Расчет годовых расходов тепловой энергии. Удельный расход тепловой энергии на отопление здания: общие понятия Расчет годового потребления тепловой энергии

19.10.2019

Описание:

Уточнение таблиц базового и нормируемого по годам строительства показателей энергоэффективности жилых и общественных зданий

В. И. Ливчак , канд. техн. наук, независимый эксперт

Прошел год со дня публикации в этом журнале предложений по нормированию базового и требуемого для повышения энергетической эффективности жилых и общественных зданий удельного годового расхода тепловой энергии на их отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для разных регионов нашей страны . Однако Министерство Регионального развития РФ так до сих пор и не выпустило в свет новую редакцию, прозванного уже приказом-призраком «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», с таблицами базовых и нормируемых по годам строительства показателей энергетической эффективности, обязывающих проектировать здания с уменьшенным теплопотреблением при обеспечении комфортных условий пребывания в них и позволяющих классифицировать здания по энергоэффективности в соответствии с требованиями постановления Правительства РФ № 18 от 25.01.2011.

В табл. 8 и 9 СНиП 23-02-2003 приводятся значения нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление (и вентиляцию за отопительный период, дополнено автором) жилых и общественных зданий, отнесенного на 1м 2 отапливаемой площади пола квартир или полезной площади помещений [или на 1м 3 их отапливаемого объема] и к градусо-суткам отопительного периода (ГСОП), вследствие большого многообразия климатических условий нашей страны. Ниже показана выписка из табл.9, относящаяся к жилым зданиям.

Выписка из табл.9 СНиП. Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий за ОП, q h req , кДж/(м 2 сут).

Для того, чтобы сравнивать расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период (ОП) с нормируемым (а теперь, как показано в , становящийся базовым), п. 5.12 СНиП рекомендовалось расчетный удельный расход, определенный в кДж/м 2 (а позже в кВт ч/м 2), делить на ГСОП региона строительства, получая значения в Вт ч/(м 2 0 C сут), и после этого сравнивать с нормируемым в той же размерности.

Далее в п.7 Правил, утвержденных постановлением Правительства РФ № 18, записано, что «К показателям, характеризующим величины расхода энергетических ресурсов в здании относятся нормируемые показатели суммарных удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, включая расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию (отдельной строкой)…», поскольку «класс энергетической эффективности определяется исходя из сравнения фактических (расчетных) и нормативных значений показателей, отражающих удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию» (п.5 «Требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов…», утвержденных тем же постановлением № 18).

Но для получения нормируемых (базовых) показателей суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение нельзя арифметически сложить удельный расход те-пловой энергии на отопление и вентиляцию, выраженный в Вт ч/(м 2 0 C сут), с удельным расходом тепловой энергии на горячее водоснабжение в кВт ч/м 2 . Необходимо сначала удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию перевести в такую же размерность кВт ч/м 2 . Здесь все правильно. Но когда встала задача суммировать базовые значения удельных расходов, согласно п.7 Правил постановления № 18, то сложилось мнение, что можно значение из табл.9 СНиП в Вт ч/(м 2 0C сут) умножить на ГСОП региона строительства, разделить на 1000 для перевода в кВт ч/м 2 и складывать с искомыми значениями базового удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение. Так было выполнено и в .

Как показали последующие рассуждения, так делать нельзя, из-за того, что теплопотери через наружные ограждения не могут увеличиваться во столько же раз, во сколько растет ГСОП, поскольку с повышением ГСОП возрастает и нормируемое сопротивление теплопередаче этих ограждений (см. табл.4 СНиП 23-02-2003), а также в тепловом балансе здания, наряду с составляющими, зависящими от изменения наружной температуры (теплопотери через наружные ограждения и на нагрев воздуха, инфильтрующегося через оконные проемы), входят внутренние (бытовые) теплопоступления, удельная величина которых не зависит от разных климатических условий регионов и практически постоянна для всех регионов в диапазоне широт 45-60 0 .

Кроме того, в таблице показателей энергоэффективности многоквартирных домов, приведенной в , нарушена структура ее разбивки по этажности по сравнению с табл.9 СНиП, что усложняет работу проектировщика или энергоаудитора (при оценке класса энергоэффективности по результатам энергетического обследования).

Предлагаем отнести (для удобства счета) данные по строке 1 табл.9 к четной величине этажности, для нечетной величины значения будут находиться, как средние арифметические между соседними столбцами, и добавить распространенные в неболь-ших городах и поселках многоквартирные 2-эт. дома, что облегчит построение таблицы показателей энергоэффективности одноквартирных домов.

Поэтому нами были пересчитаны базовые удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию с учетом перечисленных выше обстоятельств по методике, изложенной в Приложении 1.

Результаты расчетов для многоквартирных домов сведены в табл. 1 (исключив строку с ГСОП=12000 0 С сут, поскольку таких городов нет, и добавив для удобства пользования строки с ГСОП = 3000 и 5000 0 С сут), где представлены наряду с базовыми значениями и нормируемые с 2012, 2016 и 2020 гг. показатели.

Таблица 1
Базовый и нормируемый в зависимости от года строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов, кВт ч/м 2

Наименование удельного показателя	0 С·сут. отопит. периода	Удельный годовой расход тепловой энергии в зависимости от этажности здания, кВт·ч/м 2
Наименование удельного показателя	0 С·сут. отопит. периода
		Базовые значения
на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	215 234 255 272 299 356 411	201 213 229 242 263 309 352	198 208 224 236 256 300 340	195 204 219 230 250 291 329	193 201 215 226 244 284 320	191 199 213 224 241 280 315
в том числе на отопление и вентиляцию отдельно	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	66 99 120 137 164 218 273	52 78 94 107 128 171 214	49 73 89 101 121 162 202	46 69 84 95 115 153 191	44 66 80 91 109 146 182	43 64 78 89 106 142 177
		Нормируемые значения, устанавливаемые со дня вступления в силу требований энергоэффективности
на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	183 199 217 231 254 303 349	171 181 195 206 224 263 299	168 177 190 201 218 255 289	166 174 186 196 213 247 280	164 171 183 192 207 241 272	162 169 181 190 205 238 268
в том числе на отопление и вентиляцию отдельно	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	56 84 102 116 139 185 232	44 66 80 91 109 145 182	42 62 76 86 103 138 172	39 59 71 81 98 130 162	37 56 68 77 93 124 155	36 54 66 76 90 121 150
		Нормируемые значения, устанавливаемые с 01.01.2016
на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	151 164 179 190 209 249 288	141 149 160 169 184 216 246	139 146 157 165 179 210 238	137 143 153 161 175 204 230	135 141 151 158 171 199 224	134 139 149 157 169 196 221
в том числе на отопление и вентиляцию отдельно	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	46 69 84 96 115 153 191	36 78 66 75 90 120 150	34 55 62 71 85 113 141	32 48 59 67 81 107 134	31 46 56 64 76 102 127	30 45 55 62 74 99 124
		Нормируемые значения, устанавливаемые с 01.01.2020
на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	129 140 153 163 179 214 247	121 213 137 145 158 185 211	119 128 134 142 154 180 204	117 122 131 138 150 175 197	116 121 129 136 146 170 192	115 119 128 134 145 168 189
в том числе на отопление и вентиляцию отдельно	2000 3000 4000 5000 6000 8000 10000	40 59 72 82 98 131 164	31 47 56 64 77 103 128	29 44 53 61 73 97 121	28 41 50 57 69 92 115	26 40 48 55 65 88 109	26 38 47 53 64 85 106

Примечание. При установлении базовых величин удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов было принято расчетное заселение 20 м 2 общей площади квартир на одного жителя. Исходя из этого были приняты нормативный воздухообмен в квартирах 30 м 3 /ч на человека и удельные внутренние теплопоступления 17 Вт/м 2 жилой площади.

В нижней части табл.1 блоков базового и нормируемого по годам значений приведены удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию, а в верхней – вместе с горячим водоснабжением. Последнее определено по методике расчета годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение, основанной на рекомендациях удельной нормы водопотребления из СП 30.13330.2012. В этом СП даны таблицы А.2 и А.3 расчетных (удельных) 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 при расчетной температуре 60 0 С в месте потребления, в то время как ранее эта температура принималась равной 55 0 С, а норма водопотребления – средней за отопительный период.

Для определения годового теплопотребления на горячее водоснабжение эти показатели должны быть пересчитаны на средние за отопительный период расчетные расходы воды (поскольку их легче сравнить с измеренными) по методике, изложенной в Приложении 2. В соответствии с этой методикой для многоквартирных домов со среднегодовой нормой расхода горячей воды на одного жителя 100 л/сутки и заселенности 20 м 2 общей площади квартир на человека базовое удельное годовое теплопотребление на горячее водоснабжение составит для центрального региона (z oт = 220 суток) – 135 кВт ч/м 2 ; для региона севера европейской части и Сибири (z oт = 250 суток) – 138 кВт ч/м 2 и для юга европейской части России с учетом z oт = 160 суток и повышающего коэффициента 1,15 на потребление воды в III и IV климатических районах строительства согласно СП 30.13330 – 149 кВт ч/м 2 . Это выше, чем принималось ранее в проекте приказа МРР – 120 кВт ч/м 2 для всех климатических районов согласно действовавшего тогда СНиП 2.04.01-85*.

Для получения базового нормируемого значения суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов прибавляем полученные выше значе ния удельного теплопотребления на горячее водоснабжение, с интерполяцией в зависимости от величины градусо-суток региона строительства, к установленным величинам базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию (табл. 1, строки показателей суммарного теплопотребления на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение).

Для получения нормируемого по годам строительства значений суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов базовые показатели суммарного теплопотребления уменьшаются, соответственно, на 15, 30 и 40%, в том числе на отопление и вентиляцию отдельной строкой (нижние 3 блока табл.1).

Таблица базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию одноквартирных домов сохраняется как в СНиП 23-02-2003, но с пересчетом кДж/(м 2 0 C сут) на Вт ч/(м 2 0 C сут) – см. табл.2.

Таблица 2
Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию одноквартирных отдельно стоящих и блокированных домов

Отапливаемая площадь домов, м 2	Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, θ эн/эф , Вт·ч/(м 2 0 C сут)
Отапливаемая площадь домов, м 2
	Базовый
60 и менее





1 000 и более
	Нормируемый со дня вступления в силу требований
60 и менее





1 000 и более
	Нормируемый с 2016 года
60 и менее





1 000 и более
Примечания: 1. При промежуточных значениях отапливаемой площади дома в интервале 60–1000 м 2 значения θ эн/эф , Вт·ч/(м 2 0 C сут) должны определяться по линейной интерполяции. 2. Под отапливаемой площадью одноквартирного дома понимают сумму площадей отапливаемых помещений с расчетной температурой внутреннего воздуха выше 12 0 С, для блокированных домов – площадь квартиры, а для многоквартирных домов с общей лестничной клеткой – сумму площадей квартир без летних помещений.

Таблица базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию общественных зданий сохраняет абсолютные значения величин из табл.9 СНиП 23-02-2003 с пересчетом кДж/(м 3 oC сут) на Вт ч /(м2 0 C сут), а для зданий с высотой этажа более 3,6 м на Вт ч/(м 3 0 C сут), но модернизирована в части объединения близких по показателям и разных по назначению зданий и разграничения по режимам работы – остается как в .

Таблица 3
Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию общественных зданий, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, Вт ч/(м 2 0 C сут)

Типы зданий	Этажность зданий:
Типы зданий
1. Административного (офисы) и общеобразовательного назначения*

Нормируемый с 2012г.
Нормируемый с 2016г.
2.Поликлиники и лечебные учреждения с 1,5-сменным режимом работы

Нормируемый с 2012г.
Нормируемый с 2016г.
3. Лечебные учреждения, хосписы с круглосуточным режимом работы, дошкольные учреждения

Нормируемый с 2012г.
Нормируемый с 2016г.
4.Сервисного обслуживания, культурно-досуговой, физкультурно-оздоровительной и производственной направленности**
Базовый при температуре: t int = 20 °С t int = 18 °С t int = 13-17 °С	28,8 26,6 23,9	27,5 25,7 23,0	26,1 23,9 22,1	25,2 23,0 21,2	24,7 22,5 20,7	24,2 22,0 20,2	23,7 21,5 19,7
Нормируемый с 2012 при: t int = 20 °С t int = 18 °С t int = 13-17 °С	24,5 22,6 20,3	23,4 21,8 19,6	22,2 20,3 18,8	21,4 19,6 18,0	21,0 19,1 17,6	20,6 18,7 17,2	20,1 18,3 16,7
Нормируемый с 2016 при: t int = 20 °С t int = 18 °С t int = 13-17 °С	20,2 18,6 16,7	19,3 18,0 16,1	18,3 16,7 15,5	17,6 16,1 14,8	17,3 15,8 14,5	16,9 15,4 14,1	16,6 15,1 13,8
Примечания: * Верхняя строка с односменным режимом работы, нижняя – 1,5-сменным режимом; ** В квадратных скобках для зданий с высотой этажа от пола до потолка более 3,6 м – в Вт·ч/(м 3 0 C сут) отапливаемого объема полезной площади помещений здания, в который должны входить площади занимаемые эскалаторными линиями и атриумами. Остальные значения - на м2 полезной площади помещений. Нормируемые показатели в позициях 1, 2, 3 приведены на м 2 при высоте этажа от пола до потолка 3,3 м; Для регионов, имеющих значение ГСОП = 8000 0 C сут и более, нормируемые значения снижаются на 5 %.

Для определения базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, строящегося в конкретном регионе страны, q от+вент. год.баз, кВт ч/м 2 , следует в соответствии с методикой изложенной в Приложении 1 показатели табл. 2 и 3 умножать на ГСОП региона и на полученный коэффициент пересчета крег.:

q от+вент. год.баз = θ эн/эф. баз ГСОП к рег. 10 -3

где θ эн/эф. баз – из таблиц 2 и 3, последняя перенесена на сайт www.сайт/...;

к рег. – региональный коэффициент пересчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий при задании показателя базового теплопотребления в размерности Вт ч/(м 2 0 C сут); принимается в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода региона строительства для зданий с ГСОП=3000 0 C сут и ниже к рег. = 1,1; с ГСОП=4900 0 C сут и выше к рег. = 0,91; с ГСОП=4000 0 C сут к рег. = 1,0; в интервале 3000-4900 0 C сут - по линейной интерполяции.

Для получения базового удельного суммарного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение q от+вент+гв..год.баз удельный годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение qгв.год одноквартирных жилых домов и общественных зданий определяется по методике, изложенной в Приложении 2, и складывается с показателем удельного базового годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию данного региона q от+вент. год.баз, кВт ч/м 2:

q от+вент+гв.. год.баз = q от+вент. год.баз + q гв. год

Нормируемые по годам строительства показатели получаются уменьшением базовых значений суммарного теплопотребления на отопление, вентиляцию и горячего водоснабжения, соответственно, на 15, 30 и 40%.

В соответствии с постановлением Правительства РФ № 18 и приказа Минрегионразвития РФ №161 «класс энергетической эффективности зданий определяется исходя из величины отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода энергетических ресурсов от нормируемого базового уровня, устанавливаемого требованиями энергетической эффективности зданий, строений, сооружений, после сопоставления полученной величины отклонения с таблицей класса энергетической эффективности».

С учетом справедливого замечания в , что надо начинать диапазон нормального класса с нуля и чтобы гармонизировать таблицу с европейскими нормами по шкале классов (семь) и обозначений латинскими буквами (D, класс нормальный – в середине), предлагается следующая редакция таблицы.

Увеличено количество и диапазон классов ниже нормального, приблизив самое низкое значение к показателю СНиП 23-02-2003, подтвержденному результатами измерения фактического теплопотребления существующих зданий . И не надо вводить в таблицу лишних слов «включительно», поскольку само понятие «от» означает включая указанную величину, а «до» - исключая в данном диапазоне величину, следующую за «до».

Таблица 4
Классы энергетической эффективности многоквартирных домов

Обозначение класса энергетической эффективности	Наименование класса энергетической эффективности	Величина отклонения значения удельного годового расхода энергетических ресурсов от базового уровня, % *)
	Очень высокий**)	40 и менее
		от - 30 до - 40
	Повышенный	от - 15 до - 30
	Нормальный
	Пониженный	от + 35 до 0
		от + 70 до +35
	Особо низкий
Примечания: ) на стадии проектирования - только расчетного значения удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию; *) при необходимости очень высокий класс может быть разбит на наивысшие подклассы А+; А++; А+++.

И последнее, но очень важное для скорейшего утверждения проекта приказа МРР «Требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» в редакции действующего постановления Правительства РФ № 18, чтобы открыть дорогу к строительству энергоэффективных зданий. В п.5 приказа Минрегионразвития РФ № 161 «Об утверждении правил определения классов энергетической эффективности…» добавлено: «Класс энергетической эффективности эксплуатируемых многоквартирных домов определяется исходя из фактических показателей удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение…», а в приложении к таблице классов: «класс энергоэффективности на стадии проектирования – только по расчетному значению удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию».

Дело в том, что в последнее время навязываются решения, искажающие четкие и ясные положения «Правил установления требований энергетической эффективности для зданий…», утвержденных постановлением Правительства РФ № 18, пытаясь включить в состав нормируемой величины расхода энергетических ресурсов в здании, помимо удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, показатель удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды, методика определения которого отсутствует как на федеральном, так и на региональном уровне. Тем самым нормирование повышения энергоэффективности зданий будет отброшено на неопределенный срок.

В п.7 Правил, утвержденных постановлением Правительства РФ № 18, на который уже была ссылка в начале статьи, записано также, что «к показателям, характеризующим годовые удельные величины расхода энергетических ресурсов в здании относится и показатель удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды», но не указывается, что он нормируемый, как перечисленные ранее на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, и о нем нигде не упоминается при определении классов энергетической эффективности. В связи с этим предлагается перенести включение расхода электрической энергии в нормируемые показатели, характеризующие годовую удельную величину расхода энергетических ресурсов на общедомовые нужды здания на стадии выполнения сопоставления по нормируемому удельному расходу первичной энергии, что предполагается п.16 тех же Правил, а в настоящее время действовать в соответствии с постановлением Правительства РФ № 18.

Литература

Ливчак В.И. Нормативно-правовое обеспечение повышения энергетической эффективности строящихся зданий. «Энергосбережение» // №8-2012г.
Горшков А.С., Байкова С.А., Крянев А.С. Нормативное и законодательное обеспечение Государственной программы об энергосбережении и повышении энергетической эффективности зданий и пример ее реализации на региональном уровне. «Инженерные системы» № 3 - 2012. АВОК Северо-Запад.
3. Ливчак В.И. Фактическое теплопотребление зданий, как показатель качества и надежности проектирования . «АВОК», №2-2009г.

Приложение 1.

Методика расчета и обоснование изменения таблицы базового и нормируемого по годам строительства показателей энергетической эффективности многоквартирных домов для разных регионов России.

В расчетах норм, действующих на все регионы страны, принято определять нормативные показатели других регионов путем пересчета норм установленных для центральных регионов, в зависимости от соотношения расчетных температур внутреннего воздуха отапливаемых помещений здания и наружного воздуха.

Базовое соотношение расчетных теплопотерь при ГСОП = (t вн -t н. ср) z от = 5000 0 С сут и расчетной для проектирования отопления температуре наружного воздуха t н. р = -28 0 C принимается равным по рис.2 из на примере многоквартирного 8-9-ти этажного дома, построенного по требованиям СНиП 23-02-2003:

относительные теплопотери через стены – 0,215 от суммарных при приведенном сопротивлении теплопередаче стен RW = 3,15 м 2 0 C/Вт;
относительные теплопотери через пол, потолок – 0,05;
относительные теплопотери через окна – 0,265 при их приведенном сопротивлении теплопередаче RF =0,54 м 2 0 C/Вт;
относительные теплопотери на нагрев наружного воздуха при расчетном воздухообмене 30 м 3 /ч на человека и заселенности 20 м 2 общей площади квартир без летних помещений на жителя – 0,47;
суммарные расчетные относительные теплопотери здания:

q - тп.max. = 0,215 + 0,05 + 0,265 + 0,47 = 1,0. (1)

Доля бытовых тепловыделений при удельной величине 17 Вт/м 2 площади жилых комнат (при заселенности 20 м 2 общей площади квартир в доме на человека) – 0,19 q - тп.max. (правая часть рис.2), относительный расчетный расход теплоты на отопление: q - oп.max. = 1-0,19 = 0,81. Поскольку в дальнейших расчетах годового теплопотребления мы будем принимать долю бытовых тепловыделений по отношению к этому расходу, то отношение q - вн /q - oп.max. = 0,19/0,81 = 0,235.

Пересчет показателей этого же дома на измененные значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений выполняется с использованием рис.3 из , демонстрирующего изменение относительных теплопотерь через каждое наружное ограждение в зависимости от величины его приведенного сопротивления теплопередаче.

Например для такого же дома, строящегося в центральном регионе, но с наружными ограждениями, соответствующим требованиям СП 50.13330 для северного региона с ГСОП=10000 0 С сут., относительные теплопотери стен при увеличении базового сопротивления теплопередаче с RW = 3,15 м 2 0 C/Вт до RW = 4,9 м 2 0 C/Вт снизятся от 0,302 до 0,19 и составят 0,19/0,302 = 0,629 от предыдущей величины. Относительные теплопотери через окна при увеличении их базового сопротивления теплопередаче с RF = 0,54 до 0,75 м 2 0 C/Вт снизятся от 0,63 до 0,48 и составят 0,48/0,63 = 0,762 от предыдущей величины. Относительные вентиляционные теплопотери останутся на том же уровне, поскольку воздухообмен не изменился, и пока мы оцениваем изменение теплопотерь в условиях центрального региона.

Для установления суммарных расчетных относительных теплопотерь аналогичного дома в условиях выбранного северного региона с ГСОП.=10000 0 С сут близкого к г. Якутску, z от = 252 суток и t н. р = -52 0 С необходимо суммарные расчетные теплопотери дома, находящегося в центральном регионе, но с увеличенным сопротивлением теплопередаче наружных ограждений, соответствующих северному региону, разделить на расчетный перепад температур внутреннего и наружного воздуха центрального региона и умножить на соответствующий расчетный перепад температур северного региона с использованием следующего уравнения:

Объединив относительные теплопотери через стены, потолок и пол, принимая (как видно из рис.3), что последние также меняются, как и через стены, и подставив рассчитанные выше значения, получим суммарные расчетные относительные теплопотери того же дома, построенного вблизи г. Якутска с ГСОП=10000 0 С сут.:

Как видим, несмотря на снижение относительных теплопотерь через наружные ограждения в северном регионе, суммарные расчетные теплопотери, включая нагрев наружного воздуха для вентиляции, возросли по отношению к центральному региону в 1,258 раза. Причем доля теплопотерь с вентиляцией увеличилась с 0,47 до 0,56.

Внутренние теплопоступления по абсолютной величине и в долях от суммарных расчетных теплопотерь центрального региона остались постоянными, поэтому для установления относительного расчетного расхода теплоты на отопление дома-аналога, строящегося в регионе с ГСОП=10000 0 С сут., необходимо из величины относительных (по отношению к центральному региону) суммарных расчетных теплопотерь вычесть относительные (к тому же региону) внутренние теплопоступления:

Для установления, как будет меняться величина теплопотребления на отопление за расчетный отопительный период, воспользуемся уравнением (2) из , пересчитав его с часового расхода на годовой. Исходное уравнение:

где
Q - от – относительный расход тепловой энергии на отопление при текущей температуре наружного воздуха t н, определенный с учетом постоянной величины внутренних теплопоступлений в течение отопительного периода Q вн, по отношению к расчетному расходу тепловой энергии на отопление Q от р;
Q вн – расчетная величина внутренних (бытовых) теплопоступлений в целом по дому, кВт;
Q от р – расчетный расход тепловой энергии на отопление при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t н р, кВт.

Тогда, сначала запишем это уравнение для определения расхода тепловой энергии на отопление в кВт при средней температуре наружного воздуха за отопительный период t н ср:

и пересчитаем его с часового расхода на годовой, отнесенный к м2 общей площади квартир или полезной площади помещений общественного здания, qот.+вент.год, умножив обе части равенства на длительность отопительного периода 24.zот.п и заменив произведение (tв – tнср) . zот.п = ГСОП, а отношение абсолютных величин на относительные, в том числе Qотр = от.max qотр(при ГСОП=5000), кВт-ч/м2. В общем виде преобразованное уравнение будет:

Отнеся удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома, строящегося в регионе с ГСОП=10000 0 C сут., к такому же расходу аналогичного дома, строящегося в регионе с ГСОП=4000 0 C сут., принятого за исходное значение для сравнения и равному по абсолютной величине из табл.9 СНиП 23-02-2003 q от+вент. год.баз.4000 = (76/3,6) 4000 10 -3 = 84 кВт ч/м 2 , и подставляя приведенные выше значения, получим значение базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиля-цию 8-эт жилого дома при ГСОП=10000 0 C сут из уравнения пропорции:

После сокращения (qот..р(приГСОП=5000) 0,024) и переноса qот.+вент.год.баз.4000 = 84 в другую часть равенства, получим:

Если бы пересчет базовых значений удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, выраженных в кДж/(м 2 0 C сут) или Вт ч/(м 2 0 C сут), выполнялся бы только умножением на ГСОП, без учета увеличения сопротивления теплопередаче с повышением ГСОП и неизменности внутренних теплопоступлений от температуры наружного воздуха, то q от.+вент. год.баз.10000 = (76/3,6) 10000 10 -3 = 211 кВт ч/м 2 , и требования энергоэффективности для этого региона были бы занижены на 10%.

Далее по аналогичной методике были пересчитаны требуемые базовые удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома-аналога для всех искомых значений ГСОП иск, принимая за исходное значение, с которым сравниваются все остальные и при котором пересчет выполняется умножением только на ГСОП, значения ГСОП исх = 5000, 6000 и 4000 0 C сут. (см нижеследующие таблицы), с целью установления закономерности изменения удельного годового расхода в зависимости от ГСОП через поправочный региональный коэффициент пересчета крег, определяемый:

Оказалось, что при ГСОПисх = 5000 0 С сут, не прослеживается закономерности в изменении к рег и наблюдается совсем малый разрыв в показателях q от+вент. год.баз для ГСОП = 5000 и 4000, что не правдоподобно:

ГСОП, 0 C·сут
q от+вент. год.баз
к рег,

Такое же отсутствие закономерности в изменении поправочного коэффициента к рег наблюдается и при ГСОП исх = 6000 0 С сут:

ГСОП, 0 C·сут
q от+вент. год.баз
к рег,

А при ГСОП исх = 4000 0 С сут, при котором из табл.9 СНиП 23-02-2003 q от+вент. год.баз = (76/3,6) 4000 10 -3 = 84 кВт ч/м 2 , она прослеживается:

ГСОП, °C·сут
q от+вент. год .баз
крег ,

Результаты промежуточных расчетов со всеми исходными данными и вычислением по формулам (1 - 5) сведены в нижеследующую таблицу П.1.

Таблица П.1.
Исходные данные для расчета регионального коэффициента к рег

z от,

сут-
ки

t н р , 0 C

RW ,
м 2 · 0 C/Вт

Доля тепло-
потерь

Отно-
шение
долей

RF ,
м 2 · 0 C/Вт

Доля тепло-
потерь

Отно-
шение
долей

от.mах

вн
/ от. max

q от+в
. год.баз

Итак, достигнута логичная закономерность изменения базовых параметров, которую можно перенести для построения таблицы базовых значений удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых домов другой этажности. Пересчет производится с использованием данных нормируемого удельного расхода, q h req , приведенного в табл. 9 СНиП 23-02-2003, сохранив структуру ее разбивки по этажности и отнеся (для удобства счета) данные по строке 1 к четной величине этажности, для нечетной величины значения будут находиться, как средние арифметические между соседними столбцами, и добавив распространенные в небольших городах и поселках многоквартирные 2-х этажные дома, по формуле:

где q h req – нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление зданий, кДж/(м 2 0 C сут), из табл. 9 СНиП 23-02-2003, строка 1.

Пересчитанная таблица базового и нормируемого в зависимости от года строительства удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов приведена в табл. 1 в основном тексте статьи.

Для подтверждения правильности принятых в табл. 1 значений сопоставим базовые величины удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию с результатами расчета конкретного дома для разных значений градусо-суток отопительного периода на примере 17-ти этажного 4-х секционного многоквартирного крупнопанельного дома типовой московской серии П3М/17Н1 на 256 квартир с 1-ым нежилым этажом. Площадь отапливаемых этажей здания A S = 23310 м 2 ; Общая площадь квартир без летних помещений А кв = 16262 м 2 ; Полезная площадь нежилых, арендуемых помещений А пол = 880 м 2 ; Общая площадь квартир, включая полезную площадь нежилых помещений А кв+пол = 17142 м 2 ; Жилая площадь (площадь жилых комнат) А ж = 9609 м 2 ; Сумма площадей всех наружных ограждений отапливаемой оболочки здания А огр. сум = 16795 м 2 ; Отапливаемый объем здания V от = 68500 м 3 ; Компактность здания А огр. сум / V от = 0,25; Отношение площади светопрозрачных ограждений к площади фасадов – 0,17. Отношение A S / А кв+пол = 23310/17142 = 1,36.

Принята заселенность дома 20 м 2 общей площади квартир на человека, тогда нормируемый воздухообмен в квартирах будет 30 м 3 /ч на жителя, а удельная величина бытовых теплопоступлений 17 Вт/м 2 жилой площади. Система отопления – вертикально-однотрубная с термостатами на отопительных приборах, присоединяется к внутриквартальным тепловым сетям через ИТП, коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления ζ = 0,9. Система вытяжной вентиляции с естественным побуждением и «теплым» чердаком, на 2-х последних этажах устанавливаются индивидуальные канальные вентиляторы; приток – через створки окон с фиксированным открытием для обеспечения нормативного воздухообмена.

Результаты расчета приведены в табл. П.2, которые показывают, что расчетные значения удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию конкретного 17-ти этажного дома в условиях строительства в регионах с разным количеством градусо-суток отопительного периода совпадают с показателями базового удельного годового расхода, определенного на основе 9-эт. дома. Это подтверждает правильность установленных значений базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов, приведенных в табл.1.

Таблица 1
Ориентировочное распределение котлов по мощности в зависимости от площади обслуживаемых домов

Показатель	Градусо-сутки отопительного периода, 0 С·сут
Показатель

Расчетная температура наружного воздуха,t н р , 0 С
Средняя за отопительный период (ОП) температура наружного воздуха,t н ср , 0 С
Длительность отопительного периода, z от , сут.
Приведенное сопротивление теплопередаче, м 2 · 0 С/Вт: R ст r , стен площадью 11 494 м 2
R ок r ,окон н/жилых помещений (104 м 2)
R ок r , окон квартир (2 046 м 2)
R ок r , окон ЛЛУ (167 м 2)
R дв r , входных дверей (36 м 2)
R б.дв r , глухой части балк.дверей(144м 2)
R эр r , перекрытий под эркером (16 м 2)
R пок r , покрытий ЛЛУ (251 м 2)
R ч.п r , чердачных перекрытий (1 151 м 2)
R ц.п r , цокольных перекрытий (1 313 м 2)
R п.г r , полов по грунту входов (73 м 2)
Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания, K тр , Вт/(м 2 · 0 С)
Теплопотери через наружные ограждения за отопительный период (ОП), Q огр год , МВт·ч
Вентиляционные теплопотери жилой части (нагрев нормативного воздухообмена) за ОП, Q вент. год , МВт·ч
Инфильтрационные теплопотери в ЛЛУ и н/ж части за ОП, Q инф. год , МВт·ч
Сумма вентиляционных и инфильтрационных теплопотерь Q вент. год +Q инф. год , МВт·ч
Суммарные теплопотери здания за ОП, Q тп год = Q огр год + Q вент. год +Q инф. год , МВт·ч
Внутренние теплопоступления за ОП, Q вн. год = 0,024·q вн ·А ж ·z от.п , МВт·ч
Теплопоступления через окна от солнечной радиации за ОП, Q инс год , МВт·ч
Расчетное теплопотребление зданием на ОВ за ОП, Q от+вент. год , МВт·ч
Расчетный удельный годовой расход тепловой энергии на ОВ, q от+вент. год .расч кВт·ч/м 2
Базовый удельный годовой расход тепловой энергии на ОВ, q от+вент. год.баз , кВт·ч/м 2
Тепловая мощность системы отопления, Q от р , кВт
Удельная мощность сист.отопл., q от р , Вт/м 2

Литература к Приложению 1.

Ливчак В.И. Еще один довод в пользу повышения тепловой защиты зданий. «Энергосбережение» // №6-2012г.
Ливчак В.И. Длительность отопительного периода для многоквартирных домов и общественных зданий. Режим работы систем отопления и вентиляции. «Энергосбережение» // №6-2013г.

Приложение 2.

Методика расчета удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий.

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:

То же в общественном и производственном зданиях:

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;
α – коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период α = 0,9, для остальных зданий α = 1.

2. Удельный среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение q гв , Вт/м 2 , определяется по формуле:

где g гв.ср.от.п – то же, что в формуле (8) или (9);
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.3, 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;
ρ w – плотность воды, равная 1 кг/л;
c w – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 Дж/(кг 0 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.4.

Таблица П.3. *Значение коэффициента k hl* , учитывающего потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения**

Таблица П.4.
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 этажности с централизованным горячим водоснабжением оборудованные умывальниками, мойками и ваннами, с квартирными регуляторми давления КРД
	То же с умывальниками, мойками и душем с КРД
	Жилые дома с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями
	То же с водонагревателями, работающими на твердом топливе
	Гостиницы и пансионаты с ваннами во всех отдельных номерах
	То же с душами во всех отдельных номерах

	Больницы с санитарными узлами, приближенными к палатам	1 больной
	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
		1 раб.в смену
	Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей и столовыми, работающими на полуфабрикатах	1 ребе- нок
	То же с круглосуточным пребыванием детей
	То же со столовыми, работаю-щими на сырье, и прачечными
	Общеобразовательные школы с душевыми при гимнастических залах и столовыми на п/фабрикатах	1 учащ.1 пре- пода- ватель
	Физкультурно-оздоровительные комплексы со столовыми на полуфабрикатах
	Кинотеатры, залы собраний // театры, клубы и досугово-развлекательные учреждения	1 зри- тель

	Административные здания	1 работающий
	Предприятияобщественного питания для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале	1 блюдо на 1 место
	Магазины продовольственные	1 работающ.
	Магазины промтоварные
	Производственные цеха и техно-парки с тепловыдел. менее 84 кДж	1 работающ.
	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.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 гв , 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 гв.i* = *q гв.* · S *а /* S а. i

3. Удельный годовой расход тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения на м 2 площади квартир или полезной площади помещений в общественных и производственных зданиях q гв. год, кВт ч/м 2 , рассчитывается по формуле (11) и приведен в табл. П.4:

где q гв, k hl , t хв – то же, что в формуле (10)
z от , α, – то же, что в формуле (8);
t хв.л – температура холодной воды в летний период, принимаемая равной 15 0 C при водозаборе из открытых источников.

После подстановки в формулу (11) известных постоянных величин вместо обозначений, она будет иметь следующий вид.

а) для жилых домов с централизованной системой гвс и ИТП:

б) для жилых домов с гвс от квартирных водонагревателей

в) для гостиниц с душами и полотенцесушителями в отдельных номерах и больниц с санитарными узлами, приближенными к палатам:

г) для гостиниц и больниц с общими ваннами и душами без полотенцесушителей и других общественных и производственных зданий:

Примечания.

Уровень теплопотребления на 1 жителя в СП 30.13330.2012 выше, чем в предыдущей редакции СНиП 2.04.01-85*, из-за того, что в СП норма водопотребления принимается в среднем за год и при минимальной температуре в точках водоразбора 60 0 C, а в СНиП – за отопительный период и при минимальной температуре 55 0 C.
Расчеты показывают, что даже приведя нормируемое водопотребление к одинаковой заселенности жилых зданий и учитывая сокращение излишнего против нормируемого тепловодопотребления на 40% при расчете по квартирным водосчетчикам, удельное теплопотребление в нашей стране остается в 2 раза выше, чем принимается в странах Европы. Теплопотребление в офисных зданиях, залах собраний, торговых и производственных зданиях примерно совпадают, а в больницах, ресторанах, физкультурно-оздоровительных и досуговых комплексах расхождения очень большие с завышением в российских нормах. Для установления истинного значения необходимо натурными измерениями уточнить исходные данные удельного водопотребления в таблицах А.2 и А.3 СП 30.13330.2012.

Описание:

Количество тепловой энергии, потребляемой системами отопления, вентиляции и горячего водоснабжения здания, является необходимым показателем при определении тепловой эффективности зданий, проведении энергоаудита, деятельности энергосервисных организаций, сравнении фактического теплопотребления здания, измеренного теплосчетчиком, с требуемым исходя из фактических теплотехнических характеристик здания и степени автоматизации системы отопления и во многих других случаях. В этом номере редакция публикует пример расчета количества тепловой энергии на горячее водоснабжение жилого здания

Расчет количества тепловой энергии на горячее водоснабжение

Исходные данные

Объект (здание):

количество этажей в здании – 16;
количество секций в здании – 4;
количество квартир в здании – 256.

Отопительный период:

продолжительность отопительного периода, z ht = 214 сут.;
средняя за период температура внутреннего воздуха в здании, t int = 20 °C;
cредняя за период температура наружного воздуха, t ht = – 3,1 °C;
расчетная температура наружного воздуха, t ext = – 28 °C;
средняя за период скорость ветра, v = 3,8 м/с.

Горячее водоснабжение:

тип системы горячего водоснабжения: с неизо-лированными стояками и с полотенцесушителями;
наличие сетей горячего водоснабжения: при наличии сетей горячего водоснабжения после ЦТП;
средний расход воды одним пользователем, g = 105 л/сут.;
количество дней отключения горячего водоснабжения, m = 21 сут.

Порядок расчета

1. Средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании V hw определяют по формуле:

V hw = gm ч 10 –3 , (1)

Где g – средний за отопительный период расход воды одним пользователем (жителем), равный 105 л/сут. для жилых зданий с централизованным горячим водоснабжением и оборудованных устройствами стабилизации давления воды на минимальном уровне (регуляторы давления на вводе в здание, зонирование системы по высоте, установка квартирных регуляторов давления); для других потребителей – см. СНиП 2.04.01–85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
m ч – число пользователей (жителей), чел.

V hw = 105 865 10 –3 = 91 м 3 /сут.

В случае проведения расчета для многоквартирного дома с учетом оснащенности квартир водосчетчиками из условия, что при квартирном учете происходит 40 %-е сокращение водопотребления, расчет потребления горячей воды будет производиться по формуле:

где K уч – количество квартир, оснащенных водосчетчиками;
K кв – количество квартир в заднии.

2. Среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение Qhw, кВт, определяют согласно СНиП 2.04.01–85*. Допускается определение среднечасового расхода Q hw по формуле:

(2)

где V hw – средний расчетный за сутки отопительного периода объем потребления горячей воды в жилом здании, м 3 /сут.; определяют по формуле (1);
t wc – температура холодной воды, °C, принимают t wc = 5 °C;
k hl – коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения, принимают по табл. 1;
ρ w – плотность воды, кг/л, ρ w = 1 кг/л;
c w – удельная теплоемкость воды, Дж/ (кг °C); c w = 4,2 Дж/ (кг °C).

Получаем Q hw = 299 кВт.

3. Количество тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения за год с учетом включения системы на ремонт Q y hw определяют по формуле:

(3)

где Q hw – определяют по формуле (2);
k hl , t wc – то же, что в формуле (2);
m – количество дней отключения горячего водоснабжения, сут.; в Московском регионе принимают m = 14 сут.;
z ht – продолжительность, сут., отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 8 °C (по СНиП 23-01–99*), а для территорий с t ext = –30 °C и ниже – со средней суточной температурой наружного воздуха ниже 10 °C;
α – коэффициент, учитывающий снижение уровня водоразбора в жилых зданиях в летний период: α = 0,9 – для жилых зданий; α = 1 – для остальных зданий;
t wcs – температура холодной воды в летний период, °C, принимают равной 15 °C при водозаборе из открытых источников.
Получаем Q y hw = 2 275 058 кВт ч.

При будь то промышленное строение или жилое здание, нужно провести грамотные расчеты и составить схему контура отопительной системы. Особое внимание на этом этапе специалисты рекомендуют обращать на расчёт возможной тепловой нагрузки на отопительный контур, а также на объем потребляемого топлива и выделяемого тепла.

Тепловая нагрузка: что это?

Под этим термином понимают количество отдаваемой теплоты. Проведенный предварительный расчет тепловой нагрузки позволить избежать ненужных расходов на приобретение составляющих отопительной системы и на их установку. Также этот расчет поможет правильно распределить количество выделяемого тепла экономно и равномерно по всему зданию.

В эти расчеты заложено множество нюансов. Например, материал, из которого выстроено здание, теплоизоляция, регион и пр. Специалисты стараются принять во внимание как можно больше факторов и характеристик для получения более точного результата.

Расчет тепловой нагрузки с ошибками и неточностями приводит к неэффективной работе отопительной системы. Случается даже, что приходится переделывать участки уже работающей конструкции, что неизбежно влечет к незапланированным тратам. Да и жилищно-коммунальные организации ведут расчет стоимости услуг на базе данных о тепловой нагрузке.

Основные факторы

Идеально рассчитанная и сконструированная система отопления должна поддерживать заданную температуру в помещении и компенсировать возникающие потери тепла. Рассчитывая показатель тепловой нагрузки на систему отопления в здании нужно принимать к сведению:

Назначение здания: жилое или промышленное.

Характеристику конструктивных элементов строения. Это окна, стены, двери, крыша и вентиляционная система.

Размеры жилища. Чем оно больше, тем мощнее должна быть система отопления. Обязательно нужно учитывать площадь оконных проемов, дверей, наружных стен и объем каждого внутреннего помещения.

Наличие комнат специального назначения (баня, сауна и пр.).

Степень оснащения техническими приборами. То есть, наличие горячего водоснабжения, системы вентиляции, кондиционирование и тип отопительной системы.

Для отдельно взятого помещения. Например, в комнатах, предназначенных для хранения, не нужно поддерживать комфортную для человека температуру.

Количество точек с подачей горячей воды. Чем их больше, тем сильнее нагружается система.

Площадь остекленных поверхностей. Комнаты с французскими окнами теряют значительное количество тепла.

Дополнительные условия. В жилых зданиях это может быть количество комнат, балконов и лоджий и санузлов. В промышленных - количество рабочих дней в календарном году, смен, технологическая цепочка производственного процесса и пр.

Климатические условия региона. При расчёте теплопотерь учитываются уличные температуры. Если перепады незначительны, то и на компенсацию будет уходить малое количество энергии. В то время как при -40 о С за окном потребует значительных ее расходов.

Особенности существующих методик

Параметры, включаемые в расчет тепловой нагрузки, находятся в СНиПах и ГОСТах. В них же есть специальные коэффициенты теплопередачи. Из паспортов оборудования, входящего в систему отопления, берутся цифровые характеристики, касаемые определенного радиатора отопления, котла и пр. А также традиционно:

Расход тепла, взятый по максимуму за один час работы системы отопления,

Максимальный поток тепла, исходящий от одного радиатора,

Общие затраты тепла в определенный период (чаще всего - сезон); если необходим почасовой расчет нагрузки на тепловую сеть, то расчет нужно вести с учетом перепада температур в течение суток.

Произведенные расчеты сопоставляют с площадью тепловой отдачи всей системы. Показатель получается достаточно точный. Некоторые отклонения случаются. Например, для промышленных строений нужно будет учитывать снижение потребления тепловой энергии в выходные дни и праздничные, а в жилых помещениях - в ночное время.

Методики для расчета систем отопления имеют несколько степеней точности. Для сведения погрешности к минимуму необходимо использовать довольно сложные вычисления. Менее точные схемы применяются если не стоит цель оптимизировать затраты на отопительную систему.

Основные способы расчета

На сегодняшний день расчет тепловой нагрузки на отопление здания можно провести одним из следующих способов.

Три основных

Для расчета берутся укрупненные показатели.
За базу принимаются показатели конструктивных элементов здания. Здесь будет важен и расчет идущего на прогрев внутреннего объема воздуха.
Рассчитываются и суммируются все входящие в систему отопления объекты.

Один примерный

Есть и четвертый вариант. Он имеет достаточно большую погрешность, ибо показатели берутся очень усредненные, или их недостаточно. Вот эта формула - Q от = q 0 * a * V H * (t ЕН - t НРО), где:

q 0 - удельная тепловая характеристика здания (чаще всего определяется по самому холодному периоду),
a - поправочный коэффициент (зависит от региона и берется из готовых таблиц),
V H - объем, рассчитанный по внешним плоскостям.

Пример простого расчета

Для строения со стандартными параметрами (высотой потолков, размерами комнат и хорошими теплоизоляционными характеристиками) можно применить простое соотношение параметров с поправкой на коэффициент, зависящий от региона.

Предположим, что жилой дом находится в Архангельской области, а его площадь - 170 кв. м. Тепловая нагрузка будет равна 17 * 1,6 = 27,2 кВт/ч.

Подобное определение тепловых нагрузок не учитывает многих важных факторов. Например, конструктивных особенностей строения, температуры, число стен, соотношение площадей стен и оконных проёмов и пр. Поэтому подобные расчеты не подходят для серьёзных проектов системы отопления.

Зависит он от материала, из которого они изготовлены. Чаще всего сегодня используются биметаллические, алюминиевые, стальные, значительно реже чугунные радиаторы. Каждый из них имеет свой показатель теплоотдачи (тепловой мощности). Биметаллические радиаторы при расстоянии между осями в 500 мм, в среднем имеют 180 - 190 Вт. Радиаторы из алюминия имеют практически такие же показатели.

Теплоотдача описанных радиаторов рассчитывается на одну секцию. Радиаторы стальные пластинчатые являются неразборными. Поэтому их теплоотдача определяется исходя из размера всего устройства. Например, тепловая мощность двухрядного радиатора шириной 1 100 мм и высотой 200 мм будет 1 010 Вт, а панельного радиатора из стали шириной 500 мм, а высотой 220 мм составит 1 644 Вт.

В расчет радиатора отопления по площади входят следующие базовые параметры:

Высота потолков (стандартная - 2,7 м),

Тепловая мощность (на кв. м - 100 Вт),

Одна внешняя стена.

Эти расчеты показывают, что на каждые 10 кв. м необходимо 1 000 Вт тепловой мощности. Этот результат делится на тепловую отдачу одной секции. Ответом является необходимое количество секций радиатора.

Для южных районов нашей страны, так же как и для северных, разработаны понижающие и повышающие коэффициенты.

Усредненный расчет и точный

Учитывая описанные факторы, усредненный расчет проводится по следующей схеме. Если на 1 кв. м требуется 100 Вт теплового потока, то помещение в 20 кв. м должно получать 2 000 Вт. Радиатор (популярный биметаллический или алюминиевый) из восьми секций выделяет около Делим 2 000 на 150, получаем 13 секций. Но это довольно укрупненный расчет тепловой нагрузки.

Точный выглядит немного устрашающе. На самом деле ничего сложного. Вот формула:

Q т = 100 Вт/м 2 × S(помещения)м 2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7 , где:

q 1 - тип остекления (обычное =1.27, двойное = 1.0, тройное = 0.85);
q 2 - стеновая изоляция (слабая, или отсутствующая = 1.27, стена выложенная в 2 кирпича = 1.0, современна, высокая = 0.85);
q 3 - соотношение суммарной площади оконных проемов к площади пола (40% = 1.2, 30% = 1.1, 20% - 0.9, 10% = 0.8);
q 4 - уличная температура (берется минимальное значение: -35 о С = 1.5, -25 о С = 1.3, -20 о С = 1.1, -15 о С = 0.9, -10 о С = 0.7);
q 5 - число наружных стен в комнате (все четыре = 1.4, три = 1.3, угловая комната = 1.2, одна = 1.2);
q 6 - тип расчетного помещения над расчетной комнатой (холодное чердачное = 1.0, теплое чердачное = 0.9, жилое отапливаемое помещение = 0.8);
q 7 - высота потолков (4.5 м = 1.2, 4.0 м = 1.15, 3.5 м = 1.1, 3.0 м = 1.05, 2.5 м = 1.3).

По любому из описанных методов можно провести расчет тепловой нагрузки многоквартирного дома.

Примерный расчет

Условия таковы. Минимальная температура в холодное время года - -20 о С. Комната 25 кв. м с тройным стеклопакетом, двустворчатыми окнами, высотой потолков 3.0 м, стенами в два кирпича и неотапливаемым чердаком. Расчет будет следующий:

Q = 100 Вт/м 2 × 25 м 2 × 0,85 × 1 × 0,8(12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Результат, 2 356.20, делим на 150. В итоге получается, что в комнате с указанными параметрами нужно установить 16 секций.

Если необходим расчет в гигакалориях

В случае отсутствия счетчика тепловой энергии на открытом отопительном контуре расчет тепловой нагрузки на отопление здания рассчитывают по формуле Q = V * (Т 1 - Т 2) / 1000, где:

V - количество воды, потребляемой системой отопления, исчисляется тоннами или м 3 ,
Т 1 - число, показывающее температуру горячей воды, измеряется в о С и для вычислений берется температура, соответствующая определенному давлению в системе. Показатель этот имеет свое название - энтальпия. Если практическим путем снять температурные показатели нет возможности, прибегают к усредненному показателю. Он находится в пределах 60-65 о С.
Т 2 - температура холодной воды. Ее измерить в системе довольно трудно, поэтому разработаны постоянные показатели, зависящие от температурного режима на улице. К примеру, в одном из регионов, в холодное время года этот показатель принимается равным 5, летом - 15.
1 000 - коэффициент для получения результата сразу в гигакалориях.

В случае закрытого контура тепловая нагрузка (гкал/час) рассчитывается иным образом:

Q от = α * q о * V * (t в - t н.р) * (1 + K н.р) * 0,000001, где

Расчет тепловой нагрузки получается несколько укрупненным, но именно эта формула дается в технической литературе.

Все чаще, чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, прибегают к строения.

Работы эти проводят в темное время суток. Для более точного результата нужно соблюдать разницу температур между помещением и улицей: она должна быть не менее в 15 о. Лампы дневного освещения и лампы накаливания выключаются. Желательно убрать ковры и мебель по максимуму, они сбивают прибор, давая некоторую погрешность.

Обследование проводится медленно, данные регистрируются тщательно. Схема проста.

Первый этап работ проходит внутри помещения. Прибор двигают постепенно от дверей к окнам, уделяя особое внимание углам и прочим стыкам.

Второй этап - обследование тепловизором внешних стен строения. Все так же тщательно исследуются стыки, особенно соединение с кровлей.

Третий этап - обработка данных. Сначала это делает прибор, затем показания переносятся в компьютер, где соответствующие программы заканчивают обработку и выдают результат.

Если обследование проводила лицензированная организация, то она по итогу работ выдаст отчет с обязательными рекомендациями. Если работы велись лично, то полагаться нужно на свои знания и, возможно, помощь интернета.

Годовые потери теплоты здания Q ts , кВтч, следует определять по формуле

где - сумма потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений, Вт;

t в - средневзвешенная по объему здания расчетная температура внутреннего воздуха, С;

t х - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, С, принимаемая по ТКП /1/;

D - количество градусо-суток отопительного периода, Ссут.

8.5.4. Суммарный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания

Суммарный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания Q s , кВтч, следует определять по формуле

Q s = Q ts  Q hs  1 , (7)

где Q ts - годовые потери теплоты здания, кВтч;

Q hs - годовые поступления теплоты от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, людей и других источников, кВтч;

 1 - коэффициент, принимаемый по таблице 1 в зависимости от способа регулирования системы отопления здания.

Таблица 8.1

Q s =Q ts Q hs  1 =150,54 – 69,05 0,4=122,92 кВтч

8.5.5. Удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий q А , Втч/(м 2 °Ссут), и q V , Вт· ч/(м 3 °Ссут), следует определять по формулам:

где Q s - суммарный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, кВтч;

F от - отапливаемая площадь здания, м 2 , определяемая по внутреннему периметру наружных вертикальных ограждающих конструкций;

V от - отапливаемый объем здания, м 3 ;

D - количество градусо-суток отопительного периода, °Ссут.

8.5.6. Нормативные удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Нормативные удельные расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Наименование объектов нормирования	Нормативный удельный расход тепловой энергии
	на отопление и вентиляцию			на вентиляцию с искусственным побуждением
	q А н, Втч/(м 2 Ссут)	q V н, Втч/(м 3 Ссут)	q h in , Втч/(м 3 Ссут)
1 Жилые дома (9 этажей и более) с наружными стенами из: многослойных панелей монолитного бетона штучных материалов
2 Жилые дома (6-8 этажей) с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
3 Жилые дома (4-5 этажей) с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
4 Жилые дома (2-3 этажа) с наружными стенами из штучных материалов
5 Коттеджи, жилые дома усадебного типа, в том числе с мансардами
6 Детские сады с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
7 Детские сады с бассейном с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
8 Школы с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
9 Поликлиники с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
10 Поликлиники с бассейном или гимнастическим залом с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
11 Административное здание с наружными стенами из: многослойных панелей штучных материалов
Примечания 1 Значения нормативных удельных расходов тепловой энергии на отопление определены при коэффициенте остекленности, равном: для поз. 1-4 - 0,18; для поз. 5 - 0,15. 2 Значения удельных расходов тепловой энергии на вентиляцию с искусственным побуждением приведены в качестве справочных. Продолжительность работы систем приточной вентиляции с искусственным побуждением для общественных зданий за отопительный период определена на основании следующих исходных данных: Для детских яслей-садов: 5-дневная рабочая неделя и 12-часовой рабочий день; Для общеобразовательных школ: 6-дневная рабочая неделя и 12-часовой рабочий день; Для административных зданий: 5-дневная рабочая неделя и 10-часовой рабочий день.