Уровень теплозащиты iii – Lowa

alexxlab
23.03.2020
Комментарии: 0

Содержание

Примеры расчета уровня тепловой защиты

И.1 РАСЧЕТ УРОВНЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ПО НОРМИРУЕМУМУ УДЕЛЬНОМУ РАСХОДУ

ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЯ

Требуется определить уровень теплозащиты 12-этажного жилого двухсекционного здания, намеченного к строительству в Санкт-Петербурге. Уровень теплозащиты определяется по комплексному показателю нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление здания.

Исходные данные

Двенадцатиэтажное двухсекционное жилое здание состоит из одной торцевой секции и одной угловой торцевой секции. Общее количество квартир – 77 (2-й – 12-й этажи), 1-й этаж – офисные помещения. Каркас, включая перекрытия, – из монолитного железобетона. Стены – самонесущие с эффективным утеплителем, окна с трехслойным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах. Покрытие – совмещенное железобетонное с эффективным утеплителем. Цокольный этаж – отапливаемый с размещением офисных и административных помещений, полы по грунту. Здание подключено к централизованной системе теплоснабжения.

Согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01#S климатические параметры Санкт-Петербурга следующие:

– расчетная температура наружного воздуха , определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, равна минус 26 °С;

– продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8 °С равна=220 сут;

– средняя температура наружного воздуха за отопительный период=минус 1,8 °С.

Согласно #M12291 1200003003ГОСТ 30494#S и #M12293 0 1200008512 2777474341 78 77 78 1243881080 1328745305 584910322 4294967268СанПиН 2.1.2.1002#S оптимальная расчетная температура внутреннего воздуха жилого здания =20 °С. Согласно#M12291 1200035109СНиП 23-02#S расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия невыпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна =55%.

Вычисляем градусо-сутки отопительного периода согласно формуле (1) =(20+1,8)·220=4796 °С·сут.

Порядок расчета

Расчет площадей и объемов объемно-планировочного решения здания выполняют в соответствии с 5.4 по рабочим чертежам архитектурно-строительной части проекта. В результате получены следующие основные объемы и площади:

– отапливаемый объем ;

– отапливаемая площадь (для жилых зданий – общая площадь квартир) ;

– площадь жилых помещений ;

– общая площадь наружных ограждающих конструкций здания , в том числе:

стен ;

окон и балконных дверей ;

совмещенного покрытия ;

перекрытий под эркерами ;

полов по грунту .

Рассчитывают отношение площади окон и балконных дверей к площади стен, включая окна и балконные двери =779/(4508+779)=0,15, что ниже требуемого отношения, которое согласно#M12291 1200035109СНиП 23-02#S должно быть не более 0,18.

Рассчитывают показатель компактности здания =6475/22956=0,28, что ниже нормируемого значения, которое согласно#M12291 1200035109СНиП 23-02#S для 12-этажных зданий составляет 0,29, и, следовательно, удовлетворяет требованиям норм.

Нормируемые теплозащитные характеристики наружных ограждений предварительно определяются согласно разделу 5 #M12291 1200035109СНиП 23-02#S в зависимости от градусо-суток района строительства. Для Санкт-Петербурга (=4796 °С·сут) нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен=3,08; окон и балконных дверей=0,51; совмещенного покрытия=4,6; перекрытий под эркерами=4,6; полов по грунту (в отапливаемом подвале)

Требуемый воздухообмен определяется для жилых зданий исходя из нормы, установленной согласно #M12291 1200035109СНиП 23-02#S, 3 м/ч удаляемого воздуха на 1 мжилых помещений.

Нормируемое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания определяют по таблице 9 #M12291 1200035109СНиП 23-02#S. Для 12-этажных жилых зданий эта величина равна

Выполняют расчет удельной потребности в тепловой энергии на отопление здания , кДж/(м·°С·сут), согласно приложению Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S и методике приложения И.2. Поскольку в здании применены окна с трехслойным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах, то в расчет введено В результате расчетапри норме

И.2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЯ

И ЗАПОЛНЕНИЕ ФОРМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПАСПОРТА

И.2.1 Перед заполнением формы энергетического паспорта следует привести краткое описание проекта здания. При этом указываются этажность здания, количество и типы секций, количество квартир и место строительства. Приводится характеристика наружных ограждающих конструкций: стен, окон, покрытия или чердака, подвала, подполья, а при отсутствии пространства под первым этажом – полов по грунту. Указывается источник теплоснабжения здания и характер разводки трубопроводов отопления и горячего водоснабжения.

Методика расчета параметров приведена на примере жилого здания, описанного в разделе 18.

И.2.2 В разделе “Общая информация о проекте” приводится следующая информация:

адрес здания – регион РФ, город или населенный пункт, название улицы и номер здания;

тип здания – в соответствии с разделом 17;

разработчик проекта – название головной проектной организации;

адрес и телефон разработчика – почтовый адрес, номер телефона и факса дирекции;

шифр проекта – номер проекта повторного применения или индивидуального проекта, присвоенный проектной организацией.

И.2.3 В разделе “Расчетные условия” приводятся климатические данные для города или пункта строительства здания и принятые температуры помещений (здесь и далее нумерация приведена согласно разделу 18):

1. Расчетная температура внутреннего воздуха принимается по таблице 1. Для жилого здания в г. Твери=20 °С.

2. Расчетная температура наружного воздуха . Принимается значение температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 согласно#M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г. Твери =-29 °С.

3. Расчетная температура теплого чердака . Принимается равной 14 °С, исходя из расчета теплового баланса системы, включающей теплый чердак и ниже расположенные жилые помещения. В данном проекте теплый чердак отсутствует.

4. Расчетная температура техподполья (технического подвала) . При наличии в подвале труб систем отопления и горячего водоснабжения эта температура принимается равной не менее плюс 2 °С, исходя из расчета теплопоступлений от инженерных систем и вышерасположенных жилых помещений. В данном проекте подвал неотапливаемый.

5. Продолжительность отопительного периода . Принимается согласно#M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г.Твери =218 сут.

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период . Принимается согласно#M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г.Твери =-3,0 °С.

7. Градусо-сутки отопительного периода вычисляются по формуле (1).

Для г.Твери =5014 °С·сут.

И.2.4 В разделе “Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания” приводятся данные, характеризующие здание.

8-11. Все характеристики по этим пунктам принимаются по проекту здания.

И.2.5 В разделе “Объемно-планировочные параметры здания” вычисляют в соответствии с требованиями подраздела 5.4 площадные и объемные характеристики и объемно-планировочные показатели:

12. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания . Устанавливается по внутренним размерам “в свету” (расстояния между внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций, противостоящих друг другу).

Площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание, витражи, , м, определяется по формуле

, (И.1)

где – длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа, м;

– высота отапливаемого объема здания, м;

– дополнительная площадь наружных стен (лестничных клеток, лифтовых шахт), выходящих за пределы основного фасада (выше уровня потолка последнего этажа и ниже уровня пола первого этажа), м. В данном примере=0.

Площадь наружных стен , м, определяется по формуле

, (И.2)

где – площадь окон, определяется как сумма площадей всех оконных проемов.

Для рассматриваемого здания Из них площадь оконных проемов в лестнично-лифтовом узле

Тогда (в том числе продольных стен – 2581 м, торцевых стен – 580 м).

Площадь покрытия , м, и площадь перекрытия над подвалом, м, равны площади этажа

Общая площадь наружных ограждающих конструкций определяется по формуле

(И.3)

13-16. Площадь отапливаемых помещений и площадь жилых помещенийопределяются по проекту и равны:

#G0

17. Отапливаемый объем здания , м, вычисляется как произведение площади этажа, м, (площади, ограниченной внутренними поверхностями наружных стен) на высоту, м, этого объема, представляющую собой расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа.

(И.4)

18-19. Показатели объемно-планировочного решения здания определяются по формулам:

– коэффициент остекленности фасадов здания

. (И.5)

– показатель компактности здания

. (И.6)

И.2.6 Раздел “Энергетические показатели” включает теплотехнические и теплоэнергетические показатели.

Теплотехнические показатели

20. Согласно #M12291 1200035109СНиП 23-02#S приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений , м·°С/Вт, должно приниматься не ниже нормируемых значений, которые устанавливаются по нормам таблицы 4 этого СНиП в зависимости от градусо-суток отопительного периода. Для=5014 °С·сут нормируемое сопротивление теплопередаче равно для:

– стен

– окон и балконных дверей

– покрытия

– перекрытий первого этажа

Согласно #M12291 1200035109СНиП 23-02#S в случае удовлетворения требования по удельному расходу тепловой энергии на отопление здания приведенное сопротивление теплопередачедля отдельных элементов наружных ограждений может приниматься ниже нормируемых значений. В рассматриваемом случае для стен здания приняли, что ниже нормируемого значения, для покрытия -, для перекрытия первого этажа –

Проверяют принятую величину для стен на ограничение по температурному перепаду, подставляя ее в формулу (4) #M12291 1200035109СНиП 23-02#S: для стен =2,12 °С, что меньше 4 °С и, следовательно, по этому показателю удовлетворяет нормам#M12291 1200035109СНиП 23-02#S.

Для заполнения оконных и балконных проемов приняли окна и балконные двери с тройным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах , что выше нормируемого значения.

21. Приведенный коэффициент теплопередачи здания , Bт/(м·°C), определяется согласно формуле (Г.5) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

22. Кратность воздухообмена жилого здания за отопительный период , 1/ч, рассчитывается по формуле (Г.8)#M12291 1200035109СНиП 23-02#S. При этом количество приточного воздуха в жилые помещения определяется из расчета заселенности квартиры 20 мобщей площади на одного человека и менее и условно принимается 3 м/ч на 1 мплощади жилых комнат, т.е. равным 3. Так как естественная вентиляция в здании работает круглосуточно, то=168. Кратность воздухообмена в жилых помещениях здания равна

где – коэффициент, учитывающий долю внутренних ограждающих конструкций в отапливаемом объеме здания, принимаемый равным 0,85;

– отапливаемый объем здания, м.

К этому воздухообмену следует добавить объем инфильтрующегося воздуха через окна и балконные двери лестничной клетки, лифтовых холлов наружных пожарных переходов. Воздухопроницаемость окон и балконных дверей наружных переходов следует принимать из сертификата испытаний и при отсутствии – 2,1 кг/(м·ч), входных дверей в здание – 7 кг/(м·ч) (табл.11#M12291 1200035109СНиП 23-02#S). Количество инфильтрующегося воздуха , поступающего в лестничные клетки, определяется согласно Г.5#M12291 1200035109СНиП 23-02#S.

Кратность воздухообмена за счет инфильтрующегося воздуха в лестнично-лифтовом узле равна

И общая кратность воздухообмена в жилом здании равна сумме этих кратностей

23. Условный коэффициент теплопередачи здания , Bт/(м·°C), определяется по формуле (Г.6) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

24. Общий коэффициент теплопередачи здания , Bт/(м·°C), определяется по формуле (Г.4) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через наружную ограждающую оболочку здания за отопительный период , МДж, определяются по формуле (Г.3) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

=0,0864·1,092·5014·5395=2552185 МДж.

26. Удельные бытовые тепловыделения , Вт/м, следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания (по Г.6#M12291 1200035109СНиП 23-02#S), но не менее 10 Вт/м. В нашем случае принято 14,5 Вт/м.

27. Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период , МДж, определяются по формуле (Г.10) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

=0,0864·14,5·218·3416=932945 МДж.

28. Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период , МДж, определяются по формуле (Г.11) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S. Данные о количестве суммарной солнечной радиации (прямой, рассеянной и отраженной) на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности за отопительный период вычисляют согласно приложению В. Для г.Твери средняя величина суммарной солнечной радиации при действительных условиях облачности на вертикальные поверхности СВ/СЗ ориентации , на поверхности ЮВ/ЮЗ ориентации. Площади светопроемов соответственно ориентации – по 347 м.

=0,5·0,76·(716·347+1224·347)=255861 МДж.

29. Расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , МДж, определяется по формуле (Г.2) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

=[2552185-(932945+255861)0,8·0,85]x1,13=1970491 МДж.

30. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания , кДж/(м·°С·сут), определяется по формуле (Г.1) приложения Г#M12291 1200035109СНиП 23-02#S

31. Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания , принимается в соответствии с таблицей 9#M12291 1200035109СНиП 23-02#S равным 76 . Проект здания соответствует требованиям#M12291 1200035109СНиП 23-02#S при следующих сопротивлениях теплопередаче наружных ограждающих конструкций:

стен –

окон и балконных дверей –

покрытий –

перекрытий первого этажа –

ПРИЛОЖЕНИЕ К

(рекомендуемое)

studfiles.net

3.1.3 Уровень теплозащиты здания. Энергетические ресурсы

2. Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б для выбора теплотехнических показателей материалов наружных ограждений устанавливаются в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности по СНиП 23-02 следующим образом:

-определяется зона влажности (влажная, нормальная, сухая) для соответствующего населенного пункта.

Данный проект находится в сухой зоне влажности;

-определятся влажностный режим помещений (сухой, нормальный, влажный или мокрый) в зависимости от расчетной влажности и температуры внутреннего воздуха.

В данном случае режим нормальный;

– устанавливаются условия эксплуатации ограждающих конструкций (А или Б) в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности.

Условия эксплуатации А.

3. Принципы определения нормируемого уровня тепловой защиты

Нормами СНиП 23-02 установлены 3 показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на поверхности выше температуры точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если будут соблюдены требования показателей “а” и “б”.

4. Приведенное сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀, м²•°C/Вт, ограждающих конструкций, принимается не менее нормируемых значений R_req м²•°C/Вт, определяемых в зависимости от градусо-суток района строительства D_d,°C•сут.

R_req=a•D_d+b

a=0,00035 м²•°C/Вт

b=1,4 м²•°C/Вт

R_req0,00035•5942,7+1,4=3,479 м²•°C/Вт

5. Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций

Сопротивление теплопередаче R₀, м²•°C/Вт, однородной однослойной или

многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями или ограждающей конструкции в удалении от теплотехнических неоднородностей не менее чем на две толщины ограждающей конструкции следует определять по формуле:

R₀=R_si+R_k+R_se

где R_si=1/t_int, t_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, t_int=8,7 Вт/(м²•°C),

R_si=1/8,7=0,11 м²•°C/Вт

R_se=1/t_ext, t_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, t_ext=10,8 Вт/(м²•°C),

R_se=1/10,8=0,093 м²•°C/Вт

R_k – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²•°C/Вт, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

R_k=R₁+R₂+…+R_n+R_a_._l,

где R₁,R_2,…,R_n –термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²•°C/Вт, однородного слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однослойной ограждающей конструкции определяется по формуле:

R=δ/λ,

где δ- толщина слоя, м;

λ- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м•°C)

R_a.l–термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м²•°C/Вт

Для раствора сложного (песок, известь, цемент) =1700 кг/м³:

λ₁=0,7 Вт/(м•°C), δ₁=0,025м

R₁=0,025/0,7= 0,03 м²•°C/Вт

Для бетона на зольном гравии =1400 кг/м³:

λ₂=0,52 Вт/(м•°C), δ₂=0,4м

R₂=0,4/0,52= 0,76 м²•°C/Вт

Для плит из стеклянного штательного волокна «URSA» =60 кг/м³:

R₃=0,04Вт/(м•°C),

Условно принято, что R₀≥R_reg провидя расчеты по формуле (*) мы можем найти толщину неизвестного термического слоя по формуле.

R₃= 0,09/0,04=2,25

R₀=R_si+R_k+R_se

R₀=0,11+0,093+3,34=3,54

R₃=2,25 м²•°C/Вт

Условие R₀> R_req выполняется: 3,54>3,47

Принимаем толщину утеплителя равную 0,09м.

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Теплозащита

Cтраница 2

Если пассивная теплозащита предполагает ограничение величины теплового потока от скважины в породу, то активная теплозащита мерзлых пород подразумевает выведение теплового потока от скважины на поверхность земли с последующим его рассеиванием в атмосфере. Вывод теллопотока возможен только при циркуляции хладоагента в пространстве за скважиной. [16]

Процесс теплозащиты в рассматриваемом случае представляется следующим образом. По одну сторону пластины располагается жидкость, служащая охладителем. Под давлением она просачивается по порам пластины, нагреваясь от встречного потока тепла и при выходе на поверхность, обтекаемую газодинамическим потоком, химически реагирует или испаряется. Таким образом, теплозащита осуществляется: 1) поглощением тепла при химической реакции в объеме пограничного слоя и на поверхности; 2) нагреванием жидкости при ее течении в скелете пластины и 3) передачей тепла к жидкому охладителю по другую сторону пластины. [17]

Понятие теплозащиты одежды ( 7С, выраженное в м2К / Вт), для стационарных условий и без источников излучения или конденсации внутри одежды, дано в разделе Формулы и определения. Использование единицы clo неявно означает, что это касается тела во всей его совокупности и, следовательно, подразумевает теплоперенос с открытых частей тела. [18]

Уровень теплозащиты построенного здания является эксплуатационной характеристикой и служит для оценки его соответствия проектным показателям и нормативам по энергосбережению. Он входит в состав энергетического паспорта здания и применяется при сертификации проектов зданий для массового строительства в части энергосбережения а также при принятии решения о стимулировании участников строительства. [19]

Уровень теплозащиты лучших образцов спецодежды соответствует 3 – 4 единицам clo. Когда имеющийся комплект одежды не обеспечивает достаточной теплоизоляции, делается перерасчет времени исходя из реальных условий. Этот срок определяется разницей между необходимым уровнем теплоизоляции одежды и этим же показателем в предлагаемом комплекте. [21]

Не) теплозащита гиперзвуковых аппаратов ( при максимальных тепловых потоках) с по: мощью уноса массы специально для этого предназначенных покрытий является наиболее эффективной в весовом и конструктивном отношениях. В современной промышленной аэродинамике также встречаются задачи, связанные с уносом массы, например, обгорание электродных поверхностей при сильных дуговых разряда в потоке газа. [22]

Повышение уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий и снижение теплоэнергетических затрат являются важной задачей для многих регионов страны. Особенно важно создать благоприятные и комфортные условия в зданиях городов и поселков, возводимых в районах Западно-Сибирского нефтегазового комплекса с суровыми климатическими условиями, низкими температурами наружного воздуха и свирепыми ветрами в северных районах и в Среднем Приобье. [23]

Эффективно обследование теплозащиты резервуаров с жидким аммиаком, являющееся штатной процедурой на ряде российских предприятий. [24]

Успешному осуществлению абляционной теплозащиты должно предшествовать определение ее работоспособности и испытание в условиях, соответствующих реальным условиям эксплуатации. Материалы сначала опробывают и отбирают путем испытания в различных условиях при высоких температурах для того, чтобы определить их основные абляционные свойства и возможности применения. Наиболее подходящие из них отбирают для определения их основных конструкционных характеристик и для испытания в условиях, моделирующих реальные условия окружающей среды при их использовании. [25]

Для обеспечения теплозащиты зданий в средней полосе возводят стены толщиной в 2 – 2 5 кирпича. При удовлетворительном качестве кирпича такая стена обладает избыточной прочностью и создает большую нагрузку на фундамент. [27]

При устройстве теплозащиты снаружи подвальной стены плохая огнестойкость и токсичность пенопластов для нормальной эксплуатации здания никакого значения не имеют. В доме, имеющем подвал, должна обязательно устраиваться гидроизоляция, независимо от влажности грунтов. [28]

Постановления по теплозащите ( повышенная теплозащита) [382], то становится очевидно, что приводимые здесь требуемые минимальные термические сопротивления являются величинами того же порядка. Это, видимо, случайность, так как при подготовке Постановления руководствовались другими соображениями. С другой стороны, следует приветствовать введение требований, которые служат сохранению гигиенически оптимального внутреннего климата, из чего бы они не исходили. [29]

Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению являются городским сборником строительных норм и правил по энергосбережению в зданиях для разработки архитектурно-строительной части и инженерных разделов проектов по отоплению, тепло – и водоснабжению, электроснабжению и освещению зданий, являющимся обязательными при проектировании жилых и массовых общественных зданий для нового строительства, а также при реконструкции и капитальном ремонте существующих зданий на территории города. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Экономически целесообразный уровень теплозащиты зданий

Транскрипт

1 Экономически целесообразный уровень теплозащиты зданий Васильев Г.П. Председатель Совета директоров ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» д.т.н. Проблема выбора рационального уровня теплозащиты зданий представляет собой серьезную задачу для городского хозяйства. В годах после реализации в Москве первого этапа повышения теплозащиты ограждающих конструкций было много споров о необходимости дальнейшего ее (теплозащиты) увеличения и целесообразности реализации второго этапа, предусмотренного московскими нормами по энергосбережению МГСН Эти споры нашли свое отражение в введении в нормы, так называемого «потребительского подхода», который нормирует не теплозащиту ограждающих конструкций, а удельное энергопотребление здания. Тем не менее, несмотря на эти споры, в Москве сегодня уже реализован переход городского строительного комплекса на ограждающие конструкции с теплозащитой, соответствующей второму этапу, и встает вопрос что делать дальше? Увеличивать уровень теплозащиты зданий, а, может быть, наоборот – снизить существующие нормативы? По-видимому, ответы на эти вопросы сегодня мы уже не сможем получить, основываясь только на анализе зарубежного опыта энергосбережения и мировых тенденций в этой области. Необходим серьезный численный анализ, учитывающий и специфику нашего климата и особенности городской инженерной инфраструктуры, а также и экологическую ситуацию в городе, ухудшающуюся буквально на глазах, и многое другое. Очевидно, что сегодня уже не корректно формулировать какие-либо требования к оболочке здания без учета его (здания) взаимосвязей с климатом и городской инфраструктурой: городской системой энергоснабжения, инженерными коммуникациями и пр.. Действительно, климатические особенности Москвы таковы, что соотношение необходимых городу энергоресурсов (энергетических нагрузок города) по утвержденному недавно Генеральному плану развития Москвы составит : -в 2005 г. -электрическая нагрузка -12,8 %, тепловая нагрузка 87,2 %;-в 2020 г. – электрическая нагрузка -14,3 %, тепловая нагрузка 85,7 %. При этом, технологические возможности энергогенерирующего оборудования на ТЭЦ таковы, что в комбинированном цикле вырабатывается примерно 40 % электрической энергии и 60 % – тепловой. В перспективе, с внедрением парогазовых станций ( за рубежом они уже давно работают) это соотношение будет приближаться к 50/50, т.е. ТЭЦ сможет вырабатывать 50 % электрической энергии и 50 % тепловой. В итоге, город вынужден часть вырабатываемой электрической энергии (разницу между технологическими возможностями комбинированного цикла и фактической электрической нагрузкой города) отдавать в ЕЭС ( единую энергосистему), что приводит к тому, что экологически не очень чистую технологию сжигания органического топлива мы осуществляем на территории города, а экологически чистый продукт электроэнергию, поставляем за пределы города в ЕЭС. Понятно, что эту ситуацию нужно исправлять, и одним из возможных путей ее исправления может быть снижение тепловой нагрузки города. Таким образом, очевидна взаимосвязь климата с рациональным уровнем теплозащиты оболочки зданий не только через расчетные температуры наружного воздуха, продолжительность отопительного периода и прочие, учтенные в существующих нормах климатологические параметры, но и через конфигурацию городской системы энергоснабжения и ее инфраструктуру. Учет этой взаимосвязи позволит «сблизить» технологические возможности ТЭЦ и энергетические нагрузки города.

2 2 Рассмотрим более подробно существующую городскую систему энергоснабжения. Первичное топливо, в основном, природный газ, сжигается в комбинированном цикле на теплоэлектростанциях, где вырабатывается электрическая и тепловая энергия примерно, как уже было сказано ранее в соотношении 40 % электрической энергии и 60 % тепловой. Затем, энергия по электрическим и тепловым сетям доставляется потребителю. Причем, если транспортировка электрической энергии сопряжена с незначительными потерями, то потери тепловой энергии в теплотрассах могут достигать 20 % и более. В качестве иллюстрации этой цифры можно привести результаты энергетических обследований ЖКХ Пушкинского района Московской области, выполненных ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕССТ» в начале этого года. Так, например, в 2001 году средние по ЖКХ потери тепловой энергии в теплотрассах составили 16,7%, а с учетом расхода тепловой энергии на собственные нужды-22,8 %. При этом необходимо отметить, что ЖКХ Пушкинского района является одним из наиболее эффективных среди подобных предприятий области, имеет рациональную организационную и производственную структуры и не выбрасывает тепло и деньги «на ветер». Долгие годы система энергоснабжения города развивалась практически «автономно» от потребителя. В последние годы в связи с изменением цен на энергетические ресурсы проблема рационального их расходования становится все более и более актуальной. Оказывается, что как для энергосистемы города, так и для ее потребителя (зданий и сооружений), решение этой проблемы сегодня возможно только на основе нового подхода к рассмотрению комплекса: теплоэлектростанция + тепловые и электрические сети + потребитель (здания и сооружения)+окружающая среда – как единой теплоэнергетической системы, несмотря на очевидную противоречивость интересов потребителя и энергопроизводящих компаний. Первым основным и достаточно очевидным противоречием является тот факт, что стратегические интересы энергопроизводящих компаний заключаются в максимальном увеличении объема продаж энергетических ресурсов, а стратегические интересы потребителя в минимальном потреблении последних. Таким образом, если рассматривать проблему энергосбережения отдельно у производителя энергии и отдельно у потребителя (существующее состояние в действующих нормативных документах), то, гипотетически, можно представить себе ситуацию, когда потребитель достигнет уровня энергосбережения в размере 90 % от сегодняшнего. В результате, потери в тепловых сетях могут достичь 200% от энергии полученной потребителем, поскольку потери в сетях определяются в основном температурным режимом теплоносителя и в значительно меньшей степени зависят от количества транспортируемой тепловой энергии. Поясним это примером. Представим себе район с тепловой нагрузкой 100 МВт. Потери тепловой энергии в сетях составляют, например, 15% или 15 МВт. Тепловая нагрузка непосредственно потребителя – 85 МВт. Предположим, что за счет различных мероприятий по энергосбережению потребитель сэкономил 77,5 МВт ( или 91 %), тогда его тепловая нагрузка будет равна 7,5 МВт, а потери в сетях 15 МВт, то есть 200 % от тепловой нагрузки потребителя. В итоге, все это приведет к тому, что себестоимость энергии у производителя повысится, поскольку уменьшится объем ее продаж. Так или иначе, в конечном счете, эти издержки оплатит потребитель, который итак уже инвестировал не малые средства в энергосбережение и, как выясняется, часть этих инвестиций возможно была напрасной. С этими проблемами уже сталкиваются некоторые развитые европейские страны. Так, например, Дания уже сегодня вынуждена снижать температуру теплоносителя в магистральных тепловых сетях, поскольку, при очень высоком качестве теплозащиты тепловых сетей теряет в них до 25 % транспортируемой тепловой энергии.

3 3 В России это противоречие обостряется еще и изношенным переразмеренным парком энергогенерирующего оборудования и коммуникаций, оставшихся в наследство от «энергорасточительного» СССР, причем, зачастую, основные энергогенерирующие мощности и коммуникации сосредоточены там, где потребитель сегодня отсутствует или резко снизил объемы потребления, и, наоборот, там, где растет потребление энергоресурсов (районы новостройки, коттеджное строительство и т.д.), их сбыт ограничен пропускной способностью электрических и тепловых сетей. Вторым противоречием является различие экологических и потребительских интересов москвичей. С одной стороны, как жители города, москвичи заинтересованы в экологической чистоте городской среды, а с другой стороны, как потребители энергетических ресурсов в ее (городской среды) загрязнении. Разрешение этого противоречия стоит сегодня на повестке дня у администраций многих крупных городов планеты и фактически является мировой проблемой. Решение ее, по-видимому, будет индивидуальным для каждого города, в зависимости от климатических условий, уровня жизни, условий топливоснабжения и пр. Таким образом, очевидно, что существует некий рациональный (возможно оптимальный) уровень энергосбережения у потребителя, который с одной стороны удовлетворяет потребителя, как с точки зрения единовременных капитальных вложений в энергосберегающие и экологические мероприятия, так и с точки зрения эксплуатационных затрат; а с другой стороны обеспечивает достаточные объемы производства энергии и приемлемую структуру ее себестоимости у энергопроизводящей компании. Другими словами существует целесообразный уровень теплозащиты оболочки зданий, который устраивает потребителя, энергопроизводящие компании и город- с точки зрения экологических последствий сжигания органического топлива. Попробуем численно оценить этот уровень теплозащиты. На рисунках 1 и 2 приведены диаграммы расчетных энергетических нагрузок и потребляемых за год энергетических ресурсов жилых зданий, построенных в Москве в соответствии с I этапом повышения теплозащиты ограждающих конструкций. В качестве базового эталонного дома взята одноподъездная типовая семнадцатиэтажная башня серии МО. Тепловые нагрузки и расходы тепловой энергии увеличены на 25 % – потери в тепловых сетях, электрические нагрузки и расходы электрической энергии увеличены на 5%- потери в электрических сетях. 33% 18% 12% 37% отопление горячее водоснабжение электроснабжение вентиляция Рис.1. Структура расчетных энергетических нагрузок жилого дома.

4 4 23% 24% 15% 38% отопление горячее водоснабжение электроэнергия вентиляция Рис.2. Структура годового потребления энергоресурсов жилым домом. Для оценки экономически целесообразного уровня теплозащиты зданий была проведена серия «численных экспериментов» на моделях разработанных в ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ». В основу моделей были положены приведенные затраты на строительство и эксплуатацию комплекса: теплоэлектростанция + тепловые и электрические сети + потребитель (здания и сооружения)+окружающая среда. При построении моделей было введено понятие dс бэ – удорожание себестоимости (дополнительные капитальные вложения) 1 кв. метра жилья за счет внедрения энергосберегающих мероприятий и технологий, $ США/м 2 квартир, которое при проведении расчетов определялось по следующей формуле: dс бэ= С ут *R об, (1) где: С ут стоимость увеличения на 1 м 2 ограждений*град/вт обобщенного сопротивления теплопередаче (R об ) теплозащитной оболочки здания, (($США/м 2 квартир)* (Вт/(м 2 ограждений* о С)). В зависимости от типа изоляции ограждений С ут может изменяться в пределах от 4 до 20 ($США/м 2 квартир)* (Вт/(м 2 ограждений* о С). «Численные эксперименты» проводились на примере гипотетического строительства нового жилого района Москвы, состоящего из 1000 (N) базовых жилых зданий, с общей площадью квартир ( S общ ) -7 млн.кв.метров и расчетным количеством жителей 300 тыс.человек. В таблице 1. приведены основные исходные данные, использованные при проведении расчетов. Часть из них были получены из проектных удельных стоимостных показателей системы энергоснабжения экспериментального района «Куркино».

5 5 Таблица 1. НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТ ВО Количество базовых зданий в рассчматриваемом районе, N. зданий 1000 Общая площадь зданий, S общ. кв.м Площадь теплозащитной оболочки базового дома, F об. кв.м 5400 Расчетная нагрузка на систему вентиляции базового дома, q рв. квт 270 Расчетная нагрузка на систему горячего водоснабжения базового дома, q ргв. квт 560 Расчетная нагрузка на систему электроснабжения базового дома, q рэ. квт 490 Удельные капитальные вложения в 1 квт электрической мощности ТЭЦ, k э. $США 860 Удельные капитальные вложения в 1 квт тепловой мощности ТЭЦ, k т. $США 112 Удельные капитальные вложения в 1 квт пропускной способности устройств электроснабжения, $США 209 пэ. Удельные капитальные вложения в 1 квт пропускной способности тепловых сетей, птс. $США 60 Удельные капитальные вложения в 1 куб.метр/час пропускной способности газовых $США 313 сетей, пгс. Стоимость строительства 1 кв.м отапливаемой площади базового дома, С б. $США /кв. м 500 Экологический ущерб от загрязнения окружающей среды при сжигании одной тонны условного $США/т у т топлива,у экт. Удельная стоимость (в расчете на 1 кв. метр отапливаемой площади) увеличения на 1 м 2 оболочки*град/вт обобщенного сопротивления теплопередаче (R об ) теплозащитной ($США/. м2от. пл )* Вт/ (м 2 оболочки*ос) 4-20 оболочки здания С ут *). Тариф на тепловую энергию, Ст. $США/кВтч 0,02-0,05 Тариф на электрическую энергию, Сэл. $США/кВтч 0,04-0,08 *) – в зависимости от типа изоляции ограждений С ут может изменяться в пределах от 4 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С) для многоэтажного нового строительства до 20 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С) для реконструкции. На рисунке 1. представлены результаты первого численного эксперимента в виде зависимости приведенных затрат П на строительство и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома от обобщенного сопротивления теплопередаче его

6 6 (дома) теплозащитной оболочки R об. При этом нормативная эффективность капиталовложений (Е нп ) во всех экспериментах была принята равной 10 % в год. В этом эксперименте стоимость энергоносителей принята на сегодняшнем уровне С т = 0,02 $США/кВтч, а С эл = 0,04 $США/кВтч. Экологический ущерб от загрязнения окружающей среды при сжигании одной тонны условного топлива У экт принят равным 0, а удельная стоимость увеличения на 1 м 2 оболочки*град/вт обобщенного сопротивления теплопередаче теплозащитной оболочки здания С ут принята равной 4,0 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С). Красной линией на графиках отмечено экономически целесообразное обобщенное сопротивление теплопередаче теплозащитной оболочки здания, при котором приведенные затраты П на строительство и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома минимальны. 69,00 68,00 67,00 66,00 65,00 64,00 63,00 62,00 4,80 4,70 4,60 4,50 4,40 4,30 4,20 4,10 4,00 3,90 3,80 3,70 3,60 3,50 3,40 3,30 3,20 3,10 3,00 2,90 2,80 2,70 2,60 2,50 2,40 2,30 2,20 2,10 2,00 5,10 5,00 4,90 R, кв.м*град/вт Рис.1. Зависимость приведенных затрат П на строительство и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома от обобщенного сопротивления теплопередаче теплозащитной оболочки R об. Эксперимент 1: С т = 0,02 $США/кВтч, С эл = 0,04 $США/кВтч, У экт = 0, С ут = 4,0 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С). При проведении второго эксперимента была изменена только стоимость тепловой и электрической энергии, которые были приняты равными соответственно С т = 0,05 $ США/кВтч и С эл = 0,08 $ США/кВтч. Эти цифры представляются достаточно обоснованными на перспективу, тем более, что до августа 1998 года мы уже имели такие тарифы на энергоресурсы. Результаты второго эксперимента представлены на рисунке 2.

7 7 79,75 79,70 79,65 79,60 79,55 79,50 79,45 79,40 79,35 79,30 79,25 6,70 6,60 6,50 6,40 6,30 6,20 6,10 6,00 5,90 5,80 5,70 5,60 5,50 5,40 5,30 5,20 5,10 5,00 4,90 4,80 4,70 4,60 4,50 4,40 4,30 4,20 4,10 4,00 7,10 7,00 6,90 6,80 R, кв.м*град/вт Рис.2. Зависимость приведенных затрат П на строительство и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома от обобщенного сопротивления теплопередаче теплозащитной оболочки R об. Эксперимент 2: С т = 0,05 $США/кВтч, С эл = 0,08 $США/кВтч, У экт = 0, С ут = 4,0 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С). В третьем эксперименте исходные данные были такими же, как и во втором, но была введена «экологическая составляющая». Другими словами У экт была принята равной = 100 $ США/т у т. Результаты эксперимента представлены на рисунке 3. 86,10 86,00 85,90 85,80 85,70 85,60 85,50 85,40 85,30 6,80 6,70 6,60 6,50 6,40 6,30 6,20 6,10 6,00 5,90 5,80 5,70 5,60 5,50 5,40 5,30 5,20 5,10 5,00 4,90 4,80 4,70 4,60 4,50 4,40 4,30 4,20 4,10 4,00 7,10 7,00 6,90 R, кв.м*град/вт Рис.3. Зависимость приведенных затрат П на строительство и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома от обобщенного сопротивления теплопередаче теплозащитной оболочки R об. Эксперимент 3: С т = 0,05 $США/кВтч, С эл = 0,08 $США/кВтч, У экт = 100 $ США/т у т, С ут = 4,0 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С).

8 8 Проведенные численные эксперименты показали, что экологическая составляющая в тарифе на энергоресурсы должна быть не менее, чем 100 $ США за т у т, или 0,012 $СШАза 1 квтч. В противном случае существенного эффекта в области улучшения экологической обстановки в городе ожидать не приходится. С ут =20 ($США/м 2 квартир)* (Вт/(м 2 ограждений* о С). Примерно В четвертом эксперименте был рассмотрен вариант реконструкции существующего жилого фонда, т.е. принят на этом уровне находятся предлагаемые сегодня технические решения для улучшения теплозащиты ограждающих конструкций существующего жилого фонда. Результаты эксперимента представлены на рисунке 4. 98,00 96,00 94,00 92,00 90,00 88,00 86,00 4,80 4,70 4,60 4,50 4,40 4,30 4,20 4,10 4,00 3,90 3,80 3,70 3,60 3,50 3,40 3,30 3,20 3,10 3,00 2,90 2,80 2,70 2,60 2,50 2,40 2,30 2,20 2,10 2,00 5,10 5,00 4,90 R, кв.м*град/вт Рис.4. Зависимость приведенных затрат П на реконструкцию и эксплуатацию 1 кв. метра отапливаемой площади базового дома от обобщенного сопротивления теплопередаче теплозащитной оболочки R об. Эксперимент 4: С т = 0,05 $США/кВтч, С эл = 0,08 $США/кВтч, У экт = 100 $ США/т у т, С ут = 20,0 ($США/м 2 от.пл)* (Вт/(м 2 оболочки* о С). Таким образом, представленные в статье результаты «численных экспериментов» достаточно наглядно свидетельствуют о том, что проблема повышения уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций в Москве еще не «закрыта», но дальнейшие шаги в этом направлении должны быть сделаны на основе нового подхода к рассмотрению комплекса: городская система энергоснабжения теплоэлектростанция + тепловые и электрические сети + потребитель (здания и сооружения)+окружающая среда – как единой теплоэнергетической системы,

docplayer.ru

Уровень теплозащиты iii – Lowa

Примеры расчета уровня тепловой защиты

3.1.3 Уровень теплозащиты здания. Энергетические ресурсы

Похожие главы из других работ:

2. Уровень развития газового комплекса в сравнении с другими странами мира (по объему добычи)

1.2.1 Уровень первый – уровень сбора информации

1.2.2 Уровень второй – связующий уровень

1.2.3 Третий уровень – уровень сбора, анализа и хранения данных

4.2 S-БАР трехосный гироскоп Установка набор карт для 200-800 Уровень Flybarless Вертоле

3.3. Виртуальный уровень.

1.9 Тепловой баланс здания

2.1 Описание здания котельной

2.8.3 Уровень рН

1.4 Инженерное обеспечение здания

2. Регулирование теплопотребления здания

Давление, расход, уровень

1.2 Характеристика здания

3.1.5 Энергетические нагрузки здания

5. Экономичное освещение здания