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_{in t} =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».

Дата добавления: 2015-11-28