Удельные тепловые характеристики зданий поправочные коэффициенты. Расчетная и фактическая удельная отопительная характеристика здания

⁰

Удельная тепловая характеристика здания - один из важных технических параметров. Он обязательно должен содержаться в энергетическом паспорте. Расчет этих данных необходим для проведения проектно-строительных работ. Знание таких характеристик необходимо и потребителю тепловой энергии, так как они существенно влияют на сумму оплаты.

Понятие тепловой удельной характеристики

Тепловизионное обследование зданий

Прежде чем говорить о расчетах, необходимо определиться с основными терминами и понятиями. Под удельной характеристикой принято понимать значение наибольшего потока тепла, необходимого на обогрев здания или сооружения. При расчете удельных характеристик дельту температур (разницу между уличной и комнатной температурой) принято брать за 1 градус.

По сути, этот параметр определяет энергоэффективность здания. Средние показатели определяются нормативной документацией (строительными правилами, рекомендациями, СНиП и т.п.). Любое отклонение от нормы - независимо от того, в какую оно сторону - дает понятие об энергетической эффективности системы отопления. Расчет параметра ведется по действующим методикам и СНиП «Тепловая защита зданий».

Методика расчета

Может быть расчетно-нормативной и фактической. Расчетно-нормативные данные определяются с помощью формул и таблиц. Фактические данные тоже можно рассчитать, но точных результатов можно добиться только при условии тепловизионного обследования здания.

Расчетные показатели определяются по формуле:

В данной формуле за F 0 принята площадь здания. Остальные характеристики - это площадь стен, окон, пола, покрытий. R - сопротивление передаче соответствующих конструкций. За n берется коэффициент, изменяющийся в зависимости от расположения конструкции относительно улицы. Данная формула не является единственной. Тепловая характеристика может определяться по методикам саморегулируемых организаций, местным строительным нормам и т. п.

Расчет фактической характеристики определяется по формуле:

В этой формуле основными являются фактические данные:

расход топлива за год (Q)
продолжительность отопительного периода (z)
средняя температура воздуха внутри (tint) и снаружи (text) помещения
объем рассчитываемого сооружения

Это уравнение отличается простотой, поэтому используется очень часто. Тем не менее оно имеет существенный недостаток, снижающий точность расчетов. Этот недостаток заключается в том, что в формуле не учитывается разница температур в помещениях внутри рассчитываемого здания.

Для получения более точных данных можно использовать расчеты с определением расходов тепла:

По проектной документации.
По показателям теплопотерь через строительные конструкции.
По укрупненным показателям.

С этой целью может применяться формула Н. С. Ермолаева:

Ермолаев предложил для определения фактической удельной характеристики зданий и сооружений использовать данные о планировочных характеристиках здания (p - периметр, S - площадь, H - высота). Отношение площади остекленных окон к стеновым конструкциям передается коэффициентом g 0 . Теплопередача окон, стен, полов, потолков также применяется в виде коэффициента.

Саморегулирующими организациями используются собственные методики. В них учитываются не только планировочные и архитектурные данные здания, но и год его постройки, а также поправочные коэффициенты температур уличного воздуха во время отопительного сезона. Также при определении фактических показателей нужно учитывать потери тепла в трубопроводах, проходящих по неотапливаемым помещениям, а также расходы на вентиляцию и кондиционирование. Эти коэффициенты берутся из специальных таблиц в СНиП.

Класс энергоэффективности

Данные об удельной теплохарактеристике являются основой для определения класса энергоэффективности зданий и сооружений. С 2011 года класс энергоэффективности в обязательном порядке должен определяться для многоквартирных жилых домов.

Для определения энергетической эффективности используются следующие данные:

Отклонение расчетно-нормативных и фактических показателей. Причем последние могут быть получены как расчетным, так и практическим путем - с помощью тепловизионного обследования. Нормативные данные должны включать в себя сведения о расходах не только на отопление, но и на вентиляцию и кондиционирование. Обязательно учитываются климатические особенности местности.
Тип здания.
Использованные строительные материалы и их технические характеристики.

Каждый класс имеет установленные минимальные и максимальные значения расхода энергоресурсов в течение года. Класс энергоэффективности обязательно должен быть включен в энергетический паспорт дома.

Улучшение энергоэффективности

Нередко расчеты показывают, что энергоэффективность здания очень низка. Добиться ее улучшения, а значит, сократить расходы на отопление можно за счет улучшения теплоизоляции. Закон «Об энергосбережении» определяются методики улучшения энергоэффективности многоквартирных домов.

Основные методы

Пеноизол для утепления стен

Повышение теплосопротивления стройконструкций. С этой целью может применяться облицовка стен, отделка технических этажей и перекрытий над подвальными помещениями теплоизоляционными материалами. Применение таких материалов дает повышение энергосбережения на 40%.
Устранение в строительных конструкциях мостиков холода дадут «прирост» еще на 2–3%.
Приведение площади остекленных конструкций в соответствие с нормативными параметрами. Может быть, полностью застекленная стена - это стильно, красиво, роскошно, но на теплосбережении сказывается далеко не лучшим образом.
Остекление выносных строительных конструкций - балконов, лоджий, террас. Эффективность метода составляет 10–12%.
Установка современных окон с многокамерными профилями и теплосберегающими стеклопакетами.
Применение систем микровентиляции.

Жильцы тоже могут позаботиться о теплосбережении своих квартир.

Что могут сделать жильцы?

Хорошего эффекта позволяют добиться следующие способы:

Установка алюминиевых радиаторов.
Монтаж термостатов.
Установка теплосчетчиков.
Монтаж теплоотражающих экранов.
Применение неметаллических труб в системах отопления.
Монтаж индивидуального отопления при наличии технических возможностей.

Повысить энергоэффективность можно и другими способами. Один из самых эффективных - сокращение издержек на вентилирование помещения.

С этой целью можно использовать:

Микропроветривание, устанавливаемое на окнах.
Системы с подогревом поступающего извне воздуха.
Регулирование подачи воздуха.
Защита от сквозняков.
Оснащение систем принудительной вентиляции двигателями с разными режимами работы.

Улучшение энергоэффективности частного дома

Теплый дом

Для повышения энергоэффективности многоквартирного дома задача реальная, но требует огромных затрат. В результате нередко она остается так и не решенной. Сократить теплопотери в частном доме значительно проще. Этой цели можно добиться разными методами. Подойдя к решению проблемы комплексно, нетрудно получить превосходные результаты.

В первую очередь затраты на отопление складываются из особенностей системы отопления. Частные дома крайне редко подключаются к центральным коммуникациям. В большинстве случаев они отапливаются индивидуальной котельной. Установка современного котельного оборудования, отличающегося экономичностью работы и высоким КПД, поможет сократить расходы на тепло, что не скажется на комфорте в доме. Лучший выбор - газовый котел.

Однако газ не всегда целесообразен для отопления. В первую очередь это касается местностей, где еще не прошла газификация. Для таких регионов можно подобрать другой котел исходя из соображений дешевизны топлива и доступности эксплуатационных расходов.

Не стоит экономить на дополнительном оборудовании, опциях для котла. Например, установка только одного терморегулятора способна обеспечить экономию топлива около 25%. Смонтировав ряд дополнительных датчиков и приборов можно добиться еще более существенного снижения расходов. Даже выбирая дорогостоящее, современное, «интеллектуальное» дополнительное оборудование, можно быть уверенным, что оно окупится в течение первого отопительного сезона. Сложив эксплуатационные затраты в течение нескольких лет, можно наглядно увидеть выгоды дополнительного «умного» оборудования.

Большинство автономных систем отопления строится с принудительной циркуляцией теплоносителя. С этой целью в сеть встраивается насосное оборудование. Без сомнения, такое оборудование должно быть надежным, качественным, но подобные модели могут быть весьма и весьма «прожорливыми». Как показала практика, в домах, где отопление имеет принудительную циркуляцию, 30% затрат на электроэнергию приходится именно на обслуживание циркуляционного насоса. При этом в продаже можно найти насосы, имеющие класс А энергоэффективности. Не будем вдаваться в подробности, за счет чего достигается экономичность такого оборудования, достаточно только сказать, что установка такой модели окупится уже в течение первых трех-четырех отопительных сезонов.

Электрический радиатор

Мы уже упоминали об эффективности использования терморегуляторов, но эти приборы заслуживают отдельного разговора. Принцип работы термодатчика очень прост. Он считывает температуру воздуха внутри обогреваемого помещения и включает/отключает насос при понижении/повышении показателей. Порог срабатывания и желаемый температурный режим устанавливается пользователем. В результате жильцы получают полностью автономную систему отопления, комфортный микроклимат, существенную экономию топлива за счет более продолжительных периодов отключения котла. Важное преимущество использования термостатов - отключение не только нагревателя, но и циркуляционного насоса. А это сохраняет работоспособность оборудования и дорогостоящие ресурсы.

Существуют и другие способы повышения энергоэффективности здания:

Дополнительное утепление стен, полов с помощью современных теплоизоляционных материалов.
Установка пластиковых окон с энергосберегающими стеклопакетами.
Защита дома от сквозняков и т. д.

Все эти методы позволяют увеличить фактические теплохарактеристики здания относительно расчетно-нормативных. Такое увеличение - это не просто цифры, а составляющие комфорта дома и экономичности его эксплуатации.

Заключение

Расчетно-нормативная и фактическая удельная тепловая характеристика - важные параметры, используемые специалистами-теплотехниками. Не стоит думать, что эти цифры не имеют никакого практического значения для жильцов частных и многоквартирных домов. Дельта между расчетными и фактическими параметрами - основной показатель энергоэффективности дома, а значит, и экономичности обслуживания инженерных коммуникаций.

В последние годы значительно повысился интерес населения к расчёту удельной тепловой характеристики зданий. Этот технический показатель указывается в энергетическом паспорте многоквартирного дома. Он необходим при осуществлении проектно-строительных работ. Потребителей же интересует другая сторона этих расчётов - расходы за теплоснабжение.

Термины, применяемые в расчётах

Удельная отопительная характеристика здания - показатель максимального теплового потока, который нужен для обогрева конкретного здания. При этом перепад между температурой внутри здания и снаружи определяют в 1 градус.

Можно сказать, что эта характеристика наглядно показывает энергоэффективность здания.

Существует различная нормативная документация, где указываются средние значения. Степень отклонения от них и даёт представление о том, насколько эффективна удельная отопительная характеристика сооружения. Принципы расчёта берутся по СНиП «Тепловая защита зданий».

Какими бывают расчёты

Удельную отопительную характеристику определяют разными методами:

исходя из расчётно-нормативных параметров (с помощью формул и таблиц);
по фактическим данным;
индивидуально разработанные методики саморегулирующихся организаций, где во внимание принимаются так же и год возведения здания, и проектные особенности.

Вычисляя фактические показатели, обращают внимание на тепловую потерю в трубопроводах, которые проходят по неотапливаемым площадям, потери на вентиляцию (кондиционирование).

При этом, при определении удельной отопительной характеристики здания, СНиП «Вентиляция отопление и кондиционирование станет настольной книгой. Тепловизионное обследование поможет наиболее правильно выяснить показатели энергоэффективности.

Формулы расчёта

Количество теплоты, теряемой 1 м. куб. здания, с учётом температурной разницы в 1 градус (Q) можно получить по следующей формуле:

Этот расчёт не является идеальным, несмотря на то, что в нём учитывается площадь здания и размеры наружных стен, оконных проёмов и пола.

Есть другая формула, по которой можно выполнить расчёт фактической характеристики, где за основу вычислений берут годовой расход топлива (Q), среднюю температурный режим внутри здания(tint) и на улице (text) и отопительный период (z):

Несовершенство этого вычисления в том, что не в нём не отражена разница температур в помещениях здания. Наиболее удобной считается система расчёта, предложенная профессором Н. С. Ермолаевым:

Преимущество использования этой системы расчёта в том, что в ней учитываются проектировочные характеристики здания. Используется коэффициент, который показывает соотношение размера остекленных окон по отношению к площади стен. В формуле Ермолаева применяются коэффициенты таких показателей, как теплопередача окон, стен, потолков и полов.

Что означает класс энергоэффективности?

Цифры, полученные по удельной тепло характеристике, используются для того, чтобы определить энергоэффективность здания. По законодательству, начиная с 2011 года, все многоквартирные дома должны иметь класс энергоэффективности.

Для того, чтобы определить энергетическую эффективность, отталкиваются от следующих данных:

Разница между расчётно-нормативными и фактическими показателями. Фактические иногда определяют способом тепловизионного обследования. В нормативных показателях отражаются расходы на отопление, вентиляцию и климатические параметры региона.
Учитывают тип здания и стройматериалы, из которого оно возведено.

Класс энергоэффективности записывают в энергетический паспорт. У разных классов имеются свои показатели расхода энергоресурсов в течение года.

Как можно улучшить энергоэффективность сооружения

Если в процессе расчётов выясняется низкая энергоэффективность сооружения, то есть несколько путей для того, чтобы исправить ситуацию:

Улучшения показателей теплосопротивления конструкций добиваются с помощью облицовки наружных стен, утепления тех этажей и перекрытий над подвальными помещениями теплоизолирующими материалами. Это могут быть сэндвич панели, полипропиленовые щиты, обычное оштукатуривание поверхностей. Эти меры повышают энергосбережение на 30-40 процентов.
Иногда приходится прибегать к крайним мерам и приводить в соответствие с нормативами площади остеклённых конструктивных элементов здания. То есть закладывать лишние окна.
Дополнительный эффект даёт установка окон с теплосберегающими стеклопакетами.
Остекление террас, балконов и лоджий даёт прирост энергосбережения на 10-12 процентов.
Производят регулировку подачи тепла в здание с помощью современных систем контроля. Так, установка одного терморегулятора обеспечит экономию топлива на 25 процентов.
Если здание старое, меняют полностью морально устаревшую отопительную систему на современную (установка алюминиевых радиаторов с высоким КПД, пластиковых труб, в которых теплоноситель циркулирует свободно.)
Иногда достаточно произвести тщательную промывку «закоксованных» трубопроводов и отопительного оборудования, чтобы улучшить циркуляцию теплоносителя.
Есть резервы и в системах вентиляции, которые можно заменить на современные с микро проветриванием, устанавливаемым в окнах. Сокращение теплопотерь на некачественном вентилировании значительно улучшает энергоэффективность дома.
Во многих случаях большой эффект дает монтаж теплоотражающих экранов.

В многоквартирных домах добиться повышения энергоэффективности гораздо сложнее, чем в частных. Требуются дополнительные затраты и не всегда они дают ожидаемый эффект.

Заключение

Результат может дать только комплексный подход с участием самих жильцов дома, которые более всех заинтересованы в тепло сбережении. Стимулирует к экономии энергоресурсов установка тепловых счётчиков.

В настоящее время рынок насыщен оборудованием, которое позволяет сэкономить энергоресурсы. Главное - иметь желание и произвести правильные расчёты, удельной отопительной характеристики здания, по таблицам, формулам или тепловизионного обследования. Если это не получается сделать самостоятельно, можно обратиться к специалистам.

Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждениями здания заканчивают определениемудельной тепловой характеристики здания

q уд = Q с о / (V н (t в 1 – t н Б)) (3.15)

где Q с о - максимальный тепловой поток на отопление здания, подсчитанный по (3.2), с учетом потерь на инфильтрацию, Вт; V н - строительный объем здания по наружному обмеру, м 3 ; t в 1 - средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях.

Величина q уд , Вт/(м 3 · о С) равна теплопотерям 1 м 3 здания в ваттах при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 °С.

Рассчитанную q уд сравнивают с показателями для аналогичных зданий (прил. 2). Она не должна быть выше справочных q уд , иначе возрастают первоначальные затраты и эксплуатационные расходы на отопление.

Удельную тепловую характеристику здания любого назначения, можно определить по формуле Н. С. Ермолаева

q уд = P/S + 1/H(0,9 k пт = 0,6 k пл) (3.16)

где Р - периметр здания, м; S - площадь здания,м 2 ; Н - высота здания, м; φ о - коэффициент остекления (отношение площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений); k ст , k ок, k пт , k пл - коэффициенты теплопередачи стен, окон, перекрытия верхнего этажа, пола нижнего этажа.

Для лестничных клеток q уд обычно принимают с коэффициентом 1,6.

Для гражданских зданий q уд ориентировочно определяют

q уд =1,163 ((1+2d)F+S)/V н, (3.17)

где d - степень остекления наружных стен здания в долях единицы; F - площадь наружных стен,м 2 ;S - площадь здания в плане, м 2 ; V н - строительный объем здания по наружному обмеру, м 3 .

Для зданий массовой жилой застройки ориентировочно определяют

q уд =1,163(0,37+1/Н), (3.18)

где Н - высота здания, м.

Энергосберегающие мероприятия (табл. 3.3) должны быть обеспечены работами по утеплению зданий при капитальных и текущих ремонтах.

Таблица 3.3. Укрупненные показатели максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м 2 общей площади q o , Вт

Этажность жилой постройки	Характеристика здания	Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t н Б, о С
-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40
Для постройки до 1985 года
1-2	Без учета внедрения энергосберегающих мероприятий
3-4
5 и более
1-2	С учетом внедрения энергосберегающих мероприятий
3-4
5 и более
Для постройки после 1985 года
1-2	По новым типовым проектам
3-4
5 и более

Использование удельной тепловой характеристики.

На практике необходима ориентировочная тепловая мощность системы отопления для определения тепловой мощности источника теплоты (котельной, ТЭЦ), заказа оборудования и материалов, определения годового расхода топлива, расчета стоимости системы отопления.

Ориентировочная тепловая мощность системы отопления Q c.o , Вт

Q c.o = q уд Vн (t в 1 – t н Б)а, (3.19)

где q уд - справочная удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м 3 · о С), прил. 2; а - коэффициент местных климатических условий, прил. 2 (для жилых и общественных зданий).

Ориентировочные теплопотери помещений определяют по (3.19). При этом q уд принимается с поправочным коэффициентом, учитывающим планировочное расположение и этаж (табл. 3.4.)

Таблица 3.4. Поправочные коэффициенты к q уд

Влияние объемно-планировочных и конструктивных решений здания на микроклимат и тепловой баланс помещений, а также тепловую мощность системы отопления.

Из (3.15)-(3.18) видно, что на q уд влияют объем здания, степень остекления, этажность, площади наружных ограждений и их теплозащита. q уд зависит так же от формы здания и района строительства.

Здания малого объема, узкие, сложной конфигурации, с увеличенным периметром обладают повышенной тепловой характеристикой. Уменьшенные тепловые потери имеют здания с формой кубу. Наименьшие теплопотериу шарообразных сооружений того же объема (минимальная наружная площадь). Район строительства определяет теплозащитные свойства ограждений.

Архитектурная композиция здания должна иметь наивыгоднейшую форму в теплотехническом отношении, минимальную площадь наружных ограждений, правильную степень остекления (термическое сопротивление наружных стен в 3 раза больше остекленных проемов).

Следует отметить, что q уд можно снизить использованием высокоэффективных и дешевых утеплителей для наружных ограждений.

При отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме зданий максимальные теплозатраты на отопление и вентиляцию определяют:

Тепловой поток, Вт, на отопление жилых и общественных зданий

Q′ о мах = q о F (1 + k 1) (3.20)

Тепловой поток, Вт, на вентиляцию общественных зданий

Q′ v мах = q о k 1 k 2 F (3.21)

где q о - укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м 2 общей площади (табл. 3.3); F - общая площадь жилых зданий, м 2 ; k 1 и k 2 - коэффициенты теплового потока на отопление и вентиляцию общественных зданий (k 1 = 0,25; k 2 = 0,4 (до 1985 г.), k 2 = 0,6 (после 1985 г.)).

Фактическая (установочная) тепловая мощность систем отопления с учетом бесполезных потерь теплоты (теплопередача через стенки теплопроводов, проложенных в неотапливаемых помещениях, размещение отопительных приборов и труб у наружных ограждений)

Q′ с. о = (1…1,15)Q с. о (3.22)

Теплозатраты на вентиляцию жилых зданий, без приточной вентиляций, не превышают 5...10% теплозатрат на отопление и учитываются в значении удельной тепловой характеристики здания q уд .

Контрольные вопросы. 1. Какими исходными данными необходимо располагать для определения теплопотерь помещением? 2. По какой формуле рассчитываются теплопотери помещениями? 3. В чем особенность расчета теплопотерь через полы и подземные части стен? 4. Что понимают под добавочными теплопотерями и как они учитываются? 5. Что такое инфильтрация воздуха? 6. Какие могут быть теплопоступления в помещения и как они учитываются в тепловом балансе помещения? 7. Запишите выражение для определения тепловой мощности системы отопления. 8. В чем смысл удельной тепловой характеристики здания и как она определяется? 9. Для чего используется удельная тепловая характеристика здания? 10. Как влияют объемно-планировочные решения зданий на микроклимат и тепловой баланс помещений?11. Как определяется установочная мощность системы отопления здания?

Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений и для ориентировочного расчета теплопотерь зданий пользуются показателем - удельная тепловая характеристика здания q.

Величина q, Вт/(м 3 *К) [ккал/(ч*м 3 *°С)], определяет средние теплопотери 1 м 3 здания, отнесенные к расчетной разности температур, равной 1°:

q=Q зд /(V(t п -t н)).

где Q зд - расчетные теплопотери всеми помещениями здания;

V - объем отапливаемой части здания до внешнему обмеру;

t п -t н - расчетная разность температур для основных помещений здания.

Величину q определяют в виде произведения:

где q 0 - удельная тепловая характеристика, соответствующая разности температур Δt 0 =18-(-30)=48°;

β t - температурный коэффициент, учитывающий отклонение фактической расчетной разности температур от Δt 0 .

Удельная тепловая характеристика q 0 может быть определена по формуле:

q0=(1/(R 0 *V))*.

Эту формулу можно преобразовать в более простое выражение, пользуясь приведенными в СНиП данными и приняв, например, за основу характеристики для жилых зданий:

q 0 =((1+2d)*Fс+F п)/V.

где R 0 - сопротивление теплопередаче наружной стены;

η ок - коэффициент, учитывающий увеличение теплопотерь через окна по сравнению с наружными стенами;

d - доля площади наружных стен, занятая окнами;

ηпт, ηпл -коэффициенты, учитывающие уменьшение теплопотерь через потолок и пол по сравнению с наружными стенами;

F c - площадь наружных стен;

F п - площадь здания в плане;

V - объем здания.

Зависимость удельной тепловой характерношки q 0 от изменения конструктивно-планировочного решения здания, объема здания V и относительного к R 0 тр сопротивления теплопередаче наружных стен β, высота здания h, степени остекления наружных стен d, коэффициента теплопередачи окон k он и ширины здания b.

Температурный коэффициент β t равен:

βt=0,54+22/(t п -t н).

Формула соответствует значениям коэффициента β t , которые обычно приводятся в справочной литературе.

Характеристикой q удобно пользоваться для теплотехнической оценки возможных конструктивно-планировочных решений здания.

Если в формулу подставить значение Q зд, то ее можно привести к виду:

q=(∑k*F*(t п -t н))/(V(t п -t н))≈(∑k*F)/V.

Величина тепловой характеристики, зависит от объема здания и, кроме того, от назначения, этажности и формы здания, площади и теплозащиты наружных ограждений, степени остекления здания и района строительства. Влияние отдельных факторов на величину q очевидно из рассмотрения формулы. На рисунке показана зависимость qо от различных характеристик здания. Реперной точке на чертеже, через которую проходят все кривые, соответствуют значения: q о =О,415 (0,356) для здания V=20*103 м 3 , шириной b=11 м, d=0,25 R o =0,86(1,0), k ок =3,48 (3,0); длиной l=30 м. Каждая кривая соответствует изменению одной из характеристик (дополнительные шкалы по оси абсцисс) при прочих равных условиях. Вторая шкала на оси ординат показывает эту зависимость в процентах. Из графика видно, что заметное влияние на qo оказывает степень остекленности d и ширина здания Ь.

График отражает влияние теплозащиты наружных ограждений на общие теплопотери здания. По зависимости qo от β {R o =β*R о.тр) можно сделать вывод, что при увеличении теплоизоляции стен тепловая характеристика уменьшается незначительно, тогда как при ее снижении qo начинает быстро возрастать. При дополнительной теплозащите оконных проемов (шкала k ок) заметно уменьшается qo, что подтверждает целесообразность увеличения сопротивления теплопередаче окон.

Величины q для зданий различных назначений и объемов приводятся в справочных пособиях. Для гражданских зданий эти значения изменяются в следующих пределах:

Потребность в тепле на отопление здания может заметно отличаться от величины теплопотерь, поэтому можно вместо q пользоваться удельной тепловой характеристикой отопления здания qот, при вычислении которой по верхней формуле числитель подставляют не теплопотери, а установочную тепловую мощность системы отопления Q от.уст.

Q от.уст =1,150*Q от.

где Q от - определяется по формуле:

Q от =ΔQ=Q orp +Q вент +Q тexн.

где Q orp - потери тепла через наружные ограждения;

Q вент - расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение;

Q тexн - технологические и бытовые тепловыделения.

Значения qот могут быть использованы для расчета потребности в тепле на отопление здания по укрупненным измерителям по следующей формуле:

Q= q от *V*(tп-t н).

Расчет тепловых нагрузок на системы отопления по укрупненным измерителям используют для ориентировочных подсчетов при определении потребности в тепле района, города, при проектировании центрального теплоснабжения и пр.

Тепловой баланс помещения.

Назначение – комфортные условия или технологический процесс.

Выделяемая теплота людьми - испарение с поверхности кожи и легких, конвекция и излучение. Интенсивность т/отд конвекцией определяется температурой и подвижностью окружающего воздуха, лучеиспускания - температурой поверхностей ограждений. Температурная обстановка зависит: тепловая мощность СО, расположение обогревателей, теплофиз. свойств наружных и внутренних ограждений, интенсивности других источников поступления (освещение, быт.техника) и потерь теплоты. Зимой – теплопотери через наружные ограждения, нагревание наружного воздуха, проникающего через неплотности ограждений, холодных предметов, вентиляция.

Технологические процессы могут быть связаны с испарением жидкостей и другими процессами, сопровождаемыми затратами теплоты и с выделением теплоты (конденсация влаги, химические реакции и пр.).

Учет всех перечисленных - тепловой баланс помещений здания, определении дефицита или избытка теплоты. В расчет принимают период технологического цикла с наименьшими тепловыделениями (возможные максимальные тепловыделения учитывают при расчете вентиляции), для бытовых – с наибольшими теплопотерями. Тепловой баланс составляют для стационарных условий. Не стационарность тепловых процессов, происходящих при отоплении помещений, учитывают специальными расчетами на основе теории теплоустойчивости.

Определение расчетной тепловой мощности системы отопления.

Расчётная тепловая мощность СО - составление теплового баланса в обогреваемых помещениях при расчетной температуре наружного воздуха tн.р, = средней температуре наиболее холодной пятидневкис обеспеченностью 0,92 tн.5и определяемой для конкретного района строительства по нормам СП 131.13330.2012. Изменение текущей теплопотребности - изменение поступления тепла в приборы, путём изменения температуры и (или) количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя - эксплуатационным регулированием.

В установившемся (стационарном) режиме потери равны поступлениям теплоты. Теплота поступает в помещение от людей, технологического и бытового оборудования, источников искусственного освещения, от нагретых материалов, изделий, в результате воздействия на здание солнечной радиации. В производственных помещениях могут осуществляться технологические процессы, связанные с выделением теплоты (конденсация влаги, химические реакции и пр.).

Для определения расчётной тепловой мощности системы отопления Qот составляет баланс расходов теплоты для расчётных условий холодного периода года в виде

Qот = dQ = Qогр + Qи(вент) ± Qт(быт)
где Qогр - потери теплоты через наружные ограждения; Qи(вент) - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха; Qт(быт) - технологические или бытовые выделения или расход теплоты.

Q быт =10*F пол (F пол – ж.комнаты); Q вент = 0,3* Q огр. =Σ Q осн. *Σ(β+1);

Q осн. =F*k*Δt*n; где F- s огр.конструкций, k – коэфф.тепопередачи; k=1/R;

n – коэфф., положение нар. огр.констр. к наруж.воздуху (1-вертикальные, 0,4-пол, 0,9-потолок)

β – доб.теплопотери, 1)по отношению к сторонам света: С, В, СВ, СЗ =0,1, З, ЮВ = 0,05, Ю, ЮЗ=0.

2)для полов = 0,05 при t нар. <-30; 3) от входной двери = 0,27*h.

Годовые затраты теплоты на отопление зданий.

В холодное время года в помещении для поддержания заданной температуры должно существовать равенство между количеством теряемого и поступающего тепла.

Годовой расход тепла на отопление

Q 0год = 24·Q ocp ·n, Гкалл/год

n- продолжительность отопительного периода, суток

Q ocp - среднечасовой расход тепла за отопительный период на отопление

Q ocp = Q 0 ·(t вн - t ср.о)/(t вн - t р.о), Гкал/ч

t вн - усреднённая расчетная температура внутри отапливаемых помещений, °C

t ср.о - средняя температура наружного воздуха за рассматриваемый период для данной местности, °C

t р.о - расчетная температура наружного воздуха для отопления, °C.

Удельная тепловая характеристика здания

Является показателем теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений и тепловой эффективности здания - q уд

Для здания любого назначения, определяется по формуле Ермолаева Н.С.: Вт/(м 3 0 С)

Где Р – периметр здания, м;

А – площадь здания, м 2 ;

q – коэффициент, учитывающий остекление (отношение площади остекления к площади ограждения);

φ 0 = q 0 =

k ок, k ст, k пт, k пл – соответственно коэффициенты теплопередачи окон, стен, потолков, полов, Вт/(м* 0 С), принимаемые по данным теплотехнического расчета;

Н – высота здания, м.

Значение удельной тепловой характеристики здания сравнивается с нормативной тепловой характеристикой на отопление q 0 .

Если значение q уд отличается от нормативного q 0 не более чем на 15%, то здание отвечает теплотехническим требованиям. В случае большего превышения сравниваемых значений необходимо объяснить возможную причину и наметить меры повышения тепловой характеристики здания.