ЮЖНО – КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. М.О. АУЕЗОВА

Кафедра «Промышленное, гражданское и дорожное строительство»

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «Повышение энергоэффективности зданий»

для магистранта 6М072900- «Строительство»

Шымкент 2017

Лекция №1

Тема: «Основные положения. Энергоэффективность, нормативные требования»

План лекции:

1. Прогноз развития первичных энергоресурсов и энерго­потребления

2. Расчет отапливаемого объема здания

3. Характеристика расхода тепловой энергии

4. Нормативные требования по теплозащите высотных зданий

Основными путями экономии энергии в гражданских зданиях являются повышение тепловой эффективности строительных конст­рукций, архитектурно-планировочные решения, инженерные систе­мы; использование нетрадиционных видов энергии.

Добиться этого можно следующими мероприятиями: увеличе­нием теплозащиты стен, в том числе стыков, окон, чердаков и т.п.; улучшением влажностного режима наружных ограждений, приме­нением, например, теплоотражающих покрытий, пленок, ставень, в том числе на световых проемах; уменьшением площади наружной поверхности здания, проектированием фасадов с учетом ветровой защиты, рациональной планировкой помещений; применением бо­лее усовершенствованных систем отопления и вентиляции, напри­мер, воздушно-лучистого, автоматизацией систем отопления с по фасадным регулированием, автоматизацией управления микроклима­том зданий; утилизацией тепла вытяжного воздуха, уходящего через наружные ограждения, и т.п.

Создание энергоэкономичных зданий связано с усовершенствованием всех его составных элементов. Эти элементы также связа­ны между собой.

Энергоэкономичным называется здание, в котором при проек­тировании, строительстве и эксплуатации осуществлено максималь­ное количество мероприятий, направленных на экономию топливно-энергетических ресурсов. Энергоэкономичными могут быть как жи­лые, так и общественные здания.

К жилым зданиям относятся квартирные дома, гостиницы, общежития и дома для престарелых. Общественные здания - это школы, техникумы, институты, торговые здания, предприятия обще­ственного питания, здания зрелищного, культурно-просветительного н лечебно-оздоровительного назначения, административные и др.

Каждое здание - энергетическая система, которая формирует свой тепловой режим.

Тепловой режим помещений зависит от:

• теплообмена между системами обогрева-охлаждения;

• теплозащиты наружных ограждающих конструкций;

• внутренних и наружных условий;

• воздушного и влажностного режимов помещений и ограж­дений.

Все эти факторы должны учитываться при разработке техни­ческих решений в процессе проектирования зданий.

В основу нормирования энергосбережения в зданиях в России был заложен принцип поэтапного снижения расходов тепловой энергии на отопление зданий. Принципиальным отличием новых теплотехнических норм от старых является то, что первые техниче­ские нормы регламентировали санитарно-гигиенические аспекты теплозащиты наружных ограждений. В дальнейшем был осуществ­лен переход на учет также и экономической целесообразности по­вышения тепловой защиты наружных ограждений. В современных же нормах учитывается на первом месте тепловая эффективность всего здания.

Введение в действие в 2003 г. СНиП 23.02.2003 «Теплозащита зданий» существенно повысило требования к теплозащите зданий.

В связи с тем, что до выпуска настоящего пособия действовал неактуализированный СНиП 23-02, а его актуализированная редак­ция может выйти после выполнения пособия в данной книге приво­дятся методы расчета и требования к теплозащите зданий для упо­мянутых вариантов.

В неактуализированных нормах СНиП 23-02 «Тепловая защи­та зданий» установлены две группы обязательных к исполнению взаимосвязанных критериев тепловой защиты здания и способы проверки на соответствие этим критериям, основанные на:

а) нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания, рассчитанных на основе нормируемых значений удельного расхода тепловой энергии на отопление и сохраненных от прежнего СНиП;

б) нормируемом удельном расходе тепловой энергии на отопле­ние здания, позволяющем варьировать теплозащитные свойства ограж­дающих конструкций зданий (за исключением производственных зда­ний) с учетом выбора систем поддержания микроклимата и теплоснаб­жения для достижения нормируемого значения этого показателя.

В актуализированном СНиП 23-02 установлены следующие группы обязательных к исполнению показателей тепловой защиты зданий:

а) приведенные сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должны быть не меньше нормируема1* значений;

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование)

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значении (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований пунктов а, б и в.

В отличие от неактуализированной редакции СНиП 23-02 в актуализированном СНиП 23-02 для оценки теплозащиты зданий введен показатель удельной теплозащитной характеристики.

Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания, , Вт/(м °С), следует принимать в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по табл. 1.2 с учетом примечаний.

Нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, , определяется по табл. 1.3 к 1.4.

Таблица 1.3

Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, малоэтажных жилых домов одноквартирных, за отопительный период, Вт/(м³·°С)

Отапливаемая площадь	С числом этажей
домов, м2	1	2	3	4
50 и менее	0,579	-	-	-
100	0,517	0,558	-	-
150	0,455	0,496	0.538	-
250	0,414	0,434	0.455	0,476
400	0,372	0,372	0,393	0,414
600	0.359	0,359	0.359	0,372
1000 и более	0,336	0,336	0,336	0,336

Примечание. При промежуточных значениях отапливаемой площади дома в интервале 50-1000 м² значения должны определяться по линейной интерполяции.

Таблица 1.4

Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий за отопительный период зданий,

Вт/(м³·°С)

Тип здания	Этажность здания
	1	2	3	4,5	6,7	8,9	10, 11	12 и выше
1.1.Жилые многоквартир­ные, гостиницы, обще­жития	0,455	0,414	0.372	0,359	0,336	0,319	0,301	0,290
2.2.Общественные, кроме перечисленных в стро­ках 3-6 таблицы	0,487	0,440	0,417	0,371	0,359	0,342	0,324
3.3.Поликлиники и лечеб­ные учреждения, дома- интернаты	0,394	0,382	0,371	0,359	0,348	0,336	0.324
4. Дошкольные учрежде­ния, хосписы	0,521	0,521	0,521
5. Сервисного обслужива­ния, культурно- досуговой деятельно­сти, технопарки, склады	0,266	0,255	0.243	0,232	0,232			0,232
6. Административного назначения (офисы)	0,417	0,394	0,382	0.313	0,278	0,255	0,232

К классам А, В и С могут быть отнесены здания, проекты ко­торых разработаны по новым нормам. Класс С является базовым и минимально допустимым.

В процессе реальной эксплуатации энергетическая эффектив­ность таких зданий может отличаться от данных проекта в лучшую сторону (классы А и В) в пределах, указанных в таблице. В случае выявления класса А и В рекомендуется применение органами местного самоуправления или инвесторами мероприятий по экономиче­скому стимулированию.

Таблица 1.8б

Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление вентиляцию зданий с 2016 г., , кДж/(м²·°С·сут) или [кДж/( °С·сут)]

Тип здания		Этажность здания:
									12 и выше
и помещения		1-3	4,5		6,7		8,9	10, 11
1.Жилые, гос- тиницы, обще­жития			59,5 [21,5] для 4-этажных одно­квартирных и блокированных домов - по табл. 1.8а
		По табл. 1.9а			56 [20,5]		53 [19,5]	50,5 [18]	49 [17,5]
2. Обществен­ -ные, кроме пе­речисленных в позиции 3, 4 и 5 таблицы		[29,5]; [26,5]; [25] соот­ветствен­но нарас­танию этажно­сти
			[22,5]		[21,5]		[20,5]	[19,5]	—
3. Поликлиники и лечебные уч­реждения, дома- интернаты		[24]; [23]; [22,5] соответ­- ственно нараста- нию этажно­сти
			[21,5]		[21]		[20,5]	[19,5]	-
4.Дошкольные учреждения		[31,5]	-		-		-	-	-
5.Сервисного обслуживания		[16]; [15,5]; [14,5] соответ­ственно нараста­нию этажно­сти
			[14]		[14]
Тип здания и помещения	Этажность здания:
	1-3			4,5	6,7	8,9		10, 11	12 и выше
6.Администра­тивного назна­чения (офисы)	[25]; [24]; [23] соот­ветствен­но нарас­танию этажно­сти			[19]	[17]	[15,5]		[14]	[14]

Таблица 1.9 а

Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиля­цию жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и сблокированных массового индустриального строительства с 2020 г., , кДж/(м²·°С·сут)

Отапливаемая площадь домов, м2	С числом этажей
	1	2	3	4
60 и менее	84	-	-		-
100	75	81	-		-
150	66	72	78		-
250	60	63	66		69
400	-	54	57		60
600	-	48	51		54
1000 и более	-	42	45		48

Примечание. При промежуточных значениях отапливаемой площади дома в интервале 60-1000 м² значения должны определяться по ли­нейной интерполяции.

Таблица 1.9б

Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиля-

цию зданий с 2020 г., , кДж/(м²·°С·сут) или [ кДж/(м³·°С·сут)]

Тип здания	Этажность здания:
и помещения	1-3	4,5	6,7		8.9	10, 11	12 и выше
1. Жилые, гостиницы, общежития	По табл. 1.9а	51 [18,5] для 4-этажных одноквартир­ных и блоки­рованных до­мов - по табл. 1.9а	48 [17,5]		45,5	43	42
					[16,5]	[15,5]	[15]
2. Обществен­ные, кроме перечисленных и позиции 3, 4 и 5 таблицы	[25]; [23]; [21,5] соот­ветственно на- растанию этажности	[19]		[18,5]	[17,5]	[17]	-
3. Поликлини­ки и лечебные учреждения, дома- интернаты	[20,5]; [20]; [19] соответ­ственно на­растанию этажности	[18,5]		[18]	[17,5]	[17]	-
4. Дошкольные учреждения	[27]	-		-	-	-	-
5. Сервисного обслуживания	[14]; [13]; [12,5] соот­ветственно нарастанию этажности	[12]		[12]	-	-	-
6. Админист­ративного назначения (офисы)	[21,5]; [20,5]; [20] соответ­ственно на­растанию этажности	[16]		[14,5]	[13]	[12]	[12]

Примечание. Для регионов, имеющих значение D_d = 8000 °С·сут и более, нормируемые следует снизить на 5%.

Таблица 1.10

Классы энергетической эффективности гражданских зданий

Обозна­чение класса	Наименова­ние класса		Величина отклонения расчетного или измерен­ного нормализованного значения от нормативно­го значения.%		Рекомендуемые мероприятия органами адми­нистрации субъ­екта РФ
Для новых и реконструируемых зданий
А	Очень высо­кий		Менее минус 51		Экономическое стимулирование
В	Высокий		От минус 10 до минус 50		То же
С	Нормальный		От плюс 5 до минус 9		-
Для существующих зданий
D		Низкий		От плюс 6 до плюс 75		Желательна ре­конструкция здания
Е		Очень низкий		Более 76		Необходимо утепление зда­ния в ближай­шей перспективе

Классы D и Е относятся к эксплуатируемым зданиям, возве­денным по действующим в период строительства нормам. Класс D соответствует нормам до 1995 г.

Следует обратить внимание, что в классификации зданий по энергетической эффективности нового поколения норм теплозащи­ты заложена возможность повышения уровня энергоэффективности без изменения нормативных требований. В этом случае в задании на проектирование следует указать более высокий (А или В), чем «нор­мальный» базовый класс (С) энергетической эффективности с соот­ветствующим процентом снижения нормируемого удельного расхо­да тепловой энергии на отопление. Так, например, высотные здания по московским нормам должны проектироваться по классу В, т.е. должен обеспечиваться их более высокий уровень энергоэффектив­ности и сниженные удельные расходы на отопление.

Нормирование теплозащитных качеств зданий в соответствии с теплотехническими неактуализированными нормами выполнялось по удельному расходу тепла на отопление, а также по требуемому приведенному сопротивлению теплопередаче элементов оболочки зданий (поэлементный подход).

Таблица 1.11

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

		Градусо- сутки отопи­тель­ного перио­да , °С·сут	Нормируемые значения сопротивления теп­лопередаче R, °С/Вт, ограждающих кон­струкции
Здания и поме­щения, коэффи­циенты а и b			стен	покры­тий и пере­крытий над проез­дами	перекры­тий чер­дачных, над не­отапли­ваемыми подполь­ями и подвалами		окон и балкон­ных две­рей, вит­рин и витражей	фона­рей с верти­каль­ным остек­лением
1. Жилые, лечебно- профилактические и детские учреждения, школы, интерна­ты, гостиницы и обще- жития
		2000	2Д	3,2	2,8		0,3	0,3
		4000	2,8	4,2	3,7		0,45	0,35
		6000	3,5	5,2	4,6		0,6	0,4
		8000	4,2	6,2	5,5		0,7	0,45
		10000	4,9	7,2	6,4		0,75	0,5
		12000	5,6	8,2	7,3		0,8	0,55
а		-	0,00035	0,0005	0,00045		-	0,00002
b		-	1,4	2,2	1,9		-	0,25
2.Обществен­ные, кроме ука­занных выше, администра­тивные и быто­вые, производст­венные и другие здания и помещения с влаж- ным или мокрым режимом
		2000 4000 6000 8000 10000 12000	1,8 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8	2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4	2,0 4Д		0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8	0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55
a		-	0,0003	0,0004	0,00035		0,00005	0,00002
b		-	1,2	1,6	1,3		0,2	0,25
	2000		1,4	2,0	1,4	0,25		0,2
3. Производст­-	4000		1,8	2,5	1,8	0,3		0,25
венные с сухим и	6000		2,2	3,0	2,2	0,35		0,3
нормальным ре­	8000		2,6	3,5	2,6	0,4		0,35
жимами	10000		3,0	4,0	3,0	0,45		0,4
	12000		3,4	4,5	3,4	0,5		0,45
а	-		0,0002	0,00025	0,0002	0,00002		0,00002
b	-		1,0	1,5	1,0	0,2		0,15