Расчетные параметры наружного воздуха

1 Основная часть
1.1 Технические условия проекта
Проект разработан на основании технического задания на
проектирование, архитектурно-строительных чертежей и действующих
нормативных документов.
Расчетные параметры отопления и теплоснабжения
1) Источник теплоснабжения мечети - ТЭЦ г. Кустанай. Подключение
системы отопления к тепловой сети предусмотрено через индивидуальный
тепловой пункт по зависимой схеме без элеватора. Теплоноситель – горячая
вода с параметрами τ = 90-70°С.
2) Расчетные тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования
определены суммой максимально-часовых расходов теплоты на отопление,
вентиляцию при параметрах наружного воздуха Б и максимального часового
расхода на горячее водоснабжение.
3) Помещения и проемы в помещениях, а также размещение
оборудования, арматуры и трубопроводов, обеспечивают возможность
ведения работ по монтажу и демонтажу оборудования при эксплуатации.
4) Оборудование, трубопроводная арматура и трубы выбраны с учетом
гидростатического и рабочего давления в системе отопления.
1.2 Основные заложенные решения в проекте
В данном дипломном проекте разрабатываются системы отопления и
вентиляции здания мечети в городе Кустанай.
Отопление
Система отопления мечети выполнена от индивидуального теплового
пункта. Система водяного отопления – однотрубная горизонтальная, с
горизонтальными ветвями проложенными в конструкции пола. Подающая и
обратная магистрали проложены под потолком цокольного этажа.
Разводящие трубопроводы и стояки приняты из металлополимерных
материалов. Магистральные трубопроводы приняты из водогазопроводных
труб по ГОСТ 3262-75.
При проходе трубопровода через стены, перекрытия и перегородки
для свободного перемещения труб предусматривается прокладка
трубопроводов в гильзах. Для открыто проложенных труб предусматривается
крепление к строительным конструкциям через 0,5м. Для опорожнения
системы отопления на каждом этаже предусматривается установка сливных
вентилей со штуцером для присоединения шланга. Для монтажа
трубопроводов из металлополимерных труб применяются пресс- фитинги,
которые поставляются в комплекте с трубами. Все стальные трубопроводы
теплоснабжения, узла управления, трубопроводы системы отопления ниже
отм. 0,000 окрасить краской БТ-177 по грунту ГФ-021 и покрыть тепловой
изоляцией типа «Isover Isotec» KK ALK б=20мм. Трубопроводы из
металлополимерных труб расположенные в конструкции пола проложить в
гибкой трубчатой изоляции «Armaflex» SN б=10мм.
В качестве нагревательных приборов запроектированы аллюминевые
радиаторы «Superjet» высотой 500мм. Регулирование теплоотдачи
нагревательных
приборов
осуществляется
автоматическими
терморегуляторами. Воздух из системы удаляется воздушными кранами
конструкции "Маевского".
Наружный осмотр и испытание изолированных трубопроводов
осуществляется до нанесения антикоррозийного покрытия и тепловой
изоляции.
Трубопроводы прокладывать с уклоном не менее 0,003.
Отопление «Теплый пол»
В молильном зале первого этажа запроектирована водяная система
«теплый пол», обеспечивающая температуру поверхности пола в
отопительный период 23°С. Обогрев осуществляется металлополимерными
трубами, расположенными в слое тяжелого бетона. Отопление системой
«водяной пол» осуществляется по независимой схеме с помощью, насосносмесительного узла «Tmix- XL» фирмы Thermotech.
Вентиляция.
Источник теплоснабжения приточных установок венсистемэлектрическая энергия.
Современные мечети должны соответствовать новым запросам,
обеспечивающим необходимые комфортные условия для мусульман, а
также благоприятные условия для сохранности настенной живописи и других
элементов убранства мечети.
Ключевым фактором комфорта внутри любого помещения и в первую
очередь мечети, как места массового пребывания людей, является качество
воздуха. Как бы кощунственно это не звучало, но основное загрязнение
воздуха в помещении связано с человеческой жизнедеятельностью. Дыхание
одного взрослого сопровождается выделением 50 г/ч паров воды и 19 л/ч
СО2. С увеличением количества прихожан, неминуемо растет уровень
относительный влажности внутри мечети. И если для человека это
оборачивается духотой и общим снижением уровня комфорта, то для самого
строения рост уровня влажности сопровождается выпадением конденсата на
внутренних поверхностях стен и оконных стекол, что приводит к появлению
плесени.
Единственно верным решением в данной ситуации является
вентиляция. И одним из возможных эффективных вариантов, способных
обеспечить благоприятный микроклимат внутри мечети при любых внешних
климатических условиях, является гигрорегулируемая механическая система
вентиляции Аэрэко.
В основе оборудования, чувствительного к уровню влажности, лежит
известное физическое свойство: способность некоторых материалов
расширяться при повышении влажности и сжиматься при снижении. Таким
образом, при повышении влажности, т.е. с увеличением количества
присутствующих в помещении людей, створки приточных и вытяжных
устройств открываются шире, с тем, чтобы пропускать большее количество
свежего воздуха, и, соответственно, удалять тот же объем, но уже
загрязненного, насыщенного парами воды и CO2, воздуха. В случае же
снижения уровня относительной влажности, створки приточных и вытяжных
устройств прикрываются, предотвращая бесконтрольную утечку тепла,
экономя до 40% тепловой энергии.
Важной особенностью системы вентиляции Аэрэко является
организация воздухообмена без использования воздуховодов, способных
нарушить общий облик мечети, которая всегда фактически есть законченное
архитектурное произведение искусства.
Для притока воздуха в помещения мечети 1го и 2-го этажа
применяются оконные приточные устройства с автоматической адаптивной
регулировкой
по уровню относительной влажности (гигрорегулируемые) типа EMM 716.
В теплое время года, а также в периоды пиковых нагрузок (проведения
праздничных служб) рекомендовано открывать форточки или окна. Удаление
воздуха- естественное.
В зимний период удаление воздуха из помещений мечети 1и 2 этажа
осуществляется с помощью регулируемых аэрационных проемов, которые
оснащены электроприводами, в верхней части мечети . Удаление воздуха
предусмотрено из верхних зоны через купол мечети.
Такой вариант организации вентиляции обеспечивает эффективное
удаление влаги с поверхности купола и стен.
Система вентиляции помещений подвала (в котором расположены
гардеробные, санузлы, умывальные с гигиеническими душами для омовения,
молитвенный зал),
принята приточно-вытяжная с механическим
побуждением. Вытяжная вентиляция В1 и приточная вентиляция П1 для
молитвенного зала запроектирована канальными вентиляторами RК, фирмы
"Ostberg". Для тагаратханы предусмотрены самостоятельные приточновытяжные системы П2 и В2 канальными вентиляторами RК, фирмы
"Ostberg". В гардеробных запроектирована вытяжная вентиляция с
механическим побуждением системой В3. Для помещения мытья маита
запроектирована самостоятельная система приточно-вытяжной вентиляции
системами В4 и П3.
Во всех
помещениях воздуховоды приняты из тонколистовой
оцинкованной стали по ГОСТ 14918-80. Для транзитных участков
воздуховодов с нормируемым пределом огнестойкости приняты воздуховоды
класса П (плотные), в остальных случаях воздуховоды приняты класса
Н(нормальные).
Шаг крепления для воздуховодов Ø160 до Ø 355 и сечением от 150*150 до
сеч. 250*250 - 4 метра, для остальных воздуховодов 3 метра.
Воздуховоды приточных систем до калорифера
изолировать
стекловатными матами
URSA -M25Ф , толщиной 50мм, вытяжных
систем, проходящих выше кровли, изолировать стекловатными матами
URSA -М25 толщиной 50мм, покровный слой -сталь оцинкованная б=1,0мм
по ГОСТ 14918-80. Транзитные участки воздуховодов покрыть огнестойким
составом "Казантикор-У" толщиной слоя 0,8мм.
По окончании монтажных и наладочных работ заделку зазоров и
отверстий в местах прокладки воздуховодов следует предусматривать
негорючими материалами, обеспечивая нормируемый предел огнестойкости
ограждений.
Эксплуатация систем вентиляции и отопления обеспечивает:
 поддержание нормативных и санитарно-гигиенических условий в
обслуживаемой зоне помещения;
 эффективную эксплуатацию оборудования с нормативным
коэффициентом полезного действия.
1.3 Выбор расчетных параметров воздуха
В действующих нормах приняты расчетные наружные температуры
воздуха на три периода года: теплый период (ТПГ), холодный период (ХПГ)
и переходный период года (ППГ).
В соответствии с [1,2,3] расчетные параметры внутреннего воздуха в
холодный, теплый и переходный периоды года приведены в таблице 1.1.
Расчетные параметры внутреннего воздуха в холодный период года
для города Кустанай приняты - tint = плюс 18, tint=плюс 21˚C в зависимости
от назначения помещения.
Таблица 1.1 - Расчетные параметры внутреннего воздуха
Период года
Температура, ºС
Теплый
Холодный и переходный
21
18-25
Относительная
влажность, %
55
55
Скорость
воздуха, м/с
0,5
0,3
Расчетные параметры наружного воздуха в холодный период года
приняты:

расчетная температура наружного воздуха для проектирования
системы отопления и вентиляции (температура наиболее холодной
пятидневки с коэффициентом обеспеченности 0,92) – text = минус 35ºС;

удельная энтальпия – J= минус 35,2 кДж/кг;

максимальная средняя скорость ветра за январь υХП= 5,5м/с;

продолжительность отопительного периода zht = 214сут;

средняя температура воздуха отопительного периода t extav= минус
8,1ºС;

влажность наружного воздуха φ = 75%.
В теплый период года расчетная наружная температура воздуха
принимается для вентиляции по параметрам А.
В соответствии с [1,2,3] расчетные параметры наружного воздуха в
холодный, теплый и переходный периоды года приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Расчетные параметры наружного воздуха
Расчетные
периоды года
Теплый
Переходный
Холодный
Параметры воздуха А
относительная энтальтемперавлажпия,
тура, ºС
ность,
кДж/кг
%
25
45
50,2
-
Параметры воздуха Б
температура,
ºС
Баромеотно-сите- энталь- тричесдавлельная
пия,
ние,
влажность, кДж/гПа
%
кг
8
-35
45
75
22,5
-35,2
990
52с.ш.
1.4 Теплотехнический расчет наружных ограждений
Теплотехнический расчет проводится для
всех
наружных
ограждений для отопительного периода с учетом назначения здания, условий
эксплуатации и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к
ограждающим конструкциям и помещению.
Теплотехнический расчет наружных ограждений выполняется для
отопительного периода, конструктивные решения проектируемого здания
должны обеспечить необходимые санитарно-гигиенические и комфортные и
условия микроклимата. Для этого необходимо определить требуемое
сопротивление теплопередачи по формуле
RoТР 
tint  text  n
 int  t n
,
(1.1)
где tint - расчетная температура внутреннего воздуха помещений, °С,
принимается 21°С;
text - расчетная температура наружного воздуха, °С, для
проектирования системы отопления принимается минус 35°С;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения
наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к
наружному воздуху, принимается по [4]: для наружной стены и чердачного
перекрытия n=1,0;
tн - нормативный температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей
конструкции, °С, по [4]: для наружной стены Δtн=4,5°С, для покрытий
Δtн=4,0°С;
αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждений конструкций, Вт/(м2 °С), по [4] принимается равным
8,7Вт/м2·°С.
Для стен
Ror 
21   35 1,0
8,7  4,5
=1,43, м2∙°С/Вт,
Для покрытий
Ror 
21   351.0
8,7  4
=1,609, м2∙°С/Вт.
Приведенное
сопротивление
теплопередаче
ограждающих
r
конструкций, окон Ro , помещений следует принимать не менее нормативных
значений Roreq, определяемых по [4], в зависимости от градусо-суток
отопительного периода, района строительства Dd, по [4].
Градусо-сутки отопительного периода (Dd) определяется по формуле:
Dd = (tint – tht)· Zht ,
(1.2)
Dd = (21 + 8,1) ·214 = 6227 °С∙сут.
Приведенное
сопротивление
теплопередаче
2
конструкций, м ∙°С/Вт, определяется по формуле
Ro req= а·Dd + b ,
ограждающих
(1.3)
Для стен
req  0,0003  6227  1,2  3,07.
Ro
Для перекрытий
R oreq  0,0004  6227  1,6  4,09.
Для окна
R oreq  0,00005  6227  0,2  0,51.
Сопротивление теплопередаче
определяется по формуле
для
существующей
конструкции
Ro 
1
 int

i
1

,
i  etx
(1.4)
где αext - коэффициент теплоотдачи для зимних условий ограждающих
конструкций, Вт/(м2 °С), по [4] принимается равным 23,0 Вт/м2·°С;
δ – толщина слоя наружной конструкции ограждения, м;
λ – расчетный коэффициент теплопроводности (при условии
эксплуатации по параметрам А).
Расчет сопротивления теплопередаче и коэффициент теплопередачи
ограждающей конструкции приведен в таблице 1.3
Таблица 1.3- Расчет сопротивления теплопередачи ограждающих
конструкций
п/п
Виды слоев
В
1
2
3
Н
Наружная стена 1
Внут.поверхность
Бетон
ПЕНОПЛЭКС 35
Керамическая плитка
Наруж. поверхность
В
1
2
3
4
Н
В
Наружная стена 2
Внутр. поверхность
Кладка из обыкновенного кирпича
ПЕНОПЛЭКС 35
Воздушная
прослойка
Кладка из
силикатного кирпича
Наруж. поверхность
Наружная стена 3
Внутр. поверхность
Толщина
слоев,
б, м
0,6
0,08
0,012
Коэффи- Термичесциент
кое сопротеплопро- тивление
водности
слоя
λ,
R
о
2о
Вт/(м С) (м С)/Вт
8,7
1,74
0,031
1,05
23
0,115
0,35
2,58
0,011
0,043
Итого:
8,7
0,115
0,12
0,7
0,171
0,08
0,029
2,76
0,06
0,38
Термическое
Коэффи
сопроциент
тивление теплопе
конструкредачи
ции
k,
Rо
Вт/(м2оС)
(м2оС)/Вт
3,10
0,32
3,73
0,27
0,14
0,76
23
8,7
0,50
0,043
Итого:
0,115
Продолжение таблицы 1.3
п/п
1
2
Н
В
1
2
Н
В
1
2
Н
Виды слоев
Толщина
слоев,
б, м
Кладка из
силикатного кирпича
ПЕНОПЛЭКС 35
Наруж. поверхность
Покрытие 1
Внутр. поверхность
ISOVER OL P
Железобетон
Наруж. поверхность
Покрытие 2
Внутр. поверхность
Железобетон
ПЕНОПЛЭКС 35
Наруж. поверхность
Коэффи- Термичес- Термичес- Коэффи
циент
кое сопрокое
циент
теплопро- тивление
сопротеплопе
водности
слоя
тивление
редачи
λ,
R
конструкk,
о
2о
Вт/(м С) (м С)/Вт
ции
Вт/(м2оС)
Rо
2о
(м С)/Вт
0,12
0,76
0,16
0,10
0,029
23
3,45
0,043
Итого:
3,76
0,27
0,115
3,939
0,115
0,043
Итого:
4,21
0,24
0,115
0,063
4,138
0,043
Итого:
4,36
0,23
8,7
0,033
1,92
23
0,13
0,22
8,7
1,92
0,29
23
0,12
0,12
Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции Вт/м2 оС
определяется по формуле
k
1
.
R
(1.5)
Коэффициенты
теплопередачи
приняты
по
фактическому
сопротивлению теплопередаче наружных конструкций, таблица 1.4
Таблица 1.4 - Коэффициент теплопередачи
Виды наружных
конструкций
Наружная стена 1
Наружная стена 2
Требуемое
сопротивление
теплопередачи,
м2оС/Вт
Приведенное
сопротивление
теплопередаче,
м2оС/Вт
1,43
1,43
3,07
3,07
Сопротивление
теплопередачи,
м2оС/Вт
3,10
3,73
Коэффициент
теплопередачи,
Вт/(м2оС)
0,32
0,27
Продолжение таблицы 1.4
Виды наружных
конструкций
Наружная стена 3
Покрытие 1
Покрытие 2
Окно
Дверь
Требуемое
сопротивление
теплопередачи,
м2оС/Вт
Приведенное
сопротивление
теплопередаче,
м2оС/Вт
1,43
1,609
1,609
3,07
4,09
4,09
0,51
0,62
Сопротивление
теплопередачи,
м2оС/Вт
3,76
4,21
4,36
0,51
0,6
Коэффициент
теплопередачи,
Вт/(м2оС)
0,27
0,24
0,23
1,96
1,68
1.5 Расчет потерь тепла помещениями
Основные потери теплоты
Основные потери теплоты через рассматриваемые ограждающие
конструкции (наружные стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и
подпольями) зависят от разности температуры наружного и внутреннего
воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле
Q0  Ak (t int  t ext )n , Вт ,
(1.6)
где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2 оС) ;
А - расчетная площадь наружной ограждающей конструкции, м2,
вычисляется с точностью до 0,1 м2;
tint - расчетная температура воздуха помещения, °С;
text - расчетная температура наружного воздуха, °С, минус 35;
n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности
по отношению к наружному воздуху, n (НС)=1, n (ПТ)=1;
Расчетные площади ограждений определяют по строительным
чертежам в соответствии с правилами обмера.
При определении теплопотерь через наружную стену, имеющее окно,
площадь окна не вычитается из площади стены, а вычитается из
коэффициента теплопередачи окна коэффициент теплопередачи стены
разность «Ко - Кст».
При определении теплопотерь через наружную дверь ее площадь
вычитается из площади стены, так как добавки к основным теплопотерям для
стены и двери имеют различные значения.
Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения,
если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не
превышает 3 °С.
Наибольшие
теплопотери
через
ограждающие
конструкции
определяются с учетом добавок к основным теплопотерям по формуле
Qогр  Qо 1     , Вт,
(1.7)
где Σβ- сумма коэффициентов, учитывающие дополнительные
теплопотери через ограждения в долях.
Величины добавок к основным теплопотерям принимаются в долях:
- наружные стены, двери и окна, обращенные на север,восток, северозапад, северо-восток – 0,1, на запад и юго-восток - 0,05;
- в угловых помещениях дополнительно на каждую стену, дверь и окно
по 0,05 если одно из ограждений обращено на север, восток, северо- восток и
северо- запад и 0,1- в других случаях.
На наружные двери главных входов, не оборудованных воздушнотепловыми завесами, принимают в зависимости от высоты здания Н, м,
приняты - одинарные без тамбура между ними - 0,22 Н.
Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося
наружного воздуха.
В каждом помещении должны учитываться добавочные потери
теплоты на нагрев неорганизованно поступающего холодного воздуха через
проемы, инфильтрация воздуха через ограждения и действие солнечной
энергии.
Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха,
определяются по формуле
Qинф  0,28 Gi  ctint  text k , Вт,
(1.8)
где Gi – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие
конструкции помещения, определяется по формуле (1.9);
c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг°С);
tint ,text – расчетные температуры воздуха в помещении и наружного
воздуха;
k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в
конструкциях, равный 0,8 для окон и дверей с раздельными переплетами;
Расчет инфильтрирующего воздуха в помещении Gi , кг/ч, через
неплотности наружных ограждений определяется по формуле
Gi 
0,216 A1pi0,67
Ru
  A2 G H (
pi 0,67
p
)  3456 A3 pi0,5  0,5 l  i
p1
p1
,
(1.9)
где A1 ,A2 – площади наружных ограждающих конструкции, м2,
световых проемов;