CC BY
53
ОБ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОНОМИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЗДАНИЯХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ON ENERGY EFFICIENCY AND THERMAL ENERGY IN BUILDINGS
Б.А. Крупное B.A. Krupnov
МГСУ
В статье представлены пути и оценка возможных сокращений потребляемой тепловой энергии в зданиях различного назначения.
The article presents the ways and assessment of possible cuts consumption of thermal energy in buildings for various purposes.
Надо отметить, что вопросу экономии тепловой энергии, созданию энергоэффективных зданий всегда уделялось большое внимание. Взять хотя бы работу проф. Л.Д. Богуславского [1], к.т.н. В.Н. Лившица [2] и статьи [3,4]. Верно, до настоящего времени, к сожалению, уровень теплозащиты зданий в РФ ниже, чем в большинстве стран Европы [5], хотя климат в Европе теплее.
Известно, большая часть современной территории РФ относится к 1-му климатическому району, отличающемуся суровой и длительной зимой (продолжительность отопительного периода в среднем составляет более 60% годового времени, а температура воздуха наиболее холодной пятидневки около -30оС).
К тому же стоимость тепловой энергии особенно увеличивается в последние годы. Если в 2005 г, например, 1 Гкал тепловой энергии в г. Москве стоила 435 руб., то в 2011 г., по данным МОЭК, 1325,7 руб.
Создание энергоэффективных зданий представляет собой комплексную проблему, которая включает архитектурно-планировочные, строительные и теплотехнические решения зданий, элементы систем инженерного обеспечения заданного микроклимата, ведение технологического процесса и расположение объектов на местности по отношению к странам света, источникам энергоснабжения (теплоснабжение, газоснабжение, электроснабжение).
С 1 сентября 1995 г. Госстроем РФ, например, введено в действие изменение №3 СНиП11-3-79* [6], позднее изменение №4, предусматривающие значительное увеличение сопротивления теплопередаче наружных ограждений (см. табл.1).
Как видно из приведенных в таблице данных, сопротивление теплопередаче наружных массивных ограждений жилых зданий, проектируемых после 1995 г., должно быть более чем в три раза, а окон - почти в 1,5 раза.
Следовательно, при соблюдении только этих требований СНиП [6,7] можно более чем вдвое уменьшить потребление тепловой энергии на отопление.
К этому следует добавить, что сопротивление теплопередаче окон меньше сопротивления теплопередаче наружных стен почти в 5 - 6 раз и через 1м2 площади окна
(при отсутствии солнцезащитных устройств) в расчетные часы может поступать в помещение до 400 -500 Вт и более тепловой энергии за счет солнечной радиации.
И не смотря на это, до сих пор продолжается проектирование и строительство жилых (особенно индивидуальных) домов и общественных зданий с повышенной площадью остекления, достигающей порою 50% и более.
Таблица 1. Теплотехнические показатели наружных ограждений жилых домов в г. Москве и Московской области.
На- Окно, балкон- Покры- Перекрытия
Показатели РУЖ- чер- над над холодными
стена ная дверь дачные проездами подпольями, подвалами
Нормативный температурный
перепад дгн, 0 С*: - до изменений 3 6 4 - 4 3 4 3 2 2 2 2
- с учетом изм. 3
1. Минимальное приведенное сопротивление теплопередаче, м2 0С/Вт: - до изм. 3, 4 - с учетом изм. 3, 4 по формуле (1) - из условия энергосбережения (2-й этап)**
0,90 1,35 3,15 0,38 0,53 1,35 1,80 4,70 1,22 1,63 4,15 2,70 2,70 4,70 1,62 1,62 4,15
* Д1Н - расчетная разность температуры воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения.
** - при числе градусо-суток, равном 4943.
Повышенное остекление приводит к увеличению тепловых потерь через наружные ограждения в холодный период года и увеличению теплопоступлений за счет солнечной радиации в теплый и весеннее - осенние периоды года, и, как следствие, к увеличению стоимости капитальных затрат и эксплуатации систем обеспечения микроклимата в помещениях.
Здания с повышенным остеклением менее теплоустойчивы в условиях резких колебаний температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации.
В зданиях с повышенным остеклением практически невозможно добиться величины расчетного удельного расхода тепловой энергии на отопление здания, кДж/(м2-°С-сут) или кДж/(м3-°С-сут), меньше нормируемого удельного расхода, принимаемого для различных типов жилых и общественных зданий по СНиП 23-02-2003 [7] и, тем более, выполнить требование Правил [8], утвержденных Постановлением Правительства РФ от 25.01.2011г. №18.
К тому же, стоимость 1м2 окна с учетом солнцезащитных устройств больше стоимости наружной стены.
Кроме того, строятся разные в плане дома, здания. Одни имеют преимущественно плоские фасады, другие сложную в плане и разрезе форму, ломаные фасады с включением эркеров, выступов, углублений. Во втором случае тепловые потери через наружные ограждения могут быть увеличены на 15-20% и более.
С целью получения большей экономии тепловой энергии при эксплуатации систем отопления СНиПом 41-01-2003 [9] предусматривается проектирование отопления жилых зданий, обеспечивая регулирование и учет расхода теплоты на отопление каждой квартирой, группами помещений общественного и другого назначения, расположенными в доме, а также зданием в целом. Верно, допускается проектировать системы теплоснабжения без автоматического регулирования при расчетном расходе теплоты зданием (включая расходы теплоты на отопление, вентиляцию, кондиционирование и горячее водоснабжение) менее 50 кВт.
Для определения расхода теплоты каждой квартирой (с учетом показаний общего счетчика) в жилых домах требуется предусматривать:
- установку общего счетчика расхода теплоты для здания в целом с организацией по-квартирной оплаты за теплоту пропорционально отапливаемой площади квартир или другим показателям;
- устройство поквартирного учета теплоты путем использования прибора для регистрации теплового потока на каждом отопительном приборе в системе отопления с общими стояками для нескольких квартир, в том числе в системе поквартирного отопления;
- установку счетчика расхода теплоты для каждой квартиры при устройстве поквар-тирных систем отопления с горизонтальной разводкой труб.
В последнее время начали проектировать системы поквартирного отопления и в многоэтажных жилых домах, имеющих центральную систему отопления. Но стоимость систем поквартирного отопления превышает стоимость традиционных систем приблизительно на 7-8 % [9]. Верно, они имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными системами (много стояковыми). Собственно, только при квартирной системе жители заинтересованы в экономии теплоты. К преимуществу, например, относят и экономию тепловой энергии на отопление за счет снижения температуры воздуха в помещениях квартиры до 16 °С при отсутствии в ней жильцов [9]. Следует обратить внимание на то что экономия тепловой энергии в одной квартире при пониженной температуре может быть получена преимущественно за счет проживающих в соседних квартирах.
Дело в том, что на 1м2 площади пола помещения приходит около 3 м2 площади поверхностей межквартирных ограждений, смежных с соседними квартирами. К тому же, коэффициент теплопередачи межквартирных ограждений почти в 8-10 больше коэффициента теплопередачи наружных стен. Следовательно, при снижении температуры воздуха в помещении до 16°С неизбежны теплопоступления из соседних квартир (с температурой воздуха в них около 21-22 °С), частично компенсирующие теплопотери в помещении с пониженной температурой Необходимо отметить и другое. Не редко квартиры в новых домах продаются без внутренней отделки. В квартирах с традиционными системами отопления обычно проходят стояки и устанавливаются отопительные приборы. В ряде жилых домов так называемый евроремонт в квартирах длится 2-3 и более лет, т.к. в покупаемых квартирах собственники, вкладывая деньги в недвижимость, не спешат делать ремонт. Естественно возникает вопрос. Каким образом можно поддерживать положительную температуру в квартирах с поквартирными системами отопления до их ремонта? Ведь централизованно монтируются только межквартирные стояки с ответвлениями к коллекторам поквартирной системы отопления каждой квартиры
Наконец, стоит вопрос и об оплате за тепловую энергию, расходуемую для поддержания требуемой температуры в лестничных клетках, лифтовых холлах, вестибюлях и теряемую в магистральных трубах системах отопления. Как и при использовании приборов для регистрации теплового потока отопительных приборов в традиционной системе
отопления, необходимо разрабатывать методику оплаты за тепловую энергию с учетом расходуемой теплоты за пределами квартиры.
И еще. При выполнении поквартирной системы по лучевой схеме (когда трубы прокладываются в конструкции пола в теплоизоляции) представляется необходимым делать исполнительную документацию на систему отопления, чтобы избежать неприятностей при возможной перепланировке квартиры в дальнейшем.
Литература
1. Богуславский Л.Д. Экономика теплоизоляции зданий/ Рекомендации в развитие СНиП 11-А.7-62 «Строительная теплотехника». М., НИИСФ, 1969.
2. В.Н.Лившиц. Выбор оптимальных решений в технико-экономических расчетах. Изд. «Экономика». М., 1971.
3. Л. Богуславский, Н. Громов. Э. Дешко и др. Зачем отапливать улицу/ г. «Известия» от 7.12.1977 г.
4. Крупнов Б.А., Крупнов Д.Б. Определение оптимального сопротивления теплопередаче наружного ограждения./ Сборник докладов научно-практической конференции НИИСФ, 27-29.05.99.
5. Повышение эффективности использования энергии в жилищном секторе Дании./ Под ред. к.э.н. А.М.Мастепанова и д.э.н. Ю.М Когана. Российско-Датский Институт Энергоэффективности.
6. СНиП 11-3-79*. Строительная теплотехника. 1998.
7. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.
8. Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений.
9. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
10. Никитин С.Н., Шилкин Н.В. Поквартирные системы отопления. Ж. АВОК, №2/2011.
Literature
1. Boguslavsky L.D. Economics of building insulation / Recommendations to the development of SNIP 11-A7-62 "Building Heat Engineering. M. NIISF, 1969.
2. V.A. Livshits. Optimal decision making in the technical and economic calcula-tions.Ed. "Economy". M., 1971.
3. L. Boguslavsky, N. Gromov. E. Deshko etc. Why heat the street / city "Izvestia" on 12.07.1977, the
4. Krupnov B. A., Krupnov D. B. Determining optimal heat transfer resistance outside the fence. / Proceedings of the scientific-practical conference. NIISF, 27-29.05.99.
5. Improved energy efficiency in the residential sector in Denmark. Ed. Ph.D. AMMastepano-va and PhD YU.M Kogan. Russian-Danish Institute for Energy Efficiency. 6. SNIP 3-11-1979 *. Building Heat Engineering. 1998.
7. SNIP 02-23-2003. Thermal protection of buildings.
8. The rules establishing the requirements of energy efficiency for buildings, structures and facilities.
9. SNIP 41-01-2003. Heating, ventilation and air conditioning.
10. Nikitin S.N., Shilkin N.V. Per-apartment heating system. J. ABOK, № 2 / 2011.
Ключевые слова: тепловая энергия, экономия, сопротивление теплопередаче, система отопления, наружные ограждения, здания, стоимость, остекление.
Key words: thermal energy savings, resistance to heat, heating system, exteriorfences, buildings, cost-glazed.
niisf@ipc.ru
Рецензент Сасин В.И., к.т.н., генеральный директор НТФ ООО «Витатерм»
