Ключевой вопрос при газификации как жилого дома, так и производственного здания или офиса, это вопрос подбора мощности котла. Основной информацией, необходимой для этого, является потребность в тепловой энергии, рассчитываемая с учетом теплопотерь здания, его назначения, объема, климатической зоны. Все расчеты проводятся для внутренней, наиболее комфортно воспринимаемой нашим организмом температуры, а именно (+20) - (+22)°С (ГОСТ 30494-2011. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях"), и наружной среднестатистической зимней температуры в зависимости от региона. В каждой стране принята определенная методика расчета.

Для тех, кто хочет самостоятельно освоить основы теплотехнических расчетов, может пойти тремя путями:

Первый вариант – пойти длинным путем, обратившись к СНиП II-3-79 и Методическим указаниям, разработанным в АКХ им. К. Д. Панфилова. Там все изложено очень подробно, но для начинающих довольно запутанно и трудночитаемо, так что разбираться придется долго и упорно.

Второй вариант – полазить по сайтам компаний, специализирующихся на монтаже систем отопления или продаже отопительного оборудования. Правда, пойдя по этому пути, можно зайти в тупик, т. к. представленные на таких сайтах расчеты часто психологические "ловушки" - вроде бы что-то дают, но не до конца. В результате человек плюет на самостоятельные потуги и попадает в цепкие объятия фирм. Нельзя сказать, что кругом обман, но понятно, что там, где Вы хотите сэкономить, другие хотят заработать. Наиболее удачный калькулятор мощности котла из всех найденных в Интернете на наш взгляд представлен на сайте интернет-магазина "ТЕПЛОДВОР" .

И, наконец, существует третий вариант . В конце концов, многие люди, лазающие по Интернету – люди с определенным образованием и знаниями, и осилить, как минимум арифметику, им по силам. Итак, следующий вариант – подсчитать требуемую номинальную мощность котла (в кВт) для нужд отопления исходя их нижеприведенной формулы, с которой справится даже школьник.

Q = Kpd, кВт,

Vн – объем здания по наружному обмеру, м3. Принимается по информации БТИ.

a – поправочный коэффициент, учитывающий район строительства, принимается по Таблице 1

Таблица 1

q – удельная отопительная характеристика здания, ккал/(ч х м3 х °C), принимается по Таблице 2.

Таблица 2

	ккал/(ч х м3 х °C)		ккал/(ч х м3 х °C)		ккал/(ч х м3 х °C)		ккал/(ч х м3 х °C)

Если у Вас есть проект и в нем указана удельная отопительная характеристика здания, то следует принять проектное значение;

tвн – средняя расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимается:

Для жилых зданий 18°С для районов с расчетной температурой наружного воздуха выше - 31°С, 20°С для районов с расчетной температурой наружного воздуха ниже - 31°С;

Для новых зданий, имеющих повышенные теплозащитные характеристики tвн принимается соответственно 20 и 22°С;

tнар – средняя температура наружного воздуха в отопительный период в зависимости от региона, °C.

Принимается по СНиП 23-01-99 , таблица 1, графа 5;

Kpd – КПД котла. Принимается в диапазоне от 0,95 до 0,98 или по паспортным данным;

Ки – коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором.

Коэффициент инфильтрации определяется по формуле (будьте внимательны со скобками!) :

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2;

L – свободная высота здания, м, для жилых зданий – высота этажа;

w – расчетная для данной местности скорость ветра в отопительный период, м/с. Принимается по СНиП 23-01-99 , таблица 1, графа 19, но не менее 1м/с.

Значение Ки достаточно мало, поэтому при укрупненном расчете его зачастую даже не применяют.

Не пугайтесь, что при сокращении всех единиц измерения у Вас в результате получились ккал/ч. Для этого в формуле уже есть переводной коэффициент 1/860 (из ккал в кВт).

Приведенная упрощенная методика имеет как плюсы, так и минусы. Основное ее преимущество – это простота расчета и точные результаты в подавляющем большинстве случаев. Минус в недостаточной точности в более сложных вариантах, например, при разной высоте потолков, в случае сложной конфигурации здания, при расположении здания вблизи водоема или на возвышенности, не защищенной от ветров, либо если вы хотите отапливать подвал, гараж, оранжерею или бассейн с большой площадью остекления, то расчет может дать заниженный результат.

Однако расчет можно еще больше упростить, сведя его к одному арифметическому действию! Во многих источниках нередко исходят из того, что на 10 кв.м. помещения приходится 1 кВт мощности , т. е. для расчета мощности котла надо просто площадь дома разделить на 10 и взять ближайший по мощности котел с округлением в большую сторону.

Однако, есть одно "НО"! Как бы точно Вы не рассчитали требуемую мощность котла, никто не застрахован от ситуации с недостаточностью пропускной способности системы газоснабжения. Особенно это актуально для городов с большими темпами строительства, как Краснодар, когда реконструкция системы газоснабжения не поспевает за ростом потребности в "голубом" топливе. При этом, чем крупнее потребитель, тем больше такая вероятность. Так, в нашей практике был случай, когда для отопления дома площадью 600 кв. м. горгаз выдал техусловия на установку отопительного оборудования мощностью 44 кВт. А все потому, что дом был построен в старом густозаселенном районе вместо ветхой лачуги площадью не более 50 кв. м.

Коэффициент инфильтрации

Миграция различных природных вод, представляющих собой растворы веществ, сквозь горные породы сопровождается различными явлениями, имеющими большое значение для геохимии.

На своем пути состав такого раствора значительно меняется. Углекислота, кислород, а также щелочи, щелочноземельные элементы, галоиды являются главными компонентами, которые, будучи в избытке, вступают в реакцию с вмещающими породами, или в свою очередь могут быть выщелочены из пород, если воды окажутся недосыщенными.

Механизм воздействия вод на породы еще мало изучен. Тем не менее следует остановиться на имеющихся данных. Р. Маккей предложил так называемый коэффициент инфильтрации, представляющий отношение скорости просачивания растворенного вещества (ν в) к скорости просачивания растворителя(ν р):

Нетрудно представить себе, что этот коэффициент варьирует весьма сильно для различных пород и просачивающихся сквозь них веществ. Однако во всех случаях этот коэффициент был меньше единицы, т. е. растворитель проникал сквозь породы с большей скоростью. Выравнивание скоростей растворенного вещества и растворителя наступает лишь при наличии разломов либо иного пути, при котором никакой фильтрации не происходит. Во всех остальных случаях плотные малопроницаемые породы играют роль фильтра - мембраны, которая затормаживала прохождение рудоносной части растворов, вызывая ее задержку, подпруживание, быстро приводившее к пересыщению раствора и началу минерализации.

Так, например, в Средней Азии в районах, сложенных переслаивающимися карбонатными породами и эффузивами, было обнаружено неоднократно повторяющееся в разрезе полиметаллическое оруденение, располагавшееся на нижней границе эффузивных пластов, игравших роль экрана для поступавших снизу рудоносных растворов.

В. А. Жариков поставил эксперименты с целью воспроизведения эффекта инфильтрации, в ходе которых обнаружил, что кислотный остаток солей, находившихся в растворе, мигрировал особенно ин- тенсивно, явно опережая продвижение оставшихся катионов. Это в свою очередь позволило Д. С. Коржинскому утверждать, что первая волна всякого метасоматического воздействия на породы отличается кислотностью. Косвенным подтверждением этого явились известные ореолы фтора вокруг касситеритовых залежей, мышьяка вокруг золотых месторождений и т. д.

Другим примером более сложного взаимодействия растворов и пород могут служить метасоматические залежи двух типов: апограниты и региональные метасоматиты.

В качестве примера метасоматитов первого рода рассмотрим апограниты северо-западного Тарбагатая. Они представляют собой несколько выходов биотитовых гранитов, подвергшихся воздействию щелочных растворов, в результате чего возникла вертикальная зональность. Массив Ак-Джайляо представляет собой глубинную часть гранита, из которого были вынесены рудные компоненты, два других массива - Ийсор и Большой - верхние зоны, характеризовавшиеся привносом натрия, фтора и редких элементов: лития, бериллия, редких земель, циркония, ниобия, тантала.

Зоны метасоматоза возникали на месторождениях Тарбагатая в следующей последовательности (по вертикали): жильные метасоматиты с рибекитом, эгирином (в экзоконтакте интрузии), рибекит-эгирин астрофиллит-биотит-полевой шпат (метасоматиты эндоконтакта интрузии), рибекит-альбитовые апограниты, кварц- микроклин-альбит-биотитовые породы (исходные граниты, подвергшиеся микроклинизации).

Эта зональность представляет собой инфильтрационную фациальную метасоматическую зональность Д. С. Коржинского.

Если рассматривать метасоматический процесс в последовательности его прохождения снизу вверх, то первая зона его будет характеризоваться площадной микроклинизацией. Эта часть разре-

за гранитов в результате подобного замещения явилась главной зоной выноса натрия, фтора и редких элементов. Следующая зона стала зоной альбитизации, что указывает на понижение щелочности и температуры (с ней связан привнос натрия, железа, фтора и редких земель и вынос калия, кремнезема, алюминия).

Повышение активности натрия, кальция, фтора и редких элементов в апикальной зоне гранитов ведет к появлению новых минералов к замещению эвксенита пирохлором и гагаринитом:

TR 2 Nb 2 O 8 + CaF 2 + NaF→(Са, TR, Na) Nb 2 0 6 F + Na (Са, TR) 2 F 6 .

Следовательно, и в данном, весьма ярко проявленном процессе метасоматоза снова улавливаются главные его черты: развитие в тыловой части метасоматической колонки мощного процесса К-метасоматоза, выше Na-метасоматоза и редкометального оруденения, сопровождаемого интенсивной минерализацией фтора.

Второй тип метасоматитов, носящих региональный характер, рассмотрим на примере Криворожского месторождения. Толща, состоящая из пластов железистых кварцитов и слюдистых сланцев, подверглась интенсивному метасоматозу, связанному с процессом гранитизации гнейсов, подстилающих Криворожскую толщу. В результате в породы поступали растворы, содержавшие значительное количество натрия и углекислоты. При воздействии этого раствора на железистые кварциты возникали эгириниты, слюдяные сланцы замещались альбититами. Углекислота привела к появлению карбонатных метасоматитов (доломита, кальцита, пистомезита, сидерита и др.), распространенных в зависимости от того, находились ли во вмещающих породах компоненты, способные дать соединение с углекислотой (медь, магний, железо и др.). Карбонатные метасоматиты обычно выходили за пределы щелочных метасоматитов.

Как оптимизировать затраты на отопление? Эта задача решается только комплексным подходом, учитывающим все параметры системы, здания и климатические особенности региона. При этом важнейшей составляющей является тепловая нагрузка на отопление: расчет часовых и годовых показателей входят в систему вычислений КПД системы.

Зачем нужно знать этот параметр

Что же представляет собой расчет тепловой нагрузки на отопление? Он определяет оптимальное количество тепловой энергии для каждого помещения и здания в целом. Переменными величинами являются мощность отопительного оборудования – котла, радиаторов и трубопроводов. Также учитываются тепловые потери дома.

В идеале тепловая мощность отопительной системы должна компенсировать все тепловые потери и при этом поддерживать комфортный уровень температуры. Поэтому прежде чем выполнить расчет годовой нагрузки на отопление, нужно определиться с основными факторами, влияющими на нее:

• Характеристика конструктивных элементов дома. Наружные стены, окна, двери, вентиляционная система сказываются на уровне тепловых потерь;
• Размеры дома. Логично предположить, что чем больше помещение – тем интенсивнее должна работать система отопления. Немаловажным фактором при этом является не только общий объем каждой комнаты, но и площадь наружных стен и оконных конструкций;
• Климат в регионе. При относительно небольших снижениях температуры на улице нужно малое количество энергии для компенсации тепловых потерь. Т.е. максимальная часовая нагрузка на отопление напрямую зависит от степени снижения температуры в определенный период времени и среднегодовое значение для отопительного сезона.

Учитывая эти факторы составляется оптимальный тепловой режим работы системы отопления. Резюмируя все вышесказанное можно сказать, что определение тепловой нагрузки на отопление необходимо для уменьшения расхода энергоносителя и соблюдения оптимального уровня нагрева в помещениях дома.

Для расчета оптимальной нагрузки на отопление по укрупненным показателям нужно знать точный объем здания. Важно помнить, что эта методика разрабатывалась для больших сооружений, поэтому погрешность вычислений будет велика.

Выбор методики расчета

Перед тем, как выполнить расчет нагрузки на отопление по укрупненным показателям или с более высокой точностью необходимо узнать рекомендуемые температурные режимы для жилого здания.

Во время расчета характеристик отопления нужно руководствоваться нормами СанПиН 2.1.2.2645-10. Исходя из данных таблицы, в каждой комнате дома необходимо обеспечить оптимальный температурный режим работы отопления.

Методики, по которым осуществляется расчет часовой нагрузки на отопление, могут иметь различную степень точности. В некоторых случаях рекомендуется использовать достаточно сложные вычисления, в результате чего погрешность будет минимальна. Если же оптимизация затрат на энергоносители не является приоритетной задачей при проектировании отопления – можно применять менее точные схемы.

Во время расчета почасовой нагрузки на отопление нужно учитывать суточную смену уличной температуры. Для улучшения точности вычисления нужно знать технические характеристики здания.

Простые способы вычисления тепловой нагрузки

Любой расчет тепловой нагрузки нужен для оптимизации параметров системы отопления или улучшения теплоизоляционных характеристик дома. После его выполнения выбираются определенные способы регулирования тепловой нагрузки отопления. Рассмотрим нетрудоемкие методики вычисления этого параметра системы отопления.

Зависимость мощности отопления от площади

Для дома со стандартными размерами комнат, высотой потолков и хорошей теплоизоляцией можно применить известное соотношение площади помещения к требуемой тепловой мощности. В таком случае на 10 м² потребуется генерировать 1 кВт тепла. К полученному результату нужно применить поправочный коэффициент, зависящий от климатической зоны.

Предположим, что дом находится в Московской области. Его общая площадь составлять 150 м². В таком случае часовая тепловая нагрузка на отопление будет равна:

15*1=15 кВт/час

Главным недостатком этого метода является большая погрешность. Расчет не учитывает изменение погодных факторов, а также особенности здания – сопротивление теплопередачи стен, окон. Поэтому на практике его использовать не рекомендуется.

Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания

Укрупненный расчет нагрузки на отопление характеризуется более точными результатами. Изначально он применялся для предварительного расчета этого параметра при невозможности определить точные характеристики здания. Общая формула для определения тепловой нагрузки на отопление представлена ниже:

Где q° – удельная тепловая характеристика строения. Значения нужно брать из соответствующей таблицы, а – поправочный коэффициент, о котором говорилось выше, Vн – наружный объем строения, м³, Tвн и Tнро – значения температуры внутри дома и на улице.

Предположим, что необходимо рассчитать максимальную часовую нагрузку на отопление в доме с объемом по наружным стенам 480 м³ (площадь 160 м², двухэтажный дом). В этом случае тепловая характеристика будет равна 0,49 Вт/м³*С. Поправочный коэффициент а = 1 (для Московской области). Оптимальная температура внутри жилого помещения (Твн) должна составлять +22°С. Температура на улице при этом будет равна -15°С. Воспользуемся формулой для расчета часовой нагрузки на отопление:

Q=0.49*1*480(22+15)= 9,408 кВт

По сравнению с предыдущим расчетом полученная величина меньше. Однако она учитывает важные факторы – температуру внутри помещения, на улице, общий объем здания. Подобные вычисления можно сделать для каждой комнаты. Методика расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям дает возможность определить оптимальную мощность для каждого радиатора в отдельно взятом помещении. Для более точного вычисления нужно знать среднетемпературные значения для конкретного региона.

Такой метод расчета можно применять для вычисления часовой тепловой нагрузки на отопление. Но полученные результаты не дадут оптимально точную величину тепловых потерь здания.

Точные расчеты тепловой нагрузки

Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.

Что же такое сопротивление теплопередачи (R )? Это величина, обратная теплопроводности (λ ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d ). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:

Расчет по стенам и окнам

Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.

В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:

• Площадь стен – 280 м² . В нее включены окна – 40 м² ;
• Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56 ). Толщина наружных стен – 0,36 м . Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи – R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт ;
• Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм . Для него λ=0,036 . Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт ;
• Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
• Сопротивление теплопередачи окон – 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).

Фактически тепловые потери через стены составят:

(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С

Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:

124*(22+15)= 4,96 кВт/час

Расчет по вентиляции

Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:

(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

4,96+1,11=6,07 кВт/час

Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт

Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.

К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.

Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.

Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.

В системах централизованного тепло­снабжения (СЦТ) по тепловым сетям пода­ется теплота различным тепловым потреби­телям. Несмотря на значительное разнооб­разие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: I) сезонная;

2) круглогодичная.

Изменения сезонной нагрузки зависят от климатических усло­вий: температуры наружного воздуха, на­правления и скорости ветра, солнечного из­лучения, влажности воздуха и т.п. Основ­ную роль играет наружная температура. Се­зонная нагрузка имеет сравнительно посто­янный суточный график и переменный го­довой график нагрузки. К сезонной тепло­вой нагрузке относятся отопление, вентиля­ция, кондиционирование воздуха.

К круглогодичной нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водо­снабжение.

График технологической нагрузки зави­сит от профиля производственных предпри­ятий и режима их работы, а график нагруз­ки горячего водоснабжения - от благоуст­ройства жилых и общественных зданий, со­става населения и распорядка его рабочего дня, а также от режима работы коммуналь­ных предприятий - бань, прачечных. Эти нагрузки имеют переменный суточный гра­фик. Годовые графики технологической на­грузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от вре­мени года. Как правило, летние нагрузки ниже зимних вследствие более высокой температуры перерабатываемого сырья и водопроводной воды, а также благодаря меньшим теплопотерям теплопроводов и производственных трубопроводов.

Одна из первоочередных задач при про­ектировании и разработке режима эксплуа­тации систем централизованного тепло­снабжения заключается в определении значений и характера тепловых нагрузок.

В том случае, когда при проектировании установок централизованного теплоснаб­жения отсутствуют данные о расчетных расходах теплоты, основанных на проектах теплопотребляющих установок абонентов, расчет тепловой нагрузки проводится на ос­нове укрупненных показателей. В процессе эксплуатации значения расчетных тепло­вых нагрузок корректируют по действительным расходам. С течением времени это дает возможность установить проверенную тепловую характеристику для каждого по­требителя.

Сезонная нагрузка Отопление

Основная задача отопления -это поддержание внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства

где Q - суммарные тепловые потери зда­ния; Q T - теплопотери теплопередачей че­рез наружные ограждения; Q и - теплопо­тери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха; Q 0 -подвод теплоты в здание через отопи­тельную систему; Q rv - внутренние тепло­выделения.

Тепловые потери здания в основном за­висят от первого слагаемого Q r . Поэтому для удобства расчета можно тепловые поте­ри здания представить так:

где = Q и / Q т ; - коэффициент инфильтра­ции, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям те­плопередачей через наружные ограждения.

Источником внутренних тепловыделе­ний Q тв, в жилых зданиях являются обычно люди, приборы для приготовления пищи (газовые, электрические и другие плиты), осветительные приборы. Эти тепловыделе­ния носят случайный характер и не поддаются никакому регули­рованию во времени.

Для обеспечения в жилых районах нор­мального температурного режима во всех отапливаемых помещениях обычно уста­навливают гидравлический и температур­ный режим тепловой сети по наиболее не­выгодным условиям, т.е. по режиму отопле­ния помещений с нулевыми тепловыделе­ниями (Q TB = 0).

Для предупреждения существенного по­вышения внутренней температуры в поме­щениях, в которых внутренние тепловыде­ления значительны, необходимо периоди­чески выключать часть отопительных при­боров или снижать расход теплоносителя; через них.

Качественное решение этой задачи возможно лишь при индивидуальной автома­тизации, т.е. при установке авторегулято­ров непосредственно на нагревательных приборах и вентиляционных калориферах.

Источник внутренних тепловыделений в промышленных зданиях - тепловые и си­ловые установки и механизмы (печи, сушила, двигатели и др.) различного рода. Внут­ренние тепловыделения промышленных предприятий довольно устойчивы и нередко представляют существенную долю расчетной отопительной нагрузки, поэтому они должны учитываться при разработке режима теплоснабжения промышленных, районов.

Теплопотери теплопередачей через наружные ограждения, Дж/с или ккал/ч, мо­гут быть определены расчетным путем по формуле

где F - площадь поверхности отделы; k – коэффициент теплопередачи наружных ограждений; t – разность температур воздуха с внутренней и наружной сторон ограждающих конструкций.

Теплопотери теплопередачей можно определить по формуле Ермолаева:

где k с, k ок, k пл, k пт – коэффициенты теплопередачи стен, окон, пола нижнего этажа, потолка верхнего этажа;  - коэффициент остекления, т.е. отношение площади окон к площади вертикальных ограждений;  1 и  2 – поправочные коэффициенты на расчетный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограждений; t в – усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений; t н – температура наружного воздуха.

Теплогютери путем теплопередачи че­рез наружные ограждения здания

a полные теплопотери с учетом инфильт­рации

где q ov – удельные теплопотери здания.

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальный коэффициент инфильтрации в большинстве случаев составляет 3 - 6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтра­цию не вводят в расчет, т.е. принимают = 0. Для учета инфильтрации значение удельных теплопотерь принимают с не­большим запасом.

Теплопотери инфильтрацией промыш­ленных зданий нередко достигают 25 - 30 % теплопотерь через наружные ограждения, и их необходимо учитывать при расчете.

Расчетный расход теплоты на отопление необходимо определять для расчетной наружной температу­ры для проектирования систем отопления t но , равной средней тем­пературе наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период.

Температура внутренней поверхности наружных стен непосредственно влияет на интенсивность теплоотдачи излучением от поверхности человеческого тела при нахо­ждении человека в жилых и общественных зданиях; максимальная разность между температурой воздуха в помещениях и тем­пературой внутренней поверхности наруж­ных стен должна быть не выше 6 °С.

Удельные теплопотери жилых и обще­ственных зданий с наружным объемом V > 3000 м, сооруженных по новым проек­там после 1985 г., а также более утепленных зданий, сооруженных ранее, в районах с расчетной наружной температурой для отопления t но = - 30 °С могут быть ориентировочно вычислены как

где a = 1,85 Дж/(м 2 " 5 с К) = 1,72 ккал/(м 2,5 ч °С).

При определении тепловой нагрузки вновь застраиваемых районов и отсутствии данных о типе и размерах намечаемых к со­оружению общественных зданий можно ориентировочно принять расчетный расход теплоты на отопление общественных зда­ний равным 25 % расчетного расхода тепло­ты на отопление жилых зданий района.

Инфильтрация наружного воздуха в по­мещениях происходит под действием пере­пада (разности) давлений наружного и внут­реннего воздуха. Этот перепад давлений представляет собой сумму двух слагаемых:

где  р г и  р в - гравитационный и ветро­вой перепады давлений, Па,

Здесь L - свободная высота здания (для жилых и общественных зданий - высота этажа), м; g - ускорение свободного падения; w b -- скорость вет­ра, м/с;  н,  в - плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м.

Скорость прохождения инфильтруемого воздуха через живое сечение неплотностей в наружных ограждениях зданий, м/с,

Теплопотери с инфильтрацией

где F – площадь суммарного сечения неплотностей в наружных ограждениях; с в – объемная теплоемкость воздуха.

Коэффициент инфильтрации

где b = c B F / q ov V - постоянная инфильтра­ции, с/м.

Значение постоянной инфильтрации, должно определяться опытным путем. При отсутствии опытных данных можно для ори­ентировочных расчетов принимать следую­щие значения, м/с:

Для отдельно стоящих промыш­ленных зданий с большими све­товыми проемами........................ (35-40)10 -3

Для жилых и общественных зда­ний с двойным остеклением при сплошной застройке кварталов.…… (8-10)10 -3

Расчетными теплопотерями называются теплопотери при расчетной наружной тем­пературе t но. Рас­четные теплопотери здания с учетом ин­фильтрации:

При постоянном значении коэффициен­та инфильтрации здания отношение теплопотерь Q данного здания или группы зданий при любой наружной температуре t н > t но к расчетным теплопотерям

При отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме жилых и общественных зда­ний строительными нормами и правилами СНиП II 04.07.86 «Тепловые сети» реко­мендуется определять расчетный расход тепло­ты на отопление жилых и общественных зданий по формуле

где q 0 - укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление I м 2 площади жилых зданий, Вт/м [Дж/(с м)]; А - общая площадь жилых зданий, м 2 ; К 1 - коэффициент, учитывающий расход те­плоты на отопление общественных зданий. При отсутствии данных рекомендуется принимать К } = 0,25.

Для экономного использования топлива весьма важное значение имеет выбор начала и конца отопительного сезона. Начало и конец отопительного сезона для жилых и общест­венных зданий обычно регламентируются мест­ными органами власти.

Действующими в нашей стране строитель­ными нормами и правилами продолжительность отопительного периода определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температу­рой +8 °С и ниже. Эту наружную темпера­туру обычно считают началом и концом отопительного периода t нк = 8 °С.

Переход от директивной экономики к рыноч­ной в принципе снимает какие-либо ограниче­ния в назначении продолжительности отопи­тельного периода. Эту продолжительность (на­чало и конец) определяет потребитель тепловой энергии - абонент энергоснабжающей органи­зации. В то же время для энергоснабжающей ор­ганизации важно знать продолжительность пе­риода, в течение которого будет иметь место спрос на теплоту, подлежащий удовлетворению энергоснабжающей организацией. Такой спрос на теплоту должен определяться, как правило, на основании многолетних статистических дан­ных с учетом прогноза роста (снижения) при­соединенных к тепловым сетям тепловых нагру­зок. Нормы СНиП должны применяться в основ­ном при решении проектных, а не эксплуатаци­онных задач.

Начало и конец отопительного сезона для промышленных зданий опреде­ляются наружной температурой, при кото­рой теплопотери через наружные огражде­ния делаются равными внутренним тепло­выделениям. Так как тепловыделения в промышленных зданиях значительны, то в большинстве случаев длительность отопи­тельного сезона для промышленных зданий короче, чем для жилых и общественных. Среднесуточная температура наружного воздуха, соответствующая началу и концу отопительного сезона промышленных зда­ний с большими внутренними тепловыделе­ниями, может быть найдена по формуле