Расчет потребления тепловой энергии за сутки. Расчет тепловой нагрузки на отопление здания: формула, примеры. Нормируемый со дня вступления в силу требований
Системы отопления и приточной вентиляции должны работать в зданиях при среднесуточных температурах наружного воздуха tн.сут от +8С и ниже в районах расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления до -30С и при tн.сут от +10С и ниже в районах расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже -30С. Значения продолжительности отопительного периода Nо и средней температуры наружного воздуха tн.ср приведены в и для некоторых городов России в приложении А. Например, для Вологды и прилегающих к ней районов Nо= 250 сут/год, а tн.ср = - 3,1С при tн.сут=+10С.
Расходы тепловой энергии в ГДж или Гкал на отопление и вентиляцию зданий за определенный период (месяц или отопительный сезон) определяются по следующим формулам
Qо.= 0,00124NQо.р(tвн - tн.ср)/(tвн - tн.р),
Qв.= 0,001ZвNQв.р(tвн - tн.ср)/(tвн - tн.р),
где N - число суток в расчетном периоде; для систем отопления N - это продолжительность отопительного сезона Nо из приложения А или число дней в конкретном месяце Nмес; для приточных систем вентиляции N - это число рабочих дней предприятия или учреждения в течение месяца Nм.в или отопительного сезона Nв, например, при пятидневной рабочей неделе Nм.в= Nмес5/7, а Nв = Nо5/7;
Qо.р, Qв.р - расчетная тепловая нагрузка (максимальный часовой расход) в МДж/ч или Мкал/ч на отопление или вентиляцию здания, вычисляемая по формулам.
tвн - средняя температура воздуха в здании, приведенная в приложении Б;
tн.ср - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период (отопительный сезон или месяц), принимаемая по или по приложению Б;
tн.р - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) ;
Zв - число часов работы приточных систем вентиляции и воздушно-тепловых завес в течение суток; при односменной работе цеха или учреждения принимается Zв = 8 час/сут, при двухсменной - Zв = 16 час/сут, при отсутствии данных в целом для микрорайона Zв = 16 час/сут.
Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение Qгв.год в ГДж/год или Гкал/год определяется по формуле
Qгв.год = 0,001Qсут (Nз + Nл Kл),
где Qсут - суточный расход теплоты на горячее водоснабжение здания в МДж/сут или Мкал/сут, вычисленный по формуле;
Nз - число суток потребления горячей воды в здании за отопительный (зимний) период; для жилых домов, больниц, продуктовых магазинов и других зданий с ежедневной работой систем горячего водоснабжения Nз принимается равным продолжительности отопительного сезона Nо; для предприятий и учреждений Nз - это число рабочих дней в течение отопительного периода, например при пятидневной рабочей неделе Nз= Nо5/7;
Nл - число суток потребления горячей воды в здании за летний период; для жилых домов, больниц, продуктовых магазинов и других зданий с ежедневной работой систем горячего водоснабжения Nл = 350 - Nо, где 350 - расчетное число суток в году работы систем ГВ; для предприятий и учреждений Nл - это число рабочих дней в течение летнего периода, например при пятидневной рабочей неделе Nл = (350 - Nо) 5/7;
Kл - коэффициент, учитывающий снижение расхода теплоты на ГВ из-за более высокой начальной температуры нагреваемой воды, которая зимой равна tх.з=5 град, а летом в среднем tх.л = 15 град; при этом коэффициент Kл будет равен Kл = (tг - tх.л)/(tг - tх.з) = (55 - 15)/(55 - 5) = 0,8; при заборе воды из скважин может оказаться tх.л = tх.з и тогда Kл = 1,0;
Коэффициент, учитывающий возможное уменьшение количества потребителей горячей воды в летнее время в связи с отъездом части жителей из города на отдых и принимаемый для жилищно-коммунального сектора равным = 0,8 (для курортных и южных городов = 1,5), а для предприятий = 1,0.
Приложение 2 к статье В.И. Ливчака «Базовый уровень потребления энергетических ресурсов при установлении требований энергетической эффективности зданий», опубликованной в журнале "ЭНЕРГОСОВЕТ" 6/2013
В СП 30.13330 приводятся таблицы А.2 и А.3 нормируемых средних за год суточных расходов воды, в том числе горячей, л/сут, на 1 жителя в жилых домах и на 1 потребителя в зданиях общественного и производственного назначения. Для определения годового теплопотребления на горячее водоснабжение эти показатели должны быть пересчитаны на средние за отопительный период расчетные расходы воды.
1. Средний расчетный за сутки отопительного периода расход горячей воды на одного жителя в жилом здании g гв.ср.от.п.ж , л/сут, определяется по формуле:
g гв.ср.от.п.ж. = a гв.табл.А.2 ·365 / [ z от + a ·(351- z от )]; (П.2.1)
То же в общественном и производственном зданиях:
g гв.ср.от.п.н/ж = a гв.табл.А.3 ·365/351, (П.2.2)
где a гв.табл.А.2 или А.3 - расчетный средний за год суточный расход горячей воды на 1 жителя из табл. А.2 или 1 потребителя общественного и производственного здания из табл. А.3 СП 30.13330.2012;
365 - количество суток в году;
351 - продолжительность пользования централизованным горячим водоснабжением в течение года с учетом выключения на ремонт, сут.;
z от. - длительность отопительного периода;
a - коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период a = 0,9, для остальных зданий a = 1.
2. Удельный среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение q гв , Вт/м 2 , определяется по формуле:
q гв = [ g гв.ср.от.п ·(t гв - t хв ) ·(1 + k hl ) r w c w ] / (3,6·24·А h ), (П.2.3)
где g гв.ср.от.п - то же, что в формуле (П.1) или (П.2);
t гв - температура горячей воды, принимаемая в местах водоразбора равной 60°C в соответствии с СанПиН 2.1.4.2496;
t хв - температура холодной воды, принимаемая равной 5°C;
k hl - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения; принимается согласно нижеследующей таблицы П.1, для ИТП жилых домов с централизованной системой гвс k hl = 0,2; для ИТП общественных зданий и для жилых домов с квартирными водонагревателями k hl = 0,1;
r w - плотность воды, равная 1 кг/л;
c w - удельная теплоемкость воды, равная 4,2 Дж/(кг·°С);
А h - норма общей площади квартир на 1 жителя или полезной площади помещений на 1 пользователя в общественных и производственных зданиях, принятое значение в зависимости от назначения здания приведено в табл.П.2.2.
Таблица П.2.1. Значение коэффициента k hl , учитывающего потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения
Таблица П.2.2. Нормы суточного расхода горячей воды потребителями и удельной часовой величины тепловой энергии на ее нагрев в средние за отопительный период сутки, а также значения удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение, исходя из нормативной площади на 1-го измерителя для центрального региона с z от. = 214 суток.
Потребители | Изме-ри-тель | Норма расхода горячей воды из табл.А.2 СП 30. 13330. 2012 за год a гвс , л/сутки | Норма общей, полез-ной площа-ди на 1 изме-ритель S а , м 2 /чел. | Удельный средне-часовой расход тепловой энергии на гвс за отопител. период q гв, Вт/м 2 | Удельный годовой расход тепловой энергии на гвс q гв. год, кВт·ч/м 2 общей площади |
||
Жилые дома независимо от этаж-ности с централизованным горя-чим водоснабжением оборудован-ные умывальниками, мойками и ваннами, с квартирными регуля-торми давления КРД | |||||||
То же с умывальниками, мойками и душем с КРД | |||||||
Жилые дома с водопроводом, ка-нализацией и ваннами с газовыми водонагревателями | |||||||
То же с водонагревателями, рабо-тающими на твердом топливе | |||||||
Гостиницы и пансионаты с ван-нами во всех отдельных номерах | |||||||
То же с душами во всех отдельных номерах | |||||||
Больницы с санитарными узла-ми, приближенными к палатам | 1боль-ной | ||||||
То же с общими ваннами и душами | |||||||
Поликлиники и амбулатории (10 м 2 на одного медработника, работа в 2 смены и 6 пациентов на 1 работника) | 1боль-ной в смену | ||||||
1раб.в смену | |||||||
Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей и столовыми, работающими на полуфабрикатах | 1ребе-нок | ||||||
То же с круглосуточным пребыванием детей | |||||||
То же со столовыми, работаю-щими на сырье, и прачечными | |||||||
Общеобразовательные школы с душевыми при гимнастических за -лах и столовыми на п/фабрикатах | 1учащ.1пре-пода-ватель | ||||||
Физкультурно-оздоровительные комплексы со столовыми на полуфабрикатах | |||||||
Кинотеатры, залы собраний // театры, клубы и досугово-развлекательные учреждения | 1 зри-тель | ||||||
Административные здания | 1работающий | ||||||
Предприятияобщественного пи-тания для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале | 1блю-до на 1 место | ||||||
Магазины продовольственные | 1работающ. | ||||||
Магазины промтоварные | |||||||
Производственные цеха и техно-парки с тепловыдел. менее 84 кДж | 1работающ. | ||||||
Склады | |||||||
Примечания: * - над чертой и без черты базовые значения, под чертой с учетом оснащенности квартир водосчетчиками и из условия, что при квартирном учете происходит 40% сокращение тепловодопотребления. В зависимости от % оснащенности квартир водосчетчиками: q гв.в/сч год = q гв. год · (1-0,4· N кв.в/сч / N кв ); где q гв. год - по формуле (П.2.4); N кв - количество квартир в доме; N кв.в/сч - количество квартир, в которых установлены водосчетчики. 1. Нормы расхода воды в графе 3 установлены для I и II климатических районов, для III и IV районов следует принимать с учетом коэффициента из табл. А.2 СП 30.13330. 2. Нормы расхода воды установлены для основных потребителей и включают все дополнительные расходы (обслуживающим персоналом, посетителями, душевыми для обслуживающего персонала, на уборку помещений и т.п.). Потребление воды в групповых душевых и на ножные ванны в бытовых помещениях производственных предприятий, на приготовление пищи на предприятиях общественного питания, а также на водолечебные процедуры в водолечебницах и приготовление пищи, входящих в состав больниц, санаториев и поликлиник, надлежит учитывать дополнительно. 3. Для водопотребителей гражданских зданий, сооружений и помещений, не указанных в таблице, нормы расхода воды следует принимать как для потребителей, аналогичных по характеру водопотребления. 4. На предприятиях общественного питания количество блюд (^), реализуемых за один рабочий день, допускается определять по формуле U = 2,2 ·n·m n ·T·ψ ; где n - количество посадочных мест; m n - количество посадок, принимаемых для столовых открытого типа и кафе - 2; для столовых студенческих и при промышленных предприятиях - 3; для ресторанов -1,5; T - время работы предприятия общественного питания, ч; ψ - коэффициент неравномерности посадок на протяжении рабочего дня, принимаемый: для столовых и кафе - 0,45; для ресторанов - 0,55; для других предприятий общественного питания при обосновании допускается принимать 1,0. 5. В настоящей таблице удельный часовой норматив тепловой энергии q hw , Вт/м 2 на нагрев нормы расхода горячей воды в средние сутки отопительного периода с учетом потерь теплоты в трубопроводах системы и полотенцесушителях соответствует указанной в соседнем столбце принятой величине общей площади квартиры в жилом доме на одного жителя или полезной площади помещений в общественном здании на одного больного, работающего, учащегося или ребенка, S а , м 2 /чел.. Если в действительности окажется иная величина общей или полезной площади на одного человека, S а. i , то удельный норматив тепловой энергии данного конкретного дома q hw . i следует пересчитать по следующей зависимости: q hw . i = q hw . · S а / S а. i | |||||||
| скачать бесплатно Методика расчета удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий , В.И. Ливчак,
Описание:
Одним из ключевых направлений повышения энергоэффективности экономики является снижение энергопотребления строящихся и эксплуатируемых зданий. В статье рассмотрены основные показатели, влияющие на определение годовых расходов энергии на эксплуатацию здания.
Определение годовых расходов энергии на эксплуатацию зданий
А. Л. Наумов , генеральный директор ООО «НПО Термэк»
Г. А. Смага , технический директор АНО «РУСДЕМ»
Е. О. Шилькрот , зав. лабораторией ОАО «ЦНИИПромзданий»
Одним из ключевых направлений повышения энергоэффективности экономики является снижение энергопотребления строящихся и эксплуатируемых зданий. В статье рассмотрены основные показатели, влияющие на определение годовых расходов энергии на эксплуатацию здания.
До настоящего времени в проектной практике, как правило, определялись только расчетные максимальные нагрузки на системы тепло- и электропотребления, годовые расходы энергии на комплекс систем инженерного обеспечения зданий не нормировался. Расчет расходов тепла за отопительный период носил справочно-рекомендательный характер .
Предпринимались попытки контролировать на проектной стадии годовые расходы тепловой энергии на системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения .
В 2009 году для Москвы был разработан Стандарт АВОК «Энергетический паспорт проекта здания к СНиП 23-02, МГСН 2.01 и МГСН 4.19» .
В этом документе в значительной степени удалось устранить недочеты предыдущих методик определения удельных энергетических показателей здания за отопительный период, но вместе с тем, с нашей точки зрения, и он нуждается в уточнениях.
Так, использование в качестве аргумента при определении удельных затрат тепла комплекса градусо-сутки представляется не вполне корректным, а при определении удельных затрат электроэнергии – нелогичным. Трансмиссионные потери тепла в районах с различной температурой наружного воздуха примерно одинаковы, так как корректируются величиной сопротивления теплопередаче. Затраты тепла на нагрев вентиляционного воздуха напрямую зависят от температуры наружного воздуха. Целесообразно устанавливать показатели удельных затрат энергии в расчете на 1 м 2 в зависимости от климатической зоны.
Для всех жилых и общественных зданий при определении тепловых нагрузок на системы отопления и вентиляции за отопительный период принимается одинаковая (для заданного региона) продолжительность отопительного периода, средняя температура наружного воздуха и соответствующий показатель градусо-суток. Продолжительность отопительного периода определяется для теплоснабжающих организаций из условия установления среднесуточной температуры наружного воздуха за 5-дневный период +8 ˚C, а для ряда медицинских и образовательных учреждений +10 ˚C. По многолетней практике эксплуатации большинства зданий в прошлом веке при такой наружной температуре уровень внутренних тепловыделений и инсоляции не позволял снижаться температуре воздуха в помещениях ниже +18…+20 ˚C.
С тех пор многое изменилось: значительно выросли требования к теплозащите наружных ограждений зданий, выросла бытовая энергоемкость домохозяйств, существенно возросла энерговооруженность рабочих мест персонала общественных зданий.
Очевидно, что температура в помещениях +18…+20 ˚C обеспечивается в это время внутренними тепловыделениями и инсоляцией. Запишем следующее соотношение:
Здесь Q вн, t в, t н, ΣR огр – соответственно величина внутренних тепловыделений и инсоляции, температура внутреннего и наружного воздуха, средневзвешенное по площади сопротивление теплопередаче наружных ограждений.
При изменении значений Q вн и ΣR огр получим (относительно принимаемых в ):
(2)
Поскольку значения Q вн и ΣR огр увеличились, в современных условиях величина tн уменьшится, что вызовет сокращение продолжительности отопительного периода.
Как следствие, в ряде жилых новостроек фактические сроки потребности в отоплении сместились к наружной температуре +3…+5 ˚C, а в офисах с напряженным графиком работы к 0…+2 ˚C и даже ниже. Это означает, что системы отопления с адекватной системой регулирования и автоматизации до наступления соответствующей температуры наружного воздуха будут блокировать подачу теплоты в здание.
Можно ли пренебречь этими обстоятельствами? Сокращение продолжительности отопительного периода по данным метеонаблюдений в Москве за 2008 год при переходе от «стандартной» наружной температуры +8 ˚C с 216 суток снижается при +4 ˚C до 181 суток, при +2 ˚C до 128 суток, а при 0 ˚C до 108 суток. Показатель градусо-суток уменьшается соответственно до 81, 69 и 51 % от базового уровня при +8 ˚C.
В таблице приведены обработанные данные метеонаблюдений за 2008 год.
| Изменение годовой нагрузки на систему отопления в зависимости от продолжительности отопительного периода |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Не трудно показать на примере вероятные ошибки недоучета фактической продолжительности отопительного периода. Воспользуемся примером для высотного здания, приведенным в Стандарте АВОК:
Теплопотери через наружные ограждающие конструкции за отопительный период равны 7 644 445 кВт·ч;
Теплопоступления за отопительный период составят 2 614 220 кВт·ч;
Внутренние тепловыделения за отопительный период при удельном показателе 10 Вт/м 2 составят 7 009 724 кВт·ч/м 2 .
Приняв, что система вентиляции работает с подпором воздуха, а температура приточного воздуха равна нормируемой температуре воздуха в помещениях, нагрузка на систему отопления будет складываться из баланса теплопотерь, внутренних теплопоступлений и инсоляции по формуле, предложенной в стандарте:
где Q ht – теплопотери здания;
Q int – теплопоступления от инсоляции;
Q z – внутренние тепловыделения;
ν, ς, β – поправочные коэффициенты: ν = 0,8; ς = 1;
Подставив наши значения в формулу (3), получим Q i v = 61 822 кВт·ч.
Другими словами, по расчетной модели стандарта годовая нагрузка на систему отопления отрицательная и отапливать здание не нужно.
На самом деле это не так, температура наружного воздуха, при которой наступает баланс трансмиссионных теплопотерь и внутренних теплопоступлений с учетом радиации, равна около +3 ˚C. Трансмиссионные теплопотери в этот период составят 4 070 000 кВт·ч, а внутренние теплопоступления с понижающим коэффициентом 0,8 – 3 200 000 кВт·ч. Нагрузка на систему отопления составит 870 000 кВт·ч.
В подобном уточнении нуждается и расчет годового потребления тепловой энергии в жилых зданиях, что нетрудно показать на примере.
Определим, при какой температуре наружного воздуха в весенний и осенний периоды наступает баланс теплопотерь здания, включая естественную вентиляцию и теплопоступления за счет инсоляции и бытовых тепловыделений. Исходные данные взяты из примера для 20-этажного односекционного дома из энергетического паспорта :
Поверхность наружных ограждений – 10 856 м 2 ;
Приведенный коэффициент теплопередачи – 0,548 Вт/(м 2 ·˚C);
Внутренние тепловыделения в жилой зоне – 15,6 Вт/м 2 , в общественной – 6,07 Вт/м 2 ;
Кратность воздухообмена – 0,284 1/ч;
Величина воздухообмена – 12 996 м 3 /ч.
Расчетная среднесуточная величина инсоляции в апреле составит 76 626 Вт, в сентябре-октябре – 47 745 Вт. Расчетная величина среднесуточных бытовых тепловыделений – 84 225 Вт.
Таким образом, баланс теплопотерь и теплопоступлений весной наступит при температуре наружного воздуха +4,4 ˚C, а осенью при +7,2 ˚C.
При этих значениях температуры начала и окончания отопительного периода его продолжительность заметно уменьшится. Соответственно, показатель градусо-суток и годовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию по отношению к «стандартному подходу» следует понизить примерно на 12 %.
Откорректировать расчетную модель по фактической продолжительности отопительного периода возможно с использованием следующего алгоритма:
Для заданного региона путем статистической обработки метеоданных определяется зависимость от наружной температуры продолжительности отопительного периода и показателя градусо-суток (см. табл.).
На основе баланса трансмиссионных теплопотерь с учетом инфильтрации воздуха и внутренних теплопоступлений с учетом инсоляции определяется «балансовая» температура наружного воздуха, которая задает границы отопительного периода. При определении теплопоступлений за счет инсоляции проводятся итерации, так как интенсивность падающей солнечной радиации меняется в зависимости от периодов года.
По метеотаблице определяются фактическая продолжительность отопительного периода и показатель градусо-суток. Далее, по известным формулам определяются трансмиссионные теплопотери, теплопоступления и нагрузка на систему отопления за отопительный период.
Нуждается в корректировке включение в основную расчетную формулу стандарта (1) в состав «общих теплопотерь здания через ограждающую оболочку здания» расходов теплоты на нагрев приточного воздуха по следующим соображениям:
Продолжительность периода работы системы отопления и теплоснабжения систем вентиляции в общем случае не совпадает. В некоторых зданиях теплоснабжение систем вентиляции обеспечивается до температуры наружного воздуха +14…+16 ˚C. В ряде случаев и в холодный период года необходимо определять тепловые нагрузки на вентиляцию не по «явному» теплу, а с учетом энтальпийного теплообмена. Работа воздушно-тепловых завес также не всегда вписывается в отопительный режим.
- «Потребительский подход», устанавливающий баланс между уровнем теплозащиты ограждений и нагрузками на отопление, не корректно распространять на системы вентиляции. Теплоснабжение систем механической вентиляции напрямую не связано с уровнем теплозащиты ограждений.
Распространять коэффициент β, «учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов…», на теплопотребление систем механической вентиляции также неправомерно.
Откорректировать расчетную модель возможно, обеспечив раздельный расчет тепловых нагрузок на системы отопления и механической вентиляции. Для гражданских зданий с естественной вентиляцией расчетная модель может быть сохранена.
Основными направлениями энергосбережения в системах механической вентиляции являются утилизация теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного и системы с переменным расходом воздуха.
Стандарт следовало бы дополнить соответствующими показателями снижения тепловых нагрузок, а также разделом, связанным с определением энергетических годовых нагрузок на системы холодоснабжения и кондиционирования воздуха. Алгоритм расчета этих нагрузок такой же, как и для отопления, но по фактической продолжительности периода работы системы кондиционирования воздуха и показателя градусо-суток (энтальпийных суток) в переходный и теплый периоды года. Потребительский подход для зданий с кондиционированием воздуха рекомендуется расширить оценкой уровня теплозащиты наружных ограждений не только для холодного, но и для теплого периода года .
Целесообразно в стандарте регламентировать годовое потребление электрической энергии системами инженерного обеспечения зданий:
Привод насосов в системах отопления, водоснабжения, холодоснабжения;
Привод вентиляторов в системах вентиляции и кондиционирования воздуха;
Привод холодильных машин;
Расходы электроэнергии на освещение.
Методических затруднений определение годовых затрат электрической энергии не вызывает.
Нуждается в уточнении показатель компактности здания, представляющий собой размерную величину – отношение общей поверхности наружных ограждений к объему здания (1/м). По логике стандарта, чем ниже этот показатель, тем выше энергоэффективность здания. Если сравнить двухэтажные здания размерами в плане 8 × 8 м, одно высотой 8 м, а второе 7 м, то первое будет иметь показатель компактности 0,75 (1/м), а второе худший – 0,786 (1/м).
В то же время теплопотребляющая поверхность первого здания будет на 24 м 2 больше при одной и той же полезной площади и оно будет более энергоемким.
Предлагается ввести другой безразмерный показатель компактности здания – отношение полезной отапливаемой площади здания к общей площади наружных ограждений. Эта величина корреспондируется и с нормативами стандарта (энергоемкость на 1 м 2 площади), и с другими удельными показателями (площадь, приходящаяся на одного жителя, сотрудника, внутренние удельные тепловыделения и т. п.). Кроме того, она однозначно характеризует энергоемкость объемно-планировочных решений – чем ниже этот показатель, тем выше энергоэффективность:
K з = S о / S oбщ, (4)
где S общ – общая площадь наружных теплотеряющих ограждений;
S o – отапливаемая площадь здания.
Принципиально важно ввести в энергетический паспорт возможность учета характеристик проекта по регулированию, автоматизации и управлению инженерными системами:
Автоматика перевода систем отопления в дежурный режим;
Алгоритм управления системами вентиляции с изменением температуры приточного воздуха и его расхода;
Динамика систем холодоснабжения, в том числе с использованием аккумуляторов холода;
Управляемые системы освещения с датчиками присутствия и освещенности.
У проектировщиков должен быть инструмент оценки влияния энергосберегающих решений на показатели энергоемкости здания.
Целесообразно включить в состав энергетического паспорта раздел по контролю соответствия фактической энергоемкости здания проектным показателям. Это нетрудно выполнить, основываясь на интегральных показателях домового коммерческого учета тепловой и электрической энергии, расходуемой на системы инженерного обеспечения, с использованием фактических данных метеонаблюдений за год.
Для жилых зданий целесообразно внутренние тепловыделения относить к общей площади квартиры, а не к жилой. В типовых проектах соотношение жилой площади и общей меняется в широких пределах, а в распространенных зданиях со «свободной планировкой» оно вообще не определено.
Для общественных зданий целесообразно ввести показатель теплонапряженности режима эксплуатации и ранжировать его, например, на три категории в зависимости от недельного режима работы, энерговооруженности рабочего места и площади, приходящейся на одного сотрудника, и, соответственно, задавать средние тепловыделения. Имеется достаточная статистика по тепловыделениям оргтехники.
Если этот показатель не регламентировать, то введением произвольных коэффициентов использования оргтехники 0,4, неодновременности заполнения помещения 0,7 можно достичь в офисных помещениях показателя внутренних тепловыделений 6 Вт/м 2 (в стандарте – пример высотного здания). В разделе холодоснабжения этого проекта расчетная потребность в холоде не менее 100 Вт/м 2 , а осредненное значение внутренних тепловыделений задано на уровне 25–30 Вт/м 2 .
В Федеральном законе № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» поставлена задача маркировки энергоэффективности зданий как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации.
Следовало бы в последующих редакциях стандарта учесть результаты дискуссий в НП «АВОК» об учете внутренних тепловыделений в жилых зданиях в расчетном режиме (определении установочной мощности систем отопления) и о настройке термостатов на температуру внутреннего воздуха в квартирах как оборудованных, так и не оборудованных поквартирными приборами учета.
Наработки специалистов НП «АВОК» – Ю. А. Табунщикова, В. И. Ливчака, Е. Г. Малявиной, В. Г. Гагарина, авторов статьи – позволяют рассчитывать на создание в ближайшем времени методики определения энергоемкости зданий, адекватно учитывающей основные факторы воздушно-теплового режима.
НП «АВОК» приглашает к сотрудничеству всех заинтересованных специалистов для решения этой актуальной задачи.
Литература
1. Рысин С. А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов: Справочник. – М. : Машгиз, 1961.
2. Справочник по теплоснабжению и вентиляции в гражданском строительстве. – Киев: Госстройиздат, 1959.
3. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях.
4. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.
5. МГСН 4.19-2005. Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве.
Порядок расчета отопления в жилом фонде зависит от наличия приборов учета и от того, каким способом ими оборудован дом. Существует несколько вариантов комплектации счетчиками многоквартирных жилых домов, и согласно которым, производится расчет тепловой энергии:
- наличие общедомового счетчика, при этом квартиры и нежилые помещения приборами учетами не оборудованы.
- расходы на отопление контролирует общедомовой прибор, а также все или некоторые помещения оборудованы учетными приборами.
- общедомовой прибор фиксации потребления и расхода тепловой энергии отсутствует.
Перед тем как рассчитать количество потраченных гигакалорий, необходимо выяснить наличие или отсутствие контроллеров на доме и в каждом отдельном помещении, включая нежилые. Рассмотрим все три варианта расчета тепловой энергии, к каждому из которых разработана определенная формула (размещены на сайте государственных уполномоченных органов).
Вариант 1
Итак, дом оборудован контрольным прибором, а отдельные помещения остались без него. Здесь необходимо брать во внимание две позиции: подсчет гкал на отопление квартиры, затраты тепловой энергии на общедомовые нужды (ОДН).
В данном случае используется формула №3, которая основана на показаниях общего учетного прибора, площади дома и метраже квартиры.
Пример вычислений
Будем считать, что контроллер зафиксировал расходы дома на отопление в 300 гкал/месяц (эти сведения можно узнать из квитанции или обратившись в управляющую компанию). К примеру, общая площадь дома, которая состоит из суммы площадей всех помещений (жилых и нежилых), составляет 8000 м² (также можно узнать эту цифру из квитанции или от управляющей компании).
Возьмем площадь квартиры в 70 м² (указана в техпаспорте, договоре найма или регистрационном свидетельстве). Последняя цифра, от которой зависит расчет оплаты за потребленную теплоэнергию, это тариф, установленный уполномоченными органами РФ (указан в квитанции или выяснить в домоуправляющей компании). На сегодняшний день тариф на отопление равен 1 400 руб/гкал.
Подставляя данные в формулу №3, получим следующий результат: 300 х 70 / 8 000 х 1 400 = 1875 руб.
Теперь можно переходить ко второму этапу учета расходов на отопление, потраченных на общие нужды дома. Здесь потребуется две формулы: поиск объема услуги (№14) и плата за потребление гигакалорий в рублях (№10).
Чтобы правильно определить объем отопления в данном случае, потребуется суммирование площади всех квартир и помещений, предоставленных для общего пользования (сведения предоставляет управляющая компания).
К примеру, у нас имеется общий метраж в 7000 м² (включая квартиры, офисы, торговые помещения.).
Приступим к вычислению оплаты за расход тепловой энергии по формуле №14: 300 х (1 – 7 000 / 8 000) х 70 / 7 000 = 0,375 гкал.
Используя формулу №10, получаем: 0,375 х 1 400 = 525, где:
- 0,375 – объем услуги за подачу тепла;
- 1400 р. – тариф;
- 525 р. – сумма платежа.
Суммируем результаты (1875 + 525) и выясняем, что оплата за расход тепла составит 2350 руб.
Вариант 2
Теперь проведем расчет платежей в тех условиях, когда дом оснащен общим учетным прибором на отопление, а также индивидуальными счетчиками снабжена часть квартир. Как и в предыдущем случае, подсчет будет проводиться по двум позициям (тепловые энергозатраты на жилье и ОДН).
Нам понадобится формула №1 и №2 (правила начислений согласно показаниям контроллера или с учетом нормативов потребления тепла для жилых помещений в гкал). Вычисления будут проводиться относительно площади жилого дома и квартиры из предыдущего варианта.
- 1,3 гигакалорий – показания индивидуального счетчика;
- 1 1820 р. – утвержденный тариф.
- 0,025 гкал – нормативный показатель расхода тепла на 1 м² площади в квартире;
- 70 м² – метраж квартиры;
- 1 400 р. – тариф на тепловую энергию.
Как становится понятно, при таком варианте сумма платежа будет зависеть от наличия устройства учета в вашей квартире.
Формула №13: (300 – 12 – 7 000 х 0,025 – 9 – 30) х 75 / 8 000 = 1,425 гкал, где:
- 300 гкал – показания общедомового счетчика;
- 12 гкал – количество тепловой энергии, использованной на обогрев нежилых помещений;
- 6 000 м² – сумма площади всех жилых помещений;
- 0,025 – норматив (потребление тепловой энергии для квартир);
- 9 гкал – сумма показателей со счетчиков всех квартир, которые оборудованы приборами учета;
- 35 гкал – количество тепла, затраченного на подачу горячей воды при отсутствии ее централизованной подачи;
- 70 м² – площадь квартиры;
- 8 000 м² – общая площадь (все жилые и нежилые помещения в доме).
Обратите внимание, что данный вариант включает только реальные объемы потребляемой энергии и если ваш дом снабжен централизованной подачей горячей воды, то объем тепла, затраченного на нужды горячего водоснабжения, не учитывается. Это же касается и нежилых помещений: если они отсутствуют в доме, то и в расчет включены не будут.
- 1,425 гкал – количество тепла (ОДН);
- 1820 + 1995 = 3 815 руб. - с индивидуальным счетчиком.
- 2 450 + 1995 = 4445 руб. - без индивидуального устройства.
Вариант 3
У нас остался последний вариант, в ходе которого мы рассмотрим ситуацию, когда на доме отсутствует счетчик тепловой энергии. Расчет, как и в предыдущих случаях, проведем по двум категориям (тепловые энергозатраты на квартиру и ОДН).
Выведение суммы на отопление, проведем при помощи формул №1 и №2 (правила о порядке расчета тепловой энергии с учетом показаний индивидуальных учетных приборов или согласно установленным нормативам для жилых помещений в гкал).
Формула №1: 1,3 х 1 400 = 1820 руб., где:
- 1,3 гкал – показания индивидуального счетчика;
- 1 400 р. – утвержденный тариф.
Формула №2: 0,025 х 70 х 1 400 = 2 450 руб., где:
- 1 400 р. – утвержденный тариф.
Как и во втором варианте, платеж будет зависеть от того, оборудовано ли ваше жилье индивидуальным счетчиком на тепло. Теперь необходимо выяснить объем теплоэнергии, которая была израсходована на общедомовые нужды, и выполнять это нужно по формуле №15 (объем услуги на ОДН) и №10 (сумма за отопление).
Формула №15: 0,025 х 150 х 70 / 7000 = 0,0375 гкал, где:
- 0,025 гкал – нормативный показатель расхода тепла на 1 м² жилой площади;
- 100 м² – сумма площади помещений, предназначенных для общедомовых нужд;
- 70 м² – общая площадь квартиры;
- 7 000 м² – общая площадь (всех жилые и нежилые помещения).
Формула №10: 0,0375 х 1 400 = 52,5 руб., где:
- 0,0375 – объем тепла (ОДН);
- 1400 р. – утвержденный тариф.
В результате проведенных подсчетов мы выяснили, что полная оплата за отопление составит:
- 1820 + 52,5 = 1872,5 руб. – с индивидуальным счетчиком.
- 2450 + 52,5 = 2 502,5 руб. – без индивидуального счетчика.
В приведенных выше расчетах платежей за отопление были использованы данные о метраже квартиры, дома, а также о показателях счетчика, которые могут существенно отличаться от тех, которые есть у вас. Все что вам нужно, это подставить свои значения в формулу и произвести окончательный расчет.
Что собой представляет такая измерительная единица, как гигакалория? Какое отношение она имеет к традиционным киловатт-часам, в которых исчисляется тепловая энергия? Какой информацией необходимо обладать, чтобы правильно произвести расчет Гкал на отопление? В конце концов, какую формулу необходимо использовать во время расчета? Об этом, а также о многом другом пойдет речь в сегодняшней статье.
Что собой представляет Гкал?
Начать следует со смежного определения. Под калорией подразумевается определенное количество энергии, которое требуется для нагрева одного грамма воды до одного градуса по Цельсию (в условиях атмосферного давления, разумеется). И ввиду того, что с точки зрения расходов на отопление, скажем, дома, одна калория – это мизерная величина, то для расчетов в большинстве случаев применяются гигакалории (или сокращенно Гкал), соответствующие одному миллиарду калорий. С этим определились, движемся дальше.
Применение данной величины регламентируется соответствующим документом Министерства топлива и энергетики, изданным еще в 1995-м году.
Обратите внимание! В среднем норматив потребления в России на один квадратный метр равен 0,0342 Гкал за месяц. Безусловно, эта цифра может меняться для разных регионов, поскольку все зависит от климатических условий.
Итак, что же собой представляет гигакалория, если «трансформировать» ее в более привычные для нас величины? Смотрите сами.
1. Одна гигакалория равна примерно 1 162,2 киловатт-часам.
2. Одной гигакалории энергии хватит для нагрева тысячи тонн воды до +1°С.
Для чего все это нужно?
Проблему следует рассмотреть с двух точек зрения – с точки зрения многоквартирных домов и частных. Начнем с первых.
Многоквартирные здания
Здесь ничего сложного нет: гигакалории применяются в тепловых расчетах. И если знать, какое количество тепловой энергии остается в доме, то можно предъявить потребителю конкретный счет. Приведем небольшое сравнение: если централизованное отопление будет функционировать в отсутствие счетчика, то платить приходится по площади обогреваемого помещения. Если же есть тепловой счетчик, это уже само по себе разводку подразумевает горизонтального типа (либо коллекторную, либо последовательную): в квартиру заводят два стояка (для «обратки» и подачи), а уже внутриквартирная система (точнее, е конфигурация) определяется жильцами. Подобного рода схема применяются в новостройках, благодаря чему люди регулируют расход тепловой энергии, делая выбор между экономией и комфортом.
Выясним, каким образом осуществляется данная регулировка.
1. Монтаж общего термостата на магистрали «обратки». В таком случае расход рабочей жидкости определяется температурой внутри квартиры: если она будет снижаться, то расход, соответственно, увеличится, а если повышаться – снизится.
2. Дросселирование радиаторов отопления. Благодаря дросселю проходимость отопительного прибора ограничивается, температура снижается, а значит, сокращается расход тепловой энергии.
Частные дома
Продолжаем говорить про расчет Гкал на отопление. Владельцы загородных домов интересуются, прежде всего, стоимостью гигакалории тепловой энергии, полученной от того или иного вида топлива. В этом может помочь приведенная ниже таблица.
Таблица. Сравнение стоимости 1 Гкал (с учетом транспортных расходов)
* — цены примерные, так как тарифы могут отличаться в зависимости от региона, более того, они еще и постоянно растут.
Тепловые счетчики
А теперь выясним, какая информация нужна для того, чтобы рассчитать отопление. Легко догадаться, что это за информация.
1. Температура рабочей жидкости на выходе/входе конкретного участка магистрали.
2. Расход рабочей жидкости, которая проходит через приборы отопления.
Расход определяется посредством применения устройств теплового учета, то есть счетчиков. Такие могут быть двух типов, ознакомимся с ними.
Крыльчатые счетчики
Такие приборы предназначаются не только для отопительных систем, но и для горячего водоснабжения. Единственным их отличием от тех счетчиков, которые применяются для холодной воды, является материал, из которого выполняется крыльчатка – в данном случае он более устойчив к повышенным температурам.
Что касается механизма работы, то он практически тот же:
- из-за циркуляции рабочей жидкости крыльчатка начинает вращаться;
- вращение крыльчатки передается учетному механизму;
- передача осуществляется без непосредственного взаимодействия, а при помощи перманентного магнита.
Невзирая на то, что конструкция таких счетчиков предельно проста, порог срабатывания у них достаточно низкий, более того, имеет место и надежная защита от искажения показаний: малейшие попытки торможения крыльчатки посредством наружного магнитного поля пресекаются благодаря антимагнитному экрану.
Приборы с регистратором перепадов
Такие приборы функционируют на основе закона Бернулли, утверждающего, что скорость движения потока газа либо жидкости обратно пропорциональна его статическому движению. Но каким образом это гидродинамическое свойство применимо к расчетам расхода рабочей жидкости? Очень просто – нужно всего лишь преградить ей путь посредством подпорной шайбы. При этом скорость падения давления на этой шайбе будет обратно пропорциональной скорости движущегося потока. И если давление будет регистрироваться сразу двумя датчиками, то можно с легкостью определять расход, причем в режиме реального времени.
Обратите внимание! Конструкция счетчика подразумевает наличие электроники. Преимущественное большинство таких современных моделей предоставляет не только сухую информацию (температура рабочей жидкости, ее расход), но и определяет фактическое использование тепловой энергии. Модуль управления здесь оснащен портом для подключения к ПК и может настраиваться вручную.
У многих читателей наверняка появится закономерный вопрос: а как быть, если речь идет не о закрытой отопительной системе, а об открытой, в которой возможен отбор для горячего водоснабжения? Как в таком случае совершать расчет Гкал на отопление? Ответ вполне очевиден: здесь датчики напора (равно как и подпорные шайбы) ставятся одновременно и на подачу, и на «обратку». И разница в расходе рабочей жидкости будет свидетельствовать о том количестве нагретой воды, которая была использована для бытовых нужд.
Как проводить расчеты потребляемой тепловой энергии?
Если тепловой счетчик по тем или иным причинам отсутствует, то для расчета тепловой энергии необходимо использовать следующую формулу:
Vх(Т1-Т2)/1000=Q
Рассмотрим, что значат эти условные обозначения.
1. V обозначает количество потребляемой горячей воды, которое может исчисляться либо кубическими метрами, либо же тоннами.
2. Т1 – это температурный показатель самой горячей воды (традиционно измеряется в привычных градусах по Цельсию). В данном случае предпочтительнее использовать именно ту температуру, которая наблюдается при определенном рабочем давлении. К слову, у показателя даже имеется специальное название – это энтальпия. А вот если нужный датчик отсутствует, то в качестве основы можно взять тот температурный режим, который предельно близок к этой энтальпии. В большинстве случаев усредненный показатель составляет примерно 60-65 градусов.
3. Т2 в приведенной выше формуле также обозначает температуру, но уже холодной воды. По причине того, что проникнуть в магистраль с холодной водой – дело достаточно трудное, в качестве этого значения применяются постоянные величины, способные изменяться в зависимости от климатических условий на улице. Так, зимой, когда сезон отопления в самом разгаре, данный показатель составляет 5 градусов, а в летнее время, при отключенном отоплении, 15 градусов.
4. Что же касается 1000, то это стандартный коэффициент, используемый в формуле для того, чтобы получить результат уже в гигакалориях. Получится точнее, чем если бы использовались калори.
5. Наконец, Q – это общее количество тепловой энергии.
Как видим, ничего сложного здесь нет, поэтому движемся дальше. Если отопительный контур закрытого типа (а это более удобно с эксплуатационной точки зрения), то расчеты необходимо производить несколько по-другому. Формула, которую следует использовать для здания с закрытой отопительной системой, должна выглядеть уже следующим образом:
((V1х(Т1-Т)-(V2х(Т2-Т))=Q
Теперь, соответственно, к расшифровке.
1. V1 обозначает расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи (в качестве источника тепловой энергии, что характерно, может выступать не только вода, но и пар).
2. V2 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе «обратки».
3. Т – это показатель температуры холодной жидкости.
4. Т1 – температура воды в подающем трубопроводе.
5. Т2 – температурный показатель, который наблюдается на выходе.
6. И, наконец, Q – это все то же количество тепловой энергии.
Также стоит отметить, что расчет Гкал на отопление в данном случае от нескольких обозначений:
- тепловая энергия, которая поступила в систему (измеряется калориями);
- температурный показатель во время отвода рабочей жидкости по трубопроводу «обратки».
Другие способы определения количества тепла
Добавим, что также существуют и другие способы, при помощи которых можно рассчитать объем тепла, которое поступает в систему отопления. В данном случае формула не только несколько отличается от приведенных ниже, но и имеет несколько вариаций.
((V1х(Т1-Т2)+(V1- V2)х(Т2-Т1))/1000=Q
((V2х(Т1-Т2)+(V1- V2)х(Т1-Т)/1000=Q
Что же касается значений переменных, то они здесь те же, что и в предыдущем пункте данной статьи. На основании всего этого можно сделать уверенный вывод, что рассчитать тепло на отопление вполне можно своим силами. Однако при этом не стоит забывать о консультации со специализированными организациями, которые ответственны за обеспечение жилья теплом, так как их методы и принципы произведения расчетов могут отличаться, причем существенно, а процедура может состоять из другого комплекса мер.
Если же вы намереваетесь обустроить систему «теплого пола», то подготовьтесь к тому, что процесс расчета будет более сложным, поскольку здесь учитываются не только особенности контура отопления, но и характеристик электрической сети, которая, собственно, и будет подогревать пол. Более того, организации, которые занимаются установкой подобного рода оборудования, также будут другими.
Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си».
В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850. Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий.
Дабы избежать возможных ошибок, не стоит забывать и о том, что практически все современные тепловые счетчики работают с некоторой погрешностью, пусть и в пределах допустимого. Такую погрешность также можно рассчитать собственноручно, для чего необходимо использовать следующую формулу:
(V1- V2)/(V1+ V2)х100=E
Традиционно, теперь выясняем, что же обозначает каждое из этих переменных значений.
1. V1 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи.
2. V2 – аналогичный показатель, но уже в трубопроводе «обратки».
3. 100 – это число, посредством которого значение переводится в проценты.
4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.
Согласно эксплуатационным требованиям и нормам, предельно допустимая погрешность не должна превышать 2 процентов, хотя в большинстве счетчиков она составляет где-то 1 процент.
В итоге отметим, что правильно произведенный расчет Гкал на отопление позволяет значительно сэкономить средства, затрачиваемые на обогрев помещения. На первый взгляд, процедура эта достаточно сложна, но – и вы в этом убедились лично – при наличии хорошей инструкции ничего трудного в ней нет.
Видео – Как рассчитать отопление в частном доме
