При проектировании вентиляции и отопления зданий необходимо рассчитывать ГСОП?
Как рассчитать ГСОП подробно написано в СП 50.13330.2012 «ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ»:
Здания и помещения, коэффициенты а и b
Градусо-сутки отопитель- ного периода, °С·сут/год
Стен
Покрытий и перекры- тий над проездами
Перекрытий чердачных над неотапли- ваемыми подпольями и подвалами
Окон и балконных дверей, витрин и витражей
Фонарей
1
2
3
4
5
6
7
1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития
2000
2,1
3,2
2,8
0,3
0,3
4000
2,8
4,2
3,7
0,45
0,35
6000
3,5
5,2
4,6
0,6
0,4
8000
4,2
6,2
5,5
0,7
0,45
10000
4,9
7,2
6,4
0,75
0,5
12000
5,6
8,2
7,3
0,8
0,55
a
—
0,00035
0,0005
0,00045
—
0,000025
b
—
1,4
2,2
1,9
—
0,25
2. Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом
2000
1,8
2,4
2,0
0,3
0,3
4000
2,4
3,2
2,7
0,4
0,35
6000
3,0
4,0
3,4
0,5
0,4
8000
3,6
4,8
4,1
0,6
0,45
10000
4,2
5,6
4,8
0,7
0,5
12000
4,8
6,4
5,5
0,8
0,55
a
—
0,0003
0,0004
0,00035
0,00005
0,000025
b
—
1,2
1,6
1,3
0,2
0,25
3. Производственные с сухим и нормальным режимами *
2000
1,4
2,0
1,4
0,25
0,2
4000
1,8
2,5
1,8
0,3
0,25
6000
2,2
3,0
2,2
0,35
0,3
8000
2,6
3,5
2,6
0,4
0,35
10000
3,0
4,0
3,0
0,45
0,4
12000
3,4
4,5
3,4
0,5
0,45
а
—
0,0002
0,00025
0,0002
0,000025
0,000025
b
—
1,0
1,5
1,0
0,2
0,15
Примечания:
1. Значения Rо тр для величин ГСОП, отличающихся от табличных, следует определять по формуле: Rо тр =» a·ГСОП + b,
2. Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого значения приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.
В случаях, когда средняя наружная или внутренняя температура для отдельных помещений отличается от принятых в расчете ГСОП, базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций, определенные по таблице 3 умножаются на коэффициент пt, который рассчитывается по формуле
(5.3)
В случаях реконструкции зданий, для которых по архитектурным или историческим причинам невозможно утепление стен снаружи, нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен допускается определять по формуле
(5.4)
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче входных дверей и ворот должно быть не менее 0,6 стен зданий, определяемого по формуле (5.4).
Если температура воздуха двух соседних помещений отличается больше, чем на 8 °С, то минимально допустимое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, разделяющих эти помещения (кроме светопрозрачных), следует определять по формуле (5.4) принимая за величину tн расчетную температуру воздуха в более холодном помещении.
Расчетную температуру воздуха в теплом чердаке, техническом подполье, остекленной лоджии или балконе при проектировании допускается принимать на основе расчета теплового баланса.
Внутренняя поверхность ограждения
Источник: СВОД ПРАВИЛ 50.13330.2012 «ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА ЗДАНИЙ». Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003
Градусо-сутки отопительного периода: расчет, справочные значения, смежные понятия
Что это за понятие – градусо сутки отопительного периода? Для чего оно используется и каким образом рассчитывается? В статье нам предстоит ответить на эти вопросы и познакомиться с некоторыми статистическими данными, имеющими прямое отношение к нашим расчетам.
Определения
Вначале разберемся с терминологией.
Полезно: при расчете продолжительности отопительного сезона обычно используется несколько упрощенная схема. Берется общее количество дней с температурой ниже +8 С.
Формула
Своими руками рассчитать ГСОП более чем несложно, если вы владеете определенными статистическими данными. Формула для вычисления параметра имеет вид ГСОП=(Т1-Т2)*Z.
Значение ГСОП, удельного потребления тепла в КВт*ч/м2 и в Гкал/м2 для некоторых городов.
Справочные значения
Да, инструкция по расчету проста; но для ее выполнения нам не хватает некоторых справочных данных. Поспешим восполнить недостачу. (См. также статью Расчет отопления: особенности.)
Температура в помещении
Ее рекомендованные значения несложно найти в действующих СНиП.
Температура на улице и продолжительность сезона
Для удобства читателя предоставим в его распоряжение статистические данные за 1966 – 1980 годы по некоторым городам России. Понятно, что для ближайших к ним населенных пунктов значения будут близкими к приведенным.
Город
Продолжительность отопительного сезона
Средняя температура отопительного сезона
Абакан
225
-8,4
Анадырь
311
-10,5
Архангельск
253
-4,4
Барнаул
221
-7,7
Белгород
191
-1,9
Биробиджан
219
-10,4
Бодайбо
254
-13,9
Брянск
205
-2,3
Великий Новгород
221
-2,3
Верхоянск
279
-24,1
Владивосток
196
-3,9
Волгоград
177
-2,4
Воронеж
196
-3,1
Дербент
138
+3,7
Екатеринбург
230
-6
Зея
238
-13,8
Ижевск
222
-5,6
Иркутск
240
-8,5
Калининград
193
1,1
Кемерово
231
-8,3
Комсомольск-на-Амуре
223
-10,8
Красноярск
234
-7,1
Махачкала
148
+2,7
Москва
214
-3,1
Новосибирск
230
-8,7
Оймякон
286
-24,3
Омск
221
-8,4
Пермь
229
-5,9
Ростов-на-Дону
171
-0,6
Санкт-Петербург
220
-1,8
Советская Гавань
243
-6
Таганрог
167
-0,4
Тында
258
-14,7
Хабаровск
211
-9,3
Челябинск
218
-6,5
Якутск
256
-20,6
Продолжительность отопительного сезона: распределение по карте страны.
Пример расчета
Давайте в качестве примера рассчитаем ГСОП для пары городов.
Средняя температура отопительного сезона в Дербенте – +3,7 градуса. В комнате многоквартирного дома необходимо поддерживать +18 С. Отопление будет включено 138 дней. (См. также статью Расчет радиаторов отопления: особенности.)
Расчет будет иметь вид ГСОП=(18-3,7)*138=1973,4.
А теперь вычислим этот же параметр для Верхоянска, который наряду с Оймяконом оспаривает звание полюса холода континента.
На фото – зимний день в Верхоянске.
Поистине, “с южных гор до северных морей”…
Зачем это нужно
Итак, мы научились рассчитывать некий параметр. И что делать с полученным значением? Самая очевидная область его применения – оценка предполагаемых расходов на отопление. Однако ГСОП влияет еще на одну вещь – качество утепления зданий.
Чем холоднее зима, тем более высокие требования СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” предъявляет к этой самой защите.
Нормативный документ содержит требования к утеплению.
Для того, чтобы сделать зависимость более наглядной, стоит упомянуть одно смежное понятие – сопротивление теплопередаче, нормирующееся упомянутым СНиП. Оно измеряется в м2хC/Вт: чем меньше ватт тепловой энергии переносится через квадратный метр стены при разнице температур на ее сторонах в 1 градус, тем лучше она сопротивляется утечкам тепла.
Вот некоторые нормированные сопротивления теплопередаче для регионов с разным ГСОП.
Обратите внимание: СНиП нормируется тепловое сопротивление не только стен, но и перекрытий, и даже окон. Цена отклонения от нормированных значений – существенный перерасход тепла.
В холодных регионах используются, в частности, многокамерные стеклопакеты с энергосберегающими стеклами, уменьшающими потери за счет теплового излучения.
Заключение
Надеемся, что нам удалось ответить на все накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как обычно, предложит дополнительную тематическую информацию. Успехов в проектировании!
Градусо-сутки отопительного периода как инструмент сравнения уровня энергоэффективности зданий в России и в других странах
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) характеризуют суровость зимы какого-либо региона (чем выше ГСОП, тем холодней). Без их учета невозможно проводить сопоставление уровня энергетической эффективности зданий, построенных в разных климатических районах. Однако методики определения ГСОП в России и других странах неодинаковы.
Градусо-сутки отопительного периода в России
В России значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП) tн.ОП и расчетной температуры внутреннего воздуха в здании tв.р на длительность ОП в сутках: ГСОП = (tн.ОП – tв.р)•zОП.
Значение температуры в 8 °C с учетом необеспеченности систем отопления средствами авторегулирования принято из экономических соображений. Полагается, что разность между расчетной температурой внутреннего воздуха 2 20 °C и температурой на улице 8 °C будет компенсирована внутренними (бытовыми) теплопоступлениями, частично за счет внешних теплопоступлений с солнечной радиацией и аккумулирующей способности здания и находящейся в нем мебели.
ГСОП используются в следующих целях:
Градусо-сутки отопительного периода для США и стран Европы
За рубежом градусо-сутки отопительного периода обозначаются HDD (heating degree days) и определяются в США умножением абсолютного значения разности среднесуточной температуры наружного воздуха Tm за дни, когда она ниже базовой температуры Tb = 65 °F (18,3 °C), и этой базовой температуры на количество таких дней в году. Градусо-сутки охладительного периода обозначаются СDD (cooling degree days) и рассчитываются по той же формуле для дней, среднесуточная температура наружного воздуха которых выше этой базовой температуры:
В Великобритании и большинстве стран Европейского союза используют ту же формулу, однако в качестве порогового значения среднесуточной температуры наружного воздуха, ниже которой дни относятся к ОП, принимается температура в 15,5 °C, но в качестве базовой температуры внутреннего воздуха принимается 18 °C. Поскольку дней со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже 18 °C, но выше 15,5 °C не так много, европейцы, анализируя показатели из США, в расчетах округляют Tb в пересчете с градусов Фаренгейта на градусы Цельсия до 18 °C, и тогда значения HDD, определенные по методикам США и ЕС, практически совпадают.
Сопоставление различных методик определения ГСОП
Следует осторожно пользоваться программами расчета градусо-суток, которые, как правило, не расшифровывают исходные данные алгоритма расчета. Например, первая же программа, открывающаяся в Интернете на сайте www.degreedays.net, по которой можно определить HDD или СDD для любого города, по умолчанию предлагает базовое значение температуры 15,5 °C. Это наводит на мысль, что в нее заложена европейская методика определения HDD.
Однако последующий анализ, который не обязательно будет делать каждый, кто использует эту программу, показывает, что 15,5 °C – это и базовая и пороговая температура, и разными, как это принято в Европе, в этой программе их сделать нельзя. В результате по этой программе для Москвы получается усредненное HDD = 3 937 °C•сут., в то время как при пороговой температуре 15,5 °C, но при Tb = 18 °C будет HDD = 4 547 °C•сут., что совпадает с определенным по российской методике 2012 года значением ГСОП = (20 + 2,2)•205 = 4 551 °C•сут.
Для более достоверного сопоставления методик определения ГСОП приводим результаты расчета ГСОП по методикам США и ЕС, которые сравниваются с расчетами по методике СНиП 23-02–2003 за периоды климатических наблюдений до 1980 года и с добавлением до 2010 года 3 для двух городов, характерных для европейской (Москва) и азиатской (Новосибирск) частей России (табл. 1). Анализируя данные (табл. 1), можно увидеть, что показатели ГСОП, определенные по методике ЕС, близки к показателям ГСОП Москвы и Новосибирска, определенным по СНиП 23-02–2003 для базовой температуры внутреннего воздуха 20 °C. Отклонения (табл. 1, выделено жирным шрифтом) не превышают ±2 %, что вполне допустимо в сравнении с точностью измерения теплопотребления сертифицированным прибором учета ±4 %.
Расчет ГСОП для Москвы и Новосибирска по методикам, используемым в США и в странах ЕС, в сравнении с методикой, принятой в России
Это отличается от принятого сопоставления в [1], где значение ГСОП в России определялось по климатическим наблюдениям только 2012 года и базовая внутренняя температура принималась 18 °С. Также в [1] оценка удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий в России производится по статистическим данным. Однако в стране еще не налажено систематическое измерение фактического теплопотребления зданиями, а потому непонятна достоверность данных [1].
Анализ фактического теплопотребления на отопление МКД Москвы в сопоставлении с требуемым
В Москве более чем для 2 000 объектов нами была выполнена обработка данных расхода тепловой энергии на отопление многоквартирных домов (МКД) типовых серий по результатам измерения теплосчетчиками, пересчитанными на нормализованный ОП с базовой температурой в квартирах 20 °С (табл. 2). Рассматривались здания, введенные в эксплуатацию как с 1962 по 1999 годы (до дополнительного утепления), так и после 2000 года с утеплением согласно требованиям СНиП II 3–79*.
Таблица 2 Сопоставление фактически измеренного и требуемого удельных расходов тепловой энергии на отопление для жилых домов* типовых серий за отопительный период
Серия дома (годы строительства)
Количество обсл- дованных зданий
Удельный расход тепловой энергии на отопление здания, кВт•ч/м 2
Отношение qот.факт.год /qот.тр.год
qот.факт.год
qот.тр.год
II-49/9 (1962–1980)
964
190
187
1,02
II-49/9 (2008–2009) после капремонта
7
163
86
1,90
II 18-01/12 (1966–1973)
973
194
185
1,05
II18-01/12 (2008–2009) после капремонта
31
164
95
1,73
П-30/12 и 14 (1980–1984)
14
189
180
1,05
П-46/9 и 14 (1988–1999)
18
181
188
0,96
П-46М/7 и 12 (2001–2002)
8
152
97
1,57
КОПЭ/18 и 22 (1988–1998)
20
192
195
0,98
КОПЭ/18 и 22 (1984–1998)**
9
191
195
0,98
КОПЭ 2000 (2002–2009)**
3
159
106
1,50
П-3/10-17 (1990–1995)
16
150
157
0,96
П-3М/16,17 (1999)
4
140
159
0,88
П-3М/12-17 (2001–2002)
8
142
86
1,65
П-3/16 (1976–1982)**
3
186
157
1,18
П-3М/14-17 (2005–2009)**
5
164
86
1,91
П-44/16 (1980–1981)
15
179
189
0,95
П-44/16*** (1986–1990)
7
161
167
0,96
П-44/10-17 (1991–1996)
11
150
158
0,95
П-44Т/10-17 (2001–2002)
23
156
105
1,49
П-44/16*** (1982–1986)**
6
180
189
0,95
П-44/16*** (1987–1990)**
3
192
167
1,15
П-44/17 (1993–1995)**
4
186
158
1,18
П-44Т/10-17 (2001–2002)**
9
181
105
1,72
Средневзвешенное значение до 2000 года
2 077
190
* Жирным шрифтом выделены здания, выполненные с утеплением наружной оболочки. ** Обработка данных измерений, полученных другим источником исследования. *** Здание серии П-44/16 согласно московскому строительному каталогу имеет 17 этажей.
Измерение фактического теплопотребления домов с улучшенной теплоизоляцией не показало ожидаемой экономии энергии. К сожалению, это не вызывает удивления. Так и должно было случиться из-за пересмотра требований СНиП отопления в 1995 году в сторону увеличения тепловой нагрузки на отопление, пренебрежения влиянием бытовых тепловыделений в квартирах при расчете теплопотерь помещениями, игнорирования этих обстоятельств при разработке режимов эксплуатации систем отопления и неэффективности приборов индивидуального авторегулирования теплоотдачи отопительных приборов. Но это поправимо: в [2] приводятся доказательства, что имеющимися средствами при наличии автоматического узла управления системой отопления (АУУ) или ИТП можно добиться ожидаемого энергосбережения без дополнительных капиталовложений.
Сравнение тепловой энергоэффективности зданий разных стран
Отнесение удельного годового теплопотребления на отопление МКД к ГСОП Москвы = (20 + 3,1)•214 = 4 943 °С•сут. (действовал до утверждения СП 131.13330.2012) позволяет сопоставить полученный показатель тепловой энергоэффективности МКД, построенных в Москве до 2000 года θэн/эф = 190/4 943 = 0,038 кВт•ч/(м 2 •°С•сут.). Данный результат, как ни странно, близок к такому же показателю для России в целом из [1] θэн/эф [1] = 0,04 кВт•ч/(м 2 •°С•сут.), но не корреспондируется с аналогичными показателями других стран.
Таким образом, показатели, приведенные в [1, табл. 2б], не подтверждают тезис о сравнительно небольшом отставании России в энергоэффективности жилого фонда МКД по сравнению со странами Северной Европы и Америки.
Более того, отсутствует перспектива ликвидации этого отставания, поскольку в 2000-х годах в упомянутых зарубежных странах прошли 2–3 волны повышения требований к энергетической эффективности строящихся и капитально ремонтируемых зданий, в том числе за счет повышения тепловой защиты наружных ограждений. Мы же топчемся на месте, пытаясь обосновать экономическую нецелесообразность таких решений. В отношении малоэтажных и одноквартирных зданий оказалось еще хуже – по постановлению правительства РФ № 145 4 от 5 марта 2007 года эти здания выпали из-под контроля экспертизы и стройнадзора, что, безусловно, неправильно и позволяет застройщику игнорировать применение энергосберегающих решений при их строительстве.
Повышение энергоэффективности российского жилого фонда
Для ликвидации этого отставания специалистами НП «АВОК» предложен ряд мероприятий в области нормирования, проектирования и экспертизы для обеспечения строительства энергоэффективных зданий [3, 4], которые следуют из обязательств выполнения Постановления Правительства России от 25 января 2011 года № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий». Выполнение этих мероприятий позволит нашей стране к 2020 году ликвидировать отставание от передовых стран Европы в области энергетической эффективности строящихся зданий. Но остается проблема с существующими зданиями, на отопление которых тратится неизмеримо большее количество энергии, чем на новое строительство.
В настоящее время при проведении капитального ремонта существующих зданий внедрение энергоэффективных материалов и технологий сдерживается некоторым удорожанием строительства. Однако, как показывают расчеты, это удорожание в разы компенсируется экономией, полученной в период жизненного цикла эксплуатации домов [5, 6].
Критерий стоимости жизненного цикла товара или созданного в результате выполнения работы объекта включает в себя расходы на проектирование, монтаж, последующее обслуживание, эксплуатацию в течение срока службы, ремонт, утилизацию созданного в результате выполнения работы объекта. Несмотря на возможное увеличение первоначальной стоимости капремонта, за счет существенного сокращения операционных расходов на стадии эксплуатации здания, которые в среднем составляют 75 % от общего жизненного цикла жилого дома, расширяются горизонты реализации энергосберегающих решений.
Литература
1 По предыдущему СНиП 23-01-99 с 1966 по 1980 годы.
2 Принимается по СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003». До изменений 1997 года предыдущей редакции СНиП 2.04.05–91* было 18°C. Такая же температура была указана в Приложении 1 СНиП 2.04.07–86* «Тепловые сети» с изменениями 12 октября 2001 года до появления новой редакции СНиП 41-02–2003.
3 Из СП 131.13330.2012 (действует с 1 января 2013 года).
4 Постановление Правительства РФ от 5 марта 2007 года № 145 «О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий».
(5.3)
(5.4)
