Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность

НП "Энергоэффективный город" представляет портал "Энергосовет" - всё об энергосбережении в интернете

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 4 (23) за 2012 г

Скачать номер в формате pdf (7583 kБ)

Установление уровней удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов и обеспечивающих их систем автоматизации теплопотребления



Рубрика: Теплоснабжение
Автор: В.И. Ливчак
Технология: Строительство энергоэффективных зданий
Эффект от внедрения:
- для объекта снижение потерь тепла на 20-40%;
- для муниципального образования снижение потребления топлива, улучшение качества теплоснабжения.
Объекты внедрения: Прочее, Частные дома, Учреждения социальной сферы (школы, больницы, детские сады и т.д.) , Административные и общественно-бытовые здания и сооружения.

ОТ РЕДАКЦИИ: Статья продолжает разработку темы повышения энергоэффективности систем отопления многоквартирных домов, поднятой автором в предыдущей публикации («Сомнения в обоснованности энергоэффективности принципов автоматизации систем водяного отопления по концепции ООО «Данфосс», журнал «ЭНЕРГОСОВЕТ» № 3 (22) 2012 г. (http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=302).

  

К.т.н. В.И. Ливчак, вице-президент НП «АВОК», Государственный эксперт энергоэффективности проектной документации в строительстве

  

В приказе Минрегионразвития РФ от 17 мая 2011 г. № 224 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» приводится таблица 3 базового и нормируемого с 2011, 2016 и 2020 гг. уровней суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных зданий, в том числе на отопление и вентиляцию отдельно, в зависимости от этажности здания и для градусо-суток отопительного периода всех возможных регионов нашей страны. В этой таблице базовые значения удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию получены пересчетом с кДж/м2 на кВт·ч/м2 с округлением величин, указанных в табл. 9 СНиП 23-02-2003, и умножением их на величину градусо-суток от 2000 до 12000. Нормируемые с 2011, 2016 и 2020 гг. показатели получены снижением базовых значений, соответственно, на 15, 30 и 40% согласно требованиям повышения энергетической эффективности зданий по постановлению Правительства РФ № 18 от 25.01.2011 г.

 

Градусо-сутки отопительного периода

Градусо-сутки отопительного периода - это характеристика суровости зимы и рассчитывается как произведение разности расчетной внутренней (tв) и средней наружной за отопительный период (tн.ср) температур воздуха в градусах Цельсия (°C) на длительность отопительного периода (nо) в сутках:

Dd = (tв - tн.ср) · nо.

Продолжительность отопительного периода, согласно СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», соответствует периоду устойчивой (в течение 3-х суток) температуры воздуха равной и меньше +8 °C; средняя температура наружного воздуха за отопительный период - это среднеарифметическое значение средних за каждые сутки температур этого периода.

Но, хотя такое механическое перемножение на градусо-сутки и было принято при определении удельного годового расхода тепловой энергии на отопление зданий, строящихся в разных регионах страны, в СНиП 23-02-2003 оно не учитывает, что 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) тепловыделения, которые не зависят от разных климатических условий регионов страны. 

Это тепловыделения от людей, освещения, пользования электробытовыми приборами, компьютерами, от приготовления пищи и пользования горячей водой (для жилых домов). А посему, более правильно соотносить по разнице внутренних и наружных температур не расходы теплоты на отопление, а теплопотери через наружные ограждения и на нагрев необходимых для вентиляции объемов наружного воздуха (для жилых зданий с естественным притоком не менее нормативного воздухообмена для обеспечения вентиляции), а потом уже из величины пересчитанных теплопотерь вычитать внутренние тепловыделения, которые для всех регионов должны быть примерно одинаковы по абсолютной величине (при одной и той же заселенности квартир и географической широте около 50 градусов, которая влияет на длительность светового дня). Так было сделано при составлении таблицы удельных показателей расчетного расхода теплоты на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади квартир, qo.max[1, 2], включенную в актуализированный СНиП 41-02 «Тепловые сети» (Приложение В).

Следует напомнить, что расчетные (нагрузочные) показатели находятся, используя данные о расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления (tн.о), которая приводится в актуализированном СНиП 23-01 «Строительная климатология» как средняя температура самой холодной пятидневки за период наблюдения с 1960 по 2010 гг. с обеспеченностью 0,92. За такой период стояния наружных температур все инерционные и неинерционные составляющие теплопотерь через разные наружные ограждения (стены, окна) и на нагрев инфильтрующегося воздуха выравниваются по влиянию на температуру воздуха в помещении, и режим теплообмена рассматривается как стационарный.

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.

Проанализируем, насколько нормативные документы повышения теплозащиты и энергоэффективности жилых зданий, разработанные на базе климатических условий центральной России, соответствуют условиям других регионов страны при учете того, что бытовые тепловыделения практически постоянны для всех регионов, а это ранее не было принято во внимание.

 

Принимаем градусо-сутки для центрального региона:

Ddцентр = (20 + 3,8) 220 = 5000 °C·сут.

Для более сурового региона севера европейской части России и Сибири на примере района вблизи г. Печоры:

Ddсев. = (20 + 7,9)·287 = 8000 °C·сут.;

Для региона юга европейской части России с более мягкой зимой региона в районе г. Владикавказа:

Ddюг = (20 -1)·158 = 3000 °C·сут.

Диапазон 5000-8000°C·сут. покрывает все основные города Сибири и Дальнего Востока. Так согласно актуализированному СНиП 23-01 для:

  • г. Новосибирска Dd = (20+8,1)221 = 6210°Cсут.;
  • г. Красноярска Dd = (20+6,7)233 = 6220°Cсут.;
  • г. Хабаровска Dd = (20+9,5)251 = 7400°Cсут.;
  • г. Магадана Dd = (20+7,5)279 = 7670°Cсут.

 

Расчет базового и нормируемого по годам удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирных домов для регионов

Ориентируясь на соотношение теплового баланса типового многоквартирного 9-ти этажного 4-х секционного жилого дома, построенного в соответствии с требованиями  СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника» с изменениями на 2000 г. и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в климатических условиях центрально-европейского региона нашей страны [2], пересчитаем его показатели базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление для регионов северной и южной части страны (с градусо-сутками, соответственно, в 8000 и 3000) с учетом того, что бытовые тепловыделения практически постоянны для всех регионов страны.

Базовое соотношение расчетных теплопотерь (при tн.о = -25°C) из [2] принимается равным:

  • относительные теплопотери через стены - 0,215 от суммарных при приведенном сопротивлении теплопередаче стен RW = 3,15 м2°C/Вт (для Dd = 5000°Ссут.);
  • относительные теплопотери через пол, потолок - 0,05;
  • относительные теплопотери через окна - 0,265 при их приведенном сопротивлении теплопередаче RF =0,54 м2°C/Вт;
  • относительные теплопотери на нагрев наружного воздуха при расчетном воздухообмене 30 м3/ч на человека и заселенности 20 м2 общей площади квартир без летних помещений на человека - 0,47:

qht.max 2000 г.= 0,215 + 0,05 + 0,265 + 0,47 = 1,0.

 

Доля бытовых тепловыделений при удельной величине 17 Вт/м2 площади жилых комнат (при заселенности 20 м2 площади жилых комнат в доме на человека, из СНиП 23-02-2003) - 0,19qht.max 2000 г.,  относительный расчетный расход теплоты на отопление: qо.max= 1- 0,19 = 0,81.

Но, если за единицу принять относительный расход теплоты на отопление ( qо.max = 1), поскольку в дальнейших расчетах годового теплопотребления мы будем принимать долю бытовых тепловыделений по отношению к этому расходу ( qбыт/ qо.max= 0,19/0,81 = 0,235), относительная величина расчетных теплопотерь тогда будет:

qht.max центр = qо.max + qбыт/ qо.max = 1 + 0,235 = 1,235.


Рис. Изменение относительных теплопотерь через ограждение здания при повышении их теплозащиты
 (голубая заливка - по стенам для центральных районов, салатовая - для северных районов и Сибири)

 Рис. Изменение относительных теплопотерь через ограждение здания при повышении их теплозащиты (голубая заливка – по стенам для центральных районов, салатовая – для северных районов и Сибири)


Для северных регионов относительные теплопотери и относительный расчетный расход теплоты на отопление определяем с учетом увеличения приведенного сопротивления теплопередаче стен, согласно СНиП 23-02-2003 до RW = 4,2 м2·°C/Вт (для Dd = 8000°С·сут.), против 3,15 м2·°C/Вт в центральном регионе, что снизит долю относительных теплопотерь (см. рис. 1) в 0,227/0,302 = 0,75 раза.

Объединив относительные теплопотери через стены, потолок и пол, принимая (как видно из рис. 1), что последние также изменятся, как и через стены, а относительные теплопотери через окна остались такими же, поскольку до 2010 г. окна с RF>0,54 м2·°C/Вт были редкостью, получим:

 

qht.max.сев.=[(0,215+0,05)·0,75+0,265+0,47]× ×(tв-tн.о.сев.)/(tв-tн.о.центр).

 

При tн.о.сев.=-45°C:

qht.max.сев.= (0,2+0,265+0,47)·  (20+45)/(20+25) = 1,348,

а qо.max.сев.= 1,348 - 0,19 = 1,158
и qбыт/ qо.max = 0,19/1,158 = 0,164.

Для южных регионов относительные теплопотери и относительный расчетный расход теплоты на отопление определяем с учетом уменьшения приведенного сопротивления теплопередаче стен и окон, согласно СНиП 23-02-2003, соответственно, стен до RW = 2,45 м2·°C/Вт, что увеличит долю относительных теплопотерь по сравнению с центральным регионом (см. рис. 1) в 0,388/0,302 = 1,286 раза, а окон до RF = 0,34 м2·°C/Вт, что увеличит долю их относительных теплопотерь в 1/0,63 = 1,587 раза.

Объединив теплопотери через стены, потолок и пол, полагая, что последние также изменятся, как и через стены, получим:

 

qht.max.юг.=[(0,215+0,05)·1,286+0,265·1,587+0,47]· (tв-tн.о.юг)/(tв-tн.о.центр).

 

При tн.о.юг= - 15°C:

qht.max.юг.= (0,34+0,42+0,47)·(20+15)/(20+25) = 0,955,

а  qо.max.юг= 0,955 - 0,19 = 0,765
и  qбыт/ qо.max = 0,19/0,765 = 0,248.

 


Табл. 1. Показатели суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов, в том числе на отопление и вентиляцию отдельно, кВт·ч/м2 в год

Наименование удельного

показателя

Градусо-сутки ото-питель­ного периода,
°С·сут.

Базовое
значение

Нормируемое  значение, устанавливаемое  со дня вступления в силу требований энергетической эффективности

Нормируемое  значение, устанавливаемое 
с 01.01.2016

Нормируемое  значение, устанавливаемое 
с 01.01.2020

 

 

5 эт.

12 эт.
и выше

5 эт.

12 эт.
и выше

5 эт.

12 эт.
и выше

5 эт.

12 эт.
и выше

1

Удельное энергопотребление на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в жилых многоквартирных зданиях высотой 5-12 этажей

2000

4000

6000

8000

10000

12000

155

190

227

252

276

300

146

173

204

224

259

262

131

161

191

213

233

254

123

146

172

188

205

221

98

123

150

167

183

200

92

111

134

147

160

174

93

114

137

151

165

180

88

103

123

134

146

157

2

В том числе, удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию в жилых многоквартирных зданиях высотой 5-12 этажей

2000

4000

6000

8000

10000

12000

50

96

131

155

179

203

41

79

108

127

146

165

43

82

111

132

152

173

35

67

92

108

124

140

35

67

92

109

125

142

29

55

76

89

102

116

30

58

79

93

107

122

25

47

65

76

88

99

 


Для определения, как будет меняться относительная величина теплопотребления на отопление за расчетный отопительный период, воспользуемся следующей формулой:

 

qоy =[(1+ qбыт/ qо.max)·Dd/(tв- tн.о) -( qбыт/ qо.max)·nо] · qо.max· 24·10-3        (1)

 

Подставив приведенные выше значения, получим относительное теплопотребление на отопление выбранного многоквартирного дома, построенного после 2000 г. по СНиП 23-02-2003, для выбранных регионов страны:

 

qо.центр.y =[(1+ 0,235)·5000/(20+25) -0,235·220]·1·24·10-3 = 2,05;

qо.сев.y =[(1+ 0,164)·8000/(20+45) -0,164·287] ·1,158·24·10-3 = 2,67;

qо.юг.y =[(1+ 0,248)·3000/(20+15) -0,248·158] ·0,765·24·10-3 = 1,25.

 

Если принять за исходную величину базового удельного годового теплопотребления на отопление 9-ти этажного многоквартирного дома для Dd = 5000 °C·сут. из табл. 9 СНиП 23-02-2003 qo.центр.y = 76/3,6·5000 = 106 кВт·ч/м2, то для аналогичного дома в регионе с Dd = 8000 °C·сут. тот же показатель, определенный с учетом постоянства бытовых тепловыделений, будет:

 

qo.сев.y = 106·2,67/2,05 = 138 кВт·ч/м2
(по таблице без учета - 76/3,6·8000 = 169 кВт·ч/м2);

то же для аналогичного дома в регионе с Dd = 3000 °C·сут.:

 

qo.юг.y = 106·1,25/2,05 = 65 кВт·ч/м
(по таблице без учета - 76/3,6·3000 = 63 кВт·ч/м2).

 С учетом этого таблица 3 показателей суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных домов из приказа Минрегионразвития № 224 от 17.05.2011 должна быть заменена на приведенную здесь табл. 1 (пересчет базовых показателей с 9-ти этажного дома на 5-ти осуществлен согласно СНиП 23-02-2003, с повышающим коэффициентом 1,12, а на 12-ти этажные с коэффициентом 0,92; показатели для других значений градусо-суток определены интерполяцией в сторону снижения путем сравнения показателей для 5000 и 3000 °C·сут., и в сторону повышения - показателей для 5000-8000 °C·сут. и более. Нормируемые показатели приняты соответственно по годам на 15, 30 и 40 процентов ниже базовой величины (нижняя половина табл. 1).

 


Табл. 2. Нормы расхода горячей воды потребителями и удельной часовой величины тепловой энергии на ее нагрев в средние за отопительный период сутки, исходя из нормативной площади на 1-го измерителя


п/п

Потребители

Измери-тель

Норма расхода горячей воды

α, л/сутки

Норма общей/полезной площади на 1 измеритель Sа, м2/чел.

Удельная величина тепловой энергии
qhw, Вт/м2

1

Жилые дома независимо от этажности, оборудованные умывальниками, мойками и ваннами, с квартирными регуляторми давления

1 житель

105

25

12,2

2

То же с умывальниками, мойками и душем  

1 житель

85

18

13,8

3

Гостиницы и пансионаты с душами во всех отдельных номерах

1 прожи-вающий

70

12

17,0

4

Больницы с санитарными узлами, приближенными к палатам

1 больной

90

15

17,5

5

Поликлиники и амбулатории

1 больной в смену

5,2

13

1,5

6

Детские ясли-сады с дневным пребыванием детей и столовыми, работающими на полуфабрикатах

1 ребенок

11,5

10

3,1

7

Административные здания

1 рабо-тающий

5

10

1,3

8

Общеобразовательные школы
с душевыми при гимнастических залах и столовыми
на полуфабрикатах

1 учащийся

3

10

0,8

9

Физкультурно-оздоровительные комплексы

1 человек

30

5

17,5

10

Предприятия общественного пи-тания для приготовления пищи, реализуемой в обеденном зале

1 посе-титель

12

10

3,2

11

Магазины продовольственные

1 рабо-тающий

12

30

1,1

12

Магазины промтоварные

то же

8

30

0,7

Примечания:

1.       Нормы расхода воды установлены для основных потребителей и включают все дополнительные расходы (обслуживающим персоналом, душевыми для обслуживания персонала, посетителями, на уборку помещений и т.п.).

2.       Расход воды на производственные нужды, не указанный в настоящей таблице, следует принимать в соответствии с технологическими заданиями и указаниями по строительству и проектированию предприятий отдельных отраслей промышленности.

3.       Для водопотребителей гражданских зданий, сооружений и помещений, не указанных в настоящей таблице, нормы расхода воды следует принимать согласно настоящей таблицы для потребителей, аналогичных по характеру водопотребления.

4.       В настоящей таблице удельный часовой норматив тепловой энергии  qhw, Вт/м2 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, Sа, м2/чел. Если в действительности окажется иная величина общей или полезной площади на одного человека, Sа.i, то удельный норматив тепловой энергии данного конкретного дома qhw.i изменится:    qhw.iqhw. · Sа / Sа.i

5.      Удельную величину тепловой энергии на подогрев горячей воды в условиях, отличных от указанных норм, следует пересчитывать исходя из показателей настоящей таблицы.

 

Расчет удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение многоквартирных домов для регионов

В отношении определения удельного годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение воспользуемся таблицей Приложения Г актуализированного СНиП 41-02 «Тепловые сети» (здесь приведена как табл. 2) и формулой годового удельного расхода тепловой энергии, потребляемой системой горячего водоснабжения за год qhwy, кВт·ч/м2, из [3]:


Табл. 3. Коэффициент khl, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем ГВС

Тип системы
горячего водоснабжения

Значение коэффициента khl

При наличии сетей горячего
водоснабжения после ЦТП

Без тепловых сетей горячего водоснабжения

С изолированными стояками
без полотенцесушителей

0,15

0,10

То же с полотенцесушителями

0,25

0,20

С неизолированными стояками
и полотенцесушителями

0,35

0,30

 

Для определения (2) 

где qhw - среднечасовой за отопительный период расход тепловой энергии на горячее водоснабжение, Вт/м2, из табл. 2;

khl - коэффициент, учитывающий потери теплоты трубопроводами систем горячего водоснабжения; принимают согласно нижеследующей таблицы 3, для ИТПж.д. khl = 0,2;

no - длительность отопительного периода, в сут.;

α - коэффициент, учитывающий снижение уровня водозабора в жилых зданиях в летний период; для жилых зданий при отдельном учете отключения системы на ремонт - 0,9; для остальных зданий - 1,0;

tcs - средняя температура холодной воды в летний период, °С; принимают равной 15 °С при водозаборе из открытых источников;

tc- средняя температура холодной воды в отопительный период, °С; принимают равной 5 °С при водозаборе из открытых источников;

351 - продолжительность пользования централизованным горячим водоснабжением в течение года, сут (в соответствии с п. 3.1.11 СанПиН 2.1.4.2496-09 отключение системы ГВС на ежегодный профилактический ремонт не должно превышать 14 суток);

60 - минимально допустимая температура горячей воды в местах водоразбора, °С (в соответствии с п. 3.1.10 СанПиН 2.1.4.2496-09).

После подстановки в формулу известных постоянных величин вместо обозначений, для жилых домов она будет иметь следующий вид:

qhw.у= 0,02×qhw×[(70,2 + no) +  0,74×(351 - no)]×Sa / Sa.i,                  (3)

где qhw, Sа , Sа.i - в примечании к табл. 2.

В многоквартирных домах с нормой расхода горячей воды на одного жителя 105 л/сутки и заселенности 25 м2 жилой площади на человека базовое удельное годовое теплопотребление на горячее водоснабжение составит для центрального региона (no= 220 сут.):

qhw.у= 0,02×12,2× [(70,2+220) + 0,74×(351- 220)] ×1 = 95 кВт·ч/м2;

для региона севера европейской части и Сибири, если взять усредненное значение длительности отопительного периода в 260 суток, включая г. Якутск с Dd = (20+20,9)·252 = 10300°C·сут., qhw.у = 97 кВт·ч/м2;

юга европейской части России с учетом повышающего коэффициента на потребление воды в III иIV климатических районах строительства, согласно актуализированному СНиП 2.04.01 «Водоснабжение...», qhw.у 91×1,15 = 105 кВт·ч/м2.

Для получения базового нормируемого значения суммарного удельного годового расхода тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение многоквартирных зданий прибавляем эти значения, с интерполяцией в зависимости от величины градусо-суток региона строительства, к установленным величинам удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию (табл. 1, верхняя половина).

Как показывает опыт, установка квартирных водосчетчиков в многоквартирных домах и расчет по ним с тепло- и водоснабжающей организацией снижает водопотребление примерно на 40% по сравнению с базовым. В соответствии с Федеральным законом № 261, если собственники до 01 июля 2012 г. не установили общедомовые приборы учета энергоресурсов и квартирные водосчетчики, то снабжающие организации до 01 июля 2013 г. «обязаны совершить действия по оснащению приборами учета используемых энергетических ресурсов, снабжение которыми и передачу которых указанные организации осуществляют», за свой счет с последующим возмещением затрат собственником равными долями в течение пяти лет с даты их установки. Учитывая, что сроки исполнения данного закона уже пересматривались, принимаем для определения рекомендуемых значения суммарного удельного годового расхода тепловой энергии оснащенность квартирными водосчетчиками к 2012 г. - 40% квартир, к 2016 г. - 100% квартир (последующие колонки верхней половины табл. 1).

Повышение энергоэффективности зданий на 15 и 30% по сравнению с базовым значением практически удовлетворяется за счет повышения теплозащиты многоквартирных домов.

Расчеты, выполненные для г. Москвы [4] показали, что требуемое по постановлению Правительства РФ № 18 от 25.01.2011 г. повышение энергоэффективности зданий на 15% с 2011 г. и всего на 30% с 2016 г. по сравнению с базовым значением, достигнутым по СНиП 23-02-2003, удовлетворяется за счет увеличения сопротивления теплопередаче непрозрачных наружных ограждений также на 15 и 30 % и перехода на окна с сопротивлением теплопередаче 0,8 вместо 0,54 м2·°C/Вт с 2011 г. (увеличение на (0,8-0,54)·100/0,54 = 48%) и до 1,0-1,05 м2·°C/Вт с 2016 г.

Рассмотрим, сохранится ли такое распределение для северных регионов нашей страны. Воспользуемся для этого полученным  соотношением относительных расчетных теплопотерь этого региона на базовом уровне:

  • относительные теплопотери через непрозрачные наружные ограждения при сопротивлении теплопередаче стен RW = 4,2м2°C/Вт - 0,2;
  • то же относительных теплопотерь через окна (при RF = 0,54 м2°C/Вт) - 0,256;
  • относительные теплопотери на нагрев необходимого для вентиляции воздуха - 0,47.

Из рис. 1 видно, что при увеличении приведенного сопротивления теплопередаче стен на 15% с 4,2 до 4,85 м2·°C/Вт относительные теплопотери через стены сократятся с 0,227 до 0,197, или составят 0,197/0,227 = 0,87 от предыдущего значения. Переход на окна с сопротивлением теплопередаче 0,8 вместо 0,54 м2·°C/Вт дает снижение теплопотерь на 0,43/0,63 = 0,68 от предыдущего значения.

Принимая снижение относительных теплопотерь через покрытия и перекрытия, как через стены, а относительные теплопотери на нагрев инфильтрационного воздуха в прежнем объеме, из уравнения теплового баланса дома строительства с 2011 г. получим следующие относительные величины расчетных теплопотерь:

 

qht.max.сев.2011 = (0,2·0,87+0,265·0,68+0,47)· × (20+45)/(20+25)  = 1,19,

расчетного относительного расхода теплоты на отопление qo.max.сев.2011= 1,47 - 0,19 = 1,0 и соотношения qбыт/ qo.max = 0,19/1,0 = 0,19.

 

А по формуле (1) - относительное теплопотребление на отопление за расчетный отопительный период:

qo.сев.2011y = [(1+ qбыт/ qо.max)·Dd/(tв- tн.о) - ( qбыт/ qо.max)·nо] · qо.max· 24·10-3= [(1+ 0,19)·8000/(20+45) - 0,19·287]× ·24·10-3 = 2,2.

Базовое значение относительного теплопотребления на отопление за расчетный отопительный период составляло величину 2,67, соответственно снижение этого значения после повышения сопротивления теплопередаче непрозрачных наружных ограждений на 15% и окон с 0,54 до 0,8 м2·°C/Вт составило: 2,2/2,67 = 0,82, т. е. энергоэффективность здания повысилась на 18%, при требуемых не менее 15%.

 

Дальнейшее повышение приведенного сопротивления теплопередаче стен жилого дома, с RW = 4,85 до 5,5 м2·°C/Вт в 2016 г. приводит к снижению относительных теплопотерь с 0,197 до 0,173 или составят 0,173/0,197 = 0,88 от предыдущего значения. Переход на окна с сопротивлением теплопередаче 1,0 вместо 0,8 м2·°C/Вт снизит относительные теплопотери на 0,34/0,43 = 0,79 от предыдущего значения.

Принимая снижение относительных теплопотерь через покрытия и перекрытия, как через стены, а относительные теплопотери на нагрев инфильтрационного воздуха в прежнем объеме, из уравнения теплового баланса дома строительства с 2016 г. получим следующие относительные величины расчетных теплопотерь:

qht.max.сев.2016= (0,2·0,87·0,88+0,265·0,68·0,79+0,47)·(20+45)/(20+25) = 1,105,

расчетного относительного расхода теплоты на отопление qo.max.сев.2016= 1,105 - 0,19 = 0,915 и соотношения qбыт/ qo.max = 0,19/0,912 = 0,21.

А по формуле (1) - относительное теплопотребление на отопление за расчетный отопительный период:

qо.сев.2016y = [(1+ qбыт/ qо.max)·Dd/(tв- tн.о) - ( qбыт/ qо.max)·nо] · qо.max· 24·10-3=

= [(1+ 0,21)·8000/(20+45) - 0,21·287]× ·0,915·24·10-3 = 1,95.

Соответственно снижение этого значения с 2016 г. после повышения сопротивления теплопередаче непрозрачных наружных ограждений с 4,85 до 5,5 м2·°C/Вт и окон с 0,8 до 1,0 м2·°C/Вт составило по отношению к базовому 2011 г.: 1,95/2,67 = 0,73, т. е. энергоэффективность здания повысилась на 27%, при требуемых не менее 30%, и практически позволяют выполнить требования ПП РФ № 18 о повышении энергетической эффективности только за счет повышения теплозащиты оболочки здания.

Повышение приведенного сопротивления теплопередаче стен жилого дома, с RW = 4,85 до 5,5 м2·°C/Вт в 2016 г. приводит к снижению сопротивления теплопередаче на (0,197-0,173)·(18+45)/(18+25) = 0,035 или на 3,5% по отношению к исходному сопротивлению теплопередаче до начала повышения теплозащиты зданий в 1995г., что ставит под сомнение целесообразность еще большего увеличения приведенного сопротивления теплопередаче стен для региона с 8000°C·сут. сверх 5,5 м2·°C/Вт без соответствующего экономического обоснования.

Следовательно, как и для центральных регионов требуемое по постановлению Правительства РФ №18 повышение энергоэффективности не менее чем на 15% со дня выхода этого постановления и до 30% с 2016 г. для северных регионов практически удовлетворяется за счет принятого в приказе Минрегионразвития № 224 от 17 мая 2011 г. повышения теплозащиты многоквартирных домов. Но оптимистичные выводы по результатам вышеприведенных расчетов предполагают, что в систему отопления будет подаваться такое количество теплоты, которое необходимо для обеспечения комфортных условий пребывания жителей - в соответствии со СНиП 41-01-2003 внутренняя температура 20°C и воздухообмен 30 м3/ч на одного жителя при заселенности не менее 20 м2 общей площади квартиры на человека. Такой режим должен поддерживаться независимо от изменения метеорологических условий, наличия или отсутствия запаса в поверхности нагрева отопительных приборов, закладываемого при проектировании, и с учетом возможных отклонений фактической заселенности дома от расчетной. Все это достигается выбором оптимального метода автоматического регулирования потребляемой тепловой энергии на отопление.

 

Выбор метода регулирования системы отопления

Исторически существуют два метода авторегулирования отопления: субъективный, основанный на законопослушности населения и стремлении жителей к энергосбережению не только для того, чтобы меньше платить за отопление, но и, задумываясь о последующих поколениях, чтобы сохранить для них окружающую среду с наименьшими нарушениями и с неистощенными недрами. В основу такого метода авторегулирования поставлен человек со своими индивидуальными (субъективными) особенностями, но с врожденным стремлением к рациональному потреблению, в том числе и по отношению к использованию энергии. При этом методе основной упор в авторегулировании делается на термостаты - автоматические устройства индивидуального регулирования теплоотдачи отопительных приборов. Типичными представителями такого направления среди стран Европы являются Дания, Германия.

Второй метод - объективный, основанный на законах физики о влиянии климатических изменений, самого здания и его систем жизнеобеспечения на микроклимат отапливаемых помещений, метод принудительного воздействия на режим подачи тепловой энергии с учетом всех этих особенностей, обеспечивающий комфортные, но не избыточные, условия пребывания в квартире при получении максимального энергетического эффекта. При этом методе основной упор в авторегулировании делается на разработку оптимального режима подачи теплоты в систему отопления дома, в том числе с обратной связью через температуру воздуха в помещениях, и реализацию этого режима в ИТП (тепловой пункт на вводе тепловых сетей в здание) или АУУ (автоматизированный узел управления системой отопления при теплоснабжении от ЦТП). Термостаты при этом выполняют вспомогательную роль по учету индивидуальных желаний жителей и снятия возможного перегрева от солнечной радиации при правильной настройке прибора.

 Опыт показывает, что второй метод более подходит для нашей страны, особенно на начальной стадии массового внедрения авторегулирования отопления. Об эффективности такого метода, достигнутого в реальных условиях эксплуатации, было показано в [5], а о недостатках первого - в [6].

Казалось бы, покомнатный учет теплопотребления путем установки счетчиков-распределителей теплоты на каждый отопительный прибор, где стоит термостат, должно стимулировать жителей к энергосбережению, но то, как это у нас реализуется [6, 7], в действительности превращается в очередную компанию по поддержке зарубежного производителя без получения должного эффекта. Все то энергосбережение, которое производители оборудования приписывают установке термостатов и счетчиков-распределителей теплоты на отопительных приборах, балансировочных кранов на стояках системы отопления, на самом деле создается авторегулированием подачи теплоты на отопление на вводе в систему. Выключи контроллер, реализующий алгоритм этого регулирования, и вся экономия энергии улетучится.

При осуществлении автоматического регулирования подачи теплоты на вводе системы отопления, да еще при применении там, где это целесообразно (в многосекционных домах), пофасадного авторегулирования с контролем по температуре воздуха в отапливаемых помещениях и с настройкой регулятора на оптимальный режим теплопотребления, никаких проблем не возникает, достигается максимально возможная экономия тепловой энергии, и такой метод регулирования отвечает менталитету российского жителя. Он повышает эффективность авторегулирования и в домах-башнях по сравнению с решением автоматизации без коррекции температурного графика, и позволяет выйти на требуемый режим подачи теплоты даже при несоответствии теплоотдачи запроектированной системы отопления фактическим теплопотерям здания, что нередко соответствует действительности.

Литература

1. Ливчак В.И. Обоснование расчета удельных показателей расхода тепла на отопление разноэтажных жилых зданий // АВОК.- 2005.- № 2.

2. Ливчак В.И. Определение нормативов потребления коммунальных услуг в жилых домах // АВОК».-2011.-№8

3. Руководство АВОК - 8 - 2012 по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий. М. АВОК-ПРЕСС, 2012.

4. Ливчак В.И. Еще один довод в пользу повышения тепловой защиты зданий. «Энергосбережение» // №6-2012г.

5. Ливчак В.И., Забегин А.Д. Преодоление разрыва между политикой энергосбережения и реальной экономией энергоресурсов.  «Энергосбережение» //  №4-2011г.

6. Ливчак В.И. Сомнения в обоснованности энергоэффективности некоторых принципов автоматизации систем водяного отопления. «Новости теплоснабжения». №6-2012г.

 

Все статьи рубрики Теплоснабжение

Посмотреть данную технологию более подробно,
Вы можете в Каталоге энергосберегающих технологий

Статьи по темам

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23) , №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50),

Выпуски за 2018 год: №1 (51), №2 (52), №3 (53), №4 (54).


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-76-40 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2019
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей