Нормы проектирования отопление: СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 (с Изменением N 1)

alexxlab
09.02.2023
Комментарии: 0

Содержание

О нормах проектирования отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха | C.O.K. archive | 2002

При проектировании систем кондиционирования воздуха и вентиляции используются следующие основные строительные и санитарные нормы: СНиП 2.01.01-82 — “Строительная климатология и геофизика” с информацией о климатических условиях конкретных территорий. СНиП 2.04.05-91* — Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Настоящие строительные нормы следует соблюдать при проектировании отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений. При проектировании следует также соблюдать требования по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха СНиП соответствующих зданий и помещений, а также ведомственных нормативов и других нормативных документов, утвержденных и согласованных с Госстроем. Настоящие нормы не распространяются на проектирование:

а) отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха убежищ, сооружений, предназначенных для работ с радиоактивными веществами, источниками ионизирующих излучений, объектов подземных горных работ и помещений, в которых производятся, хранятся или применяются взрывчатые вещества;

б) специальных нагревающих, охлаждающих и обеспыливающих установок и устройств для технологического и электротехнического оборудования, систем пневмотранспорта и пылесосных установок;
в) печного отопления на газообразном и жидком топливе.

СНиП 2.01.02-85* — Противопожарные нормы. Настоящие нормы должны соблюдаться при разработке проектов зданий и сооружений. Настоящие нормы устанавливают пожарно-техническую классификацию зданий и сооружений, их элементов, строительных конструкций, материалов, а также общие противопожарные требования к конструктивным и планировочным решениям помещений, зданий и сооружений различного назначения.

Настоящие нормы дополняются и уточняются противопожарными требованиями, изложенными в СНиП части 2 и в других нормативных документах, утвержденных или согласованных Госстроем. СНиП II-3-79* — Строительная теплотехника. Настоящие нормы строительной теплотехники должны соблюдаться при проектировании ограждающих конструкций (наружных и внутренних стен, перегородок, покрытий, чердачных и междуэтажных перекрытий, полов, заполнений проемов: окон, фонарей, дверей, ворот) новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения (жилых, общественных, производственных и вспомогательных промышленных предприятий, сельскохозяйственных и складских, с нормируемыми температурой или температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха).

СНиП II-12-77 — Защита от шума. Настоящие нормы и правила должны соблюдаться при проектировании защиты от шума для обеспечения допустимых уровней звукового давления и уровней звука в помещениях на рабочих местах в производственных и вспомогательных зданиях и на площадках промышленных предприятий, в помещениях жилых и общественных зданий, а также на селитебной территории городов и других населенных пунктов.

СНиП 2.08.01-89* — Жилые здания. Настоящие нормы и правила распространяются на проектирование жилых зданий (квартирных домов, включая квартирные дома для престарелых и семей с инвалидами, передвигающимися на креслах-колясках, а также общежитий) высотой до 25 этажей включительно. Настоящие нормы и правила не распространяются на проектирование инвентарных и мобильных зданий. СНиП 2.08.02-89* — Общественные здания и сооружения.

Настоящие нормы и правила распространяются на проектирование общественных зданий (высотой до 16 этажей включительно) и сооружений, а также помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания. При проектировании помещений общественного назначения, встроенных в жилые здания, следует дополнительно руководствоваться СНиП 2.08.01-89*. СНиП 2.09.04-87* — Административные и бытовые здания.

Настоящие нормы распространяются на проектирование административных и бытовых зданий высотой до 16 этажей включительно, помещений предприятий. Настоящие нормы не распространяются на проектирование административных зданий и помещений общественного назначения. При проектировании зданий, перестраиваемых в связи с расширением, реконструкцией или техническим перевооружением предприятий, допускаются отступления от требований настоящих норм в части геометрических параметров. СНиП 2.09.02-85* — Производственные здания. Настоящие нормы распространяются на проектирование производственных зданий и помещений.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ и средств взрывания, подземных и мобильных (инвентарных) зданий. Пусковые испытания смонтированных систем вентиляции и кондиционирования проводятся в соответствии с требованиями СНиП III-28-75 “Правила производства и приемки работ” после механического опробования вентиляционного и связанного с ним энергетического оборудования.

Целью пусковых испытаний и регулировки систем вентиляции и кондиционирования воздуха является установление соответствия параметров их работы проектным и нормативным показателям. До начала испытаний установки вентиляции и кондиционирования воздуха должны непрерывно и исправно проработать в течение 7 часов.

При пусковых испытаниях должны быть произведены: проверка соответствия параметров установленного оборудования и элементов вентиляционных устройств, принятым в проекте, а также соответствия качества их изготовления и монтажа требованиям ТУ и СНиП; выявление неплотностей в воздуховодах и других элементах систем; проверка соответствия проектным данным объемных расходов воздуха, проходящего через воздухоприемные и воздухораспределительные устройства, общеобменных установок вентиляции и кондиционирования воздуха; проверка соответствия паспортным данным вентиляционного оборудования по производительности и напору; проверка равномерности прогрева калориферов. (При отсутствии теплоносителя в теплый период года проверка равномерности прогрева калориферов не производится).

Иногда при проектировании кондиционирования и вентиляции производственных помещений (фармацевтические и лечебные учреждения, животноводческие и птицеводческие здания и сооружения для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, теплицы и парники, здания с герметизированными помещениями для точных производств и электроники, предприятия легкой, пищевой, мясной, рыбной и молочной промышленности и холодильники) отсутствуют необходимые для проведения расчетов газовыделений исходные данные о технологическом процессе и оборудовании.

Поэтому иногда не представляется возможным установить расчетным путем, например, количество вредных веществ, выделяющихся в воздух производственных помещений. В этом случае в технических проектах, в качестве первого приближения, возможно применение рекомендаций ведомственных нормативных документов. По вопросу существующих ныне норм четко и емко высказался членкорреспондент Международной академии холода (МАХ), член президиума АВОК. — В. Д. Коркин ( в издании “PRO движение”): “Ныне действующими Строительными нормами, в том числе и нормами на проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования, во многом определяется современное состояние строительства.

(Интересно, что в названии норм слово “воздух” по каким-то принципиальным соображениям в титул, как правило, не включается.

Тогда как в США, например, кондиционирование воздуха является определяющим и для вентиляции). Что же такое современные нормы сегодня? Как давно они изданы? На что ориентированы? Способствуют ли техническому прогрессу или, напротив, тормозят его? Для начала отметим некоторые существенные особенности наших норм.

Выбор расчетных условий для проектирования отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха выглядит на сегодня случайным, не учитывающим должным образом теплотехнические свойства ограждающих конструкций сооружений, в которых проектируются названные инженерные системы, как, впрочем, и самих сооружений в целом. Разве можно проектироват ь системы отопления в Казанском соборе (г. С.-Петербург) и в типовом доме, игнорируя индивидуальные особенности каждого из них? По действующим нормам, оказывается — можно.
В наших нормах на проектирование, как правило, требуется создавать приемлемые условия воздушной среды во всем объеме помещения. Во многих случаях это приводит к огромным затратам энергии, но нужного эффекта по ряду причин не дает. Просто абсурдным выглядит сегодня нормативное требование для жилых помещений иметь воздухообмен по наружному воздуху 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений (ПРИЛОЖЕНИЕ 19 Обязательное. СНиП 2.04.05-91*). Ведь введено оно было тогда, когда минимальной нормой жилой площади на одного человека были 9 м2. Действительно, 9 х 3 = 27 м3/ч — санитарная норма в части ассимиляции расчетных вредностей. Но теперь, когда возможно всякое (от 9 кв.м жилой площади на человека до 100 м2 и более), эта норма служит лишь одному — облагодетельстовованию чиновников Санэпиднадзора, приводя при этом к неоправданному перерасходу наружного воздуха, который необходимо отфильтровать, подогреть и увлажнить. И все это за счет использования дорогостоящей электроэнергии.

Нормативные положения о кондиционировании остались на уровне 80-х годов и уже давно не соответствуют реальному положению вещей. Большинство помещений, оснащенных климатотехническими системами, в них не “вписываются”.
Зачастую эти помещения принадлежат новой номенклатуре, которая вообще никаких норм не признает. Важно и то, что сегодня нормы в нашем случае должны не только ограничивать неоптимальные условия пребывания людей, но и способствовать сохранению энергии и целостности внешнего облика исторических зданий, многие из которых буквально подвергаются агрессии со стороны непрофессионально выполненных систем обеспечения микроклимата.
Нельзя обойти вниманием еще одно качество ныне действующих норм — их удивительную нетребовательность к профессиональным знаниям тех, кто ими пользуется. Разве можно приводить в нормах труднообъяснимые формулы для расчета, например, термического сопротивления ограждений? Там должны быть только требования к ним. То же касается и определения воздухообменов и др.

Нормы — это требования, а их выполнение удел профессионалов. Нужно уйти от того, чтобы проектированием инженерных систем зданий занимались люди, далекие от нашего весьма уважаемого, а потому достаточно доходного предмета деятельности.

Нам нужны специалисты высокой квалификации, а не фирмы-однодневки и умельцы, “аккумулирующие” массу знаний, но на уровне печника или водопроводчика.

Итак, не подлежит сомнению, что действующие ныне Строительные Нормы по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха (СНиП 2.04.05-91* издания 1991 г.) устарели и требуют переработки. И такая работа ведется в ГПКНИИ “СантехНИИпроект”. Первый вариант обновленных норм был представлен на рассмотрение специалистов и вызвал многочисленные замечания. Прошло несколько лет, однако воз и ныне там, и при проектировании приходится довольствоваться тем, что есть.

А в “том, что есть”, помимо пресловутого обязательного Приложения 19, найдется немало других положений, далеко отставших от требований современности. Особенно ими насыщены главы, касающиеся утилизации теплоты, выбора схем систем отопления, индивидуального регулирования теплоотдачи нагревательных приборов. Отсутствуют требования обязательного индивидуального учета расхода теплоты при проектировании отопительных систем.

В СНиП 2.04.05 -91* и СНиП II-3-79** нет ни слова о том, что проектирование инженерных систем старинных зданий должно производиться индивидуально, с учетом их назначения, конструктивных и объемно-планировочных характеристик. Вот и проектируют по СНиПу отопление Казанского собора, имеющего толщину кирпичных стен 2,0–2,8 м на расчетную температуру –26°С (как для обычного типового жилого дома).

В результате собор перетапливают, что приводит к нарушению целости хранящихся там бесценных экспонатов. Можно привести немало других примеров такого формально-неквалифицированного подхода при проектировании на основе бездумного использования существующих норм.

Нормы проектирования отопления • Energy-Systems

Нормы проектирования отопления и особенности выполнения этого процесса

Основополагающим условием, которому должен в полной мере соответствовать процесс проектирования отопления, является достижение максимально высокого уровня комфорта и удобства для потребителя. Система отопления предназначена для выполнения искусственного обогрева различных помещений и получения необходимого температурного микроклимата в них. Такие системы создавать непросто, тем более что последствия неудачных решений и действий могут быть самыми печальными и даже трагичными.

Первым важнейшим шагом в этом вопросе является процесс проектирования систем отопления. Проект представляет собой не просто набор каких-то бумажек, схем и чертежей, графиков и таблиц, это официальный документ, по которому проводятся работы по монтажу и настройке отопительных систем.

Пример проекта отопления коттеджа

1из19

Вперед

Именно проект отопления квартиры, офиса или дома позволяет заранее разработать ключевые характеристики и параметры этой инженерно-коммуникационной системы, продумать ее расположение, мощность эксплуатируемого оборудования, применяемые материалы в том числе.

Выполнять проект должны существующие для этого специальные проектные организации, но на практике этим занимаются многие люди, причем даже те, которые не могут считаться серьезными специалистами в данной сфере.

Одной из самых больших и серьезных сложностей, которыми отличается процесс проектирования систем отопления, является добиться оптимального и рационального сочетания требований к проекту заказчика и существующих правил и норм проектирования отопления. Не всегда то, что хочет получить заказчик в итоге, соответствует нормативным предписаниям и требованиям, поэтому нужно искать компромиссные варианты и разрабатывать решения, способные удовлетворить обе стороны этого процесса.

Документы, регламентирующие нормы проектирования

В основе процесса проектирования любых инженерно-коммуникационных систем лежит набор определенной документации, которая его регламентирует и определяет все необходимые и ключевые моменты. Эти документы носят федеральный и региональный характер, они содержат перечень необходимых требований, предъявляемых к разработке и составлению проектов, нормам процесса проектирования и ко многому другому.

К числу основных документов, определяющих ход, характер и направленность проектировочных работ, относятся:

ГОСТы (государственные стандарты), которые разрабатываются на используемые в ходе эксплуатации отопления приборы, порядок оформления чертежей системы отопления, применяемые расходные материалы, например, трубы отопительной системы;
СНиП (строительные нормы и правила), которые учитывают все вопросы, связанные с организацией и проведением проектирования систем отопления, содержат информацию технического, климатического и даже геофизического характера;
строительные нормы, технические правила, имеющие повсеместное применение;
каталоги строительного оборудования, руководства и пособия по проектированию, разнообразные справочники в том числе.

Как уже отмечалось, без профессионального подхода к проектированию крайне сложно рассчитывать на достижение положительного итогового результата. Только квалифицированные и грамотные специалисты смогут составить правильный и качественный проект, соблюсти при этом нормы проектирования отопления и обеспечить создание эффективной и надежной отопительной системы.

Узнать о примерном уровне предстоящих финансовых затрат на выполнение проектирования довольно легко, достаточно лишь воспользоваться нашим калькулятором, представленным ниже. Итоговая же стоимость рассчитывается уже после ознакомления нашими работниками с вашим объектом, когда становятся ясны цели работ и условия их достижения.

Онлайн расчет стоимости проектирования

кодов и стандартов HVAC: охлаждение и энергоэффективность | Consulting

Гейл Дэвис, PE, CGD, CxA, Stanley Consultants, Остин, штат Техас, 15 августа 2016 г.

Цели обучения

Изучите коды владельцев и местные коды для проектирования систем охлаждения.
Определение кодов и стандартов HVAC.
Понимание систем охлаждения для максимальной энергоэффективности.

Данные исследования энергопотребления коммерческих зданий 2012 г. (CBECS) показывают, что в Соединенных Штатах потребляется 6,963 триллиона БТЕ энергии, выработанной для коммерческих зданий. На рис. 1 показано, что 44% энергии, потребляемой коммерческими зданиями, приходится на ОВКВ и охлаждение. Данные национального исследования показывают, что примерно 50% энергии HVAC используется для охлаждения, вентиляции и охлаждения.

Усилия по сокращению энергопотребления привели к разработке энергетических кодексов и стандартов, устанавливающих минимальные требования к эффективности для строительства новых зданий, пристроек и реконструкций. Обеспечение комфортного охлаждения и энергоэффективности в нежилых зданиях является постоянной задачей для инженеров и проектировщиков, поскольку им все чаще приходится сосредотачиваться на энергоэффективных строительных нормах и высокопроизводительных зданиях. Энергетическое воздействие здания определяется первоначальными проектными решениями, эксплуатацией и проектным бюджетом владельца. Энергетические кодексы и стандарты предоставляют разработчикам рекомендации по обеспечению минимальной экономии энергии за счет эффективного проектирования и внедрения различных технологий оборудования.

Принятие кодексов и стандартов энергоэффективности

Проектировщики в отрасли HVAC должны быть знакомы с кодексами и стандартами. Стандарты определяют согласованные в отрасли минимальные технические требования, процедуры, руководства и инструкции для инженеров, проектировщиков или производителей. Они также устанавливают минимальные стандарты обслуживания в отрасли. Стандарты в Соединенных Штатах в основном являются добровольными согласованными стандартами, что означает, что они регулярно поддерживаются и разрабатываются в процессе достижения консенсуса. Примерами отраслевых организаций, которые разрабатывают добровольные согласованные стандарты, являются ASHRAE, Национальная ассоциация подрядчиков по обработке листового металла и кондиционеров (SMACNA), NFPA и IEEE. Эти стандарты могут быть написаны, а могут и не быть написаны доступным для исполнения языком.

Напротив, кодекс является стандартом, который был принят в качестве закона компетентным органом (AHJ), так что разработчик по закону обязан соблюдать этот стандарт. Код также может включать ссылки на дополнительные стандарты, которые также могут быть принудительно применены. Эта процедура называется «включение по ссылке». AHJ может изменить стандарт, чтобы включить или удалить требования, такие как добавление рисунков, диаграмм или таблиц, или изменить язык стандарта, например, заменив слово «следует» на «должен».

В США Министерство энергетики (DOE) обязано в соответствии с Законом об энергосбережении и производстве поддерживать, оценивать и участвовать в разработке энергетического кодекса под управлением ASHRAE и Международного совета по нормам (ICC). Деятельность DOE включает оценку энергетических и финансовых выгод, связанных с изменениями стандарта ASHRAE 90.1: Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых зданий, и Международного кодекса энергосбережения (IECC). Министерство энергетики оценивает стандарт ASHRAE 90.1 как эталонный стандарт энергоэффективности коммерческих зданий, а IECC — как эталонный стандарт энергоэффективности жилых зданий.

Стандарт IECC и ASHRAE 90.1 касается систем здания, таких как ограждающие конструкции, освещение (внешнее и внутреннее), минимальная эффективность оборудования HVAC, системы HVAC, нагрев технической воды и средства управления системой. Стандарты также устанавливают минимальные требования к энергоэффективности и конструкции системы. В обеих ссылках принят кодовый язык, чтобы ускорить внедрение состояния и улучшить возможность принудительного применения.

В США нет национального энергетического кодекса или стандарта, хотя федеральное правительство поддерживает разработку энергетических кодексов и стандартов. Поскольку национального энергетического кодекса не существует, энергетические кодексы и стандарты принимаются на уровне штатов и местных органов власти. Путь принятия энергетических кодексов и стандартов зависит от местности. Как правило, принятие энергетического кодекса инициируется, когда Министерство энергетики выдает положительное заключение на основе самой последней версии стандарта 9 ASHRAE.0,1. Публикация положительного отзыва приводит в действие законодательные требования, предписывающие штатам и местным органам власти подтвердить, что они пересмотрели свои строительные нормы и правила. Все необходимые обновления завершены, чтобы соответствовать или превосходить текущую версию ASHRAE Standard 90.1. Многие штаты также имеют свои собственные циклы обновления кода, которые происходят независимо от обновлений ASHRAE, DOE и IECC.

Каждая новая редакция стандарта ASHRAE Standard 90.1 требует от DOE принятия решения о том, повысит ли новая редакция энергоэффективность коммерческих зданий по сравнению с существующей редакцией. 26 сентября 2014 г. Министерство энергетики выпустило окончательное определение о том, что стандарт ASHRAE 90.1-2013 позволит достичь экономии энергии на 8,7%, экономии энергии источника на 8,5% и экономии энергии на месте на 7,6% по сравнению со зданиями, спроектированными в соответствии со стандартом ASHRAE 90. 1-2010. У каждого штата есть 2 года, чтобы принять стандарт ASHRAE 90.1-2013 или обновить существующие коммерческие строительные нормы и стандарты. Согласно решению 2014 г., штаты должны будут до 26 сентября 2016 г. подать сертификаты соответствия в Министерство энергетики или запросить продление.

На рис. 2 показано состояние принятия государственного энергетического кодекса по состоянию на апрель 2016 г. Действующие кодексы, стандарты и редакции различаются. Многие штаты приняли коммерческий кодекс IECC, который позволяет использовать альтернативный путь соответствия стандарту 9 ASHRAE.0,1. В юрисдикциях, допускающих любой из путей соответствия, проектировщик должен выбрать либо IECC, либо стандарт ASHRAE 90.1 в качестве расчетного энергетического кода и должен завершить весь проект, используя выбранный код. Проектировщикам рекомендуется проконсультироваться со своим местным агентством по выдаче разрешений и AHJ, чтобы определить требования энергетического кодекса для штатов без энергетического кодекса.

Таблица 1 содержит сводку требований к энергии и эффективности системы охлаждения HVAC в соответствии со стандартом IECC и ASHRAE 9.0,1. Соответствующие эквивалентные требования кодов между IECC и ASHRAE Standard 90.1 перечислены рядом друг с другом, где это применимо. IECC и ASHRAE годами работали вместе над тем, чтобы язык этих двух кодексов и документы с требованиями были похожими, если не идентичными. Однако между этими двумя документами существуют некоторые различия; особенно в отношении допустимых исключений из определенных положений кодекса.

Соответствие нормам и стандартам

В дополнение к ранее упомянутым нормам и стандартам следующие ресурсы могут содержать дополнительные указания и рекомендации по проектированию высокоэффективных строительных систем. Стандарт ASHRAE 189.1 Стандарт проектирования высокоэффективных зеленых зданий «обеспечивает полное руководство по обеспечению устойчивости зданий для проектирования, строительства и эксплуатации высокоэффективных зеленых зданий». Настоящий стандарт может применяться к новому строительству, пристройкам и реконструкции зданий. Если для проектирования используется стандарт ASHRAE 189.1, минимальные требования к конструкции системы и требования к эффективности оборудования, представленные в этом стандарте, заменяют собой требования, представленные в стандарте ASHRAE 90.1. Например, ASHRAE Standard 90.1 требуется вентиляция с регулированием по потребности (DCV) для помещений с высокой посещаемостью, обслуживаемых системами с одной или несколькими из следующих функций: экономайзер на стороне воздуха, заслонка с автоматическим регулированием наружного воздуха (OA) или поток наружного воздуха более 3000 кубических футов в минуту. Стандарт ASHRAE 189.1 пересматривает требование DCV и включает системы с потоком наружного воздуха более 1000 кубических футов в минуту, тем самым увеличивая возможности энергосбережения. Разработчики могут найти Руководство пользователя стандарта ASHRAE 189.1 полезным, поскольку оно содержит пояснительный материал, в котором более подробно излагаются требования и цели стандарта ASHRAE 189. .1.

Серия руководств ASHRAE Advanced Energy Design Guides (AEDG) также содержит рекомендации по проектированию и энергоэффективности для различных типов зданий на основе улучшений требований стандарта ASHRAE Standard 90.1. Несмотря на то, что серия AEDG была разработана на основе предыдущих версий стандарта ASHRAE 90.1, рекомендации по-прежнему могут применяться к зданиям, спроектированным в соответствии со стандартом ASHRAE 90.1-2013, для возможной экономии энергии. В этих руководствах представлены рекомендации по ограждающим конструкциям зданий, оконным ограждениям, системам освещения, системам отопления, вентиляции и кондиционирования, нагреву технической воды и подключенным/технологическим нагрузкам, распределенным по климатическим зонам. Несмотря на то, что AEDG сосредоточены на новом строительстве, рекомендации могут быть применены к реконструкции. В то время как многие рекомендации AEDG просто выбирают между системами, владелец должен быть привлечен к процессу проектирования, чтобы убедиться, что цели проекта достигаются, а обслуживающий персонал имеет опыт обслуживания систем.

Определение целей проекта по энергоэффективности

Проектирование и использование высокопроизводительного оборудования HVAC может привести к значительной экономии энергии и затрат. Каждая дисциплина проектирования имеет определенные требования к дизайну, которые должны быть выполнены для соответствия коду. Каждой дисциплине проектирования также могут быть представлены различные возможности экономии энергии на этапе проектирования. Следует отметить и понять, что экономия энергии в одной дисциплине может увеличить или уменьшить экономию и возможности в другой. Это взаимодействие касается не только систем HVAC, но и оболочки, системы освещения и, если они находятся под контролем проектной группы, подбора офисного оборудования. По вышеуказанным причинам члены проектной группы должны эффективно сообщать о своих проектных намерениях и требуемых элементах координации на протяжении всего процесса проектирования.

Первым шагом в проектировании любой эффективной и действенной системы HVAC является определение целей по энергопотреблению на ранних этапах процесса проектирования. Независимо от того, является ли проект новым строительством или ремонтом, решающее значение имеет полное понимание требований владельца к проекту и бюджетных ограничений. Это часто достигается с помощью документа «основы проектирования», в котором четко сообщается о понимании группой проектировщиков требований владельца, целей проекта по энергоэффективности и целей по достижению или превышению минимальных требований кода в соответствии с директивами владельца. Эти первоначальные решения будут определять выбор систем и оборудования HVAC. Здание, отвечающее минимальным требованиям энергетического кодекса, будет иметь другую стратегию и компоненты системы HVAC, чем здание, которое обеспечивает 30%-ную экономию энергии сверх минимума кода. Кроме того, высокоэффективные проекты с использованием высокопроизводительных систем HVAC чаще всего требуют дополнительных усилий и сотрудничества со стороны всех членов проектной группы по сравнению с традиционными проектами.

Охлаждающие нагрузки и выбор оборудования HVAC

Для любого проекта нового строительства или реконструкции решающее значение имеет всестороннее знание окружающей среды здания. Многие компоненты влияют на нагрузки ОВКВ и потребление энергии, включая ограждающие конструкции здания, оконные проемы (остекление и двери), освещение, нагрузки от розеток, занятость и последовательность операций, и это лишь некоторые из них. Стандарт IECC и ASHRAE 90.1 требует, чтобы тепловые и охлаждающие нагрузки здания определялись в соответствии со стандартом ASHRAE 183 или «утвержденной эквивалентной процедурой расчета». Стандарт 183 содержит методы и рекомендации по расчету нагрузки HVAC здания. Помните, что расчеты тепловой и холодильной нагрузки — это не то же самое, что моделирование энергопотребления здания. Энергетические модели анализируют предлагаемые расчетные потребности в энергии, поскольку система работает в течение всего года. Расчеты нагрузки измеряют энергию, которую система HVAC должна добавить или удалить из зоны, чтобы поддерживать проектные условия.

Точные расчеты нагрузки ОВиК позволяют правильно подобрать оборудование. Современные компьютеризированные инструменты анализа нагрузки позволяют проектировщику сократить чрезмерные размеры за счет устранения многих неопределенностей, таких как разнообразие, нагрузки на оборудование, затенение и погодные условия. Проектировщики должны тщательно учитывать коэффициенты безопасности оборудования или не применять их вообще, чтобы избежать чрезмерного использования оборудования. Например, нецелесообразно применять коэффициент запаса прочности к расчетной нагрузке здания, когда предполагается, что нагрузка возникает в расчетный день с самой жаркой погодой, когда все зоны находятся в пиковых условиях, все освещение включено, все оборудование работает, а в каждой комнате заняты люди. максимальное количество жильцов, разрешенное противопожарными нормами (больше, чем разумно). Крупногабаритное оборудование может работать менее эффективно и с более высокими капитальными затратами. Это влияет на бюджет проекта владельца и эксплуатационные расходы. Кроме того, крупногабаритное охлаждающее оборудование может чрезмерно циклично работать или не эффективно осушать воздух.

И IECC, и стандарт ASHRAE 90.1 предписывают минимальные стандарты эффективности оборудования для всего оборудования HVAC. Эти минимальные КПД представляют собой «наихудшее разрешенное» оборудование, разрешенное в проекте. Дизайнеры должны развивать и поддерживать рабочие отношения с представителями производителя, чтобы использовать их в качестве ресурса в процессе проектирования. Анализ AEDG может дать представление о повышении эффективности охлаждающего оборудования на основе таблиц для рассмотрения в зависимости от климата. Запросите два или три варианта оборудования или системы у поставщика и проведите простой анализ окупаемости, чтобы оправдать любые дополнительные затраты на оборудование для владельца.

Разработчики также должны учитывать следующее при выборе охлаждающего оборудования. Системы охлаждения HVAC рассчитаны на расчетные условия охлаждения, которые по погодным условиям составляют от 1% до 2% (от 88 до 175 часов в год) в год. Это означает, что системы преднамеренно превышают размеры по крайней мере от 98% до 99% (от 8585 до 8672 часов в год) времени. Следовательно, системы охлаждения почти никогда не работают с полной расчетной нагрузкой. Типичные системы работают на 50% или менее от их номинальной максимальной мощности. Это делает производительность оборудования с частичной нагрузкой критическим фактором при определении размеров охлаждающего оборудования. Подумайте о выборе оборудования и систем, которые могут эффективно работать при частичной нагрузке, таких как следующие требуемые кодом системы:

Вентиляторные системы с регулируемым расходом воздуха (VAV) с приводом с регулируемой скоростью и регуляторами сброса статического давления
Насосные системы с регулируемой производительностью с насосными системами с регулируемой скоростью и регуляторами сброса давления
Чиллерные системы с регулируемой производительностью с компрессорами с регулируемой скоростью
Переменная производительность градирни с вентиляторами с регулируемой скоростью и средствами управления сбросом
Средства управления сбросом температуры:
- Сброс температуры приточного воздуха на стороне воздуха
- Системы со стороны воды для сброса температуры охлажденной воды и сброса температуры воды конденсатора.

Пример графика сброса температуры приточного воздуха показан на рис. 3. В системах воздушной стороны с зонами, предназначенными только для охлаждения (электрощитовые, телекоммуникационные шкафы и т. д.), необходимо учитывать эти критические зоны, поскольку они может препятствовать сбросу системой кондиционирования воздуха (AHU) температуры приточного воздуха (SAT). Если критические зоны обслуживаются системой AHU, система должна быть способна выдерживать зональные нагрузки при сбросе SAT. Часто критические зоны обслуживаются выделенными системами, отдельными от центральных систем AHU. Приведенные выше соображения также применимы к стратегиям сброса охлажденной воды.

Конструкция системы охлаждения и элементы управления

Как упоминалось ранее, существует множество способов проектирования системы охлаждения. Например, системы с охлажденной водой могут быть рассчитаны на высокие перепады температур от 12 до 18° F дельта Т. Проектирование систем с охлажденной водой для работы при более высоких перепадах температур может снизить стоимость оборудования и потребление энергии по сравнению с традиционный подход с дельтой T 10 ° F. Эта стратегия проектирования снижает требуемый расход воды и снижает энергопотребление насоса. Более высокие перепады температур имеют дополнительное преимущество, заключающееся в необходимости использования труб небольшого размера и снижении стоимости монтажа труб.

Другой подход заключается в производстве низкотемпературной воды (от 38 до 40°F). Для получения более низкой температуры воды на выходе потребляется больше энергии чиллера, что может не компенсироваться экономией энергии насосов и вентиляторов. Однако низкотемпературные системы охлажденной воды часто используются с системами накопления тепла. Чиллеры могут работать в непиковые периоды электроэнергии или когда оборудование работает более эффективно для хранения энергии (например, льда или воды) для охлаждения здания в течение дня, когда тарифы на электроэнергию выше. Коммунальные предприятия могут предложить более выгодный тариф на электроэнергию, чтобы «сместить» нагрузку чиллера на непиковые часы, что может дать владельцу возможность сэкономить, даже если выбранный чиллер менее эффективен.

Дополнительная возможность энергосбережения заключается в реализации расписания сброса температуры охлажденной воды. Температуру можно сбросить в зависимости от температуры наружного воздуха, потребности в зональном охлаждении или того и другого.

Для систем комфортного охлаждения может потребоваться водяной или воздушный экономайзер для обеспечения естественного охлаждения, когда внешние условия могут полностью или частично удовлетворить потребности в охлаждении. Стандарт ASHRAE 90.1 не требует экономайзеров на стороне воздуха в климатических зонах 1A или 1B из-за ограниченного времени работы в жарком и влажном климате. Для всех других климатических зон требуются экономайзеры в системах с холодопроизводительностью не менее 54 000 БТЕ/ч. Для фиксированного экономайзера на воздушной стороне с температурным термометром с сухим термометром, схематически показанного на рис. 4, точка включения в теплом и влажном климате будет составлять 65°F. В более прохладном и сухом климате уставка верхнего предела выше. Требования экономайзера для комфортного охлаждения могут быть отменены при условии, что эффективность системы охлаждения соответствует или превышает процентное улучшение, указанное в стандарте ASHRAE 9.0.1, табл. 6.5.1-3, для конкретной климатической зоны.

Помимо минимальных требований к конструкции системы, стандарт IECC и ASHRAE 90.1 устанавливает минимальные требования к управлению HVAC для систем. Для соответствия этому минимальному стандарту необходимы следующие элементы:

Групповые зоны в аналогичные зоны термостатического контроля, управляемые одним термостатом. Например, внешние зоны и внутренние зоны не могут быть объединены в одну зону.
Системы автоматизации зданий (BAS) должны использовать графики времени суток и иметь уставки температуры в ночное время/настройки. Это предпочтительнее, чем программируемые термостаты, потому что жильцы не могут изменить уставку зоны.
Оптимальные средства управления запуском для отдельных систем подачи воздуха должны иметь производительность приточного воздуха более 10 000 кубических футов в минуту. Система с оптимальным управлением запуском экономит энергию за счет сокращения времени работы системы HVAC.
Системы VAV с несколькими зонами должны использовать график сброса температуры приточного воздуха на основе температуры наружного воздуха, потребности в зональном охлаждении или их комбинации.
Системы с прямым цифровым управлением блоками отдельных зон должны передавать отчеты на центральную панель управления и иметь график сброса статического давления в зависимости от зоны, требующей наибольшего давления.

На протяжении многих лет было создано множество различных систем HVAC и стратегий управления для стандартизации последовательностей управления и помощи в процессе проектирования. ASHRAE разработала набор управляющих последовательностей для часто используемых систем ОВКВ. Эти последовательности обеспечивают хорошую отправную точку для проектировщика, который может расширить последовательности в соответствии с конкретными требованиями системы HVAC, государственными нормами и стандартами, а также требованиями владельца.

Поскольку последовательности управления являются ключевыми в достижении управления энергопотреблением и экономии, ASHRAE недавно создал комитет, которому поручено разработать и поддерживать «лучшие в своем классе последовательности управления, которые будут соответствовать или превосходить требования стандартов ASHRAE 55, 62.1 и 9».0,1”. Усилия этого комитета привели к созданию Руководства 36. Эти высокопроизводительные и эффективные последовательности предназначены для управления воздушными системами, которые используют полностью программируемое современное прямое цифровое управление (DDC) BAS, такое как оборудование с регулируемой скоростью и мощностью. На сегодняшний день эти последовательности находятся на стадии публичного рассмотрения (черновика) и еще не завершены. Когда эти стандартизированные последовательности будут официально опубликованы, они обеспечат промышленность средствами управления зданием премиум-класса, которые позволят создавать высокопроизводительные системы.

Охлаждающая вентиляция и системы рекуперации энергии

Специализированные системы наружного воздуха (DOAS) могут снизить энергопотребление за счет удаления нагрузки вентиляции OA, кондиционирования и осушения, из нагрузок зонального охлаждения. Отдельный блок DOAS будет нагревать, охлаждать и осушать OA, чтобы подавать в помещение сухой нейтральный воздух. Это имеет дополнительный эффект компенсации скрытой нагрузки в помещении при условии, что температура точки росы вентиляционного воздуха значительно ниже температуры точки росы в зоне. Конфигурации DOAS могут включать змеевики с прямым обменом (DX), змеевики с охлажденной водой, косвенное газовое отопление, змеевики с горячей водой, паровые змеевики и устройство рекуперации энергии. Выделенные системы OA можно использовать в сочетании с однозонными или многозонными системами. Для дальнейшего снижения затрат на энергию DOAS можно использовать более одной стратегии.

Рассмотрите возможность подачи холодного наружного воздуха, а не воздуха нейтральной температуры непосредственно в зону. Это может снизить энергию охлаждения и может частично удовлетворить нагрузку явного охлаждения зоны. В этом случае мощность оконечного оборудования ОВКВ должна быть уменьшена, чтобы учесть компенсацию охлаждающей нагрузки, вызванную подачей холодного наружного воздуха. Обратите внимание, что можно выбрать множество путей проектирования, и многие другие факторы, такие как влажность помещения, также следует учитывать в процессе проектирования.
Интегрируйте вентиляцию с регулированием по потребности (DCV) с модулирующими заслонками и станциями измерения воздушного потока со специальной системой OA. DCV может использовать комбинацию космических датчиков углекислого газа (CO2) в зонах с большим количеством людей и датчиков присутствия в обычно незанятых зонах и зонах с ограниченным присутствием. Стандарт ASHRAE 62.1 описывает, когда система должна использовать DCV. Последовательность операций управления может быть сложной, но общее руководство представлено в стандарте ASHRAE 62.1.

Рекуперация энергии отработанного воздуха используется для предварительного кондиционирования потока наружного воздуха путем перемещения энергии в поток отработанного воздуха и обратно. Это может быть достигнуто с помощью устройств явного теплообмена (передача только явной энергии) или устройств полного обмена энергии (передача явной и скрытой энергии). Во время операции охлаждения OA предварительно охлаждается и частично осушается. В режиме обогрева ОА предварительно нагревается и частично увлажняется. Обычно используемые устройства рекуперации энергии на стороне воздуха представляют собой обходные контуры, пластинчатые теплообменники, колеса полной энергии и тепловые колеса. В таблице 6.5.6.1 приведены точные условия, при которых система HVAC требует рекуперации энергии. Требования основаны на климатической зоне, проценте наружного воздуха и расчетном расходе приточного воздуха. Когда требуется устройство рекуперации энергии, система должна иметь эффективность не менее 50%.

Вытяжной и наружный потоки воздуха должны быть максимально сбалансированы, чтобы максимизировать передачу энергии и поддерживать герметизацию здания. Байпасные заслонки должны быть установлены вокруг устройства рекуперации энергии, если в системе HVAC используется экономайзер на стороне воздуха. Крайне важно уменьшить размеры нагревательного и охлаждающего оборудования, исходя из скорректированных расчетных нагрузок с рекуперацией энергии. Правильный выбор оборудования для нагрева и охлаждения будет иметь каскадную экономию энергии (например, снижение мощности насосов, уменьшение размеров чиллеров и бойлеров).

Оптимизация конструкции системы охлаждения HVAC для обеспечения комфортного охлаждения и экономии энергии требует хорошего понимания требований владельца и местных норм; определенные энергетические цели; полная междисциплинарная координация; оперативный и правильный подбор оборудования; и несколько итераций дизайна. Благодаря этим шагам и пониманию проектировщики лучше подготовлены к решению многих проблем проектирования систем, возникающих при комфортном охлаждении.

Гейл Дэвис , PE, CGD, CxA — руководитель проекта/инженер-механик в Stanley Consultants. Он имеет опыт управления проектами, проектирования и ввода в эксплуатацию механических систем для инженерных сетей, установок центрального отопления и охлаждения, а также промышленных объектов.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Основы систем отопления

Формирование искусственной среды завтрашнего дня уже сегодня

Чему вы научитесь

Вы получите представление о различных типах систем отопления, доступных для коммерческих и жилых зданий, и о трех основных компонентах каждой системы отопления: источнике топлива; установка преобразования энергии; и система распределения энергии. После прохождения курса вы должны иметь представление о:

Основные критерии выбора любой системы отопления.
Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании коммерческой системы отопления.
Различные типы коммерческих систем отопления, которые могут использоваться.
Основные типы и критерии проектирования промышленных систем отопления.
Основные типы и критерии проектирования систем отопления жилых помещений.
Как рассчитать расходы на отопление.
Соответствующие нормы и стандарты, касающиеся систем отопления.
Наладка и обслуживание систем отопления.

Содержание курса

Введение – Обзор курса и терминология.
Обзор систем отопления – Основные компоненты системы отопления, источник топлива, установка преобразования энергии и система распределения энергии.
Основные критерии выбора — Основные критерии выбора, соображения вместимости и комфорта, тепловая оболочка, требования к вентиляции, региональные предпочтения и доступность топлива.
Коммерческие системы отопления – Типы коммерческих зданий, центральные многозональные системы, печи с принудительной подачей воздуха и единые системы отопления.
Промышленные системы отопления – Основные аспекты систем централизованного теплоснабжения и охлаждения, рекуперации отработанного тепла и высокотемпературных водяных и паровых систем.
Жилые системы отопления – Типы систем, односемейные системы, многоквартирные системы и градирни.
Расчет затрат на отопление – Методы оценки энергии, затраты на установку, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, простые расчеты окупаемости и расчеты стоимости жизненного цикла.
Кодексы и стандарты – Что такое кодексы и стандарты, правила и стандарты безопасности, стандарты производительности, а также организации, разрабатывающие кодексы и стандарты.
Ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание зданий – Краткий обзор проекта системы отопления, ввод в эксплуатацию систем отопления и требования к техническому обслуживанию.

Кому следует записаться на этот курс?

Это отличный курс для тех, кому нужен общий обзор систем отопления. Вам будет полезен этот курс, если вы:

Недавний выпускник инженерного факультета, работающий в сфере HVAC&R.
Опытный инженер, перешедший в область HVAC&R из другой инженерной области.
Архитектор, техник, специалист по строительству или управлению зданиями, который хочет расширить свои знания о системах HVAC.

Начало работы:

Самостоятельное обучение	Групповое обучение
Цена : $189 (член ASHRAE: $142)	Цена : (минимум 10) Глава ASHRAE : 66 долларов за учебник Университет/колледж : 66 долларов за учебник Компания : 88 долларов за учебник
Заработайте 35 PDH/3,5 CEU	Участники зарабатывают CEU в соответствии с количеством представленных часов курса
Приобрести I-P Edition	Отправить в программу групповых учебных текстов

Я хочу посмотреть

Связи с государственными органами

Членство в ASHRAE

Авторское право АШРАЭ