Проектирование системы отопления и вентиляции жилого здания

 

Если это условие не выполняется – воздухообмен кухни  следует увеличить на необходимую  величину.

Lкух + Lванн + Lтуал ≥ Lжил.комн.    
90 + 25 + 25 ≥ 130 ;

140 ≥ 130 .

140  ≥ 133,44

1.9. аэродинамический  расчет системы вентиляции.

 

Расчетной схемой вентиляции является ее аксонометрическая схема. Система вентиляции представляет собой систему ветвей. Каждая ветвь начинается от жалюзийной решетки и заканчивается устьем шахты (выбросом в атмосферу). Таким образом, ветви имеют разную длину, наибольшую – ветви, начинающиеся на первом этаже, и наименьшую – на последнем. Воздух в системе перемещается под действием естественного давления, возникающего вследствие разности плотностей холодного наружного и теплого внутреннего воздуха.

Нормами для  жилых домов рекомендуется канальная  система вытяжной вентиляции с естественным побуждением. Вытяжные жалюзийные решетки  установлены в местах интенсивного загрязнения воздуха: в 2-х кухнях и 2-х санузлах на 0,2 м ниже потолка. Вертикальные каналы выполнены в кирпичных стенах. Из каждой квартиры воздух выводится по двум каналам – из кухни и из туалета, вентиляция ванной комнаты осуществляется через туалет, для чего в перегородке между этими помещениями предусматривается вентиляционное отверстие. На чердаке эти 4 вертикальных каналов объединяются горизонтальным шлакогипсовым каналом, в центре которого оборудуется металлическая шахта высотой 5 м. Каналы с верхних этажей как неблагоприятные располагаются ближе к вытяжной шахте.

Для чердачных зданий рассчитываются ветви  из кухонь первого и последнего этажей. Нормируемые расходы воздуха из кухни с электрической плитой – 90 м³/ч. Расчетная температура наружного воздуха для системы вентиляции t_н = 5 °С, этой температуре соответствует плотность воздуха ρ_н = 1,27 кг/м³. Для кухни при t_вн = 15 °С – ρ_вн = 1,22 кг/м³. Высота каналов определяется разницей отметок устья вентиляционной шахты и жалюзийных решёток: h₁ = 8,5 м и h₂ = 5,7 м.

 

Естественное располагаемое  давление для каждой расчетной ветви е , Па, определяется по формуле

∆p_е = h * g * (p_н – p_вн),                          (4.3)

 

 

где h – разница отметок устья шахты и жалюзийной решетки, м; p_н и p_вн – плотности соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.

Плотности p_н и p_вн принимаются по расчетным температурам наружного t_н и внутреннего воздуха t_вн и могут быть определены по справочным таблицам или формулам (1.5) и (1.6). Расчетная температура наружного воздуха tн в этом расчете принимается равной +5 °С независимо от района строительства.

 

∆p_е1 = h * g * (p_н – p_вн) = 8,5 * 9,81 * (1,27 – 1,22) = 4,71 (Па)                                                 

∆p_е2 = h * g * (p_н – p_вн) = 5,7 * 9,81 * (1,27 – 1,22 ) = 2,79 (Па)                      

 

 При более низкой температуре естественное располагаемое давление в вентиляции увеличивается, и система обеспечивает воздухообмен больше расчетного, а при более высокой температуре воздухообмен в помещениях можно усилить открытием форточек и окон. Из формулы (4.3) очевидно, что по обеспечению воздухообмена верхние этажи находятся в менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь меньше.

 

Задачей аэродинамического  расчета является подбор таких сечений  воздуховодов, при которых суммарные потери давления в расчетной ветви (Rl + Z) будут равны или меньше естественного располагаемого давления

∑(R * L* β + Z) ≤ ∆p_е,                                    (4.4)

 

где R – удельные потери давления на трение в металлических воздуховодах, Па/м; L – длина участка воздуховода, м; – коэффициент, учитывающий шероховатость стенок канала; Z – потери давления в местных со-противлениях.

Рекомендуется запас давления в размере 10–15 %.

Аэродинамический расчет выполняют по таблицам или номограммам, составленным для круглых стальных воздуховодов (прил. 12). В них взаимосвязаны все параметры аэродинамического расчета: расход воздуха L, м3/ч; диаметр воздуховода d, мм; скорость V, м/с; удельные потери давления на трение R, Па/м; динамическое давление P_v = р*V ²/2.

Все таблицы и номограммы для аэродинамических расчетов выполнены  для воздуховодов круглого сечения, поэтому при расчете прямоугольных  каналов их размеры необходимо привести к эквивалентному диаметру круглого канала

d_экв = 2 * а * в / (а + в),                                   (4.5)

 

где а и в – размеры сечения прямоугольного канала, мм.

 

Расчет участков схемы

 

1. Требуемая площадь канала Fтр определяется по формуле

F_тр= L/(3600 * V_рек),                          (4.6)

 

где L – расчетный расход воздуха, м3/ч; Vрек – рекомендуемая скорость, принимаемая равной 0,5–1,0 м/с для вертикальных и горизонтальных каналов и 1–1,5 м/с для шахты.

 

2. Стандартное сечение канала F подбирается с близким значением площади.
3. Эквивалентный диаметр dэкв воздуховода находится по формуле (4.5).

 

4. Удельные потери давления на трение R, скорость V и динамическое давление Pv определяются с помощью таблиц или номограммы по расходу воздуха L и эквивалентному диаметру dэкв.

 

5. Потери давления на трение Rlβ, и местные потери давления Z определяются

Z = Pv * ∑E ,                                        (4.7)

 

где – коэффициенты местных сопротивлений на участке; l – длины расчетных участков, м.

 

6. Потери давления на участках вычисляются как (Rlβ + Z)

 

7. Суммарные потери давления в ветви вычисляются как ∑(Rlβ + Z)

 

Если с  первой попытки неравенство не выполняется, следует изменить сечения воздуховодов. Аналогичные расчеты производятся и для других ветвей. Все расчеты сведены в таблицу 3.2. В курсовой работе рассчитаны ветви из кухонь первого и последнего этажа.

 

Таблица 3.2 - Таблица аэродинамического расчета воздуховодов системы естественной вытяжной вентиляции

 

№	Расход воздуха L, м3/ч	Длина участка l, м	Размер канала ax b, мм	Эквив. Диаметр dэкв, мм	Площадь F, м2	Скорость ν, м/с	R, Па/м	Rlβ, Па	Pν=pν2/2, Па	Σξ	Z, Па	(Rlβ+Z), Па
1-2	90	3,5	200х200	200		0,70	0,050	1,137	0,294	2,3	0,67	1,81
2-3	90	0,4	200х200	200		0,70	0,050	0,028	0,294	0,3	0,09	0,12
3-4	180	3,6	200х200	200		1,20	0,110	0,594	0,785	0,3	0,24	0,83
4-5	280	5,0	270х270	270		0,85	0,050	0,350	0,441	1,3	0,57	0,89
***1=4,17, запас давления 12,5%												3,65
1'-3	90	0,7	140х270	184		0,90	0,080	0,078	0,490	2,3	1,13	1,21
3-4	90	3,6	200х200	200		0,70	0,050	0,252	0,294	0,3	0,09	0,34
4-5	140	5,0	270х270	270		0,60	0,025	0,156	0,195	1,3	0,25	0,41
, запас давления 30%												1,96

 

Вывод:  
Расчёт показал, что потери давления в рассчитываемых ветвях составляют 3,65 Па и 1,93 ПА, что меньше естественного располагаемого давления 4,17 Па и 2, 79 Па соответственно, т.е. запроектированная система вентиляции работоспособна.

 

Рисунок 3.1 - Схема вентиляции

 

2. Чертежи. 

2.1. План подвала с системой  отопления. М 1:100.

2.2. План типового этажа  с системой отопления и вентиляции. М 1:100.

2.3. План чердака с системой  отопления и вентиляции. М 1:100.

2.4. Аксонометрическая схема  системы отопления. М 1:100.

2.5. Аксонометрическая схема  системы вентиляции. М 1:100

2.6. Схема теплового узла. Без масштаба. 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.08.01.–89. Жилые здания. – М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 16 с.

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление,  вентиляция и кондиционирование  / Госстрой России. – М. : ГУП ЦПП, 1998. – 72 с.

3. СниП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. – М. : ГУП ЦПП, 2004. – 54 с.

4. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. – М. : ФГУП ЦПП, 2004. – 70 с.

5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника / Госстрой СССР. – М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 32 с.

6. СП 60. 13330. 2012. Свод правил  «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» М. 2012.

7. Богословский, В.Н. Отопление  и вентиляция / В.Н. Богословский, В.Н. Щеглов, Н.Н. Разумов. – М. : Стройиздат, 1990. – 295 с.

8. Внутренние санитарно-технические  устройства. Ч. I. Отопление, во-допровод, канализация : справочник проектировщика / под ред. И.Г. Ста-роверова. – М. : Стройиздат, 1990. – 430 с.

9. Гусев, В.М. Теплоснабжение  и вентиляция : учеб. для вузов / В.М. Гусев. – Л. : Стройиздат, 1973. – 232 с.

10. Крупнов, Б.А. Отопительные  приборы, производимые в России  и в ближнем зарубежье : учеб. пособие / Б. А. Крупнов. – М. : ИАСВ, 2002. – 64 с.

11. Отопление : учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / В.И. Полушкин, С.М. Анисимов, В.Ф. Васильев, А.Ф. Смирнов, И.И.Су-ханова. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 256 с.

12. Теплогазоснабжение и  вентиляция : учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования / О.Н. Брюханов, Е.М. Авдолимов, В.А. Жила и др. ; под ред. О.Н.Брюханова. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 400 с.

13. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция : учеб. для вузов / К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко. – М. : Стройиздат, 1991. – 480 с. 

Тепловой  узел

При открытых схемах горячая  вода в зимнее время разбирается  из обратного трубопровода системы  отопления. В летнее время, а также  в начале и конце отопительного сезона, когда в систему отопления подается теплоноситель  с пониженной температурой (60–70^оС), вода в систему горячего водоснабжения поступает непосредственно из подающего трубопровода теплосети.

Присоединение системы горячего водоснабжения  к теплосети осуществляется в тепловом (элеваторном) узле каждого здания (рис. 2.1).

 

Рисунок 4.2 - Схема теплового узла открытой системы горячего водоснабжения 

 

 

1, 2 – подающий и обратный трубопроводы теплосети;  
3, 4 – подающий и обратный трубопроводы системы отопления;  
5 – гидроэлеватор;  
6, 7 – подающий и обратный трубопроводы системы горячего водоснабжения;  
8 – зимняя диафрагма;  
9 – летняя диафрагма;  
10 – грязевик;  
11 – манометр;  
12– термометр 

 

Тепловой  узел

При закрытой схеме горячего водоснабжения первичный теплоноситель (пар, вода) из тепловой сети используется для подогрева водопроводной воды в водонагревателях, устанавливаемых в центральных тепловых пунктах (ЦТП) и обслуживающих, как правило, группу зданий. В отдельных случаях водонагреватели могут размещаться в специальных помещениях непосредственно в подвалах жилых зданий. Схема горячего водоснабжения с ЦТП приведена на рис. 2.2.

 

Рисунок 4.2 - Схема ЦТП при закрытой схеме горячего водоснабжения 

 

 

1, 2 – подающий и обратный трубопроводы теплоносителя (пар или горячая вода не питьевого качества);  
3 – скоростной водонагреватель;  
4 – трубопровод подачи холодной воды из наружной водопроводной сети или от гидропневматического бака при наличии насосной станции подкачки; 
5, 6 – подающий и циркуляционные трубопроводы системы горячего водоснабжения