4.3 Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период q_h^des, кДж/(м^3оС*сут) определяем по формуле:

q_h^des = 10³Q_h^y / (V_h*D_d),

где Q_h^y - расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж;

V_h - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, м³; V_h = 11 771,8 м³;

D_d - градусо-сутки отопительного сезона, ^оС*сут;

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода следует определять по формуле:

Q_h^y = [Q_h - (Q_int + Q_s)]*н*ж*в_h,

где Q_h - общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж;

Q_int - бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж;

Q_s - теплопоступления через окна, и балконные двери в течение отопительного периода, МДж;

н - коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций, рекомендуемое значение н = 0,8;

ж - коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, ж = 0,85;

в_h - коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотери трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, для здания с квартирными генераторами теплоты в_h = 1,05.

Общие теплопотери здания Q_h определим по формуле:

Q_h = 0,0864K_m*D_d*A_e^sum,

где K_m - общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м^2оС), определяемый по формуле:

K_m = K_m^tr + K_m^inf,

при этом K_m^tr - приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м^2оС), определяемый по формуле:

K_m^tr = (A_w/R_w^r + A_F/R_F^r + A_c/R_c^r + nA_f/R_f^r) / A_e^sum,

где A_w и R_w^r - соответственно площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче, м^2оС/Вт, наружных стен (за исключением проемов); A_w = 1994,5 м², R_w^r = 2,86 м^2оС/Вт;

A_F и R_F^r - то же, заполнений светопроемов; R_F^r = 0,56 м^2оС/Вт; A_F = 637,5 м²;

A_c и R_c^r - то же, для чердачного перекрытия; A_c = 800,8 м², R_c^r = 2,74 м^2оС/Вт;

A_f и R_f - то же, для перекрытия над неотапливаемым подвалом; A_f = 800,8 м²; R_f = 2,87 м^2оС/Вт.

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; для перекрытия над неотапливаемым подвалом со световыми проемами в стенах n = 0,75;

D_d - градусосутки отопительного сезона, ^оС*сут.;

A_e^sum - общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытие верхнего этажа и перекрытие пола нижнего этажа отапливаемого помещения, м²; A_e^sum = = 4233,6 м²;

K_m^inf - условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м^2оС), определяемый по формуле:

K_m^inf = 0,28 c*n_a*в_н*V_h*с_a^ht*k / A_e^sum;

где с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг^оС);

в_н - коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, в_н = 0,85;

V_h - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м³; V_h = 11 771,8 м³;

с_a^ht - средняя плотность приточного воздуха за отопительный период,

с_a^ht = 353 / [273 + 0,5 (t_int + t_ht)] = 353 / [273 + 0,5 (20 + 1,5)] = 1,244 кг/м³;

n_a - средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, принимаемая для жилых зданий в соответствии с [3] исходя из удельного нормативного расхода воздуха 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений и кухонь; n_a = 1,11 ч^-1;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях; принимаем равным 1 (для окон и балконных дверей с однокамерным стеклопакетом в одинарном алюминиевом переплете).

Таким образом, общий приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания составит:

K_m^tr = (1994,5/2,86 + 637,5/0,56 + 800,8/2,74 + 0,75*800,8/2,87) / 4233,6 = 0,552 Вт/(м^2оС)

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий тепло потери за счет инфильтрации и вентиляции,

K_m^inf = 0,28*1*1,11*0,85*11771,8*1,244*1 / 4233,6 = 0,914 Вт/(м^2оС)

Общий коэффициент теплопередачи здания равен:

K_m = 0,552 + 0,914 = 1,466 Вт/(м^2оС)

проектируемый ограждающий конструкция энергетический

Общие теплопотери здания составят:

Q_h = 0,0864*1,466*2923*4233.6 = 1 567 423,489 МДж

Бытовые теплопоступления Q_int в течение отопительного периода, МДж, определяем по формуле:

Q_int = 0,0864q_int*Z_ht*A_l,

где q_int - величина бытовых тепловыделений на 1 м² полезной площади жилого здания, Вт/м²; принимаем исходя из 17 Вт/м² для жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы);

Z_ht - продолжительность отопительного периода, сут.; Z_ht = 158;

A_l - площадь жилых помещений и кухонь, A_l = 2861,2 м².

Q_int = 0,0864*17*158*2861,2 = 663 999,828 МДж

Теплопоступления через окна и балконные двери Q_s определим по формуле:

Q_s = ф_F*k_F*A_F*I,

где ф_F - коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон и дверей;

для заполнения стеклопакетами в одинарных алюминиевых переплетах ф_F = 0,80;

k_F - коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон и дверей; для заполнения стеклопакетами в одинарных алюминиевых переплетах k_F = 0,76;

A_F - площадь окон и балконных дверей, м²; A_F = 637,5 м².

I - средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальную поверхность окон и балконных дверей при действительных условиях облачности, МДж/м²; для вертикальных поверхностей, ориентированных на запад и на восток, I = 539 МДж/м².

Q_s = 0,80*0,76*800,8*539 = 262 431,770 МДж

Итого расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода составит:

Q_h^y = [1 567 423,489 - (663 999,828 + 262 431,770)]*0,8*0,85*1,05 = 457 668,210 МДж

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период составит:

q_h^des = 10³*457 668,210 / (11771,8*2923) = 13,3 кДж/(м^3оС*сут)

Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания в соответствии с Приказом Министерства регионального развития РФ от 28.05.2010 г. № 262 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» (таблица 4) равен:

q_h^req = 26,5 кДж/(м^3оС*сут)

Сопоставляем расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период с нормируемым удельным расходом тепловой энергии:

q_h^des = 13,3 кДж/(м^3оС*сут) ? q_h^req = 26,5 кДж/(м^3оС*сут)

Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период от нормативного составляет -49,81%; следовательно, в соответствии с классификацией по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» зданию присваивается класс энергетической эффективности: В - высокий.