует принимать не менее чем 10 Вт на 1 м2
площади пола помещения.
Графа 17 – «Полные потери теплоты помещения Qпом, Вт». Опре-
Результаты расчета тепловых потерь
деляются по формуле
Qпом = ∑ Qогр + Qинф − Qбыт . (13)
Результат должен быть округлен до 10 Вт.
Потери теплоты помещениями всего здания Qзд, Вт, равны
Qзд = ∑ Qпом . (14)
После определения Qзд следует найти удельный (на 1 м2 отаплива-
емой площади пола квартир или полезной площади помещений) рас-
ход тепловой энергии на отопление здания qhdes , кДж/(м · °С · сут):
103 Qhy
qhdes = , (15)
( Ah Dd )
где Qhy – расход тепловой энергии на отопление здания в течение ото-
пительного периода, МДж, который вычисляется по формуле (16); Ah –
сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений зда-
ния, за исключением технических этажей и гаражей, м2; Dd – то же, что
и в формуле (1).
Полученная величина должна быть меньше или равна нормируе-
мому значению qhdes , кДж/(м 2 · °С · сут), принимаемому по табл. 14.
24 253,6β потQзд Dd ⋅ 24 Классификация систем водяного отопления проводится по следую-
Qhy = , (16) щим основным признакам.
(tint − text )103 По схеме подключения отопительных приборов к стояку системы
где βпот – коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теп- отопления подразделяют на двухтрубные (рис. 8), в которых горячая вода
лоты системой отопления, принимаемый равным 1,1. поступает в отопительный прибор по одним подающим стоякам,
а охлажденная отводится по другим, и однотрубные (рис. 9), в которых
Таблица 13 горячая вода подводится к приборам и охлажденная вода отводится
Расчетная температура внутреннего воздуха tint, °C [6]
от них по одному стояку. В реальных условиях в одной системе, как
Температура воздуха, правило, применяется одна из указанных схем.
Наименование помещения
tint, °C
Жилая неугловая комната с text > –31°C 20
Жилая неугловая комната с text ≤ –31°C 21
а б
Кухня 19 Т1
Туалет 19 3 4 7
Ванная, совмещенный санузел 24 2
Лестничная клетка 16
5
1 5
Таблица 14
Нормируемый удельный расход тепловой энергии 6
на отопление qhreq жилых зданий, кДж/(м · °С · сут)
2 4
6
3 Т1
Отапливаемая qhreq , кДж/(м2 · °С · сут) Т2 Т2
площадь зданий, Число этажей здания
м2 3 4 5 Рис. 8. Двухтрубная система водяного отопления:
150 130 – – а – с верхней разводкой; б – с нижней разводкой; Т1 – подающая магис-
250 110 115 – траль; Т2 – обратная магистраль; 1 – отопительный прибор; 2 – кран
400 95 100 85 двойной регулировки; 3 – краны для впуска воздуха (верхние) и для спус-
600 85 90 85 ка воды (нижние); 4 – проходные краны или вентили; 5 – подающий
1000 и более 75 80 85 стояк; 6 – обратный стояк; 7 – воздушный кран
4. ХАРАКТЕРИСТИКА И КОНСТРУИРОВАНИЕ По месту расположения магистральных трубопроводов горячей
СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ и охлажденной воды системы отопления называют с верхней развод-
кой, при прокладке подающей магистрали выше отопительных прибо-
Конструирование системы отопления производится в соответствии ров (см. рис. 8, а и 9, а) и с нижней разводкой, при расположении обеих
с требованиями СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондици- магистралей ниже приборов (см. рис. 8, б и 9, б).
онирование». По направлению движения воды в подающей и обратной магист-
В здании необходимо запроектировать централизованную систе- ралях системы отопления бывают с тупиковым (в противоположных
му водяного отопления по заданному варианту (см. табл. 2) с расчетными направлениях) и попутным (в одном направлении) движением воды
температурами теплоносителя tг = 105 °С и tо = 70 °С. в магистралях (рис. 10).
26 27Конструирование системы отопления начинается с расстановки на
а б
поэтажных планах отопительных приборов. Отопительные приборы сле-
дует размещать под световыми проемами в местах, доступных для ос-
мотра, ремонта и очистки. Желательно, чтобы длина прибора составляла Стояки Стояки
не менее 50 % длины оконного проема.
а
3 Т1
4 Тепловой Тепловой
5 пункт пункт
2
Рис. 10. Системы отопления:
а – с тупиковым и б – с попутным движением воды в магистралях
1 6 В лестничных клетках многоэтажных зданий (до 12 этажей) ото-
пительные приборы располагают внизу за пределами входного тамбу-
7
ра, применяя высокие конвекторы. В малоэтажных зданиях использу-
Т2
ют отопительные приборы того же типа, который принят для отопле-
8 ния основных помещений. Располагают их так, чтобы не сокращать
б
ширину маршей, не образовывать выступы плоскости стен на уровне
движения людей.
Присоединение отопительных приборов к теплопроводам может
6
осуществляться по трем схемам (рис. 11). Наиболее эффективна схема
сверху–вниз, при которой плотность теплового потока отопительного
7 7 4 прибора всегда выше за счет более равномерной и высокой температуры
3
Т2
Т1 поверхности прибора, чем при схеме снизу–вниз и особенно
снизу–вверх.
Рис. 9. Однотрубная система водяного отопления: а б в
а – с верхней разводкой; б – с нижней разводкой;
Т1 – подающая магистраль; Т2 – обратная магистраль;
1 – отопительный прибор; 2 – кран трехходовой; 3 – кра-
ны для выпуска воздуха (верхние) и для спуска воды (ниж-
ние); 4 – проходные краны или вентили; 5 – кран проход- Рис. 11. Схемы подачи и отвода воды из отопительных приборов:
ной; 6 – осевой замыкающий участок; 7 – смещенный а – сверху–вниз; б – снизу–вниз; в – снизу–вверх
замыкающий участок; 8 – воздушный кран
В двух- и однотрубных системах с верхней разводкой наиболее
целесообразно размещать приборы по отношению к стоякам таким об-
разом, чтобы каждый стояк имел двустороннюю нагрузку (см. рис. 8, а
28 29и 9, а, левые части систем). На практике чаще используется односторон- a б г
нее присоединение, позволяющее унифицировать узел «обвязки» прибо- Т1 Т1 Т1
ра, что важно для зданий массового строительства. Присоединение при-
боров по схеме снизу–вниз чаще всего осуществляется на верхнем этаже
при вертикальных системах с нижней разводкой (см. рис. 8, б и 9, б). При-
соединение приборов по схеме снизу–вверх применяется в системах ото-
пления с нижней разводкой (см. рис. 9, б). Т2
К стоякам, питающим приборы лестничных клеток, нельзя присо-
в Т2
единять приборы других помещений. Питание приборов лестничных
клеток осуществляется по однотрубной проточной схеме.
В жилых и гражданских зданиях отопительные приборы оборуду-
ются запорно-регулирующей арматурой, позволяющей осуществлять Т1 Т2
Т2
монтажную и эксплуатационную регулировку. У приборов лестничных
клеток запорно-регулирующая арматура не ставится.
Рис. 12. Схемы присоединения стояков к магистралям систем
На подводках к отопительным приборам устанавливают следую- отопления двух-, трехэтажных зданий (а), четырех-, семиэтажных
щую запорно-регулирующую арматуру: в однотрубной системе – ре- при верхней разводке (б) и при нижней разводке (в), восьмиэтаж-
гулирующие краны (только для эксплуатационного регулирования), име- ных и более высоких зданий (г)
ющие пониженный (до 5) коэффициент местного сопротивления (руч-
ные краны – проходные и трехходовые, автоматические краны); На стояках в лестничных клетках запорные краны устанавливают
в двухтрубной системе – регулирующие краны (для пуско-наладочного независимо от числа этажей.
и эксплуатационного регулирования), имеющие повышенный коэффи- Компенсация теплового удлинения стояков в малоэтажных здани-
циент местного сопротивления (ручные краны двойного регулирова- ях обеспечивается естественными их изгибами в местах присоедине-
ния, краны ручные проходные с дросселирующим устройством, авто- ния к подающим магистралям (см. рис. 12, а). В более высоких четы-
матические краны). Регулирующие краны у отопительных приборов рех-, семиэтажных зданиях стояки изгибают не только в местах присо-
не устанавливают в местах, где может замерзать циркулирующая вода. единения к подающей, но и к обратной магистрали (см. рис. 12, б, в).
Это относится к приборам, устанавливаемым при входе в лестничные В зданиях, имеющих более семи этажей, таких изгибов труб недо-
клетки, у ворот, у загрузочных наружных проемов и т. д. статочно, и для компенсации удлинения средней части стояков приме-
Арматуру на стояках в малоэтажных (от одного до трех этажей) няют дополнительные изгибы труб с относом отопительных приборов
зданиях не ставят (рис. 12, а). от оси стояка (см. рис. 12, г).
В четырех-, семиэтажных зданиях на стояках устанавливают про- Размещение магистральных трубопроводов зависит от назначения
ходные пробочные краны (рис. 12, б, в), вместо спускных кранов мож- и ширины здания, вида системы отопления.
но применять тройники или муфты с пробками для выпуска воздуха В гражданских зданиях шириной до 9 м магистрали можно про-
и воды. кладывать вдоль их продольной оси (рис. 13, а). В гражданских здани-
В зданиях, имеющих восемь и более этажей (рис. 12, г), обяза- ях шириной более 9 м предусматривают прокладку магистралей, обес-
тельна установка спускных кранов (вместо тройников с пробками); про- печивающую разделение системы отопления на две пофасадные части.
ходные краны заменяют вентилями также и при гидростатическом дав- При этом не только сокращается протяженность труб, но и становится
лении, превышающем 0,6 МПа. возможным эксплуатационное регулирование теплоотдачи отдельно для
каждой стороны здания – пофасадное регулирование.
30 31Магистрали систем отопления гражданских зданий размещают, как В насосной системе с верхней разводкой для перемещения пузырь-
правило, в чердачных и технических помещениях. В чердачных помеще- ков воздуха к воздухосборникам уклон магистралей рекомендуется де-
ниях магистрали располагают на расстоянии 1…1,5 м от наружных стен лать против направления движения воды (рис. 14).
(рис. 13, б, в) для удобства монтажа и ремонта, а также для обеспечения В стояках насосной однотрубной системы с нижней разводкой ре-
компенсации теплового удлинения стояков. В подвальных помещениях, комендуется скорость движения воды не менее 0,25…0,3 м/с для уноса
в технических этажах магистрали для экономии места укрепляют на сте- пузырьков воздуха. Воздушные краны, устанавливаемые на отопитель-
нах на высоте 0,3…0,5 м ниже потолка. Магистральные трубопроводы ных приборах (рис. 15), предназначены для использования при прове-
теплоизолируются. дении пуско-наладочных и ремонтных работ.
Арматуру на магистралях необходимо устанавливать для отключе-
ния отдельных частей системы отопления. В качестве такой арматуры 3
используют муфтовые проходные краны и вентили, а также фланцевые 2
Воздушный кран
задвижки на трубах крупного калибра (dу ≥ 42 мм). В пониженных местах
на магистралях устанавливают спускные краны, в повышенных местах во-
дяных магистралей – воздушные краны или воздухосборники.
1
Рис. 14. Способ удаления воз- Рис. 15. Способ удаления воздуш-
душных скоплений из систем ных скоплений из отопительного
а Т1 Т2
в≤9
в≤9
водяного отопления с верхней прибора верхнего этажа в системах
разводкой: водяного отопления с нижней
1 – горизонтальный проточ- разводкой
1…1,5
ный воздухосборник; 2 – спус-
кной кран; 3 – автоматический
м
воздухоотводчик
б
в>9
в>9
5. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
1…1,5
м
Т2 Расчет отопительных приборов производится в целях определе-
Т1
в ния площади их поверхности, обеспечивающей передачу в помещение
необходимого для компенсации тепловых потерь количества теплоты.
Тип отопительного прибора и его характеристика выбирается
по табл. 15, по последней цифре номера зачетной книжки.
Рис. 13. Размещение магистралей систем отопления в чердачных (слева),
подвальных (справа) помещениях зданий шириной 9 м (а), шириной более В курсовой работе требуется рассчитать и подобрать отопитель-
9 м при тупиковом (б) и попутном (в) движении теплоносителя в трубах ные приборы, присоединенные только к стояку основного циркуляци-
онного кольца. Основным циркуляционным кольцом считается наибо-
При размещении магистралей предусматривают свободный дос- лее протяженное и/или наиболее загруженное кольцо системы.
туп к ним для осмотра, ремонта и замены. Уклон магистралей следует Тепловая мощность каждого прибора Qпр, Вт, определяется путем
принимать не менее 0,002. деления тепловых потерь помещения на число установленных в нем
отопительных приборов.
32 33Таблица 15 Расчет отопительных приборов ведется в следующей последова-
Тип и характеристика отопительных приборов тельности:
Номинальный 1. Вычерчивается расчетная схема стояка с указанием тепловой
Длина
Номер
условный
одного
мощности Qпр, Вт, каждого прибора (см. рис. 8, 9).
Тип отопительного тепловой поток 2. Для однотрубных систем водяного отопления находится тепло-
вари- элемента
прибора одного вая нагрузка стояка Qст, Вт, как суммарная тепловая мощность подклю-
анта прибора l,
элемента прибора
мм ченных к нему приборов и определяется массовый расход воды в сто-
Qн.у, Вт
Радиаторы чугунные секционные яке Gст, кг/ч:
1 МС-140-108 185 108 3,6Qстβ1β 2
2 МС-140-98 174 98 Gст = . (17)
3 МС-90-108 150 108 cр (tг − t о )
4 МС-140-АО 178 96 3. Для двухтрубных систем водяного отопления определяется мас-
5 М-140-А 164 96 совый расход воды через каждый отопительный прибор, подключен-
6 М-90 140 96
Радиатор алюминиевый
ный к рассматриваемому стояку, Gст, кг/ч,
7 151 80
«Extra Therm» 3,6Qпрβ1β2
8 Радиатор биметаллический «RiFar» 204 80 Gпр = , (18)
Радиатор панельный стальной cр (tг − tо )
однорядные: где ср – удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг ⋅ °С); tг и tо –
РСВI-1 504 538
температуры воды на входе в стояк и на выходе из него, принимаемые
РСВI-2 676 724
РСВI-3 850 910 равными соответственно 105 и 70 °С; β1 – коэффициент учета увеличе-
9 РСВI-4 1025 1096 ния теплового потока устанавливаемых отопительных приборов в ре-
РСВI-5 1199 1282 зультате округления расчетной величины в большую сторону, опреде-
двухрядные: ляемый по табл. 16; β2 – коэффициент учета дополнительных потерь
2 РСВI-3 1475 910 теплоты отопительных приборов у наружных ограждений, определяе-
2 РСВI-4 1779 1096
2 РСВI-5 2083 1282 мый по табл. 17.
Конвектор настенный с кожухом 4. Вычисляется средняя температура воды в каждом приборе сто-
«Универсал» (концевой) яка tср, °С:
КН20-0,4к 400 500 • для однотрубных систем:
КН20-0,479к 479 600
КН20-0,655к 655 500
КН20-0,786к 786 600 0,5 ⋅ Qпр 3,6 ⋅ β1β 2
t ср = tг − ∑ Qпр + , (19)
КН20-0,918к 918 700 α cрGст
0 КН20-1,049к 1049 800
КН20-1,18к 1180 900 • для двухтрубных систем
КН20-1,311к 1311 1000
КН20-1,442к 1442 1100 t ср = 0,5( t г + t о ), (20)
КН20-1,573к 1573 1200 где ΣQпр – суммарная тепловая мощность приборов, подключенных
КН20-1,704к 1704 1300
КН20-1,835к 1835 1400
к стояку до рассматриваемого прибора, Вт; α – коэффициент затекания
КН20-1,966к 1966 1500 воды в отопительный прибор, принимаемый по табл. 18.
34 35Таблица 16 5. Находится разность средней температуры воды в приборе tср, °С,
Значения коэффициента β 1 и температуры воздуха в помещении tint, °С (см. табл. 14)
Шаг номенклатурного ряда β1 Δ t ср = t ср − tint , (21)
отопительных приборов, Вт
120 1,02 6. Вычисляется величина требуемого номинального теплового по-
150 1,03 тока выбранного прибора Qн.пр, Вт, исходя из того, что она не должна
180 1,04 сократиться более чем на 5 % по сравнению с Qпр:
210 1,06
240 1,08 0,95Qпр
300 1,13 Qн.пр = , (22)
Примечание. Для отопительных приборов помещения с номинальным те-
ϕк
пловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо β1 коэффициент где ϕк – комплексный коэффициент приведения Qн.пр к расчетным усло-
β1' = 0,5(1 + β1). виям, определяемый при теплоносителе воде по формуле
1+ n p
Таблица 17 Δt G
ϕ к = ср пр bc ψ , (23)
Значения коэффициента β2 70 360
Отопительный прибор Значения β2 при установке где n, p и с – величины, соответствующие определенному виду отопи-
прибора у наружной стены, тельных приборов, принимаются по табл. 19; b – коэффициент учета
в том числе под световым атмосферного давления в данной местности, при атмосферном давле-
проемом нии 105 Па – b = 1,0; ψ – коэффициент учета направления движения
1. Радиатор секционный чугунный, 1,02 теплоносителя в приборе.
алюминиевый и биметаллический
Таблица19
2. Радиатор стальной панельный 1,04
Значения величин n, p и c для разных типов
3. Конвектор с кожухом 1,02
отопительных приборов
Направление Расход
Таблица 18 Тип отопительного
движения теплоносителя n p c
прибора
теплоносителя Gпр, кг/ч
Значения коэффициента затекания воды α в приборных узлах
Радиаторы 18–50 0,02 1,039
с радиаторами секционными, панельными типа РСВI и конвекторами
чугунные Сверху–вниз 54–536 0,3 0 1,0
секционные, 536–900 0,01 0,996
Подводка стальные
Приборный Присоединение 18–115 0,08 1,092
с замыкающим α Снизу–вниз 0,15
узел приборов к стояку панельные, 119–900 0 1,0
участком
алюминиевые и 18–61 0,12 1,113
С трехходовым Одностороннее – 1,0 Снизу–вверх 0,25
биметаллические 65–900 0,04 0,97
краном КРТ Двустороннее – 0,50
Конвектор
Смещенным* 0,50
Одностороннее настенный с 36–86 0,18
С проходным Осевым 0,33 Любое 0,3 1
кожухом 90–900 0,07
краном КРП Смещенным 0,20
Двустороннее «Универсал»
Осевым 0,17
*При подводках с утками для этого узла α = 0,33; для остальных узлов Для отопительных приборов, подключенных по схеме сверху–вниз и
α не изменяется. снизу–вниз ψ = 1; по схеме – снизу–вверх ψ определяется по формуле
36 37ψ = 1 − a(tг − tо ), (24) 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
где а = 0,006 – для чугунных, биметаллических и алюминиевых секци-
онных и стальных панельных радиаторов типа РСВI; а = 0,002 – для В курсовой работе гидравлический расчет трубопроводов централь-
конвекторов настенных типа «Универсал». ной системы водяного отопления сводится к определению экономичных
Для однотрубной системы водяного отопления массовый расход сечений участков трубопроводов основного циркуляционного кольца,
воды, проходящей через рассчитываемый прибор Gпр, кг/ч, обеспечивающих при определенном перепаде давления подачу необхо-
димого количества теплоносителя ко всем отопительным приборам.
Gпр = α ⋅ Gст . (25) Гидравлический расчет выполняют по схеме системы отопления
7. Для стальных панельных радиаторов и конвекторов выбирается (фронтальная изометрическая проекция), вычерчиваемой в курсовой
типоразмер отопительного прибора по величине Qн.у ≥ Qн.пр, Вт, по табл. 15. работе в масштабе 1:100. Вариант системы водяного отопления и раз-
Для секционных радиаторов определяется минимально необходи- водки магистральных трубопроводов определяют по табл. 2.
мое число секций отопительного прибора nсек, шт.: На схеме системы отопления показывают основное циркуляцион-
Qн.пр ⋅ β 4 ное кольцо, на котором вычерчивают расчетный стояк вместе с отопи-
nсек ≥ , (26) тельными приборами. Показ остальных циркуляционных колец огра-
Qн.у ⋅ β 3
ничивают разводкой магистралей и ответвлений к стоякам. Кроме того,
где β4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки на схеме необходимо показать запорно-регулировочную арматуру (вен-
прибора, при открытой установке прибора β4 = 1; β3 – поправочный тили, задвижки, тройники с пробкой и т. п.), воздухосборники, уклоны
коэффициент, учитывающий число секций в приборе, принимаемый при трубопроводов, присоединение магистралей системы водяного отопле-
Qн.пр ⋅ β4 ния к тепловому центру, тепловой центр с подключением магистралей
ориентировочном значении nсек = : наружной тепловой сети.
Qн.у
Основное циркуляционное кольцо необходимо разделить на рас-
• для радиаторов типа МС-140 четные участки. Участок – это часть теплопровода с неизменным рас-
ходом теплоносителя, проходящего по нему. Расчетные участки нуме-
Число секций в приборе До 15 16…20 21…25 руются по направлению движения теплоносителя, начиная от элева-
β3 1,0 0,98 0,96 торного узла теплового центра. Рекомендуется нумерация участков одной
цифрой, например, 1, 2, 3 и т. д. Напротив участка указываются его тепло-
• для радиаторов остальных типов по формуле âàÿ í àãðóçêà Qуч, Вт, длина lуч, м, и диаметр dуч, мм (после расчета). При-
меры разбивки схем систем отопления на участки приведены на рис. 16 и
34 17.
β 3 = 0,97 + . (27)
nсекQн.у Гидравлический расчет рекомендуется вести методом удельных
Первоначально принимают β 3 = 1, а затем, после получения линейных потерь давления на трение по длине трубопроводов в ниже-
количества секций nсек > 15, уточняют. приведенной последовательности.
Если в результате вычислений по формуле (26) получилось дробное 1. Выявляется тепловая нагрузка на всех расчетных участках ос-
число, его необходимо округлить до целого в бóльшую сторону. новного циркуляционного кольца Qуч, Вт. Тепловая нагрузка магист-
ральных участков определяется как сумма тепловых нагрузок стояков,
к которым по этому участку подводится теплоноситель.
38 3940
Рис. 16. Схема однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой с тупиковым движением
теплоносителя
41
Рис. 17. Схема двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой с попутным движением
теплоносителя2. По чертежам (планам и схеме системы отопления) замеряются Таблица 20
длины расчетных участков lуч, м. Коэффициенты местных сопротивлений ζ [9]
3. Вычисляется массовый расход воды на участках, Gуч, кг/ч:
Значение ζ при условном проходе
Местное сопротивление труб, мм
3,6 ⋅ Q уч ⋅ β1 ⋅ β 2 10 15 20 25 32 40 50
G уч = , (28) Радиатор секционный 2 2 2 2 2 2 2
с р (t г − t о )
Радиатор стальной панельный 0,3 0,6 2 5,3 – – –
где β1, β2, ср, tг, tо – то же, что и в формуле (17). Конвектор «Универсал» 0,7 1,6 5,4 14,4 – – –
4. Вычисляется средняя величина удельной потери давления Тройники:
на трение (удельное сопротивление) Rср, Па/м: проходные 1 1 1 1 1 1 1
поворотные на ответвление 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
m ⋅ Δрр
Rср = , (29)
∑l на противотоке 3 3 3 3 3 3 3
где m – коэффициент, принимаемый для однотрубной системы отопления
0,65, для двухтрубной – 0,5; Σl – сумма длин участков циркуляционного Крестовины:
кольца, м; ∆рр – расчетное давление в системе отопления, Па, величина проходные 2 2 2 2 2 2 2
которого принимается по заданию (см. табл. 2). поворотные 3 3 3 3 3 3 3
5. С помощью номограммы на рис. 18 при известных значениях
Вентили обыкновенные 20 16 10 9 9 8 7
Rср и Gуч находятся ближайший по стандарту диаметр трубопровода dуч,
фактические значения удельного сопротивления Rуч, скорость движе- Краны пробковые
5 4 2 2 2 – –
проходные
ния воды wуч и динамическое давление воды рдин.уч.
Краны двойной регулировки
6. По схеме системы отопления находятся местные сопротивления с цилиндрической пробкой 5 4 2 2 2 – –
на каждом участке основного циркуляционного кольца. При этом местные
Задвижки параллельные – – – 0,5 0,5 0,5 0,5
сопротивления (крестовины и тройники), расположенные на границе двух
Отводы 90° и утка 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5
участков, следует отнести к участкам с меньшим массовым расходом 1 0,75 0,75 0,5 0,5 0,25 0,25
Отводы 135°
воды. По табл. 20 определяются величины коэффициентов местных Скобы 4 3 2 2 2 2 2
сопротивлений и их сумма Σζуч. Местные сопротивления этажеузлов Воздухосборник 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
однотрубных систем водяного отопления с верхней и нижней разводкой
приведены в табл. 21.
Вид местных сопротивлений и величины ζ по каждому участку
должны быть занесены в таблицу, форма которой и примеры заполне-
ния представлены в табл. 22.
7. Рассчитываются потери давления на трение по длине участка
(R ⋅ l)уч, Па, и в местных сопротивлениях Zуч = (pдин ⋅ Σζ)уч, Па, а затем
находятся полные потери давления на каждом участке (R ⋅ l + Z)уч
и суммарные потери по всей длине основного циркуляционного кольца
Σ(R ⋅ l + Z)уч.
42 43Вы также можете почитать
