Энергопотребление в зданиях и сооружениях
.pdfоптимальные и допустимые параметры микро-климата в гражданских и производственных помещениях. Понятие рабочей зоны помещения. Холодный и теплый периоды года. Тепловой режим зданий, влияющие факторы. Воздушный режим зданий, влияющие факторы. Виды влажностных режимов помещений, от чего зависят. Типы условий эксплуатации ограждений. Теплотехнические характеристики строительных материалов, влияющие на теплозащитные свойства ограждений. Понятие «тепловая защита здания». Расчетные условия наружной среды, регламентирующий документ. Расчетные условия внутренней среды, регламентирующий документ. Понятие «обеспеченность», используемые в расчетах коэффициенты обеспеченности. Расчетное сопротивление теплопередаче однородного ограждения (формула и ее физический смысл). Выражение для теплового потока через ограждение. Нахождение температуры в произвольной точке многослойного ограждения. Понятие «Сложное ограждение». Алгоритм метода суперпозиции для расчета сложного ограждения. Определение расчетной поверхности ограждений. Расчет полов на грунте и стен, углубленных в землю. Принцип расчета полов на грунте и стен, углубленных в землю. Нормативные сопротивления теплопередаче по зонам I-IV неутепленного пола. Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждения (формула и ее физический смысл). Тепловая инерция ограждения (формула и ее смысл). Классификация зданий по массивности. Нахождение расчетной зимней температуры в зависимости от величины тепловой инерции ограждения. Нормативное сопротивление теплопередаче ограждений. Контрольные теплопередаче наружных ограждений гражданского здания. Защита внутренней поверхности ограждений от конденсации влаги Величины нормативного сопротивления. Условие защиты ограждения от конденсации влаги на внутренней поверхности. Цель и алгоритм проведения ТВР ограждения. Условие защиты ограждения от конденсации влаги в толще. Понятие «отопительный период». Особенности воды как теплоносителя. Особенности пара как теплоносителя. Особенности воздуха как теплоносителя. Магистрали, стояки, ветви. Однотрубные и двухтрубные системы водяного отопления. Вертикальные и горизонтальные системы водяного отопления.Системы водяного отопления с нижней и верхней разводкой.
181
Расчетная температура теплоносителя в водяных системах отопления. Радиатор. Конвектор. Гладкотрубный прибор. Ребристая труба. Калорифер. Стандартные условия испытаний отопительного прибора. Факторы, влияющие на теплоотдачу радиатора. Понятия «аэрация», «инфильтрация», «эксфильтрация». Виды механической вентиляции. Вредные выделения. Понятия «явная теплота» и «скрытая теплота». Понятие «кратность воздухообмена». Расчетный расход теплоты на вентиляцию здания (формула). Средний за отопительный период расход теплоты на вентиляцию здания (формула). Годовой расход теплоты на вентиляцию здания (формула). Использование укрупненного показателя для расчета вентиляции. Принципиальные элементы форсуночного кондиционера. Способы охлаждения воздуха при кондиционировании.
4.РАЗДЕЛ IV. ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ
Средненедельный расход теплоты на ГВС (формула.). Средний за сутки максимального водопотребления расход теплоты на ГВС (формула). Расчетный (максимально-часовой) расход теплоты на ГВС (формула). Годовой расход теплоты на ГВС (формула). Коэффициент недельной неравномерности водопотребления. Коэффициент суточной неравномерности водопотребления. Использование укрупненных показателей для расчета ГВС. Нормативный диапазон температуры горячей воды. Система канализации (водоотведения). Общесплавной системе канализации. Система внутренней канализации. Материал и оборудование для систем внутренней канализации. Приемники сточных вод. Трассировка и устройство внутренней канализации. Организация уклона выпуска канализационной трубы. Расчет сети внутренней канализации.
5. РАЗДЕЛ V. ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ
Стандарты EPBD. Структура управления энергосбережением в Республике Беларусь. Нормативная база энергосбережения в Республике Беларусь. Сертификация энергосбережения и использование системы классификации. Энергетический паспорт здания. Классы энергетической эффективности зданий. Показатели энергоэффек-
182
тивности зданий. Основные параметры при энергетической оценке зданий. Система энергетической маркировки зданий. Действия энергоаудитора по оценке энергопотребления зданий. Измеряемые параметры, ответственные места. Возможные рекомендации по энергосбережению.
183
|
|
ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ К ЭКЗАМЕНУ |
|||||||||||
|
|
Рассчитать трансмиссионные тепловые потери угловой жилой |
|||||||||||
|
комнаты, расположенной на 2 этаже девятиэтажного жилого |
||||||||||||
дома в г. Минске. Расчетное сопротивление теплопередаче наруж- |
|||||||||||||
|
ной стены R |
0,94 |
м2 |
К |
, окна выполнены с двойным остекле- |
||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
нием в деревянных раздельных переплетах. Расположение комнаты |
|||||||||||||
относительно сторон горизонта и геометрические характеристи- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ки даны ниже. |
|
|||
|
|
С |
|
|
|
Ю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
3,4 |
|
1,6 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
201 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,0 |
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Площадь комнаты: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
S 5,0 3,4 17 м2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная |
теплотехника» таблица 4.1: |
||||||||||||
t |
в |
18 о С , но для угловых комнат: t |
в |
20 о С |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
По таблице 3.1СНБ 2.04.02-2000 «Строительная климатология» для |
|||||||||||||
г. Минска: t |
н |
t |
х.5 |
0,92 |
24 о С |
|
|
|
|||||
ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника» Приложение Г: |
|||||||||||||
R ок 0,42 м2 |
К |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
о |
|
Вт |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Площади ограждений находим по правилам обмера с точностью до |
|||||||||||||
0,1 м2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
184
–площадь окон – по наименьшим размерам строительных проемов в свету;
–длина наружных стен неугловых помещений – между осями внутренних стен, а угловых помещений – от угла до оси внутренних стен;
–высота стен промежуточного этажа – между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей;
–высота стен верхнего этажа – от уровня чистого пола верхнего этажа до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или от уровня чистого пола до линии пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью бесчердачного покрытия;
–площадь полов и потолков – по размерам между осями внутренних стен или от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренних стен;
Расчет сведен в таблицу.
|
|
|
Характеристика |
) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
ограждения |
|
|
|
|
|
|||
Номер, |
назна- |
|
|
·К |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
чение |
и пло- |
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/( |
|
|
|
|
||
щадь помеще- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Вт |
)·n |
|
, Вт |
|
||
ния |
|
С |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
, |
н |
|
|
||
|
|
о |
|
|
|
|
т |
-t |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
2 |
|
в |
|
т |
|
|
|
в |
Наименование |
Ориентация |
мРазмеры, |
АПлощадь, м |
1/R |
(t |
1+Σβ |
Q |
Примечание |
|
|
t |
|||||||||
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
|
Н.с |
С |
4,0·3,0 |
12,0 |
1,06 |
44 |
1+0,1+0,05 |
644 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
201, |
жилая |
20 |
Н.с |
В |
5,6·3,0 |
16,8 |
1,06 |
44 |
1+0,1+0,05 |
901 |
|
угловая, 17 |
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ок. |
В |
2,4·1,6 |
3,8 |
2,38-1,06 |
44 |
1+0,1+0,05 |
257 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВСЕГО |
|
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
185
Определить тепловые потери с воздухообеном для жилой
угловой комнаты в условии предыдущей задачи, если Н 28,6 м ,
h 6,4 м , уплотнение окон выполнено прокладками из пенополиуретана. Также определить: коэффициент инфильтрации, воздухопроницаемость окна и сравнить ее с нормативом.
Решение:
Расход воздуха, инфильтрующегося через окно:
|
|
0,216 А |
p2 / 3 |
Gпр |
|
пр |
|
Rи пр |
|
||
|
|
|
Сопротивление воздухопроницанию для двойного остекления в раздельных переплетах с уплотнением из пенополиуретана [3, при-
ложение Д] Rи пр 0,29 м2 ч .
кг
Площадь окна: Апр 2,4 1,6 3,84 м2
Расчетная разность давления:
pi 0,5H hi н в 0,25 н vн2 сн - сп кh
Удельный вес наружного и внутреннего воздуха:
|
|
|
|
3463 |
|
13,91 |
|
Н |
|
|
|||
н |
|
273 24 |
|
м3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
3463 |
|
11,82 |
|
Н |
|
|
||||
в |
273 20 |
|
м3 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Плотность наружного воздуха: |
|
|
13,91 |
|
1,42 |
кг |
|||||||
н |
|
м3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
9,8 |
|
|
|
|
|
|||
kh 1,1 (для здания 20 Н 40 м ), vн 3,1 м / с (г. Минск).
Следовательно,
186
Δpi 0,5 28,6 6,4 13,91 11,82 0,25 1,42 3,12 0,8 0,6 1,120,21 Па
G |
0,216 3,84 20,212 / 3 |
21,22 |
кг |
. |
|
|
|||
пр |
0,29 |
|
ч |
|
|
|
|||
Тепловые потери с воздухообменом:
Qвозд max Q1, Q2
Q1 0,28 Gпр c tв tн k,
Коэффициент учета влияния встречного теплового потока для окон с раздельными переплетами: k 0,8.
|
|
|
Q1 0,28 21,22 1 20 24 0,8 210 Вт |
|
|
|
|
|||||||
Q2 |
0,28 Ln в c tв |
tн k 0,28 3 Аж в c tв tн k , |
|
|||||||||||
|
|
Q 0,28 317 |
11,82 |
1 20 24 0,8 610 Вт |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
9,8 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Qвозд max 210,610 610 Вт |
|
|
|
|
||||||
Воздухопроницаемость окна: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
G |
|
Gпр |
|
21,22 |
5,5 |
кг |
|
, |
что меньше норматива (10 |
кг |
|
). |
||
ок |
|
A |
|
3,84 |
|
м2 ч |
|
|
м2 |
ч |
|
|||
|
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для угловой жилой комнаты (условие предыдущих задач) определить тепловые нагрузки отопления, а также количество градусо-суток отопительного периода. Принять «следящую» систему регулирования отопления.
Решение:
Q |
Q Q |
1800 610 2410 Вт |
о |
т возд |
|
Qср Q |
|
tв tн.от |
2410 |
20 0,9 |
1145 Вт |
||||||||
|
|
||||||||||||
о |
|
о |
|
|
tв |
tн |
|
|
20 24 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Qгод 0,024 Qср |
Q |
z |
от |
0,024 1145 0,4 9 17 198 |
|||||||||
о |
|
|
|
|
|
о |
с |
|
|
|
|
||
5150 |
кВт ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
D t |
в |
t |
н.от |
z |
от |
20 0,9 198 4138,2 оС сут |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
187
Определить расчетные трансмиссионные тепловые по-
тери для производственного здания (tв= 16 оС) размерами А х В х Н=20 х 45 х 8 м по наружному обмеру, расположенному в г.
Брест, если для него известна отопительная характеристика qо=0,45 Вт/м3·К.
Решение:
tн t х.5 0,92 21о С (г. Брест)
Находим фактическую отопительную характеристику производственного здания:
|
|
|
|
22 |
|
Вт |
||
q |
зд |
0,45 0,54 |
|
|
|
0,51 |
|
|
|
м3 |
|
||||||
|
|
|
16 21 |
|
К |
|||
Следовательно, |
|
|
|
|
|||
Q q |
зд |
V t |
в |
t |
н |
0,51 20 45 8 16 21 10 3 |
135,9 кВт |
т |
|
|
|
|
|||
Определить расчетные расходы теплоты на отопление микрорайона общей жилой площадью 64 тыс. м2, расположенного в г. Борисов, если застройка выполнена домами средней (3-4) этажности в период 1982-1984 г.г. без учета внедрения энергосберегающих мероприятий.
Решение:
tн t х.5 0,92 24 о С (г. Борисов)
По приложению А ТКП 45-4.02-182 «Тепловые сети» находим ук-
рупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади:
q |
o |
q 3 - 4 этажа; до1985 г.; t |
н |
-24 оС; без мероприятий |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
123 Вт |
|
|
|
|
||||
Q |
q |
o |
A 1 k |
123 64000 1 0,25 10 6 |
9,84 МВт |
|||
|
о |
|
1 |
|
|
|
|
|
188
Для административного здания размерами А х В х Н=20 х 45 х 8 м по наружному обмеру (г. Брест, qо=0,442 Вт/м3·К) определить: годовой расход теплоты на отопление (свободными теплопоступлениями пренебречь) и норму расхода тепловой энергии на обогрев.
По фактическому потреблению тепловой энергии на отопление здания в первом квартале отчетного года сделать вывод об эффективности отопления здания, если известны фактические показания теплосчетчика и среднемесячные температуры наружного воздуха:
январь: 47,2 Гкал,-3,1 оС февраль: 51,3 Гкал, -6,8 оС март: 40,0 Гкал, -0,8 оС
Решение:
tн t х.5 0,92 21о С (г. Брест)
tн.от 0,6 о С
zот 181 сут.
Находим фактическую отопительную характеристику производственного здания:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
Вт |
|||||
|
|
|
q |
зд |
0,442 0,54 |
|
|
|
|
0,49 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
м3 К |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
21 |
|
||||||||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Q |
q |
зд |
V t |
в |
t |
н |
|
0,49 20 45 8 18 21 10 3 137,6 кВт |
|||||||||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Qср |
Q |
|
tв tн.от |
|
137,6 |
18 0,6 |
61,4 кВт |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
о |
|
|
о |
|
|
tв tн |
|
|
|
|
18 21 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Q |
год 0,024 Qср z |
от |
0,024 61,4 181 |
|||||||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
266,7 |
МВт ч |
229,4 Гкал . |
|
|
|
|||||||||||
Годовая работа системы отопления:
Wгод 20 45 8 181 18 0,6 10 3 22675,68 тыс.м3 сут о С
Норма расхода тепловой энергии на обогрев здания:
189
|
Qгод |
|
229,4 103 |
Мкал |
|
Hо |
о |
|
|
10,12 |
|
W |
22675,68 |
тыс.м3 сут о С |
|||
|
год |
|
|
|
|
Фактический удельный расход тепловой энергии на обогрев здания в первом квартале отчетного года:
|
|
|
|
|
H |
|
|
Qф |
|
229,4 103 |
|
10,12 |
Мкал |
|
|
||||
|
|
|
|
|
ф |
W |
22675,68 |
|
тыс.м3 сут о С |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qф 47,2 51,3 40,0 138,5 Гкал. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
W |
янв |
|
20 45 8 31 18 3,1 10 3 4709,52 тыс.м3 |
сут о С |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
20 45 8 28 18 6,8 10 3 |
4999,68тыс.м3 |
сут о С |
||||||||||||||
|
|
фев |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
март |
20 45 8 31 18 0,8 10 3 |
4196,16 тыс.м3 сут о С |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
W |
4709,52 4999,68 4196,16 13905,36 тыс.м3 сут о С |
||||||||||||||||||
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qф |
|
|
138,5 103 |
|
Мкал |
|
|
|||||||
H |
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
9,96 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
W |
13905,36 |
тыс.м3 сут о С |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
190
