5.2 Розрахунок енерговитрат будівель за методом енергетичного балансу

Опір теплопередачі термічно однорідної непрозорої огороджувальної конструкції розраховується за формулою

R_Σ = ,

де α_в, α_з - коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь огороджувальної конструкції, Вт/(м² · К), які приймаються згідно з додатком Е;

R_і - термічний опір і-го шару конструкції, м² · К/Вт;

λ_ip - теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м · К).

Визначаємо втрати тепла для будівлі Скорини, 16.

Езкіс зовнішньої стіни будівлі показано на рисунку 5.2

Опір зовнішньої стіни дорівнює:

Rзс=1,09 м² · К/Вт.

Рис. 5.2 Зовнішня стіна

Опір огороджувальної конструкції підвалу дорівнює:

Rпд=1,29 м² · К/Вт.

Опір горищного перекриття дорівнює:

Rгп=1,44 м² · К/Вт.

Обчислюємо тепловтрат в цілому для будинку Скорини 16. Тепловтрати через огороджувальні конструкції обчислюємо за формулою:

Q=s ×(tв-tз)(1+к) × 1/Rк.

де s - площа огороджувальної конструкції, в цьому випадку зовнішня стіна;

tз - середня температура за опалювальний період (-0,2 градуси);

tв - температура в квартирі ( 18 градусів);

к - коефіцієнт на орієнтацію стіни(приймається від 0,05 до 0,1);

Rк – опір огороджувальної конструкції.

Зводимо їх у таблицю 5.2.

Таблиця 5.2

Тепловтрати будинку

Вид конструкції	Тепловтрати, Вт
стіна, південна сторона	1965,6
стіна, східна сторона	3079,44
стіна, північна сторона	2162,16
стіна, західна сторона	3144,96
горищне перекриття	3748,12
підвальне перекриття	4092,54
інфільтрація	2360,90
вікна	3538,08
вхідні двері	254,80
додаткові	2124,81
разом	26758,30

Маючи загальні тепловтрати будинку можемо визначити питомі тепловтрати на . Обчислені дані заносимо в табл. 5.3.

Q_п1=26758,3/2548=10,5 Вт/

Таблиця 5.3

Тепловтрати через огороджувальні конструкції

Будинок	Вид конструкції	Тепловтрати, Вт
Скорини 18	зовнішні стіни	8418,58
	горищне перекриття	2883,17
	підвал	3148,11
	вікна	1605,24
	вхідні двері	198,74
	інфільтраційні	1771,67
	додаткові	1594,50
	разом	19620,01

Тепер розраховуємо питомі тепловтрати для всіх будинків і вносимо в табл.5.4:

Q_п2=19620,01/1410=13,9 Вт/

Таблиця 5.4

Питомі тепловтрати будівель

Будинок	Питомі тепловтрати, Вт/
Скорини 16	10,5
Скорини 18	13,9
Скорини 20	5,2
Скорини 22	10,5
Скорини 24	4,9
Скорини 30	3,1
Скорини 32	3,1
Скорини 36	5,2
Скорини 38	7,1

Маючи питомі тепловтрати можемо знайти тепловтрати мікрорайону за опалювальний період:

Q_т1= Q_п1×V=10,5×26758×24×191=1287,9 МВт×год.

Сумарні тепловтрати мікрорайону становлять:

∑Q=Q_т1+…+Q_т9=1288+1251+1999+5101+1442+1587+1578+774+4949=

=19181 МВт×год.

Побудуємо кругову діаграму тепловтрат через огороджуючи конструкції (рис.5.2).

Рис.5.2 Тепловтрати через огороджуючи конструкції

Надходження теплоти від перебування людей у приміщеннях розраховувати виходячи з таких умов: тепловиділення дорослої людини у стані спокою становить 105 Вт:

Q_люд = Q_люд11 × N_люд11 × t_роб × N₀ =105×2208×7,5×191 =332,11 МВт.

Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації (прямої і розсіяної) знаходиться за даними нижченаведеної табл. 6.5, (МДж/м²/місяць, для широти 52°).

Таблиця 6.5

Теплонадхождення від сонця

Місяці	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Пн	0	0	0	110	176	206	212	130	0	0	0	0
ПнСх/ПнЗх	0	0	152	243	332	370	340	268	191	110	0	0
Сх/Зх	143	210	365	459	512	512	518	457	371	263	166	121
ПдСх/ПдЗх	371	424	572	557	573	514	511	542	530	490	392	305
Пд	495	566	692	558	497	427	452	520	584	611	543	475

Кількість сонячних днів протягом опалюваного сезону становить 30.

Знаходимо середньодобову потужність сонячної енергії для опалювального сезону:

МДж/(м²·доб).

Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації за опалювальний сезон складуть:

× ε_в ζ_в  =18,61×504×30×10-3 ε_в ζ _в= 281,3 ·год.

Значення коефіцієнтів затінення світлового прорізу ζ_в =0,6 і відносного проникнення сонячної радіації, ε_в =0,63 вікон приймаються з ДБН В 2.6-31-2006.

Надходження теплоти від освітлювальних приладів та технологічного устаткування.

Оскільки нам не задана потужність системи освітлення, приймемо, що проектне питоме навантаження освітлення на одиницю площі підлоги становить 10 Вт/м². Загальна встановлена потужність освітлювальних приладів тоді становитиме:

Р_осв = 10× 24904,6 =249046 Вт.

Враховуючи коефіцієнт технічної справності освітлювальних приладів 0,9, коефіцієнт одночасності увімкнення 0,85 та середньодобову тривалість увімкнення 4 години на протязі опалювального сезону визначимо річне споживання електричної енергії:

W_осв=249×0,9×0,85×4×191=145530,5 кВт×год.

Енергетичний баланс мікрорайону наведений в табл. 5.6.

Таблиця 5.6

Енергетичний баланс мікрорайону

Складові теплонадходжень	Надходження тепла
	МВт×год	%
Сонячна радіація	281,3	1,4
Система освітлення і технологічне обладнання	145,53	0,75
Персонал	332,11	1,7
Теплопостачання	18422	96,04
Всього	19181	100

Частка теплопостачання мікрорайону наведено нище в рис.5.3, вона складає 96,04 %.

Рис.5.3. Кругова діаграма надходжень тепла