исследование свойств пенобетона

для слоя цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм в табл. П.2 приведено значение Rи =373 м2.ч.Па/кг. Соответственно, для слоя толщиной 20 мм (например, вариант № 1 стены) расчетная величина Rи1 =373.15/20=279,7 м2 . ч.Па/кг.

Для световых проемов сопротивление воздухопроницанию приближенно можно принять равным требуемому, рассчитан-

ному выше, то есть Rи≈Rитр , а воздухопроницаемость примерно равной Gн.

4.3.Расчет расхода тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха

Расход воздуха, инфильтрующегося через единицу поверхности стен и световые проемы можно легко подсчитать с использованием вышеприведенной взаимосвязи между Rи и G. Подставляя в формулы для стен и световых проемов рассчитанные в п.4.2 значения Rи можно получить величину воздухопроницаемости т.е. расхода воздуха через единицу поверхности наружного ограждения Gп (кг/м2.ч), соответствующую расчетному сопротивлению Rи наружных ограждений.

Общий расход инфильтрующегося воздуха через вертикальные поверхности наружных ограждений G ио (кг/ч) равен

сумме расходов через их отдельные элементы G иоi (кг/ч) и рас-

считывается путем суммирования произведений воздухопроницаемости Gи(кг/м2.ч) на площадь наружной стены (за вычетом

окон) и этого значения для окон (6,0 кг/м2.ч) на общую площадь окон: Gо=ΣGоi .Fо (кг/ч).

Общие затраты тепла на подогрев инфильтрующегося воздуха (рассматриваются как дополнительные теплопотери) определяются по формуле:

Qи=Gио.с·(tв-tн), кДж/ч или : Qи=0,278.Gио.с·(tв-tн), Вт

где с – массовая теплоемкость воздуха, равная 1,0 кДж/кг.К.

41

5.РАСЧЕТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

5.1.Определение суммарных теплопотерь из отдельных помещений

Для компенсации теплопотерь и поддержания требуемой температуры в жилых помещениях при их проектировании необходим расчет системы отопления. Цель расчета – определение необходимой поверхности нагреватель-ных приборов Fнп , выбор типа, количества приборов и способа их размеще-ния.

Всвязи с различиями условий в помещениях «101» и

«102» (различные температуры tв и количество световых проемов) теплопотери и нагрузка на нагревательные приборы рассчитываются для каждого из них отдельно.

Вкаждом помещения теплопотери через наружные ограж-

дения

Qтп=Qнс+Qсп+Qп+Qчп+Qи или Qтп=Σki·Fi+Qи

На основе определения общих теплопотерь рассчитывается необходимая тепловая нагрузка на отопление Qот=Qтп, среднесезонный расход тепла Qср=Qтп (tв-tоп)/(tв-tн) и годовой расход тепла Qг=Qср·Zоп.86,4 кДж

Общие принципы расчета систем отопления

Различные типы нагревательных приборов существенно отличаются по своей конструкции и теплотехническим характеристикам, в частности, коэффициентам теплопередачи и теплоотдающей поверхности прибора.

Для сравнения и расчета приборов вводится понятие эквивалентного квадратного метра (экм), за который принимается площадь внешней поверхности прибора, отдающая 505 Вт теплоты при стандартных условиях, отвечающих наиболее общим условиям отопления.

В качестве стандартных приняты следующие условия:

42

– температура горячей воды на входе в прибор tг =950С;

– температура охлажденной воды на выходе из прибора tо=70оС;

– перепад температур в приборе tпр = tг - tо = 250С ;

– средняя температура теплоносителя в приборе tср = (tг + tо) / 2 = 82,50С;

– разность tср воды в приборе и воздуха в помещении ( принимается +180С)

–tт=tср-tв=(tг+tо)/2-tв= (95+70)/2-18=64,5 К;

–движение воды «сверху-вниз», прибор установлен от-

крыто;

– при этих показателях расход воды в приборе g п = 17,4 кг/(ч. м2. экм), коэффициент теплопередачи прибора 7,84 Вт/ (м2.

К).

Теплоотдача прибора ощутимо зависит от его типа, реального значения разности температур tт , расхода теплоносителя, схемы его подачи в прибор и схемы установки последнего.

Необходимо учитывать, что для северных регионов принята величина

tв =200С, для угловых помещений +22 0С, и в расчеты вводятся поправочные коэффициенты (см. ниже).

Основные характеристики нагревательных приборов, приводящиеся в справочниках – площадь прибора в экм, коэффициенты теплопередачи и др. экспериментально определены именно для этих условий. В случае отклоне-ния условий проекта от стандартных вводятся специальные поправки (коффициенты β) :

β1 – коэффициент, учитывающий зависимость теплоотдачи прибора от tп определяется из уравнения β1 = ( tпi / tп) 1/n. Для радиаторов величина n = 3. Например, для условий данного задания значение tпi отличается от стан-дартного 64,5 К, т.к. tв = 200С (или 220С для углового помещения). Ввиду незначительного отличия величину β1 принимаем равным 1;

43

β2 – коэффициент, учитывающий расход и способ подачи греющей воды. При расходе менее 35 кг/ч , м2 и параллельном соединении приборов значе-ние β2 = 1.

β3 - коэффициент, учитывающий схему циркуляции воды в приборе (схе-му подачи и отвода воды). При подаче воды «сверху-вниз» допустимо при-ближенно принимать β3 = 1.

β4 - коэффициент, учитывающий способ установки прибора и число секции в приборе. Принимается равным при числе сек-

ций до 5 - 0,95; от 5 до 10 - 1,0 ; от 10 до 20 - 1,05 и свыше 20 - 1,1.

5.3. Привязка нагревательных приборов к осям помещения

Нагревательные приборы (радиаторы, конвекторы) обычно размещают под окнами. Привязка приборов необходима для расчета длины (li ) отдель-ных участков неизолированных подводящих трубопроводов с целью учета их вклада в общий теплоподвод отопительной системы при следующих условиях: :

1. Нагревательные приборы установлены по осям окон (а1 ) рис.1 и 2.

Расстояние от нижнего монтажного размера прибора ( между трубами монтажный размер 0,5 м, см. табл. П.5) до пола равно 0,2 м (h1 =0,7 м) и расстояние от горизонтальной подводящей линии горячей воды (рис.2) до потолка помещения равно 0,2 м. Таким образом, высоту стояка горячей воды можно определить

:

h0 - 0,2 -0,2 – 0,5 = h0 - 0,9 , м

и то же самое для отдельных вертикальных стояков помещений.

2.высота помещения h0 = h - δg - δxg , где h = 3,5 м по заданию, величины δg и δxg рассчитаны выше;

3.Расстояние от оси окон до стояка отопления 1,2 м.

4.Высота помещения (чистая) h0 = h - hg - δxg , где h = 3,5 м по заданию, величины hg и δxg рассчитаны выше;

5.Координаты осей окон и трубопроводов:

44

а) ось одиночного окна а1 для помещения «101» а1 = а/2 , соответственно длина горизонтального подводящего (950С)

трубы с1 = а/2 –1,2 м ;

б) расстояние между осями двух окон в помещении «101» b1 =( b –δнс/2)/2; расстояние от внутренней стены до стояка также c2 =( b – δнс/2)/2 и равно верхнему горизонтальному участку трубы (рис. 2).

в) ось окна в помещении «102» имеет координату (в – 0,3)/2; расстояние стояка от внутренней стены с3 = (в – 0,3)/2 – 1,2 м равно горизонтальному участку верхней трубы (t = 950С); высота стояка рассчитывается как и для помещения «101».

г) длина нижних горизонтальных участков разводки (t = 700С) определяется как и для верхних (1,2 м от оси окна); теплоотдачу нижнего стояка охлажденной воды не учитываем ввиду его малой длины.

Учет теплового вклада подводящих и отводящих трубопроводов в общую систему отопления приводится ниже.

5.4. Расчет площади поверхности нагрева системы отопления жилых помещений

Общая площадь поверхности нагрева системы отопления Fот = Qтп / qо, где qо – теплоотдача 1 экм системы отопления

помещения. Величина qо может быть рассчитана по формулам : qо = 9,28 ( tт - 10)β1β3 или qо = 505. β1. β2. β3. β4, Вт/ экм

При расчете теплоты, необходимой для отопления помещения кроме теплоотдачи самих нагревательных приборов необходимо учитывать и тепло-отдачу от неизолированных подводящих трубопроводов. В этом случае, сни-жается тепловая нагрузка на приборы и их поверхность : Qпр = Qтп - Qтр.

Площадь теплоотдающей поверхности нагревательных

приборов определяется по формуле :

Fпр = (Qтп - Qтр), β1. β2. β3. β4 / kпр ( tср - tв ), м2

или для упрощения расчетов и учета Qтр может быть представлена в виде:

45

Fпр = (Qтп β1. β2/ qо) - Fтр , экм

Величина Fтр для трубопроводов диаметром менее 32 мм рассчитыва-ется по формуле : Fтр = 1,78 πdтр. Σ li .ni , где dтр - наружный диаметр трубы, li – длина участка трубы, ni – поправочный коэффициент, учитывающий месторасположение и ориентацию труб, равный 1,0 для подводок к приборам и их «сцепки»; 0,5 - для вертикальных труб (стояков); 0,75 - для обратных горизонтальных труб у пола помещения; 0,25 - для подающих труб под потолком. Длины отдельных участков li определяются исходя из размеров помещения и месторасположения отопительных приборов (см. п.5.3). Тепловой вклад трубопроводов рассчитывается по формуле Qтр = 505 Fтр, Вт.

При установке в помещении n1 одинаковых приборов величина Fпр (экм) делится на n1 для расчета поверхности теплоотдачи и выбора отдельного прибора. Для чугунных радиаторов типа М – 140 – АО, кроме того, определяется число секций n2 = β3. Fпр / fс ( округляется до целого числа в большую сторону). Значение экм отдельных секций fс нагреватель-ных приборов имеются в справочниках (см. табл. П.5).

Теплоотдача отдельного прибора рассчитывается как Qпрi

= 505 . n2. fс (Вт / экм).

Пользуясь полученным значением можно оценить экономичность прибора, используя понятие «теплонапряженности

металла» θ = Qпрi / М. tт, Вт/ (кг. К), где M – масса прибора. Обычно величина θ находится в пределах 0,15 - 0,8.

Общая фактическая нагрузка на отопление в каждом поме-

щении (101 и 102) Qот(ф) = Qпр + Qтр, Вт.

Результаты расчетов системы отопления сводятся в таблицу

Б.

Таблица Б

Расчет систем отопления

46