Определение отопительной нагрузки помещения

Отопительная нагрузка помещений определяется исходя из теплового баланса, составленного отдельно для каждого помещения.

Отопительная система должна компенсировать потери теплоты ограждениями на нагревание инфильтрующегося воздуха.

1. До расчета потерь теплоты ограждениями необходимо пронумеровать помещения трехзначными цифрами. Помещения первого этажа нумеруются с 101 номера, второго – соответственно с 201 и т.д. Нумеруются только помещения, имеющие наружные стены.

Лестничные клетки обозначаются литерными буквами А, Б и т.д.

2. Потери тепловой энергии определяют через все ограждения, которые граничат с наружным воздухом (стены, окна, покрытия), с неотапливаемыми помещениями (чердачные перекрытия, перекрытия над неотапливаемыми подвалами, техподпольями), а также с помещениями, имеющими температуру на 3°С и более ниже, чем в рассчитываемом помещении. Через каждый вид ограждения теплопотери рассчитываются по формуле

, (3.1)

где F – расчетная площадь ограждения, м²;

t_н - температура наружного воздуха для расчета отопления, равная температуре наиболее холодной пятидневки, °С ;

р - множитель, учитывающий дополнительные теплопотери, определяемый из выражения

, (3.2)

где - сумма дополнительных потерь через ограждения, принимаемая в долях от основных теплопотерь по [2, прил. 8].

3. Расчетную площадь ограждающей конструкции F, м² определяют с точностью до 0,1 м² по правилам обмера линейных размеров ограждений в плане и разрезе здания.

Линейные размеры ограждения согласно [5] определяют следующим образом:

а) площади окон, дверей и фонарей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету;

б) площади полов и потолков - по размерам между осями внутренних стен или от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренних стен;

в) высота стен первого этажа при наличии пола, расположенного непосредственно на грунте, – от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа; при наличии неотапливаемого подвала или подполья – от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа, до уровня чистого пола второго этажа;

г) высота стен промежуточного этажа — между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей;

д) высота стен верхнего этажа - от уровня чистого пола верхнего этажа до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или от уровня чистого пола до линии пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью бесчердачного покрытия;

е) длина наружных стен неугловых помещений — между осями внутренних стен, а угловых помещений — от угла до оси внутренних стен;

ж) длина внутренних стен - от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренней стены или между осями внутренних стен.

4. Добавочные теплопотери Σβ через ограждающие конструкции помещений любого назначения принимают в долях от основных теплопотерь:

а) для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, дверей и окон, обращенных на север (С), восток (В), северо-восток (СВ) и северо-запад (СЗ), - в размере 0,1, на юго-восток (ЮВ) и запад (3) - в размере 0,05, на юг (Ю) и юго-запад (ЮЗ) - 0;

б) добавка для угловых помещений и помещений, имеющих две и более наружных стен: принимают для помещений любого назначения для вертикальных и наклонных наружных стен, окон и дверей в размере 0,15, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 – в других случаях.

в) для наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н, м (от уровня земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или шахты), в размере:

0,2 Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 Н - для двойных дверей с тамбуром между ними;

0,34 Н - для двойных дверей без тамбура;

0,22 Н - для одинарных дверей;

г) для наружных ворот, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 (при отсутствии тамбура) и в размере 1 (при наличии тамбура у ворот).

5. Коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху принимают по [1,, табл.3*].

Расчёт тепловой нагрузки представляется в табличной форме (табл. 3.1).

6. Отопительную нагрузку помещений жилых и ряда общественных зданий Qот, Вт, рассчитывают по формуле

Qот=Qогр+Qинф-Qбыт, (3.3)

где Qогр - суммарные теплопотери ограждающих конструкций помещения, Вт;

Qинф - количество теплоты, потребное для нагрева инфильтрующегося воздуха, Вт;

Qбыт - бытовые тепловыделения, Вт.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха, Вт, следует определять по формуле

Q_инф = 0,28 S G_i c(t_в – t_н)k,(3.4)

где Gi	—	расход инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции помещения, кг/ч;
с	—	удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг•°С);
tв, tн	—	расчетные температуры воздуха соответственно в помещении (средняя с учетом повышения для помещений высотой более 4 м) и наружного воздуха в холодный период года (параметры Б), °С;
k	—	коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 — для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.

Расход теплоты Q_инф, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых зданий при естественной вытяжной вентиляции, некомпенсируемого подогретым приточным воздухом, следует принимать равным большей из величин, полученных по расчету по формулам (3.4) и (3.5)

Q_в = 0,28 L_n pc(t_в – t_н)k,(3.5)

где Ln	—	расход удаляемого воздуха, м3/ч, некомпенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений;
p	—	плотность воздуха в помещении, кг/м3, определяемая по формуле (7.2).

7. Площадь окна из площади стены не вычитают, а при определении теплопотерь через окна из коэффициента теплопередачи окна вычитают коэффициент теплопередачи наружной стены, т.е. в графе 7 записать (К_ок - К_н.с).

8. Бытовые тепловыделения, Вт, определяют по [2, п. 3.1] в количестве от 10 до 21 Вт на 1 м² площади пола.

Q_быт >10 F_пл. (3.6)

9. После определения отопительной нагрузки помещений находят удельную тепловую характеристику здания

, (3.7)

где – сумма отопительных нагрузок помещений всего здания, Вт;

V - объем здания по наружному обмеру, м³;

- поправочный коэффициент [З, с.41].

. (3.8)

Полученное значение q_о сравнивают с табличным значением. Для гражданских зданий значения q_о приведены в табл. 3.2.

Расчет отопительной нагрузки удобно сводить в табл.3.3.

Таблица 3.1 - Расчет теплопотерь через ограждения

Номер помещения

Наименование помещения и температура воздуха tв, °С

Характеристика ограждения

Расчетная разность температур (tв-tн), °С

Коэффициент n

Основные теплопотери, Вт

Добавки

Коэффициент учета добавок p=1+Sb

Общие теплопотери

Обозначение

Ориентация по сторонам света

Количество и линейные размеры

Поверхность ограждения, м2

Коэффициент теплопередачи, К

на ориентацию по сторонам света

На угловые помещения

на входные наружные двери

ограждения Qогр, Вт

помещения, Вт

1 этаж жилая комната 20°С

НС ДО НС ПЛ

Ю-З Ю-В Ю-В -

3,3х2,8 1,6х1,4 5,4х2,8 5,0х2,9

9,2 2,2 15,1 14,5

0,44 1,44 0,44 0,33

0,9

- 0,05 0,05 -

0,1 0,1 0,1 -

- - - -

1,1 1,05 1,05 -

Примечания. 1. Названия ограждений в таблице обозначают: наружная сткна – НС, двойное окно – ДО, чердачное перекрытие (потолок) – ПТ, перекрытие над подвалом (пол) – ПЛ, двойные двери – ДД.

2. При определении размеров наружных ограждений необходимо соблюдать правила, изложенные в п.3.

3. Подсчет потерь теплоты лестничной клетки вести как для одного помещения, а при определении теплопотерь через наружную стену из ее площади вычитать площадь двери.

Таблица 3.2 - Значения удельных тепловых характеристик здания

V, тыс. м3	До 5			более 15
q0, Вт/(м3 К)	0,40 - 0,25	0,38- 0,20	0,35-0,18	0,33-0,13

Таблица 3.3 - Расчет отопительной нагрузки

Номер помещения, назначение	Qогр, Вт	Qинф, Вт	Qбыт, Вт	Qот, Вт

После определения отопительной нагрузки помещений и здания в целом можно приступать к обоснованию и выбору системы отопления и ее конструированию.

Занятие 4

КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.

Вид системы отопления, параметры теплоносителя, а также тип нагревательных приборов, принимают по соответствующим нормам и рекомендациям справочной литературы [2, прил.10].

Системы водяного отопления применяются, как правило, с насосным побуждением движения теплоносителя. Могут проектироваться однотрубные или двухтрубные системы при соответствующем обосновании. Разводка магистралей систем отопления в зданиях может быть как с тупиковым, так и с попутным движением воды в них. Системы отопления с верхней разводкой подающей магистрали применяются в жилых и общественных зданиях, имеющих чердак; с нижней разводкой - в зданиях с плоской кровлей и техническим подпольем. Прокладку трубопроводов системы отопления осуществляют, как правило, открыто.

На планах этажей зданий размещают стояки системы отопления и нагревательные приборы в соответствии с правилами, изложенными в [2, п. 3.46-3.60]. Стояки наносят на план в виде кружков и нумеруют, начиная с левого верхнего угла здания по часовой стрелке (рис. 4.1). Номера помечают по оси стояков с внешней стороны стен здания. При двухтрубных системах изображают только подающие стояки и подающие подводки к приборам. Отопительные приборы изображают в виде прямоугольников. Длина подводки не должна превышать 1,5 м. В угловых комнатах обязательна установка отопительного стояка в углу, образованном наружными стенами. В кухнях, расположенных рядом с лестничной клеткой, стояк устанавливают в углу, прилегающем к лестничной клетке. Установка стояков при верхней разводке, как правило, производится в углах, ближайших к главному стояку. При нижней разводке подъёмный стояк прокладывают в помещении с меньшей тепловой нагрузкой, опускной стояк - в помещении с большей тепловой нагрузкой; оба стояка должны находиться в пределах одной квартиры. Допускается при необходимости установка стояков, подъёмная ветвь которых не имеет отопительных приборов.

Отдельно размещают стояки лестничных клеток, к которым приборы присоединяют по проточной схеме без кранов. При системе отопления с верхней разводкой или опрокинутой циркуляцией на всех планах отмечают размещение главного стояка и обозначают Г. Ст.

На планах чердака (при верхней разводке) и подвала наносят магистральные трубопроводы (рис.4.2). На чердаке подающие магистрали размещают на расстоянии 1-1,5 м от внутренней поверхности стен. Высота над перекрытием верхнего этажа принимается 0,2-0,3 м. Обратные магистрали в подвале или техническом подполье прокладывают на кронштейнах вдоль наружных стен в плоскости стояков на расстоянии 0,5-0,6 м от низа перекрытия для размещения запорной арматуры стояков. Магистрали обозначаются сплошной линией с указанием в её разрыве их значения: Т1 - подающая, Т2 - обратная. Обозначают направление и величину уклона. Затем строят схему системы отопления в аксонометрической проекции без искажения размеров в масштабе 1:100 (рис.4.3). На приборах показывают их тепловую мощность, равную отопительной нагрузке помещений. На подводках к отопительным приборам, на стояках и магистралях указывают запорно-регулирующую арматуру в соответствии с [2, п. 3.61-3.63]. В случаях, когда взаимное расположение стояков затрудняет рассмотрение схемы здания, их смещают по отношению к стоякам заднего фасада, условно обрывая трубы и помечая буквами места обрывов. При изображении двухтрубных стояков подающий стояк вычерчивают справа при взгляде из помещения.

На подающих подводках к радиаторам устанавливают краны двойной регулировки или трёхходовые краны. На всех стояках в зданиях, имеющих более трёх этажей, устанавливают вентили или пробковые краны в начале и конце стояков. Для спуска воды предусматривают тройники с пробкой или краны.

После узла ввода на каждой ветви системы отопления устанавливают вентили (dy£50) или задвижки (dy>50).

Необходимо также предусмотреть устройства для удаления воздуха из системы отопления и указать их в схеме, отметить уклон трубопроводов. При верхней разводке воздух удаляется с помощью воздухосборников, которые устанавливают в конце каждой ветви перед последним стояком. При нижней разводке подающих магистралей воздух удаляется через воздуховыпускные краны, устанавливаемые в верхних пробках радиаторов верхнего этажа и на подводках к конвекторам.

Для спуска воды из системы отопления в тепловом узле устанавливают спускные вентили. Уклон трубопроводов должен быть в сторону теплового ввода. Вода может удаляться также из нижних точек системы отопления через тройники с пробками или вентили.

Занятие 5