Ресурсоэнергосбережение. методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Ресурсоэнергосбережение» для студентов. Исанова А.В., Кононова М.С

УДК 699.8:697(07)

ББК 65.441:31.15я7

Составители А.В. Исанова, М.С. Кононова, М.В. Семенов

Ресурсоэнергосбережение : метод. указания к практическим занятиям по дисциплине «Ресурсоэнергосбережение» для студентов, обучающихся по программе подготовки бакалавров, направление 270800 «Строительство всех форм обучения / Воронежский ГАСУ; сост.: А.В. Исанова, М.С. Кононова, М.В. Семенов – Воронеж, 2014. – __ с.

Методические указания содержат задачи, затрагивающие вопросы нескольких направлений энергосберегающих мероприятий, наиболее актуальных в настоящее время. Каждая задача имеет постановочную часть, перечень необходимых исходных данных, расчетные зависимости и рекомендации по последовательности выполнения расчетов.

Предназначены для бакалавров специальности 270800 «Строительство» всех форм обучения.

Ил. 1. Библиогр.: 4 назв.

УДК 699.8:697(07) ББК 65.441:31.15я7

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент - Б.П. Новосельцев, к. т. н., проф. кафедры отопления и вентиляции Воронежского ГАСУ

ВВЕДЕНИЕ

Важность и необходимость повышения энергетической эффективности хозяйственного комплекса России в настоящий момент является одной из первостепенных задач. При этом особое внимание уделяется комплексному подходу к проблеме энергосбережения, включающему решение законодательных, административных, экономических и технических задач.

Одной из основных задач дисциплины «Ресурсоэнергосбережение» является формирование у студентов систематизированной базы знаний об организационных, управленческих, технических, технологических и экономических мерах, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов в городском хозяйстве. Важной является подготовка специалистов к ведению работ с рациональным использованием энергетических ресурсов при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

Кроме того, немаловажное значение имеет освоение бакалаврами основ составления энергетических паспортов зданий, изучение современной практики использования возобновляемых источников энергии и вторичных энергоресурсов, освоение современных методов организации, контроля и учёта потребления энергоресурсов и т.д.

Методические указания содержат задачи, затрагивающие вопросы нескольких направлений энергосберегающих мероприятий, наиболее актуальных в настоящее время. Навыки, полученные студентами при решении учебных задач, могут пригодиться им в дальнейшей профессиональной деятельности.

Задача №1 Составление энергетического паспорта здания

1.1.Задание

Для заданных климатических условий и имеющихся чертежей здания составить энергетический паспорт здания в соответствии с требованиями [1].

1.2.Исходные данные

план здания, разрез;

район строительства;

расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92,

tН t50.92 , °С [2];

продолжительность отопительного периода ZОТ , сут.;

3

средняя температура наружного воздуха, за отопительный период, tОТ , °С [2];

расчетная температура внутреннего воздуха для жилых зданий tВ , °С [3].

1.3.Расчётные зависимости

Форма энергетического паспорта приведена в прил. 1. В составе энергетического паспорта различают три группы показателей: геометрические, теплотехнические и теплоэнергетические.

1.3.1. Вычисление геометрических размеров здания

Площадь вертикальных ограждений АВЕРТ , м, определяется по формуле

дверей, входных дверей соответственно, м2 (вычисляется по чертежам здания с

1.3.2. Вычисление теплотехнических показателей

Приведенное сопротивление теплопередаче стен, покрытий верхнего этажа, перекрытия подвала, окон и балконного заполнения, в рамах данной задачи

4

принимается равным нормируемому значению в соответствии с [1, табл. 3] и зависит от градусо-суток отопительного периода ГСОП, °С·сут, рассчитываемых по формуле

RВД =0,6 RОК .

Приведённый трансмиссионный коэффициент, Вт(м2 С) , определяется по формуле

RВД , RЦОК , RПОК – сопротивление теплопередаче стен, окон и балконных дверей, входных дверей, покрытия верхнего этажа и перекрытия подвала, м2 С Вт .

Удельная теплозащитная характеристика здания kОБ , Вт(м3 С) , рассчитывается по формуле

характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, Вт/(м3·°С) равная

характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, Вт/(м3·°С)

многосекционные и другие протяженные здания); ζ – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, ζ = 0,85; ξ – коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии на отопление, принимается до получения статистических данных фактического снижения, ξ = 0,1; kБЫТ –

удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, Вт/(м3·°С) определяются по формуле

жилых помещений или расчётной площади общественного здания, Втм2

( qБЫТ = 17 Втм2 ) [1];

v – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций, рассчитываемый по формуле

где ГСОП – см. формулу (1.6).

где АОТ – сумма площадей этажей здания, измеренных в пределах внутренних

поверхностей наружных стен, м2, за исключением технического этажей и подвала.

1.4. Порядок работы

Используя справочную литературу [1-3] выписать необходимые данные для заданного района строительства.

6

По чертежам здания выполнить требуемые измерения и рассчитать геометрические показатели здания.

По формуле (1.6) рассчитать количество градусо-суток отопительного периода и по [1, табл. 3] определить значения сопротивлений теплопередаче стен ( RСТ ), покрытий верхнего этажа ( RПОК ), перекрытий подвала ( RЦОК ) и окон ( RОК ).

Используя расчётные зависимости п. 1.3.3. и 1.3.4. вычисляются значения теплотехнических и энергетических показателей. Результаты вычислений заносятся в соответствующие графы энергетического паспорта (см. прил. 1).

Класс энергосбережения, определяемый по [1, табл. 14], зависит от величины отклонения расчётного значения удельной характеристики расхода

тепловой энергии на отопление и вентиляции ( qОТР ) от нормируемого ( qОТТР ), указанного в [1, табл. 13].

Задача №2 Расчёт срока окупаемости дополнительного утепления стен

2.1. Задание

Для заданной конструкции стены и климатических условий определить срок окупаемости дополнительного утепления стен за счёт снижения затрат на отопление.

2.2.Исходные денные

влажностный режим помещения [1, таб. 1];

стоимость утеплителя SУТ , р./м3;

стоимость монтажа утеплителя, SМОНТ , р./м2 ;

климатические данные tВ , tОП , tН , ZОП (см. задачу 1);

сопротивление теплопередаче стены:

после утепления RСТПОСЛЕ УТЕПЛ , м2 С Вт (см. значение из 1 задачи);

до утепления RСТДО УТЕПЛ RСТПОСЛЕ УТЕПЛ / 2 , м2 С Вт ;

тариф на тепловую энергию, SТЕПЛ , р./ГДж.

2.3.Расчётные зависимости

Одной из составляющих теплового баланса здания, определяющих расход теплоты на отопление, являются потери теплоты через ограждающие конструкции

теплопроводности утеплителя [1, Приложение Т], r – коэффициент теплотехнической однородности (r принимаем равным 1).

здания, м; kВЕРТ , kГОР – из формул (3.1) и (3.2).

Для вычисления геометрических параметров используемых в формуле (3.3)

где N – количество этажей, шт.; В – длина здания, м; h, A – см. исходные данные.

3.4.Порядок работы

Для нескольких значений этажности (3, 5, 9, 12, 16 этажей) произвести расчёт по формулам (3.1) – (3.4) величины qОТ . Результаты свести в таблицу (см. прил. 2).

По результатам расчётов построить график зависимости удельных теплопотерь здания от этажности. Выбрать из рассчитываемых вариантов здание с этажностью, соответствующей минимальным теплопотерям.

Задача №4 Определение экономически выгодной толщины теплоизоляции

трубопровода тепловой сети

4.1.Задание

Для заданных значений диаметра трубопровода и температуры теплоносителя рассчитать экономически целесообразную толщину теплоизоляции с учётом капитальных и эксплуатационных затрат.

4.2.Исходные данные

наружный диаметр трубопровода dН , м;

среднегодовая температура теплоносителя СР ,°С;

коэффициент теплопроводности теплоизоляции ИЗ , Вт м С ;

стоимость теплоизоляционного материала SИЗ , р. м3 ;

стоимость защитного покрытия SЗП , р. м2 ;

коэффициент теплоотдачи от поверхности трубопровода к наружному воздуху Н ТР , Вт( м2 С );

стоимость теплоты SТЕПЛ , р. ГДж ;

среднегодовая температура окружающей среды t0 , °С.

10