Магистерский диплом на тему Проектирование интеллектуальной системы отопления административного здания

Содержание:

Список используемых сокращений 5
Введение 6
1. Архитектурно-конструкторский раздел 9
1.1. Общие сведения об административном здании 9
1.2. Климатологические данные 9
1.3. Объемно-планировочные и конструктивные решения здания 10
1.3.1. Объемно-планировочные элементы здания 10
1.3.2. Сведения о строительных конструкциях здания 10
1.4. Инженерные сети здания 11
1.4.1. Существующие сети здания 11
1.4.2. Объемно-планировочные и конструктивные решения индивидуального теплового пункта 14
2. Проектно-технологический раздел 16
2.1. Общие решения по проекту системы отопления 16
2.2. Определение тепловых потерь через ограждающие конструкции 19
2.3. Подбор отопительных приборов 21
2.4. Определение объема потребления тепла на нужды вентиляции 24
2.5. Гидравлический расчет системы отопления 25
2.6. Определение объема потребления тепла на нужды ГВС 26
2.7. Расчет теплообменных аппаратов 28
2.8. Подбор насосного оборудования 35
2.9. Расчет теплоизоляции трубопроводов 36
3. Разработка интеллектуального комплекса автоматизации систем отопления административного здания 39
3.1. Общие положения и требования, предъявляемые к системе автоматизации 39
3.2. Метрологическое обеспечение 40
3.2.1. Места установки измерительных приборов 40
3.2.2. Типы и технические характеристики манометров 41
3.2.3. Типы и технические характеристики термометров 42
3.3. Радиаторные терморегуляторы 43
3.4. Автоматические балансировочные клапаны 44
3.5. Разработка узла учета теплопотребления 45
3.5.1. Общие требования к узлу учета и приборам учета 45
3.5.2. Характеристики и принцип работы теплосчетчика «Эксперт-МТ» 46
3.6. Диспетчеризация и структура системы управления. 47
4. Технология и организация строительного производства 49
4.1. Технология монтажа элементов системы отопления 49
4.2. Определение объемов строительно-монтажных работ 52
4.3. Определение трудовых затрат 55
4.4. Определение численного и профессионального состава бригады 56
5. Безопасность жизнедеятельности 58
5.1. Общие сведения 58
5.2. Условия эксплуатации систем жизнеобеспечения городов 58
5.3. Состояние теплоснабжения НПР 60
5.4. Техническое состояние жилищного фонда Норильска 61
5.5 Организация технического обслуживания инженерного оборудования сетей и систем здания 65
6. Технико-экономический раздел 78
6.1 Экономические показатели систем отопления 78
6.2 Определение экономии за счет установки приборов коммерческого учета и системы автоматики с регулировкой потребления тепла в течение суток 83
Заключение 85
Список используемых источников 87

Введение:

Потребление энергии в России, как и во всем мире, неуклонно возрастает и, прежде всего, для обеспечения теплотой инженерных систем зданий и сооружений. Известно, что более одной трети всего добываемого в нашей стране органического топлива расходуется на теплоснабжение гражданских и производственных зданий.
Современная система теплоснабжения здания, а особенно общественного либо административного, должна отвечать следующим требованиям:
– обеспечение требуемого теплового режима в помещении;
– возможность регулирования параметров системы теплоснабжения и, как следствие, параметров температуры внутри помещений;
– максимальная независимость от параметров теплоносителя в сетях центрального теплоснабжения и режимов центрального теплоснабжения;
– точный учет фактически потребленного тепла на нужды теплоснабжения, вентиляции и горячего водоснабжения.
Тема данной выпускной квалификационной работы – «Проектирование интеллектуальной системы отопления административного здания».
Работа выполнена на базе двухэтажного административного здания.
В настоящее время система теплоснабжения исследуемого административного здания не отвечает современным требованиям.
С момента реконструкции здания в нем производились лишь текущие ремонты системы отопления. Вместе с тем в здании произошли частичные перепланировки, были выполнены работы по полной смене заполнения оконных проемов из деревянных рам на пластиковые, что увеличило теплостойкость здания. Но параллельно с этим перерасчет требуемого объема тепла и реконструкция системы отопления согласно новым условиям произведены не были, что приводит к перегреву внутренних помещений здания. А отсутствие регулирования параметров системы теплоснабжения приводит к невозможности создания в помещениях комфортного температурного режима.
Кроме того, в данный момент в системе теплоснабжения административного здания отсутствует приборный учет объема фактически потребленного тепла на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. То есть, отсутствует возможность более точного учета фактически потребленной тепловой энергии, что приводит к оплате теплоснабжающей организации фактически не потребленного тепла. А отсутствие центрального автоматического регулирования параметров системы теплоснабжения в зависимости от времени суток и температуры наружного воздуха делает невозможным экономию потребления теплоэнергии путем снижения теплопотребления здания в ночной период суток, когда в здании отсутствует административный персонал. Нет необходимости в поддержании комфортной температуры воздуха в помещениях, а достаточно поддерживать температуру воздуха, согласно рекомендациям п. 5.1. б) СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [3], на уровне 12 °С.
Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектных решений интеллектуальной системы отопления административного здания.
Исходя из поставленной цели работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие задачи:
– исследовать общие сведения об административном здании, климатологические данные, объемно-планировочные и конструктивные решения здания;
– разработать общие решения по проекту системы отопления;
– определить тепловые потери через ограждающие конструкции здания и подобрать необходимое техническое оборудование;
– произвести расчёт объема потребления тепла на нужды вентиляции и гидравлический расчет системы отопления;
– разработать интеллектуальный комплекс автоматизации системы отопления административного здания;
– разработать решения по организации строительного производства.
Объект исследования – система отопления двухэтажного административного здания.
Предмет исследования – поиск оптимальных подходов реализации интеллектуальной системы отопления административного здания.
Методы исследования выпускной квалификационной работы:
— исследование общей характеристики административного здания;
— исследование методов организации систем отопления;
— исследование литературы в сфере проектирования систем отопления;
— метод классификации;
— метод анализа.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы – полученные практические результаты будут использоваться при организации интеллектуальной системы отопления административного здания.

Заключение:

Основными теплозатратами на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение) являются затраты на отопление. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в период отопительного сезона на большей части территории России. В это время теплопотери через наружные ограждающие конструкции значительно превышают внутренние тепловыделения (от людей, осветительных приборов, оборудования). Поэтому для поддержания в жилых и общественных зданиях нормального для жизнедеятельности микроклимата и температурной обстановки необходимо оборудовать их отопительными установками и системами.
В последнее десятилетие наблюдается постоянный рост стоимости всех видов топлива. Связано это как с переходом к условиям рыночной экономики, так и с усложнением добычи топлива при освоении глубоких месторождений в отдельных районах России. В связи с этим становится все более актуальным решение задач энергосбережения путем увеличения теплостойкости наружных ограждающих конструкций здания, и экономии потребления тепловой энергии в различные периоды времени и при различных условиях окружающей среды путем регулирования с помощью автоматических устройств.
Немаловажной в современных условиях является задача приборного учета фактически потребленной тепловой энергии. Этот вопрос является основополагающим в отношениях между энергоснабжающей организацией и потребителем. И насколько эффективней он решен в рамках отдельно взятой системы теплоснабжения здания, настолько целесообразней и заметней эффективность применения мероприятий по энергосбережению.
По завершению выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие результаты:
– исследованы общие сведения об административном здании, климатологические данные, объемно-планировочные и конструктивные решения здания;
– разработаны общие решения по проекту системы отопления;
– определены тепловые потери через ограждающие конструкции здания и подобрать необходимое техническое оборудование;
– произведен расчёт объема потребления тепла на нужды вентиляции и гидравлический расчет системы отопления;
– разработан интеллектуальный комплекс автоматизации системы отопления административного здания;
– разработаны решения по организации строительного производства.
По завершению написания работы необходимо отметить, что все поставленные задачи полностью решены, а цель работы в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

1. Архитектурно-конструкторский раздел
1.1. Общие сведения об административном здании

Исследуемое административное здание – двухэтажное.
Строение условно состоит из 3 корпусов. Центральный корпус имеет радиальную вогнутую форму фасада. Два других корпуса расположены относительно центрального корпуса слева и справа и имеют в плане прямоугольную форму.
Относительно системы отопления здания – производились только текущие ремонты системы отопления. Вместе с тем в здании произошли частичные перепланировки, в период с 2009 по 2010 годы были выполнены работы по полной смене заполнения оконных проемов из деревянных рам на пластиковые.

1.2. Климатологические данные
Исследуемый район – город Норильск.
Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 – tн = — 47 0С.
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления:
tн.о. = — 47 0С.
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции:
tн.в. = — 35 0С.
Нормативное значение ветрового давления для VI ветрового района составляет 85 кг/м².
Нормативное значение веса снегового покрова для IV снегового района составляет 150 кг/м².
Средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха <8 0C (средняя температура отопительного периода), tот = — 14,6 0С.
Продолжительность периода со средней суточной температурой наружного воздуха <80С (продолжительность отопительного периода) zот = 302 сут.
Расчетная температура внутреннего воздуха принимается в зависимости от функционального назначения каждого помещения здания согласно требованиям ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Исследуемый район расположен в зоне влажности 2, которая характеризуется как «нормальная».
По СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности. Соответственно принимаем условия эксплуатации наружных ограждающих конструкций как «Б».

1.3. Объемно-планировочные и конструктивные решения здания
1.3.1. Объемно-планировочные элементы здания
Здание двухэтажное, так же имеется нулевой этаж и технический этаж. В помещениях нулевого этажа расположены складские помещения и бытовые помещения службы технического обслуживания здания. На первом этаже здания расположены холл, кабинеты служб безопасности и канцелярии. На втором этаже расположены кабинеты специалистов.
Площадь участка застройки составляет – 1980,2 м2.
Площадь благоустройства здания – 11881,26 м2.
Высота этажей – 2,5 м.
Технический этаж – 2 м.

1.3.2. Сведения о строительных конструкциях здания
Фундамент здания – ленточный из монолитного железобетона на свайном основании.
Стены – кирпичные. Толщина кладки – 770 мм. Наружная отделка стен – слой штукатурки, окрашенный фасадной краской.
Внутренние перегородки – кирпичные, деревянные, гипсокартонные с заполнением звуко-теплоизолирующими плитами «Izover».
Междуэтажные перекрытия – железобетонные.
Отделка потолков – подвесные потолки типа «Amstrong».
Внутренняя отделка стен:
– кабинеты – обои под окраску, плиты из кипсокартона с оклейкой обоями под окраску;
– коридоры – обшивка плитами типа «Saiting»;
– санитарные узлы – керамическая плитка, пластиковые панели;
– полы – досчатые.
Покрытие полов:
– кабинеты – линолеум, паркет из ламинатных плит, ковровые плиты типа «Huge»;
– коридоры – дубовый паркет покрытый лаком;
– санитарные узлы – керамическая плитка.
Кровля – плоская рубероидная по железобетонному настилу. Опорой для железобетонного настила кровли служат металлические швеллера оперяющиеся на несущие конструкции здания.
Лестничные марши – сборные железобетонные.
Оконные проемы – двойные створные пластиковые.
Дверные проемы – филенчатые.

1.4. Инженерные сети здания
1.4.1. Существующие сети здания
Тепловодоснабжение административного здания осуществляется от городских сетей. Вводные трубопроводы систем ТВС подключаются к магистральным городским сетям ТВС в коллекторе. Подача воды от магистральных городских сетей осуществляется через наружный трубопровод из стальной водогазопроводной трубы по Ду 100 мм. Подача теплоносителя от магистральных городских сетей теплоснабжения на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения осуществляется через наружный трубопровод из стальной водогазопроводной трубы по ГОСТ 3262-75 Ду 150 мм.