Составление энергетического паспорта помещения и расчёт потенциала энергосбережения при его отоплении

Материалы по дисциплине «Технологические системы отрасли» для студентов группы 080502(0608) ИРЭУ з/о 4 курс.

Составитель к.т.н. доцент кафедры «Машины и оборудование бытового и жилищно-коммунального назначения»

Бадах Вячеслав Фёдорович. Сентябрь 2012г.

 

1. Энергосбережение  при создании микроклимата в  помещении.

В условиях глобальной конкуренции главный вызов для России – беспрецедентно суровый климат. Энергосбережение становится одним из важнейших вопросов развития экономики страны и нашей конкурентоспособности. Около половины потребляемых в России топливно-энергетических ресурсов расходуется на отопление, вентиляцию и кондиционирование, т.е. при эксплуатации зданий. Для каждого владельца помещения наконец-то должна стать важной энергетическая эффективность его квартиры, офиса или производственного помещения.

Мировой опыт проектирования, строительства и эксплуатации энергоэффективных  зданий различного назначения показывает, что сокращение затрат энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование в основном достигается за счет следующих факторов:

- применения  регулируемых систем, позволяющих  оптимизировать подачу и потребление  энергии;

- устройства  локальных систем, позволяющих сократить  отапливаемые и вентилируемые площади и объемы здания;

- использования утилизации тепла;

- внедрения учетно-биллинговых  систем расчетов за потребленную  энергию, стимулирующих потребителей  к ее экономному расходованию.

Первым шагом  России в этом направлении стал принятый 23 ноября 2009 года закон N 261-ФЗ «ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ И О ПОВЫШЕНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ»:

Статья 9. Государственное регулирование в области энергосбережения осуществляется путем установления:

1) обязанности  по учету используемых энергетических  ресурсов;

2) требований  энергетической эффективности зданий;

3) обязанности  проведения обязательного энергетического  обследования;

энергетическое  обследование - сбор и обработка информации об использовании энергетических ресурсов в целях получения достоверной информации об объеме используемых энергетических ресурсов, о показателях энергетической эффективности, выявления возможностей энергосбережения и повышения энергетической эффективности с отражением полученных результатов в энергетическом паспорте;

4) требований  к энергетическому паспорту;

5) обязанности  проведения мероприятий по энергосбережению в многоквартирных домах;

6) обязанности  реализации информационных и  образовательных программ в области  энергосбережения.

Статья 15. Энергетическое обследование

2. Основными  целями энергетического обследования  являются:

1) получение  объективных данных об объеме  используемых энергетических ресурсов;

2) определение  показателей энергетической эффективности;

3) определение  потенциала энергосбережения;

4) разработка  перечня мероприятий по энергосбережению  и их стоимостная оценка.

6. По результатам  энергетического обследования составляется энергетический паспорт.

7. Энергетический  паспорт должен содержать информацию:

1) об оснащенности  приборами учета;

2) об объеме  используемых энергетических ресурсов;

3) о показателях  энергетической эффективности;

4) о величине  потерь энергетических ресурсов;

5) о потенциале  энергосбережения в натуральном  выражении;

6) о перечне  мероприятий по энергосбережению.

 

Пример составления  энергетического паспорта и оценка эффекта от различных энергосберегающих мероприятий приводится ниже.

2.Энергетический паспорт помещения.

Энергетический паспорт устанавливает соответствие удельного расхода тепла на отопление данного помещения нормативным показателям, приведённым в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»[5].

Согласно закону Российской Федерации «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [1] первые такие паспорта все бюджетные и теплоснабжающие предприятия, а также крупные потребители энергоресурсов, должны разработать до 31 декабря 2012 года, а последующие – каждые пять лет.

Методика расчета  параметров энергоэффективности и  теплотехнических параметров и пример заполнения энергетического паспорта приведены в своде правил СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» [6].

2.1.Исходные данные для расчёта.

Для упрощения  расчётов принимаем, что рассматриваемое  помещение является встроенным. Тогда  теплообмен через пол, потолок и  внутренние стены можно не учитывать.

1.1. Помещение  представляет собой комнату шириной  4,20 м, глубиной 4,86 м и высотой 3,05 м, площадь - 20,4 м², отапливаемый объём – 62,3 м³.

1.2. Наружная  стена 4,2м´3,05м, площадь – 12,81 м², трёхслойная: 15 см железобетона, потом 10 см стекловаты и снаружи 12,5 см красного кирпича. Площадь наружной стены за вычетом площади окон  A_стен. = 12,81 м² – 3,14 м² = 9,67 м².

1.3.Окна 1,87 м ´ 0,84 м = 1,57 м², с двухкамерным стеклопакетом 4-10-4-10-4 в алюминиевом переплёте, 2 шт..

Площадь двух окон A_окон. = 3,14 м².

1.4.В помещении  находится следующее оборудование:

- два компьютера с потребляемой мощностью по 300 Вт, режим использования – постоянно в рабочее время;

- МФУ с потребляемой  мощностью 100 Вт, режим использования  – 1 час в день.

1.5. Искусственное  освещение осуществляется с помощью  9 светильников (в каждом 4 люминесцентных лампы T8 - OSRAM L 18W/640 мощностью по 18 Вт) в течение всего времени работы.

1.6.В среднем  в рабочее время постоянно  в комнате находятся двое мужчин  и две женщины. Поступление  тепла от них принимается в количестве 120 Вт для мужчин и 108 Вт для женщин.

1.7. Рабочее время  – с10 до 17 часов пять дней в  неделю.

 

2.2.Температура  воздуха внутри помещения.

Расчетная температура  внутреннего воздуха помещения t_внут. – минимальное значение оптимальной температуры в зависимости от типа помещения по ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [2].

Для помещений  общественных зданий дана следующая  классификация:

Помещения 1 категории  — помещения, в которых люди в  положении лежа или сидя находятся  в состоянии покоя и отдыха.

Помещения 2 категории  — помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой.

Помещения За категории  — помещения с массовым пребыванием  людей, в которых люди находятся  преимущественно в положении  сидя без уличной одежды.

Помещения 3б  категории — помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде.

Помещения Зв категории  — помещения с массовым пребыванием  людей, в которых люди находятся  преимущественно в положении  стоя без уличной одежды.

Помещения 4 категории  — помещения для занятий подвижными видами спорта.

Относим нашу комнату  к помещениям 2 категории и определяем нормативную t_внут. для нашей комнаты из таблицы 1 (Таблица 2 ГОСТ 30494-96):

Таблица 1

Оптимальные и  допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха

в обслуживаемой  зоне общественных зданий

Период года	Наименование  помещения или категория	Температура воздуха, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
		оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, не более	оптимальная, не более	допустимая, не более
Холодный	1 категория	20-22	18-24	45-30	60	0,2	0,3
	2        »	19-21	18-23	45-30	60	0,2	0,3
	За      »	20-21	19-23	45-30	60	0,2	0,3
	3б      »	14-16	12-17	45-30	60	0,2	0,3
	Зв      »	18-20	16-22	45-30	60	0,2	0,3
	4        »	17-19	15-21	45-30	60	0,2	0,3
Теплый	Помещения с  постоянным пребыванием людей	23-25	18-28	60-30	65	0,3	0,5

Для расчёта  отопления принимаем минимальную  из оптимальных температур, т.е. t_вн. = 19^оС.

Фактическая t_{вн.факт.} = 23^оС.

 

2.3.Климатические  характеристики региона.

Климатические характеристики Санкт-Петербурга получаем из таблицы 2 (таблица 1 СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» [3]):

Таблица 2

Климатические параметры холодного периода  года

Республика, край, область, пункт	Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92	Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,94	Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С		Средняя месячная относительная влажность воздуха  наиболее холодного месяца, %	Средняя скорость ветра, м/с, за период со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С
			продолжительность	средняя температура
1	5	6	11	12	15	20
Санкт-Петербург	-26	-11	220	-1,8	86	2,8

Продолжительность отопительного периода z (сут.) –  это продолжительность периода  со средней суточной температурой воздуха  ≤ 8°С.

Для Санкт-Петербурга z = 220 суток.

Средняя температура  наружного воздуха за отопительный период t_{отоп.пер.}  - средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С.

Для Санкт-Петербурга t_{отоп.пер.} = -1,8°С.

Суровость отопительного  периода определяют градусо-сутки отопительного периода D, °С×сут.,   

D = (t_вн. – t_{отоп.пер.}) z      (1)

Для Санкт-Петербурга и нашей комнаты          D = (19 – (-1,8)) °С ´ 220 сут. = 4576 °С×сут.

Полная длительность отопительного периода        z=220 суток ´24ч/сут. = 5280 ч, 

из которых  рабочее время составляет:    z_раб.=[(7ч´5дней)/ (24ч´7дней)] ´220 суток ´24ч/сут. = 1100 ч,

нерабочее время :                                      z_нераб.=5280 - 1100 = 4180 ч.

2.4. Минимально необходимый воздухообмен.

Ещё одним важнейшим параметром микроклимата является минимально необходимый воздухообмен (поступление свежего наружного воздуха).

Количество приточного воздуха в помещение V_возд.  согласно п.Г4 приложения Г СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м³/ч, равно для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с  учетом социальной нормы (с расчетной  заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) – 3 (м³/ч)/м² ´ А_{полезн.};

б) других жилых  зданий - 0,35×3 (м³/ч)/м² ´ А_{полезн.}, но не менее 30т; где т - расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий принимают  условно 

для офисов и  объектов сервисного обслуживания -                         4 (м³/ч)/м² ´ А_{полезн.},

для учреждений здравоохранения и образования -                          5 (м³/ч)/м² ´ А_{полезн.}

для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений - 6 (м³/ч)/м² ´ А_{полезн.}.

Для нашей комнаты минимально необходимый воздухообмен составит

V_возд.= (4 м³/ч)/м² ´ А_{полезн.}       (2)

     V_возд.= 4м/ч ´ 20,4м² = 81,6 м³/ч.

 

2.5.Теплопотери  через окна.

Сопротивление теплопередаче окон и балконных  дверей R_окон определяется по таблице 3 (таблица Л.1 приложения Л (справочное) Свода правил СП 23-101-2004 [6]):

Таблица 3

Приведенное сопротивление  теплопередаче R_o^r , коэффициент затенения непрозрачными элементами t, коэффициент относительного пропускания солнечной радиации k окон, балконных дверей и фонарей

№ п.п.	Заполнение светового проема	Светопрозрачные конструкции
		в деревянных или ПХВ переплетах			в алюминиевых переплетах
		Ror, м2×°С/Вт	t	k	Ror, м2×°С/Вт	t	k
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Двойное остекление из обычного стекла в спаренных переплетах	0,40	0,75	0,62	-	0,70	0,62
2	Двойное остекление с твердым селективным покрытием  в спаренных переплетах	0,55	0,75	0,65	-	0,70	0,65
3	Двойное остекление из обычного стекла в раздельных переплетах	0,44	0,65	0,62	0,34	0,60	0,62
4	Двойное остекление с твердым селективным покрытием  в раздельных переплетах	0,57	0,65	0,60	0,45	0,60	0,60
9	Тройное остекление из обычного стекла в раздельно-спаренных  переплетах	0,55	0,50	0,70	0,46	0,50	0,70
10	Тройное остекление с твердым селективным покрытием  в раздельно-спаренных переплетах	0,60	0,50	0,67	0,50	0,50	0,67
11	Однокамерный  стеклопакет в одинарном переплете  из стекла:
	обычного	0,35	0,80	0,76	0,34	0,80	0,76
	с твердым селективным  покрытием	0,51	0,80	0,75	0,43	0,80	0,75
	с мягким селективным  покрытием	0,56	0,80	0,54	0,47	0,80	0,54
12	Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
	обычного (с межстекольным  расстоянием 8 мм)	0,50	0,80	0,74	0,43	0,80	0,74
	обычного (с межстскольным  расстоянием 12 мм)	0,54	0,80	0,74	0,45	0,80	0,74
	с твердым селективным  покрытием	0,58	0,80	0,68	0,48	0,80	0,68
	с мягким селективным  покрытием	0,68	0,80	0,48	0,52	0,80	0,48
	с твердым  селективным покрытием и заполнением  аргоном	0,65	0,80	0,68	0,53	0,80	0,68
15	Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах	0,70	0,70	0,59	-	0,70	0,59
16	Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах	0,75	0,60	0,54	-	0,60	0,54
17	Чстырехслойное  остекление из обычного стекла в двух спаренных переплетах	0,80	0,50	0,59	-	0,50	0,59