Независимо дали става дума за промишлена сграда или жилищна сграда, е необходимо да се извършат компетентни изчисления и да се изготви схема на схемата на отоплителната система. Специалистите препоръчват на този етап да се обърне специално внимание на изчисляването на възможното топлинно натоварване на отоплителния кръг, както и на количеството консумирано гориво и генерирана топлина.

Топлинно натоварване: какво е това?

Този термин се разбира като отделеното количество топлина. Предварителното изчисление на топлинното натоварване ще позволи да се избегнат ненужни разходи за закупуване на компоненти на отоплителната система и за тяхното инсталиране. Също така, това изчисление ще помогне за правилното разпределение на количеството топлина, генерирано икономично и равномерно в цялата сграда.

В тези изчисления има много нюанси. Например материалът, от който е построена сградата, топлоизолация, регион и др. Специалистите се опитват да вземат предвид възможно най-много фактори и характеристики, за да получат по-точен резултат.

Изчисляването на топлинното натоварване с грешки и неточности води до неефективна работа на отоплителната система. Дори се случва да се налага да преработвате раздели на вече работеща структура, което неминуемо води до непланирани разходи. А жилищно-комуналните организации изчисляват цената на услугите въз основа на данните за топлинното натоварване.

Основните фактори

Идеално проектираната и проектирана отоплителна система трябва да поддържа желаната стайна температура и да компенсира произтичащите топлинни загуби. Когато изчислявате показателя за топлинно натоварване на отоплителната система в сграда, трябва да вземете предвид:

Предназначение на сградата: жилищна или промишлена.

Характеристики на структурни елементи на конструкцията. Това са прозорци, стени, врати, покрив и вентилационна система.

Размерите на жилището. Колкото по-голям е той, толкова по-мощна трябва да бъде отоплителната система. Наложително е да се вземе предвид площта на отворите за прозорци, вратите, външните стени и обема на всяка интериорна стая.

Наличието на специални помещения (баня, сауна и др.).

Степента на оборудване с технически устройства. Тоест наличието на топла вода, вентилационни системи, климатизация и вида на отоплителната система.

За единична стая. Например, складовите помещения не трябва да се поддържат на комфортна температура.

Брой изводи за топла вода. Колкото повече има, толкова повече системата е заредена.

Площта на остъклените повърхности. Стаите с френски прозорци губят значително количество топлина.

Допълнителни условия. В жилищните сгради това може да бъде броят на стаите, балконите и лоджиите и баните. В индустриалния - броят на работните дни в календарна година, смените, технологичната верига на производствения процес и др.

Климатични условия на региона. При изчисляване на топлинните загуби се вземат предвид външните температури. Ако разликите са незначителни, тогава малко количество енергия ще бъде изразходвано за компенсация. Докато при -40 ° C извън прозореца ще са необходими значителни разходи.

Характеристики на съществуващите техники

Параметрите, включени в изчисляването на топлинното натоварване, са в SNiPs и GOSTs. Те също имат специални коефициенти на топлопреминаване. От паспортите на оборудването, включено в отоплителната система, се вземат цифрови характеристики по отношение на конкретен отоплителен радиатор, котел и др. А също и традиционно:

Консумация на топлина, взета до максимум за един час работа на отоплителната система,

Максимален топлинен поток от един радиатор

Общо потребление на топлина през определен период (най-често - сезонът); ако е необходимо почасово изчисляване на натоварването на отоплителната мрежа, тогава изчислението трябва да се извърши, като се вземе предвид температурната разлика през деня.

Извършените изчисления се сравняват с площта на топлопреминаване на цялата система. Индикаторът е доста точен. Някои отклонения се случват. Например за индустриалните сгради ще е необходимо да се вземе предвид намаляването на потреблението на топлинна енергия през почивните дни и празниците, а в жилищните помещения - през нощта.

Методите за изчисляване на отоплителните системи имат няколко степени на точност. За да се сведе грешката до минимум, трябва да се използват доста сложни изчисления. Използват се по-малко точни схеми, ако целта не е да се оптимизират разходите за отоплителната система.

Основни методи за изчисление

Днес изчисляването на топлинното натоварване за отопление на сграда може да се извърши по един от следните начини.

Три основни

1. За изчислението се вземат обобщени показатели.
2. За основа се вземат показателите на конструктивните елементи на сградата. Тук също ще бъде важно изчисляването на вътрешния обем въздух, който ще се затопли.
3. Всички обекти, включени в отоплителната система, се изчисляват и обобщават.

Един примерен

Има и четвърти вариант. Той има доста голяма грешка, тъй като показателите са взети много осреднени или те не са достатъчни. Ето тази формула - Q от \u003d q 0 * a * V H * (t ЕН - t НРО), където:

• q 0 - специфична топлинна характеристика на сградата (най-често се определя от най-студения период),
• а - корекционен коефициент (зависи от региона и е взет от готови таблици),
• V H е обемът, изчислен на външните равнини.

Пример за просто изчисление

За сграда със стандартни параметри (височина на тавана, размери на помещенията и добри топлоизолационни характеристики) може да се приложи просто съотношение на параметрите, коригирано за фактор в зависимост от региона.

Да предположим, че жилищна сграда се намира в района на Архангелск и нейната площ е 170 кв. м. Топлинното натоварване ще бъде 17 * 1,6 \u003d 27,2 kW / h.

Това определение на топлинните натоварвания не отчита много важни фактори. Например структурни характеристики на конструкцията, температура, брой стени, съотношението на площите на стените и отворите за прозорци и др. Поради това такива изчисления не са подходящи за сериозни проекти на отоплителната система.

Зависи от материала, от който са направени. Най-често днес се използват биметални, алуминиеви, стоманени, много по-рядко чугунени радиатори. Всеки от тях има своя собствена скорост на пренос на топлина (топлинна мощност). Биметалните радиатори с разстояние между осите от 500 мм, средно имат 180 - 190 W. Алуминиевите радиатори имат почти еднакви показатели.

Топлопредаването на описаните радиатори се изчислява на секция. Плочите радиатори от стомана са неразделими. Следователно техният топлообмен се определя въз основа на размера на цялото устройство. Например топлинната мощност на двуредов радиатор с ширина 1100 mm и височина 200 mm ще бъде 1010 W, а панелният радиатор от стомана с ширина 500 mm и височина 220 mm ще бъде 1,644 W.

Изчисляването на отоплителния радиатор по площ включва следните основни параметри:

Височина на тавана (стандартна - 2,7 м),

Топлинна мощност (на кв. М - 100 W),

Една външна стена.

Тези изчисления показват, че на всеки 10 кв. m изисква 1000 W топлинна мощност. Този резултат се разделя на топлинната мощност на една секция. Отговорът е необходимият брой радиаторни секции.

За южните райони на страната ни, както и за северните райони са разработени намаляващи и нарастващи коефициенти.

Средно изчисление и точно

Като се вземат предвид описаните фактори, средното изчисление се извършва по следната схема. Ако за 1 кв. m изисква 100 W топлинен поток, след това стая от 20 кв. m трябва да получи 2000 вата. Радиаторът (популярен биметален или алуминиев) от осем секции разпределя около Разделяне на 2000 на 150, получаваме 13 секции. Но това е доста голямо изчисление на топлинното натоварване.

Точният изглежда малко плашещ. Нищо наистина сложно. Ето формулата:

Q t \u003d 100 W / m2 × S (помещения) m2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7, Където:

• q 1 - вид остъкляване (нормално \u003d 1,27, двойно \u003d 1,0, тройно \u003d 0,85);
• q 2 - изолация на стената (слаба или липсваща \u003d 1,27, стена, облицована с 2 тухли \u003d 1,0, модерна, висока \u003d 0,85);
• q 3 - съотношението на общата площ на отворите за прозорци към подовата площ (40% \u003d 1,2, 30% \u003d 1,1, 20% - 0,9, 10% \u003d 0,8);
• q 4 - улична температура (взема се минималната стойност: -35 о С \u003d 1,5, -25 о С \u003d 1,3, -20 о С \u003d 1,1, -15 о С \u003d 0,9, -10 о С \u003d 0,7);
• q 5 - броят на външните стени в стаята (всичките четири \u003d 1,4, три \u003d 1,3, ъгловата стая \u003d 1,2, едната \u003d 1,2);
• q 6 - тип изчислителна стая над изчислителната стая (студено таванско помещение \u003d 1,0, топло таванско помещение \u003d 0,9, отопляема дневна \u003d 0,8);
• q 7 - височина на тавана (4,5 m \u003d 1,2, 4,0 m \u003d 1,15, 3,5 m \u003d 1,1, 3,0 m \u003d 1,05, 2,5 m \u003d 1,3).

Всеки от описаните методи може да се използва за изчисляване на топлинното натоварване на жилищна сграда.

Приблизително изчисление

Условията са следните. Минималната температура през студения сезон е -20 o C. Стая 25 кв. м с прозорци с троен стъклопакет, прозорци с двоен стъклопакет, височина на тавана 3,0 м, дву тухлени стени и неотопляем таван. Изчислението ще бъде както следва:

Q \u003d 100 W / m2 × 25 m 2 × 0,85 × 1 × 0,8 (12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Резултатът, 2 356,20, се дели на 150. В резултат се оказва, че в стаята трябва да бъдат инсталирани 16 секции с посочените параметри.

Ако трябва да изчислите в гигакалории

При липса на измервател на топлинна енергия на отворен отоплителен кръг, изчисляването на топлинното натоварване за отопление на сградата се изчислява по формулата Q \u003d V * (T 1 - T 2) / 1000, където:

• V - количеството вода, консумирано от отоплителната система, изчислено в тонове или m 3,
• T 1 е число, показващо температурата на горещата вода, измерена в ° C и за изчисления се взема температурата, съответстваща на определено налягане в системата. Този индикатор има свое име - енталпия. Ако по практически начин не е възможно да се премахнат температурните индикатори, те прибягват до средния индикатор. Той е в диапазона 60-65 o C.
• T 2 - температура на студената вода. Измерването му в системата е доста трудно, поради което са разработени постоянни показатели, които зависят от температурния режим навън. Например, в един от регионите, през студения сезон, този показател се приема равен на 5, през лятото - 15.
• 1000 е коефициентът за незабавно получаване на резултата в гигакалории.

В случай на затворен кръг топлинното натоварване (gcal / h) се изчислява по различен начин:

Q от \u003d α * q o * V * (t в - t n.p.) * (1 + K n.r.) * 0.000001, Където

Изчисляването на топлинното натоварване се оказва малко увеличено, но именно тази формула е дадена в техническата литература.

Все по-често, за да подобрят ефективността на отоплителната система, те прибягват до сгради.

Тези работи се извършват на тъмно. За по-точен резултат трябва да наблюдавате температурната разлика между стаята и улицата: тя трябва да бъде най-малко 15 o. Флуоресцентните лампи и лампите с нажежаема жичка се изключват. Препоръчително е да премахнете килимите и мебелите максимално, те събарят устройството, което дава известна грешка.

Проучването е бавно и данните се записват внимателно. Схемата е проста.

Първият етап на работа се провежда на закрито. Устройството се премества постепенно от врати към прозорци, като се обръща специално внимание на ъглите и другите фуги.

Вторият етап е изследването на външните стени на сградата с термокамера. Все пак, ставите се изследват внимателно, особено връзката с покрива.

Третият етап е обработката на данни. Първо, устройството прави това, след което показанията се прехвърлят на компютъра, където съответните програми завършват обработката и дават резултат.

Ако проучването е проведено от лицензирана организация, то, въз основа на резултатите от работата, тя ще издаде доклад със задължителни препоръки. Ако работата е била извършена лично, тогава трябва да разчитате на вашите знания и евентуално на помощта на Интернет.

Годишни топлинни загуби на сградата Въпрос: ts , kWh, трябва да се определя по формулата

където е сумата на топлинните загуби през ограждащите конструкции на помещенията, W;

т в - средно претеглената от обема на сградата, проектната температура на вътрешния въздух, С;

т х - средната температура от най-студения петдневен период с обезпечение 0,92, С, взета съгласно TKP / 1 /;

д - броят градусови дни от отоплителния период, С дни.

8.5.4. Общо годишно потребление на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата

Общо годишно потребление на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата Въпрос: с , kWh, трябва да се определя по формулата

Въпрос: с = Въпрос: ts  Въпрос: hs  1 , (7)

където Въпрос: ts - годишни топлинни загуби на сградата, kWh;

Въпрос: hs - годишни постъпления на топлина от електрически уреди, осветление, технологично оборудване, комуникации, материали, хора и други източници, kWh;

 1 - коефициент, взет съгласно таблица 1 в зависимост от метода на регулиране на отоплителната система на сградата.

Таблица 8.1

Q s \u003d Q ts Q hs  1 \u003d 150,54 - 69,05 0,4 \u003d 122,92 kWh

8.5.5. Специфична консумация на топлинна енергия за отопление и вентилация

Специфична консумация на топлинна енергия за отопление и вентилация на сгради q И , Wh / (m 2  ° С ден) и q V , W · h / (m 3  ° С ден), трябва да се определя по формулите:

където Въпрос: с - общ годишен разход на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата, kWh;

F от - отопляема площ на сградата, m 2, определена по вътрешния периметър на външните вертикални ограждащи конструкции;

V от - отопляем обем на сградата, m 3;

д - броят градусови дни от отоплителния период, ° С ден.

8.5.6. Стандартно специфично потребление на топлинна енергия за отопление и вентилация

Стандартното специфично потребление на топлинна енергия за отопление и вентилация на жилищни и обществени сгради е показано в таблица 8.2.

Таблица 8.2

Описание:

Една от ключовите области на повишаване на енергийната ефективност на икономиката е намаляването на енергийното потребление на сгради в процес на изграждане и експлоатация. Статията разглежда основните показатели, влияещи върху определянето на годишното потребление на енергия за експлоатацията на сградата.

Определяне на годишния разход на енергия за поддръжка на сгради

А. Л. Наумов, Генерален директор на NPO Termek LLC

Г. А. Смага, Технически директор на АНО "РУСДЕМ"

Е. О. Шилкрот, глава. лаборатория на АД "ЦНИИпромзданий"

Една от ключовите области на повишаване на енергийната ефективност на икономиката е намаляването на енергийното потребление на сгради в процес на изграждане и експлоатация. Статията разглежда основните показатели, влияещи върху определянето на годишното потребление на енергия за експлоатацията на сградата.

Досега в дизайнерската практика като правило се определяха само изчислените максимални натоварвания на системи за потребление на топлина и енергия, а годишният разход на енергия за комплекса от инженерни системи в сградите не беше стандартизиран. Изчисляването на потреблението на топлина за отоплителния период беше за справка и препоръка.

Правени са опити за контрол на етапа на проектиране на годишното потребление на топлинна енергия за отопление, вентилация и системи за водоснабдяване с топла вода.

През 2009 г. за Москва е разработен стандартът на AVOK „Енергиен паспорт на строителния проект към SNiP 23-02, MGSN 2.01 и MGSN 4.19“.

В този документ беше до голяма степен възможно да се отстранят недостатъците на предишните методи за определяне на специфичните енергийни показатели на сграда за отоплителния период, но в същото време, от наша гледна точка, тя също се нуждае от изясняване.

По този начин използването на градус-ден като аргумент при определяне на единичната консумация на топлина в комплекса не е напълно правилно, а при определяне на единичната цена на електроенергията е нелогично. Загубите на топлина при предаване в райони с различни температури на външния въздух са приблизително еднакви, тъй като те се коригират от стойността на съпротивлението на топлопредаване. Консумацията на топлина за отопление на вентилационния въздух директно зависи от температурата на външния въздух. Препоръчително е да се установят показатели за специфична консумация на енергия на 1 m 2, в зависимост от климатичната зона.

За всички жилищни и обществени сгради, при определяне на топлинните натоварвания върху отоплителни и вентилационни системи за отоплителния период, една и съща (за даден регион) продължителност на отоплителния период, средната температура на външния въздух и съответният индикатор за градус-ден са взета. Продължителността на отоплителния период се определя за топлоснабдителните организации въз основа на условието за установяване на средната дневна температура на външния въздух за 5-дневен период от +8 ˚C, а за редица медицински и образователни институции +10 ˚ ° С. Според дългогодишната практика на експлоатация на повечето сгради през миналия век, при такава външна температура, нивото на вътрешно генериране на топлина и инсолация не позволява температурата на въздуха в помещенията да спадне под + 18 ... + 20 ˚C.

Много неща се промениха оттогава: изискванията за термична защита на външните огради на сградите се увеличиха значително, потреблението на енергия от домакинствата на домакинствата се увеличи, захранването на персонала в обществените сгради се увеличи значително.

Очевидно температурата в помещенията + 18 ... + 20 ˚C се осигурява по това време чрез вътрешно отделяне на топлина и изолиране. Нека напишем следното съотношение:

Тук Q vn, t v, t n, ΣR ogr са съответно стойността на вътрешното отделяне на топлина и слънчевата изолация, температурата на вътрешния и външния въздух, среднопретеглената устойчивост на топлообмен на външни огради.

При промяна на стойностите на Q int и ΣR ogr получаваме (спрямо приетите):

(2)

Тъй като стойностите на Q nn и ΣR ogr са се увеличили, в съвременните условия стойността на tn ще намалее, което ще доведе до намаляване на продължителността на отоплителния период.

В резултат на това в редица нови жилищни сгради реалните условия за отопление се изместиха до външна температура от + 3 ... + 5 ˚C, а в офиси с натоварен график до 0 ... + 2 ˚C и дори по-ниско. Това означава, че отоплителните системи с адекватен контрол и автоматизация ще блокират подаването на топлина към сградата, докато се достигне подходящата външна температура.

Могат ли тези обстоятелства да бъдат пренебрегнати? Намаляването на продължителността на отоплителния период според метеорологичните наблюдения в Москва за 2008 г. при преминаване от "стандартната" външна температура от +8 ˚C от 216 дни намалява при +4 ˚C до 181 дни, при +2 ˚C до 128 дни, а при 0 ˚ С до 108 дни. Индикаторът за степен-ден намалява съответно до 81, 69 и 51% от изходното ниво при +8 8C.

Таблицата показва обработените данни от метеорологичните наблюдения за 2008 г.

Не е трудно да се покаже с пример вероятните грешки при подценяване на действителната продължителност на отоплителния период. Нека използваме примера за висока сграда, даден в стандарта ABOK:

Загубите на топлина през външните заграждащи конструкции по време на отоплителния период са равни на 7 644 445 kWh;

Подадената топлина по време на отоплителния период ще възлиза на 2 614 220 kWh;

Вътрешното отделяне на топлина по време на отоплителния период със специфичен показател 10 W / m 2 ще бъде 7 009 724 kWh / m 2.

Ако приемем, че вентилационната система работи с въздушно налягане, а температурата на подаващия въздух е равна на нормализираната температура на въздуха в помещенията, натоварването върху отоплителната система ще бъде съставено от баланса на топлинните загуби, вътрешните топлинни печалби и инсолацията според формулата, предложена в стандарта:

където Q ht е топлинната загуба на сградата;

Q int - печалба от топлина от инсолация;

Q z - вътрешно отделяне на топлина;

ν, ς, β - корекционни коефициенти: ν \u003d 0,8; ς \u003d 1;

Замествайки нашите стойности във формула (3), получаваме Q i v \u003d 61 822 kWh.

С други думи, според изчислителния модел на стандарта годишното натоварване на отоплителната система е отрицателно и няма нужда да се отоплява сградата.

Всъщност това не е така, температурата на външния въздух, при която балансът на пренос на топлинни загуби и вътрешни топлинни печалби, като се вземе предвид радиацията, е около +3 ˚C. Трансмисионните топлинни загуби през този период ще възлязат на 4 070 000 kWh, а вътрешните топлинни печалби с коефициент на намаляване от 0,8 - 3 200 000 kWh. Натоварването на отоплителната система ще бъде 870 000 kWh.

Изчисляването на годишното потребление на топлинна енергия в жилищните сгради също се нуждае от такова изясняване, което е лесно да се покаже с пример.

Нека определим при каква температура на външния въздух през пролетните и есенните периоди настъпва балансът на топлинните загуби на сградата, включително естествена вентилация и подаване на топлина поради изолация и отделяне на топлина от бита. Първоначалните данни са взети от пример за 20-етажна едносекционна сграда от енергиен паспорт:

Повърхността на външните огради - 10 856 m 2;

Намаленият коефициент на топлопреминаване е 0,548 W / (m 2 ˚C);

Вътрешно разсейване на топлина в жилищната зона - 15,6 W / m 2, в обществената зона - 6,07 W / m 2;

Курс на обмен на въздух - 0,284 1 / h;

Количеството обмен на въздух е 12 996 m 3 / h.

Изчислената средна дневна инсолация през април ще бъде 76 626 W, през септември-октомври - 47 745 W. Изчислената стойност на средното дневно производство на топлина е 84 225 W.

По този начин балансът на топлинните загуби и натрупването на топлина през пролетта ще настъпи при температура на външния въздух от + 4,4 ˚C, а през есента при +7,2 ˚C.

При тези температури от началото и края на отоплителния период продължителността му значително ще намалее. Съответно, индикаторът за степен-ден и годишният разход на топлина за отопление и вентилация по отношение на „стандартния подход“ трябва да бъдат намалени с около 12%.

Възможно е да се коригира изчисленият модел според действителната продължителност на отоплителния период, като се използва следният алгоритъм:

За даден регион чрез статистическа обработка на метеорологични данни се определя зависимостта на продължителността на отоплителния период и индикатора за градус-ден от външната температура (виж таблицата).

На базата на баланса на преносните топлинни загуби, като се вземе предвид инфилтрацията на въздух и вътрешните топлинни печалби, като се вземе предвид инсолацията, се определя температурата на "баланс" на външния въздух, която определя границите на отоплителния период. При определяне на топлинните печалби, дължащи се на инсолацията, се извършват повторения, тъй като интензивността на падащата слънчева радиация се променя в зависимост от сезоните.

Според метеорологичната таблица се определят действителната продължителност на отоплителния период и индикаторът градус-ден. Освен това, съгласно добре известни формули се определят топлинните загуби при пренос, топлинните печалби и натоварването на отоплителната система по време на отоплителния период.

Включването в основната формула за изчисление на стандарта (1) в състава на "общата топлинна загуба на сградата през обвивката на сградата" на потреблението на топлина за отопление на захранващия въздух трябва да бъде коригирано поради следните причини:

Продължителността на периода на работа на отоплителните и топлоснабдителните системи на вентилационните системи обикновено не съвпада. В някои сгради топлоснабдяването на вентилационните системи се осигурява до външна температура от + 14 ... + 16 ˚C. В някои случаи, дори през студения период на годината, е необходимо да се определят топлинните натоварвания на вентилацията не чрез "привидна" топлина, а като се вземе предвид енталпийният топлообмен. Работата на въздушно-отоплителните завеси също не винаги се вписва в режим на отопление.

- „Потребителски подход“, който установява баланс между нивото на термична защита на оградите и отоплителните товари, не е правилно да се прилага за вентилационни системи. Топлоснабдяването на механичните вентилационни системи не е пряко свързано с нивото на термична защита на оградите.

Също така е незаконно разширяването на коефициента β, "като се вземе предвид допълнителната консумация на топлина на отоплителната система, свързана с дискретността на номиналния топлинен поток от обхвата на отоплителните устройства ...", до консумацията на топлина на механичните вентилационни системи .

Възможно е да се коригира проектният модел, като се осигури отделно изчисляване на топлинните натоварвания на отоплителни и механични вентилационни системи. За граждански сгради с естествена вентилация проектният модел може да бъде запазен.

Основните насоки за енергоспестяване в механичните вентилационни системи са оползотворяването на топлината на отработения въздух за отопление на захранващия въздух и системата с променлив дебит на въздуха.

Стандартът трябва да бъде допълнен със съответни показатели за намаляване на топлинните натоварвания, както и раздел, свързан с определянето на годишните енергийни натоварвания на хладилни и климатични системи. Алгоритъмът за изчисляване на тези натоварвания е същият като при отоплението, но според действителната продължителност на периода на работа на климатичната система и показателя за градусови дни (дни на енталпия) в преходния и топлия период от годината. Препоръчва се разширяване на потребителския подход за климатизирани сгради чрез оценка на нивото на топлинна защита на външните огради не само за студа, но и за топлия сезон.

Препоръчително е в стандарта да се регулира годишното потребление на електрическа енергия от системите за инженерна поддръжка на сгради:

Задвижване на помпата в отоплителни, водоснабдителни, хладилни системи;

Задвижване на вентилатора във вентилационни и климатични системи;

Задвижване на хладилна машина;

Консумация на електроенергия за осветление.

Определянето на годишното потребление на електрическа енергия не създава методически затруднения.

Индикаторът за компактността на сградата, който е размерна стойност, е съотношението на общата повърхност на външните огради към обема на сградата (1 / m), трябва да бъде изяснен. Според логиката на стандарта, колкото по-нисък е този показател, толкова по-висока е енергийната ефективност на сградата. Ако сравним двуетажните сгради с размери по отношение на 8 × 8 m, едната с височина 8 m, а втората със 7 m, тогава първата ще има индекс на компактност 0,75 (1 / m), а второ най-лошо - 0,786 (1 / m).

В същото време, консумиращата топлина повърхност на първата сграда ще бъде с 24 м2 повече при същата използваема площ и ще бъде по-енергоемка.

Предлага се да се въведе друг безразмерен показател за компактността на сградата - съотношението на полезната отопляема площ на сградата към общата площ на външните огради. Тази стойност съответства както на стандартите на стандарта (консумация на енергия на 1 м2 площ), така и с други специфични показатели (площ на жител, служител, вътрешно специфично производство на топлина и др.). В допълнение, той недвусмислено характеризира енергийната интензивност на решенията за пространствено планиране - колкото по-нисък е този показател, толкова по-висока е енергийната ефективност:

K s \u003d S o / S общо, (4)

където S total е общата площ на външните отоплителни заграждения;

S o - отопляема сградна площ.

От основно значение е да се въведе в енергийния паспорт способността да се вземат предвид характеристиките на проекта за регулиране, автоматизация и управление на инженерни системи:

Автоматичен трансфер на отоплителни системи в режим на готовност;

Алгоритъм за управление на вентилационни системи с промяна в температурата на подавания въздух и неговата консумация;

Динамика на хладилните системи, включително използването на студени акумулатори;

Контролирани осветителни системи със сензори за присъствие и светлина.

Дизайнерите трябва да разполагат с инструмент за оценка на въздействието на енергоспестяващите решения върху енергийната интензивност на сградата.

Препоръчително е да включите в енергийния паспорт раздел за наблюдение на съответствието на действителното енергийно потребление на сградата с проектните показатели. Не е трудно да се постигне това въз основа на интегралните показатели за стопанисване на топло- и електрическа енергия, изразходвани за инженерни системи, като се използват реални данни от метеорологични наблюдения за годината.

За жилищни сгради препоръчително е вътрешното разсейване на топлината да се отнася към общата площ на апартамента, а не към жилищното. В типичните проекти съотношението на жилищната площ към общата варира в широки граници, а в общите сгради със „безплатно планиране“ изобщо не е определено.

За обществени сгради препоръчително е да се въведе индикатор за топлинната интензивност на работния режим и да се класира, например, в три категории в зависимост от седмичния режим на работа, съотношението мощност / тегло на работното място и площта на служител, и, съответно задайте средното отделяне на топлина. Има достатъчно статистика за разсейването на топлината на офис оборудването.

Ако този показател не е регулиран, тогава чрез въвеждане на произволни коефициенти за използване на офис оборудване от 0,4 може да се постигне едновременно запълване на помещение от 0,7 в офис помещения с показател за вътрешно отделяне на топлина от 6 W / m 2 ( в стандарта - пример за висока сграда). В секцията за хладилно захранване на този проект изчисленото потребление на студ е не по-малко от 100 W / m 2, а средната стойност на вътрешното разсейване на топлината е зададена на ниво 25–30 W / m 2.

Федерален закон № 261-FZ "За енергоспестяване и повишаване на енергийната ефективност" поставя задачата да маркира енергийната ефективност на сградите както на етапа на проектиране, така и по време на експлоатация.

В следващите издания на стандарта би било необходимо да се вземат предвид резултатите от дискусиите в NP "ABOK" относно отчитането на вътрешното отделяне на топлина в жилищни сгради в режим на проектиране (определяне на инсталираната мощност на отоплителните системи) и за настройване на термостатите на вътрешната температура на въздуха в апартаментите, както оборудвани, така и необорудвани с апартаментни устройства.

Постиженията на специалистите на НП "АВОК" - Ю. А. Табунщиков, В. И. Ливчак, Е. Г. Малявина, В. Г. Гагарин, авторите на статията - ни позволяват да разчитаме на създаването в близко бъдеще на методология за определяне на енергийната консумация на сгради, които отчита адекватно основните фактори въздушно-термичен режим.

НП "АВОК" кани всички заинтересовани специалисти за сътрудничество за решаване на този спешен проблем.

Литература

1. Rysin SA Вентилационни инсталации на машиностроителни инсталации: Наръчник. - М .: Машгиз, 1961.

2. Наръчник по топлоснабдяване и вентилация в гражданското строителство. - Киев: Госстройиздат, 1959.

3. MGSN 2.01-99. Икономия на енергия в сгради.

4. SNiP 23-02-2003. Топлинна защита на сгради.

5. MGSN 4.19-2005. Временни норми и правила за проектиране на многофункционални високи сгради и сложни сгради в град Москва.

Създаването на отоплителна система във вашата собствена къща или дори в градски апартамент е изключително отговорно занимание. Би било напълно неразумно да се купува котелно оборудване, както се казва, „на око“, тоест без да се вземат предвид всички характеристики на жилищата. При това е напълно възможно да стигнете до две крайности: или мощността на котела няма да е достатъчна - оборудването ще работи „докрай“, без паузи, но няма да даде очаквания резултат, или, напротив , ще бъде придобито ненужно скъпо устройство, чиито възможности ще останат напълно незаявени.

Но това не е всичко. Не е достатъчно да закупите правилно необходимия отоплителен котел - много е важно оптимално да изберете и подредите топлообменните устройства в помещенията - радиатори, конвектори или „топли подове“. И отново, разчитането само на вашата интуиция или „добрите съвети“ на съседите ви не е най-разумният вариант. С една дума, не можете да направите без определени изчисления.

Разбира се, в идеалния случай такива изчисления на топлотехника трябва да се извършват от подходящи специалисти, но това често струва много пари. Наистина ли не е интересно да се опитате да го направите сами? Тази публикация ще покаже подробно как се извършва изчисляването на отоплението по площта на помещението, като се вземат предвид много важни нюанси. По аналогия ще бъде възможно изпълнението, вградено в тази страница, ще помогне да се извършат необходимите изчисления. Техниката не може да се нарече напълно "безгрешна", но все пак ви позволява да получите резултата с напълно приемлива степен на точност.

Най-простите техники за изчисление

За да може отоплителната система да създаде комфортни условия за живот през студения сезон, тя трябва да се справи с две основни задачи. Тези функции са тясно свързани помежду си и разделението им е доста произволно.

• Първият е да се поддържа оптималното ниво на температурата на въздуха през целия обем на отопляемото помещение. Разбира се, нивото на температурата може да варира до известна степен по височината, но тази разлика не трябва да бъде значителна. Среден показател от +20 ° C се счита за доста удобни условия - именно тази температура обикновено се приема като първоначална при изчисленията на топлотехниката.

С други думи, отоплителната система трябва да може да загрява определен обем въздух.

Ако трябва да подходим с пълна точност, тогава са установени стандарти за необходимия микроклимат за отделни помещения в жилищни сгради - те се определят от ГОСТ 30494-96. Извадка от този документ е в таблицата по-долу:

• Второто е да се компенсират топлинните загуби през елементите на строителната конструкция.

Основният "враг" на отоплителната система е загубата на топлина през строителни конструкции

Уви, загубата на топлина е най-сериозният съперник на всяка отоплителна система. Те могат да бъдат намалени до определен минимум, но дори и с най-висококачествената топлоизолация, все още не е възможно напълно да се отървете от тях. Течовете на топлинна енергия вървят във всички посоки - приблизителното им разпределение е показано в таблицата:

Естествено, за да се справи с такива задачи, отоплителната система трябва да има определена топлинна мощност и този потенциал трябва не само да съответства на общите нужди на сградата (апартамента), но и да бъде правилно разпределен върху помещенията, в съответствие с тяхната площ и редица други важни фактори.

Обикновено изчислението се извършва в посока "от малко към голямо". Най-просто казано, изчислява се необходимото количество топлинна енергия за всяко отопляемо помещение, сумират се получените стойности, добавят се приблизително 10% от резерва (така че оборудването да не работи в рамките на възможностите си) - и резултатът ще покаже колко мощност е необходима на отоплителния котел. И стойностите за всяка стая ще бъдат началната точка за изчисляване на необходимия брой радиатори.

Най-опростеният и най-често използван метод в непрофесионална среда е да се вземе нормата от 100 W топлинна енергия за всеки квадратен метър площ:

Най-примитивният начин за изчисляване е съотношението 100 W / m²

Въпрос: = С × 100

Въпрос: - необходимата топлинна мощност за помещението;

С - площ на стаята (м2);

100 - специфична мощност на единица площ (W / m²).

Например стая 3.2 × 5.5 m

С \u003d 3,2 × 5,5 \u003d 17,6 m²

Въпрос: \u003d 17,6 × 100 \u003d 1760 W ≈ 1,8 kW

Методът очевидно е много прост, но много несъвършен. Веднага трябва да се отбележи, че той е условно приложим само със стандартна височина на тавана - около 2,7 м (допустима - в диапазона от 2,5 до 3,0 м). От тази гледна точка изчислението ще стане по-точно не от площта, а от обема на стаята.

Ясно е, че в този случай стойността на специфичната мощност се изчислява на кубичен метър. Приема се равна на 41 W / m³ за стоманобетонна панелна къща или 34 W / m³ - в тухла или от други материали.

Въпрос: = С × з × 41 (или 34)

з - височина на тавана (m);

41 или 34 - специфична мощност за единица обем (W / m³).

Например, същата стая в панелна къща с височина на тавана 3,2 м:

Въпрос: \u003d 17,6 x 3,2 x 41 \u003d 2309 W ≈ 2,3 kW

Резултатът е по-точен, тъй като вече отчита не само всички линейни размери на помещението, но дори до известна степен характеристиките на стените.

Но въпреки това все още е далеч от реалната точност - много нюанси са „извън скобите“. Как да извършим изчисления, по-приблизителни за реалните условия - в следващия раздел на публикацията.

Може да се интересувате от информация за това какво представляват

Изчисляване на необходимата топлинна мощност, като се вземат предвид характеристиките на помещенията

Разгледаните по-горе алгоритми за изчисление могат да бъдат полезни за първоначалната „оценка“, но все пак трябва да разчитате на тях напълно с голямо внимание. Дори на човек, който не разбира нищо в строителната отоплителна техника, посочените осреднени стойности може да изглеждат съмнителни със сигурност - те не могат да бъдат равни, да речем, за Краснодарския край и за Архангелска област. Освен това една стая е стая на раздори: едната е разположена в ъгъла на къщата, тоест има две външни стени, а другата е защитена от топлинни загуби от други стаи от три страни. Освен това една стая може да има един или няколко прозореца, както малки, така и много големи, понякога дори панорамни. А самите прозорци могат да се различават по материала на производство и други дизайнерски характеристики. И това не е пълен списък - точно такива характеристики се виждат дори с „просто око“.

С една дума, има много нюанси, които влияят на топлинните загуби на всяка конкретна стая и е по-добре да не бъдете мързеливи, а да извършите по-внимателно изчисление. Повярвайте ми, според метода, предложен в статията, това няма да е толкова трудно да се направи.

Общи принципи и формула за изчисление

Изчисленията ще се основават на същото съотношение: 100 W на 1 квадратен метър. Но само самата формула „обраства“ със значителен брой различни корекционни фактори.

Q \u003d (S × 100) × a × b × c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинските букви, обозначаващи коефициентите, са взети напълно произволно, по азбучен ред и нямат отношение към някакви стандартни величини, приети във физиката. Значението на всеки коефициент ще бъде обсъдено отделно.

• "А" е коефициент, който отчита броя на външните стени в определена стая.

Очевидно е, че колкото повече са външните стени в стаята, толкова по-голяма е площта, през която възникват топлинни загуби. Освен това наличието на две или повече външни стени означава и ъгли - изключително уязвими места по отношение на образуването на „студени мостове“. Факторът ще коригира тази специфична характеристика на стаята.

Коефициентът се приема равен на:

- външни стени не (вътрешна зона): a \u003d 0,8;

- външна стена сам: a \u003d 1.0;

- външни стени две: a \u003d 1.2;

- външни стени три: a \u003d 1,4.

• "B" - коефициент, който отчита местоположението на външните стени на помещението спрямо кардиналните точки.

Може да се интересувате от информация за това какво представляват

Дори в най-студените зимни дни слънчевата енергия все още влияе на температурния баланс в сградата. Съвсем естествено е южната страна на къщата да получава малко топлина от слънчевите лъчи, а топлинните загуби през нея са по-ниски.

Но стените и прозорците, обърнати на север, никога не „виждат“ Слънцето. Източната част на къщата, въпреки че „улавя“ сутрешните слънчеви лъчи, не получава ефективно отопление от тях.

Въз основа на това въвеждаме коефициента "b":

- външните стени на стаята са обърнати север или изток: b \u003d 1.1;

- външните стени на стаята са ориентирани към На юг или Запад: b \u003d 1,0.

• "C" - коефициент, отчитащ разположението на помещенията спрямо зимната "роза на вятъра"

Може би това изменение не е толкова задължително за къщи, разположени в зони, защитени от ветровете. Но понякога преобладаващите зимни ветрове са в състояние да направят свои собствени "твърди корекции" в топлинния баланс на сградата. Естествено, наветрената страна, тоест „изложена“ на вятъра, ще загуби значително повече тяло в сравнение с противоположната подветрена страна.

Въз основа на резултатите от дългосрочните метеорологични наблюдения във всеки регион се съставя така наречената „роза на вятъра“ - графична диаграма, показваща преобладаващите посоки на вятъра през зимния и летния сезон. Тази информация може да бъде получена от местната хидрометеорологична служба. Много от жителите обаче, без метеоролози, отлично знаят откъде вятърът главно духа през зимата и от коя страна на къщата обикновено пометат най-дълбоките снежни преспи.

Ако има желание да се извършват изчисления с по-висока точност, тогава можете да включите корекционния коефициент "c" във формулата, като го приемете равен на:

- наветрена страна на къщата: c \u003d 1.2;

- подветрени стени на къщата: c \u003d 1,0;

- стена, успоредна на посоката на вятъра: c \u003d 1.1.

• "D" - корекционен коефициент, който отчита особеностите на климатичните условия на региона, където е построена къщата

Естествено, количеството топлинни загуби през всички строителни конструкции на сградата ще зависи много от нивото на зимните температури. Съвсем ясно е, че през зимата показанията на термометъра "танцуват" в определен диапазон, но за всеки регион има среден показател за най-ниските температури, характерни за най-студения петдневен период от годината (обикновено това е типично за януари ). Например по-долу е дадена схематична карта на територията на Русия, на която приблизителните стойности са показани в цветове.

Обикновено тази стойност е лесна за изясняване в регионалната метеорологична служба, но по принцип можете да се ръководите от собствените си наблюдения.

И така, коефициентът "d", като се вземат предвид особеностите на климата в региона, за нашето изчисление приемаме равни:

- от - 35 ° С и по-долу: d \u003d 1,5;

- от - 30 ° С до - 34 ° С: d \u003d 1,3;

- от - 25 ° С до - 29 ° С: d \u003d 1,2;

- от - 20 ° С до - 24 ° С: d \u003d 1,1;

- от - 15 ° С до - 19 ° С: d \u003d 1,0;

- от - 10 ° С до - 14 ° С: d \u003d 0,9;

- не по-студено - 10 ° С: d \u003d 0,7.

• "E" е коефициент, който отчита степента на изолация на външните стени.

Общата стойност на топлинните загуби на сградата е пряко свързана със степента на изолация на всички строителни конструкции. Стените са едни от "лидерите" по отношение на топлинните загуби. Следователно стойността на топлинната мощност, необходима за поддържане на комфортни условия на живот в една стая, зависи от качеството на тяхната топлоизолация.

Стойността на коефициента за нашите изчисления може да бъде приета, както следва:

- външните стени не са изолирани: e \u003d 1,27;

- средна степен на изолация - стените в две тухли или тяхната повърхностна топлоизолация се осигурява от други нагреватели: e \u003d 1,0;

- изолацията е извършена качествено, въз основа на извършените топлотехнически изчисления: e \u003d 0,85.

По-долу в хода на тази публикация ще бъдат дадени препоръки за това как да се определи степента на изолация на стени и други строителни конструкции.

• коефициент "f" - корекция за височината на тавана

Таваните, особено в частните домове, могат да се различават по височина. Следователно, топлинната мощност за отопление на една или друга стая от същата площ също ще се различава по този параметър.

Не е голяма грешка да се приемат следните стойности на корекционния фактор "f":

- височина на тавана до 2,7 м: f \u003d 1,0;

- височина на потока от 2,8 до 3,0 m: f \u003d 1,05;

- височини на тавана от 3,1 до 3,5 м: f \u003d 1,1;

- височини на тавана от 3,6 до 4,0 m: f \u003d 1,15;

- височина на тавана над 4,1 м: f \u003d 1,2.

• « g "- коефициент, който отчита вида на пода или помещението, разположено под пода.

Както е показано по-горе, подът е един от значимите източници на топлинни загуби. Това означава, че е необходимо да се направят някои корекции в изчислението за тази характеристика на определена стая. Корекционният коефициент "g" може да се приеме равен на:

- студен под на земята или върху неотопляемо помещение (например мазе или мазе): ж= 1,4 ;

- изолиран под на земята или върху неотопляемо помещение: ж= 1,2 ;

- отопляема стая се намира отдолу: ж= 1,0 .

• « h "- коефициент, който отчита вида на помещението, разположено по-горе.

Въздухът, отопляван от отоплителната система, винаги се издига и ако таванът в помещението е студен, тогава неизбежните увеличени топлинни загуби са необходими, което ще изисква увеличаване на необходимата топлинна мощност. Нека въведем коефициента "h", като вземем предвид тази характеристика на изчислената стая:

- "студеният" таван се намира отгоре: з = 1,0 ;

- отгоре е изолирано таванско помещение или друго изолирано помещение: з = 0,9 ;

- всяка отопляема стая е разположена отгоре: з = 0,8 .

• « i "- коефициент, отчитащ особеностите на конструкцията на прозорците

Прозорците са един от "основните пътища" на изтичане на топлина. Естествено, много по този въпрос зависи от качеството на самата структура на прозореца. Старите дървени рамки, които преди това са били често инсталирани във всички къщи, значително отстъпват по отношение на своята топлоизолация от съвременните многокамерни системи с прозорци с двоен стъклопакет.

Без думи е ясно, че топлоизолационните качества на тези прозорци се различават значително.

Но няма пълна еднородност между прозорците PVZH. Например двукамерен двоен стъклопакет (с три стъкла) ще бъде много по-топъл от еднокамерен.

Следователно е необходимо да се въведе определен коефициент "i", като се вземе предвид вида на прозорците, инсталирани в стаята:

- стандартни дървени прозорци с конвенционален двоен стъклопакет: i = 1,27 ;

- модерни прозоречни системи с еднокамерен стъклен блок: i = 1,0 ;

- модерни прозоречни системи с двукамерни или трикамерни прозорци с двоен стъклопакет, включително тези с аргонов пълнеж: i = 0,85 .

• « j "- корекционен коефициент за общата площ на остъкляването на помещението

Колкото и качествени да са прозорците, пак няма да е възможно да се избегнат напълно топлинните загуби през тях. Но е съвсем ясно, че не може да се сравни малък прозорец с панорамно остъкляване почти на цялата стена.

Първо ще трябва да намерите съотношението на площите на всички прозорци в стаята и самата стая:

x \u003d ∑СдОБРЕ /Сp

∑ Сдобре- обща площ на прозорците в стаята;

Сp- площта на стаята.

В зависимост от получената стойност се определя коефициентът на корекция "j":

- x \u003d 0 ÷ 0,1 →j = 0,8 ;

- x \u003d 0,11 ÷ 0,2 →j = 0,9 ;

- x \u003d 0,21 ÷ 0,3 →j = 1,0 ;

- x \u003d 0,31 ÷ 0,4 →j = 1,1 ;

- x \u003d 0,41 ÷ 0,5 →j = 1,2 ;

• « k "- коефициент, който коригира наличието на входна врата

Вратата към улицата или към неотопляем балкон винаги е допълнителна „вратичка“ за студа

Вратата към улицата или отворения балкон може да направи свои собствени корекции в топлинния баланс на помещението - всеки отвор е придружен от проникването на значително количество студен въздух в стаята. Следователно има смисъл да се вземе предвид неговото присъствие - за това въвеждаме коефициента "k", който ще вземем равен на:

- без врата: к = 1,0 ;

- една врата към улицата или балкона: к = 1,3 ;

- две врати към улицата или към балкона: к = 1,7 .

• « l "- възможни изменения на схемата за свързване на радиатора за отопление

Може би на някои ще им се стори незначителна дреболия, но все пак - защо да не се вземе веднага предвид планираната схема на свързване на отоплителните радиатори. Факт е, че техният топлообмен, а оттам и участието в поддържането на определен температурен баланс в помещението, се променя доста забележимо при различни видове вкарване на захранващи и връщащи тръби.

Илюстрация	Тип радиаторна вложка	Стойността на коефициента "l"
	Диагонална връзка: захранване отгоре, "връщане" отдолу	l \u003d 1,0
	Връзка от едната страна: захранване отгоре, "връщане" отдолу	l \u003d 1,03
	Двупосочна връзка: както подаване, така и „връщане“ отдолу	l \u003d 1,13
	Диагонална връзка: захранване отдолу, "връщане" отгоре	l \u003d 1,25
	Връзка от едната страна: подаване отдолу, „връщане“ отгоре	l \u003d 1,28
	Еднопосочна връзка и захранване и „връщане“ отдолу	l \u003d 1,28

• « m "- корекционен коефициент за характеристиките на мястото на монтаж на отоплителни радиатори

И накрая, последният коефициент, който също е свързан с особеностите на свързването на отоплителни радиатори. Вероятно е ясно, че ако батерията е инсталирана открито, не е затруднена от нищо отгоре и отпред, тогава тя ще даде максимален топлопренос. Подобна инсталация обаче не винаги е възможна - по-често радиаторите са частично скрити от первазите на прозорците. Възможни са и други опции. В допълнение, някои собственици, опитвайки се да впишат отоплителните приори в създадения интериорен ансамбъл, ги скриват изцяло или частично с декоративни екрани - това също влияе значително на топлинната мощност.

Ако има определени "планове" как и къде ще бъдат монтирани радиаторите, това също може да се вземе предвид при извършване на изчисления чрез въвеждане на специален коефициент "m":

Така че, с формулата за изчисление има яснота. Със сигурност някои от читателите веднага ще се хванат за главите - казват, че е твърде трудно и тромаво. Ако обаче към въпроса се подхожда системно, подредено, тогава изобщо няма затруднения.

Всеки добър стопанин задължително има подробен графичен план на своите „владения“ с прикрепените размери и обикновено - ориентиран към основните точки. Не е трудно да се изяснят климатичните особености на региона. Остава само да преминете през всички стаи с рулетка, за да изясните някои от нюансите във всяка стая. Особеностите на жилищата - "вертикален квартал" отгоре и отдолу, местоположението на входните врати, предложената или съществуваща схема за инсталиране на отоплителни радиатори - никой, освен собствениците, не знае по-добре.

Препоръчително е незабавно да изготвите работен лист, където да въведете всички необходими данни за всяка стая. Резултатът от изчисленията също ще бъде въведен в него. Е, самите изчисления ще помогнат за извършването на вградения калкулатор, в който всички коефициенти и съотношения, споменати по-горе, вече са "определени".

Ако някои данни не могат да бъдат получени, можете, разбира се, да не ги вземете предвид, но в този случай калкулаторът "по подразбиране" ще изчисли резултата, като вземе предвид най-неблагоприятните условия.

Можете да разгледате пример. Имаме план за къща (взета напълно произволно).

Регион с нивото на минималните температури в диапазона от -20 ÷ 25 ° С. Преобладаващи зимни ветрове \u003d североизточни. Къщата е едноетажна, с изолирано таванско помещение. Изолирани подове на земята. Избрано е оптималното диагонално свързване на радиатори, които ще бъдат монтирани под первазите.

Създаваме таблица от нещо подобно:

След това, използвайки калкулатора по-долу, ние изчисляваме за всяка стая (вече като се вземат предвид 10% от резерва). Това не би трябвало да отнеме много време с препоръчаното приложение. След това остава да се сумират получените стойности за всяка стая - това ще бъде необходимата обща мощност на отоплителната система.

Резултатът за всяка стая, между другото, ще помогне за правилния избор на необходимия брой отоплителни радиатори - остава само да се раздели на специфичната топлинна мощност на една секция и да се закръгли.