Расчет энергоэффективности формула

Можно ли понять что за автомобиль, если знаешь что у него EURO6? Можно ли понять что за телефон, если у него Andriod 10? Можно ли только по этим характеристикам определить качество, современность, начинку и функциональность? Если да, то читаем дальше))

Такой характеристикой в кондиционировании является показатель коэффициент энергетической эффективности (EER). Он показывает совершенство технологии. То, как кондиционер потребляя всего 1 кВт электроэнергии, выдает гораздо больше. Если в цифрах, то, примерно, от 2,8 до 8,5 кВт холода.

И так, давайте разберемся, где какой EER будет. Сам EER определяется лабораторно во время сертификации перед продажей. Просто, при максимальной нагрузке, проверяют сколько кондиционер потребляет электричества, и сколько выдает холодопроизводительности. По такой схеме сертифицируются кондиционеры он-офф. Чтобы получить А класс эффективности кондиционер должен иметь коэффициент 3,2 (3,2 кВт холода при потреблении 1 кВт энергии). Нормальные он-офф системы выдают показатель 3,2-3,6. Хотя, на рынке много «трэш» техники с коэффициентом около 2,8.

Между 3,2 и 2,8 не такое уж и большое отличие. Кондиционер с классом D будет потреблять на 20% энергии больше, чем техника А класса (сертификация он-офф систем по EER).

Но это всего лишь начало. Самое интересное, что он-офф технику уже запрещено ввозить в Евросоюз. Так как, они считают Европой шлаком.

В Европу разрешено ввозить технику инверторную, которая сертифицируется по системе среднесезонного показателя энергоэффективности SEER. SEER введен для инверторов, так как они имеют изменяемый показатель эффективности при различной (половинной) нагрузке. Эсли инвертор работает в пол силы, то эффективность растет.

Напомню, что он-офф системы работают всегда на полную мощность, потом, когда нахолодили, выключаются.

97% всего времени инверторный кондиционер работает при половинных мощностях с более высоким КПД. Так, к примеру, если инверторный кондиционер имеет класс по SEER А+++, то у него будет коэффициент от 8,5. То есть при потреблении 1 кВт энергии, мы получим 8,5 кВт холода.

Самое интересное, что статья совсем не о электропотреблении и эффективности, а о поколении техники. Точно так же, как с автомобильным EURO, и телефонным Andriod, EER и SEER покажет какого поколения кондиционер, и что от него можно ожидать. Ведь мы не говорили ни о надежности, ни о шумности, ни о функциональности кондиционера. По величине коэффициента эффективности мы всё и так поймем.

Если EER 2,8-3,7 то это кондиционер с минимальными функциями в дешевом ценовом сегменте. «Жигули» в кондиционерной технике. Если SEER 5,1-6,1, то это кондиционер средней ценовой категории с достаточно полным функционалом. Можно таким кондиционером даже подтапливать дачу или офис. «Skoda» в кондиционерной техники. Ну, е если у Вас SEER 8,5, то это «Мэрс» со всеми вытекающими. Комфорт, и уют за который нужно будет раскошелится!

P. S. Есть еще показатель теплопроизводительности COP и SCOP, но это уже тема другой статьи))

У различных типов рекуператоров КПД
различное. 
Например, если мы берем рекуператор с КПД, n=57%, то его
энергосбережение, при таком перепаде температур будет:
Е = Q x n = 14738 х 0,57 = 8400Вт = 8,4кВт,
где: Q — затраты энергии на нагрев или охлаждение воздуха, Вт;
n — КПД рекуператора своей конструкции.

Замечу, чем выше перепад температур, тем
конечно выше КПД рекуператора любого типа. 


При детальном расчете
следует учесть продолжительность отопительного периода при определенной
температуре наружного воздуха. 
Но и даже такая величина, после
рекуператора не учтена в расчете систем отопления, т.к. отопление и
вентиляция это различные системы. 

Конечно КПД рекуператора, в любом
случае ниже 100% и для догрева на недостающую тепловую мощность (все
типы) и 100% мощности нагрева наружного воздуха в режиме байпаса (для
пластинчатого типа), после рекуператора устанавливается нагреватель —
калорифер, в зависимости от энергоносителя, часто электрический или
водяной, но существует газовый, фреоновый типы. 

Следует заметить, что не
только воздух необходим для дыхания, а часто вытяжные потребители
воздуха, такие как: кухонные зонты, сан-узлы, котлы, камины, печи и
другое технологическое оборудование, диктуют расход приточного воздуха
на компенсацию вытяжного. 

И обычно этот расход, в разы выше расхода
воздуха для дыхания, соответственно и затраты на его нагрев. Почему-то
даже люди с высшим строительным образованием подсознательно считают что
вся вентиляция это только вытяжные каналы, а вот как и откуда воздух в
них попадет совершенно не задумываются, т.е. нет понимания, что на
замену вытяжному воздуху необходим приток, а приточный воздух холодный и
расчетная наружная температура холодного периода для Киева -22⁰С. 

Современные здания, в которых не заложена тепловая мощность на
потребности вентиляции крайне нуждаются в рекуператорах, а в свете
подорожания энергоресурсов их рекомендовано закладывать в новые проекты,
что на сегодня часто выполняется.

В случая наличия рекуператора энерго-эффективность или тепловой КПД рекуператора, Вт:

_u — температура наружного воздуха;

t_f — температура удаляемого воздуха (до рекуперации);
ti — температура приточного воздуха (после рекуперации).

До недавнего времени рекуператоры часто
являлись составной частью крупных, промышленных приточно-вытяжных
установок (с советских времен), но сегодня компактные моноблочные или
секции рекуператоров доступны для любого объекта в чем Вы убедитесь ниже
сами. 

Компактные рекуператоры еще совсем недавно промышленностью не
выпускались, т. к. по объективным причинам не были востребованы, а
потому были не известны не только потребителям, но и профессионалам,
работающим в соответствующих областях техники.  

Пример расчёта энергопотребления здания выполняется согласно «Методическим рекомендациям по расчету энергопотребления зданий и определения класса энергетической эффективности», утвержденным Заместителем Мэра Москвы в Правительстве Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства 31.12.2019 г. (Приложение №1). 

Расчетный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию на 1 площади помещений, не отнесенных к (согласно п. 21 Приказа Минстроя России № 399/пр):

= /(

q_от = / (8804,4+707,9 + 222,5=70,921

где Q_ов.год (кВт∙ч/год) – расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период, по формуле Г.10 СП 50.13330.2012, согласно разделу «Мероприятия по обеспечению соблюдений требований энергетической эффективности»

А_кварт. – площадь квартир без учета балконов и лоджий, м²

А_пнж. – полезная площадь встроенных нежилых помещений, м²

 Расчетный годовой удельный расход тепловой энергии на ГВС

 Величина годового расхода тепловой энергии на горячее водоснабжение вычисляется по формуле:

1,17 – постоянная величина, кВт∙ч/(м³∙°С);

1,17 = c_воды∙ρ_воды/3600

ρ_воды – плотность воды, равная 1000 кг/м³;

c_воды – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кг∙°С);

t_гв = 60°С – температура горячей воды;

t_хв,лп = 15°С – температура холодной воды в летний период;

t_хв = 5°С – температура холодной воды в отопительный период;

z_от – продолжительность отопительного периода, сут;

z_от = 205, сут;

z_лп – продолжительность использования ГВС в летний период, сут;

z_лп = (365 – z_рем – z_от);

z_рем – продолжительность перерыва в горячем водоснабжении в связи с производством ежегодных ремонтных и профилактических работ в централизованных сетях инженерно-технического обеспечения. Для Москвы z_рем = 10 сут; для Московской области z_рем = 14 сут.

z_лп = 365 – 10 –205 = 150 сут

α = 0,9 – коэффициент, учитывающий снижение горячего водопотребления в летний период;

V_гв – средний расход горячей воды для квартир и полезной площади нежилых помещений, м³/сут;

V_гв = V_гв,ж + V_гв,нж = 52,481 +0,243 = 52,724м³/сут;

V_гв,ж – средний расход горячей воды для квартир, м³/сут:

V_гв,ж = υ_гв,ж∙N_ж∙10^-3∙(z_от+α∙z_лп)/365,

υ_гв,ж – расчетный нормативный среднесуточный расход горячей воды на человека,
л/(сут∙чел) в многоквартирном доме (СП 30.13330, Таблица А2);

N_ж – число жителей, чел;

V_гв,ж = 180∙ 313 ∙10^-3∙( 205 +0,9 ∙ 150 )/365 = 52,481м³/сут;

V_гв,нж – среднесуточный расход горячей воды нежилой части, м³/сут

, где n – количество типов нежилых помещений

V_гв,нж,i — среднесуточный расход горячей воды каждого типа нежилого помещения, м³/сут

V_гв,нж,i = υ_гв,нж,i ∙N_чел,i∙10^-3∙(z_от+α∙z_лп)/365,

υ_гв,нж,i – расчетный нормативный среднесуточный расход горячей воды на человека,
л/(сут∙чел) каждого типа нежилого помещения (СП 30.13330, Таблица А2);

N_{чел, i} – число работников каждого типа нежилого помещения, чел.

 V_гв,нж = 4,5∙ 58∙10^-3∙( 205 + 0.9 ∙ 150 )/365 = 0,243 м³/сут

k_тр – коэффициент, учитывающий тепловые потери в трубопроводе

Для зданий с изолированными стояками без полотенцесушителей и без наружных сетей горячего водоснабжения от ЦТП до здания k_тр = 0,1.

К_эф – коэффициент эффективности использования ГВС равен произведению:

0,85 – установка первой ступени приготовления горячей воды за счет утилизации тепла вентиляционных выбросов;

0,8 – установка частотного регулирования приводов насосов в циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения;

0,8 – установка автоматизированного индивидуального теплового пункта;

0,98 – установка общедомового прибора учета потребления горячей воды (счетчика горячей воды);

0,95 – теплоизоляция внутридомовых трубопроводов ГВС

K_эф = 0,85∙ 0,8 ∙ 0,8 ∙ 0,98 ∙ 0,95 = 0,506

= 602408,079 кВт∙ч

Удельный годовой расход тепловой энергии на горячее водоснабжение:

q_гв = Q_гв/ (А_кв + А_пнж), кВт∙ч/м²

 q_гв = 602408,079/ (8804,4+707,9 + 222,5) = 61,882 кВт∙ч/м²

 Базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды

В соответствии с Приказом Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр, для многоквартирных базовый уровень удельного годового расхода электрической энергии на общедомовые нужды q_ээ,одн равен 10

Определение показателей энергетической эффективности

Для многоквартирного дома суммарный удельный годовой расход энергетических ресурсов согласно приказу Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр включает удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и электрической энергии на общедомовые нужды в расчете на 1 м²
площади помещений, не отнесенных к общему имуществу:

q_сум = q_от + q_гв + q_ээ,одн ,

q_сум = 70,921 + + 10 = 142,803

 что не превышает базового удельного годового расхода энергетических в многоквартирном отражающего удельный годовой расход тепловой энергии на отопление, вентиляцию, горячее а также на общедомовые многоквартирных жилых домов согласно приказа Министерства и жилищно- коммунального хозяйства Российской Федерации от 6 июня 2016 г. № 399/пр «Об утверждении правил определения класса энергетической эффективности  многоквартирных — кВт∙ч/м² (расчёт проведён с учётом линейной интерполяции значений для ГСОП 4551

Величина
отклонения расчетного удельного
годового расхода энергетических от значений базового уровня,
представленного в таблице 1 Приказа Минстроя России от 06.06.2016 № 399/пр

 Δ = 100 % ∙ (142,803– 233,469) / 233,469 = — 38,834 % ,

 что согласно таблице 2 Приказа Минстроя России от 06.06.2016 №399/пр соответствует классу энергетической эффективности «В» (ВЫСОКИЙ).

Если Вы хотите купить кондиционер, одним из важных показателей, на который следует обязательно обратить внимание, является потребление энергии. Показатель обозначен как класс энергоэффективности кондиционера. Поэтому важно знать что это такое и какие показатели бывают. Осведомленность в данной информации позволит пользователям приобретать более экономически рентабельные модели в соответствии с личными потребностями.

Что такое коэффициенты энергоэффективности

По сути работа кондиционера основана на потреблении электрической энергии и выработке холодильной или тепловой мощностей. Исходя из этого, можно сделать вывод, что цель основана на достижении наивысшей отметки производительности, при этом задействовав самый низкий процент энергопотребления.
Кондиционер должен выдавать максимум своей мощности при минимуме затрат
А значит, каждый показатель энергоэффективности означает соотношение мощности к потребляемой энергии.

Стоит учесть, что и производительность холода и используемая мощность напрямую зависимы от эксплуатационных обстоятельств: показатели температуры окружающей среды, помещения. Именно надобность контролирования фактических режимов производительности и стала мотивирующим фактором к образованию разных показателей энергетической эффективности.

Рекомендуем Вам кондиционеры Cooper&Hunter и кондиционеры Daikin — это одни из лучших кондиционеров по показателям SEER и SCOP.

Коэффициенты энергоэффективности EER и COP

EER – индекс энергетической эффективности при работе на охлаждение. Обозначает отношение холодопроизводительности (Qх) при наивысшей нагрузке к используемой мощности (Nпотр). Определяется формулой: EER = Qх/Nпотр.

COP – индекс энергетической эффективности при работе на обогрев. Обозначает соотношение выработанной энергии тепла (Qт) при полной нагрузке к потребляемой мощности (Nпотр). Определяется формулой: COP = Qт / Nпотр.

Стоит отметить, что показатель COP выше, нежели EER. Это можно объяснить тем, что компрессор в процессе работы имеет свойство нагреваться, таким образом он отдает фреону дополнительное количество тепла. Это приводит к тому, что оборудование вырабатывает больше теплого воздуха, нежели холодного.

Чтобы осуществить замеры, были введены следующие температурные показатели воздуха снаружи: +35°С для охлаждения и +7°С для обогрева. Процесс замера выполнялся на максимальном режиме работы оборудования.

Это действие выявило несколько недочетов:

1. температурные точки не отобразили фактических эксплуатационных условий систем в Европе;

2. положительные стороны оборудования с инверторным управлением оставались незамеченными. А поэтому покупатели оставались не осведомленными, что системы с инверторные кондиционеры более энергоэффективны.

Возьмите на заметку, что некоторые продавцы, желающие нажиться на обмане, используют незнание покупателей и могут представлять коэффициент COP вместо EER. Поэтому знать особенности каждого показателя очень важно, дабы не попасться на крючок нечестных продавцов.

Новые коэффициенты энергоэффективности SEER и SCOP

Для компенсации приведенных выше показателей EER/COP были введены новые параметры сезонной энергоэффективности SEER и SCOP. Данные коэффициенты определяют годовое потребление энергии и произведенное за данный срок количество тепла и холода.

SEER – сезонный коэффициент энергоэффективности системы в режиме охлаждения.

SCOP – сезонный коэффициент производительности системы в режиме нагрева.

Эти индексы дают возможность провести сравнительный анализ сплит-систем в действующих обстоятельствах, не прибегая к лабораторной обстановке.

Учитывая все вышесказанное, можно подытожить, что коэффициенты энергетической эффективности SEER и SCOP более точно отражают реальную картину эксплуатации климатического оборудования в течение года в условиях разного климата.

Почему инверторные кондиционеры наиболее энергоэффективные?

Инверторные сплит-системы имеют отличительную черту в сравнении с традиционными моделями. Дело в том, что такое оборудование позволяет менять частоту вращения двигателя компрессора. А это означает, что производительность устройства может изменить показатели, зависимо от эксплуатационных условий.

Если говорить о привычных для всех сплит-системах – не инверторных, то в момент достижения установленной температуры компрессор отключается. В то же время, при таких же условиях, инверторные снижают производительность до минимально допустимой отметки. Как результат, снижаются затраты на электричество, увеличивается точность поддержания установленной температуры. Говоря языком цифр, к примеру, коэффициент EER инверторных систем достигает показателей 4–5, а использование электричества (в сравнении с традиционными моделями) становится меньше на 40%.

Вместе с этим обозначается широкий ряд преимуществ кондиционеров с инверторным управлением: длительный и беспроблемный эксплуатационный срок компрессора, бесшумная работа, быстрое охлаждение/нагрев, экологически чистый хладагент, широкий спектр температурного режима.

Коэффициенты

30
— 31 Расчетный коэффициент энергетической
эффективности системы централизованного
теплоснабжения здания от источника
теплоты e₀^des;
расчетный
коэффициент энергетической эффективности
поквартирных и автономных систем
теплоснабжения здания или стационарного
электроотопления e_dec
не рассчитываем, поскольку здание
подключено к централизованной системе
теплоснабжения, и данные коэффициенты
для этого случая в расчете не фигурируют.

32
Коэффициент
эффективности авторегулирования z=0,85
(см. п. 29 данного расчета).

33
Коэффициент
учета встречного теплового потока k=0,8
(см. п. 22, пп. 3 данного расчета).

34
Коэффициент
учета дополнительного теплопотребления
b_h=1,13
(см. п. 29 данного расчета).

Комплексные показатели

Удельный
расход тепловой энергии на отопление
здания
или,
должен быть меньше или равен нормируемому
значениюили.
В данном случае:

Расчет
стоимости отопления 1 м²
площади здания

В
настоящее время в г. Йошкар-Оле действует
тариф РСТ на тепловую энергию равный
1253,75 руб./Гкал. Стоимость отопления 1 м²
с 1 января 2011 года составляет 30,09 руб./
(м²мес)
при нормативном потреблении тепловой
энергии 0,024 Гкал/(м²мес).

Рассчитаем
действительную стоимость отопления 1
м²
проектируемого здания при действующем
тарифе на тепловую энергию:

Полученное
значение приблизительно на 41% меньше,
чем действующая стоимость отопления в
г. Йошкар-Оле. Это говорит о высокой
энергоэффективности проектируемого
здания и о целесообразности введения
расчетов за потребляемую тепловую
энергию по индивидуальным приборам
учета, а также о возможности эффективного
применения индивидуального регулирования
потребления тепловой энергии.

перекрытий
первого этажа —
;

окон
и балконных дверей —
.

Указания по повышению энергетической эффективности

40
Рекомендуем: использование рекуперации
теплоты воздуха, удаляемого вентиляцией
(потери теплоты с вентиляцией превышают
потери через наружные ограждения);
применение систем автоматического
регулирования (на вводе в здание и
индивидуальных) при расчетах по показаниям
тепловых счетчиков.

Расчет
теплоэнергетических показателей
свидетельствует о том, что намеченное
к строительству здание обладает высоким
классом энергетической эффективности.
Расчет стоимости отопления 1 м²
площади (см. с. 16 расчета) говорит об
экономической целесообразности
применения поквартирного учета
потребления тепловой энергии для
жильцов, поскольку в этом случае плата
за отопление снижается по сравнению с
действующей на 41%. Положительные
результаты введения систем поквартирного
учета (или, при невозможности их внедрения,
системы учета на дом) будут оказывать
стимулирующее действие на жильцов,
призывая их экономить тепловую энергию.
Следовательно, целесообразным является
и внедрение индивидуального (поквартирного)
регулирования потребления теплоты.

Ниже
подробнее рассмотрим рекуперацию тепла
(http://www.air-ventilation.ru/rekuperatsiya-tepla.htm).

Рекуперация
– возвращение части материала или
энергии, расходуемых при проведении
того или иного технологического процесса,
для повторного использования в том же
процессе.

Плюсом
рекуперации является экономия энергии,
и как следствие, экономия средств на
эксплуатацию системы вентиляции. Минусом
являются необходимые дополнительные
первоначальные вложения на установку
рекуператора.

Рекуперация
тепла или обратное получение тепла –
процесс теплообмена, при котором тепло
забирается от удаляемого воздуха и
передается свежему нагнетаемому воздуху.
Рекуперация применяется с использованием
приточно-вытяжных установок. Процесс
проходит в рекуперационном теплообменнике
таким образом, что выбрасываемый и
свежий воздух отделены друг от друга,
чтобы не произошло их смешивание.

Важной
характеристикой рекуператоров является
коэффициент эффективности рекуперации
тепла, который выражает отношение между
максимально возможным полученным теплом
и теплом, полученным в действительности.
Теоретически эффективность может
меняться от 30 до 90%. Эта характеристика
зависит от стоимости, производителя и
типа рекуператора.

Удаляемый
и приточный воздух проходят с обеих
сторон целого ряда пластин. В пластинчатых
рекуператорах на пластинах может
образовываться некоторое количество
конденсата, потому они оборудованы
отводами для конденсата. Конденсатосборники
имеют водяной затвор, не позволяющий
вентилятору захватывать и подавать
воду в канал. Из-за выпадения конденсата
существует серьезный риск образования
льда в холодное время года. Пластинчатые
рекуператоры характеризуется высокой
эффективностью (50-80%), являются самыми
распространенными и относительно
дешевыми, широко используются на малых
предприятиях, и в небольших зданиях,
коттеджах, магазинах.

Тепло
передается вращающимся между удаляемым
и приточным каналами ротором. Это
открытая система, и потому здесь велик
риск того, что грязь и запахи могут
перемещаться из удаляемого воздуха в
приточный, однако, некоторые производители
утверждают, что в их рекуператорах
исключено смешивание. Уровень рекуперации
тепла может регулироваться скоростью
вращения ротора. Обладают самой высокой
эффективностью (75-90%), и соответственно
ценой. Преимущественно используются
на крупных промышленных предприятиях,
в цехах, в больших зданиях.

в)
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

Вода
или водно-гликолиевый раствор циркулирует
между двух теплообменников, один из
которых расположен в вытяжном канале,
а другой в приточном. Теплоноситель
нагревается удаляемым воздухом, а затем
передает тепло приточному воздуху.
Теплоноситель циркулирует в замкнутой
системе и отсутствует риск передачи
загрязнений из удаляемого воздуха в
приточный. Передача тепла может
регулироваться изменением скорости
циркуляции теплоносителя. Эти рекуператоры
имеют низкую эффективность (45-60%). Обладая
низкой эффективностью, используются в
случае, если удаляемый воздух сильно
загрязнен или токсичен, когда смешивание
недопустимо.

Камера
разделяется на две части заслонкой.
Удаляемый воздух нагревает одну часть
камеры, затем заслонка изменяет
направление воздушного потока таким
образом, что приточный воздух нагревается
от нагретых стенок камеры. Загрязнение
и запахи могут передаваться из удаляемого
воздуха в приточный. Характеризуется
высокой эффективностью (70-80%).

Данный
рекуператор состоит из закрытой системы
трубок, заполненных фреоном, который
испаряется при нагревании удаляемым
воздухом. Когда приточный воздух проходит
вдоль трубок, пар конденсируется и вновь
превращается в жидкость. Имеет низкую
эффективность (50-70%).

Выбор
типа рекуператора должен осуществляться
на основе технико-экономического
расчета, учитывающего экономию от
использования выбранной системы и срок
окупаемости капитальных вложений.
Предварительно считаем возможным
рекомендовать применение пластинчатого
либо роторного рекуператора, обладающего
высокой эффективностью. Коэффициенты
эффективности рекуперации тепла у этих
рекуператоров колеблются от 50 до 90%.
Рассчитаем стоимость отопления 1 м²
площади при эффективности 50 и 90%.

Если
эффективность составляет 50%, то 50% тепла
возвращается обратно в систему.
Следовательно, считаем что условный
коэффициент теплопередачи здания
,
учитывающий потери за счет инфильтрации
и вентиляции, уменьшается на 50%, т.е.
становится равным:

Тогда
общий коэффициент теплопередачи здания
,
станет равен:

а
общие теплопотери через наружные
ограждающие конструкции здания за
отопительный период
,
станут равны:

Расход
тепловой энергии на отопление здания
в течение отопительного периода
,
будет равен:

а
стоимость отопления составит:

Следовательно,
стоимость отопления уменьшится 37% по
сравнению с вентиляционной системой
без такого рекуператора при расчетах
с населением по приборам учета.

Если
эффективность составляет 90%, то 90% тепла
возвращается обратно в систему.
Следовательно, считаем что условный
коэффициент теплопередачи здания
,
учитывающий потери за счет инфильтрации
и вентиляции, уменьшается на 90%, т.е.
становится равным:

Тогда
общий коэффициент теплопередачи здания
,
станет равен:

а
общие теплопотери через наружные
ограждающие конструкции здания за
отопительный период
,
станут равны:

Расход
тепловой энергии на отопление здания
в течение отопительного периода
,
будет равен:

а
стоимость отопления составит:

Следовательно,
стоимость отопления уменьшится 71% по
сравнению с вентиляционной системой
без такого рекуператора при расчетах
с населением по приборам учета.

Пример составления раздела «энергоэффективность» проекта общественного здания

Я.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ
РАСЧЕТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ЗДАНИЯ ЛЕЧЕБНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

Общая характеристика здания

Пятиэтажное здание лечебного
учреждения. Фасад, план и разрез здания
приведены на рисунках Я.1-Я.3. В цокольном
этаже размещены конференц-зал, кухня и
подсобные помещения. На первом этаже —
входная группа с конференц-залом и
залами для семинаров, приемное отделение
и ресторан. На втором этаже — фойе с
залами для семинаров, библиотека,
административные помещения и отделение
функциональной диагностики. На третьем
этаже — лаборатория клеточных технологий,
центр научно-исследовательских
лабораторий, морфологическая лаборатория.
На четвертом этаже — кардиохирургический
стационар на 66 коек. На пятом этаже —
операционный блок и реанимационное
отделение. В техническом этаже под
куполом — зал для текущих оперативных
совещаний врачей и комната психологической
разгрузки персонала.

Рисунок Я.1 — Фасад здания

Рисунок Я.2 — План цокольного
этажа

Рисунок Я.3 — Продольный
разрез

Общая высота здания 25,3 м,
высота подвала — 3,6 м. Отапливаемая
площадь здания — 18199 м,
в том числе полезная площадь — 15241 м,
отапливаемый объем здания — 72395 м,
общая площадь наружных ограждающих
конструкций — 14285 м.

Режим работы: лечебный блок
(4-й-5-й этажи) — круглосуточно,
лабораторно-административный блок —
(1-й-3-й этажи) — 8-часовой рабочий день при
5-дневной рабочей неделе, массовые
мероприятия (научные конференции и др.)
— 8-часовой день один раз в неделю.
Одновременное нахождение людей в здании:
круглосуточное — 100 чел., в течение
8-часового рабочего дня при 5-дневной
неделе — 400 чел., во время научных
конференций — 1200 чел.

Проектные решения здания

Конструктивная схема здания
— монолитный железобетонный каркас с
бескапительными монолитными перекрытиями
и монолитной фундаментной плитой в
основании подвала толщиной 0,7 м. Наружные
стены цокольного этажа железобетонные
толщиной 250-400 мм. Заполнение каркаса по
наружным стенам первого этажа — кирпичное
толщиной 380 мм, на остальных этажах —
мелкие блоки из ячеистого бетона толщиной
250 мм плотностью 600 кг/м.
Все стены имеют наружное утепление из
минераловатных плит из базальтового
волокна, закрытое снаружи гранитными
плитами на относе с образованием
вентилируемой воздушной прослойки
толщиной не менее 60 мм.

Покрытие здания выполнено
в виде монолитной железобетонной плиты,
утепленной минераловатными плитами из
базальтового волокна с керамзитовой
засыпкой.

Светопрозрачные заполнения
(окна, витражи, покрытие купола) выполнены
из переплетов из алюминиевых сплавов
с заполнением двухкамерными стеклопакетами.
Стыковые соединения имеют разрывы
мостиков холода, выполненные из
пластмассовых вставок.

Для светопрозрачных
заполнений купола используются
однокамерные стеклопакеты с триплекс-стеклом
и стеклом с селективным покрытием.

В здании предусмотрены
водяное отопление, горячее водоснабжение,
подключение к системе централизованного
теплоснабжения. Система отопления
двухтрубная с верхней разводкой
магистралей. Нагревательные приборы
снабжены автоматическими терморегуляторами.

В корпусе предусматривается
общеобменная приточно-вытяжная вентиляция
с механическим побуждением. Приточные
установки располагаются на цокольном
и техническом этажах, вытяжные — на
техническом этаже. Приточные установки
комплектуются воздухозаборным клапаном
с электроприводом и электроподогревом,
калориферной секцией.

Климатические и
теплоэнергетические параметры

Согласно #M12291
1200035109СНиП 23-02#S
и #M12291
1200003003ГОСТ 30494#S
расчетная средняя температура внутреннего
воздуха принимается
.
Согласно#M12291
1200004395СНиП 23-01#S
расчетная температура наружного воздуха
в холодный период года для условий
Москвы
,
продолжительность=231
сут и средняя температура наружного
воздухаза отопительный период. Градусо-сутки
отопительного периодаопределяются по формуле (1).

Согласно #M12291
1200035109СНиП 23-02#S
для этих градусо-суток нормируемое
сопротивление теплопередаче для наружных
стен
,
покрытия,
ограждений под отапливаемыми подвалами,
окон и других светопрозрачных конструкций.

Согласно таблице 9 #M12291
1200035109СНиП 23-02#S
нормируемый удельный расход тепловой
энергии на отопление лечебного учреждения

Я.2 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Я.2.1 Площади наружных
ограждающих конструкций, отапливаемые
площадь и объем здания, необходимые для
расчета энергетического паспорта, и
теплотехнические характеристики
ограждающих конструкций здания
определялись согласно проекту в
соответствии с #M12291
1200035109СНиП 23-02#S.

Сопротивления теплопередаче
ограждающих конструкций определялись
в зависимости от количества и материалов
слоев по формулам (6-8) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S.
При этом коэффициенты теплопроводности
,
используемых материалов для условий
эксплуатации Б: железобетон (плотностью),;
кирпичная кладка из сплошного кирпича
глиняного обыкновенного на цементно-песчаном
растворе (),;
цементно-песчаный раствор (),;
ячеисто-бетонные блоки (),;
гравий керамзитовый (),;
минераловатные плиты производства ЗАО
«Минеральная вата» марки Венти
Баттс (),,
марки Руф Баттс В (),,
марки Руф Баттс Н (),.

Наружные стены в корпусе
применены трех типов.

Первый тип на первом этаже
— кирпичная кладка толщиной 380 мм,
утепленная минераловатными плитами
Венти Баттс толщиной 120 мм, облицовочным
слоем из гранитных плит на относе,
образующим с наружной поверхностью
утеплителя вентилируемую воздушную
прослойку толщиной 60 мм. Поскольку
прослойка вентилируемая, то она и
гранитная плита не участвуют в определении
теплозащитных свойств стены. Сопротивление
теплопередаче этой стены равно

Второй тип стены применен
в ограждениях основных лестничных
клеток и стенового ограждения купола
и выполнен из железобетона толщиной
250 мм, утепленного минераловатными
плитами толщиной 135 мм с облицовочным
слоем из гранитных плит на относе.
Сопротивление теплопередаче этой стены
равно

Третий тип стены применен
на 2-5-ом и техническом этажах здания и
выполнен из мелких ячеистобетонных
блоков толщиной 250 мм, утепленных
минераловатными плитами Венти Баттс
толщиной 100 мм, с облицовочным слоем из
гранитных плит на относе. Сопротивление
теплопередаче этой стены равно

Стены первого типа имеют
площадь
при общей площади всех фасадов 7081 м.

Среднее сопротивление
теплопередаче стен здания определяют
по формуле (10) равным

Поскольку стены здания
имеют однородную многослойную структуру,
то при наличии оконных проемов, образующих
в стенах оконные откосы, коэффициент
теплотехнической однородности наружных
стен принят
=0,9.

Тогда приведенное сопротивление
теплопередаче стен здания, определяемое
по формуле (11), равно

Покрытие ()
здания, выполненное в виде монолитной
железобетонной плиты толщиной 220 мм,
утеплено двумя слоями минераловатных
плит: верхний защитный слой — плиты Руф
Баттс В толщиной 40 мм и нижний слой —
плиты Руф Баттс Н толщиной 150 мм. Сверху
покрытие имеет керамзитовую засыпку
средней толщиной 120 мм и цементно-песчаную
стяжку толщиной 30 мм.

Сопротивление теплопередаче
покрытия составило

Окна и витражи здания ()
выполнены из блоков с переплетами из
алюминиевых сплавов с заполнением из
двухкамерных стеклопакетов с толщиной
воздушных прослоек 12 мм. Приведенное
сопротивление теплопередаче

Светопрозрачное покрытие
купола ()
выполнено из блоков с переплетами из
алюминиевых сплавов с заполнением из
однокамерных стеклопакетов с наружным
стеклом триплекс и внутренним стеклом
с селективным покрытием. Приведенное
сопротивление теплопередаче

Ограждения отапливаемого
подвала (пол и стены) контактируют с
грунтом. Определение приведенного
сопротивления теплопередаче ограждений,
контактирующих с грунтом, осуществляется
по следующей методике.

Для этого ограждения,
контактирующие с грунтом (),
разбиваются на зоны шириной 2 м, начиная
от верха наружных стен подвала,
контактирующих с грунтом.

Площади зон и их сопротивления
теплопередаче

Приведенное сопротивление
теплопередаче ограждений по грунту,
определяемое по формуле (10), равно

Я.2.2 Приведенный коэффициент
теплопередачи
через наружные ограждающие конструкции
здания определяется по формуле (Г.5)
приложения Г#M12291
1200035109СНиП 23-02#S
по приведенным сопротивлениям
теплопередаче отдельных ограждающих
конструкций оболочки здания и их площадям

Я.2.3 Условный коэффициент
теплопередачи здания
,
учитывающий теплопотери за счет
инфильтрации и вентиляции, определяется
по формуле (Г.6) приложения Г#M12291
1200035109СНиП 23-02#S.
При этом

удельная теплоемкость
воздуха
;

отапливаемый объем здания
;

общая площадь внутренних
поверхностей наружных ограждающих
конструкций;

средняя плотность приточного
воздуха за отопительный период
определяется по формуле (Г.7) приложения
Г #M12291
1200035109СНиП 23-02#S

средняя кратность воздухообмена
здания за отопительный период
рассчитывается по суммарному воздухообмену
за счет вентиляции и инфильтрации по
формуле (Г.8) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S

,
(Я.2.1)

где
— количество приточного воздуха при
механической вентиляции.

По проекту количество
приточного воздуха, поступающего по
этажам, составляет: цокольный этаж —
69298
,
1-й этаж — 34760,
— 2-й этаж — 19240,
— 3-й этаж — 30890,
— 4-й этаж — 14690, — 5-й этаж — 37460,
— технический этаж — 3610.

— число часов работы механической
вентиляции в течение недели; согласно
технологическому режиму работы здания
4-й и 5-й этажи вентилируются с помощью
механической вентиляции круглосуточно
в течение недели 168 ч (),
одна треть притока цокольного, 1-го и
2-го этажей, а также приток 3-го этажа и
подкупольного пространства — в течение
40 ч в неделю (),
две трети цокольного, 1-го и 2-го этажей
— в течение 8 ч в неделю ();

— количество инфильтрующегося воздуха
в здание через ограждающие конструкции
в нерабочее время — для общественных
зданий определяется по формуле

,
(Я.2.2)

— отапливаемый объем помещений здания,
работающих 40 ч в неделю,;

— коэффициент учета влияния встречного
теплового потока в светопрозрачных
конструкциях, равный для конструкции
с одинарными переплетами=1;

— число часов учета инфильтрации в
течение недели, равное для рассматриваемого
здания=168-40=128
ч.

Подставляя приведенные
выше значения в формулу (Г.6) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S,
получим

Я.2.4 Общий коэффициент
теплопередачи здания
,
определяется по формуле (Г.4) приложения
Г#M12291
1200035109СНиП 23-02#S

Я.2.5 Нормируемые значения
сопротивления теплопередаче наружных
ограждающих конструкций согласно
#M12291
1200035109СНиП 23-02#S
устанавливаются в зависимости от
градусо-суток отопительного периода
района строительства для каждого вида
ограждения. В таблице Я.1 приведены
значения нормируемыхи приведенныхсопротивлений теплопередаче видов
ограждений рассматриваемого здания.

Таблица Я.1 — Величины
нормируемых
и приведенныхсопротивлений теплопередаче видов
ограждений здания

Как следует из таблицы,
значения приведенных сопротивлений
теплопередаче для стен и окон ниже
нормируемых величин по #M12291
1200035109СНиП 23-02#S.
Однако это допустимо согласно 5.1 в
#M12291
1200035109СНиП 23-02#S,
так как эти величины будут далее проверены
на соответствие по показателю удельного
расхода тепловой энергии на отопление
здания.

Я.2.6 Температура внутренней
поверхности светопрозрачных конструкций
должна быть для горизонтального
остекления не ниже температуры точки
росы
:
при,
для окон не ниже 3 °С при расчетных
условиях.

Температуру внутренней
поверхности наружных ограждений
при расчетных условиях следует определять
по формуле

Для светопрозрачного купола

Следовательно, температура
внутренней поверхности светопрозрачных
конструкций при расчетных условиях
удовлетворяет требованиям #M12291
1200035109СНиП 23-02#S.

Я.2.7 Объемно-планировочные
характеристики здания установлены по
#M12291
1200035109СНиП 23-02#S.

Отношение площади наружных
ограждающих конструкций отапливаемой
части здания к полезной площади
:

Коэффициент остекленности
фасадов здания

(по нормам #M12291
1200035109СНиП 23-02#S).

Показатель компактности
здания
,
1/м:

Я.2.8 В здании применены
следующие энергосберегающие мероприятия:

— в качестве утеплителя
ограждающих конструкций здания
используются эффективные теплоизоляционные
материалы с коэффициентом теплопроводности
0,045 Вт/(м·°С);

— в здании устанавливаются
эффективные двухкамерные стеклопакеты
с высоким сопротивлением теплопередаче;

— в здании предусматривается
приточно-вытяжная вентиляция с
автоматизацией;

— применено автоматическое
регулирование теплоотдачи отопительных
приборов с помощью термостатов при
центральном регулировании тепловой
энергии.

Я.3 РАСЧЕТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗДАНИЯ

Я.3.1 Расход тепловой энергии
на отопление здания за отопительный
период
,
МДж, определяется по формуле (Г.2)#M12291
1200035109СНиП 23-02#S

,
(Я.3.1)

где
— общие теплопотери здания через наружные
ограждающие конструкции, МДж, определяемые
по Я.3.2;

— бытовые теплопоступления в течение
отопительного периода, МДж, определяемые
по Я.3.3;

— теплопоступления через окна и фонари
от солнечной радиации в течение
отопительного периода, МДж, определяемые
по Я.3.4;

— коэффициент снижения теплопоступлений
за счет тепловой инерции ограждающих
конструкций, для рассматриваемого
здания=0,8;

— коэффициент эффективности авторегулирования
подачи теплоты в системах отопления, в
корпусе применена двухтрубная система
отопления с термостатическими кранами
на отопительных приборах,=0,95;

— коэффициент, учитывающий дополнительное
теплопотребление системы отопления,
связанного с дискретностью номинального
теплового потока номенклатурного ряда
отопительных приборов, их дополнительными
теплопотерями через зарадиаторные
участки ограждений, повышенной
температурой воздуха в угловых помещениях,
теплопотерями трубопроводов, проходящих
через неотапливаемые помещения, для
зданий с отапливаемыми подвалами=1,07.

Я.3.2 Общие теплопотери здания
за отопительный период определяют по
формуле (Г.3) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S

Я.3.3 Бытовые теплопоступления
в течение отопительного периода
определяют по формуле (Г.10) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S

,
(Я.3.2)

где
— для общественных зданий — расчетная
площадь, определяемая как сумма площадей
всех помещений, за исключением коридоров,
переходов, лестничных клеток, лифтовых
шахт внутренних открытых лестниц и
пандусов; в рассматриваемом здании
площадь коридоров, лестничных клеток,
лифтовых шахт составляет 3316 м.
Тогда;

— величина бытовых тепловыделений на 1
мплощади общественного здания,
устанавливаемых по расчетному числу
людей (90 Вт/чел), находящихся в здании,
освещения, медицинского и другого
технологического оборудования, в том
числе компьютеров (по установочной
мощности) с учетом рабочих часов в
неделю. Тепловыделения в течение недели:

от людей, находящихся в
корпусе

от искусственного освещения
(с коэффициентом использования 0,4)
=149,4
кВт;

от медицинского и другого
технологического оборудования; от
компьютеров 897 кВт, коэффициент
использования которых по времени в
течение недели 0,35, тогда
=0,35х897=314
кВт.

— то же, что в формуле (1),=231
сут;

Я.3.4 Теплопоступления через
окна и фонари от солнечной радиации в
течение отопительного периода для
четырех фасадов здания, ориентированных
по четырем направлениям, определяются
по формуле (Г.11) #M12291
1200035109СНиП 23-02#S

,
(Я.3.3)

где— коэффициенты, учитывающие затенение
светового проема соответственно окон
и остекления купола непрозрачными
элементами, для заполнения стеклопакетами
в одинарных алюминиевых переплетах;

— коэффициенты относительного пропускания
солнечной радиации для светопропускающих
заполнений соответственно окон и купола:
для двухкамерных стеклопакетов окон=0,76;
для однокамерных стеклопакетов с
внутренним стеклом с селективным
покрытием=0,51;

— площади светопроемов фасадов здания,
ориентированных по четырем направлениям,

— площадь светопроемов купола,;

— средняя за отопительный период величина
солнечной радиации на вертикальные
поверхности при действительных условиях
облачности, ориентированная по четырем
фасадам здания, для условий Москвы

— средняя за отопительный период величина
солнечной радиации на горизонтальную
поверхность при действительных условиях
облачности, для Москвы;

Зная значения составляющих
теплопотерь и теплопоступлений в здание,
определим
по формуле (Я.3.1). Расход тепловой энергии
за отопительный период равен

Я.3.5 Расчетный удельный
расход тепловой энергии на отопление
здания за отопительный период
,
определяется по формуле (Г.1)#M12291
1200035109СНиП 23-02#S

Для пятиэтажного лечебного
учреждения нормируемое значение согласно
таблице 9 #M12291
1200035109СНиП 23-02#S
равно

Следовательно, требования
#M12291
1200035109СНиП 23-02#S
выполняются.

Я.3.6 Исходные данные,
объемно-планировочные, теплотехнические
и энергетические показатели здания
заносятся в энергетический паспорт
здания, форма которого приведена в
приложении Д #M12291
1200035109СНиП 23-02#S.