Определение энергетических показателей.

Определение теплотехнических характеристик.

1. По приложению 2 в зависимости от назначения здания и климатической зоны района строительства Самарской области (ТСН 23-349-2003) необходимо определить нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций стены, покрытия, перекрытия, окон, фонарей и дверей из условия предписывающего подхода (см. по числителю). В общем случае для различных регионов нормируемое сопротивление теплопередаче определяется в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) согласно требованиям СНиП 23-02-2003 (приложение 3).

2. По таблице вариантных данных c учетом конструкций наружных ограждений (приложение 4) и теплотехнических характеристик строительных материалов (приложение 5,6) определяем расчетные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружной 4-х слойной стены из условия

(7)

где R^req_w – нормативное сопротивление теплопередаче стены по пункту 1;

r – коэффициент теплотехнической однородности. Для стен жилых зданий из кирпича с утеплителем r должна быть не менее 0,74 при δ_ст =510 мм; не менее 0,69 при δ_ст =640 мм; не менее 0,64 при δ_ст =780 мм;

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (по таблице 6);

 

Таблица 6 – Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (СНиП 23-02-2003)

 

Внутренняя поверхность ограждения	Коэффициент теплоотдачи
1. Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отноше­нии высоты ребер к расстоянию между гранями соседних ребер	8,7
2. Потолков с выступающими ребрами при отношении	7,6
3. Окон	8,0
4. Зенитных фонарей	9,9
Примечание — Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций животновод­ческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии с СНиП 2.10.03.

 

α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода (по таблице 7);

R₁, R₂, R₄ – сопротивление теплопередаче соответственно 1, 2 и 4-го слоя ограждающей конструкции

(8)

здесь δ_n – толщина слоя ограждающей конструкции, м;

λ_n – коэффициент теплопередачи данного слоя ограждающей конструкции, Вт/м²˚С.

 

Таблица 7 - Значение коэффициента теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (СНиП II-3-79* изд. 98 г.)
№ п.п.	Наружная поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи для зимних условий,
	Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне
	Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне
	Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проёмами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом
	Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проёмов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

 

Если в одном из конструктивных слоев ограждающей конструкции встречается воздушная прослойка, то ее термическое сопротивление определяется по прил. 7.

После уточнения действительной (стандартной) толщины утеплителя δ^факт₃ пересчитываем R_3(факт)= δ^факт₃ ∙ λ₃ и принимаем окончательное расчетное значение сопротивления теплопередаче наружной стены

(9)

где R^min_w – минимально допустимое сопротивление теплопередаче стены при потребительском подходе (см. знаменатель таблицы приложения 2)

(10)

Аналогично определяются расчетные значения приведенного сопротивления теплопередаче многослойной конструкции покрытия и перекрытия 1-го этажа R_f .

Нормируемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций и наружных дверей следует принимать по приложению 2 или 3.

Для входных дверей в одноквартирные и многоэтажные жилые здания и квартиры, расположенные на первых этажах многоэтажных зданий, а также ворот для хранения автомобилей в жилых зданиях R_ed=1,2 м²˚С/Вт.

Для зенитных фонарей общеобразовательных учреждений R^req_F = 0,47, лечебных учреждений R^req_F = 0,481, дошкольных учреждений R^req_F = 0,487.

Приведенное (расчетное) сопротивление теплопередаче входных дверей и дверей (без тамбура) квартир первых этажей и ворот, а так же дверей квартир с неотапливаемыми лестничными клетками должно быть не менее 0,6 R^req_W. Для входных дверей в одноквартирные дома не менее 0,8 R^req_W. Для дверей в квартиры выше первого этажа зданий с отапливаемыми лестничными клетками не менее 0,55 м²˚С/Вт.

Расчетное (проектное) значение R_F (окон, витражей) принимается по приложению 8. По всем случаям приведённое расчетное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций должно быть не менее нормируемого R^r₀≥R^req₀.

3. Определяем приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания

(11)

где β – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери, связанные с ориентацией ограждений по сторонам горизонта, с ограждениями угловых помещений, с поступлением холодного воздуха через входы в здание: для жилых зданий β=1,13, для прочих зданий β=1,1;

А_W, A_F, A_ed, A_C, A_f – площадь соответственно стен, светопроёмов (окон, фонарей, витражей), наружных дверей и ворот, покрытий (чердачных перекрытий), цокольных перекрытий, полов по грунту, исходя из разделения их на зоны;

R_W, R_F, R_ed, R_C, R_f – приведенное сопротивление теплопередаче соответственно этих же ограждающих конструкций.

Термическое сопротивление теплопередаче отдельных зон неутепленных полов по грунту:

R^I=2,2 м²˚С/Вт; R^II=4,3 м²˚С/Вт; R^III=8,6 м²˚С/Вт; R^iv=14,2 м²˚С/Вт.

А^sum_e – по формуле (3)

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по таблице 8.

 

Таблица 8 — Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по от­ношению к наружному воздуху (СНиП 23-02-2003)

 

Ограждающие конструкции	Коэффициент
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), зенитные фонари, перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне
2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над хо­лодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Север­ной строительно-климатической зоне	0,9
3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли	0,6
5. Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4
Примечание — Для чердачных перекрытий теплых чердаков и цокольных перекрытий над подвалами с температурой воздуха в них большей , но меньшей коэффициент следует определять по формуле

 

4. Определяем кратность воздухообмена.

Кратность воздухообмена n_a (ч ^-1) принимается по нормам проектирования соответствующих зданий:

- для жилых зданий, исходя из удельного нормативного расхода воздуха

3 м³/ч на 1 м² жилых помещений. Произведение n_a∙β_v∙V_h=3A_i →n_a=3A _i / β_v∙V_h

при расчетной заселенности квартиры 20 м² на человека и менее;

- для общеобразовательных учреждений 16 – 20 м³/ч на 1 человека или 5А _i ;

- для дошкольных учреждений 1,5 ч^-1 или 6 А_i ;

- для спортивных и зрелищных учреждений 6 А_i ;

- для учреждений здравоохранения 2 ч^-1 или 5А_i ;

- для офисов и объектов сервисного обслуживания 0,5 ч^-1 или 4А _i

где А _i – площадь жилых помещений и кухонь или полезная площадь общественных зданий (кроме коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт).

5. Рассчитываем условный инфильтрационный коэффициент теплопередачи здания:

(12)

Здесь с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/кг˚С;

n_a – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч^-1;

β_v – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимать β_v=0,85;

V_h – отапливаемый объем здания, м³;

γ^nt_a – средняя плотность приточного (наружного) воздуха за отопительный период, кг/м³;

(13)

где t^av_ext – средняя температура воздуха за отопительный период, ˚С (принимаем по таблице 4;

к – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 – для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплетами, 1,0 – для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами со стеклопакетами, при устройстве приточных клапанов и открытых проемов;

А^sum_e – общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытие верхнего этажа и перекрытия пола нижнего отапливаемого помещения, м².

6. Рассчитываем общий коэффициент теплопередачи здания

(14)

1. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период определяются по формуле:

, МДж (15)

здесь К_m – общий коэффициент теплопередачи здания, определяемый по формуле (14);

D_d – количество градусо – суток отопительного периода по таблице 5.

2. Удельные бытовые тепловыделения на 1 м² площади жилых помещений или полезной площади общественных зданий, Вт/м²;

Принимаются для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) q _int=17 Вт/м²;

б) жилых зданий без ограничения социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 45 м² общей площади и более на человека) q _int=10 Вт/м²;

в) других жилых зданий – в зависимости от расчетной заселенности квартиры по интерполяции величины q _int между 17 и 10 Вт/м²;

г) для общественных и административных зданий бытовые тепловыделения учитываются по расчетному числу людей (90 Вт/чел), находящихся в здании, освещения (по установочной мощности), оргтехники (10 Вт/м²) с учетом рабочих часов в сутках.

3. Рассчитываем бытовые теплопоступления в здание за отопительный период

, МДж (16)

где z_ht – продолжительность отопительного периода, сут.

4. Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода Q_s, МДж, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям, следует определять по формуле:

, МДж (17)

Здесь ; - коэффициенты, учитывающие затенение светового проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаемые по проектным данным. При отсутствии данных следует принимать по таблице 9 или 11;

К_F; K_scy – коэффициенты относительного проникания солнечной радиации соответственно для светопропускающих заполнений окон и зенитных фонарей, принимаемые по паспортным данным соответствующих светопропускающих изделий. При отсутствии данных следует принимать по таблице 10 или 11.

 

Таблица 9 (ТСН 23-349-2003)

Тип переплета	Значения коэффициентов затенения светового проема и , соответственно окон и зенитных фонарей
в деревянных или ПХВ переплетах	в металлических переплетах
Одинарный	0,80	0,90
Спаренный	0,75	0,85
Раздельный	0,65	0,80
Раздельно-спаренный	0,50	0,70

 

Таблица 10 (ТСН 23-349-2003)

Количество слоев остекления (в т.ч. в стеклопакетах)	Значения коэффициентов относительного проникания солнечной радиации исоответственно окон и зенитных фонарей
из обычного стекла	с теплоотражающим покрытием
Два	0,9	0,57
Три	0,83	0,57
Четыре	0,77	0,5

 

№ п.п	Заполнение светового проема	Коэффициенты
в деревянных или ПВХ переплетах	в металлических переплетах
и	и	и	и
	Двойное остекление в спаренных переплетах	0,75/0,7	0,85	—	—
	Двойное остекление в раздельных переплетах	0,65/0,6	0,85	0,8/0,6 (0,8)	0,85
	Блоки стеклянные пустотные (с шириной швов 6мм) размером, мм: -194x194x98; -244x244x93.	0,9 0,9	0,65 (без переплета) 0,7 (без переплета)
	Профильное стекло коробчатого сечения	'0,9	0,75 (без переплета)
	Двойное из органического стекла для зенитных фонарей	0,9	0,9	—	—
	Тройное из органического стекла для зенитных фонарей	0,9	0,83	—	—
	Тронное остекление в раздельно-спаренных переплетах	0,5/-	0,76	0,7/-	0,76
	Однокамерный стеклопакет из стекла: -обычного; -с твердым селективным покрытием; -с мягким селективным покрытием.	0,8/- 0,8/- 0,8/-	0,85 0,57 0,57	0,9/- 0,9/- 0,9/-	0,85 0,57 0,57
	Двухкамерный стеклопакет из стекла: -обычного (с межстекольным расстоянием 6мм); -обычного (с межстекольным расстоянием 12мм); -с твердым селективным покрытием; -с мягким селективным покрытием; -с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.	0,78/-   0,78/-   0.78/- 0,78/- 0,78/-	0,76   0,76   0,51 0,51 0,51	0,85/-   0,85/-   0,85/- 0,85/- 0,85/-	0,76   0,76   0,51 0,51 0,51
	Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: -обычного; -с твердым селективным покрытием; -с мягким селективным покрытием; -с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.	0,75/- 0,75/- 0,75/- 0,75/-	0,76 0,51 0,51 0,51	— — — —	— — — —
	Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: -обычного; -с твердым селективным покрытием; -с мягким селективным покрытием; -с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном.	0,73/- 0,73/- 0,73/- 0,73/-	0,72 0,48 0,48 0,48	— — — —	— — — —

Таблица 11 — Значения коэффициентов затенения светового проема и и относительного проникания солнечной радиации и соответственно окон и зенитных фонарей (СП 23-101-2000)

Мансардные окна с учетом наклона заполнений к горизонту 45˚ и более следует считать как вертикальные окна, с учетом наклона менее 45˚ - как зенитные фонари;

A_F1, A_F2, A_F3, A_F4 – площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям, м²;

А_scy – площадь светопроемов зенитных фонарей здания, м²;

I₁, I₂, I₃, I₄ – средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированные по четырем фасадам здания, МДж/м² (принимаем по таблице 12);

I_nor – средняя за отопительный период величина солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, МДж/м² (принимаем по таблице 12).

 

Таблица 12 (ТСН 23-349-2003)

Города, населенные пункты, районы	Средняя величина солнечной радиации при действительных условиях облачности I, МДж/м2 за отопительный период
На горизон-тальную поверхность	На вертикальную поверхность с ориентацией на
C	CВ/СЗ	В/З	ЮВ/ЮЗ	Ю
Все пункты Самарской области следует принимать по данным пункта Самара

ратура воздуха за отопительнгыйнгыйдуха за отопительный период, кг/мконструкцийов, тамбуров, переходов, лестничных клеток, л

5. Рассчитываем расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода :

а) при автоматическом регулировании теплоотдачи нагревательных приборов в системе отопления:

, МДж (18)

где Q_h – общие теплопотери здания, МДж, определяемые по формуле (15);

Q_int – бытовые тепловыделения, МДж, формула (16);

Q_s – теплопоступления от солнечной радиации, МДж, формула (17);

– коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкций помещений здания аккумулировать или отдавать тепло. Рекомендуемое значение

=0,8;

ξ – коэффициент эффективности авторегулирования подачи тепла в системах отопления. Рекомендуемые значения:

ξ =1,0 – в однотрубной системе с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе или поквартирной горизонтальной разводкой;

ξ =0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе;

ξ =0,9 – в однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

ξ =0,85 – в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования 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 центральное в ЦТП или котельной;

β_h – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов и дополнительными теплопотерями через зарадиоторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, походящих через неотапливаемые помещения: для многосекционных и протяженных зданий β_h=1,13; для зданий башенного типа β_h=1,11; зданий с отапливаемыми подвалами β_h=1,07; зданий с отапливаемыми чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты β_h=1,05.

б) при отсутствии автоматического регулирования теплоотдачи нагревательных приборов

6. Определяем расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период

(19)

 

здесь Q^y_h – расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж;

А_h – отапливаемая площадь здания, м²;

V_h – отапливаемый объем здания, м³;

D_d – градусо–сутки отопительного периода.

7. Требуемый (нормативный) удельный расход тепловой энергии системой теплоснабжения на отопление здания q^red_h, (кДж/м³˚С∙сут, кДж/м^{2 0}С∙сут) определяется для жилых домов одноквартирных отдельно стоящих, подключенных к системе централизованного теплоснабжения по таблице 13, для остальных зданий по таблице 14.

 

Таблица 13 (ТСН 23-349-2003)

Отапливаемая площадь домов,	Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление жилых домов одноквартирных отдельно стоящих и блокированных в зависимости от этажности не более
60 и менее		—	—	—
			—	—
				—
	—
	—
1000 и более	—

 

При подключении здания к системам децентрализованного теплоснабжения – величиной, принимаемой по таблице 13 и 14, умноженной на коэффициент η

(20)

где η_dec – расчетный коэффициент энергетической эффективности систем отопления и децентрализованного теплоснабжения;

η_о^dec – расчетный коэффициент энергетической эффективности систем отопления и централизованного теплоснабжения.

 

Таблица 14 (ТСН 23-349-2003)

Типы зданий	Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление жилых многоквартирных и общественных зданий , в зависимости от этажности зданий не более
1...3	4...5	6...7	8...9	10...11	12 и выше
Жилые, гостиницы, общежития	По табл. 13	85 [31] 4-этажные дома одноквартирные и блокированные по таблице 6	80 [29]	76 [27,5]	72 [26]	70 [25]
Общественные, кроме перечисленных в позициях 3, 4 и 5 табли­цы	[42], [38], [36] соответствен-но нарастанию этажности	[32]	[31]	[29,5]	[28]	—
Поликлиники и лечеб­ные учреждения, до­ма-интернаты	[34], [33], [32] соответствен-но нарастанию этажности	[31]	[30]	[29]	[28]	—
Дошкольные учреждения	[45]	—	—	—	—	—
Сервисного обслужи­вания	[23], [22], [21] соответствен-но нарастанию этажности	[20]	[20]	—	—	—
Административного назначения (офисы)	[36], [34], [33] соответствен-но нарастанию этажности	[27]	[24]	[22]	[20]	[20I

 

При отсутствии данных о системах теплоснабжения значения этих коэффициентов принимают равными:

η_о^des =0,5 – при подключении здания к существующей системе централизованного теплоснабжения;

η_dec=0,8 – при подключении здания к автономной крышной или модульной котельной на газе;

η_dec=0,85 – при подключении к квартирным системам отопления с местными теплогенераторами на газе;

η_dec=0,35 – при стационарном электроотоплении;

η_dec=0,6 – при подключении здания к прочим системам теплоснабжения.