Установление закономерности изменения базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирного дома в зависимости от величины градусо-суток региона строительства с использованием поправочного регионального коэффициен

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Установление закономерности изменения базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию многоквартирного дома в зависимости от величины градусо-суток региона строительства с использованием поправочного регионального коэффициента пересчета КРЕГ

В расчетах норм, действующих на все регионы страны, принято определять нормативные показатели других регионов путем пересчета норм установленных для центральных регионов, в зависимости от соотношения расчетных температур внутреннего воздуха отапливаемых помещений здания и наружного воздуха. Базовое соотношение расчетных теплопотерь при ГСОП = (tвн -tн.ср)·zот = 5000 °С·сут и расчетной для проектирования отопления температуре наружного воздуха tн.р = -28°C принимается равным по рис. 1 на примере многоквартирного 8-9-ти этажного дома, построенного по требованиям СНиП 23-02-2003:

относительные теплопотери через стены - 0,215 от суммарных при приведенном сопротивлении теплопередаче стен RW = 3,15 м2·°C/Вт;

относительные теплопотери через пол, потолок - 0,05;

относительные теплопотери через окна - 0,265 при их приведенном сопротивлении теплопередаче RF =0,54 м2·°C/Вт;

относительные теплопотери на нагрев наружного воздуха при расчетном воздухообмене 30 м3/ч на человека и заселенности 20 м2 общей площади квартир без летних помещений на жителя - 0,47;

суммарные расчетные относительные теплопотери здания:

тп.max. = 0,215 + 0,05 + 0,265 + 0,47 = 1,0. (П.1.1)

Рис. 1. Диаграммы теплопотерь и теплопоступлений в многоквартирных домах в 8-9 этажей построенных с 2000 по 2010 гг. в соответствии со СНиП 23-02-03

Доля бытовых тепловыделений при удельной величине 17 Вт/м2 площади жилых комнат (при заселенности 20 м2 общей площади квартир в доме на человека) - 0,19 тп.max. (правая часть рис. 2), относительный расчетный расход теплоты на отопление: от.max. = 1-0,19 = 0,81. Поскольку в дальнейших расчетах годового теплопотребления мы будем принимать долю бытовых тепловыделений по отношению к этому расходу, то отношение вн/от.max. = 0,19/0,81 = 0,235.

Пересчет показателей этого же дома на измененные значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений выполняется с использованием рис. 3 из [3], демонстрирующего изменение относительных теплопотерь через каждое наружное ограждение в зависимости от величины его приведенного сопротивления теплопередаче.

Например для такого же дома, строящегося в центральном регионе, но с наружными ограждениями, соответствующими требованиям СП 50.13330 для северного региона с ГСОП=10000°С·сут., относительные теплопотери стен при увеличении базового сопротивления теплопередаче с RW = 3,15 м2·°C/Вт до RW = 4,9 м2·°C/Вт снизятся от 0,302 до 0,19 и составят 0,19/0,302 = 0,629 от предыдущей величины. Относительные теплопотери через окна при увеличении их базового сопротивления теплопередаче с RF = 0,54 до 0,75 м2·°C/Вт снизятся от 0,63 до 0,48 и составят 0,48/0,63 = 0,762 от предыдущей величины. Относительные вентиляционные теплопотери останутся на том же уровне, поскольку воздухообмен не изменился, и пока мы оцениваем изменение теплопотерь в условиях центрального региона.

Для установления суммарных расчетных относительных теплопотерь аналогичного дома в условиях выбранного северного региона близкого к г. Якутску с ГСОП.=10000°С·сут, zот = 252 суток и tн.р = -52°C необходимо суммарные расчетные теплопотери дома, находящегося в центральном регионе, но с увеличенным сопротивлением теплопередаче наружных ограждений, соответствующих северному региону, разделить на расчетный перепад температур внутреннего и наружного воздуха центрального региона и умножить на соответствующий расчетный перепад северного региона с использованием следующего уравнения:

тп.max.Якутск.=[ ст+пер.max + ок.max + вент.max]· (tвн-tн.Якутск.р.)/(tвн-tн.центрр) (П.1.2)

Объединив относительные теплопотери через стены, потолок и пол, принимая (как видно из рис. 3), что последние также меняются, как и через стены, и подставив рассчитанные выше значения, получим суммарные расчетные относительные теплопотери того же дома, построенного вблизи г. Якутска с ГСОП=10000°С·сут.:

тп.max.Як.=[(0,215+0,05)·0,629+0,265·0,762+0,47]·(20+52)/(20+28) =1,258.

Рис. 2. Изменение относительных теплопотерь через ограждения здания при повышении их теплозащиты (голубая заливка - по стенам для центрального региона, салатовая - для северных регионов и Сибири).

Как видим, несмотря на снижение относительных теплопотерь через наружные ограждения в северном регионе, суммарные расчетные теплопотери, включая нагрев наружного воздуха для вентиляции, возросли по отношению к центральному региону в 1,258 раза. Причем доля теплопотерь с вентиляцией увеличилась с 0,47 до 0,56.

Внутренние теплопоступления по абсолютной величине и в долях от суммарных расчетных теплопотерь центрального региона остались постоянными, поэтому для установления относительного расчетного расхода теплоты на отопление дома-аналога, строящегося в регионе с ГСОП=10000°С·сут., необходимо из величины относительных (по отношению к центральному региону) суммарных расчетных теплопотерь вычесть относительные (к тому же региону) внутренние теплопоступления:

от.max. = тп.max.Як.- вн = 1,258- 0,19 = 1,068; вн/от.max. = 0,19/1,068 = 0,178.

Для установления, как будет меняться величина теплопотребления на отопление за расчетный отопительный период, воспользуемся уравнением (2) из [4], пересчитав его с часового расхода на годовой. Исходное уравнение:

от = (1 + Qвн /Qотр).(tв - tн)/(tв - tнр) - Qвн /Qотр , (2 из [4])

где от - относительный расход тепловой энергии на отопление при текущей температуре наружного воздуха tн, определенный с учетом постоянной величины внутренних теплопоступлений в течение отопительного периода Qвн, по отношению к расчетному расходу тепловой энергии на отопление Qотр;

Qвн - расчетная величина внутренних (бытовых) теплопоступлений в целом по дому за отопительный период, кВт;

Qотр - расчетный расход тепловой энергии на отопление при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления tнр, кВт.

Запишем это уравнение для определения расхода тепловой энергии на отопление в кВт при средней температуре наружного воздуха за отопительный период tнср:

Qотср = [(1 + Qвн /Qотр).(tв - tнср)/(tв - tнр) - Qвн /Qотр] . Qотр (П.1.3)

и пересчитаем его с часового расхода на годовой, отнесенный к м2 общей площади квартир или полезной площади помещений общественного здания, qот.+вент.год, умножив обе части равенства на длительность отопительного периода 24.zот.п и заменив произведение (tв - tнср) . zот.п = ГСОП, а отношение абсолютных величин на относительные, в том числе Qотр = от.max·Qотр(при ГСОП=5000), кВт·ч/м2. В общем виде преобразованное уравнение будет:

qот.+вент.год = [(1 + вн/от.max)·ГСОП/(tв - tн.р) - (вн/от.max)·zот.п] · 24 · 10-3 · от.max · qот..р(при ГСОП=5000) (П.1.4)

Отнеся удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома, строящегося в регионе с ГСОП=10000°C·сут., к такому же расходу аналогичного дома, строящегося в регионе с ГСОП=4000°C·сут., принятого за исходное значение для сравнения и равному по абсолютной величине из табл. 9 СНиП 23-02-2003 qот+вент.год.баз.4000 = (76/3,6)·4000·10-3 = 84 кВт·ч/м2, и подставляя приведенные выше значения, получим значение базового удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию 8-эт жилого дома при ГСОП=10000 °C·сут из уравнения пропорции:

qот.+вент.год.баз.10000/qот.+вент.год.баз.4000=[(1+0,178)·10000/(20+52) - 0,178·252] ·1,07·qот..р (при ГСОП=5000) ·0,024 / [(1+0,26)·4000/(20+20) - 0,26·189]·0,73·qот..р (при ГСОП=5000) · 0,024. (П.5)

После сокращения (qот..р(приГСОП=5000)·0,024) и переноса qот.+вент.год.баз.4000 = 84 в другую часть равенства, получим:

qот.+вент.год.баз.10000 = 84· (118,75·1,07)/(76,86·0,73) = 190 кВтч/м2.

Если бы пересчет базовых значений удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, выраженных в кДж/(м2oCсут) или Втч/(м2oCсут), выполнялся бы только умножением на ГСОП, без учета увеличения сопротивления теплопередаче с повышением ГСОП и неизменности внутренних теплопоступлений от температуры наружного воздуха, то qот.+вент.год.баз.10000 = (76/3,6)·10000·10-3 = 211 кВт·ч/м2, и требования энергоэффективности для этого региона были бы занижены на 10%.

Далее по аналогичной методике были пересчитаны требуемые базовые удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию дома-аналога для всех искомых значений ГСОПиск, принимая за исходное значение, с которым сравниваются все остальные и при котором пересчет выполняется умножением только на ГСОП, значения ГСОПисх = 5000, 6000 и 4000 oCсут. (см нижеследующие таблицы), с целью установления закономерности изменения удельного годового расхода в зависимости от ГСОП через поправочный региональный коэффициент пересчета крег, определяемый:

региональный пересчет теплопотеря теплопотребление

крег = (ГСОПисх/ГСОПиск)·qиск.от+вент.год.баз/ qисх.от+вент.год.баз. (П.1.6)

Оказалось, что при ГСОПисх = 5000°С·сут., что было положено за основу таблиц в [1, 2], не прослеживается закономерности в изменении крег и наблюдается совсем малый разрыв в показателях qот+вент.год.баз для ГСОП = 5000 и 4000, что не правдоподобно:

Такое же отсутствие закономерности в изменении поправочного коэффициента крег наблюдается и при ГСОПисх = 6000 °С·сут:

А при ГСОПисх = 4000 °С·сут, при котором из табл. 9 СНиП 23-02-2003 qот+вент.год.баз = (76/3,6)·4000·10-3 = 84 кВт·ч/м2, она прослеживается:

Результаты промежуточных расчетов со всеми исходными данными и вычислением по формулам (1 - 6) сведены в нижеследующую таблицу П.1.

Таблица П.1. Исходные данные для расчета регионального коэффициента крег

Размещено на Allbest.ru