Теплотехнический расчет. Оценка энергоэффективности здания. Определение годовых эксплуатационных затрат

2.1  Теплотехнический расчет

2.1.1  Оценка энергоэффективности здания

Около 39% первичной энергии потребляется в жилых и офисных зданиях, поэтому в них должны быть заложены большие возможности энергосбережения. Одновременно наблюдается исчерпание запасов ископаемого органического топлива и повышение тарифов на тепловую и электрическую энергию. В связи с этим возникла необходимость комплексного подхода к проведению энергосберегающих мероприятий. В настоящее время выпущен «Стандарт организаций. Нормы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций и оценки энергоэффективности зданий» [36], разработанный РНТО Строителей  (Российское научно-техническое общество строителей).

Настоящий стандарт предназначен для добровольного применения при проектировании ограждающих конструкций новых, капитально ремонтируемых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения. Предлагается современная методика нормирования энергопотребления в зданиях, основанная на комплексном подходе к энергосбережению и применении малозатратных энергосберегающих мероприятий.

Расчеты будут произведены для двух вариантов теплозащиты [1]. Различия вариантов состоят в следующем:

·  №1 – базисный. Ограждающие конструкции имеют минимально допустимый уровень теплозащиты, определенный по формуле (1) [3]; окна с двойным остеклением в деревянных раздельно-спаренных переплетах.

·  №2 – вариант с дополнительным использованием энергосберегающих мероприятий, а именно:

·  - утепление несветопрозрачных наружных ограждений,

·  утилизация теплоты вытяжного воздуха с промежуточным теплоносителем,

·  замена двойного остекления на тройное,

·  установка смесителей с левым расположение крана горячей воды и кранов с регулируемым напором,

·  установка автоматических терморегуляторов у отопительных приборов, дающая возможность учесть бытовые тепловыделения и теплопоступления от солнечной радиации через окна.

Оценка энергоэффективности зданий сводится к определению их энергетической  эксплуатационной характеристики.

Полученные результаты расчета энергетических показателей здания для двух вариантов целесообразно свести в итоговую таблицу №2.1.1.

Определение годовых эксплуатационных затрат

Энергетическая эксплуатационная характеристика зданий равна удельным суммарным затратам  тепловой и электрической энергии, , отапливаемой площади здания за один отопительный период в годовом цикле эксплуатации за вычетом теплопоступлений  от людей, электробытовых приборов и солнечной радиации через световые проемы:

1. Трансмиссионные теплопотери, , за счет теплопередачи через ограждающие конструкции оболочки зданий следует определять по формуле:

Здесь:

 - коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты через ограждения,        (для жилых зданий=1,13; для общественных =1,10);

Принимаем =1,10.

 - коэффициент учета округления тепловой мощности отопительных приборов (для протяженных зданий =1,13; для зданий башенного типа =1,11);

Принимаем =1,13.

  - характеристика отопительного периода, тыс. градусо-часов;

- средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С по [3].

 тыс. градусо-часов.

 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл.3 [2].

  и  - площадь, м², и сопротивление теплопередаче, м² ×К/Вт, ограждающих конструкций оболочки зданий: соответственно, наружных стен, окон, балконных дверей, перекрытия над неотапливаемым  подвалом или техническим подпольем, пола по грунту, чердачного перекрытия или покрытия и др., согласно [2].

2. Энергозатраты, , на подогрев инфильтрующегося холодного воздуха или воздуха для вентиляции помещений здания следует определять по формуле:

Здесь:

 - коэффициент (- плотность, - удельная теплоемкость воздуха);

 – отапливаемый объем здания (13250 м³ );

- эффективная кратность воздухообмена, 1/ч;

 , где

 - продолжительность рабочего времени в учреждении (9 ч/сут);

- кратность воздухообмена в рабочее время, 1/ч, согласно [8]:

- кратность воздухообмена в нерабочее время (0.5 1/ч);

 - коэффициент учета встречного теплового потока при естественном воздухообмене здания; принимается равным:

- 0.7 - для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами,

- 0.8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами,

- 1.0 – для одинарных  окон,   окон и  балконных дверей  со  спаренными переплетами и открытых проемов;

  -  коэффициент температурной эффективности устройств утилизации теплоты при наличии механической вентиляции; принимается равным:

- 0 -  в случае отсутствия утилизации теплоты вытяжного воздуха,

- при наличии утилизации - по проектным данным,

При отсутствии данных принимать:

- 0.4÷0.5 при использовании утилизаторов с промежуточным теплоносителем,

- 0.5÷0.55 при использовании рекуперативных утилизаторов,

- 0.6÷0.85 при использовании вращающихся регенераторов;

-  - при использовании теплонасосных установок.

3.  Энергозатраты на горячее водоснабжение, :

Здесь:

-   - норма расхода горячей воды в средние сутки, л/сут, принимаемая для жилых зданий в 12 этажей и ниже из расчета 105 л/сут на человека, выше 12 этажей - 115л/сут на человека, для других зданий - по приложению 3 [5] (для данного здания 12×N_чел);

 - удельная теплоемкость воды;

 - разность температур, °С, холодной и нагретой воды в системе горячего