Энергоресурсосбережение в строительстве. Учебное пособие
.pdf
Толщина утепляющего слоя перекрытий над подвалами определяется по формуле:
δут.пер.п = λут (R0норм.пер − R0пр.пер.п ) =
=0,046(2,46 – 0,43) = 0,093 м.
Толщина утепляющего слоя выбирается как ближайший больший существующий размер утеплителя – 0,1 м.
Определить в соответствии с выбранной толщиной утеплителя фактическое приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалами после утепления по формуле:
R |
пр.пер.п.ф |
= |
1 |
+ 0,15 + |
0,1 |
|
|
||||
|
|
|
|||
0 |
|
8,7 |
|
0,046 |
|
|
|
|
|
||
+1
6
=
2,6
(м2∙°С)/Вт
и полученное значение должно быть больше нормируемого либо
равно ему.
R |
норм.пер |
= 2,46 |
|
||
0 |
|
|
(м2∙°С)/Вт
R |
пр.пер.п.ф |
= 2,6 |
|
||
0 |
|
|
(м2∙°С)/Вт –
условие выполнено.
4. Определить среднее за отопительный период количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления наружных стен по формуле:
Q |
ср |
= |
|
|
1 |
− |
|
1 |
|
F |
(t |
|
|
|
|
пр.ст |
|
пр.ст.ф |
в |
||||||
ст |
|
R |
|
R |
нс |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
−t |
|
)10 |
−3 |
от |
|
||
|
|
|
,
где Rпр.ст – приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен до утепления, м2∙К/Вт; Rпр.ст.ф – фактическое приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен после утепления, м2∙К/Вт; Fнс – площадь наружных стен, м2; tв – расчетная температура внутреннего воздуха, °С; tот – расчетная температура наружного воздуха, средняя за отопительный период, °С.
Из данных прил. 2 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» [4] для г. Майкоп tср = 2,3 °С, число часов отопительного периода n = 3552 ч/год.
51
Q |
ср |
= |
|
1 |
− |
1 |
|
2250(20 − 2, 3)10 |
−3 |
= 23, 9 |
|
|
|
|
|
|
|||||
ст |
|
0, 95 |
|
2, 22 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кВт.
Количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления наружных стен за отопительный период, определяется по формуле:
Q |
оп |
|
|
ст |
|
= Q |
ср |
n = |
|
|
|
ст |
|
|
23, 9 3552
=
84
892,8
кВт∙ч/год,
или
Q |
оп |
= 84 892,8 3600 = 305, 6 10 |
6 |
кДж/год = 305, 6 ГДж/год, |
|
|
|||
ст |
|
|
|
|
или
Q |
оп |
= |
305,6 |
= |
305,6 |
= 72,9 Гкал/год. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
ст |
|
с |
|
|
4,19 |
|
|
|
|
|
в |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Экономия оплаты за тепловую энергию за счет утепления наружных стен за отопительный период, руб./год, находится по формуле:
Тст = Qстоп Ст β1 β2 β3 =
= 72,9 2374,94 1,02 1, 2 1,1 = 233 220, 2
руб./год,
где Ст – стоимость
2374,94 руб./Гкал; β1 =1,
тепловой
02, β |
2 |
=1, |
2, |
|
|
|
энергии
β |
3 |
=1,1 |
|
|
в г. Майкоп –
–добавочные коэф-
фициенты, учитывающие фактические и климатические условия для отопительного периода, остаточную неотрегулированность системы, потери теплоты в наружных стенах соответственно.
Определим среднее за отопительный период количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления перекрытий чердачных по формуле:
ср |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
−3 |
, |
Qпер.ч |
= |
|
|
− |
|
|
|
Fпер |
(tв |
−tот )10 |
|
|
R |
пр.пер.ч |
R |
пр.пер.ч.ф |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52
где Rпр.пер.ч – приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий чердачных до утепления, м2∙К/Вт; Rпр.пер.ч.ф – фактическое приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий чердачных после утепления, м2∙К/Вт; Fпер – площадь перекрытий, м2.
Q |
ср |
= |
|
1 |
− |
1 |
|
900(20 − 2, 3)10 |
−3 |
= 39, 4 |
|
|
|
|
|
|
|||||
пер.ч |
|
0, 348 |
|
2, 5 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кВт.
Количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления перекрытий чердачных за отопительный период, определяется по формуле:
|
Qоп |
= Qср |
|
n = 39, 4 3552 =139 948,8 кВт∙ч/год, |
||||||
|
пер.ч |
|
пер.ч |
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оп |
=139 948,8 |
3600 = 503,8 10 |
6 |
|||||||
Q |
кДж/год = 503,8 ГДж/год, |
|||||||||
пер.ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
оп |
= |
503,8 |
= |
503,8 |
=120,2 Гкал/год. |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
пер.ч |
|
с |
|
|
4,19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экономия оплаты за тепловую энергию за счет утепления перекрытий чердачных за отопительный период, руб./год, находится по формуле:
Т |
|
= Q |
оп |
С |
β |
β |
|
β |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пер.ч |
пер.ч |
т |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
=120, 2 2374,94 1,02 1, 2 1,1 = 384 477,5
руб./год.
Определим среднее за отопительный период количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления перекрытий над подвалами по формуле:
ср |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
−3 |
, |
Qпер.п |
= |
|
|
− |
|
|
|
Fпер |
(tв |
−tот )10 |
|
|
R |
пр.пер.п |
R |
пр.пер.п.ф |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53
где Rпр.пер.п – приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалами до утепления, м2∙К/Вт; Rпр.пер.п.ф – фактическое приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалами после утепления, м2∙К/Вт; Fпер – площадь перекрытий, м2.
Q |
ср |
= |
|
1 |
− |
1 |
|
900(20 − 2, 3)10 |
−3 |
= 30, 9 |
|
|
|
|
|
|
|||||
пер.п |
|
0, 43 |
|
2, 6 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кВт.
Количество тепловой энергии, кВт, сэкономленной за счет утепления перекрытий над подвалами за отопительный период, определяется по формуле:
Q |
оп |
|
|
пер.п |
|
= Qср
пер.п
n
= 30,9 3552
=109 756,8
кВт∙ч/год,
или
Q |
оп |
=109 756,8 3600 = 395,1 10 |
6 |
кДж/год = 395,1 ГДж/год, |
|
|
|||
пер.п |
|
|
|
|
или
Q |
оп |
= |
395,1 |
= |
395,1 |
= 94,3 Гкал/год. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
пер.п |
|
с |
|
|
4,19 |
|
|
|
|
|
в |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Экономия оплаты за тепловую энергию за счет утепления перекрытий над подвалами за отопительный период, руб./год, находится по формуле:
Т |
|
= Q |
оп |
С |
β |
β |
|
β |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пер.п |
пер.п |
т |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
= 94,3 2374,94 1,02 1, 2 1,1 = 301535,5 руб./год.
Суммарная экономия оплаты за тепловую энергию за счет утепления наружных стен, перекрытий чердачных и над подвалами за отопительный период, тыс. руб./год, находится по формуле:
Тсум = Тст +Тпер.ч +Тпер.п = 233, 2 + 384, 5 + 301, 5 = 919, 2.
54
5.3. Исходные данные для расчета
Далее представлены исходные данные для расчета практической работы № 5 в виде табл. 5.2, 5.3.
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|
Размеры здания и город его расположения |
|||
|
|
|
|
|
№ |
|
Размеры здания |
Этажность, |
Город расположения |
варианта |
|
в плане, м×м |
шт |
здания |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
1 |
|
10×20 |
3 |
Майкоп |
2 |
|
10×25 |
4 |
Барнаул |
3 |
|
10×30 |
5 |
Архангельск |
4 |
|
10×35 |
6 |
Астрахань |
5 |
|
10×40 |
7 |
Белгород |
6 |
|
10×45 |
8 |
Владимир |
7 |
|
10×50 |
9 |
Волгоград |
8 |
|
10×55 |
10 |
Воронеж |
9 |
|
10×60 |
11 |
Иркутск |
10 |
|
10×65 |
12 |
Калининград |
11 |
|
10×70 |
13 |
Кемерово |
12 |
|
12×20 |
14 |
Краснодар |
13 |
|
12×25 |
15 |
Москва |
14 |
|
12×30 |
16 |
Новосибирск |
15 |
|
12×35 |
17 |
Владивосток |
16 |
|
12×40 |
18 |
Самара |
17 |
|
12×45 |
19 |
Саратов |
18 |
|
12×50 |
20 |
Екатеринбург |
19 |
|
12×55 |
1 |
Владикавказ |
20 |
|
12×60 |
2 |
Ставрополь |
21 |
|
12×65 |
3 |
Казань |
22 |
|
12×70 |
4 |
Томск |
23 |
|
12×35 |
5 |
Тюмень |
24 |
|
12×40 |
6 |
Хабаровск |
25 |
|
12×45 |
7 |
Ярославль |
55
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 5.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№ |
|
Размеры здания |
Этажность, |
|
Город расположения |
||||||
варианта |
|
в плане, м×м |
|
шт |
|
|
здания |
||||
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
26 |
|
|
12×50 |
|
|
8 |
|
|
Белгород |
||
27 |
|
|
12×55 |
|
|
9 |
|
|
Владимир |
||
28 |
|
|
12×60 |
|
|
10 |
|
|
Казань |
||
29 |
|
|
12×65 |
|
|
11 |
|
|
Томск |
||
30 |
|
|
12×70 |
|
|
12 |
|
|
Тюмень |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.3 |
|
|
|
Материалы ограждающих конструкций |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Материал |
|
|
Ширина |
Материал |
Материал об- |
||||
№ ва- |
|
|
|
наружных |
утепления |
||||||
|
наружных |
|
|
лицовочного |
|||||||
риан- |
|
|
|
стен до |
огражд. |
||||||
|
|
стен до |
|
|
слоя наружной |
||||||
та |
|
|
|
утепления, |
конструк- |
||||||
|
утепления |
|
стены |
||||||||
|
|
|
|
м |
ций |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
1 |
|
1 |
|
|
0,5 |
|
1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
|
0,55 |
|
2 |
|
|
2 |
|
3 |
|
3 |
|
|
0,6 |
|
3 |
|
|
1 |
|
4 |
|
4 |
|
|
0,65 |
|
4 |
|
|
2 |
|
5 |
|
5 |
|
|
0,7 |
|
5 |
|
|
1 |
|
6 |
|
6 |
|
|
0,75 |
|
6 |
|
|
2 |
|
7 |
|
7 |
|
|
0,51 |
|
7 |
|
|
1 |
|
8 |
|
8 |
|
|
0,51 |
|
8 |
|
|
2 |
|
9 |
|
9 |
|
|
0,51 |
|
9 |
|
|
1 |
|
10 |
|
10 |
|
|
0,51 |
|
10 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
1 |
|
|
0,6 |
|
11 |
|
|
1 |
|
12 |
|
2 |
|
|
0,65 |
|
12 |
|
|
2 |
|
13 |
|
3 |
|
|
0,7 |
|
13 |
|
|
1 |
|
14 |
|
4 |
|
|
0,75 |
|
14 |
|
|
2 |
|
15 |
|
5 |
|
|
0,5 |
|
15 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
6 |
|
|
0,55 |
|
1 |
|
|
2 |
|
56
Окончание табл. 5.3
|
Материал |
Ширина |
Материал |
Материал об- |
|
|
наружных |
||||
№ ва- |
наружных |
утепления |
лицовочного |
||
стен до |
|||||
рианта |
стен до |
огражд. |
слоя наружной |
||
утепления, |
|||||
|
утепления |
конструкций |
стены |
||
|
м |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
17 |
7 |
0,64 |
2 |
1 |
|
18 |
8 |
0,64 |
3 |
2 |
|
19 |
9 |
0,64 |
4 |
1 |
|
20 |
10 |
0,64 |
5 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
1 |
0,7 |
6 |
1 |
|
22 |
2 |
0,75 |
7 |
2 |
|
23 |
3 |
0,5 |
8 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
4 |
0,55 |
9 |
2 |
|
25 |
5 |
0,6 |
10 |
1 |
|
26 |
6 |
0,65 |
11 |
2 |
|
27 |
7 |
0,77 |
12 |
1 |
|
28 |
8 |
0,77 |
13 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
29 |
9 |
0,77 |
14 |
1 |
|
30 |
10 |
0,77 |
15 |
2 |
Материалы несущих слоев наружных стены до выполнения утепления
1. Керамзитобетон на кварцевом песке плотностью
1200 кг/м3.
2.Керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью
1800 кг/м3.
3.Керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью
1600 кг/м3.
4.Керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью
1400 кг/м3.
5.Керамзитобетон на керамзитовом песке плотностью
1200 кг/м3.
57
6.Газо- и пенобетон на цементном вяжущем плотностью
1000 кг/м3.
7.Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного
обыкновенного на цементно-песчаном растворе плотностью
1800 кг/м3.
8.Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного
обыкновенного на цементно-шлаковом растворе плотностью
1700 кг/м3.
9.Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного
обыкновенного на цементно-перлитовом растворе плотностью
1600 кг/м3.
10.Кирпичная кладка из сплошного кирпича силикатного на цементно-песчаном растворе плотностью 1800 кг/м3.
Материал слоя утеплителя ограждающих конструкций
1.Плиты из пенополистирола плотностью 28 кг/м3.
2.Плиты из пенополистирола плотностью 33 кг/м3.
3.Плиты из пенополистирола плотностью 38 кг/м3.
4.Экструдированный пенополистирол плотностью 33 кг/м3.
5.Пенополиуретан плотностью 80 кг/м3.
6.Пенополиуретан плотностью 60 кг/м3.
7.Пенополиуретан плотностью 40 кг/м3.
8.Плиты минераловатные из каменного волокна плотностью 100 кг/м3.
9.Плиты минераловатные из каменного волокна плотностью 50 кг/м3.
10.Плиты минераловатные из каменного волокна плотностью 30 кг/м3.
11.Плиты из стеклянного штапельного волокна плотностью 75 кг/м3.
12.Плиты из стеклянного штапельного волокна плотностью 60 кг/м3.
13.Плиты из стеклянного штапельного волокна плотностью 45 кг/м3.
14.Плиты из стеклянного штапельного волокна плотно-
стью 35 кг/м3.
58
15. Плиты из стеклянного штапельного волокна плотностью 30 кг/м3.
Материал облицовочного слоя наружной стены
1.Кирпичная кладка из пустотного кирпича керамического на цементно-песчаном растворе плотностью 1600 кг/м3, толщиной 0,12 м.
2.Раствор цементно-песчаный плотностью 1800 кг/м3, толщиной 0,05 м.
Контрольные вопросы
1.Перечислите достоинства, которые дает выполнение дополнительных теплоизоляционных слоев снаружи здания.
2.Перечислите ряд преимуществ, которые дает наружное утепление по сравнению с внутренним.
3.Расскажите о способе утепления «мокрый фасад».
4.Перечислите преимущества наружной теплоизоляции здания типа «мокрый фасад».
5.Расскажите о способе утепления «вентилируемый фасад».
6.Расскажите о понятии «мостики холода».
7.Перечислите требования к материалу утеплителя.
8.Перечислите материалы утепляющего слоя.
9.Расскажите об утеплении деревянного дома.
10.Поясните понятие градусо-сутки отопительного периода, запишите формулу, поясните обозначение и единицы измерения.
11.Поясните нормируемые значения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, запишите формулу, поясните обозначение и единицы измерения.
12.Поясните термическое сопротивление слоя однородной части ограждающей конструкции, запишите формулу, поясните обозначение и единицы измерения.
13.Поясните экономию оплаты за тепловую энергию, приведите формулу, обозначение и единицы измерения.
14.Поясните стоимость тепловой энергии, обозначение
иединицы измерения.
59
6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА ОКУПАЕМОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО МЕРОПРИЯТИЯ
Цель практической работы – познакомиться с методом определения срока окупаемости мероприятий по энергосбережению.
6.1. Пример расчета
Рассмотрим определение срока окупаемости на примере расчета практической работы № 5, в котором оценили эффективность энергосберегающего мероприятия – утепления 5-этажного жилого дома с размерами в плане 60×15 м, расположенного в г. Майкоп. В примере рассмотрели два варианта выполнения ограждающих конструкций: с теплоизоляцией и без нее.
Определили экономию оплаты за тепловую энергию за счет утепления наружных стен 233 220,2 руб./год, чердачных перекрытий 384 477,5 руб./год и перекрытий над подвалами 301 535,5 руб./год. При определении срока окупаемости эта величина является годовым доходом.
Сумма первоначальных инвестиций складывается из затрат на материалы и монтаж тепловой изоляции в ограждающих конструкциях здания. Данные принимаются по средней рыночной цене на данный период времени и заносятся в табл. 6.1.
В примере практической работы № 5 в качестве утеплителя наружных стен, чердачного перекрытия и над подвалом использовали пенополистирол плотностью ρППС = 35 кг/м3 и теплопроводностью λППС = 0,046 Вт/(м∙°С).
При выполнении расчета были получены данные по толщине утепляющего слоя чердачного перекрытия и перекрытия над подвалом – 0,1 м, наружных стен – 0,05 м.
Пенополистирол поставляется листами, размер которых
2000×1000×50, ценою 9755,5 руб./м3.
60