10374

учитывать, если разность температур в них равна 3 °С и менее.

Расчетные площади ограждающих конструкций А вычисляют с точностью до 0,1 м2, соблюдая правила обмера ограждений по планам и разрезам.

Принимаемые высоты и длины ограждений показаны на рис. 3.6: l1 – от оси до оси внутренних стен, м;

l2 – от оси внутренних стен до внешних поверхностей наружных стен, м; l3 – пол и потолок между внутренними стенами, м;

l4 – пол и потолок между внутренней и наружной стеной, м;

l5 – окна, двери, фонари (по наименьшему строительному проему), м; l6 – между отметками чистого пола, м;

l7 – от чистого пола до верха утеплителя, м;

l8 – от чистого пола до низа перекрытия подвала, м.

Площади окон, дверей определяют по наименьшим размерам строительных проемов. Расчетную температуру внутреннего воздуха tв, °С выбирают по нормам проектирования

соответствующих зданий [34].

В угловых помещениях квартир жилых зданий температуру воздуха необходимо принимать на 2 °С выше нормируемой.

Рис. 3.6. Размеры элементов ограждающих конструкций при расчете потерь теплоты

3.4.2. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха

Расход теплоты Qинф, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует определять по формуле (3.3):

где Lуд = lудAпол – расход воздуха, м3/ч; для жилых зданий удельный нормативный расход lуд = 3 м3/ч на 1 м2 площади пола Aпол, м2, жилых помещений;

ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3; св – массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙°С).

Плотность наружного воздуха равна:

260

3.4.3. Бытовые поступления теплоты

Тепловой поток, регулярно поступающий от электрических приборов освещения и других источников в комнаты и кухни жилых домов Qбыт, Вт, следует принимать не менее чем 10 Вт на 1 м2 площади пола Aпол, м2, по формуле:

3.4.4. Составление таблицы для расчета тепловой мощности системы отопления

Расчет тепловой мощности систем отопления ведут в табличной форме. Все отапливаемые помещения на планах зданий следует обозначить порядковыми номерами; начиная с № 01 и далее

– помещения подвала; с № 101 и далее – помещения первого этажа; с № 201 и далее – второго этажа и т. д.). Помещения номеруют слева направо, причем лестничные клетки обозначают отдельно буквами ЛK-1, ЛК-2 и т.д. и рассматривают их как одно помещение на всю высоту.

Ограждающие конструкции обозначают сокращенно начальными буквами: СН – стена наружная; СВ – стена внутренняя; ОД – окно с двойным остеклением; ОТ – окно с тройным остеклением; ДД – дверь двойная, ДО – дверь одинарная; ПЛ – пол; ПТ – покрытие.

Тепловой баланс составляется для каждого отапливаемого помещения здания и отдельно для лестничных клеток. Табличная форма для расчета тепловой мощности системы отопления здания приведена в табл. 3.8.

Вграфу 1 записывают номера отапливаемых помещений, в графу 2 название помещения,

ав графу 3 температуру внутреннего воздуха. Нумерацию помещений начинают, как правило, с помещения, расположенного в левом верхнем углу на плане здания и продолжают по часовой стрелке по всему контуру здания. Для обозначения ограждений (графа 4) используют общепринятые сокращения.

Вграфу 5 записывают условное обозначение ориентации ограждения: С, СВ, В, ЮВ, Ю,

261

ЮЗ, З, СЗ.

Вграфу 6 записывают линейные размеры ограждающих конструкций в соответствии с принятыми правилами обмера ограждений, приведенными на рисунке 3.6. При наличии в одном помещении нескольких однотипных ограждений (например, окна с одинаковыми размерами и ориентацией) указывают их количество. Итоговые результаты расчета площади стен записываются в графу 7. Площадь наружной стены с окнами или дверным проемом определяют как разность площадей стены и окон или наружной двери.

Вграфу 8 записывают расчетную наружную температуру, в графу 9 – коэффициент n. В графу 10 заносят значение сопротивления теплопередачи соответствующей ограждающей конструкции. В графы 11 и 12 записывают значения коэффициентов учета добавочных потерь теплоты в долях от основных.

Вграфу 13 записывают значения теплопотерь, Вт, через ограждения, которые определяют по формуле (3.31).

Вграфу 14 записывают значения расходов теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха Qинф в данном помещении (3.32).

При наличии в расчетном помещении бытовых тепловыделений (жилые комнаты и кухни) Qбыт их значение записывают в графу 15.

Вграфу 16 записывают результаты составления теплового баланса по каждому из помещений, которые представляют собой значения тепловой мощности отопительных установок этих помещений Qот, Вт.

Тепловая мощность системы отопления здания ∑Qот, Вт, определяется суммированием значений Qот каждого помещения.

3.4.5. Удельная отопительная характеристика здания

Теплотехническая оценка возможных конструктивно-планировочных решений здания

где Vн – наружный объем отапливаемой части здания, м3;

α – коэффициент, учитывающий влияние местных климатических условий.

Расчет тепловых нагрузок на системы отопления по удельным отопительным характеристикам зданий используется только для ориентировочных подсчетов и при проектировании централизованного теплоснабжения.

Годовой расход теплоты на отопление, Вт∙ч/год, рассчитывают по формуле:

если дополнительные теплопотери принять равными 7 % [2].

Формула (3.37) приближенная и ее нужно рассматривать для ориентировочной оценки при укрупненных расчетах.

262

3.5. Выбор и конструирование системы водяного отопления

3.5.1. Общие положения

Выбор систем отопления определяется назначением, объемно-планировочными решениями и условием эксплуатации зданий [1, 2, 20].

Системы отопления выполняют с верхним и нижним расположением магистралей, с тупиковым и попутным движением воды в них, с последовательным и параллельным соединением отопительных приборов. По последнему признаку системы называют однотрубными, двухтрубными и бифилярными.

Системы водяного отопления проектируют с насосной циркуляцией как более экономичные по расходу металла. Естественную циркуляцию воды можно применять для небольших отдельно стоящих зданий при отсутствии централизованного теплоснабжения. Радиус действия таких систем отопления до 30 м.

Двухтрубные системы с верхней разводкой следует применять в зданиях с числом этажей до трех включительно. Однотрубные вертикальные системы с осевыми или смещенными замыкающими участками следует применять в зданиях с числом этажей более трех.

Однотрубные вертикальные проточно-регулируемые системы можно применять независимо от этажности здания. Однотрубные вертикальные системы с нижней разводкой следует применять в бесчердачных зданиях.

Системы водяного отопления надежные и гигиенически приемлемые, получившие широкое распространение в условиях теплофикации городов и поселков, применяют в гражданских и производственных зданиях.

Здания с постоянным и переменным тепловыми режимами можно разделить в зависимости от санитарно-гигиенических и технологических требований на отдельные группы.

Взданиях и помещениях с постоянным тепловым режимом в течение отопительного сезона применяют нижеследующие системы отопления (с предельной температурой теплоносителя tт или теплоотдающей поверхности tпов, указанной для вертикальных отопительных приборов, расположенных на высоте не более 1 м от поверхности пола).

Вбольницах и стационарах – системы водяного отопления с радиаторами и панелями при tт = 85 °С (металлические приборы) и 95 °С (бетонные приборы) с тем, чтобы средняя температура поверхности отопительных приборов не превышала 75 °С. В детских дошкольных учреждениях, жилых домах, общежитиях, гостиницах, домах отдыха, санаториях, пансионатах, в поликлиниках, административно-бытовых зданиях при непрерывном производственном процессе – системы водяного отопления с радиаторами и конвекторами при tт = 95 °С (105 °С для однотрубных систем в перечисленных зданиях) и до 130 °С – для однотрубных систем при конвекторах с кожухом, если они допустимы в указанных зданиях, за исключением жилых домов

идетских учреждений.

3.5.2. Конструирование систем отопления

Конструирование систем отопления заключается в размещении на планах здания индивидуального теплового пункта, теплопроводов, отопительного оборудования, а также создание условий для нормальной ее работы. Заканчивается конструирование вычерчиванием схемы системы отопления.

Теплопроводы вертикальных систем отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки. В горизонтальных системах кроме перечисленных элементов имеются горизонтальные ветви.

Для пропуска теплоносителя используют трубы: металлические (сталь, медные, оцинкованные и др.) и неметаллические (поэлителеновые, полипропиленовые, металлопластиковые и др.). Металлические трубы, применяемые в системах отопления, представлены в ГОСТ [75, 76].

263

Прокладка труб в помещениях зданий может быть открытой и скрытой. В основном применяют открытую прокладку труб как более простую и дешевую, теплоотдачу труб учитывают при тепловом расчете сетей отопления. Скрытая прокладка труб предусматривается в зданиях по гигиеническим или архитектурно-планировочным требованиям. При этом трубопроводы размещают в специально предусмотренных шахтах, каналах и бороздах в строительных конструкциях.

Вместах пересечения перекрытий, стен и перегородок трубопроводами устанавливают гильзы с кольцевым зазором 15 мм между внутренней поверхностью гильзы и трубопроводом. Зазор заполняют несгораемым теплоизоляционным материалом. Края гильз располагают на 20...30 мм выше поверхности чистого пола и на одном уровне с поверхностью стен, потолков и перегородок. При пересечении трубопроводами противопожарных стен места прохода плотно заделывают и они служат неподвижными опорами.

Магистрали в гражданских зданиях шириной до 9,0 м прокладывают вдоль их продольной оси. В зданиях шириной более 9,0 м рационально использовать две разводящие магистрали по каждой фасадной стене.

Вчердачных помещениях магистрали подвешивают на расстоянии 1,0...1,5 м от наружных стен для удобства монтажа, ремонта и обеспечения компенсации теплового удлинения труб.

Вподвальных помещениях и технических этажах магистрали прокладывают на опорах вдоль стен. Высота прокладки магистралей в чердачных и подвальных помещениях зависит от

удобства монтажа и условий эксплуатации систем отопления. В северной строительноклиматической зоне прокладка магистралей в чердачных помещениях и проветриваемых подпольях зданий не допускается.

При проектировании систем отопления многоэтажных жилых домов (девять этажей и более), состоящих из одинаковых повторяющихся секций, применяют посекционную разводку магистралей с тупиковым движением теплоносителя. В рядовых и торцевых секциях создают самостоятельные системы отопления. Однако при этом увеличивается число тепловых пунктов и длина магистралей, затрудняется пофасадное регулирование.

Вгражданских зданиях повышенной этажности магистрали систем отопления размещают вместе с инженерным оборудованием других видов на специальных технических этажах.

При отсутствии подвалов, технических этажей и чердаков магистральные трубопроводы прокладывают в каналах под полом первого этажа либо открыто, над полом. При прокладке трубопроводов в каналах следует предусмотреть возможность доступа к ним путем устройства съемного фриза пола.

Магистральные трубопроводы прокладывают с уклоном и горизонтально. Горизонтальная прокладка магистралей и ветвей горизонтальных сетей dу > 50 мм

допустима при скорости движения воды более 0,25 м/с (для уноса скоплений воздуха).

Внасосных системах магистрали верхней разводки монтируют с уклоном против направления движения воды, если подъемная сила, действующая на пузырьки воздуха, будет преобладать над силой сопротивления всплыванию. В гравитационных системах допускается прокладка магистралей с уклоном по движению воды.

Нижние магистрали всегда прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта для опорожнения системы от воды. При этом, если магистрали две (подающая и обратная), то рационально для удобства креплений при монтаже придавать им уклон в одном направлении.

Расстояние между осями обеих магистралей по горизонтали зависит от диаметра трубопроводов для удобства монтажа и эксплуатации (табл. 3.9).

Рекомендуемый уклон для магистралей насосных систем составляет 0,003, в некоторых случаях допустим уклон до 0,002. Минимальный уклон подающих магистралей гравитационных систем составляет 0,005.

Размещение стояков зависит от положения магистралей и размещения подводок к отопительным приборам. Эта задача неотделима от выбора системы отопления для конкретного здания. Обязательным является обособление стояков для отопления лестничных клеток, а также расположение стояков в наружных углах помещений здания.

265

Таблица 3.10 Расстояние между подвижными опорами для горизонтальных трубопроводов

В4…7 этажных зданиях однотрубные стояки изгибают в местах присоединения к подающей и к обратной магистралям.

Взданиях, имеющих более семи этажей, кроме естественных изгибов в местах присоединения к магистралям, применяют дополнительные изгибы труб в средней части стояка или используют П-образные компенсаторы. Для компенсации удлинения каждого этажестояка в однотрубных системах используют изгибы труб с «плечом» при низкотемпературной воде не менее 200 мм. Компенсация удлинения подводок к отопительным приборам в горизонтальной однотрубной системе выполняется путем их изгиба; между каждыми пятью-шестью приборами вставляются П-образные компенсаторы или гофрированные патрубки.

Специальный изгиб подводок необходим также при наличии длинных гладкотрубных приборов и при установке нескольких отопительных приборов на «сцепке».

3.5.4. Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают назначение, архитектурную планировку и особенности теплового режима помещения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, давление в системе, качество теплоносителя, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора. Прежде всего исходят из основной области применения, а также из соответствия санитарно-гигиенических показателей предъявляемым требованиям.

При повышенных санитарно-гигиенических и противопожарных требованиях к помещениям в них устанавливают приборы с гладкой поверхностью (радиаторы и гладкотрубные приборы).При обычных санитарно-гигиенических требованиях используют приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяют радиаторы и конвекторы.

В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 часов), используют приборы любого типа с высокими технико-экономическими показателями. Размещают отопительные приборы у наружных и внутренних стен.

Преимущественным является размещение приборов под световыми проемами у наружных ограждений. Причем желательно, чтобы под окнами длина приборов составляла не менее 50 % длины проемов (как правило, не менее 75 % в больницах, детских учреждениях, школах, домах престарелых и инвалидов). Под витринами нагревательные приборы следует располагать на всей длине светового проема. Вертикальный отопительный прибор устанавливают на кронштейнах или подставках ближе к полу помещения, но не ближе 60 мм от пола для удобства осмотра, очистки и ремонта.

Минимальные расстояния от строительных конструкций до нагревательных приборов указаны на рис. 3.7.

267

независимо от температуры теплоносителя. Расстояние от магистралей трубопроводов до запорной арматуры, устанавливаемой на стояках или ответвлениях трубопроводов, составляет

120…150 мм.

Всистеме с нижней разводкой и воздушной линией запорные краны, кроме кранов в основании стояков, ставят на вертикальной воздушной трубе каждого стояка.

Всистеме со спускной линией для опорожнения отдельных стояков или ветвей (в горизонтальной системе, начиная с трехэтажных зданий, и в вертикальной системе в зданиях, имеющих технические этажи или высотой более 16 этажей) устанавливают общий запорный вентиль на линии у перепускного бака для отвода воды в водосток.

Регулирующая арматура на подводках к приборам систем водяного отопления различна:

- при однотрубных стояках – регулирующие краны, имеющие пониженный коэффициент местного сопротивления (ручные краны – проходного типа и трехходовые; автоматические краны – регуляторы расхода, термостатические);

- при двухтрубных стояках – регулирующие краны, имеющие повышенный коэффициент местного сопротивления (ручные краны двойного регулирования, краны с дросселирующим устройством; автоматические краны – балансировочные, термостатические).

Регулирующие краны у отопительных приборов не устанавливают в местах, где возможно замерзание теплоносителя – это относится к приборам при входе В лестничные клетки, у ворот, у загрузочных наружных проемов и т. п. Не предусматривают регулирующую арматуру на подводках к конвекторам с воздушными клапанами.

Допускается установка одного общего регулирующего крана на трубопроводе, подающем воду к группе отопительных приборов, расположенных в одном помещении.

3.5.6. Воздухоудаление из систем отопления

Воздух в системы отопления попадает частично при заполнении систем водой, частично подсасывается в процессе эксплуатации, а также вносится водой при заполнении и эксплуатации в растворенном виде.

Скопление воздуха и других газов в системах отопления нарушает циркуляцию теплоносителя, вызывает шум и коррозию металлических элементов системы отопления.

Для сбора и удаления воздушных и газовых скоплений из систем отопления предусматривают мероприятия, зависящие от конструкции системы.

Всистемах отопления с верхней разводкой следует обеспечить движение свободных газов

кточкам их сбора. Точки сбора газов и удаление их в атмосферу назначают в наиболее высоко расположенных местах системы, в которых скорость движения воды должна быть менее 0,1 м/с. Для этих целей магистралям придают определенный уклон в требуемом направлении и устанавливают проточные воздухосборники – вертикальные или горизонтальные.

Минимально необходимый внутренний диаметр dв, мм, воздухосборника определяют исходя из скорости движения воды в нем 0,1 м/с по формуле:

где G– расход воды, кг/ч.

Выбранный диаметр воздухосборника должен превышать диаметр магистрали по крайней мере в 2 раза. Длину горизонтального воздухосборника делают в 2 . . . 2 , 5 раза больше его диаметра. Из воздухосборников газы удаляют в атмосферу периодически через спускные краны или автоматические воздухоотводчики.

Всистемах с «опрокинутой» циркуляцией воды и верхним расположением обратной магистрали, в гравитационной системе с верхней разводкой для отделения и удаления газов используют расширительные баки с открытой переливной трубой.

Всистемах водяного отопления с нижней разводкой обеих магистралей скопление воздуха и газов удаляют в атмосферу периодически из отопительных приборов, установленных на верхнем этаже с помощью воздушных кранов или централизованно через специальные

воздушные трубы. Воздушные трубы стояков объединяются воздушной линией –

269