• Текст документа
  • Статус
Поиск в тексте
Неактуальный


АВОК, N 2, 2010
Рубрика: Дискуссионный клуб
В.И.Ливчак, начальник отдела
энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы



На страницах предыдущего номера журнала "АВОК" была приведена дискуссия специалистов в области отопления и вентиляции жилых зданий о том, какую температуру внутреннего воздуха следует поддерживать в отапливаемых помещениях жилых домов и на какие пределы должны быть настроены термостатические головки терморегуляторов на отопительных приборах, чтобы ее обеспечивать.

Большинство специалистов, участвовавших в обсуждении, придерживаются мнения, что в домах, где отсутствует поквартирный учет потребления тепловой энергии, температуру воздуха в помещениях следует ограничить на уровне +21...+22 °С, при наличии поквартирного учета допускается возможность ее повышения до +24 °С. Повышение температуры до +26 °С неприемлемо по санитарно-гигиеническим соображениям. Однако высказывались и другие точки зрения.

В настоящей статье изложено обоснование поддержания в отапливаемых помещениях квартир температуры воздуха в пределах +20...+22 °С для обеспечения энергосбережения при соблюдении оптимального теплового комфорта. Этот же уровень температур в ГОСТ 30494-96 "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях" для холодного периода года назван оптимальным, вызывающим ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении.

Температура воздуха в отапливаемых помещениях обеспечивается работой систем отопления и вентиляции и напрямую влияет на энергоэффективность. По этой причине при анализе теплового режима в зданиях следует иметь в виду, что если потери тепла через наружные ограждения для конкретных погодных условий однозначно определяются температурой воздуха в помещениях, то расход тепла на вентиляцию в значительной степени определяется субъективными потребностями населения. Температура помещения, воспринимаемая жителями как желательная (комфортная), имеет верхние и нижние пределы, а величина воздухообмена ограничивается только по нижнему пределу, то есть по минимальной величине. Увеличение воздухообмена, если это не влечет нарушений теплового режима (снижения температуры ниже желательной или ухудшения микроклимата из-за большой подвижности воздуха), не приводит к ухудшению самочувствия и не имеет субъективных ограничений. Поэтому при повышении температуры в помещении выше желательной жители в первую очередь стремятся открыть форточку или фрамугу, сбрасывая излишки тепла.

Подтверждением вышесказанного служит выполненное нами сопоставление фактического теплопотребления зданий нового строительства и зданий после комплексного капитального ремонта (с утеплением) с расчетным теплопотреблением из энергетического паспорта проекта [1].

В Москве с 2000 года новое строительство и капитальный ремонт зданий выполняется по проектам, требующим снижения теплопотерь зданий более чем в 2 раза (в соответствии с требованиями, утвержденными правительством Москвы в МГСН 2.01-99 "Энергосбережение в зданиях", а позже и федеральными органами в СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"). Однако, после того, как оказалась доступной информация о фактическом потреблении тепловой энергии зданиями, было установлено, что снижение теплопотребления на отопление составляет только 1/3 от потенциальной экономии за счет утепления зданий. Остальные 2/3 выбрасываются на улицу в прямом и переносном смысле из-за завышенной теплопроизводительности системы отопления.

Связано это с противоречиями между СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" и СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование". По первому документу проводится расчет теплотехнических показателей наружных ограждений и удельного расхода тепловой энергии на отопление за отопительный период, по данным этого расчета судят о классе энергоэффективности здания. По второму документу рассчитываются теплопотери помещений, подбирается поверхность нагрева отопительных приборов и определяется расчетная нагрузка системы отопления.

Разночтение в первую очередь касается удельной величины бытовых тепловыделений в квартирах. В СНиП "Отопление..." с 1975 по 1997 годы была рекомендована величина бытовых тепловыделений, равная 21 Вт/мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома площади пола комнат и кухни. Эта величина была получена по результатам тепловых испытаний эксплуатируемых жилых домов разных серий, в том числе домов по индивидуальным проектам, выполненным в МНИИТЭП и ЦНИИЭП инженерного оборудования. В 1997 году было внесено изменение в СНиП, где вместо 21 Вт/мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома было указано - не ниже 10 Вт/мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома. В 2003 году это значение было перенесено в СНиП 41-01-2003.

В СНиП 23-02-2003 с учетом улучшения жилищных условий было принято обоснованное испытаниями снижение удельной величины бытовых тепловыделений в квартирах в зависимости от их заселенности - от 17 Вт/мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома площади жилых комнат (без кухни) при заселенности 20 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома общей площади на человека с пропорциональным уменьшением до 10 Вт/мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома при заселенности 45 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/чел. и более. По максимальному значению это означает снижение удельной величины бытовых тепловыделений на 35-40% по сравнению с 1975 годом, но не более чем в 2 раза, как принято в новой редакции СНиП "Отопление...". Такое резкое снижение рекомендуемой величины бытовых тепловыделений в СНиП 41-01-2003 привело к увеличению расчетной теплопроизводительности системы отопления для существующих зданий типовых серий со средней заселенностью 20-22 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/чел. не менее чем на 7%, к перерасходу тепла за отопительный период более чем на 15%.

Дальнейшее увеличение расчетной нагрузки системы отопления происходит за счет принятия в СНиП 41-01-2003 расчетной температуры внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях на уровне минимальной из оптимальных температур по ГОСТ 30494-96, то есть +20 °С, вместо рекомендуемой по СНиП "Отопление, вентиляция и кондиционирование" до 1997 года минимальной из допустимых температур - +18 °С. Далее, несмотря на мировую тенденцию потепления климат, задается расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления -28 °С вместо -26 °С, которая принята для большинства зданий Москвы и на которую настроены температурные графики отпуска тепла всех источников централизованного теплоснабжения города. Это приводит к увеличению расчетной теплопроизводительности системы отопления еще на 9%: [(20+28)-(18+26)]·100/(18+26)=9,1%.

И, наконец, в СНиП 41-01-2003 продолжается практика расчета теплопотерь помещения исходя из покомнатного коммунального заселения квартиры, вместо того, чтобы рассматривать квартиру для посемейного заселения. В последнем случае люди свободно перемещаются из комнаты в комнату, не закрывая дверей, и кухня является такой же комнатой, где встречается семья. В условиях замены окон в процессе капитального ремонта на современные герметичные расчетный воздухообмен следует принимать согласно МГСН 3.01-01 "Жилые здания", как и в СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий", в размере нормативного 30 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/ч на человека, а не 3 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/ч на мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома площади пола комнат, и еще прибавлять расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха через окна кухонь, как рекомендовано в СНиП 41-01-2003. В зависимости от используемой методики расчета это увеличивает расчетную теплопроизводительность системы отопления еще на 7-12%.

Итак, причиной указанной выше "недоэкономии" стало то, что в 1995-1997 годах были внесены изменения в СНиП "Отопление и вентиляция", позже подтвержденные редакцией СНиП 41-01-2003. Это привело к увеличению пиковой нагрузки на отопление суммарно на 20-25% по сравнению с предыдущей редакцией СНиП, а соответственно, к такому же повышению поверхности нагрева отопительных приборов и требуемой мощности источников тепла.

Свойство же системы отопления таково, что увеличение поверхности нагрева отопительных приборов при соблюдении проектного температурного графика подачи теплоносителя приводит к такому же увеличению теплоотдачи системы отопления, не зависимо от того, выполнено утепление здания или нет. Вроде бы, излишний перегрев отапливаемых помещений должны были бы снять термостаты. Однако, как показало обследование зданий, температура воздуха в квартирах была на уровне +23...+25 °С при воздухообмене, превышающем нормативный (результаты обследований приведены в табл.1, 2 и на рисунке).


Таблица 1

Данные замера температур воздуха в квартирах 17-этажного жилого дома серии ПЗМ с термостатами на отопительных приборах (обследование выполнено ООО "Ремстрой-94")

Номер квартиры

Температура, °С

11

+23,0

18

+22,7

83

+24,5

85

+23,0

127

+21,1

52

+22,6

71

+23,1

82

+22,7

69

+22,5



Таблица 2

Данные замера температур воздуха в квартирах 17-этажного жилого дома серии П44Т с термостатами на отопительных приборах (обследование выполнено ООО "СФ САНРЭМ")

Номер квартиры

Температура, °С

168

+25,0

312

+24,0

394

+24,0

391

+25,0

139

+25,0

78

+24,0

2

+23,0



Расход тепла на отопление

О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома



Расход теплоносителя

О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома



Температура наружного воздуха

О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома


- Режим работы системы отопления жилого дома серии II-18-01/12 после капитального ремонта. Система оборудована AУУ на вводе тепловых сетей, термостатами на отопительных приборах с максимальной шкалой настройки на +26 °С и теплоизмерителями на каждом приборе с передачей сигнала в ЕРЦ:

01.12-14.12 и 19.01-31.01 - включен АУУ;

21.12-18.01 - АУУ отключен, клапан на теплоносителе открыт;

17.12-25.12 и 13.01-16.01 - неисправности измерения


Такой неэкономный режим стал следствием того, что на клапаны были установлены термостатические головки с максимальным пределом температурной настройки в +26 °С. Жители, как правило, не ищут промежуточных положений и поворачивают головку на полное открытие, тем более что термостаты не оцифрованы по градусам температуры. Поэтому при полном открытии клапан не будет автоматически закрываться, пока температура в помещении не превысит +26 °С. Естественно, даже самые теплолюбивые жильцы воспринимают такую температуру как избыточную и раскрывают окна, сбрасывая тепло на улицу.

Характерно, что представленный на рисунке режим теплопотребления жилого дома соответствует системе отопления не только с термостатами, но и с теплоизмерителями на каждом отопительном приборе, с передачей показаний в единый расчетный центр. Таким образом, неуместны возражения, что жители не были предупреждены, как пользоваться термостатом, чтобы к ним приходили счета за тепло с наименьшей оплатой. Тем не менее при выключении автоматизированного узла управления системой отопления (с 21.12.2009 по 18.01.2010) наблюдался перерасход тепловой энергии до 40% от проектного режима, который не смогли устранить термостаты. И только тогда, когда вновь была включена автоматика на АУУ 19.01.2010, теплопотребление восстановилось до проектного. Какова же роль в энергосбережении термостатов с максимальным пределом температурной настройки в +26 °С?

Именно по этой причине для обеспечения комфортных условий в отапливаемых помещениях и энергосбережения термостаты должны иметь ограничение открытия выше +21 °С. С учетом инерционности здания это означает, что в помещениях будет поддерживаться температура воздуха в оптимальных по ГОСТ 30494-96 пределах +20...+22 °С. Жители, предпочитающие более высокую температуру воздуха, могут пойти на некоторое снижение воздухообмена - чтобы повысить температуру воздуха на 2 °С, надо снизить теплопотери, как будет показано далее, на 4,5%. Учитывая, что расход тепла на нагрев инфильтрующегося воздуха составляет примерно половину от расчетных теплопотерь, надо сократить воздухообмен на 4,5·2=9% или менее чем на 3 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/ч из расчетных 30 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/ч на жителя. Это будет совсем незаметно для человека, тем более что, например, в Германии, далеко не бедной стране, расчетный воздухообмен в квартирах при расчете нагрузки системы отопления в капитально ремонтируемых домах рекомендуется принимать исходя из 20 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома/ч на жителя (BEEN. Прибалтийская сеть энергосбережения в жилищном фонде. Берлин. 2007).

Следует пересмотреть также и нижний предел уставки температурной настройки термостата. В термостатической головке с максимальным пределом температурной настройки в +26 °С он составляет +6 °С, что, конечно, для многоквартирного дома неприемлемо. Если жильцы на несколько дней покинут свою квартиру и с целью экономии установят термостатические головки на нижний предел, то они вызовут дополнительные теплопотери в смежных к данной квартире помещениях и будут отапливаться за счет соседей. Для уменьшения такого воздействия нижний предел настройки термостатической головки должен составлять +14...+15 °С.

Расчеты показывают, что даже при температуре +15 °С в смежном помещении под комнатой в 16 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома с одной наружной стеной и расчетными теплопотерями 940 Вт теплопотери через перекрытия с приведенным сопротивлением теплопередачи 0,3 мО расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома·°С/Вт возрастут на: О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома(16/0,3)х(20-15)=267 Вт. Это составит 267·100/940=28% от расчетных теплопотерь. В связи с этим, а также на случай возникновения локальных дефектов строительных конструкций или при монтаже системы отопления, большинство проектировщиков предлагают при подборе отопительных приборов вводить запас поверхности нагрева в размере 10-20%. При назначении конкретной величины запаса следует иметь в виду, что, для того чтобы повысить температуру воздуха помещения в расчетных условиях с +20 до +24 °С, достаточно около 9% запаса поверхности нагрева приборов: (24-20)х100/(20+26)=8,7%.

В домах с термостатами с верхним пределом настройки температуры в +21 °С и запроектированных с запасом поверхности нагрева отопительных приборов семьям, для комфортного состояния которых действительно необходима более высокая температура воздуха, в конце концов, можно выдать термостатическую головку с верхним пределом настройки в +24 °С и объяснить, как ею пользоваться, чтобы перейти на более низкую температуру.

Подтверждением того, что оптимально комфортная температура воздуха в отапливаемых помещениях действительно находится в пределах +20...+22 °С служат результаты натурных испытаний, выполненных в 1970-х годах в Москве на жилых домах, в которых инфильтрация, как правило, превышала расчетный вентиляционный воздухообмен, а окна были с форточками. Они представлены двумя рисунками из [2] - рис.7.1 и рис.4.9, позже приведенные как рис.3 в [1] и рис.2 в [3].

Что же касается обеспечения расчетной экономии тепловой энергии от повышения теплозащиты современных зданий, то есть решение, которое и без замены термостатических головок или даже при их отсутствии позволяет устранить перерасход тепла системой отопления, запроектированной с запасом. Это коррекция температурного графика подачи тепла на отопление в сторону его уменьшения с учетом выявленного запаса системы отопления. Реализация такого графика возможна в контроллере автоматизированного узла управления системой отопления (АУУ), установка которого входит в состав работ комплексного капитального ремонта жилых домов или ИТП в новом строительстве. Там, где нет АУУ, его надо срочно смонтировать - это единственное малозатратное мероприятие, позволяющее получить экономию тепловой энергии на отоплении уже в этом году.

Литература

1. Ливчак В.И. Фактическое теплопотребление зданий как показатель качества и надежности проектирования // "АВОК". - 2009. - N 2.

2. Грудзинский М.М., Ливчак В.И., Поз М.Я. Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности. - М.: Стройиздат, 1982.

3. Ливчак В.И., Табунщиков Ю.А. Экспресс-энергоаудит теплопотребления жилых зданий: особенности проведения // "Энергосбережение". - 2009. - N 2.

От редакции

От редакции

Мы надеемся на отзывы специалистов по проблеме, рассмотренной в статье (otvet@abok.ru). В дальнейшем тема получит продолжение в статье, посвященной оптимизации режима работы АУУ и результатам его натурных испытаний.

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома

Название документа: О расчете систем отопления, энергосбережении и температуре воздуха в отапливаемых помещениях жилого дома

Вид документа: Комментарий, разъяснение, статья

Принявший орган: Различные информационные источники

Статус: Неактуальный

Опубликован: "АВОК" (Вентиляция, отопление, кондиционирование) N 4 2009
Дата принятия: 01 апреля 2010

Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах