CC BY
48УДК 696.2(075.8)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ЧАСОВОГО МАКСИМУМА ПРИ ЧИСЛЕ
ЖИТЕЛЕЙ МЕНЕЕ ТЫСЯЧИ ЧЕЛОВЕК
Боровский Б.И., Дихтярь Т.В.
Академия строительства и архитектуры ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского» г. Симферополь, ул. Киевская, 181. Е-mail: tim4enko.zin@yandex .га
Аннотация: Значения коэффициента часового максимума необходимы для определения часового расхода газа, который используется при гидравлическом расчёте газовых сетей. Данные по значениям этого коэффициента приведены в стандарте, начиная с одной тысячи жителей до 2млн. и более. При числе жителей менее тысячи стандарт даёт формулу, связанную с газовым оборудованием и не зависящую от числа жителей. В логике определения часового расхода газа происходит теоретический разрыв непрерывности: до одной тысячи жителей главный фактор - число жителей, использующих газ, менее одной тысячи - газовое оборудование. Опыт показывает, что во втором случае завышается часовой расход газа и происходит перерасход металла и стоимости строительства. Однако существует информация, которая позволяет установить связь коэффициента часового максимума с числом жителей, менее тысячи человек. Этот вопрос рассматривается в данной статье.
Ключевые слова: годовой расход газа, часовой расход газа, коэффициента часового максимума, максимальный коэффициент часовой неравномерности, коэффициент одновременности, номинальный расход газа прибором.
ВВЕДЕНИЕ
Коэффициент часового максимума имеет важное значение для проведения гидравлического расчёта газовых сетей, так как с его помощью определяется максимальный часовой расход газа (без отопления). Данные по значениям этого коэффициента приведены в стандарте при числе жителей от 1 тыс. чел. до 2млн. и более; при числе жителей менее 1тыс. чел. часовой расход газа по стандарту зависит от газового оборудования и не зависят от числа жителей, использующих газ. Опыт показывает, что во втором случае завышается часовой расход и происходит перерасход металла и стоимости строительства. Происходит нарушение непрерывности: до одной тысячи жителей главный фактор - число жителей, использующих газ, менее одной тысячи - газовое оборудование. Задача статьи состоит в сохранении упомянутой непрерывности.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ, МАТЕРИАЛОВ, МЕТОДОВ
Максимальный часовой определяется выражением (м3/ ч)
расход
Qd — KmaxQ^
шах^су^
газа
(1)
где К£ах - коэффициент часового максимума;
Qу - годовой расход газа, м3/год.
Значения К^ах приведены в стандарте [1]. Эти данные имеют давнюю историю, ранее они входили в СНиП [2] и стандарте [3]. Как уже отмечалось, значения К^ах соответствуют диапазону от одной тысячи жителей до 2млн. и более. С увеличением числа жителей Кмах уменьшается, так как становится маловероятным совпадение пиков часовых расходов газа. При числе жителей менее тысячи стандарты дают формулу
Qd ^1=1^Б1тЧпо
(2)
где ^пп - коэффициент одновременности; qnom -номинальный расход газа, м3/ч, принимаемый по паспортным данным или техническим характеристикам прибора;
П - число однотипных приборов или групп приборов;
т - число типов приборов или групп приборов.
Коэффициент Кмт определяется типом жилых домов (в городах, посёлках или в сельской местности), числом квартир (без учёта количества проживающих) и газовым оборудованием: газовые плиты и проточные или ёмкостные водонагреватели; для ёмкостных водонагревателей, котлов и отопительных печей рекомендуется принимать
п
коэффициент одновременности, равный высокой величие 0,85, которая не зависит от мощности прибора и сезона эксплуатации. В работе [4] отмечается, что главные недостатки этой формулы состоят в неучёте числа жителей и мощности установленных газовых приборов, обычно превышающей необходимую мощность; это завышает часовой расход газа и приводит к дополнительному расходу металла и стоимости строительства. В работе [5] показано, что формула (2) завышает часовой расход в 3,5 раз по сравнению с формулой (1) при использовании ёмкостного водонагревателя.
Работа [4] приводит формулу для расчёта часового расхода газа, предложенную МИСИ им. В.М. Куйбышева, использующую максимальный коэффициент часовой неравномерности потребления газа за год КМакс, зависящий от использования газа на приготовление пищи или на приготовление пищи и горячей воды и учитывающий число квартир и количество проживающих в квартире, то есть использующий только число жильцов, в основном менее тысячи человек. В работе [5] показано, что формула МИСИ имеет преимущества по сравнению с формулой (2): часовой расход газа, рассчитанный по формуле (2), превышает расчёт по формуле МИСИ в 3,1 раз, при использовании газа для приготовления пищи и горячей воды и ёмкостного водонагревателя.
В статье используются данные в случае приготовления в квартирах пищи, пищи и горячей воды. Эти табличные данные обработаны с помощью корреляционно - регрессионного анализа. В результате получены значения коэффициента Ктах при числе жителей, менее одной тыс. человек. Таким образом, установлена непрерывность определения часового расхода газа только по числу жителей как до одной тыс. человек, так и менее одной тысячи.
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью статьи является разработка модели прогнозирования значений коэффициента часового максимума при числе жителей, менее тысячи человек. Задача состоит в получении зависимостей для упомянутого коэффициента.
Методом исследований является анализ литературных данных с последующим математическим способом получения зависимости для коэффициента часового максимума при числе жителей, менее тысячи человек.
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ
Методом исследований является анализ литературных данных, проведение необходимых расчётов с последующим построением модели определения коэффициента часового максимума при числе жителей менее тысячи человек.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Формула МИСИ имеет вид
Qd =Е niKЧíaксQy кв^/8760, (3)
где Ру кв - годовое потребление газа жильцами квартиры;
N1 - число квартир типа 1; п - число типов квартир; 8760 - количество часов в году.
Газ в квартирах используется для приготовления 1) только пищи и 2) пищи и горячей воды. В первом случае горячая вода может готовиться с помощью электрических бойлеров. Нормы расхода теплоты на 1 чел. в год соответствуют наличию в квартире в первом случае только тазовой плиты, а во втором случае - газовой плиты и централизованного горячего водоснабжения или плиты и газового водонагревателя.
Для отдельного случая формула (3) принимает
вид
^ = KЧ^ГсQyквN/8760.
(4)
Сопоставление формул (1) и (4) показывает, что коэффициент часового максимума связан с максимальным коэффициентом часовой неравномерности соотношением
<ах = Кчмгакс/8760. (5)
Из формулы (4) следует, что произведение Ру кв N определяет годовое потребление газа жильцами всех квартир. Однако увеличение числа квартир N при постоянном ру кв N приводит к увеличению коэффициента КМ?кс на 10 -30%, иногда на 50%. Поэтому при дальнейшем анализе используются данные, соответствующие наибольшему значению N при котором коэффициент КМгкс максимальный. Из формулы (5) следует, что при росте коэффициента КМгакс значения К£ах возрастает, то есть при анализе несколько завышается часовой расход газа.
Рассмотрим вопрос, как соответствуют при числе жителей, превышающем тысячу человек, значения коэффициента часового максимума по стандарту и значения, полученные по формуле (5). Используем данные по КМ?кс в единственном ряду N
Таблица 1. Сравнение коэффициентов
Table 1. Comparison of coefficients
Вид использования газа Число жителей, чел. 1200 1600 2000 2400
для приготовления пищи 1/(Ктах )табл. 1706 1915 2051 2133
1ККтлх )станд. 1825 1900 2000 2020
(Кт.а.Х.)станд. /(Кт.ах)табл. -6,5% 0,8% 2,6% 5,6%
для приготовления пищи и горячей воды 1/(Ктах )табл. 1794 1996 2107 2207
1/ (Ктах)станд. 1825 1900 2000 2020
(Кт.а.х. )станд. /(Ктах)табл. -2,7% 5% 5,3% 9,3%
Таблица 2. Рассчитанные значения коэффициента часового максимума Кт
Table 2. Calculated values of the hourly maximum coefficient K.
8, чел. 2 10 30 80 100 200 300
приготовление пищи 1/236 1/543 1/750 1/940 1/980 1/1270 1/1440
приготовление пищи и 1/146 1/428 1/620 1/790 1/830 1/1120 1/1300
горячей воды
8, чел. 400 500 600 700 800 900 1000
приготовление пищи 1/1570 1/1660 1/1740 1/1800 1/1860 1/1900 1/1950
приготовление пищи и 1/1400 1/1500 1/1590 1/1650 1/1700 1/1760 1/1800
горячей воды
=400 для числа жителей, более тысячи человек (табл.1).
Данные табл. 1 показывают, что использование значений коэффициента К"™гкс при наибольшем значении числа квартир для определения К^ах даёт среднюю погрешность в первом случае менее 1%, а во втором случае 4,5%. Это может являться подтверждением правильности выбора наибольших значений коэффициента КМкс.
По табличным данным и формуле (5) вычислены значения К^ах, которые с помощью корреляционно - регрессионного анализа обобщены при индексах корреляции 0,950 соотношениями:
1) Использование газа для приготовления пищи (8 - число жителей, чел.)
при 8 = 2- 100 чел. 1/ К%ах = 190 /п 8 + 105;
(6)
при 8 = 100 - 1000 чел. 1/ К^ах = 420 1п 8 -952. (7)
2) Использование газа для приготовления пищи и горячей воды
при 8 = 2 - 100 чел. 1/ К%ах = 175 1п 8 + 25;
(8)
при 8 = 100 - 1000 чел. 1/ К*ах = 420 /п 8 - 1102.
(9)
С помощью формул (6) - (9) рассчитаны и представлены в традиционном виде в табл.2 значения коэффициента часового максимума.
Из табл. 2 следует, что при приготовлении пищи и горячей воды коэффициент часового максимума возрастает на 8 - 62% по сравнению со
значением при приготовлении только пищи. Увеличение происходит по мере уменьшения числа жильцов, так при 8 = 2 чел. увеличение достигает 62%.
ВЫВОДЫ
1. Коэффициент часового максимума определяет максимальный часовой расход газа, необходимый для проведения гидравлического расчёта газовой системы. Стандарт установил его зависимость числа потребителей газа (без отопления) в диапазоне от одной тысячи жителей до 2млн. и более.
2. При числе потребителей менее одной тысячи человек в стандарте приведена формула для расчёта часового расхода газа, которая определяется типом жилых домов (в городах, посёлках или в сельской местности), числом квартир (без учёта количества проживающих) и газовым оборудованием: газовые плиты и проточные или ёмкостные водонагреватели, котлы и отопительные печи. Главные недостатки этой формулы состоят в неучёте числа жителей и мощности установленных газовых приборов, обычно превышающей необходимую мощность; это значительно завышает часовой расход газа и приводит к дополнительному расходу металла и стоимости строительства. При
этом происходит нарушение непрерывности: до одной тысячи жителей главный фактор - число жителей, использующих газ, менее одной тысячи -газовое оборудование.
3. Формула для расчёта часового расхода газа, предложенная МИСИ, использует только число жильцов, в основном менее тысячи человек. Формула даёт хорошие результаты. Использование формулы позволит повысить точность расчёта расхода газа.
4. С использованием формулы МИСИ проведены соответствующие расчёты и получены соотношения для вычисления коэффициента часового максимума в диапазоне менее тысячи потребителей газа. Этим установлена непрерывность определения часового расхода газа только по числу жителей как до одной тыс. человек, так и менее одной тысячи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СП 42 - 101 - 2003. Общие требования по проектированию и строительству
газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. - М., 2003.
2. СНиП 2.04.08 - 87. Газоснабжение / Госстрой СССР. - М.: АПП ЦИТП, 1991. - 72с.
3. ДБН В.2.5 - 20 - 2001. Газоснабжение / ГСНУ. - К., 2001. - 287с.
4. Ионин А.А. Газоснабжение / А.А. Ионин. -М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.
5. Боровский Б.И. Определение часового расхода газа для хозяйственно - бытовых нужд в отдельных домах при численности населения менее тысячи человек. / Б.И. Боровский, Г.Н. Баранова. // Сб. Строительство и техногенная безопасность, 2013. - №46. - С.100 - 104.
REFERENCES
1. SP 42 - 101 - 2003. General requirements for the design and construction of gas distribution systems of metal and polyethylene pipes. - M., 2003.
2. SNiP 2.04.08 - 87. Gas supply / Gosstroy of the USSR. - Moscow: АПП ЦИТП, 1991. - 72с.
3. DBN В.2.5 - 20 - 2001. Gas supply / GSNU. -К., 2001. - 287с.
4. Ionin AA Gas supply / А.А. Ionin. - Moscow: Stroiizdat, 1989. - 439 p.
5. Borovsky B.I. Determination of the hourly consumption of gas for household needs in individual houses with a population of less than a thousand people. / B.I. Borovsky, G.N. Baranova. // Sat. Building and technogenic security, 2013. - №46. - P.100 - 104.
THE DETERMINATION OF THE VALUES OF THE COEFFICIENT HOUR MAXIMUM WHEN THE NUMBER OF INHABITANTS OF LESS THAN A THOUSAND PEOPLE
Borovskiy B.I, Dikhtyar T.V.
Summary. The values of the coefficient of the maximum time required to determine the time of gas flow, which is used in the hydraulic calculation of gas networks. Data values of this coefficient are given in the standard, starting with one thousand inhabitants up to 2 million. and more. If the number of inhabitants of less than a thousand standard gives the formula associated with equipment and not dependent on the number of inhabitants. In the logic definition of the time flow gas is a theoretical discontinuity: up to one thousand inhabitants, the main factor is the number of residents using gas, less than one thousand gas equipment. Experience shows that in the second case overstated the time consumption of gas and there is a wastage of metal and cost of construction. However, there is information that allows communication ratio time the maximum number of people, less than a thousand people. This issue is discussed in this article.
Key words. Annual consumption of gas, time the gas flow rate ratio of the maximum time, the maximum coefficient of hour non-uniformity, the coefficient of simultaneity, nominal gas consumption by the device.
