INSTALATIE DE INCALZIRE PENTRU LOCUINTA INDIVIDUALA P+2 IN IASI

PREZENTAREA PROIECTULUI

Tema proiectului este:

INSTALATIE DE INCALZIRE PENTRU LOCUINTA INDIVIDUALA P+2 IN IASI

Proiectul s-a elaborat in baza temei cadru precizata de Catedra de Instalatii a Facultatii de Constructii si Instalatii a Universitatii Tehnice "Gh. Asachi" Iasi.

Tema este de actualitate in aceasta perioada cand constructia de locuinte individuale (vile) este in dezvoltare.

Solutia adoptata a avut in vedere:

asigurarea confortului termic optim, conform functionalului;

siguranta si eficienta in exploatare a instalatiei;

confortul estetic al incaperilor;

siguranta la foc si de protectie a muncii;

Instalatia de incalzire proiectata se prezinta astfel:

Locuinta individuala cu instalatie de incalzire:

-mixta, prin pardoseala si corpuri statice pentru spatiile comune: living, holuri, mansarda;

-prin corpuri statice pentru spatiile de folosinta familiala: birou, loc de luat masa, bucatarie, dormitoare, bai;

-cu centrala termica propie pe gaz natural, amplasata in demisol.

Aceasta diviziune s-a efectuat cu scopul ca incalzirea mixta sa asigure spatiilor comune in permanenta la o temperatura economica, iar corpurile statice sa asigure necesarul de caldura.

Instalatia de incalzire s-a modelat pe urmatoarele categorii de lucrari:

-lucrari de instalatii si de montaj in centrala termica;

-lucrari de instalatii pentru incalzirea prin pardoseala;

-lucrari de instalatii pentru incalzirea cu corpuri statice.

Cele prezentate se pot defini astfel :

a)     centrala termica este echipata cu :

- un cazan de apa calda 90/70 cu elementi din fonta, cu boiler cu incalzire indirecta, pe gaz;

- un vas de expansiune cu menbrana;

- o butelie de egalizare a presiunii, cu plecari-sosiri la instalatia cu corpuri de incalzire statice, la statia de pompare transformare LAING pentru instalatia cu panouri radiante de pardoseala, la boilerul de apa calda de consum (a.c.c.)

-boilerul de a.c.c., tabloul electric de alimentare si automatizare, pompe, cos fum si ale echipamente auxiliare

b) instalatia de incalzire prin pardoseala radianta, cu plecare de la statia LAING (schimbatorul de caldura si pompare din CT), contine: distributia agentului termic 55/35 sC, tubul de incalzire,placa izolanta, tuburile de protectie ;

c) instalatia de incalzire cu corpuri statice, sistem bitublar, cu distributie inferioara.

Counductele sunt din cupru, radiatoare din otel in camera de zi ,dormitoare si bucatarie iar in bai radiatoare "port-prosop".

5. Solutia prezentata este sustinuta de piese scrise si piese desenate, elaborate confrom temei si anume:

a) Piese scrise :

1. memoriu tehnico-justificativ;

2. caiet cu sarcini si note de calcul privind pierderile de caldura, receptorii, utilajele si echipamentele, conductele;

3. documentatia economica, executie, verificare, probe, exploatare;

4. elemente de baza ale transferului de caldura si curgerii fluidelor prin conducte;

b) Piesele desenate precizate in borderul de planse, atasate proiectului.

A. PIESE SCRISE

CAPITOLUL 1.

MEMORIU TEHNIC - JUSTIFICATIV

1.1 Descrierea functional-counstructiva a locuintei

1.1.1 Prezentarea generala a cladirii incalzite

a) Elemente de alcatuire arhitecturala

Locuinta individuala se afla amplasata in Iasi, intr-o zona rezidentiala. Este o cladire cu demisol, parter, etaj si mansarda. Fatada principala are orientare spre sud.

In vecinatate sunt prezente toate facilitatile: apa, canalizare, gaz, telecomunicatii, salubritate.

La demisol sunt spatii de depozitare si centrala termica.

La parter se gasesc spatiile pentru desfasurarea activitatilor zilnice: camera de zi, bucatarie, loc de luat masa, holuri de circulatie, birou de lucru.

La etaj se afla spatiile de odihna, igiena si dressing.

Mansarda este rezervata ca spatiu de protocol si/sau intalniri familiale.

Confortul estetic si termic sunt o prioritate a cladirii.

b)    Elemete de alcatuire a structurii de rezistenta si a anvelopei cladirii

Structura de rezistenta a cladirii este alcatuita din pereti structurali din zidarie. Planseele peste parter, etaj si mansarda sunt cu grinzi din beton armat.

Scara de circulatie este din beton armat.

Ferestrele sunt din lemn dublu cuplate.Usile sunt din stejar.

Peretii sunt tencuiti pe ambele fete, puntile termice continue in dreptul planseelor, a buiandrugilor si a grinzilor din beton armat sunt deasemeni izolate.

Planseul dinspre pod este izolat termic cu moloz si acoperit cu o dusumea din scanduri.

Planseul peste demisol este termoizolat.

1.2 Descrierea tehnico-functionala a instalatiilor termice proiectate

Functionalitatea si elementele tehnice ale instalatiilor termice proiectate, se prezinta grafic in plansa I9- "schema termomecanica".

In descriere, se are in vedere ca instalatiile termice sunt constituite din :

a. sursa termica cu functionare pe gaz natural, cu sistem de siguranta prin

prin vas de expansiune inchis, pentru apa calda 90/70 sC;

b. butelie de egalizare a presiunilor consumatorilor deserviti de sursa ce se identifica ca distribuitor-colector;

c. instalatia de incalzire cu distributie inferioara a agentului termic spre radiatoare si registre;

d. statie de transformare-pompare a agentului termic primar 90/70 sC, in agent termic secundar (6050) sC / (55..45) sC;

e. panourile radiante inglobate in pardoseala ;

f. boilerul de preparare a apei calde de consum;

Pentru explicitarea functionalitatii din schema tremomecanica se disting urmatoarele circuite:

a) circuitul cazanului;

b) circuitul primar al schimbatorului de caldura Laing;

c) circuitul secundar al pompei Laing si panourile radiante;

d) circuitul instalatiei de incalzire cu corpuri statice;

e) circuitul boilerului de apa calda menajera.

Alimentarea acestor circuite este realizata de buteliea de egalizare alimentata de cazan si de distribuitor-colectorul statiei Laing.

Cazanul funtioneaza cu gaz natural.

Apa incalzita la 90 sC este pompata in butelia de egalizare si adusa de aici la circa 70 sC din nou in cazan.

Sistemul de siguranta al circuitului este asigurat de vasul de expansiune inchis,montat pe returul-intrare in cazan.

Locul de racord este la intrarea in cazan, in aval de orice armatura (obstacol).

Cazanul este prevazut cu supape de siguranta.

Circuitul primar al statiei Laing este activat de o pompa si este sub siguranta vasului de expansiune inchis al circuitului anterior.

Circuitul secundar al statiei Laing are pompa si ditribuitor-colector propiu.

Statia este dotata cu vas de expansiune inchis. Apa circula de la statie prin panourile radiante si inapoi la statie.Circutul instalatiei incalzire cu corpuri statice este realizat printr-o pompa proprie.

Boilerul de acumulare si preparare a apei calde de consum este prevazut cu serpentina de incalzire. Circulatia agentului secundar se face prin pompa proprie.

Este de observat ca circuitele prezentate se intalnesc in butelia de egalizare, care echilibreaza fara eroare pierderile de presiune pe circuite.

Fiecare circuit este comandat pe baza de programe, conform unor grafice de reglaj calitative, functie de temperatura exterioara. Executia programelor este realizata de pompe.

Cazanul datorita circuitului propriu, functioneaza la parametrii nominali asigurandu-se randamentul maxim garantat.

CAIET DE SARCINI, BREVIARE SI NOTE DE CALCUL

CAPITOLUL 2.

METODOLOGII TEHNICE CONSIDERATE PENTRU ELABORAREA PROIECTELOR DE INVESTITII

2.1 Faze de proiectare a investitiilor

Documentatiile tehnic-economice pentru obiective de investitii se elaboreazta in urmatoarele faze;

- Studiu de prefezabilitate - SPF;

- Studie de fezabilitate - SF;

- Proiect tehnic - PT;

- Detalii de executie - DE.

Studiul de prefezabilitate - SPF - repezinta documentatia tehico-economica prin care investitorul fundamenteaza necesitatea si oportunitatea realizarii obiectivului de investitie. Se intocmeste si cuprinde:

- Date generale asupra obiectivului de investitie;

- Caracteristicile constructiilor, cerinte si posibiltati;

- Evaluarea costurilor spre realizarea obiectivului;

- Cheltuieli proiectare, pentru avize / acorduri;

- Surse de finantare;

- Planul general cu incadrarea in spatiul edilitar existent etc.

Studiul are ca scop exprimarea si fundamentarea necesitatii cu precizarea posibilitatilor de realizare.

Studiu de fezabilitate - SF reprezinta documentatia care cuprinde principalele caracteristici si indicatori tehnico-economici ai investitiei prin care sa se asigure utilizarea rationala si eficienta a cheltuielor materiale si financiare. Se intocmeste de un proiectant.

SF are la baza continutul SPF si cuprinde :

- Date generale ;

- Date tehnice asupra solutiilor adoptate;

- Deviz general;

- Date asupra fortei de munca;

- Indicatori tehnico-economici;

- Surse de finantare;

- Avize si acorduri;

- Plan general de amplasare;

- Planuri functionale;

Aprobarea SF are ca scop asigurarea surselor de finantare ale investitiei.

Proiectul tehnic - PT se intocmeste de elaboratorul SF si reprezinta documentatia scrisa si desenata pentru care se elaboreaza autorizatia de constructie si care face parte din documentele de licitatie pentru realizarea investitiei.

PT cuprinde :

- Descrierea lucrarilor - memoriile tehnice pe specialitati;

- Caietele de sarcini care expliciteaza nivelul de performanta a lucrarilor, descriind solutiile tehnice si tehnologice folosite spre asigurarea exigentelor de calitate.

Caietele de sarcini cuprind:

Breviare de calcul;

Precizarea planselor;

Specificarea dimensiunilor pentru echipamentele componente ale lucrarii;

Descrierea executiei lucrarilor;

Conditii de receptie;

Standarde, normative, prescptii etc.

- Listele cu cantitati de lucrari si utilaje;

- Graficul de realizare a investitiei;

- Piese desenate: Planul cladirilor, schema izometrica, detalii principale de montaj , plan amplasare utilaje si echipamente, schema functionala a sursei termice.

Detalii de executie - DE sunt documentatiile care fac posibila executia lucrarilor pe santier explicand toate solutiile tehnice de realizare, pe baza informatiilor din P.T.

De obicei se elaboreaza de catre executantul lucrarilor de investitie.

2.1.1 Locul proiectului de diploma incadrul proiectarii lucrarilor de investitie

Proiectul de diploma s-a dezvoltat pe continutul cadru al proiectului tehnic

Accentul deosebit s-a axat pe prezentarea si calculul solutiilor tehnice.

In cuprinsul proiectului s-au facut referinte la toate partile ce trebuiesc unui proiect tehnic

2.2 Confortul termic - calitate a constructiei

Calitatea unei constructii este rezultatul totalitatii performantelor de comportare a acesteia in exploatare, in scopul satisfacerii, pe intreaga durata de existenta, a exigentelor utilizatorilor si colectivitatilor.

Parametrii confortului termic

Totalitatea conditiilor care concura la alcatuirea unei ambiante in care omul sa se simta bine in timpul activitatii sau odihnei sale, definesc senzatia de confort.

Acesta este legata si de schimbul normal de caldura dintre om si mediul- ambiant. - Este confortul termic.

Confortul termic se realizeaza prin mentinerea temperaturii corpului omenesc la o valoare constanta in conditiile echivalentei caldurii interne produse de corp Q_M cu pierderile de caldura prin convectie Q_CV , radiatie Q_r ,conductie Q_c si caldura latenta (evaporare / transpiratie) Q_l si se indentifica in relatia:

Q_M=Q_CV + Q_r + Q_cd + Q _l , [W]

Pierderile prin conductie si caldura latenta sunt mici si neglijabile fapt pentru care se retin:

- Pierderile prin convectie, in baza relatiei:

Q_CV= α_cv · δ (t_M - t_i) si

- Pierderile prin radiatie:

Q_r= α_r· φ · S'_M(t_M - θ_mr)

Din factorii relatiilor prezentate se retin influentele hotaratoare ale "t_i' - temperaturii interioare , θ_mr - temperaturii medii a suprafetelor inconjuratoare (de radiatie) si coeficientilor de convectie "X_cv' si radiatie " X_r'.

Se retin ca parametri de confort termic urmatorii factori:

Temperatura aerului interior t_i ;

Temperatura medie de radiatie , θ_mr

Umiditatea relativa a aerului interior φ_i ;

Viteza de miscare a aerului din incaperi v_i .

Principalele mijloace de asigurare a confortului termic sunt:

Protectia termica a cladirii si instalatiile de incalzire.

CAPITOLUL 3.

BREVIARE SI NOTE DE CALCUL CU ELEMENTE DESCRIPTIVE PRIVIND INSTALATIILE TERMICE

3.1 Calculul pierderilor de caldura

3.1.1 Necesarul de caldura pentru cladirile civile

Metoda de calcul al necesarului de caldura pentru incalzire conform SR1907.

Necesarul de caldura pentru incalzire Q al unei incaperi se calculeaza cu formula :

Q=Q_T ( 1+ ∑ A/100) + Q_I , [W]

In care :

Q_T - fluxul termic prin transmisie, corespunzator diferentei de temperatura intre o fata si alta a elementului de constructie [w];

Q_I - caldura necesara incalzirii aerului rece patruns in incapere [w];

∑ A/100 - suma adaosurilor afectate fluxului termic

a)     Fluxul termic prin transmisie Q_T

Pierderile de caldura au loc atat prin elementele de constructie in contact cu aerul pe ambele fete Q_e cat si prin sol Q_s.

Q_T= Q_e + Q_s , [W]

Fluxul termic prin transmisie Q_e se calculeaza cu relatia:

Q_e= c_M · ∑ m S (t_i − t_e)/R'_os [W]

In care :

m - coeficientul de masivitate termica redat prin relatia:

m= 1,225 − 0,05D, unde D este indicele inertiei termice -STAS 6472/3

S − aria suprafetei elementului de transmisie [m²] ;

t_i , t_e - temperatura interioara conventionala de calcul, respectiv exterioara [°C]

R'_OS - rezistenta termica a elementului de contructii considerat [m²k/w];

c_M - coeficientul de corectie a fluxului termic ales functie de inaltimea cladirii. Pentru cladiri cu maxim 12 niveluri se considera c_M=1,0.

Se retin din SR 1907 - 1 valorile:

m = 1,2 pentru usi , ferestre;

m = 1,0 pentru elemente interioare;

m = 0,9 ÷ 1,2 pentru pereti exteriori. Se alege in calcule m = 1,05

Fluxul termic prin sol se calculeaza cu relatia:

In care:

S_p= S_pd + p·h [m²], reprezinta suprafata pardoselii S_pd si a peretilor aflati sub nivelul solului (p·h), [m²

S_c -aria unei benzi cu latimea de 1m situata pe conturul S_p, [m²];

S_cj- aria unei benzi lata de 1m de-a lungul conturului spatiului invecinat;

R_p - rezistenta termica cumulata a pardoselii si a stratului de sol pana la panza de apa freatica [m²k/w];

R_bc- rezintenta benzii de contur [m²k/w]; R_bc=0,536[m²k/w];

t_f   - temperatura solului, t_f=10°C;

t_ej - temperatura incaperilor alaturate;

m_s - coeficientul de masivitate termica a solului conform SR   1907 -1; Avem m_s=0,8÷0,45. Se alege m=0,6.

n_s - coeficientul de coretie care tine seama de conductivitatea termica a solului si cota pardoselii sub nivelul terenului, se considera n_s=1,1;

Adaosurile la pierderile de caldura ∑ A afecteaza fluxul termic Q_T cu scopul de a realiza aceleasi conditii in incaperi indiferent de orientarea lor si gradul de izolare termica.

Acestea sunt :

A₀ - de orientare,

A_C - pentru compensarea efectului suprafetelor reci si se determina functie de rezistenta termica medie a incaperii in baza relatiei:

R_m=(S₁T(t₁i-t₁e))/Q₁T · c_M , [m²k/w]

Se prezinta valorile A₀ din SR 1907-1

Pentru calculul pierderilor de caldura s-a avut in vedere ca obiectul este amplasat in Iasi care conform SR1907-1 se pozitioneaza in zona climatica III cu

t_ec= -18°C si zona eoliana cu viteza convetionala a vantului de calcul v= 5m/s si respectiv v^4/3=8,55 (m/s)^4/3 .

Pentru suprafete fara legatura directa cu exteriorul s-au considereat, confrom SR1907-1 urmatoarele temperaturi de calcul:

b)    Sarcina termica Q_i - incalzirea aerului infiltrat/ventilat

Aerul infiltrat se datoreaza neetanseitatilor usilor si ferestrelor si deschiderii acestora.

Daca incaperile ce urmeaza a fi incalzite nu sunt dotate cu instalatii speciale de introducere a aerului proaspat se considera urmatoarea necesitate:

Cantitatea de aer proaspat necesar a fi introdusa in incapere (lasata liber prin neetanseitatilor si/sau provocata prin deschideri de geamuri si usi) trebuie sa asigure conditia de confort fiziologic (numar de schimburi de aer minim), o caldura aferenta Q_i1.

In cazul in care cantitatea de aer infiltrata datorita vantului este mai mare decat minimum de aer necesar fiziologic, corespunzator unei calduri Q_i2 , aceasta se va lua in calcule.

Deci relatia:

Q_i1 Q_i2

Se considera valoareaa mai mare.

Aceasta se determina in baza expresiilor:

Q_i1= [n_ao c_M V ρ C_p(t_i - t_e) + Q_u](1+A_c/100), [W]

si

Q_i2= (1+A_c/100), [W]

In relatiile prezentate se definesc urmatorii parametri si se recomanda anumite valori astfel:

n_ao -numar de schimburi orare:

pentru camere e locuit, n_ao = 0,792 [m³ h^-1/ m³]

pentru bucatarii , n_ao= 1,19 [m³ h^-1/ m³]

pentru bai , n_ao= 1,0 [m³ h^-1/ m³]

V - volumul incaperii , [m³]

E - factor de corectie, aici E=1

i - coeficientul de infiltratie dependent de caracteristicile ferestrelor si usilor, conform SR 1907-1.

ρ - densitatea aerului , aici ρ= 1,3 [kg/m³]

C_p- caldura masica a aerului, C_p = 1,006 kj/kg°C

V - viteza vantului, [m/s], v = 5,0 m/s.

Pentru determinarea sarcinii termice datorate deschiderii usilor se foloseste relatia:

Q_u= 0,36 S_u n (t_{i ­}- t_e) C_M , [w]

Unde :

S_u - aria usilor exterioare ce se deschid [m²]:

n - numarul orar de deschideri.

3.1.2 Precizarea rezistentelor termice ale elementelor de inchidere

a) Relatii de calcul . Date de calcul.

In relatia de calcul a pierderilor de caldura pentru cladirile civile si industriale, in vederea proiectarii instalatiilor de incalzire, pierderile de caldura prin transmisie au rolul preponderent.

Relatia pierderilor este:

In care:

Iar R' reprezinta rezintenta termica specifica corectata a elementului de constructie , conform STAS 6472/3.

Rezintenta la transferul termic a elementelor de constructie se calculeaza cu formula:

R₀ = R_i + R + R_e [m²k/w]

In care :

R_i, R_e - reprezinta rezistenta la schimb superficial de caldura de la aerul interior la pereti, respectiv de la acestia la aerul exterior.

R -rezistenta termica a peretelui opac/transparent.

Peretii exteriori, de obicei , sunt alcatuiti din mai multe straturi de materiale omogene asezate perpendicular pe fluxul termic.

In acest caz rezistenta termica este redata prin relatia:

Cand elementul de constructie este format din straturi asezate paralel cu fluxul termic rezistenta termica se afla utilizand formula:

R₁₁ = ∑ A_­i ∕ ∑ (A_i / R_i)

In formula de calcul a rezistentei termice specifice elementului de construtie se indentifica rezistentele termice ale mediului de contact (interior - exterior , o fata si cealalta).

De obicei mediul, prin miscarea aerului , opune rezistenta fluxului de caldura.

Tabelul reda in continuare valorile rezistentelor la schimb superficial de caldura considerate in cadrul proiectului.

EXTRAS din STAS 6472/3

Rezistentele termice ale tamplariei utilizate considerate in calcule sunt redate in tabelul de mai jos:

In calculele termotehnice ale rezistentelor termice a elementelor de inchidere s-a avut in vedere componenta convectiva redata prin rezistenta termica a aerului.

Temperaturile interioare de calcul, t_ie

Temperaturile interioare de calcul au fost preluate confrom SR 1907-2,

tabelul 1.

Acestea sunt indicate in partea desenata a proiectului.

Din tabelul 2 - SR 1907-2 se retin temperaturile exterioare de calcul din:

Poduri situate direct sub acoperis, t_u= 13°C;

Pivnite si subsoluri tehnice partial deasupra solului t_s= 8°C

Temperatura solului conform SR1907-1 se considera t_p= 9°C.

Tabelul de mai sus reda caracteristicile termofizice ale materialelor de constructie utilizate.

c)     Determinarea rezistentelor termice ale elementelor de inchidere

a)     Pereti exteriori din GBN

Tencuiala

GBN- caramizi

b)     Stalpi din beton placati cu GBN

mortar-tencuiala

stalp beton

GBN

c)     Pereti interiori din GBN

tencuiala

GBN

d)     Planseu sub pod

beton armat

placi rigide din fibre de bazalt

mortar-ciment

e)     Placa pe sol (gresie)

gresie

polistiren

beton armat

umplutura petris

umplutura pamant

f)      Placa pe sol (parchet)

parchet, λ=0,23 w/mk

sapa beton

polistiren

beton armat

umplutura pietris

umplutura pamant

Obs. Pentru placile peste subsol s-a considerat CTS = 7,0m si λ_s=4,00 w/mk

g)     Terasa piscina - circulabila

gresie pe mortar

bitum

mortar

polistiren

beton panta

placa beton

h)     Planseu peste subsol