ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ ДЕПАРТАМЕНТ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА ГОРОДА МОСКВЫ

Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий

Руководство АВОК-8-2005

Москва - 2005

Содержание:

Разработано творческим коллективом НП «АВОК» по заданию Департамента топливно-энергетического хозяйства г. Москвы:

В.И. Ливчак, вице-президент НП «АВОК», канд. техн. наук (Мосгосэкспертиза) - руководитель; Ю.А. Табунщиков, президент НП «АВОК», доктор техн. наук, профессор МАрхИ; М.М. Бродач, вице-президент НП «АВОК», канд. техн. наук, профессор МАрхИ; Е.Г. Малявина, канд. техн. наук, профессор МГСУ; Н.В. Шилкин, доцент МАрхИ.

Утверждено Первым заместителем Мэра Москвы в Правительстве Москвы, руководителем Комплекса городского хозяйства Москвы П.Н. Аксеновым 20 сентября 2005г.

Согласовано с Департаментом жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства г.Москвы, Комитетом по архитектуре и строительству г. Москвы (Москомархитектурой), ОАО «Моспроект», ГУП «Мосжилниипроект», ГУП МНИИТЭП, НП «Российское теплоснабжение», ОАО «ВНИПИэнергопром», НИИСФ РААСН, НП «Группа Тепло», ООО «ТЕРМЭК».

Замечания и предложения направлять по адресу: 107031, Москва, ул. Рождественка, д. 11, МАрхИ, НП «АВОК» или по e-mail: standard@abok.ru

Введение

Количество тепловой энергии, потребляемой системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, которое является необходимым показателем для взаиморасчетов между теплоснабжающими организациями и потребителями (управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собственниками жилья), должно определяться по показаниям общедомовых и индивидуальных (квартирных или у арендаторов) счетчиков тепловой энергии и горячей воды.

В то же время имеют место многочисленные обстоятельства, определяющие необходимость в методе расчета тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания, в том числе:

-для прогнозирования потребления тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания за отопительный период или за часть отопительного периода;

-для расчетов потребления тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение здания за отопительный период или за часть отопительного периода при известных (или заданных) значениях сопротивлений теплопередаче и воздухопроницанию ограждающих конструкций здания при отсутствии подомовых счетчиков тепловой энергии и горячей воды;

-для сравнения фактического теплопотребления здания, измеренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления;

-для распределения объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками при наличии счетчиков тепловой энергии на ЦТП и при отсутствии подомовых систем учета;

-при спорных ситуациях между теплоснабжающими организациями, управляющими жилым фондом, компаниями, арендаторами и собственниками жилья;

-при проведении энергоаудита с целью выявления причин увеличенных теплопотерь;

-при изменении тепловых нагрузок, вызванном сменой назначения помещений, надстройкой или пристройкой к зданию, его реконструкцией;

-для оценки в конкретных условиях эффективности энергосберегающих мероприятий.

Особенностями метода расчета, содержащегося в руководстве, являются:

-детализированный в необходимой степени учет теплопотерь за счет воздухообмена с учетом инфильтрации;

-учет в тепловом балансе здания теплопоступлений от солнечной радиации и бытовых тепловыделений;

-учет в тепловом балансе здания теплопотребления помещениями общественного и технического назначения;

-возможность проведения расчетов потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания не только за отопительный период, но и за отдельные части отопительного периода.

В руководстве содержится методика обработки наружных климатических параметров, необходимых для определения расчетного теплопотребления здания при фактических значениях наружных климатических параметров за отопительный или иной период времени.

1. Область применения

1.1. Настоящее руководство предназначено для расчета количества тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий высотой до 25 этажей включительно, в которых встроенно-пристроенные помещения общественного назначения не превышают по площади 15 % от площади квартир.

Руководство не предназначено для зданий с системой кондиционирования воздуха.

1.2. Метод расчета количества тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий предназначен для использования теплоснабжающими организациями, управляющими жилым фондом компаниями, арендаторами и собственниками жилья.

1.3. Метод расчета, изложенный в руководстве, позволяет определять:

-потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий при нормативных значениях параметров наружного климата за отопительный период;

-потребление тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий при фактических значениях параметров наружного климата за отопительный период или за отдельные части отопительного периода;

-распределение объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками;

-удельные тепловые характеристики зданий по результатам измерений теплосчетчиком;

-лимиты требуемой тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых зданий.

1.4. В настоящем руководстве учтены разделение жилища на категории по уровню комфорта, изложенное в МГСН 3.01-01 «Жилые здания», нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий, приведенные в стандарте АВОК-1-2004 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена», а также методика расчета удельного теплопотребления на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период, включая встроенно-пристроенные помещения общественного назначения, изложенная в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

2. Нормативные ссылки

Ссылки на нормативные документы, использованные в руководстве, приведены в прил. 1.

3. Термины и определения

Термины и определения, использованные в руководстве, приведены в прил. 2.

4. Расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий

4.1. Расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период при нормативных значениях параметров наружного климата

4.1.1. Количество тепловой энергии, требуемой для отопления и вентиляции жилых зданий за отопительный период Q_h^y кВтּч, определяется по формуле:

                                         (1)

где  - теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период, кВтּч, определяемые по формуле (2) (п. 4.1.1.1);

-теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации за отопительный период, кВтּч, определяемые по формуле (5) (п.4.1.1.3);

- бытовые теплопоступления в квартирах и в помещениях общественного назначения за отопительный период, кВтּч, определяемые по формуле (7) (п.4.1.1.4);

-теплопоступления через наружные светопрозрачные ограждающие конструкции от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов по восьми румбам за отопительный период, кВтּЧ, определяемые по формуле (8) (п.4.1.1.5);

ν - коэффициент, учитывающий снижение использования теплопоступлений в периоды превышения их над теплопотерями помещений; для зданий с улучшенной теплозащитой ν=0,8, для зданий строительства до 2000 г и не подвергавшихся капремонту ν = 0,85;

η- коэффициент эффективности систем автоматического регулирования подачи теплоты на отопление; рекомендуемые значения: в системе отопления с термостатами и пофасадным авторегулированием на узле управления ввода или с поквартирной горизонтальной разводкой η = 1,0; в однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе η = 0,9; в однотрубной системе с термостатами и без авторегулирования на вводе η = 0,85; в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе η = 0,95; в двухтрубной системе отопления с термостатами без авторегулирования на вводе η = 0,9; в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха η = 0,7; то же без коррекции по температуре внутреннего воздуха η = 0,6; в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе (центральное регулирование температуры теплоносителя в ЦТП или в котельной в зависимости от температуры наружного воздуха) η=0,5;

β_hl - коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системой отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, с их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждающих конструкций, с теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения; рекомендуемые значения: для многосекционных и других протяженных зданий β_hl = 1,13; для зданий башенного типа β_hl = 1,11; для зданий с отапливаемыми подвалами β_hl = 1,07; для зданий с отапливаемыми чердаками и подвалами, а также с квартирными генераторами теплоты β_hl = 1,05.

4.1.1.1. Теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период  определяются по формуле

                                                                               (2)

где D_d - градусо-сутки отопительного периода, °Cּсут, определяемые по формуле

                                                                                              (3)

где t_int - средняя за отопительный период температура внутреннего воздуха в здании, °С; принимать нижнее значение оптимальных параметров по ГОСТ 30494-96: для жилых зданий и помещений общественного назначения, где люди заняты умственным трудом, 20 °С на территориях с t_ext> -30 °С и 21 °С на территориях с более низкой наружной температурой; для других помещений - по соответствующим СНиП;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С, принимается по СНиП 23-01-99* как средняя самой холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;

t_ext, z - средняя за отопительный период температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 8 °С (по СНиП 23-01-99*), а для территорий с t_ext = -30 °С и ниже - со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 10 °С;

R_i - приведенное сопротивление теплопередаче, м²ּ°С/Вт, стен, окон, витражей, покрытий или перекрытий верхнего этажа, цокольных перекрытий, перекрытий под эркером или над проездом, наружных дверей и ворот, принимаемое по проектным данным или расчетам по СНиП 23-02-2003 согласно фактической конструкции, для многослойных ограждающих конструкций с учетом коэффициента теплотехнической однородности. Сопротивление теплопередаче стен в земле и полов по грунту при отапливаемых подвалах или отсутствии техподполий следует определять по зонам в соответствии с прил. 9 СНиП 2.04.05-91*;

F_i - площадь, м², i-й стены, окна, витража, покрытия или перекрытия верхнего этажа, цокольного перекрытия, перекрытия под эркером или над проездом, наружной двери, ворот, полов по грунту;

n - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Для наружных стен и окон, покрытий совмещенных с перекрытием и перекрытий над проездами n = 1. Для покрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, и перекрытий чердачных с неутепленной кровлей n - 0,9. Для ограждающих конструкций, отделяющих расчетное помещение от помещений с температурой внутреннего воздуха t_int.c, °C, выше температуры наружного воздуха t_ext, но ниже температуры внутреннего воздуха основных помещений t_int на 3 и более °С, например, теплых чердаков, техподполий, подземных или пристроенных автостоянок; рассчитывается по формуле

                                                                                                      (4)

4.1.1.2. В существующих зданиях площади наружных ограждающих конструкций определяются по наружному обмеру прямым измерением или по планам БТИ. Приведенные сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций рассчитываются с учетом фактической толщины и материала конструкции или каждого слоя (при многослойной конструкции с учетом коэффициента теплотехнической однородности) и в соответствии с СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Примечание: Использование удельных тепловых характеристик и других укрупненных показателей не допускается, т. к. это приводит к значительным погрешностям.

4.1.1.3. Теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации определяются по формуле

                                                   (5)

где L_ν - воздухообмен в квартирах здания, м³/ч, определяется для жилых зданий по рекомендациям стандарта АВОК-1-2004 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» в зависимости от средней по зданию заселенности квартир. При заселенности менее 20 м² общей площади на человека рекомендуется принимать 3 м³/ч на м² площади жилых комнат: L_ν = 3A (где А_r - площадь жилых комнат в квартирах здания, м²); при заселенности 20 м²/чел. и более - 30 м³/ч на одного человека: L_ν = 30m (где m - расчетное число жителей, проживающих в доме по списочному составу), но не менее 0,35 кратности обмена в час от объема квартир здания: L_ν = 0,35A_hh (где A_h -площадь квартир здания без летних помещений, м²; h - высота этажа от пола до потолка, м);

к_ν - коэффициент, учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха через входные вестибюли и лестнично-лифтовой узел, а также инфильтрацию, превышающую нормативный воздухообмен в квартирах при низкой герметичности окон (сопротивление воздухопроницанию менее 0,9 м²ּч/кг при ∆Р = 10Па). Рекомендуется принимать: для жилых зданий с лестничной клеткой по типу Н2 (внутренняя с окнами) к_ν = 1,05; для жилых зданий с лестничной клеткой по типу Н1 (с поэтажными наружными переходами) к_ν = 1,1; для жилых зданий с низкой герметичностью окон (менее 0,6 м² ּч/кг) к_ν = 1,3. Более точно коэффициент к_ν определяется по прил. 3, 4;

Lν.ο - воздухообмен во встроенных в жилые здания помещениях общественного назначения, м³/ч, определяется в зависимости от назначения помещений и режима работы по рекомендациям СНиП 23-02-2003 из расчета в рабочее время: в помещениях офисов, объектов торговли и коммунально-бытового обслуживания 4 м³/ч на м² расчетной площади (А); в учреждениях здравоохранения и образования 5 м³/ч на м²; в детских и дошкольных учреждениях, в спортивных и зрелищных сооружениях 6 м³/ч на м². В нерабочее время - по обмену в час от объема на расчетной площади и в зависимости от этажности здания: для зданий до 3 этажей -0,1 ч^-1; от 4 до 9 этажей - 0,15 ч^-1; выше 9 этажей - 0,2 ч^-1. При неизвестном функциональном назначении помещений принимается, как для офисов с 8-часовым рабочим днем при 5-дневной рабочей неделе. Например, для 12-этажного жилого здания воздухообмен во встроенных нежилых помещениях определяется следующим образом:

с_ν - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кгּ°С); с_ν = 1 кДж/(кгּ°С);

ρ - средняя плотность инфильтрующегося воздуха за отопительный период, кг/м³:

                                                                           (6)

D_d, t._int,  - то же, что в формуле (3).

4.1.1.4. Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода определяются по формуле:

                                                                                           (7)

где q_int - удельная величина бытовых теплопоступлений, Вт/м²; в жилых зданиях следует принимать в зависимости от заселенности здания: муниципальные здания с заселенностью квартир до 20 м² общей площади на человека - 17 Вт/м², с пропорциональным понижением этой величины до 10 Вт/м² при заселенности в 45 м² общей площади на 1 чел. В помещениях общественного назначения внутренние тепловыделения учитываются в объеме теплопоступления от работающих людей (90 Вт/чел.), от осветительных приборов и пользования оргтехникой и технологическим оборудованием - по установленной мощности с учетом рабочих часов в сутках.

Помещения без конкретной технологии приравниваются к офисам и принимается 1 чел. на 10 м² расчетной площади помещений, теплопоступления от освещения - 25 Вт/м² при использовании 50 % времени, тепловыделения от оргтехники - 10 Вт/м² при использовании 40% времени, при 8-часовом рабочем дне и 5-дневной рабочей неделе. Тогда удельные теплопоступления в час за средние сутки отопительного периода:

z - то же, что в формуле (3);

А_r - здесь и в формуле (7) площадь жилых комнат или расчетная площадь помещений общественного назначения, м².

4.1.1.5. Теплопоступления через окна от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов по восьми румбам  определяются по формуле:

                                                                                  (8)

где τ_F - коэффициент относительного проникания солнечной радиации через светопропускающее заполнение окон, принимается по табл. В.1 СП 23-101-2004;

K_F - коэффициент, учитывающий затенение светового проема непрозрачными элементами заполнения, принимается по табл. В.1 СП 23-101-2004;

А_F.K - площадь поверхности светопроемов квартир k-й ориентации (светопроемы лестнично-лифтового узла исключаются), м²;

I_к - средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность светопроемов k-й ориентации при действительных условиях облачности, кВт·ч/м², принимается по СП 23-101-2004, а для Москвы по табл. 1.

4.1.2. Удельное теплопотребление отоплением и вентиляцией здания за отопительный период , кВт·ч/м², характеризующее категорию энергоэффективности здания, определяется по формуле (9) и сравнивается с показателями табл. 8, 9 и табл. 3 СНиП 23-02-2003 (для Москвы показатели табл. 8, 9 при сравнении умножаются на D_d/3600):

                                                                                 (9)

где  - то же, что в формуле (1);

 - площадь квартир без летних помещений, включая полезную площадь помещений нежилого этажа, м².

Таблица 1

Интенсивность суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности в Москве, кВт·ч/м²

 

4.2. Расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период при фактических значениях параметров наружного климата

Количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период при фактических значениях параметров наружного климата ,кВт·ч, определяется по формулам (1) - (8). Значения  и z в формуле (3), а также I_к в формуле (8) принимаются фактические за рассчитываемый отопительный период. Фактическое значение определяется как средняя за фактическую продолжительность отопительного периода температура наружного воздуха по формуле:

                                                                                 (10)

где t_d - средняя за каждые сутки отопительного периода температура наружного воздуха, °С, принимаемая по данным ближайшей метеостанции;

z - фактическое число суток отопительного периода, сут.

Средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность светопроемов k-й ориентации при действительных условиях облачности I_к принимается по данным ближайшей метеостанции как сумма величин среднемесячных значений фактического отопительного периода с пересчетом на вертикальную поверхность по СП 23-101-2004.

4.3. Расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий при фактических значениях параметров наружного климата за месяц или иной отрезок времени

Количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за месяц или иной отрезок времени, но не менее двух недель, определяется аналогично расчету количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за отопительный период по методике, изложенной в п. 4.1. При расчетах используются:

- в формулах (2), (3) и (5) вместо градусо-суток отопительного периода D_d градусо-сутки за рассматриваемый период времени D_d,m:

                                                                                       (11)

где t_int - то же, что в формуле (3);

-средняя наружная температура текущего месяца или иного отрезка времени, °С, определяемая по формуле

                                                                                                        (12)

где - средняя за каждые сутки рассматриваемого отрезка времени температура наружного воздуха, ˚С, принимаемая по данным ближайшей метеостанции;

z_m - продолжительность, сут, рассматриваемого отрезка времени;

- в формуле (7) вместо продолжительности отопительного периода z продолжительность текущего месяца или иного отрезка времени z_m;

- в формуле (8) вместо средней за отопительный период интенсивности солнечной радиации I_к среднемесячное значение I_k,m или среднее значение за иной отрезок времени, принимаемое по данным ближайшей метеостанции как сумма величин среднемесячных значений по месяцам фактического отопительного периода.

5. Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение

5.1. Средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании V_hw, м³/сут, определяется по формуле

V_hw =gmּ10^-3,                                                                             (13)

где g - средний за отопительный период расход воды одним пользователем (жителем), л/сут; для жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением и оборудованных устройствами стабилизации давления воды на минимальном уровне (регулятор давления на вводе в здание, зонирование системы по высоте, установка квартирных регуляторов давления) g - 105 л/сут; для других потребителей - см. СНиП 2.04.01-85*;

m - число пользователей (жителей), чел.;

5.2. Среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Q_hw, кВт, определяется согласно СНиП 2.04.01-85*. Допускается определение среднечасового расхода Q_hw по формуле:

                                                (14)

Таблица 2

Значение коэффициента k_hl, учитывающего потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения

 

где V_hw - то же, что в формуле (13);

t_c - температура холодной воды, принимаемая равной 5 °С;

k_hl - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимаемый по табл. 2;

ρ_w - плотность воды, равная 1 кг/л;

с_w - удельная теплоемкость воды, равная 4,2 Дж/(кг·°С).

5.3. Количество тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения за год с учетом выключения системы на ремонт , кВт·ч, определяется по формуле

                        (15)

где Q_hw, k_hl, t_с - то же, что в формуле (14);

z - то же, что в формуле (3);

α - коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период; для жилых зданий α = 0,8, для остальных зданий α = 1;

t_cs - температура холодной воды в летний период, принимаемая равной 15 °С при водозаборе из открытых источников.

Примечание. Величина, равная 344 - продолжительность пользования централизованным горячим водоснабжением в течение года, сут.

6. Определение количества потребленной тепловой энергии на отопление по показаниям теплосчетчика на сетевой воде

Для того чтобы определить теплопотребление системой отопления при установке теплосчетчика на вводе тепловой сети в тепловой пункт и наличии водомера на трубопроводе холодной воды, направляемой на нагрев в водонагреватели горячего водоснабжения, необходимо величину количества холодной воды, м³, измеренного за определенный период, подставить в формулу (14) вместо V_hw и полученное значение умножить на 24. Это будет теплопотребление системой горячего водоснабжения, кВтּч, при нормативных значениях тепловых потерь в трубопроводах горячей и циркуляционной воды за рассматриваемый период.

Эту величину теплопотребления следует вычесть из показаний теплосчетчика за тот же период времени, разность составит величину теплопотребления системой отопления.

7. Распределение объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками при отсутствии подомовых систем учета

7.1. В соответствии с п. 4 по каждому зданию, подключенному к ЦТП, рассчитывается количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период при нормативных значениях параметров наружного климата, с учетом фактических или проектных величин приведенного сопротивления теплопередаче и воздухопроницанию наружных ограждений и эффективности системы автоматического регулирования подачи теплоты на отопление.

7.2. Определенное в соответствии с п. 6 количество потребленной на отопление тепловой энергии, прошедшей через ЦТП, распределяется по каждому зданию пропорционально рассчитанному для них количеству тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период:

                                                       (16)

где - определяемое количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию i-го здания за период измерения по теплосчетчику в ЦТП, кВтּч;

-фактически измеренное по теплосчетчику в ЦТП количество потребленной тепловой энергии на отопление и вентиляцию за вычетом расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение,кВтּч;

- рассчитанное количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период i-го здания при нормативных значениях параметров наружного климата, кВтּч;

- сумма рассчитанных количеств тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период всех зданий, подключенных к ЦТП, при нормативных значениях параметров наружного климата, кВтּч.

8. Расчет удельных тепловых характеристик здания по результатам измерения

8.1. Удельное теплопотребление отоплением и вентиляцией здания за отопительный период по результатам измерения определяется по формуле (9). Вместо  подставляется потребленное зданием количество тепловой энергии за отопительный период, измеренное домовым счетчиком или рассчитанное по формуле (16) за отрезок времени, равный отопительному периоду. Рассчитанное значение уменьшается на 7% (нормируемые теплопотери трубопроводов разводящих тепловых сетей). Полученное измерением или расчетом количество тепловой энергии корректируется на нормативные значения параметров наружного климата по формуле

     (17)

Примечания: 1) все обозначения из формул (1) и (3); 2)значения с индексом «изм» соответствуют измеренной величине по теплосчетчику (), фактическим температуре внутреннего воздуха за период измерения (), средней наружной температуре () и длительности отопительного периода (z_изм, а также теплопоступлениям с инсоляцией () поданным ближайшей метеостанции; без индекса «изм» - при нормативных значениях параметров наружного климата.

8.2. Рассчитанная по формуле (9) величина удельного теплопотребления по результатам измерений, скорректированная на нормативные значения параметров наружного климата, сравнивается с удельным теплопотреблением для рассматриваемого здания из табл. 8, 9 СНиП 23-02-2003, и делается вывод о соответствии фактической энергоэффективности в условиях реальной эксплуатации расчетной величине.

9. Расчет лимитов требуемой тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

9.1. Лимит требуемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию рассчитывается в соответствии с п. 4 как количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период при нормативных значениях параметров наружного климата, с учетом проектных значений приведенного сопротивления теплопередаче и воздухопроницанию наружных ограждений и при коэффициенте эффективности системы автоматического регулирования подачи теплоты на отопление η= 0,5 (наличие только центрального регулирования в ЦТП).

9.2. Лимит требуемой тепловой энергии на горячее водоснабжение рассчитывается в соответствии с п. 5.

Приложение 1

Нормативные ссылки

1. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

2. ГОСТ 31168-2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление.

3. МГСН 3.01-01. Жилые здания.

4. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.

5. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.

6. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

7. СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

8. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий.

9. Стандарт АВОК-1-2004. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена.

Приложение 2

Термины и определения

Приложение 3

Определение расхода инфильтрующегося воздуха в жилых зданиях с герметичными оконными проемами
(сопротивление воздухопроницанию превышает 0,9 м2ּч/кг)

1. В жилых зданиях независимо от принципа побуждения вентиляции с сопротивлением воздухопроницанию оконных проемов более 0,9 м² ּ^ּч/кг вентиляционная норма воздуха в квартирах, как правило, превышает объем инфильтрующегося через проемы воздуха под действием разности давлений на наружной и внутренней поверхностях окон даже на уровне первого этажа. Поэтому в таких зданиях часовой расход инфильтрующегося воздуха в средние за отопительный период сутки определяется расходом инфильтрующегося воздуха через окна, витражи и входные наружные двери лестнично-лифтового узла, включая пожарные двери наружных переходов в лоджиях и, если есть, то и встроенно-пристроенных нежилых помещений.

2. Количество инфильтрующегося воздуха через окна, витражи и двери лестнично-лифтовогоузла G_inf,_ЛЛУ, кг/ч, рассчитывается исходя из того, что эти проемы ориентированы на наветренный фасад и находятся под разрежением:

  (3.1)

где A_F, A_F.S, A_F.k, A_ed - суммарная площадь соответственно окон, витражей, балконных дверей наружных переходов и входных наружных дверей лестнично-лифтового узла, м²;

R_a.F, R_a.F.S, R_a.F.k, R_a.ed - сопротивление воздухопроницанию заполнений перечисленных выше проемов, м²ּч/кг, при разности давлений наружного и внутреннего воздуха на ограждающих конструкциях ΔР = 10Па; принимается из сертификата или по результатам испытаний (допускается принимать R_a.F = 0,6 м²ּч/кг, R_a.F.S = 1 м²ּч/кг, R_a.F.k = 0,47 м²ּч/кг, R_a.ed = 0,14 м²ּч/кг.

ΔР_F.ЛЛУ, ΔP_ed - расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха соответственно для заполнений этих проемов (окон, витражей и балконных дверей переходов) на уровне середины здания (по высоте) и входных наружных дверей на уровне их центра, Па:

                                  (3.2)

                                                    (3.3)

где Н - высота здания от пола первого этажа до устья шахты, м;

 - удельный вес, Н/м³, соответственно наружного воздуха при средней температуре отопительного периода и воздуха помещения;

ν- средняя за отопительный период скорость ветра, м/с.

Коэффициент , учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха через входные вестибюли и лестнично-лифтовой узел, определяется по формуле (3.4) и подставляется в формулу (5):

                                                                (3.4)

где - то же, что в формуле (5);

G_inf.ЛЛУ - тоже, что в формуле (3.1).

3. Во встроенно-пристроенных к жилому зданию помещениях общественного назначения, оборудованных только вытяжной естественной или механической вентиляцией и при отсутствии термостатов на отопительных приборах и системы автоматического регулирования центрального отопления с коррекцией по температуре внутреннего воздуха в помещениях, расход инфильтрующегося воздуха в нерабочее время следует принимать равным расходу приточного воздуха в рабочее время. Это связано с тем, что отопительные приборы подобраны с учетом нагрева последнего и, несмотря на то, что объем инфильтрации будет меньше нормативного воздухообмена, снизить теплоотдачу отопительных приборов нечем и надо принимать воздухообмен в течение всех суток независимо от режима работы равным L_ν.о.

4. Во встроенно-пристроенных к жилому зданию помещениях общественного назначения, система отопления которых оборудована термостатами, количество инфильтрующегося воздуха через закрытые окна, витражи и двери в нерабочее время будет зависеть от их сопротивления воздухопроницанию и от расчетной разности давлений. Разность давлений следует определять на уровне встроенного этажа, полагая, что все помещения находятся с наветренной стороны, - с использованием формул (3.2) и (3.3), подставляя в них значения расчетных температур внутреннего воздуха (в помещении офисов - 20 °С, лечебного учреждения - 21 °С, детского дошкольного учреждения - 22 °С, торговых залов - 16-18 °С, а лестничной клетки и входных вестибюлей - 16 °С).

Количество инфильтрующегося воздуха за нерабочее время в течение недели складывается с количеством требуемого для вентиляции воздуха в рабочее время, делится на число часов в неделю и подставляется в формулу (5) вместо L_ν.о.

Приложение 4

Определение расхода инфильтрующегося воздуха в существующих жилых зданиях строительства до 2000 г.

Жилые здания строительства до 2000 г характеризуются низкой герметичностью оконных проемов, вследствие чего расход инфильтрующегося воздуха через эти проемы под действием гравитационного и ветрового напоров зачастую превышает требуемый для вентиляции. Расход инфильтрующегося воздуха G_inf, кг/ч, в здании находится по следующей эмпирической зависимости*:

                         (4.1)

где G._inf.кв - средняя (по зданию) величина инфильтрации через окна одной квартиры, кг/ч;

К_кв - количество квартир в здании;

 - то же, что в формуле (3);

G_inf.ЛЛУ - величина инфильтрации при t_н = -25 °С через окна и наружные двери помещений лестнично-лифтового узла, приходящаяся на один этаж, кг/ч. Для жилых зданий, не имеющих лестничных клеток, отделенных наружными переходами, G_inf.ЛЛУ принимается в зависимости от площади окон лестнично-лифтовых узлов F_ЛЛУ, м², одного этажа (табл. 4.1). Для жилых зданий с лестничными клетками, отделенными наружными переходами, G_inf.ЛЛУ принимается в зависимости от этажности здания N и характеристики сопротивления дверей наружных переходов S_дв в диапазонах (0,5-2)ּ10^-3 Паּч/кг² (первая величина для неуплотненных закрытых дверей) (табл. 4.2);

* Этот метод определения инфильтрации воздуха в жилом здании разработан в МНИИТЭП на основе обобщения серии расчетов воздушного режима на ЭВМ. Он позволяет определить суммарный расход инфильтрующегося воздуха во всех квартирах здания с учетом разгерметизации окон верхних этажей для обеспечения санитарной нормы притока в жилые комнаты и с учетом особенности инфильтрации воздуха через окна и двери в лестнично-лифтовом узле. Метод опубликован в журнале «Водоснабжение и санитарная техника», 1987, № 9.

Таблица 4.1

 

Таблица 4.2

 

N - количество этажей в здании, умноженное на число секций.

Средняя величина инфильтрации через окна одной квартиры G_inf.кв определяется по формуле

G_inf.кв = G_{закр.кв.}β_Fiβ_н,                                                                  (4.2)

где G_{закр.кв} - средняя величина инфильтрации при закрытых окнах для одной квартиры с F_{ок.ср.кв}/R_и =74,6 кг/ч (см. пример расчета в прил. 5). Значения G_{закр.кв} приведены в табл. 4.3;

F_{ок.ср.кв} - средняя по зданию площадь окон и балконных дверей одной квартиры, м²;

R_и - сопротивление воздухопроницанию окон по данным натурных испытаний, м²ּч/кг, при ΔР = 10Па;

β_Fi - коэффициент, зависящий от фактической для данного здания величины F_{ок.ср.кв}/R_и, определяемый по формуле

                                                              (4.3)

Р_н - коэффициент, учитывающий увеличение инфильтрации до вентиляционной нормы воздуха за счет открывания форточек, фрамуг и т. п. Определяется по табл. 4.4.

Таблица 4.3

Таблица 4.4

Примечания:

1) при > 2 принимать β_н = 2;

2) при регулировании с коррекцией по температуре внутреннего воздуха величину G_{закр.кв} принимать при отсутствии ветра

Минимально необходимая величина инфильтрации в квартирах, включающая санитарную норму приточного воздуха для жилых комнат и количество воздуха, поступающего через закрытые окна на кухне , кг/ч, определяется по формуле:

                                       (4.4)

где F_ж.ср - средняя по зданию жилая площадь одной квартиры, м²;

G_{закр.кв}, β_Fi, F_{ок.ср.кв}, - то же, что в формуле (4.2);

F_{ок.ср.кух} - средняя по зданию площадь окон в одной кухне, м².

Коэффициент к_ν, учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха в квартирах по сравнению с требуемым воздухообменом в них, вычисляется по формуле (4.5) и подставляется в формулу (5):

                                                                      (4.5)

Приложение 5

Пример расчета количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого здания

5.1. Пример расчета количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию 16-этажного 4-секционного 256-квартирного жилого здания серии ПЗ/16, построенного до 2000г.

Исходные данные:

- Средняя жилая площадь квартиры Г_ж.ср = 39,15 м², площадь пола кухни 11 м², средняя площадь окон и балконных дверей квартиры F_{ок.ср.кв} = 9,1 м², площадь окон в кухне F_ок..кух = 2,13 м², площадь окон в холле и лестничной клетке на один этаж секции F_ЛЛУ = 3,6 м², площадь наружных стен (без окон и балконных дверей) 9356 м², площадь окон, балконных и наружных входных дверей в здании 2598 м², площадь перекрытия 1380 м². Строительный объем отапливаемой части здания 51 380 м³.

- Сопротивление теплопередаче R_о составляет для наружных стен R_о.ст = 0,84 м²ּ°С/Вт, для перекрытия над техподпольем здания R_и = 0,57 м²ּ°С/Вт, для чердачного перекрытия R_о.пер = 0,33 м²ּ°С/Вт, для окон и балконных дверей R_о.ок = 0,344 м²ּ°С/Вт. Здание оборудовано «теплым» чердаком, являющимся сборной камерой удаляемого вытяжной вентиляцией воздуха, расчетная температура воздуха в нем 16°С. По техподполью здания проходят трубопроводы отопления и горячего водоснабжения, расчетная температура воздуха в техподполье 14 °С.

- Сопротивление воздухопроницанию окон с пенополиуретановыми прокладками по данным натурных испытаний R_и = 0,57м²ּчּПа^2/3/кг или R_и = 0,57ּ(1/10)^2/3 = 0,122 м²ּч/кг при ΔР= 10Па, что ниже отвечающих требованию по герметичности R_и = 0,9 м²ּч/кг, поэтому расчет воздухообмена выполняется по прил. 4.

Порядок расчета:

5.1.1. Для определения минимально необходимой величины инфильтрации в квартирах найдем среднюю величину инфильтрации при закрытых окнах для одной квартиры G_{закр.кв} и коэффициент β_Fi.

По табл. 4.3 путем интерполяции вычисляем, что G_{закр.кв} =181 кг/ч при = -3,1 °С и ν = 3,8 м/с.

Коэффициент β_Fi определяем по формуле (4.3):

Таким образом, по формуле (4.4):

.

5.1.2. По табл. 4.4 путем интерполяции вычисляем, что β_н = 1,1 при ν > 3 м/с и

Среднюю (по зданию) величину инфильтрации через окна одной квартиры G_inf.кв вычисляем по формуле (4.2):

G_inf.кв = 181ּ1ּ1,1 = 199 кг/ч.

5.1.3. По табл. 4.1 путем интерполяции вычисляем, что G_inf.ЛЛУ =111 кг/ч при F_ллу = 3,6 м².

Расход инфильтрующегося воздуха в жилом здании G_inf рассчитываем по формуле (4.1):

G_inf=199ּ256+(0,57+0,0172ּ3,1)ּ111ּ16ּ4 = 55 372 кг/ч.

5.1.4. Коэффициент к_ν, учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха в квартирах по сравнению с требуемым воздухообменом в них, находим по формуле (4.5):

(Если сопротивление воздухопроницанию оконных проемов было бы R_и = 0,5 м²ּч/кг при ΔР= 10Па, то k_ν= 1,22.)

5.1.5. Величину градусо-суток отопительного периода D_d определяем по формуле (3):

D_d = (20 + 3,1)ּ214 = 4943°Сּсут.

5.1.6. Теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации за отопительный период находим по формуле (5):

=6,7ּ10^-3ּ55372ּ1ּ4943=1 833 815 кВтּч.

5.1.7. Теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период определяем по формуле (2):

5.1.8. Бытовые тепловыделения с учетом удельной величины бытовых теплопоступле-ний q_int =17 Вт/м² определяем по формуле (7):

 = 17ּ39,15ּ256ּ214ּ24ּ10^-3 = 875 076 кВтּч

 

5.1.9. Теплопоступления от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов восток-запад при I_к = 238 кВтּч/м², K_F = 0,75, τ_F= 0,85 вычисляем по формуле (8):

= 238ּ9,1ּ256ּ0,75ּ0,85 = 353 460 кВтּч.

5.1.10. Количество тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период  при наличии авторегулирования подачи теплоты только в ЦТП (η = 0,5) определяем по формуле (1):

 = [2294525+1833815-(875076+353460)ּ0,8ּ0,5]ּ1,13 = 4 109 730кВтּч.

5.1.11. Удельный расчетный расход тепловой энергии определяем по формуле (9):

где 0,6 - коэффициент пересчета площади жилых комнат на площадь квартиры.

5.2. Пример расчета количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого здания с архитектурно-планировочными решениями и площадями ограждающих конструкций аналогичными зданию, рассматриваемому в предыдущем примере.

Исходные данные те же, что в п. 5.1, за исключением дополнительного утепления стен до нормируемого сопротивления теплопередаче R_о.ст = 3,15 м²ּ°С/Вт и применения герметичных окон в виде двухкамерных стеклопакетов в одинарных ПВХ-переплетах (R_F = 0,56 м²ּ°С/Вт, R_a.F.k = 0,9 м²ּч/кг, R_a.F.ЛЛУ = 0,6 м²ּч/кг) и входных наружных дверей площадью 52 м² (R_ed =0,8 м²ּ°С/Вт, R_a.ed = 0,14 м²ּч/кг).

Порядок расчета:

5.2.1. Теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции за отопительный период  вычисляем по формуле (2):

5.2.2. Теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации за отопительный период  рассчитываем согласно методике, изложенной в прил. 3.

5.2.2.1. Расчетную разность давлений наружного и внутреннего воздуха на окнах лестнично-лифтового узла и входных дверях при высоте здания до верха вытяжной шахты Н = 50 м определяем по формулам (3.2) и (3.3):

ΔР_F.ЛЛУ=0,28ּ50ּ(12,83-11,98)+0,03ּ12,83ּЗ,8² = 17,5Па,

ΔР_еd = 0,55ּ50ּ(12,83-11,98)+0,03ּ12,83ּЗ,8² = 28,9Па.

5.2.2.2. Расход инфильтрующегося воздуха, поступающего в лестнично-лифтовой узел, G_inf.ЛЛУ при площади окон лестнично-лифтового узла A_F = 216 м², а входных дверей А_еd = 52м², определяем по формуле (3.1);

5.2.2.3. Требуемый воздухообмен в квартирах здания определяем знаменателем формулы (4,5), принимая норму воздухообмена 3,6 кг/ч на м² жилой площади:

3,6ּ39,15ּ256 = 36 080 кг/ч.

5.2.2.4. Коэффициент к_ν, учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха в квартирах по сравнению с воздухообменом в них, вычисляем по формуле (3.4):

5.2.2.5. Теплопотери здания за счет вентиляционного воздухообмена с учетом инфильтрации за отопительный период  находим по формуле (5):

=6,7ּ10^-3ּ36080ּ1,032ּ1ּ4943=1 233 140 кВтּч.

5.2.3. Бытовые тепловыделения  с учетом удельной величины бытовых теплопоступлений q_int=17 Вт/м² вычисляем по формуле (7):

=17ּ39,15ּ256ּ214ּ24ּ10^-3 = 875 076 кВтּч.

5.2.4. Теплопоступления от солнечной радиации с учетом ориентации фасадов восток-запад при I_к = 238 кВтּч/м², K_F = 0,78, τ_F = 0,76 находим по формуле (8):

=238ּ9,1ּ256ּ0,78ּ0,76=328 676 кВтּч.

5.2.5. Количество потребленной тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период  при наличии авторегулирования теплоотдачи отопительных приборов и автоматизированного узла управления однотрубной системой отопления на вводе (эффективность автоматизации η = 0,9) рассчитываем по формуле (1):

=[976660+1233140-(875076+32867б)ּ0,8ּ0,9]ּ1,13 = 1 517 700 кВтּч.

5.2.6. Удельный расчетный расход тепловой энергии  определяем по формуле (9):

5.2.7. Сопоставление двух примеров расчета позволяет оценить экономию тепловой энергии от перехода на проектирование зданий по СНиП 23-02-2003. В количественном отношении экономия составляет 246-91 = 155кВтּч/м², или в 246/91 =2,7 раза.

5.3. Ниже показывается, как рассчитать экономию тепловой энергии от проведения отдельных энергосберегающих мероприятий по отношению к существующим жилым зданиям.

5.3.1. Выполнение в существующих жилых зданиях, построенных до 2000 г., автоматического регулирования системы отопления путем осуществления пофасадного автоматического регулирования с использованием датчиков температуры внутреннего воздуха либо установкой термостатов на каждом отопительном приборе и устройством автоматического регулирования подачи теплоты на отопление на вводе в здание позволит сократить удельное теплопотребление на отопление и вентиляцию жилого здания на 27 кВтּч/м², или на 11 %:

'=[2294525+1833815-(875076+353460)ּ0,8ּ0,9]ּ1,13=3665490 кВтּч,

т. е. экономия теплоты составит 246-219=27кВтּч/м², или 27ּ100/246=11 %.

Если оценивать экономию теплоты от автоматизации отопления по отношению к зданию, теплозащита которого выполнена в соответствии с требованиями 2000 г., то снижение удельного теплопотребления составит примерно ту же величину (26 кВтּч/м²), но в сравнении с абсолютным теплопотреблением это будет 22 %:

=[976660+1233140-(875076+328676)ּ0,8ּ0,5]ּ1,13=1952980 кВтּч,

т. е. экономия теплоты составит 117-91=26кВтּч/м², или 26ּ100/117=22 %.

5.3.2. Утепление стен здания до нормативного значения по сопротивлению теплопередаче с R_о.cт=0,84м²ּ°С/Вт до R_о.ст=3,15м²ּ°С/Вт приведет к снижению удельного теплопотребления на 66 кВт-ч/м²:

т. е. экономия теплоты составит 246-180=66 кВтּч/м².

5.3.3. Замена окон c R_F=0,344м²ּ°С/Вт на более теплые с R_F=0,56м²ּ°С/Вт и более герметичные позволит снизить удельное теплопотребление на

Из них уменьшение инфильтрации из-за повышения сопротивления воздухопроницанию оконных проемов с R_и=0,122м²ּч/кг до R_и=0,9м²ּч/кг приводит к экономии теплоты в 40 кВтּч/м²:

т. е. экономия теплоты от повышения сопротивления воздухопроницанию окон составила 157-117=40 кВтּч/м² из 63 кВтּч/м², полученных за счет замены окон.

Приведенные примеры демонстрируют возможность данного руководства оценивать энергетическую эффективность энергосберегающих мероприятий. Зная стоимость инвестиций в энергосберегающие мероприятия, можно рассчитать срок их окупаемости (инвестиционную привлекательность) в соответствии с разработанным НП «АВОК» «Положением об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции».