5. Энергетический паспорт здания

Энергетический паспорт жилых и общественных зданий предназначен для поддержания соответствия показателей энергетической эффективности и теплотехнических показателей здания, показателям, установленным в нормативных документах.

Энергетический паспорт здания должен содержать: общую информацию о проекте; расчётные условия; сведения о функциональном назначении и типе здания; объёмно-планировочные и компоновочные показатели здания; расчётные энергетические показатели здания, в том числе показатели энергоэффективности, теплотехнические показатели; сведения о сопоставлении данных расчёта с нормируемыми показателями; рекомендации по повышению энергоэффективности здания; класс энергетической эффективности здания.

Форма и порядок составления энергетического паспорта здания рассмотрен в примере 3.

Пример 3. Расчёт параметров энергетического паспорта

Исходные данные. Здание расположено в г. Ростове-на-Дону и состоит из двух торцевых секций, общее количество квартир – 40. Стены – самонесущие кирпичные с эффективным утеплителем, окна в виде двойного остекления в раздельных ПХВ переплётах. Покрытие – совмещённое железобетонное с эффективным утеплителем Подвал – тёплый с разводкой трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения. Здание подключено к централизованной системе теплоснабжения. Высота здания – 14,7 м, количество этажей – 5; ориентация фасада здания – северо-восток.

Климатические параметры г. Ростова-на-Дону принимаем согласно [2].

1. Расчётная температура внутреннего воздуха t_int. Принимается по табл.3. Для жилых зданий t_int. = 20 °С.

2. Расчётная температура наружного воздуха t_ext . Принимается значение средней температуры наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по табл.1. Для г. Ростова-на-Дону t_ext = -22 °С.

3. Расчётная температура «тёплого» чердака t_с принимается равной 14 °С, исходя из теплового баланса.

4. Расчётная температура «тёплого» подвала t_f принимается равной плюс 2 °С, если в подвале находятся трубы системы отопления и горячего водоснабжения.

5. Продолжительность отопительного периода . Принимается по табл.1, для г. Ростова-на-Дону = 171 сут.

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht. Принимается по табл.1, tht = -0,6 °С.

7. Градусо-сутки отопительного периода D_d, °С ·сут.. Рассчитываются по формуле (2)

Dd = (tint – tht)·zht = (20 + 0,6)·171 = 3523.

Геометрические показатели

Расчёт площадей и объёмов выполняют по рабочим чертежам здания. Внутренние размеры − длина и ширина здания соответственно равны 69 и 12,3 м.

1.2. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания . Устанавливается по внутренним размерам «в свету» (расстояние между внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций, противостоящих друг другу).

Площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание А_W+F+ed определяется по формуле

,

где р_st– длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа, м;

; Н_h − высота отапливаемого объёма здания, м, представляющая собой расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа.

м²;

Площадь наружных стен A_W, м², вычисляется по формуле

,

где A_F − площадь окон, равная сумме площадей всех оконных проёмов здания. Для рассматриваемого здания A_F = 425 м², тогда

м².

Площадь покрытия А_с, м², и площадь перекрытия над подвалом А_f, м², равны площади этажа А_st, м² (площади, ограниченной внутренними поверхностями наружных стен):

м².

Общая площадь наружных ограждающих конструкций определяется по формуле:

 м² (11)

1.4. Площадь отапливаемых помещений (для жилых зданий общая площадь квартир) А_h и площадь жилых помещений и кухонь А_l определяется по чертежу здания, для данного примера м²; м².

1.5. Отапливаемый объем здания V_h, м³, вычисляется как произведение площади этажа А_st, м², на высоту Н_h, м:

м³.

Показатели объёмно-планировочного решения здания:

– коэффициент остеклённости фасадов здания :

;

– показатель компактности здания :

.

Полученные значения проверяем на соответствие требованиям СНиП[1]: и . Для данного жилого пятиэтажного дома = 0,18 > 0,178, = 0,36 > 0,355, следовательно, условия выполняются.

Теплотехнические показатели

Приведённые сопротивления теплопередаче наружных ограждений , м^2.°С/Вт, в соответствии с требованиями СНиП [1], должны быть не ниже нормируемых значений , м^2.°С/Вт, которые устанавливают по табл.4 в зависимости от градусо-суток района строительства. (D_d=3523°С·сут). Требуемое нормируемое сопротивление теплопередаче для наружных стен ; окон и балконных дверей ; совмещенного покрытия =3,96; перекрытия первого этажа м²·°С/Вт.

Нормируемое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания принимаем по табл.12. Для пятиэтажного жилого здания

кДж/(м²·°С·сут).

Вычисляем приведенный коэффициент теплопередачи здания , Вт/(м²·°С), по формуле:

= (AW/RW + AF/RF + Ac/Rc + Ac1·n/Rc1 + Aed/Red + Af·n/Rf)/,

где AW, RW – площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче, м²·˚С/Вт, наружных стен; AF, RF – то же, заполнений светопроёмов; Ac, Rc – то же, совмещенных покрытий; Af, Rf – то же, цокольных перекрытий; Aed, Red – то же, наружных дверей; Ac1, Rc1 – то же, чердачных перекрытий; n – то же, что в формуле (3), принимается по табл.5; – то же, что и в формуле (11).

Вт/(м²·°С).

Кратность воздухообмена na, ч. Требуемая кратность воздухообмена жилого здания устанавливается из расчета 3 м³/ч удаляемого воздуха на 1 м² площади жилых комнат А_l из расчета заселенности квартиры 20 м² общей площади на одного человека и менее, т.е. количество приточного воздуха в здание Lv, м³/ч, равно 3·Аl.

Так как естественная вентиляция в здании работает круглосуточно, то na

составит:

na = Lv/(βν· V_h), (12)

где βν – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, принимают равным 0,85;

Vh – отапливаемый объем здания, м³.

na ч^-1.

Для других жилых зданий с заселенностью квартир более 20 м² на человека в формуле Lv = 0,35·3·Аl, но не менее Lv = 30·m, где m – расчетное число жителей в здании.

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий

теплопотери за счёт инфильтрации и вентиляции Вт/(м²·С),

определяется по формуле:

= 0,28·с·na·βν· V_h ·ρа·k/ ; , (13)

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·˚С); na, βν, Vh – то же, что и в формуле (12); ρа - средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³, определяется по формуле:

= 353/[273 + 0,5·(tint + text)] = 353/[273 + 0,5·(20 + (-22)]= 1,29 кг/м³,

tint – то же, что в формуле (2), ºС; text – то же, что в формуле (3), ºС; k – коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный 0,7 – для стыков панелей стен, окон, балконных дверей с тройными раздельными переплетами; то же, с двойными раздельными переплетами – 0,8; то же, со спаренными переплетами – 0,9; то же, с одинарными переплетами – 1,0.

= 0,28·1·0,738·0,85·10922·1,3·0,8/3876 = 0,515 Вт/(м²·С).

Вычисляем общий коэффициент теплопередачи здания km, Вт/(м²·С), по формуле:

= + = 0,56 + 0,515 = 1,075 Вт/(м²·С).

Теплоэнергетические показатели

Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период Q_h, МДж, определяются по формуле

,

Q_h .

Удельные бытовые тепловыделения q_int, Вт/м², устанавливают исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не

менее 10 Вт/м² и не более 17Вт/м². В примере q_int = 13 Вт/м².

Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период Q_int, МДж, определяют по формуле

,

где – то же, что и в формуле (2), сут; – величина бытовых тепловыделений на 1м² площади жилых помещений и кухонь, A_l – площадь жилых помещений и кухонь в здании, м²

.

 Теплопоступления от солнечной радиации за отопительный период Q_s, МДж, вычисляем по формуле, приведённой в [1].

При выполнении домашнего задания теплопоступлениями от солнечной радиации можно пренебречь.

 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , МДж, по формуле

;

где , и , МДж, определены выше. v – коэффициент снижения теплопоступлений за счёт тепловой инерции ограждающих конструкций, v = 0,8; ξ – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления, рекомендуемые значения; ξ = 0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и центральным авторегулированием на вводе; ξ = 0,7 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха; ξ = 0,5 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе – регулирование в ЦТП или котельной; β_h – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, β_h = 1,13.

МДж.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , кДж/(м²·°С·сут), по формуле (10) будет равен:

.

Для пятиэтажного жилого дома нормируемое значение кДж/(м²·°С·сут), (табл.12), следовательно, и требования СНиП [1] выполняются.

В случае удовлетворения требований приведённое сопротивление теплопередаче для отдельных элементов наружных ограждений может приниматься ниже нормируемых значений, но не менее минимальных величин R_min, вычисляемых по формулам:

Для наружных стен м²·°С/Вт.

В рассматриваемом примере для стен здания приняли R₀=2,2 м²·°С/Вт, что ниже нормируемого значения м²·°С/Вт, но выше  м²·°С/Вт, но не выше ·°С/Вт. Для покрытия и перекрытия первого этажа и оставили без изменения.

Проверяем принятую величину R_о для стен на ограничение по температурному перепаду по формуле (8):

°С,

что меньше =4°С и, следовательно, по этому показателю выбранная конструкция ограждения также удовлетворяет требованиям СНиП [1].

Для заполнения оконных и балконных проемов приняли окна и балконные двери, для которых сопротивление теплопередаче

м²·°С/Вт (см. табл.10),

что выше нормируемого значения =0,414 м²·°С/Вт. (табл.4).

Температура внутренней поверхности остекления должна быть не ниже 3°С.

Расчётное значение , °С, по формуле (9) будет равно

.

Определяем класс энергетической эффективности здания

,

что соответствует классу С «нормальный» [1].