Максимальный тепловой поток

Определение расчетных тепловых потоков

Определение тепловых потоков и их требуемых параметров является начальной стадией проектирования любой системы теплоснабжения. При этом существенным моментом является такое определение расходов тепла, при котором сумма расходов всеми потребителями системы достигает максимального значения. Отпуск суммарного максимального теплового потока из тепловых сетей с учетом несовпадения максимумов у отдельных потребителей и видов потребления тепла при проектировании должен обеспечиваться надлежащим выбором основного и вспомогательного оборудования источников тепла, а также соответствующих диаметров труб на отдельных участках тепловых сетей. Правильный расчет теплового потока может оказать влияние и на величину капитальных затрат, и на эксплуатационные расходы.

Максимальные тепловые потоки на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение, технологические процессы промышленных предприятий принимаются при проектировании тепловых сетей по соответствующим проектам. При отсутствии проектов допускается определять тепловые потоки по рекомендациям СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» (актуализированная редакция СНиП 41-02-2003).

Тепловые потоки при отсутствии проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий и сооружений определяются:

для предприятий — по укрупненным ведомственным нормам, утвержденным в установленном порядке, либо по проектам аналогичных предприятий;

для жилых районов городов и других населенных пунктов — по формулам.

Максимальный тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий:

q0 — укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м общей площади (Вт/м) (таблица В.2, Приложение В); А — общая площадь жилых зданий (м2); К] — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, К/ = 0,25.

Общую площадь жилых зданий А (м ) определяют исходя из жилой площади Рж квартала и безразмерного планировочного коэффициента квартиры К, который принимается равным 0,7:

Жилую площадь квартала Рж (м“) можно найти двумя способами: по плотности жилого фонда Р (м2/га) и площади квартала в гектарах Рж:

— исходя из плотности населения Р„ (чел./га) и нормы жилой площади на человека /ж (м/чел.).

Количество жителей т (чел.) и жилая площадь квартала:

Плотность жилого фонда Р (м /га) принимают в зависимости от этажности застройки.

• максимальный тепловой поток (Вт) на вентиляцию общественных зданий:

где Кг — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий, /0 = 0,6; К/ — коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий, К/ = 0,25;

• средний тепловой поток (Вт) на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

или

где qh — укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение на одного человека; т — число жителей в квартале;

• максимальный тепловой поток (Вт) на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий:

Число жителей в квартале определяют двумя способами:

задаются нормой жилой площади на человека /ж, то есть /ж = 9 м2 или/ж = 12 м2, тогда:

количество жителей, приходящихся на 1 га территории квартала, умножают на площадь квартала.

Определяя расчетный расход теплоты для района города, учитывают, что при транспортировке теплоносителя происходят потери теплоты в окружающую среду, которые принимаются равными 5 % тепловой нагрузки. Поэтому суммарные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение умножают на коэффициент 1,05.

Рисунок 3.3 — План района города:

числитель дроби — номер квартала; знаменатель — площадь (га); этажность застройки, число в центре — тепловая нагрузка квартала

Пример 1

Определить расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение района города, включающего шесть кварталов (рисунок 3.3). Расчетная температура наружного воздуха to — -25 °С.

Решение. Расчет теплопотребления сводим в таблицу 3.1. В графы 1, 2, 3 таблицы заносим соответственно номер, этажность и площадь квартала в гектарах. Плотность жилого фонда Р (м/га) (графа 4) находим по таблице В.1 (Приложение В) в зависимости от этажности застройки. Тогда жилая площадь зданий квартала № 1 (графа 5):

Приняв безразмерный планировочный коэффициент квартиры К = 0,7, находим общую площадь жилых зданий квартала № 1 (графа 6):

Количество жителей в квартале № 1 (графа 7) определяем, принимая норму жилой площади на одного человека [ж = 9 м2:

т= 19200/9 = 2133 чел.

Принимая укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий qo= 81 Вт/м2, по формуле находим расчетный расход теплоты на отопление жилых и общественных зданий квартала № 1 (графа 8):

Максимальный тепловой поток на вентиляцию общественных зданий квартала № 1 (графа 9) определяем по формуле:

Принимая норму расхода воды на горячее водоснабжение в сутки на 1 человека а = 105 л/сут., находим укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение:

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий квартала № 1 (графа 10):

Суммарное теплопотребление квартала № 1 (графа 11)

складывается из расходов теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Расчет теплопотребления для остальных кварталов производят аналогично. Расчет теплопотребления в кварталах сведен в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 — Расчет теплопотребления в кварталах

№ квартала	Этажность	Площадь квартала, Fkb, га	Плотность жилого фонда, Р, м3/га	Жилая площадь Иж, м2	Общая площадь А, м2	Число жителей,ш, чел.	Расходы теплоты, кВт
								а™.
					27428,6		2777,1	333,2		3912,3
					41142,8		4165,7	499,9	1203, 2	5868,8
								291,6		3423,6
							3847,5	461,7	1111, 4	5420,6
					51428,6		5207,1	624,8		7335,9
					24285,7		2458,9	295,1	710,3	3464,3
						Итог о	20886, 3	2505, 3	6032, 9	29425, 5
С учетом теплопотерь теплопроводами в размере 5 % от Q расчетные расходы теплоты составляют:							21930, 3	2631, 6	6334, 5	30896, 7

Годовые расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяют по формулам:

где Qomi Qvm ~ средние тепловые потоки на отопление отопительный период (Вт), рассчитываются по формулам:

где tom — средняя температура наружного воздуха за отопительный период (°С); Qj[m- средний тепловой поток на горячее водоснабжение в неотапливаемый период (Вт).

где 55 — температура горячей воды в системе горячего водоснабжения потребителей (°С); tc — температура холодной воды в отопительный период, принимается равной 5 °С; fc — температура холодной воды в неотапливаемый период, принимается равной 15 °С; b — коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода горячей воды летом по сравнению с зимним периодом, для жилищно-коммунального сектора b = 0,8, для курортных и южных городов b = 1,5; 8400 — количество часов работы системы горячего водоснабжения в году.

Пример 2

Построить график годового расхода теплоты по продолжительности стояния температур наружного воздуха для жилого района города.

Часовой график расхода теплоты на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха строится по двум точкам. Первая точка — это расход теплоты при расчетной температуре наружного воздуха; вторая — равная нулю при температуре наружного воздуха, сходной с температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий. Линия графика будет представлять собой прямую линию. Отопление прекращается при tn = +8 °С. Расход теплоты при температурах более высоких, чем +8 °С, на графике будет показан условно. Аналогично строится часовой график расхода теплоты на вентиляцию. Линия графика будет представлять собой тоже прямую линию.

Часовой график расхода теплоты на горячее водоснабжение для зимнего периода изображается двумя линиями, параллельными оси абсцисс (максимальный и средний расход теплоты). Для летнего периода при tn —+8 °С строится только линия максимального летнего расхода теплоты, которая также параллельна оси абсцисс.

Решение. По СНиП 23-01-99 находим продолжительность отопительного периода для г. Воронежа щ = 203 сут. = 4872 ч, продолжительность стояния температур наружного воздуха в часах с интервалом 5 °С в течение отопительного периода. Данные сводят в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 — Продолжительность стояния температур

наружного воздуха

Продолжительност ь стояния, п (ч)	Температура наружного воздуха
							0-+5	+5- +8
п
I п

График годовой тепловой нагрузки строим на основании графика суммарных часовых расходов теплоты, располагая его справа, а в левой части, в координатах (Q-n) — график годового расхода теплоты (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 — График годового расхода теплоты

Для построения графика годовой тепловой нагрузки из точек на оси абсцисс графика часового расхода теплоты, соответствующих температурам +8, 0, -5, -10, -15, -20, -25 °С, восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного расхода теплоты

Из полученных точек проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными к оси абсцисс из точек, соответствующих продолжительности стояния температур наружного воздуха.

Соединив найденные точки, получим искомый график годового расхода теплоты за отопительный период.

В летний период (диапазон продолжительности стояния tH от 4872 до 8400 часов) тепловые нагрузки на отопление и вентиляцию отсутствуют, нагрузка на горячее водоснабжение согласно формуле составит:

Поскольку Qhm в летний период не зависит от tH, проводим горизонтальную прямую до пересечения с ординатой, соответствующей общему расчетному числу часов работы тепловой сети в году п = 8400 час.

Площадь, ограниченная осями координат (Q-n) и полученной кривой расхода теплоты, представляет собой годовой расход теплоты в районе города.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания: знакомство с термином и смежными понятиями

Что это такое — удельный расход тепла на отопление? В каких величинах измеряется удельный расход тепловой энергии на отопление здания и, главное, откуда берутся его значения для расчетов? В этой статье нам предстоит познакомиться с одним из основных понятий теплотехники, а заодно изучить несколько смежных понятий. Итак, в путь.

Осторожно, товарищ! Вы входите в дебри теплотехники.

Что это такое

Определение

Определение удельного расхода тепла дается в СП 23-101-2000. Согласно документу, так называется количество тепла, нужное для поддержания в здании нормируемой температуры, отнесенное к единице площади или объема и к еще одному параметру — градусо-суткам отопительного периода.

Для чего используется этот параметр? Прежде всего — для оценки энергоэффективности здания (или, что то же самое, качества его утепления) и планирования затрат тепла.

Собственно, в СНиП 23-02-2003прямо говорится: удельный (на квадратный или кубический метр) расход тепловой энергии на отопление здания не должен превышать приведенных значений.
Чем лучше теплоизоляция, тем меньше энергии требует обогрев.

Градусо-сутки

Как минимум один из использованных терминов нуждается в разъяснении. Что это такое — градусо-сутки?

Это понятие прямо относится к количеству тепла, необходимому для поддержания комфортного климата внутри отапливаемого помещения в зимнее время. Она вычисляется по формуле GSOP=Dt*Z, где:

• GSOP — искомое значение;
• Dt — разница между нормированной внутренней температурой здания (согласно действующим СНиП она должна составлять от +18 до +22 С) и средней температурой самых холодных пяти дней зимы.
• Z — длина отопительного сезона (в сутках).

Как несложно догадаться, значение параметра определяется климатической зоной и для территории России варьируются от 2000 (Крым, Краснодарский край) до 12000 (Чукотский АО, Якутия).

Единицы измерения

В каких величинах измеряется интересующий нас параметр?

• В СНиП 23-02-2003 используются кДж/(м2*С*сут) и, параллельно с первой величиной, кДж/(м3*С*сут) .
• Наряду с килоджоулем могут использоваться другие единицы измерения тепла — килокалории (Ккал), гигакалории (Гкал) и киловатт-часы (КВт*ч) .

Как они связаны между собой?

• 1 гигакалория = 1000000 килокалорий.
• 1 гигакалория = 4184000 килоджоулей.
• 1 гигакалория = 1162,2222 киловатт-часа.

На фото — теплосчетчик. Приборы учета тепла могут использовать любые из перечисленных единиц измерения.

Нормированные параметры

Они содержатся в приложениях к СНиП 23-02-2003, таб. 8 и 9. Приведем выдержки из таблиц.

Для одноквартирных одноэтажных отдельностоящих домов

Обратите внимание: с увеличением количества этажей норма расхода тепла уменьшается.
Причина проста и очевидна: чем больше объект простой геометрической формы, тем больше отношение его объема к площади поверхности.
По той же причине удельные расходы на отопление загородного дома уменьшаются с увеличением отапливаемой площади.

Обогрев единицы площади большого дома обходится дешевле, чем маленького.

Вычисления

Точное значение потерь тепла произвольным зданием вычислить практически невозможно. Однако давно разработаны методики приблизительных расчетов, дающих в пределах статистики достаточно точные средние результаты. Эти схемы вычислений часто упоминается как расчеты по укрупненным показателям (измерителям).

Наряду с тепловой мощностью часто возникает необходимость рассчитать суточный, часовой, годичный расход тепловой энергии или среднюю потребляемую мощность. Как это сделать? Приведем несколько примеров.

Часовой расход тепла на отопление по укрупненным измерителям вычисляется по формуле Qот=q*a*k*(tвн-tно)*V, где:

• Qот — искомое значение к килокалориях.
• q — удельная отопительная величина дома в ккал/(м3*С*час). Она ищется в справочниках для каждого типа зданий.

Удельная отопительная характеристика привязана к размерам, возрасту и типу здания.

• а — коэффициент поправки на вентиляцию (обычно равен 1,05 — 1,1).
• k — коэффициент поправки на климатическую зону (0,8 — 2,0 для разных климатических зон).
• tвн — внутренняя температура в помещении (+18 — +22 С).
• tно — уличная температура.
• V — объем здания вместе с ограждающими конструкциями.

Чтобы вычислить приблизительный годовой расход тепла на отопление в здании с удельным расходом в 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенном в климатической зоне с параметром GSOP=6000, нужно всего-то умножить 125 на 100 (площадь дома) и на 6000 (градусо-сутки отопительного периода). 125*100*6000=75000000 кДж, или примерно 18 гигакалорий, или 20800 киловатт-часов.

Чтобы пересчитать годичный расход в среднюю тепловую мощность отопительного оборудования. достаточно разделить его на длину отопительного сезона в часах. Если он длится 200 дней, средняя тепловая мощность отопления в приведенном выше случае составит 20800/200/24=4,33 КВт.

Энергоносители

Как своими руками вычислить затраты энергоносителей, зная расход тепла?

Достаточно знать теплотворную способность соответствующего топлива.

Проще всего вычислить расход электроэнергии на отопление дома: он в точности равен произведенному прямым нагревом количеству тепла.

Электрокотел преобразует в тепло всю потребляемую электроэнергию.

Так, средняя мощность электрического котла отопления в последнем рассмотренном нами случае будет равна 4,33 киловатта. Если цена киловатт-часа тепла равна 3,6 рубля, то в час мы будем тратить 4,33*3,6=15,6 рубля, в день — 15*6*24=374 рубля и так далее.

Владельцам твердотопливных котлов полезно знать, что нормы расхода дров на отопление составляют около 0,4 кг/КВт*ч. Нормы расхода угля на отопление вдвое меньше — 0,2 кг/КВт*ч.

Уголь обладает достаточно высокой теплотворной способностью.

Таким образом, чтобы своими руками подсчитать среднечасовой расход дров при средней тепловой мощности отопления 4,33 КВт, достаточно умножить 4,33 на 0,4: 4,33*0,4=1,732 кг. Та же инструкция действует для других теплоносителей — достаточно лишь залезь в справочники.

Надеемся, что наше знакомство с новым понятием, пусть даже несколько поверхностное, смогло удовлетворить любопытство читателя. Прикрепленное к этому материалу видео, как обычно.предложит дополнительную информацию. Успехов!

Расчет Гкал на отопление

Что собой представляет такая измерительная единица, как гигакалория? Какое отношение она имеет к традиционным киловатт-часам, в которых исчисляется тепловая энергия? Какой информацией необходимо обладать, чтобы правильно произвести расчет Гкал на отопление. В конце концов, какую формулу необходимо использовать во время расчета? Об этом, а также о многом другом пойдет речь в сегодняшней статье.

Расчет Гкал на отопление

Что собой представляет Гкал?

Начать следует со смежного определения. Под калорией подразумевается определенное количество энергии, которое требуется для нагрева одного грамма воды до одного градуса по Цельсию (в условиях атмосферного давления, разумеется). И ввиду того, что с точки зрения расходов на отопление, скажем, дома, одна калория – это мизерная величина, то для расчетов в большинстве случаев применяются гигакалории (или сокращенно Гкал), соответствующие одному миллиарду калорий. С этим определились, движемся дальше.

Применение данной величины регламентируется соответствующим документом Министерства топлива и энергетики, изданным еще в 1995-м году.

Обратите внимание! В среднем норматив потребления в России на один квадратный метр равен 0,0342 Гкал за месяц. Безусловно, эта цифра может меняться для разных регионов, поскольку все зависит от климатических условий.

Итак, что же собой представляет гигакалория, если «трансформировать» ее в более привычные для нас величины? Смотрите сами.

1. Одна гигакалория равна примерно 1 162,2 киловатт-часам.

2. Одной гигакалории энергии хватит для нагрева тысячи тонн воды до +1°С.

Для чего все это нужно?

Проблему следует рассмотреть с двух точек зрения – с точки зрения многоквартирных домов и частных. Начнем с первых.

Многоквартирные здания

Здесь ничего сложного нет: гигакалории применяются в тепловых расчетах. И если знать, какое количество тепловой энергии остается в доме, то можно предъявить потребителю конкретный счет. Приведем небольшое сравнение: если централизованное отопление будет функционировать в отсутствие счетчика, то платить приходится по площади обогреваемого помещения. Если же есть тепловой счетчик, это уже само по себе разводку подразумевает горизонтального типа (либо коллекторную, либо последовательную): в квартиру заводят два стояка (для «обратки» и подачи), а уже внутриквартирная система (точнее, е конфигурация) определяется жильцами. Подобного рода схема применяются в новостройках, благодаря чему люди регулируют расход тепловой энергии, делая выбор между экономией и комфортом.

Выясним, каким образом осуществляется данная регулировка.

1. Монтаж общего термостата на магистрали «обратки». В таком случае расход рабочей жидкости определяется температурой внутри квартиры: если она будет снижаться, то расход, соответственно, увеличится, а если повышаться – снизится.

2. Дросселирование радиаторов отопления. Благодаря дросселю проходимость отопительного прибора ограничивается, температура снижается, а значит, сокращается расход тепловой энергии.

Частные дома

Продолжаем говорить про расчет Гкал на отопление. Владельцы загородных домов интересуются, прежде всего, стоимостью гигакалории тепловой энергии, полученной от того или иного вида топлива. В этом может помочь приведенная ниже таблица.

Таблица. Сравнение стоимости 1 Гкал (с учетом транспортных расходов)

* — цены примерные, так как тарифы могут отличаться в зависимости от региона, более того, они еще и постоянно растут.

Тепловые счетчики

А теперь выясним, какая информация нужна для того, чтобы рассчитать отопление. Легко догадаться, что это за информация.

1. Температура рабочей жидкости на выходе/входе конкретного участка магистрали.

2. Расход рабочей жидкости, которая проходит через приборы отопления.

Расход определяется посредством применения устройств теплового учета, то есть счетчиков. Такие могут быть двух типов, ознакомимся с ними.

Крыльчатые счетчики

Такие приборы предназначаются не только для отопительных систем, но и для горячего водоснабжения. Единственным их отличием от тех счетчиков, которые применяются для холодной воды, является материал, из которого выполняется крыльчатка – в данном случае он более устойчив к повышенным температурам.

Что касается механизма работы, то он практически тот же:

• из-за циркуляции рабочей жидкости крыльчатка начинает вращаться;
• вращение крыльчатки передается учетному механизму;
• передача осуществляется без непосредственного взаимодействия, а при помощи перманентного магнита.

Невзирая на то, что конструкция таких счетчиков предельно проста, порог срабатывания у них достаточно низкий, более того, имеет место и надежная защита от искажения показаний: малейшие попытки торможения крыльчатки посредством наружного магнитного поля пресекаются благодаря антимагнитному экрану.

Приборы с регистратором перепадов

Такие приборы функционируют на основе закона Бернулли, утверждающего, что скорость движения потока газа либо жидкости обратно пропорциональна его статическому движению. Но каким образом это гидродинамическое свойство применимо к расчетам расхода рабочей жидкости? Очень просто – нужно всего лишь преградить ей путь посредством подпорной шайбы. При этом скорость падения давления на этой шайбе будет обратно пропорциональной скорости движущегося потока. И если давление будет регистрироваться сразу двумя датчиками, то можно с легкостью определять расход, причем в режиме реального времени.

Обратите внимание! Конструкция счетчика подразумевает наличие электроники. Преимущественное большинство таких современных моделей предоставляет не только сухую информацию (температура рабочей жидкости, ее расход), но и определяет фактическое использование тепловой энергии. Модуль управления здесь оснащен портом для подключения к ПК и может настраиваться вручную.

У многих читателей наверняка появится закономерный вопрос: а как быть, если речь идет не о закрытой отопительной системе, а об открытой, в которой возможен отбор для горячего водоснабжения? Как в таком случае совершать расчет Гкал на отопление? Ответ вполне очевиден: здесь датчики напора (равно как и подпорные шайбы) ставятся одновременно и на подачу, и на «обратку». И разница в расходе рабочей жидкости будет свидетельствовать о том количестве нагретой воды, которая была использована для бытовых нужд.

Как проводить расчеты потребляемой тепловой энергии?

Если тепловой счетчик по тем или иным причинам отсутствует, то для расчета тепловой энергии необходимо использовать следующую формулу:

Рассмотрим, что значат эти условные обозначения.

1. V обозначает количество потребляемой горячей воды, которое может исчисляться либо кубическими метрами, либо же тоннами.

2. Т1 – это температурный показатель самой горячей воды (традиционно измеряется в привычных градусах по Цельсию). В данном случае предпочтительнее использовать именно ту температуру, которая наблюдается при определенном рабочем давлении. К слову, у показателя даже имеется специальное название – это энтальпия. А вот если нужный датчик отсутствует, то в качестве основы можно взять тот температурный режим, который предельно близок к этой энтальпии. В большинстве случаев усредненный показатель составляет примерно 60-65 градусов.

3. Т2 в приведенной выше формуле также обозначает температуру, но уже холодной воды. По причине того, что проникнуть в магистраль с холодной водой – дело достаточно трудное, в качестве этого значения применяются постоянные величины, способные изменяться в зависимости от климатических условий на улице. Так, зимой, когда сезон отопления в самом разгаре, данный показатель составляет 5 градусов, а в летнее время, при отключенном отоплении, 15 градусов.

4. Что же касается 1000, то это стандартный коэффициент, используемый в формуле для того, чтобы получить результат уже в гигакалориях. Получится точнее, чем если бы использовались калори.

5. Наконец, Q – это общее количество тепловой энергии.

Как видим, ничего сложного здесь нет, поэтому движемся дальше. Если отопительный контур закрытого типа (а это более удобно с эксплуатационной точки зрения), то расчеты необходимо производить несколько по-другому. Формула, которую следует использовать для здания с закрытой отопительной системой, должна выглядеть уже следующим образом:

Теперь, соответственно, к расшифровке.

1. V1 обозначает расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи (в качестве источника тепловой энергии, что характерно, может выступать не только вода, но и пар).

2. V2 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе «обратки».

3. Т – это показатель температуры холодной жидкости.

4. Т1 – температура воды в подающем трубопроводе.

5. Т2 – температурный показатель, который наблюдается на выходе.

6. И, наконец, Q – это все то же количество тепловой энергии.

Также стоит отметить, что расчет Гкал на отопление в данном случае от нескольких обозначений:

• тепловая энергия, которая поступила в систему (измеряется калориями);
• температурный показатель во время отвода рабочей жидкости по трубопроводу «обратки».

Другие способы определения количества тепла

Добавим, что также существуют и другие способы, при помощи которых можно рассчитать объем тепла, которое поступает в систему отопления. В данном случае формула не только несколько отличается от приведенных ниже, но и имеет несколько вариаций.

Что же касается значений переменных, то они здесь те же, что и в предыдущем пункте данной статьи. На основании всего этого можно сделать уверенный вывод, что рассчитать тепло на отопление вполне можно своим силами. Однако при этом не стоит забывать о консультации со специализированными организациями, которые ответственны за обеспечение жилья теплом, так как их методы и принципы произведения расчетов могут отличаться, причем существенно, а процедура может состоять из другого комплекса мер.

Если же вы намереваетесь обустроить систему «теплого пола», то подготовьтесь к тому, что процесс расчета будет более сложным, поскольку здесь учитываются не только особенности контура отопления, но и характеристик электрической сети, которая, собственно, и будет подогревать пол. Более того, организации, которые занимаются установкой подобного рода оборудования, также будут другими.

Обратите внимание! Люди нередко сталкиваются с проблемой, когда калории следует переводить в киловатты, что объясняется использованием во многих специализированных пособиях единицы измерения, которая в международной системе называется «Си». >

В таких случаях необходимо помнить, что коэффициент, благодаря которому килокалории будут переведены в киловатты, равен 850. Если же говорить более простым языком, то один киловатт – это 850 килокалорий. Данный вариант расчета более просто, чем приведенные выше, так как определить значение в гигакалориях можно за несколько секунд, поскольку Гкал, как уже отмечалось ранее, это миллион калорий.

Дабы избежать возможных ошибок, не стоит забывать и о том, что практически все современные тепловые счетчики работают с некоторой погрешностью, пусть и в пределах допустимого. Такую погрешность также можно рассчитать собственноручно, для чего необходимо использовать следующую формулу:

Традиционно, теперь выясняем, что же обозначает каждое из этих переменных значений.

1. V1 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи.

2. V2 – аналогичный показатель, но уже в трубопроводе «обратки».

3. 100 – это число, посредством которого значение переводится в проценты.

4. Наконец, Е – это погрешность учетного устройства.

Согласно эксплуатационным требованиям и нормам, предельно допустимая погрешность не должна превышать 2 процентов, хотя в большинстве счетчиков она составляет где-то 1 процент.

В итоге отметим, что правильно произведенный расчет Гкал на отопление позволяет значительно сэкономить средства, затрачиваемые на обогрев помещения. На первый взгляд, процедура эта достаточно сложна, но – и вы в этом убедились лично – при наличии хорошей инструкции ничего трудного в ней нет.

На этом все. Также советуем посмотреть приведенный ниже тематический видеоматериал. Удачи в работе и, по традиции, теплых вам зим!

Видео – Как рассчитать отопление в частном доме

18 сентября 2014 08:05

Уважаемый Игорь Викторович!

Я запрашивал у ваших специалистов данные по определению нормативов на потребление тепла. Ответ был получен. Но также связался с МЭИ, где также дали ссылку на расчеты. Привожу её:

Борисов Константин Борисович.

Московский Энергетический Институт (Технический Университет)

Для расчета норматива потребления теплоты на отопление необходимо использовать следующий документ:

Постановление № 306 «Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг» (формула 6 – «Формула расчета норматива отопления»; таблица 7 – «Значение нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление многоквартирного дома или жилого дома»).

Для определения оплаты за отопление для жилого помещения (квартиры) необходимо использовать следующий документ:

Постановление № 307 «Правила предоставления коммунальных услуг гражданам» (Приложение № 2 –»Расчет размера платы за коммунальные услуги», формула 1).

В принципе, сам расчет норматива потребления теплоты на отопление квартиры и определения отплаты за отопление не сложен.

Если хотите, давайте попробуем примерно (грубо) прикинуть основные цифры:

1) Определяется максимальная часовая отопительная тепловая нагрузка Вашей квартиры:

Qмакс = Qуд*Sкв = 74*74 = 5476 ккал/ч

Qуд = 74 ккал/ч — нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление 1 кв. м многоквартирного дома.

Значение Qуд принято по таблице 1 для зданий до 1999 года постройки, высотой (этажностью) 5-9 этажей при температуре наружного воздуха Тнро=-32 С (для города К).

Sкв= 74 кв. м – общая площадь помещений квартиры.

2) Вычисляется количество тепловой энергии, необходимое для отопления Вашей квартиры в течение года:

Qср = Qмакс××Nо×24 = 5476××215*24=13 693 369 ккал = 13,693 Гкал

Тв= 20 С – нормативное значение температуры внутреннего воздуха в жилых помещениях (квартирах) здания;

Тср.о = -5,2 С — температура наружного воздуха, средняя за отопительный период (для города К);

Nо = 215 суток — продолжительность отопительного периода (для города К).

3) Рассчитывается норматив на отопление 1 кв. метра:

Норматив_отопления = Qср / (12×Sкв ) = 13,693/(12×74) = 0,0154 Гкал/кв.м

4) Определяется плата за отопление квартиры по нормативу:

Ро = Sкв × Норматив_отопления × Тариф _тепло = 74 × 0,0154 × 1223,31 = 1394 руб

Данные взяты по г. Казань.

Следуя этому расчету и применительно конкретно к дому № 55 в п.Васьково,с введением параметров данного строения, получаем :

177 — 8 253 -4.4 273 -3.4

12124,2 × (20-(-8) / 20-(-45) × 273 × 24 = 14,622…./ (12= 72,6)=0.0168

0,0168-именно такой норматив получаем при расчете, причем учтены именно самые суровые климатические условия: температура в -45, длина отопительного периода в 273 дня.

Я прекрасно понимаю, что депутатов, не являющимися специалистами в области теплоснабжения, можно попросить ввести норматив 0,0263.

Но приводятся расчеты, в которых указывается, что норматив в 0,0387 единственно верный, и это вызывает очень большие сомнения.

Поэтому убедительно прошу пересчитать нормативы на теплоснабжение жилых домов №№ 54 и 55 в п. Васьково до соответствующих величин в 0,0168, т. к. в ближайшее время установка теплосчетчиков в это их жилых домах не планируется, а платить по 5300 рублей за теплоснабжение весьма накладно.

С уважением, Алексей Вениаминович Попов.

Комментарии (1)

Игорь Годзиш
3 октября 2014 10:24

Уважаемый Алексей! Нормативы потребления коммунальных услуг рассчитываются в соответствии с Правилами установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 23 мая 2006 года № 306 (далее – Правила).

В соответствии с пунктом 11 Правил, нормативы устанавливаются для групп домов, имеющих аналогичные конструктивные и технические параметры. По этой причине расчет, приведенный в Вашем обращении, некорректен, так как норматив определяется для конкретной квартиры.

Кроме того, в приведенном Вами расчете неверно выбран нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление. Согласно техническому паспорту, представленному в министерство теплоснабжающей организацией, дом № 55 в пос.Васьково является 2-этажным.

В соответствии с таблицей 4 Правил, нормируемый удельный расход тепловой энергии для 2-этажных домов до 1999 года постройки при расчетной температуре наружного воздуха – 33 0С составит 139,2 ккал в час на 1 кв. м, а не 74.

Таким образом, даже с учетом менее суровых, чем в Вашем расчете климатических условий (продолжительность отопительного периода 250 дней, среднесуточная температура отопительного сезона — 4,5 0С и расчетная температура для проектирования отопления — 33 0С) расчетный норматив на отопление для 2-этажных домов в пос.Васьково составит 0,04632 Гкал/кв.м/мес. В соответствии с действующей редакцией Правил, расчет норматива произведен на отопительный период, а не на календарный год, как указано в Вашем расчете. Обращам Ваше внимание, что в соответствии с постановлением министерства ТЭК и ЖКХ Архангельской области от 24 июня 2013 года № 86-пн (с изменениями, внесенными постановлением министерства ТЭК и ЖКХ Архангельской области от 05 сентября 2014 года № 46-пн) действующий норматив на отопление для 2-этажных домов в пос.Васьково ниже расчетного (0,03654 Гкал/кв.м/мес.), во избежание превышения роста платы граждан утвержденного на тот момент предельного индекса.

Расчет отопления по площади помещения

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Расчет отопления по площади помещения

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить расчет отопления в частном доме калькулятор, встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

• Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

Предназначение помещения	Температура воздуха, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
	оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, max	оптимальная, max	допустимая, max
Для холодного времени года
Жилая комната	20÷22	18÷24 (20÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
То же, но для жилых комнат в регионах с минимальными температурами от — 31 °С и ниже	21÷23	20÷24 (22÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Кухня	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Туалет	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Ванная, совмещенный санузел	24÷26	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Помещения для отдыха и учебных занятий	20÷22	18÷24	45÷30	60	0.15	0.2
Межквартирный коридор	18÷20	16÷22	45÷30	60	Н/Н	Н/Н
Вестибюль, лестничная клетка	16÷18	14÷20	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Кладовые	16÷18	12÷22	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Для теплого времени года (Норматив только для жилых помещений. Для остальных – не нормируется)
Жилая комната	22÷25	20÷28	60÷30	65	0.2	0.3

• Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Элемент конструкции здания	Примерное значение теплопотерь
Фундамент, полы по грунту или над неотапливаемыми подвальными (цокольными) помещениями	от 5 до 10%
«Мостики холода» через плохо изолированные стыки строительных конструкций	от 5 до 10%
Места ввода инженерных коммуникаций (канализация, водопровод, газовые трубы, электрокабели и т.п.)	до 5%
Внешние стены, в зависимости от степени утепленности	от 20 до 30%
Некачественные окна и внешние двери	порядка 20÷25%, из них около 10% — через негерметизированные стыки между коробками и стеной, и за счет проветривания
Крыша	до 20%
Вентиляция и дымоход	до 25 ÷30%

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Расчет тепловой мощности от объема помещения

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют биметаллические радиаторы отопления

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната — комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

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

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

• «а» — коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8;

— внешняя стена одна: а = 1,0;

— внешних стен две: а = 1,2;

— внешних стен три: а = 1,4.

• «b» — коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

На количество теплопотерь через стены влияет их расположение относительно сторон света

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают электрические котлы для отопления частного дома

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток: b = 1,1;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад: b = 1,0.

• «с» — коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

Существенные коррективы могут внести преобладающие зимние ветры

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» — графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2;

— подветренные стены дома: с = 1,0;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1.

• «d» — поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Карта-схема минимальных январских температур

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7.

• «е» — коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Огромное значение имеет степень утепленности внешних стен

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85.

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

• коэффициент «f» — поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2.

• «g» — коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0.

• «h» — коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8.

• «i» — коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85.

• «j» — поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Чем больше площадь остекления, тем значительнее общие теплопотери

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑Sок / Sп

∑Sок – суммарная площадь окон в помещении;

Sп – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2;

• «k» — коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7.

• «l» — возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация	Тип врезки радиатора	Значение коэффициента «l»
	Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.0
	Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.03
	Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу	l = 1.13
	Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.25
	Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.28
	Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу	l = 1.28

• «m» — поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Иллюстрация	Особенности установки радиаторов	Значение коэффициента «m»
	Радиатор расположен на стене открыто или не перекрывается сверху подоконником	m = 0,9
	Радиатор сверху перекрыт подоконником или полкой	m = 1,0
	Радиатор сверху перекрыт выступающей стеновой нишей	m = 1,07
	Радиатор сверху прикрыт подоконником (нишей), а с лицевой части — декоративным экраном	m = 1,12
	Радиатор полностью заключен в декоративный кожух	m = 1,2

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья — «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Для примера взят совершенно произвольный план жилого дома

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Помещение, его площадь, высота потолка. Утепленность пола и «соседство» сверху и снизу	Количество внешних стен и их основное расположение относительно сторон света и «розы ветров». Степень утепления стен	Количество, тип и размер окон	Наличие входных дверей (на улицу или на балкон)	Требуемая тепловая мощность (с учетом 10% резерва)
Площадь 78,5 м²				10,87 кВт ≈ 11 кВт
1. Прихожая. 3,18 м². Потолок 2.8 м. Утеленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак.	Одна, Юг, средняя степень утепления. Подветренная сторона	Нет	Одна	0,52 кВт
2. Холл. 6,2 м². Потолок 2.9 м. Утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Нет	Нет	Нет	0,62 кВт
3. Кухня-столовая. 14,9 м². Потолок 2.9 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Свеху — утепленный чердак	Две. Юг-Запад. Средняя степень утепления. Подветренная сторона	Два, однокамерный стеклопакет, 1200 × 900 мм	Нет	2.22 кВт
4. Детская комната. 18,3 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Две, Север — Запад. Высокая степень утепления. Наветренная	Два, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	2,6 кВт
5. Спальная. 13,8 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Две, Север, Восток. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	1,73 кВт
6. Гостиная. 18,0 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак	Две, Восток, юг. Высокая степень утепления. Параллельно направлению ветра	Четыре, двухкамерный стеклопакет, 1500 × 1200 мм	Нет	2,59 кВт
7. Санузел совмещенный. 4,12 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак.	Одна, Север. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно. Деревянная рама с двойным остеклением. 400 × 500 мм	Нет	0,59 кВт
ИТОГО:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности отопления по помещениям

Согласитесь, что рассчитанные результаты, особенно если рассматривать по помещениям в отдельности, могут существенно отличаться от тех, которые получились бы при упоминавшимся выше соотношении 100 Вт на 1 м².

Кстати, калькулятор дает возможность немного «поиграть» с теми исходными данными, которые хозяева в силах изменить, и посмотреть, как будут меняться результаты. Возможно, это поможет выявить «слабые места» и придаст своеобразный импульс на принятие мер по обеспечению максимальной утепленности дома. Затраты на качественную термоизоляцию очень быстро окупятся экономией на системе отопления.

Приведенная система расчета тепловой мощности отопления может вызвать вопрос в том плане, что достаточно размыто указаны критерии утепленности стен. С этим можно согласиться – но это сделано лишь для упрощения самостоятельны вычислений с вполне допустимым уровнем погрешности. Если отталкиваться от точного «канонического» расчета тепловых потерь, алгоритм получится слишком сложным и громоздким, и далеко не каждый среднестатистический посетитель сможет с ним разобраться.

Тем не менее, в качестве полезного «бонуса» будет представлена несложная методика достаточно точной оценки теплотехнических характеристик стен и других элементов здания, чтобы любой хозяин смог сам увидеть, насколько они утеплены, и в какой дополнительной термоизоляции еще нуждаются.

Возможно, вас заинтересует информация о том, каков расход газа на отопление дома 200м2

Оценка степени утепленности элемента дома и требуемой толщины термоизоляции

Общий принцип расчета

Принцип расчета заключается в том, что каждая строительная конструкция жилого дома должна обладать определенным нормированным значением сопротивления теплопередаче. Эти параметры рассчитаны специалистами и сведены в таблицах СНиП, отдельно для каждого региона, в зависимости от особенностей климатических условий.

Таблицы слишком объемны, поэтому в нашем случае предлагаем воспользоваться картой-схемой, расположенной ниже.

Карта схема с нормированными значениями сопротивления теплопередаче строительных конструкций

Обратите внимание, что для стен, перекрытий (полов или потолков) и покрытий (кровля) указаны свои значений – они выделены различными оттенками.

Чаще всего и стены, и другие ограждающие элементы дома имеют многослойную конструкцию (впрочем, это не догма – возможно и однослойное строение, но так расчет будет ещё проще). Каждый из слоев обладает собственными характеристиками термического сопротивления, и все они в сумме дадут итоговый параметр.

Значение сопротивления теплопередаче для каждого отдельного слоя равно:

Rx = hх / λх

hх — толщина слоя в метрах

λх — значение коэффициента теплопроводности материала слоя. Это табличная величина, которую несложно отыскать в справочниках для любого из строительных, отделочных или утеплительных материалов.

Таким образом, зная особенности конструкции стены или другого ограждения, несложно рассчитать суммарную величину сопротивления теплопередаче и выявить, насколько она не соответствует нормированному значению. Ну а если полученную разницу умножить на коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, то это станет рекомендуемой толщиной утепления, чтобы конструкция соответствовала необходимым параметрам.

Упрощенная схема многослойной ограждающей конструкции

В предложенном ниже калькуляторе предусмотрен расчет для многослойной конструкции, включающей основной слой (поз. 1), уже имеющееся утепление (если оно есть) (поз. 2), слой внутренней (поз. 3) и внешней (поз. 4) отделки. Если каких-то слоев в реальности нет – то этот пункт в калькуляторе просто не заполняется.

Примечание: в расчёт не берутся внешние отделочные слои вентилируемых конструкций фасада или кровли (например, сайдинг или кровельный материал), так как их термическое сопротивление не оказывает значимого воздействия на общую утепленность.

Последним пунктом в калькуляторе будет предложено выбрать тот или иной вид утеплителя, и в результате расчетов будет указана рекомендуемая толщина термоизоляционного слоя.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что какой утеплитель лучше под сайдинг

Калькулятор оценки необходимости дополнительного утепления

Вот теперь оценить степень утепленности своих стен (или других элементов здания), для расчета необходимой тепловой мощности отопления – уже не составит большого труда. Можно поступить примерно так – ввести все запрашиваемые значения, а в конце указать в качестве утеплителя, например, минеральную базальтовую вату.

• Если получится результат, стремящийся к нулю (менее 10 мм толщины) или даже отрицательное значение, то можно считать стены хорошо утепленными.
• При рекомендуемой толщине утепления до 75 ÷ 80 мм можно условно считать, что стены имеют среднюю степень утепленности.
• В том случае, когда результат больше, а еще хуже — «зашкаливает» за 100 мм – беда, уровень теплопотерь очень высокий, и система отопления будет «пожирать» энергоресурсы на никому не нужный «обогрев улицы». И в этом случае главные усилия должны быть сконцентрированы на обеспечение надежной термоизоляции.

Безусловно, при желании в интернете можно отыскать более мощные программы профессионального уровня сложности для расчета теплотехнических характеристик системы отопления. В качестве примера – видеосюжет, в котором показан процесс подобного расчета. Но, повторимся, для проведения самостоятельных вычислений вполне подойдет и предложенная методика – уровень погрешности будет вполне допустимым.

Видео: пример расчета системы отопления с помощью специальной прикладной программы

Возможно, вас заинтересует информация о том, что такое байпас в системе отопления

3 Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальные тепловые потоки на отопление Qomax, вентиляцию Qvmaxи горячее водоснабжение Qhmaxжилых, общественных и производственных зданий следует принимать при проектировании тепловых сетей по соответствующим проектам. Тепловые потоки при отсутствии проектов отопления, вентиляции и горячего водоснабжения определяются:

Максимальный тепловой поток на отопление

для жилых и общественных зданий

(1)

для любых зданий при известных наружных объемах

(2)

Максимальный тепловой поток на вентиляцию

для жилых и общественных зданий

(3)

для любых зданий при известных наружных объемах

(4)

Средний тепловой поток на горячее водоснабжение

для жилых и общественных зданий

(5)

для любых зданий при известных тепловых потоках на горячее водоснабжение на 1 человека

(6)

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение

(7)

где ,- удельный показатель теплового потока на отопление (определяется по приложению №4, №6 и №8 в зависимости от типа отапливаемого здания);

— удельный показатель теплового потока на горячее водоснабжение (определяется по приложению №5);

— поправочный коэффициент к величине (определяется по приложению №9)

а- норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре , на одного человека в сутки, л (при);

в- норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях (при температуре на 1 человека);

— температура горячей воды в системе горячего водоснабжения;

tc- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5оС);

— коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным 0.25;

— коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г.- 0.4, после 1985 г. — 0.6;

-общая площадь отапливаемых помещений в жилом квартале, , рассчитываемая по формуле

, (8)

здесь — количество жителей в квартале, рассчитываемое, как, здесь- площадь рассчитываемого квартала,,- плотность населения в рассчитываемом квартале,;

— общая площадь жилого здания, отводимая на одного человека, .

Суммарный тепловой поток по кварталам Q,определяем суммированием расчётных тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

(9)

Среднечасовой тепловой поток за отопительный период

на отопление

(10)

на вентиляцию

(11)

на горячее водоснабжение жилого района в неотопительный период

(12)

где — средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий (определяется по приложению №6);

— средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8 оС и менее (отопительный период),;

— расчетная температура наружного воздуха для отопления, ;

— расчетная температура наружного воздуха для вентиляции, ;

tc- температура холодной (водопроводной) воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной 5оС);

tsc- температура холодной (водопроводной) воды в неотопительный период (при отсутствии данных принимается равной 15оС);

— коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период (см. приложение №7).

Величины ,являются климатическими данными для города, в котором располагается рассчитываемая котельная (определяются по приложению А).

Для построения часовых графиков расходов теплоты на отопление и вентиляцию достаточно использовать два значения тепловых потоков: максимальные Qomaxи Qvmax , определенные при температуре наружного воздуха tн= +8оС. Среднечасовой расход на горячее водоснабжение рассчитывается для двух случаев – для отопительного и неотопительного периодов. График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять собой прямую, параллельную оси абсцисс с ординатойдля отопительного периода и с ординатойдля неотопительного периода.

Суммируя ординаты часовых графиков по отдельным видам теплопотребления, строят суммарный часовой график расходов теплоты Q, который используют также для построения годового графика по продолжительности тепловой нагрузки. Для построения этого графика необходимо иметь данные по продолжительности стояния температур наружного воздуха, принимаемые для конкретного города по приложению №2 и просуммированные с нарастающим итогом.

Для построения годового графика по месяцам, (см. пример решения), используя среднемесячные температуры наружного воздуха из приложения №3, определяют по формулам (10) и (11) тепловые потоки на отопление и вентиляцию для каждого месяца отопительного периода. Суммарный тепловой поток для каждого месяца отопительного периода определяется как сумма тепловых потоков на отопление, вентиляцию и среднечасового теплового потока для данного периода на горячее водоснабжение.

Для неотопительного периода (при ), суммарный тепловой поток будет равен среднечасовому тепловому потоку на горячее водоснабжение в данный период, Qshm.

Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Стр 1 из 4

Оглавление: Стр.

Введение………………………………………………………………………….3

1.Исходные данные…………………..…….………………..………….….……5

2.Расчет тепловых нагрузок.……………..…………….…………………………7

3. Расчёт тепловых потоков……………..…………….………………..………..8

4.Тепловой график потребления теплоты по месяцам……………………….10

5. График по продолжительности температур наружного воздуха.…………..13

6.Температурный график регулирования тепловой нагрузки на отопление…14

7.Гидравлический расчет магистрального трубопровода.……………..……..19

8.Пьезометрических график…………………………………………………..24

9. Подбор сетевых и подпиточных насосов.……………..…………….…….26

10. Расчет самокомпенсации…………………………………………………..28

11.Расчёт тепловой изоляции………………………………………………….29

12.Расчет компенсаторов……………………………………………………….31

13.Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода……………………..32

14.Расчет спускных устройств…………………………………………………33

15. Подбор элеватора……………………………………………………………34

13.Заключение……………………………………………………………………36

14.Список литературы и сайтов …………………………………………………37

15.Приложения…………………………………………………………………..38

Ведение

Отопление и вентиляция — основные компоненты климатической регуляции помещения в холодный период. В теплый период вместо отопления применяется охлаждение и вентиляция. В терминальные периоды, когда ночью температура окружающего помещение воздуха понижается ниже комфортного значения, а днем — выше, режимы климатической регуляции меняются с отопления на охлаждение и обратно. Кроме того, даже в течение стабильно комфортной внешней температуры многие факторы внутренней среды помещения могут требовать климатической регуляции (большое количество людей, работа тепловыделяющих устройств и т.п.).

Понятно, что наиболее предпочтительно использование автоматики, которая способна сама обеспечивать режимы климатической регуляции в моменты, когда ее датчики сигнализируют об выходе из допустимого диапазона комфортной температуры. Этот диапазон всегда можно искусственно менять в зависимости от личных предпочтений.

Существует стандарт СНиП 2.08.01—89, требования которого необходимо учитывать при проектировании и выборе системы отопления и вентиляции в жилых помещениях. В нем описаны климатические параметры, которые должна обеспечить система. Но при этом затрагиваются и требования к архитектуре зданий, что не может быть учтено при выборе системы отопления и вентиляции для уже существующего помещения. Соответственно, возникает непростая задача, с которой может справиться специалист, имеющий опыт в таких областях. В такой задаче важно учесть особенности использования жильцами помещения, качество его теплоизоляции, тепловые сопротивления окон и наружных дверей, возможности установки устройств отопления и вентиляции (напольные ли отопители или настенные, возможность организации приточной вентиляции с выносом шумного устройства на балкон или внутренней и т.п.).

В любом случае необходимо знание существующего ассортимента современных устройств отопления и вентиляции и их эксплуатационных характеристик, чтобы, с одной стороны хватило мощности для компенсации тепловых потерь, а с другой стороны не был неоправданно большой избыток мощности, приводящий к дополнительным расходам и неудобствам. В одних случаях могут использоваться фирменные преимущества одних производителей, в других — альтернативных.

В городском округе «Город Чита» теплоснабжение объектов жилищного фонда и городской инфраструктуры осуществляется различными способами — индивидуальными и централизованными источниками тепла.

Централизованными источниками теплоснабжения являются котельные производственных предприятий, муниципальные котельные, а также принадлежащие ОАО «ТГК-14» источники комбинированной выработки тепловой и электрической энергии Читинские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2. Основную часть услуг теплоснабжения города предоставляет ОАО «ТГК-14», тепловые сети данной организации, примыкающие к ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, объединены в единую систему централизованного теплоснабжения — филиал ОАО «ТГК-14» Читинский энергетический комплекс (ЧЭК) и охватывают большую часть территории города. Тепловые сети котельных функционируют изолированно от тепловых сетей других источников. Расположение источников теплоснабжения с выделением зон действия, а также основные тепловые трассы от источников к потребителям приведены на карте-схеме в приложении.

Зоны, не охваченные источниками централизованного теплоснабжения, имеют индивидуальное теплоснабжение.

1. Исходные данные

Характеристика микрорайона

Место – город Чита.

Этажность застройки:

3-и эт. дома – 3 (жителей – 340) (площадь F = 6120м2)

10-и эт. дома – 2 (жителей – 510 чел.) (площадь F = 9180м2)

16-и эт. дома – 1 (жителей – 343) (площадь F = 6196м2)

Климатологические данные

Для расчёта принимаем следующие данные:

— расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки) tро= -38°С;

— средняя температура наружного воздуха за отопительный период

tср.о= -34°С.

— продолжительность отопительного периода nо=242сут.

Месячная температура города Чита:

Январь -24.7 °C

Февраль -19.8°C

Март -10.6°C

Апрель +2.4°C

Май +11.1°C

Июнь +15.7°C

Июль +17.9°C

Август +12.2°C

Сентябрь +7.8°C

Октябрь +1.1°C

Ноябрь — 3.7°C

Декабрь -22.1°C

Технические условия

Для разработки систем жизнеобеспечения необходимы следующие данные:

1) Система теплоснабжения закрытая

2) Расчетная температура теплоносителя в тепловой сети:

в подающем трубопроводе tп=110 ˚С

в обратном трубопроводе tо=70 ˚С;

3) Располагаемый перепад давления в тепловой сети на вводе в микрорайон ΔРр=500 кПа;

4) Давление в распределительном газопроводе Ргаз=0,6 Мпа;

5) Давление в городском водопроводе Рвод=600 кПа;

6) Глубина заложения уличного коллектора канализационной сети Нул=3,5 м.

Расчет тепловых нагрузок

qo = 87 Вт/м2- удельный показатель теплового потока на отопление жилых зданий,

-наотопление жилых и общественных зданий

Qomax = q0 · A · (1+K1)

— на вентиляцию общественных зданий

Qvmax = К1· К2·qo· А

— на горячее водоснабжение в отопительный период

Qhm= qh·m

Cуммарный расход теплоты определяется по формуле с учетом тепловых потерь в сетях и оборудовании в размере 5%

QΣ= Qomax+ Qvmax+ Qhm

qh – укрупненныйпоказатель среднего расхода теплоты на ГВС на одного человека, (407 Вт)

m – число потребителей

t’в – средняя температура внутреннего воздуха в отапливаемых зданиях 18˚С

tн – текущее значение наружного воздуха, ℃

tн.о, tн.в – расчетная температура наружного воздуха, ℃

К1–коэффициент учитывающий расход теплоты на отопление жилых зданий (0,26).

К2– коэффициент учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (0,6).

Температура наружного воздуха для расчета систем отопленияtо = — 38℃

Общая площадь жилого дома на одного жителяfобщ. = 18м2/чел.

А = fобщ·m = 1193·18 = 21474(м2)

Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальный тепловые потоки на отопление QO, вентиляцию QVи горячее водоснабжение Qhm жилых, при отсутствии проектов определяются по формулам:

· q0 – удельный показатель теплового потока на отопление (см приложение №5);

· А – общая площадь отапливаемых помещений в жилом доме м2;

· К1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий = 0.4

· К2 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий = 0.25

· m – количество жителей;

Расчёт теплового потока на отопление в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов

Qот.мах= q0 · A · (1 + K1) = 87 · 6120 ·(1 + 0.4) = 91 (МВт)

Для двух 10эт. домов

Qот.мах= q0 ·A · (1 + K1 ) =90 ·9180 · (1 + 0.4) =129( МВт)

Для одного 16эт. дома

Qот.мах= q0 ·A · (1 + K1 ) = 93 ·6196 · (1 + 0.4) = 92(МВт)

Расчёт теплового потока на вентиляцию в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов

Qвен.мах= q0 · A · (1 + K1) = 87 · 6120 ·(1 + 0.25) = 86(МВт)

Для двух 10эт. домов

Qвен.мах= q0 ·A · (1 + K1 ) = 90 ·9180 · (1 + 0.25) = 103 (МВт)

Для одного 16эт. дома

Qвен.мах= q0 ·A · (1 + K1 ) = 93 ·6196 · (1 + 0.25) = 87 (МВт)

Расчёт теплового потока на горячее водоснабжение в трёх домах:

Для трёх 3эт. домовQhm = 2.4 •qh•m = 2.4 • 1.17 • 340 = 95 (МВт)

Для двух 10эт. домовQhm = 2.4 •qh · m = 2.4 ·1.25 ·510 = 105 (МВт)

Для одного 16эт. дома Qhm = 2.4 •qh · m = 2.4 ·1.33 ·343 = 101 (МВт)

Суммарный тепловой поток в трёх домах:

Для трёх 3эт. домовQ∑ = Qот. + Qвен. + Qhm = 91 + 86 + 95 = 272 (МВт)

Для двух 10эт. домовQ∑ = Qот .+ Qвен. + Qhm = 129 + 103 + 105 = 337(МВт)

Для одного 16эт. дома Q∑ = Qот .+ Qвен. + Qhm = 92 + 87 + 101 = 280 (МВт)

Расчёт тепловых потоков

Таблица 3.

№ дома	Плотность населения дома	Количество Жителей в доме	Общая Площадь А м2	Тепловые потоки МВт
Qоmax	Qвmax	Qhm	Q∑
3эт.
10эт.
16эт.

Пьезометрический график

График используется для учета взаимного влияния геодезического профиля района, высоты абонентских систем, действующих напоров в тепловой сети.

Максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение в неотопительный период 800 т/ч. Расчетные температуры сетевой воды 110-70˚С.

Масштабы пьезометрического графика: вертикальный Мв 1:1000 и горизонтальный Мг 1: 10000. Напор на всасывающей стороне сетевых насосов Нвс = 30 метров. Превышение точки В по отношению к точке А составляет 9,5 метров. Располагаемый напор в данном примере принят равным 40 метров. Превышение точки Д по отношению к точке С составляет 9,5 метра.

Определим для данного периода потери напора в главной магистрали используя формулу пересчета:

∆H`вод = ∆Hвод — = 9,5 — = 1,8 (м)

Аналогичные потери напора (1,8 м) примем и для обратной магистрали. Потери напора в оборудовании источника тепла, а также располагаемый напор для квартальной теплосети примем аналогичными что и для отопительного периода.

Рис.4пьезометрический график

Расчет самокомпенсации.

Определить изгибающее напряжение от термических деформаций в трубопроводе диаметром dн= 200 мм у неподвижной опоры А (рис.) при расчетной температуре теплоносителя t = 110 0С и температуре окружающей среды tо= -380С. Модуль продольной упругости стали Е = 2×105 МПа, коэффициент линейного расширения a = 1,25×10-5 1/0C. Сравнить с допускаемым напряжением dдоп= 86 МПа

Рис.5

Определим линейное удлинение DL1 длинного плеча L1

DL1= a×L1× (t — to) = 1,25×10-5× 50× (110 + 38) = 0,93 (м)

При b= 400 и n = L1/L2 = 2.5 находим изгибающее напряжение у опоры А по формуле:

Полученное изгибающее напряжение превышает допускаемое sдоп= 80 МПа. Следовательно данный угол поворота не может быть использован для самокомпенсации.

Расчет тепловой изоляции.

Определить по нормируемой плотности теплового потока толщину тепловой изоляции для двухтрубной тепловой сети с dн= 200 мм, проложенной в канале типа КЛП 100×55. Глубина заложения канала hк= 3,5 м. Среднегодовая температура грунта на глубине заложения оси трубопроводов t 0 = 4 0С. Теплопроводность грунта lгр= 2,0 Вт/м град. Тепловая изоляция — маты из стеклянного штапельного волокна с защитным покрытием из стеклопластика рулонного РСТ. Среднегодовая температура теплоносителя в подающем трубопроводе t1 = 780С, в обратном t2 = 41 С.

Определим внутренний dвэ и наружный dнэ эквивалентные диаметры канала по внутренним (1.0´0,55м) и наружным (2,07´0,83м) размерам его поперечного сечения

Термическое сопротивление внутренней поверхности канала Rпк

определим по формуле:

Термическое сопротивление стенки канала Rк, приняв коэффициент теплопроводности железобетона определим по формуле:

Термическое сопротивление грунта Rгр при глубине заложения оси труб h = 3 м и теплопроводности грунта определим по формуле:

Приняв температуру поверхности теплоизоляции 40 0С, определим средние температуры теплоизоляционных слоев подающего tтп и обратного tто трубопроводов согласно:

Коэффициенты теплопроводности тепловой изоляции (матов из стеклянного штапельного волокна) для подающего , и обратного , трубопроводов:

= 0,042 + 0,00028 ×tтп= 0,042 + 0,00028 × 59 = 0,06 Вт/( м × 0С)

= 0,042 + 0,00028 ×tто= 0,042 + 0,00028 × 40,5= 0,053 Вт/( м ×0С)

Термическое сопротивление поверхности теплоизоляционного слоя, приняв предварительно толщину слоя изоляции dи= 50 мм = 0,05 мопределим по формуле:

Примем по приложению №16 методического пособия, нормируемые линейные плотности тепловых потоков для подающего q11 = 41,6 Вт/м и обратного q12 = 17,8 Вт/м трубопроводов. Определим суммарные термические сопротивления для подающего Rtot,1 и обратного Rtot,2 трубопроводов при К1= 0,8 (см. приложение №20)

Коэффициенты взаимного влияния температурных полей подающего и обратного трубопроводов:

Определим требуемые термические сопротивления слоёв для подающего Rкп и обратного Rко трубопроводов, м× град/Вт

Определим требуемые толщины слоев тепловой изоляции для подающего dк1 и обратного dк2

Расчет компенсаторов

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Определить размеры П-образного компенсатора и его реакцию для участка трубопровода с длиной пролета между неподвижными опорами L = 150 м. Расчетная температура теплоносителя t1= 110 0С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления t0 = -380С. Учесть при расчетах предварительную растяжку компенсатора.

Приняв коэффициент температурного удлинения a= 1,20×10-2 мм/м×0С, определим расчетное удлинение участка трубопровода по формуле:

Dl= a× L× (t1 — t0) = 1,20 ×10-2 ×150× (110 + 38) = 266 (мм)

Расчетное удлинение Dlр с учетом предварительной растяжки компенсатора составит

Dlр= 0,5 ×Dl = 0,5 × 266 = 133 (мм)

По приложению №23, ориентируясь на Dlp, принимаем П-образный компенсатор имеющий компенсирующую способность Dlк= 120 мм, вылет H = 2,0 м, спинку с = 1,88 м. По приложению №24 определим реакцию компенсатора Р при значении Рк= 0,72 кН/см и Dlр= 13,3 (см)

Р = Рк×Dlр= 0,72 × 13,3 = 9,56 кН

Расчет спускных устройств.

Спускное устройство(клапан) – устройство позволяющие предотвратить возникшее давление в тепловой сети.

Определить диаметры спускных устройств (воздушников и спускников) для участка трубопровода, схема которого приведена на рис.7.

	Рис .7

Выполним расчеты для левой стороны. Определим приведенный диаметр dred по формуле:

Приняв коэффициент расхода для вентиля m = 0,0144, коэффициент

n = 0,72 при времени опорожнения не более 2 часов, определим диаметр спускного устройства для левой стороны d1

Выполним аналогичные расчеты и для правой стороны. Диаметр спускного устройства для правой стороны d2

Определим диаметр штуцера и запорной арматуры d для обеих сторон

Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d =18 мм меньше рекомендованного dу=50 мм (см. рекомендации в методическом пособии), к установке принимаем штуцер с наибольшим диаметром из сравниваемых dу=50 мм.

Подбор элеватора

Элеватор (водоструйный насос) – устройство для смешения высокотемпературной воды из теплосети с водой из обратной магистрали системы отопления и создания в последней циркуляционного давления.

Для системы отопления с расчетным расходом сетевой воды на отопление G = 4,7 т/ч и расчетным коэффициентом смешения uр= 2,2, определить диаметр горловины элеватора и диаметр сопла исходя из условия гашения всего располагаемого напора.

Потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды h = 1,5 м. Располагаемый напор в тепловом пункте перед системой отопления Hтп= 25м.

Расчетный диаметр горловины dг определяется по формуле:

Расчетную величину диаметра горловины округляем до стандартного диаметра в сторону уменьшения dг= 30 мм. Располагаемый напор перед элеватором H для расчета сопла определяется как разность располагаемого напора перед системой отопления Hтп и потерь напора в системе отопления h.

H = Hтп– h = 25–1,5 = 23,5 м

Расчетный диаметр сопла определяем по формуле:

(мм)

Выбран элеватор 40с10бк, производительность 3,0 – 5,0 т/ч

Технические характеристики:

1) Максимальна температура воды, поступающей из теплосети — 150 °C;

2) Максимальная температура обратной воды — 70 °C;

3) Максимальное рабочее давление — 10 кгс/см2;

4) Минимальный напор, необходимый для работы элеватора — 1…1,5 кгс/см2;

5) Материал корпуса, штуцера, фланцев – сталь;

6) Материал сопла — латунь (сталь).

Заключение

В данной курсовой работе выполнен расчет тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение домов микрорайона города.

Произведены расчеты тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построены зависимости данных нагрузок от температуры наружного воздуха. Из графиков тепловых нагрузок видно, что нагрузки на отопление сильно зависят от температуры наружного воздуха; нагрузки на горячего водоснабжения (ГВС), и практически не изменяются на протяжении года.

Определены расчетные расходы теплоносителя, выбраны трубопроводы на каждом участке сети исходя из расходов теплоносителя и допустимых потерь давления на участке. Построен пьезометрический график, и выбрана тепловая изоляция.

Литература и сайты:

1.СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР М.: Стройиздат, -1997. -140с.

2. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети -М.: Госстрой, -2001. -48 с.

3.Теплоснабжение/Козин В. Е. и др. -М.: Высшая школа, -1980. -408 с.

4.Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. -М.: Издательство МЭИ, -1999. -472 с.

5.Теплотехнический справочник/Под ред. Юренева В. Н. и Лебедева П. Д. в 2-х т. М.: Энергия. -1995. Т. 1. -744 с.

6.Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/Под ред. Николаева А. А. -М.: Стройиздат. -1965. -360 с.

7.Справочник по теплоснабжению и вентиляции /Щёкин Р. В. и др. В 2-х кн. Киев: Будивельник, -1996, Кн. 1. -416 с.

8.Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. -М.: Энергия, -1994. -240 с.

9.Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. -М.: Энергия, -1989. -248 с

10. Теплоснабжение: учебное пособие для студентов.: Высшая школа, 1980 – 408стр. В.Е. Козин, Т.А.Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А Слемзин

11.В. М. Боровков, А. А. Калютик, В. В. Сергеев. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей.

12. Ширакс З. Э. Теплоснабжение. -М.: Энергия, -1999. -256 с.

13. http://www.twirpx.com/files/tek/warming/

14. http://www.bestreferat.ru/referat-category-92-1.html

15.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%EF%EB%EE%F2%E5%F5%ED%E8%EA%E0

16. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/139128/Теплотехника

Приложения:

Приложение №1 Значения эквивалентной длиныдля труб при åx = 1

Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м	Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м
, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001	, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001
	33,5´3,2	0,84	0,67	0,56		377´9	21,2	16,9	14,2
	38´2,5	1,08	0,85	0,72		426´9	24,9	19,8	16,7
	45´2,5	1,37	1,09	0,91		426´6	25,4	20,2
	57´3	1,85	1,47	1,24		480´7	29,4	23,4	19,7
	76´3	2,75	2,19	1,84		530´8	33,3	26,5	22,2
	89´4	3,3	2,63	2,21		630´9	41,4	32,9	27,7
	108´4	4,3	3,42	2,87		720´10	48,9	38,9	32,7
	133´4	5,68	4,52	3,8		820´10	57,8		38,7
	159´4,5	7,1	5,7	4,8		920´11	66,8	53,1	44,7
	194´5	9,2	7,3	6,2		1020´12	76,1	60,5	50,9
	219´6	10,7	8,5	7,1		1120´12	85,7	68,2	57,3
	273´7	14,1	11,2	9,4		1220´14	95,2	95,2	63,7
	325´8	17,6	14,0	11,8		1420´14	115,6	91,9	77,3

Приложение №2 Значение коэффициента k2.

Материал теплоизоляционного слоя	условный проход трубопроводов, мм
25-65	80-150	200-300	350-500
Полимербетон	0,7	0,8	0,9	1,0
Пенополиуретан, фенольный поропласт ФЛ	0,5	0,6	0,7	0,8

Приложение №3 Технические характеристики основных сетевых насосов.

Тип насоса	Подача, м3/с (м3/ч)	Напор, м	Допустимый кавитационный запас, м ст.ж., не менее	Давление на входе в насос, МПа(кгс/см2) не более	Частота вращения (синхронная), 1/с(1/мин)	Мощность, кВт	К. п. д., %, не менее	Температура перекачиваемой воды, К(°С), не более	Масса насоса, кг
СЭ-160-50 СЭ-160-70 СЭ-160-100 СЭ-250-50 СЭ-320-110 СЭ-500-70-11 СЭ-500-70-16 СЭ-500-140 СЭ-800-55-11 СЭ-800-55-16 СЭ-800-100-11 СЭ-800-100-16 СЭ-800-160 СЭ-1250-45-11 СЭ-1250-45-25 СЭ-1250-70-11 СЭ-1250-70-16 СЭ-1250-100 СЭ-1250-140-11 СЭ-1250-140-16 СЭ-1600-50 СЭ-1600-80 СЭ-2000-100 СЭ-2000-140 СЭ-2500-60-11 СЭ-2500-60-25 СЭ-2500-180-16 СЭ-2500-180-10 СЭ-3200-70 СЭ-3200-100 СЭ-3200-160 СЭ-5000-70-6 СЭ-5000-70-10 СЭ-5000-100 СЭ-5000-160	0,044(160) 0,044(160) 0,044(160) 0,069(250) 0,089(320) 0,139(500) 0,139(500) 0,139(500) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,221(800) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,347(1250) 0,445(1600) 0,445(1600) 0,555(2000) 0,555(2000) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,695(2500) 0,890(3200) 0,890(3200) 0,890(3200) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000) 1,390(5000)		5,5 5,5 5,5 7,0 8,0 10,0 10,0 10,0 5,5 5,5 5,5 5,5 14,0 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 22,0 22,0 12,0 12,0 28,0 28,0 15,0 15,0 32,0 15,0 15,0 15,0 40,0	0,39 4 0,39 4 0,39 4 0,39 4 0,39 4 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08 11 1,57 16 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08 11 2,45 25 1,08 11 1,57 16 1,57 16 1,08(11) 1,57(16) 2,45(25) 1,57(16) 1,57(16) 1,57(16) 1,08(11) 2,45(25) 1,57(16) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,98(10) 0,59(6) 0,98(10) 1,57(16) 0,98(10)	50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 50(3000) 25(1500) 25(1500) 25(1500) 50(3000)			393(120) 453(180) 453(180) 393(120) 453(180) 393(120)	— — — — — — — — — — — — — — — — — —

Оглавление: Стр.

Введение………………………………………………………………………….3

1.Исходные данные…………………..…….………………..………….….……5

2.Расчет тепловых нагрузок.……………..…………….…………………………7

3. Расчёт тепловых потоков……………..…………….………………..………..8

4.Тепловой график потребления теплоты по месяцам……………………….10

5. График по продолжительности температур наружного воздуха.…………..13

6.Температурный график регулирования тепловой нагрузки на отопление…14

7.Гидравлический расчет магистрального трубопровода.……………..……..19

8.Пьезометрических график…………………………………………………..24

9. Подбор сетевых и подпиточных насосов.……………..…………….…….26

10. Расчет самокомпенсации…………………………………………………..28

11.Расчёт тепловой изоляции………………………………………………….29

12.Расчет компенсаторов……………………………………………………….31

13.Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода……………………..32

14.Расчет спускных устройств…………………………………………………33

15. Подбор элеватора……………………………………………………………34

13.Заключение……………………………………………………………………36

14.Список литературы и сайтов …………………………………………………37

15.Приложения…………………………………………………………………..38

Ведение

Отопление и вентиляция — основные компоненты климатической регуляции помещения в холодный период. В теплый период вместо отопления применяется охлаждение и вентиляция. В терминальные периоды, когда ночью температура окружающего помещение воздуха понижается ниже комфортного значения, а днем — выше, режимы климатической регуляции меняются с отопления на охлаждение и обратно. Кроме того, даже в течение стабильно комфортной внешней температуры многие факторы внутренней среды помещения могут требовать климатической регуляции (большое количество людей, работа тепловыделяющих устройств и т.п.).

Понятно, что наиболее предпочтительно использование автоматики, которая способна сама обеспечивать режимы климатической регуляции в моменты, когда ее датчики сигнализируют об выходе из допустимого диапазона комфортной температуры. Этот диапазон всегда можно искусственно менять в зависимости от личных предпочтений.

Существует стандарт СНиП 2.08.01—89, требования которого необходимо учитывать при проектировании и выборе системы отопления и вентиляции в жилых помещениях. В нем описаны климатические параметры, которые должна обеспечить система. Но при этом затрагиваются и требования к архитектуре зданий, что не может быть учтено при выборе системы отопления и вентиляции для уже существующего помещения. Соответственно, возникает непростая задача, с которой может справиться специалист, имеющий опыт в таких областях. В такой задаче важно учесть особенности использования жильцами помещения, качество его теплоизоляции, тепловые сопротивления окон и наружных дверей, возможности установки устройств отопления и вентиляции (напольные ли отопители или настенные, возможность организации приточной вентиляции с выносом шумного устройства на балкон или внутренней и т.п.).

В любом случае необходимо знание существующего ассортимента современных устройств отопления и вентиляции и их эксплуатационных характеристик, чтобы, с одной стороны хватило мощности для компенсации тепловых потерь, а с другой стороны не был неоправданно большой избыток мощности, приводящий к дополнительным расходам и неудобствам. В одних случаях могут использоваться фирменные преимущества одних производителей, в других — альтернативных.

В городском округе «Город Чита» теплоснабжение объектов жилищного фонда и городской инфраструктуры осуществляется различными способами — индивидуальными и централизованными источниками тепла.

Централизованными источниками теплоснабжения являются котельные производственных предприятий, муниципальные котельные, а также принадлежащие ОАО «ТГК-14» источники комбинированной выработки тепловой и электрической энергии Читинские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2. Основную часть услуг теплоснабжения города предоставляет ОАО «ТГК-14», тепловые сети данной организации, примыкающие к ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, объединены в единую систему централизованного теплоснабжения — филиал ОАО «ТГК-14» Читинский энергетический комплекс (ЧЭК) и охватывают большую часть территории города. Тепловые сети котельных функционируют изолированно от тепловых сетей других источников. Расположение источников теплоснабжения с выделением зон действия, а также основные тепловые трассы от источников к потребителям приведены на карте-схеме в приложении.

Зоны, не охваченные источниками централизованного теплоснабжения, имеют индивидуальное теплоснабжение.

1. Исходные данные

Характеристика микрорайона

Место – город Чита.

Этажность застройки:

3-и эт. дома – 3 (жителей – 340) (площадь F = 6120м2)

10-и эт. дома – 2 (жителей – 510 чел.) (площадь F = 9180м2)

16-и эт. дома – 1 (жителей – 343) (площадь F = 6196м2)

Климатологические данные

Для расчёта принимаем следующие данные:

— расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки) tро= -38°С;

— средняя температура наружного воздуха за отопительный период

tср.о= -34°С.

— продолжительность отопительного периода nо=242сут.

Месячная температура города Чита:

Январь -24.7 °C

Февраль -19.8°C

Март -10.6°C

Апрель +2.4°C

Май +11.1°C

Июнь +15.7°C

Июль +17.9°C

Август +12.2°C

Сентябрь +7.8°C

Октябрь +1.1°C

Ноябрь — 3.7°C

Декабрь -22.1°C

Технические условия

Для разработки систем жизнеобеспечения необходимы следующие данные:

1) Система теплоснабжения закрытая

2) Расчетная температура теплоносителя в тепловой сети:

в подающем трубопроводе tп=110 ˚С

в обратном трубопроводе tо=70 ˚С;

3) Располагаемый перепад давления в тепловой сети на вводе в микрорайон ΔРр=500 кПа;

4) Давление в распределительном газопроводе Ргаз=0,6 Мпа;

5) Давление в городском водопроводе Рвод=600 кПа;

6) Глубина заложения уличного коллектора канализационной сети Нул=3,5 м.

Расчет тепловых нагрузок

qo = 87 Вт/м2- удельный показатель теплового потока на отопление жилых зданий,

-наотопление жилых и общественных зданий

Qomax = q0 · A · (1+K1)

— на вентиляцию общественных зданий

Qvmax = К1· К2·qo· А

— на горячее водоснабжение в отопительный период

Qhm= qh·m

Cуммарный расход теплоты определяется по формуле с учетом тепловых потерь в сетях и оборудовании в размере 5%

QΣ= Qomax+ Qvmax+ Qhm

qh – укрупненныйпоказатель среднего расхода теплоты на ГВС на одного человека, (407 Вт)

m – число потребителей

t’в – средняя температура внутреннего воздуха в отапливаемых зданиях 18˚С

tн – текущее значение наружного воздуха, ℃

tн.о, tн.в – расчетная температура наружного воздуха, ℃

К1–коэффициент учитывающий расход теплоты на отопление жилых зданий (0,26).

К2– коэффициент учитывающий расход теплоты на вентиляцию общественных зданий (0,6).

Температура наружного воздуха для расчета систем отопленияtо = — 38℃

Общая площадь жилого дома на одного жителяfобщ. = 18м2/чел.

А = fобщ·m = 1193·18 = 21474(м2)

Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Максимальный тепловые потоки на отопление QO, вентиляцию QVи горячее водоснабжение Qhm жилых, при отсутствии проектов определяются по формулам:

· q0 – удельный показатель теплового потока на отопление (см приложение №5);

· А – общая площадь отапливаемых помещений в жилом доме м2;

· К1 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий = 0.4

· К2 — коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий = 0.25

· m – количество жителей;

Расчёт теплового потока на отопление в трёх домах:

Для трёх 3эт. домов

>Обоснование расчета удельных показателей расхода тепла на отопление разноэтажных
жилых зданий

Summary:

Обоснование расчета удельных показателей расхода тепла на отопление разноэтажных жилых зданий

Описание:

При определении тепловой нагрузки источников тепла, расчета диаметров магистральных и распределительных тепловых сетей пользуются укрупненными показателями расчетного расхода тепла на отопление, отнесенного на 1 м2 общей площади квартир здания.

Ключевые слова: тепловые сети, СНиП 41-02-2003, отопление жилых зданий, СЕиП 2.04.07-86

К Cводу правил по проектированию и строительству городских тепловых сетей, разрабатываемых в развитие СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети»

В. И. Ливчак, начальник отдела энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы

При определении тепловой нагрузки источников тепла, расчета диаметров магистральных и распределительных тепловых сетей пользуются укрупненными показателями расчетного расхода тепла на отопление, отнесенного на 1 м2 общей площади квартир здания.

В предыдущей редакции СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» приводилась таблица этих укрупненных показателей, которую предполагалось перенести в Свод правил к новой редакции СНиП 41-02-2003. Однако эта таблица безнадежно устарела и требует пересмотра.

Во-первых, данная таблица построена только для зданий до 5 этажей, в то время как основная этажность жилых домов массового строительства в городах нашей страны — это 9–12 этажей и выше.

Во-вторых, строка показателей для здания с учетом внедрения энергосберегающих мероприятий не отражает действительных возможностей этих мероприятий, допуская снижение удельных показателей только на 1–6 %. Эта строка должна быть снята, а ориентиром в энергосбережении могут служить удельные показатели расчетного расхода тепла на отопление для зданий современного строительства.

В-третьих, градация таблицы показателей для зданий постройки до 1985 года и после не связана ни с какими документами, повышающими теплозащиту зданий в этот период, и не отражает истинного положения вещей.

И наконец, вызывает удивление отсутствие закономерности в изменении показателей в зависимости от региона строительства, подтверждением чего может быть, например, соотношение показателей для 3–4-этажных зданий: между –30 и –35 °С разрыв 137 — 128 = 9 пунктов, между –35 и –40° всего 3 пункта, а между –40 и –45° опять больше 12 пунктов.

Исходя из практики строительства, целесообразно по этажности здания разбить на 1–3-этажные, подразделив их на одноквартирные дома и сблокированные, поскольку они значительно отличаются по компактности А/V (отношение суммарной площади наружных ограждений к объему здания): в одноквартирных А/V = 0,65–0,55, в сблокированных А/V = 0,4—0,35, соответственно, сокращается и удельный расход тепла на отопление, т. к. на единицу объема приходится меньше площади наружных ограждений, т. е. уменьшается площадь охлаждения.

Затем должны следовать 5-этажные дома первого периода индустриального домостроения (1958–1965 гг.) с компактностью A/V = 0,35–0,32. В Москве это кирпичные дома типовой серии 1-511, блочные 1-510 и панельные 1-515, II-32, К-7, 1605.

Затем 9-этажные здания, сооружаемые по проектам 1961-1970 гг. с компактностью А/V = 0,3–0,27. К ним следует отнести кирпичные дома серии II-29, блочные II-18, панельные II-49, II-57, 1-515, 1605АМ.

В этих градациях надо выделить отдельно кирпичные здания, т. к. при дефиците этого строительного материала толщина стен принималась из минимально допустимого значения теплопередаче. А в однослойных панелях и блоках применяется керамзитобетон, теплопроводность которого была ниже кирпича, в результате стены получались более теплые. Также в трехслойных железобетонных панелях с утеплителем в середине сопротивление теплопередаче стен было выше, чем кирпичных, и, соответственно, фактические удельные показатели расхода тепла на отопление при одинаковой компактности были ниже.

Следующий период — строительство 12–14-этажных зданий с «теплым» чердаком компактностью А/V = 0,28–0,26 — это панельные дома серии П-30, П-46, П-47, П-55.

И наконец, здания выше 15 этажей — это панельные серии П-3, П-44, КТЖС, Пд-4, позже И-155, 111-МО, монолитные здания по индивидуальным проектам и другие, строительство которых ведется и сейчас.

Далее, с послевоенных лет и до 1995 года (выход Постановления Минстроя № 18-81 от 11 августа 1995 г.) основные положения СНиП II-А.7 и II-3 «Строительная теплотехника» не пересматривались, поэтому 1985 год не может служить «границей» изменения удельных показателей.

Конечно, продолжалось совершенствование расчетов теплопередачи ограждений, был введен коэффициент теплотехнической однородности конструкции, учитывающий мостики холода в трехслойных панелях, пытались установить экономически эффективную толщину теплоизоляции, но это не отразилось на итоговой величине сопротивления теплопередаче наружных ограждений здания.

Требуемое сопротивление теплопередаче несветопрозрачных наружных ограждений определялось исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий, задавались разные, в зависимости от ограждения, значения разности температуры внутреннего воздуха в отапливаемом помещении и температуры внутренней поверхности наружного ограждения: в жилых зданиях для стен Dt = 6 °C, для покрытий Dt = 4 °C, по формуле Rотр = n(tво — tно / Dt •aв),

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения поверхности ограждающей конструкции относительного наружного воздуха; для вертикальных наружных стен и покрытия n = 1;

tов — расчетная температура внутреннего воздуха, в жилых домах в районах строительства с tно > –30 °С, tво = 18 °С, с tно ≤ –30 °С, tво = 20 °С;

tно — расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления (средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92);

aв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности наружного ограждения, принимается 8,7 Вт/(м2•°С).

Требуемое сопротивление теплопередаче оконного проема принималось, за исключением крайне северных регионов, по факту значения изготавливаемых тогда окон: двухстекольные с раздельным переплетом Rо.разд = 0,38 м2•°С/Вт и со спаренным переплетом Ro.спар = 0,34 м2•°С/Вт.

В соответствии с Постановлением Минстроя № 18-81 была уменьшена нормируемая разность температур между внутренним воздухом и поверхностью ограждения: для стен до Dt = 4 °С, для покрытий и чердачных перекрытий Dt = 3 °С; были повышены значения нормируемого сопротивления теплопередаче наружных ограждений с реализацией в проектах начиная с 1995 года, и второй этап — с 2000 года.

Например, для региона с расчетной температурой наружного воздуха tно = –25 °С это составит для стен жилого здания, вместо
Rотр = 1•(18 + 25)/(6•8,7) = 0,82 м2•°С/Вт,
на первом этапе R = 2,0 м2•°С/Вт, на втором — 3,15 м2•°С/Вт, для покрытия соответственно 1,23, 3,0 и 4,7 м2•°С/Вт.

Минимальное значение требуемого сопротивления теплопередаче окон, независимо от этапа внедрения, для тех же условий составило 0,54 м2•°С/Вт при рекомендуемом соотношении площади окон к площади всех вертикальных наружных ограждений не более 0,18 для жилых зданий и 0,25 — для общественных.

В отличие от теплопотерь через наружные ограждения, зависящих от их сопротивления теплопередаче, другие составляющие теплового баланса здания за этот период (до 1995 года) претерпели значительные изменения, хотя это было только уточнение расчетов, не повлиявшее на величину требуемого расхода тепла на отопление.

Так, в СНиП II-Г.7-62 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» теплопотери на нагрев инфильтрующегося в жилые здания наружного воздуха принимались в размере 8 % от теплопотерь через наружные ограждения, и бытовые тепловыделения не учитывались.

Затем опытным путем выявили значительную величину объема инфильтрующегося воздуха, в зависимости от этажности зданий, на 20–40 % превышающую нормируемое значение количества свежего воздуха, необходимого для вентиляции квартир (3 м3/ч на 1 м2 площади жилых комнат).

Однако учет в полном объеме инфильтрационной составляющей теплового баланса здания вызвал неоправданное увеличение расчетного расхода тепла на отопление, не подтверждающееся практикой эксплуатации таких же зданий.

Тогда пришли к выводу о необходимости учета бытовых тепловыделений в квартирах, включающих тепловыделения от людей, от освещения, приготовления пищи и мытья посуды, от пользования электрическими приборами, а также теплопоступления от трубопроводов горячего водоснабжения, полотенцесушителя и от рассеянной радиации.

Натурные испытания теплового и воздушного режима ряда зданий разных типовых серий, выполненные в МНИИТЭПе под руководством автора , позволили установить расчетную удельную величину бытовых тепловыделений в муниципальных квартирах на уровне 21 Вт/м2 площади пола жилых комнат и кухни (такое значение было записано в СНиП 11-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» и последующем издании СНиП 2.04.05-86) и выявили тенденцию снижения этой величины по мере уменьшения плотности заселения квартир.

В дальнейшем, по мере улучшения жилищных условий в стране, эта норма была пересмотрена в сторону уменьшения и составила в настоящее время 17 Вт/м2 площади пола жилых комнат при заселенности до 20 м2 общей площади квартиры на человека (СНиП 23-02-2003) с понижением до минимального значения, рекомендованного СНиП 2.04.05-98 — 10 Вт/м2, при заселенности 45 м2/чел. (в новой редакции СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» эти указания вообще отсутствуют).

В части инфильтрации наружного воздуха с выходом упомянутого ранее Постановления Минстроя стали применять плотные окна, изготовленные по европейской технологии, воздухопроницаемость которых не превышала 0,9–1,2 кг/ч на м2 поверхности окна при перепаде давлений в 10 Па.

Расчеты показывают , что при такой низкой воздухопроницаемости в системах естественной вентиляции, например 17-этажного жилого дома, даже на первом этаже объем инфильтрации через закрытые окна ниже требуемого значения, исходя из обеспечения вентиляции квартир.

Это позволило инфильтрацию наружного воздуха назначать на всех этажах одинаковой в объеме нормативного воздухообмена, который принимается в жилых домах заселенностью до 20 м2/чел. — 3 м3/(ч•м2), а при менее плотном заселении квартиры — 30 м3/ч на человека, но не ниже 0,35 обмена в час от объема квартиры (СНиП 23-02-2003, Приложение Г).

В целом по зданию оказалось, что при расчете теплопотерь учет инфильтрации в уменьшенном объеме примерно соответствует в расчетных условиях величине разности расхода тепла на ее нагрев в полном объеме и бытовых тепловыделений в квартирах.

Поэтому удельный расчетный расход тепла на отопление на м2 общей площади квартир зданий, построенных в 1950-60-х годах, практически не отличается от зданий строительства в более поздний период — до 1995 года.

Годы с 1995 по 2000 можно рассматривать как переходный период, когда могли быть построены здания и по старым проектам, и с повышенной теплозащитой. А 2000 год, в соответствии с Постановлением Госстроя № 18-11 от 02.02.98 г., обязующего с 2000 года не принимать в эксплуатацию здания, не отвечающие по сопротивлению теплопередаче требованиям второго этапа энергосбережения, можно считать началом другого уровня удельных показателей расчетного расхода тепла на отопление. Строительство в Москве отвечает этим требованиям.

На удельные показатели расхода тепла на отопление следует учитывать влияние этажности зданий, поскольку, во-первых, в зданиях массового строительства с повышением этажности возрастает объем инфильтрующегося воздуха, а соответственно и расчетный расход тепла на отопление, и во-вторых, с понижением этажности увеличивается относительная площадь наружных ограждений на м2 общей площади квартир, и поэтому доля расхода тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха и бытовых тепловыделений в тепловом балансе здания снижается.

На базе анализа удельных расчетных расходов тепла на отопление жилых зданий типовых серий, сооружаемых в Москве начиная с 1950-х годов , и с учетом дополнительно выполненных расчетов расхода тепла на отопление современных 2–3-этажных одноквартирных и сблокированных домов с наружными ограждениями, соответствующими старым и новым нормам, а также с учетом опыта экспертизы проектов строительства после 2000 года можно установить для условий центральной России (с расчетной температурой наружного воздуха –25 °С) следующие величины удельного расчетного расхода тепла на отопление, в зависимости от периода строительства и этажности зданий, которые в дальнейшем будут рассматриваться как базовый вариант, — см. табл. 1.

Таблица 1 Удельные расчетные показатели расхода тепла на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади при tно = –25 °С, qо, Вт/м2

Этажность жилых зданий 1–3 4–6 7–10 11–14 >15 Строительство до 1995 года 185/135 80/70 75/65 85 85 Строительство после 2000 года 85/65 55 50 45 40

Примечание * Для 1–3-этажных зданий в числителе одноквартирные дома, в знаменателе — сблокированные. Для 4–10-этажных зданий в числителе кирпичные дома, в знаменателе — панельные. В показателях зданий строительства после 2000 года учтено не только повышение теплозащиты ограждений, но и мероприятия по автоматическому регулированию систем отопления.

При выполнении соответствующих расчетов удельных показателей расхода тепла на отопление для базового варианта были учтены изложенные в начале нормативные значения сопротивлений теплопередаче основных наружных ограждений, нормы воздухообмена и удельная величина бытовых тепловыделений в квартирах, влияющих на соотношение составляющих теплового баланса жилого дома :

• для 9-этажных зданий строительства до 1995 года теплопотери через стены составляют 39 %, а теплопотери через окна — 21 % от расчетных теплопотерь через наружные ограждения и с инфильтрущимся воздухом при температуре наружного воздуха, равной tно; 8 % составляют теплопотери через покрытие и цокольное перекрытие; 32 % — на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха в объеме, на 30 % превышающем вентиляционный воздухообмен, бытовые тепловыделения — 9 % от расчетных теплопотерь (таким образом, расчетный расход тепла на отопление по отношению к расчетным теплопотерям составит: 0,21 + 0,39 + 0,08 + 0,32 — 0,09 = 0,91);

• для 5-этажного здания того же периода постройки доли теплопотерь изменятся соответственно на 31, 19, 17 и 33 %, бытовых тепловыделений — на 8 %;

• для 1–3-этажных одноквартирных зданий соответственно — на 37, 25, 20 и 18 %, бытовые тепловыделения — на 6 %, сблокированных зданий — на 33, 22, 26 и 18–20 %, бытовые тепловыделения — на 6–8 %;

• для зданий выше 9 этажей соотношение теплопотерь практически не меняется, по сравнению с 9-этажными зданиями;

• для зданий в 9 и выше этажей строительства после 2000 года теплопотери через стены составляют 20–23 %, через окна — 25–28 %, через покрытия и перекрытия — 4–6 % и с инфильтрующимся воздухом — 45–50 %, относительная доля бытовых тепловыделений от расчетных теплопотерь возрастает, по сравнению с домами, построенными до 1995 года, до 18–20 %;

• для зданий в 5 этажей того же периода застройки доли теплопотерь соответственно изменятся на 16, 25, 9, 48–50 %, а бытовых тепловыделений — на 16–18 %;

• для зданий меньшей этажности увеличивается доля теплопотерь через покрытие и перекрытие, достигая для зданий до 3 этажей 15 %, при одинаковой доли в 30 % теплопотерь через стены и окна, уменьшается доля потерь тепла с инфильтрующимся воздухом до 25 % и бытовыми тепловыделениями до 6–8 % из-за снижения плотности заселения одноквартирных домов. Для сблокированных домов эти показатели соответственно будут: стен — 16–20 %, окон — 28–32 %, покрытий и перекрытий — 15–18 %, инфильтрация — 30–36 %, а бытовые тепловыделения — 9–13 %.

При пересчете этих показателей на иные наружные условия следует учитывать:

1. В жилых зданиях строительства до 1995 года нормируемое значение сопротивления теплопередаче несветопрозрачных наружных ограждений зависит от расчетной температуры наружного воздуха района строительства, а сопротивление теплопередаче окон, за исключением крайнего севера, объем инфильтрующегося наружного воздуха и величина бытовых тепловыделений не зависит.

2. В жилых зданиях строительства после 2000 года изменение сопротивления теплопередаче наружных ограждений для различных регионов подчинено закону выполнения равенства показателей удельного количества тепла, потребляемого за отопительный период для одной этажности зданий, отнесенного к величине градусосуток этого периода.

3. В зависимости от этажности зданий и года строительства меняется в общих теплопотерях доля тепла на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха и доля бытовых тепловыделений, но последние по абсолютной величине не зависят от изменения расчетной наружной температуры района строительства.

4. Показатели расчетного удельного расхода тепла на отопление для разных районов строительства будут зависеть от соотношения разности расчетных температур внутреннего и наружного воздуха, соответствующих искомому району строительства и взятому за базу (при tно = –25 °С) с учетом перечисленных выше положений, т. к. сопротивление теплопередаче основных наружных ограждений уже будет отличаться от базового.

На практике это означает, что если, например, для 9-этажного кирпичного дома строительства до 1995 года в базовом варианте (при tно = –25 °С) относительный расчетный расход тепла на отопление составляет:
0,39 + 0,21 + 0,08 + 0,32 — 0,09 = 0,91, то в регионе с tно = –45 °C он будет:
•(20 + 45)/(18 + 25) — 0,09 = 1,18 единиц, или от базового составит: 1,18/0,91 = 1,30.

Повышается сопротивление теплопередаче стен, покрытий и перекрытий, а сопротивление теплопередаче окон, объем инфильтрации наружного воздуха и бытовые тепловыделения не меняются, но все вместе, кроме бытовых тепловыделений, они увеличиваются с понижением расчетной наружной температуры. Именно на эту величину (в 1,3 раза) удельный расчетный показатель расхода тепла на отопление дома, построенного в регионе с tно = –45 °С, будет превышать показатель построенного в регионе с tно = –25 °С.

Для зданий строительства после 2000 года, поскольку нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций даны в СНиП 23-02-2003, в зависимости от градусосуток отопительного периода, необходимо предварительно определить, какому числу градусосуток соответствует каждая расчетная температура наружного воздуха.

Градусосутки отопительного периода (D•d) — это произведение разности температур внутреннего воздуха tв = 20 °С и средней за отопительный период наружной температуры tнср на длительность отопительного периода (n) в сутках. Обе последние величины принимают по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», в зависимости от региона строительства.

Анализ СНиП 23-01-99* позволил найти эту закономерность (исключив из массива данных портовые города северо-восточных холодных морей, где при относительно высокой средней температуре наружного воздуха наблюдается длительный отопительный период), которая представлена в таблице 2. Там же указаны нормируемые значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений, пересчитанные из таблицы 4 СНиП 23-02-2003.

Результаты расчетов удельных показателей расчетного расхода тепла на отопление, в зависимости от значения расчетной температуры наружного воздуха и периода строительства здания с использованием вышеприведенных данных и закономерностей по соотношению теплопотерь через наружные ограждения и с инфильтрующимся воздухом, сведены в таблице 3.

Таблица 2 Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в зависимости от значения расчетной температуры наружного воздуха

Расчетная температура наружного воздуха, tно Градусосутки отопительного периода, соответствующие данной tно , Дd Нормируемое сопротивление теплопередаче, м2 •°С/Вт Показатели относительного сопротивления теплопередаче по отношению к базовому тепловарианту Стен Окон Стены Окна –5 1 000 1,75 0,18 0,56 0,35 –15 3 300 2,56 0,40 0,82 0,77 –25 4 900 3,12 0,52 1,00 1,00 –35 6 600 3,71 0,63 1,19 1,21 –45 8 000 4,20 0,70 1,35 1,35 –55 10 800 5,18 0,77 1,66 1,48

Таблица 3 Удельные показатели расчетного расхода тепла на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади квартир, qo Вт/м2

Этажность жилых зданий Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, tн°, °С -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50 -55 Для зданий строительства до 1995 года 1–3 эт. индивид. 146 155 165 175 185 197 209 219 228 238 248 1–3 эт. сблокир. 108 115 122 129 135 144 153 159 166 172 180 4–6 эт. кирпичн. 59 64 69 74 80 86 92 98 103 108 113 4–6 эт. панельн. 51 56 61 65 70 75 81 85 90 95 99 7–10 эт. кирпичн. 55 60 65 70 75 81 87 92 97 102 107 7–10 эт. панельн. 47 52 56 60 65 70 75 80 84 88 93 >10 эт. 61 67 73 79 85 92 99 105 111 117 123 Для зданий строительства после 2000 года 1–3 эт. индив. 76 76 77 81 85 90 96 102 105 107 109 1–3 эт. сблокир. 57 57 57 60 65 70 75 80 85 88 90 4–6 эт. 45 45 46 50 55 61 67 72 76 80 84 7–10 эт. 41 41 42 46 50 55 60 65 69 73 76 11–14 эт. 37 37 38 41 45 50 54 58 62 65 68 >15 эт. 33 33 34 37 40 44 48 52 55 58 61

Для оценки возможного теплопотребления зданиями в предстоящий отопительный период при расчете необходимого количества топлива или расчетного теплопотребления за прошедший период для сопоставления с фактическим расходом используют нормируемые показатели удельного расхода тепла (тепловой энергии) на отопление зданий за отопительный период. Для зданий строительства после 2000 года эти показатели, отнесенные также к 1 м2 общей площади квартир и к градусосуткам отопительного периода, приведены в СНиП 23-02-2003. Пересчитанные с кДж на Вт•ч, они сведены в таблице 4.

Таблица 4 Нормируемый удельный расход тепла на отопление за отопительный период (qорек), Вт•ч/(м2•°С•сут) жилых зданий — из табл. 8 и 9 СНиП 23-02-2003 (обозначение из того же СНиПа)

Этажность зданий 1–3, индивид. 1–3, сблокир. 4,5 6,7 8,9 10,11 12 и выше qoрек, Вт•ч/(м2 •°С•сут) 36,0 28,0 23,6 22,2 21,1 20,0 19,4

Чтобы получить удельный расход тепла на отопление зданий, построенных после 2000 года, за отопительный период для конкретного региона qoгод показатели из таблицы 4 надо умножить на число градусосуток отопительного периода в данной местности.
qoгод = qoрек• Дd•10–3 , где qoрек — это нормируемый удельный расход тепла на отопление за отопительный период по таблице 4.

Удельный расход тепла на отопление за отопительный период жилых зданий строительства до 1995 года находится методом пересчета удельного расчетного расхода тепла на отопление (qо из табл. 3) на соответствующей средней за отопительный период температуре, а затем умножая полученную величину на число часов отопительного периода.

Для жилых зданий без автоматического регулирования отопления на вводе или в ЦТП расчет выполняется по формуле:

При автоматическом регулировании только графика подачи тепла, учитывающего снижение потребляемого тепла на отопление за счет увеличения доли бытовых тепловыделений (b) в тепловом балансе здания с повышением tн:

При более эффективном автоматическом пофасадном или центральном, с коррекцией по температуре внутреннего воздуха, регулировании системы отопления или индивидуальном регулировании теплоотдачи отопительных приборов с помощью термостатов удельный расход тепла на отопление за отопительный период находится по следующей формуле (1,3 — коэффициент, учитывающий солнечную радиацию):

Например, для 9-этажного жилого дома строительства после 2000 года в районе с tно = –25 °С и величиной Дd = (20 + 3)•213 = 4 900 °С•сут:

Для того же кирпичного дома строительства до 1995 года в том же районе при системе отопления без авторегулирования в ЦТП и на вводе:

при авторегулировании отопления в ЦТП или ИТП по графику с учетом постоянства внутренних тепловыделений:

при пофасадном авторегулировании отопления на вводе в здание:

Здесь видна и эффективность энергосберегающих мероприятий, в том числе и от авторегулирования подачи тепла на отопление, подтверждением которых служат натурные испытания ЦТП и зданий, где было реализовано автоматическое регулирование отопления, выполненное под руководством автора в МНИИТЭП .

Считаем необходимым включить эти формулы определения удельного расхода тепла на отопление жилых зданий за отопительный период в Свод правил, поскольку они, в отличие от удельного расчетного расхода тепла, отражают возникающую экономию тепла в процессе эксплуатации объектов теплоснабжения. По удельному расчетному расходу тепла на отопление можно судить об экономии тепла от реализации мероприятий по утеплению зданий, но этот показатель не позволяет оценить экономию тепла, связанную с увеличивающейся долей бытовых тепловыделений в тепловом балансе здания при повышении наружной температуры, с теплопоступлениями от солнечной радиации, из-за снижения объемов инфильтрации наружного воздуха при уменьшении скорости ветра ниже расчетного значения, заложенного при определении расчетного расхода тепла на отопление. Все это может быть учтено при использовании приведенных выше формул.

И наконец, результаты выполненных расчетов отметают сомнения в том, что удельный расход тепла на отопление за отопительный период (qhreq в СНиП 23-02-2003) должен меняться для разных регионов страны.

Обоснованием этого служит сокращение градусосуток после приравнивания расхода тепла, определенного по двум разным формулам:

И тогда получается, что qh обратнопропорционально сопротивлению теплопередаче наружных ограждений, откуда делается вывод, что qh должно меняться для разных регионов, как меняется величина R.

Но, выполнив это сокращение, мы абстрагировались от всей страны, ограничившись одним конкретным регионом, для которого нормируется конкретное значение qh•Dd, т. е. удельного расхода тепла на м2 площади пола, а не на м2•°С•сут., и сравнивается с рассчитываемым, которое, конечно, будет зависеть от R. Как только мы перейдем в другой регион при нормируемой по СНиП одинаковой величине qhreq (на м2•°С•сут) произведение qh•Dd будет иным, и оно будет обратно пропорционально зависеть от R, рекомендуемого по тому же СНиП для данного региона. И в этом нет никакого противоречия — qh на м2•°С•сут для разных регионов будет постоянным, а произведение qh•Dd (на м2) — разным. Поэтому по-разному и дано обозначение удельного расхода тепла: Вт•ч на м2•°С•сут — qорек, а на м2 — qогод.

Литература

1. Ливчак В. И. Энергоэффективные здания — в московское массовое строительство // АВОК. 1999. № 1.

2. Малявина Е. Г., Бирюков С. В., Дианов С. Н. Воздушный режим жилых зданий // АВОК. 2003. № 6.

3. Ливчак В. И., Дмитриев А. Н. О нормировании тепловой защиты жилых зданий // АВОК. 1997. № 3.

4. Великанов В. П., Грудзинский М. М., Ливчак В. И., Требуков С. П., Махов Л. М. Нормы расхода тепловой энергии на отопление жилых зданий // Водоснабжение и сантехника. 1987. № 9.

5. Грудзинский М. М., Ливчак В. И. Оптимизация режимов отпуска тепла на отопление жилых зданий при групповом и местном авторегулировании / Ливчак В. И. и др. Опыт применения автоматического регулирования отопления в ЦТП. Сб. трудов МНИИТЭП. Теплоснабжение и водоснабжение жилых микрорайонов и зданий. М., 1985.

6. Ливчак В. И., Чугункин А. А., Оленев В. А., Карасев В. Л. Энергоэффективность пофасадного автоматического регулирования систем отопления по результатам натурных испытаний // Водоснабжение и сантехника. 1986. № 5.

РАСЧЕТ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОТОПЛЕНИЕ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ЗА ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Г.1 Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период qhdes, кДж/(м2×°С×сут) или кДж/(м3 ´ °С×сут), следует определять по формуле

qhdes = 103×Qhу/(AhDd) или

qhdes = 103×Qhу/(VhDd), (Г.1)

где Qhу — расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж;

Ah — сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей, м2;

Vh — отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, м3;

Dd — то же, что и в формуле (1).

Г.2 Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода Qhу, МДж, следует определять по формуле

Qhу = bh, (Г.2)

где Qh — общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж, определяемые по Г.3;

Qint — бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж, определяемые по Г.6;

Qs — теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж, определяемые по Г.7;

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

z — коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; рекомендуемые значения:

z = 1,0 — в однотрубной системе с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе или поквартирной горизонтальной разводкой;

z = 0,95 — в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе;

z = 0,9 — однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

z = 0,85 — в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

z = 0,7 — в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха;

z = 0,5 — в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе — регулирование центральное в ЦТП или котельной;

bh — коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения для:

многосекционных и других протяженных зданий bh = 1,13;

зданий башенного типа bh = 1,11;

зданий с отапливаемыми подвалами bh = 1,07;

зданий с отапливаемыми чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты bh = 1,05.

Г.3 Общие теплопотери здания Qh, МДж, за отопительный период следует определять по формуле

Qh = 0,0864 KmDdAesum, (Г.3)

где Km — общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2×°С), определяемый по формуле

Km = Kmtr + Kminf, (Г.4)

Kmtr — приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м2×°С), определяемый по формуле

Kmtr = (Aw/Rwr + AF/RFr + Aed/Redr + Ac/Rcr + nAc1/Rc1r + пАf/Rfr + Af1/Rf1r)/Aesum, (Г.5)

Aw, Rwr — площадь, м2, и приведенное сопротивление теплопередаче, м2×°С/Вт, наружных стен (за исключением проемов);

AF, RFr — то же, заполнений светопроемов (окон, витражей, фонарей);

Aed, Redr- то же, наружных дверей и ворот;

Ас, Rcr — то же, совмещенных покрытий (в том числе над эркерами);

Ac1, Rc1r — то же, чердачных перекрытий;

Af, Rfr — то же, цокольных перекрытий;

Af1, Rf1r — то же, перекрытий над проездами и под эркерами.

При проектировании полов по грунту или отапливаемых подвалов вместо Аf, и Rfr перекрытий над цокольным этажом в формуле (Г.5) подставляют площади Аf, и приведенные сопротивления теплопередаче Rfr стен, контактирующих с грунтом, а полы по грунту разделяют по зонам согласно СНиП 41-01 и определяют соответствующие Аf, и Rfr;

п — то же, что и в 5.4; для чердачных перекрытий теплых чердаков и цокольных перекрытий техподполий и подвалов с разводкой в них трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения по формуле (5);

Dd — то же, что и в формуле (1), °С×сут;

Aеsum — то же, что и в формуле (10), м2;

Kminf — условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м2×°С), определяемый по формуле

Kminf = 0,28×с×па×bv×Vh×raht×k/Aеsum, (Г.6)

где с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);

bv — коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимать bv = 0,85;

Vh и Aesum — то же, что и в формуле (10), м3 и м2 соответственно;

raht — средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м3

raht = 353/, (Г.7)

па — средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч-1, определяемая по Г.4;

tint — то же, что и в формуле (2), °С;

text — то же, что и в формуле (3), °С.

Г.4 Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период па, ч-1, рассчитывается по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле

па = /(bvVh), (Г.8)

где Lv — количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м3/ч, равное для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м2 общей площади и менее на человека) — 3Al;

б) других жилых зданий — 0,35×3Al, но не менее 30т; где т — расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий принимают условно для офисов и объектов сервисного обслуживания — 4Al, для учреждений здравоохранения и образования — 5Al для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений — 6Al;

Al — для жилых зданий — площадь жилых помещений, для общественных зданий — расчетная площадь, определяемая согласно СНиП 31-05 как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м2;

nv — число часов работы механической вентиляции в течение недели;

168 — число часов в неделе;

Ginf — количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч: для жилых зданий — воздуха, поступающего в лестничные клетки в течение суток отопительного периода, определяемое согласно Г.5; для общественных зданий — воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей; допускается принимать для общественных зданий в нерабочее время Ginf = 0,5bvVh;

k — коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный для: стыков панелей стен — 0,7; окон и балконных дверей с тройными раздельными переплетами — 0,7; то же, с двойными раздельными переплетами — 0,8; то же, со спаренными переплатами — 0,9; то же, с одинарными переплетами — 1,0;

ninf — число часов учета инфильтрации в течение недели, ч, равное 168 для зданий с сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией и (168 — nv) для зданий, в помещениях которых поддерживается подпор воздуха во время действия приточной механической вентиляции;

raht, bv и Vh — то же, что и в формуле (Г.6).

Г.5Количество инфильтрующегося воздуха в лестничную клетку жилого здания через неплотности заполнений проемов следует определять по формуле

Ginf = (AF/Ra.F)×(DPF/10)2/3 + Aed/Ra.ed)×(DPed/10)1/2, (Г.9)

где АF и Aed — соответственно для лестничной клетки суммарная площадь окон и балконных дверей и входных наружных дверей, м2;

Ra.F и Ra.ed — соответственно для лестничной клетки требуемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и входных наружных дверей;

DPF и DPed — соответственно для лестничной клетки расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей и входных наружных дверей, определяют по формуле (13) для окон и балконных дверей с заменой в ней величины 0,55 на 0,28 и с вычислением удельного веса по формуле (14) при соответствующей температуре воздуха, Па.

Г.6Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода Qint, МДж, следует определять по формуле

Qint = 0,0864 qintzhtAl, (Г.10)

где qint — величина бытовых тепловыделений на 1 м2 площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания, Вт/м2, принимаемая для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м2 общей площади и менее на человека) qint = 17 Вт/м2;

б) жилых зданий без ограничения социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 45 м2 общей площади и более на человека) qint = 10 Вт/м2;

в) других жилых зданий — в зависимости от расчетной заселенности квартиры по интерполяции величины qint между 17 и 10 Вт/м2;

г) для общественных и административных зданий бытовые тепловыделения учитываются по расчетному числу людей (90 Вт/чел), находящихся в здании, освещения (по установочной мощности) и оргтехники (10 Вт/м2) с учетом рабочих часов в неделю;

zht — то же, что и в формуле (2), сут;

Al — то же, что и в Г.4/

Г.7 Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода Qs, МДж, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям, следует определять по формуле

Qs = tF×kF (AF1I1 + AF2I2 + AF3I3 + AF4I4) + tscykscyAscyIhor, (Г.11)

где tF, tscy — коэффициенты, учитывающие затенение светового проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаемые по проектным данным; при отсутствии данных следует принимать по своду правил;

kF, kscy — коэффициенты относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений соответственно окон и зенитных фонарей, принимаемые по паспортным данным соответствующих светопропускающих изделий; при отсутствии данных следует принимать по своду правил; мансардные окна с углом наклона заполнений к горизонту 45° и более следует считать как вертикальные окна, с углом наклона менее 45° — как зенитные фонари;

AF1, AF2, AF3, AF4 — площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям, м2;

Ascy — площадь светопроемов зенитных фонарей здания, м2;

I1, I2, I3, I4 — средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, МДж/м2, определяется по методике свода правил;

Примечание — Для промежуточных направлений величину солнечной радиации следует определять по интерполяции;

Ihor — средняя за отопительный период величина солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, МДж/м2, определяется по своду правил.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(обязательное)