- •Общие указания
- •Задание и содержание пояснительной записки
- •Содержание пояснительной записки
- •2. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
- •Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций
- •Ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции
- •Пример 1
- •4. Описание и характеристика системы отопления
- •Тепловой расчёт отопительных приборов
- •Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления
- •Пример 2. Гидравлический расчёт поквартирной системы отопления с автономным источником теплоснабжения
- •Определение воздухообменов помещений и сечений вентиляционных каналов
- •Энергетический паспорт здания
- •Пример 3. Расчёт параметров энергетического паспорта
- •Энергетический паспорт здания
- •Библиографический список
Энергетический паспорт здания
Энергетический паспорт жилых и общественных зданий предназначен для поддержания соответствия показателей энергетической эффективности и теплотехнических показателей здания, показателям, установленным в нормативных документах.
Энергетический паспорт здания должен содержать: общую информацию о проекте; расчётные условия; сведения о функциональном назначении и типе здания; объёмно-планировочные и компоновочные показатели здания; расчётные энергетические показатели здания, в том числе показатели энергоэффективности, теплотехнические показатели; сведения о сопоставлении данных расчёта с нормируемыми показателями; рекомендации по повышению энергоэффективности здания; класс энергетической эффективности здания.
Форма и порядок составления энергетического паспорта здания рассмотрен в примере 3.
Пример 3. Расчёт параметров энергетического паспорта
Исходные данные. Здание расположено в г. Ростове-на-Дону и состоит из двух торцевых секций, общее количество квартир – 40. Стены – самонесущие кирпичные с эффективным утеплителем, окна в виде двойного остекления в раздельных ПХВ переплётах. Покрытие – совмещённое железобетонное с эффективным утеплителем Подвал – тёплый с разводкой трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения. Здание подключено к централизованной системе теплоснабжения. Высота здания – 14,7 м, количество этажей – 5; ориентация фасада здания – северо-восток.
Климатические параметры г. Ростова-на-Дону принимаем согласно [2].
1. Расчётная температура внутреннего воздуха tint. Принимается по табл.3. Для жилых зданий tint. = 20 °С.
2. Расчётная температура наружного воздуха text . Принимается значение средней температуры наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по табл.1. Для г. Ростова-на-Дону text = -22 °С.
3. Расчётная температура «тёплого» чердака tс принимается равной 14 °С, исходя из теплового баланса.
4. Расчётная температура «тёплого» подвала tf принимается равной плюс 2 °С, если в подвале находятся трубы системы отопления и горячего водоснабжения.
5. Продолжительность отопительного периода . Принимается по табл.1, для г. Ростова-на-Дону = 171 сут.
6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht. Принимается по табл.1, tht = -0,6 °С.
7. Градусо-сутки отопительного периода Dd, °С ·сут.. Рассчитываются по формуле (2)
Dd = (tint – tht)·zht = (20 + 0,6)·171 = 3523.
Геометрические показатели
Расчёт площадей и объёмов выполняют по рабочим чертежам здания. Внутренние размеры − длина и ширина здания соответственно равны 69 и 12,3 м.
1.2. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания . Устанавливается по внутренним размерам «в свету» (расстояние между внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций, противостоящих друг другу).
Площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание АW+F+ed определяется по формуле
,
где рst– длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа, м;
; Нh − высота отапливаемого объёма здания, м, представляющая собой расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа.
м2;
Площадь наружных стен AW, м2, вычисляется по формуле
,
где AF − площадь окон, равная сумме площадей всех оконных проёмов здания. Для рассматриваемого здания AF = 425 м2, тогда
м2.
Площадь покрытия Ас, м2, и площадь перекрытия над подвалом Аf, м2, равны площади этажа Аst, м2 (площади, ограниченной внутренними поверхностями наружных стен):
м2.
Общая площадь наружных ограждающих конструкций определяется по формуле:
м2 (11)
1.4. Площадь отапливаемых помещений (для жилых зданий общая площадь квартир) Аh и площадь жилых помещений и кухонь Аl определяется по чертежу здания, для данного примера м2; м2.
1.5. Отапливаемый объем здания Vh, м3, вычисляется как произведение площади этажа Аst, м2, на высоту Нh, м:
м3.
Показатели объёмно-планировочного решения здания:
– коэффициент остеклённости фасадов здания :
;
– показатель компактности здания :
.
Полученные значения проверяем на соответствие требованиям СНиП[1]: и . Для данного жилого пятиэтажного дома = 0,18 > 0,178, = 0,36 > 0,355, следовательно, условия выполняются.
Теплотехнические показатели
Приведённые сопротивления теплопередаче наружных ограждений , м2.°С/Вт, в соответствии с требованиями СНиП [1], должны быть не ниже нормируемых значений , м2.°С/Вт, которые устанавливают по табл.4 в зависимости от градусо-суток района строительства. (Dd=3523°С·сут). Требуемое нормируемое сопротивление теплопередаче для наружных стен ; окон и балконных дверей ; совмещенного покрытия =3,96; перекрытия первого этажа м2·°С/Вт.
Нормируемое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания принимаем по табл.12. Для пятиэтажного жилого здания
кДж/(м2·°С·сут).
Вычисляем приведенный коэффициент теплопередачи здания , Вт/(м2·°С), по формуле:
= (AW/RW + AF/RF + Ac/Rc + Ac1·n/Rc1 + Aed/Red + Af·n/Rf)/,
где AW, RW – площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче, м²·˚С/Вт, наружных стен; AF, RF – то же, заполнений светопроёмов; Ac, Rc – то же, совмещенных покрытий; Af, Rf – то же, цокольных перекрытий; Aed, Red – то же, наружных дверей; Ac1, Rc1 – то же, чердачных перекрытий; n – то же, что в формуле (3), принимается по табл.5; – то же, что и в формуле (11).
Вт/(м2·°С).
Кратность воздухообмена na, ч. Требуемая кратность воздухообмена жилого здания устанавливается из расчета 3 м³/ч удаляемого воздуха на 1 м² площади жилых комнат Аl из расчета заселенности квартиры 20 м² общей площади на одного человека и менее, т.е. количество приточного воздуха в здание Lv, м³/ч, равно 3·Аl.
Так как естественная вентиляция в здании работает круглосуточно, то na
составит:
na = Lv/(βν· Vh), (12)
где βν – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, принимают равным 0,85;
Vh – отапливаемый объем здания, м³.
na ч-1.
Для других жилых зданий с заселенностью квартир более 20 м² на человека в формуле Lv = 0,35·3·Аl, но не менее Lv = 30·m, где m – расчетное число жителей в здании.
Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий
теплопотери за счёт инфильтрации и вентиляции Вт/(м²·С),
определяется по формуле:
= 0,28·с·na·βν· Vh ·ρа·k/ ; , (13)
где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·˚С); na, βν, Vh – то же, что и в формуле (12); ρа - средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³, определяется по формуле:
= 353/[273 + 0,5·(tint + text)] = 353/[273 + 0,5·(20 + (-22)]= 1,29 кг/м³,
tint – то же, что в формуле (2), ºС; text – то же, что в формуле (3), ºС; k – коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный 0,7 – для стыков панелей стен, окон, балконных дверей с тройными раздельными переплетами; то же, с двойными раздельными переплетами – 0,8; то же, со спаренными переплетами – 0,9; то же, с одинарными переплетами – 1,0.
= 0,28·1·0,738·0,85·10922·1,3·0,8/3876 = 0,515 Вт/(м²·С).
Вычисляем общий коэффициент теплопередачи здания km, Вт/(м²·С), по формуле:
= + = 0,56 + 0,515 = 1,075 Вт/(м²·С).
Теплоэнергетические показатели
Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период Qh, МДж, определяются по формуле
,
Qh .
Удельные бытовые тепловыделения qint, Вт/м2, устанавливают исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не
менее 10 Вт/м2 и не более 17Вт/м2. В примере qint = 13 Вт/м2.
Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период Qint, МДж, определяют по формуле
,
где – то же, что и в формуле (2), сут; – величина бытовых тепловыделений на 1м2 площади жилых помещений и кухонь, Al – площадь жилых помещений и кухонь в здании, м2
.
Теплопоступления от солнечной радиации за отопительный период Qs, МДж, вычисляем по формуле, приведённой в [1].
При выполнении домашнего задания теплопоступлениями от солнечной радиации можно пренебречь.
Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , МДж, по формуле
;
где , и , МДж, определены выше. v – коэффициент снижения теплопоступлений за счёт тепловой инерции ограждающих конструкций, v = 0,8; ξ – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, рекомендуемые значения; ξ = 0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и центральным авторегулированием на вводе; ξ = 0,7 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха; ξ = 0,5 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе – регулирование в ЦТП или котельной; βh – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, βh = 1,13.
МДж.
Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , кДж/(м2·°С·сут), по формуле (10) будет равен:
.
Для пятиэтажного жилого дома нормируемое значение кДж/(м2·°С·сут), (табл.12), следовательно, и требования СНиП [1] выполняются.
В случае удовлетворения требований приведённое сопротивление теплопередаче для отдельных элементов наружных ограждений может приниматься ниже нормируемых значений, но не менее минимальных величин Rmin, вычисляемых по формулам:
Для наружных стен м2·°С/Вт.
В рассматриваемом примере для стен здания приняли R0=2,2 м2·°С/Вт, что ниже нормируемого значения м2·°С/Вт, но выше м2·°С/Вт, но не выше ·°С/Вт. Для покрытия и перекрытия первого этажа и оставили без изменения.
Проверяем принятую величину Rо для стен на ограничение по температурному перепаду по формуле (8):
°С,
что меньше =4°С и, следовательно, по этому показателю выбранная конструкция ограждения также удовлетворяет требованиям СНиП [1].
Для заполнения оконных и балконных проемов приняли окна и балконные двери, для которых сопротивление теплопередаче
м2·°С/Вт (см. табл.10),
что выше нормируемого значения =0,414 м2·°С/Вт. (табл.4).
Температура внутренней поверхности остекления должна быть не ниже 3°С.
Расчётное значение , °С, по формуле (9) будет равно
.
Определяем класс энергетической эффективности здания
,
что соответствует классу С «нормальный» [1].