Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции. Отопление - файл Лекция ОВ 1.doc


Лекции. Отопление
скачать (115.7 kb.)

Доступные файлы (1):

Лекция ОВ 1.doc621kb.15.05.2003 18:03скачать

содержание

Лекция ОВ 1.doc

  1   2
Лекция 1. (2 часа)


I раздел. Отопление


Тема: Тепловой режим здания.


1. Микроклимат помещения.


Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимосвязи.

В соответствии с ГОСТом микроклимат помещения – это состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемые показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Основное требование к микроклимату – поддержание благоприятных условий для людей находящихся в помещении.

Основные микроклиматические параметры:

1. Температура внутреннего воздуха

2 . Влажность внутреннего воздуха %

3. Подвижность внутреннего воздуха

Основные нормативные требования к микроклимату помещений содержатся:

1. Для промышленных зданий параметры внутреннего воздуха нормируются:

а) Гостом 12.1. 005.88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»;

б) СаНПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;

в) СНиП 2.04.05.-91* «Отопление, вентиляция и кондиционеры»;

г) ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Различные сочетания микроклиматических параметров определяют два условия комфортности:

^ Оптимальные или комфортные – это такие сочетания , при которых человек не испытывает напряжения в системе терморегуляции.

Например:








Допустимые – это такие сочетания , при которых человек испытывает некоторый дискомфорт, который не наносит вреда система терморегуляции человека.







Требуемый микроклимат в помещении создается следующие системами инженерного оборудования зданий:

1. Отопления.

2. Вентиляции.

3. Кондиционирования.

Системы отопления служат для создания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха, соответствует нормативным.

То есть создают тепловой режим помещения.

Системы вентиляции – служат для удаления из помещений загрязненного и подачи в них чистого воздуха.

То есть создают воздушный режим помещения.

Системы кондиционирования – служат для обеспечения в помещениях заданной температуры, влажности и подвижности воздуха.


^ 2. Тепловой режим здания.


Тепловым режимом здания называется совокупность факторов и процессов, которые под влиянием внешних, внутренних воздействий и принятых инженерных устройств формируют тепловую обстановку в его помещениях.

Различают:

  1. Зимний воздушно-тепловой режим.

  2. Летний воздушно-тепловой режим.


^ 2.1. Зимний воздушно-тепловой режим.


На зимний воздушно-тепловой режим помещения оказывают влияния следующие факторы:

1. Расчетные зимние параметры наружного воздуха:

а) температура наружного воздуха ;

б) скорость ветра ;

в) продолжительность отопительного периода.

2. Теплозащитные свойства ограждений:

а) сопротивление теплопередаче ;

б) теплоустойчивость (тепловая инерция Д).

3. Воздухо и влагопроницаемость ограждений.


1 Расчетные параметры наружного воздуха.

Устанавливаются на основании данных метеорологических наблюдений в различных географических пунктах (приведены в СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

Согласно СНиП 2.04.05-91 климат холодного и теплого периодов года для различных географических пунктов характеризуется двумя расчетными параметрами: А и Б

1) А - принимаются для расчета системы вентиляции.

2) Б - принимаются для расчета системы отопления.

Расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года принимается по параметрам Б (СНиП 2.04.05-91) и равна температуре наиболее холодной пятидневки.



- (СНиП 2.04.05-91)

а) При выборе расчетных наружных характеристик для холодного периода года необходимо исходить из следующих предпосылок:

1) Расчетные параметры климата должны быть общими для расчета всех составляющих теплового режима (теплозащита ограждения, потери теплоты и т.д.), так как они отражают единый процесс теплообмена в помещении.

2) Они должны определяться с учетом коэффициента обеспеченности и быть достаточными для расчета нестационарной теплопередачи через ограждения, характерной для расчетных условий.

Обеспеченность устанавливает, как часто или насколько продолжительны могут быть отклонения внутренних условий от заданных расчетных. (например:)

Обеспеченность условий характеризуется коэффициентом обеспеченности. показывает в долях единицы или процентах число случае, когда недопустимо отклонение от расчетных условий. (Например: из 100 зим только в 8 в период наибольших зимних похолоданий могут быть отклонения условий в помещение от расчетных).

В СНиП приняты следующие значения расчетной наружной температуры для каждого географического пункта:

1) - средняя температура наиболее холодных суток при и ;

2) - средняя температура наиболее холодной пятидневки при

Эти температуры определены по 8 и соответственно 2 суровым зимам последних 50 лет.

Выбор расчетной температуры по нормам зависит от тепловой инерции ограждения по табл.


^ Расчетная зимняя температура наружного воздуха




до 1,5

1,5D4

4D7

D7












б) расчетная скорость ветра по СНиП принимается равной максимальной скорости из средних скоростей ветра по румбам за январь.

в) В нормах начало отопительного периода для всех зданий принято одинаково .

- продолжительность отопительного периода для различных географических пунктов приведена в СНиП.


2. Особенностью зимнего воздушно-теплового режима помещений является большой перепад температур внутреннего и наружного воздуха, т.е. .

Вследствие этого помещение теряет какое-то количество тепла через ограждение.

Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение.

Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение является сложным процессом теплопередачи.

Внутренняя поверхность наружного ограждения обменивается теплотой с помещением.

^ Термическое сопротивление на внутренней поверхности равно:




где, - коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности ограждения принимается по

СНиП строительная теплотехника.


Наружная поверхность отдает теплоту наружному воздуху, окружающим поверхностям, небосводу.

Термическое сопротивление на наружной поверхности ограждения:




В условиях установившегося теплового режима количество теплоты, прошедшее через внутреннюю поверхность ограждения, равно количеству теплоты, проходящему через толщу ограждения и количеству теплоты, отданному наружной поверхностью, т.е.




Тепловой поток последовательно преодолевает термические сопротивления на внутренней поверхности , толщи ограждения и наружной поверхности , поэтому сопротивление теплопередаче ограждения равно: сумме термических сопротивлений



где - термическое сопротивление первого слоя
ограждения, зависит от материала ограничения
и его толщины.



где - толщина слоя ограждения

- коэффициент теплопроводности материала
ограждения, Вт/м0С. СНиП II-3-79**

Материал ограждения характеризуется коэффициентом теплопроводности и коэффициентом .

Если ограждение многоступенчатое, и состоит из нескольких плоских слоев, расположенных направленного теплового потока, то термическое сопротивление ограждения равно сумме:

,

где = сумме термических сопротивлений отдельных слоев ограждения.

Если в ограждении присутствует плоская воздушная прослойка, то она должна быть также учтена в сумме со своим термическим сопротивлением (СНиП II-3-79**), тогда



Для неоднородной оградительной конструкции:



Коэффициент теплопередачи ограждения – величина обратная его сопротивлению теплопередаче, он равен




Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче

определяется с учетом санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к помещениям зданий, и д.б. оптимальным с технико-экономической точки зрения.

- является минимально-допустимым сопротивлением теплопередаче, удовлетворяющим в зимних условиях санитарно-гигиенических требованиям, и определяется по формуле для наружных ограждений, кроме заполнений проемов.



где - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху СНиП II-3-79**;

- расчетная температура внутреннего воздуха,

- расчетная зимняя температура наружного воздуха принимаем в соответствии со СНиП 2.01.01-82 «Климатология» с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций берется по СНиП II-3-79*.

- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждающей конструкции. СНиП II-3-79**.

Из условия энергосбережение определяется по таблице 1б [СНиП II-3-79**] в зависимости от ГСО.П.=

Для наружных дверей (кроме балконных), ворот




Для окон по СНиП II-3-79*.

Тепловая инерция «D» определяется по формуле:




где, - сопротивление теплопередаче отдельных
слоев ограждающей конструкции. .

- коэффициенты теплоусвоенности материала
слоев ограждений

- показывает способность поверхности стенки
площадью 1 м2 усваивать тепловой поток
мощностью 1 Вт при температурном перепаде
1оС.

- зависит от продолжительности отопления и физических свойств материала.


^ 3. Воздухопроницаемость ограничений


При разности давлений воздуха вследствие разности температуры с одной и с другой стороны ограждения через него может проникать воздух от большего давления к меньшему. Это явление называется фильтрацией.

Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией.

^ Свойство ограждения или материала пропускать воздух называется воздухопроницаемостью.

Воздухопроницаемость ограждения конструкции оценивается по величине сопротивления воздухопроницанию. .



где - толщина слоя ограждения, м

- коэффициент воздухопроницаемости материала
характеризует количество воздуха в
кг, который проходит через 1м2 ограждения за 1 час
при разности давлений 1 Па.

Воздухопроницаемость строительных материалов и конструкций существенно различна. Коэффициенты стекла, пластмасс, прослоек = 0.

Кирпичные стены со сплошной штукатуркой на наружной поверхности тоже достаточно воздухонепроницаемы.

При наличии мельчайших трещин в плотном материале возрастает во много раз, а стыков между отдельными элементами ограждающих конструкций во много раз больше материалов из которых выполнены эти элементы.

Сопротивление должно быть не менее требуемого по СНиП II-3-79** , .

Сопротивление воздухопроницаемости многослойной конструкции определяют по формуле:



где - сопротивление воздухопроницаемости
отдельных слоев ограждающих
конструкций.


^ Влагопроницаемость строительных конструкций (ограждений)


Влажность строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что существенно теплопроводность их теплозащитные качества ограждений.

Влажный строительный материал неприемлем с гигиенической точки зрения. Кроме того, влажностный режим ограждения оказывает существенное влияние на долговечность ограждения.

Влага бывает:

- строительная (технологическая);

- грунтовая (проникновенная вследствие каппилярного всасывания);

- атмосферная (дожди, осадки);

- эксплуатационная;

- гигроскопическая;

- конденсационная.

От всех видов влаги можно и должно избавиться кроме конденсационной.

На образование конденсационной влаги оказывает существенное влияние теплотехнический режим ограждения.


Лекция 2 (2 часа)


^ 2.2. Летний воздушно-тепловой режим помещения


Для летнего периода определяющими параметрами климата являются:

1) интенсивность солнечной радиации;

2) температура наружного воздуха.

За расчетную температуру наружного воздуха в летний период принимают температуру наиболее жарких летних суток.

Особенностью расчета летнего теплового режима зданий является - определение теплопоступлений от солнечной радиации.

Для поддержания в помещениях в летний период определенного микроклимата используют средства тепло и солнцезащиты (Это солнцезащитные стекла, вентилируемые ограждения, затеняющие приспособления)

Помещения охлаждают:

1. путем проветривания;

2. функционирования общеобменной система вентиляции;

3. с помощью система кондиционирования.

Для определения расчетной мощности система вентиляции и кондиционирования воздуха составляется тепловой баланс помещения.

Его можно представить следующим образом:



где - теплопоступления через наружное ограждение;

- теплопоступления с воздухом система
вентиляции и кондиционирования;

- теплопоступления с технологическими и
бытовыми тепловыделениями.


^ 3. Тепловой баланс помещения


Температурная обстановка в помещении зависит:

1) от тепловой мощности система отопления;

2) от расположения обогревающих устройств;

3) теплозащитных свойств наружных ограждений;

4) интенсивности других источников потерь и поступлений теплоты.

В холодное время года помещение теряет теплоту:

1) из наружных ограждений -

2) - расходуется (отдается) на нагрев наружного воздуха, который проникает через неплотность ограждений - ;

3) на нагрев материалов, транспортных средств, изделий, одежды, которые поступают холодными в помещения -

В то же время теплота поступает в помещение:

1) от технологического оборудования ;

2) от источников искусственного освещения ;

3) от нагретых материалов

4) через оконные проемы солнечной радиации ;

5) от людей ;

6) от технологических процессов, связанных с выделением

В установившемся режиме теплопотери равны теплопоступлениям.



Сведением всех составляющих поступлений и расхода теплоты в тепловом балансе помещения определяется дефицит или избыток теплоты.




^ Дефицит теплоты - указывает на необходимость устройства в помещении система отопления (т.е. ).

^ Избыток теплоты обычно ассимилируется система вентиляции. ().

^ Тепловая мощность системы отопления определяется разностью величин теплопотерь и теплопоступлений.



Стены и стеновые проемы

h4м



- температура верхней зоны



без значения теплоизоляции

со значением теплоизоляции


^ 4. Потери теплоты через ограждающие конструкции


Потери теплоты через ограждающие конструкции разделяются условно на:

1. основные

2. добавочные


1 Основные потери теплоты


Следует определять суммируя теплопотери отдельных ограждающих конструкций.

Определяется по формуле:

,

где - коэффициент теплопередачи ограждения
конструкции. , ;

- площадь ограждающих конструкций;

- температура внутреннего воздуха в помещении

- расчетная зимняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки.


^ 2 Добавочные потери теплоты


Потери теплоты могут значительно возрасти за счет изменения температуры по высоте, врывания холодного воздуха через открываемые проемы и т.д.

Эти дополнительные потери обычно учитывают добавками к основным теплопотерям.



где - коэффициент добавок

Величина добавок:


1) Добавка на ориентацию по сторонам горизонта (0,08 – для тепловых проектов (СНиП 2.04.05-91)

,

2) Для угловых помещений дополнительно
а) , если одно из ограждений обращено на с, в,
с-в
, и с-з б) - в остальных случаях.


^ Потери теплоты на нагрев наружного воздуха

при инфильтрации через наружные ограждения


Потери тепла на подогрев воздуха, проникающего в помещение путем инфильтрации через окна в балконные двери рассчитывается:



где - коэффициент, учитывающий влияние встречного
теплового потока. Для окон и балконных дверей с
раздельными переплетами 0,8. Со спаренными
переплетами 1.

- расчетная площадь окон и балконных дверей, м2

- удельная масса воздуха, поступающего в
помещения путем инфильтрации через 1 м2 окон
и балконных дверей, кг/м2ч

- теплоемкость воздуха С=1 кДж/кг0К

Удельная масса воздуха:

где - сопротивление воздухопроницанию окон Па
м2ч/кг, СНиП П-3-79**, ,


- разность давлений воздуха на наружной и
внутренней поверхностях ограждающих
конструкций, Па



где - высота здания от поверхности земли до верха
карниза вытяжной шахты, м (должна быть выше
0,5 м конька крыши)

- расстояние от поверхности земли до центра окон и
балконных дверей рассматриваемого этажа, м

- плотность наружного воздуха при температуре ,

кг/м3

- плотность воздуха при , кг/м3

- расчетная скорость ветра, м/с по параметрам Б
(СНиП 2.04.05-91, приложение 8)

- аэродинамические коэффициенты
наветренной и заветренной поверхностей
,

- коэффициент, учитывающий изменения скоростного
напора в зависимости от высоты здания и типа
местности. Для городских территорий с
препятствиями более 10м при высоте здания над
поверхностью земли до 10м (СНиП 2.01.07-
- 85, приложение 4)


используют уравнение

где - определяемая плотность наружного воздуха
и соответствующая ей температура в
оК

кг/м3 – плотность воздуха при


Для типовых проектов:

0,08 – при первой наружной стене

кроме жилых

0,13 – для угловых помещений

для всех жилых 0,13


Через наружные двери необорудованные тепловыми завесами , - высота от поверхности земли до верха вытяжной шахты.


^ 5 Удельная тепловая характеристика здания


Для оценки технических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет теплопотерь ограждениями здание заканчивают определением


^ Удельной тепловой характеристики здания



где - максимальный тепловой поток на отопления
здания,

- строительный объем здания по наружному
обмеру,

- средняя температура в отапливаемых
помещениях

- средняя температура в отапливаемых
помещениях

Величина численно равна теплопотерям 1м3 здания в при разности внутреннего и наружного воздуха в 10С.

Удельная тепловая характеристика здания зависит:

  • от объема здания;

  • конструктивно-планировочного решения (этажность, степень остекления, назначение помещений, климатические условия).

Рассчитанную по формуле сравнивают со средними показателями для аналогичных зданий. Она не должна быть выше справочных величин. Иначе возрастают первоначальные затраты и эксплуатационные расходы на отопление.

По можно ориентировочно определить теплопотери для предлагаемого к строительству здания.


Теплозатраты на отопление здания при отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме здания рекомендуется СНиП 2.04.05-91 определять по формуле:

,


где - укрупненный показатель максимального
теплового потока

- площадь здания

- коэффициент, учитывающий максимальный
тепловой поток

При расчете мощности отопительной установки в тепловой баланс помещения вводят явные (излучением и конвекцией) тепловыделения людей , учитывая интенсивность выполненной работы и теплозащитные свойства одежды. Явную теплоотдачу взрослым человеком (мужчиной) , Вт (ккал/ч), определяют по формуле:



где - коэффициент учета интенсивности работы, равный
1,0 для легкой работы, 1,07 для работы средней
тяжести и 1,15 для тяжелой работы;

- коэффициент учета теплозащитных свойств
одежды, равный 1,0 для легкой одежды, 0,65
для обычной одежды и 0,40 для утепленной
одежды;

и - температура, 0С, и скорость движения
воздуха в помещении, м/с

Теплопоступления в помещение от нагретого оборудования определяют по данным технологического проекта и вычисляют теплоотдачу от нагретой поверхности , если заданы площадь , м2, и температура поверхности , 0С, оборудования и коммуникаций:



где - общий (полный) коэффициент лучисто-конвективного теплообмена на нагретой поверхности, Вт/(м2К).

При искусственном освещении и работающем электрическом производственном оборудовании тепловыделения , Вт (ккал/ч), составляют:



где - общий коэффициент, учитывающий фактическое
использование мощности (), загрузку
и одновременность работы
нескольких приборов или
оборудования и долю перехода электрической
энергии в тепловую, которая поступает в
помещение (принимают от 0,15 до 0,95 по проекту
технологии); при светильниках в помещении
, светильниках, встроенных в перекрытие
помещения, ;

- мощность осветительных приборов или силового
оборудования, Вт.


Бытовые тепловыделения , Вт (ккал/ч), в жилых квартирах вычисляют по формуле:



где - теплопоступления на 1 м2 площади пола, Вт/м2
[ккал/(чм2)]; принимают по данным главы СНиП
2.04.05-86;

- площадь пола жилой комнаты или кухни, м2.

Теплопоступления от нагретых материалов и изделий, а также от горячих газов, выпускаемых в помещений, определяют по формуле:



Теплопоступления от солнечной радиации при расчете мощности отопительных установок включают в тепловой баланс в исключительных случаях.

Лекция 3


Раздел 2. Системы отопления зданий


1. Общие сведения о системе отопления. Требования, предъявляемые к системе отопления. Теплоносители система отопления.


Система отопления это:

комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:

1. Генератора тепла (1).

2. Теплопроводов (2).

3. Отопительных (3).


Генератор тепла служит для получения теплоты и передачи ее теплоносителю.

Генераторами тепла могут служить:

1. Котельные установки на ТЭС, КЭС.

2. Печи.

Теплопроводы – для транспортировки теплоносителя от генератора тепла к отопительным приборам. Теплопроводы системы отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки (лежаки) к приборам.

^ Отопительные приборы – служат для передачи тепла от теплоносителя воздуху отапливаемых помещений.


Основные требования, предъявляемые к системе отопления:


1. Санитарно-гигиенические – обеспечение СНиПами температур во всех точках помещения и поддержание температур внутренних поверхностей наружных ограждений и отопительных приборов на определенном уровне.

2. Экономические – обеспечение минимальных затрат на изготовление и эксплуатацию системы (возможность унифицирования узлов, деталей).

3. Строительные – обеспечение соответствия архитектурно-планировочным и конструктивным решениям. Увязка размещения отопительных приборов со строительными конструкциями.

4. Монтажные – обеспечение монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов, при минимальном количестве типоразмеров.

5. Эксплуатационные – простота и удобство обслуживания, управления, ремонта, надежность, безопасность, бесшумность действия.

6. Эстетические – минимальная площадь, сочетаемость с архитектурными решениями.

Все перечисленные требования важны, и их необходимо учитывать при выборе и проектировании системы отопления.

Но наиболее важными требованиями все же остаются санитарно-гигиенические требования.


^ Теплоносители системы отопления.


Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещениях, позволяющая регулировать отпуск теплоты.

Наиболее широко в системе отопления используют: воду, водяной пар, воздух, отвечающие всем перечисленным требованиям.


Свойства теплоносителей (4,187 кДж/кг)


^ Вода – обладает высокой теплоемкостью, большой плотностью (950 кг/м3), несжимаема, при нагревании расширяется с  Р  t.

Пар – малая плотность, высокая подвижность, с  Р  t.

Воздух -  плотность и теплоемкость,  подвижность.

Лекция 4


  1   2



Скачать файл (115.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации