Зайцев проектирование систем водяного отопления
К ОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.
Зайцев О. Н., Любарец А. П.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
(пособие для проектировщиков, инженеров
и студентов технических ВУЗов)
Вена — Киев — Одесса 2008 Зайцев О. Н., Любарец А. П.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ (пособие для проектировщиков, инженеров и студентов технических ВУЗов) Вена — Киев — Одесса 2008 Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ (пособие для проектировщиков, инженеров и студентов технических ВУЗов) Авторы:
Зайцев Олег Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции национальной академии природоохранного и курортного строительства.
Любарец Александр Петрович, кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции Киевского национального университета строительства и архитектуры.
В пособии изложены основы теплотехнического расчета ограждающих конструкций, расчета теплопотерь и теплопоступлений, рассмотрены современные системы водяного отопления и их гидравлический расчет, также приведены методика расчета нагревательных приборов и методы монтажа и наладки систем водяного отопления.
У посібнику викладені основи теплотехнічного розрахунку огороджуючих конструкций, розрахунку тепловтрат і теплонадходжень, розглянуті сучасні системи водяного опалення і їхній гідравлічний розрахунок, також наведено методика розрахунку опалювальних приладів і методи монтажу та наладки систем водяного опалення.
In the grant bases heating engineering calculation of protecting designs, calculation heat losses and heat gain are stated, modern systems of water heating and their hydraulic calculation are considered.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЕ Стр.
ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОТОПЛЕНИЯ 2. СОСТАВ ПРОЕКТА ОТОПЛЕНИЯ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИ РОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ 3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ 4. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА 5. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 5.1. Общие принципы обеспечения теплозащиты стен 5.2. Варианты расположения утеплителя в ограждающих конструкциях 5.3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 5.4. Примеры теплотехнического расчета ограждающих конструкций 6. ТЕПЛОПОТЕРИ И ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА 6.
1. Теплопотери и теплопоступления в жилых и общественных зданиях 6.2. Определение потерь тепла через полы 6.3. Правила обмера ограждающих конструкций 6.4. Теплопотери и теплопоступления в промышленных зданиях 6.5. Особенности расчета теплопотерь в других странах 6.6. Пример расчета теплопотерь 7. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПОМЕЩЕНИЙ 7.1. Методика составления теплового баланса помещений 7.2. Экспресс-методики определения теплопотерь и теплопоступлений в помещения 7.3. Пример расчета теплового баланса 8. ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ТЕПЛОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЯ 8.1. Тепловая мощность системы отопления 8.2. Тепловая эффективность здания 8.3. Пример составления энергетического паспорта здания Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 9. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ 9.1. Основные способы присоединения систем отопления к тепловым сетям 9.2. Теплоснабжение от местных источников теплоты 10. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 10.1. Основные положения. Классификация систем отопления 10.2. Системы водяного отопления 10.3. Требования к системам отопления 11. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 11.1. Трубопроводы 11.2. Запорная арматура 11.3. Балансировочные вентили 11.4. Регуляторы расхода и давления 11.5. Нагревательные приборы 11.5.1. Виды нагревательных приборов 11.5.2. Способы установки нагревательных приборов 11.6. Основные требования к монтажу систем отопления 12. МЕТОДИКА И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ 12.1. Теплотехнический расчет нагревательных приборов 12.2. Примеры расчета нагревательных приборов 13. ВЛИЯНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ПРИБОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 13.1. Влияние расположения нагревательного прибора на формирование микроклимата помещения 13.2. Регулирование тепловой мощности отопительного прибора термостатическими клапанами 13.3. Гидравлические аспекты работы нагревательных приборов в регулируемых системах отопления 14. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 14.1. Задачи и последовательность гидравлического расчета системы отопления 14.2. Определение диаметров трубопроводов на участках системы 14.3. Определение потерь давления на участках системы отопления 14.4. Гидравлическая увязка циркуляционных колец 14.5. Примеры гидравлического расчета ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПРЕДИСЛОВИЕ Жизнь современного человека немыслима без определенного уровня комфортности поме щений. В сущности любое здание (как рукотворное так и естественное) нельзя рассматривать без инженерных систем. Появление таких направлений как энергосбережение в архитектуре, строительстве – яркое свидетельство этому. В то же время рассмотрение каких-либо вопросов отдельно, без комплексного анализа, не может решить проблемы качественного обеспечения комфортных условий (например, снижение температуры горячей воды в котлах, с одной сторо ны, уменьшает расход топлива, а с другой-уменьшает температурный напор в нагревательных приборах, что требует увеличения их площади, то есть увеличения капитальных затрат). Сама архитектура здания, его расположение, взаимодействие с расположенными рядом другими зда ниями и сооружениями также оказывают влияние на работу инженерных систем. Строительные конструкции, многообразие систем выработки, транспортировки энергии, непосредственно рабо та систем отопления, неравномерность поступлений и потерь тепла, влаги в самих помещениях, их взаимовлияние – требуют рассмотрения хотя бы с точки зрения комфортности и энергосбере жения.
Авторы не ставили своей целью решение и даже полный обзор таких глобальных проблем. В данной книге сделана попытка облегчить труд человека, сделавшего следующий шаг в эволюции – человека, занимающегося отоплением разумно – «homo sapiens heating». То есть, даны основы тепловых характеристик зданий и сооружений, методики расчетов систем отопления (по мере возможности примеры расчетов) и проблемы, возникающие при использовании разных методик, некоторые современные подходы к вопросам энергосбережения.
Авторы выражают свою искреннюю благодарность фирме «HERZ Armaturen Ges.m.b.H.», её Генеральному директору, доктору Герхарду Глинцереру, а также техническому директору до чернего предприятия “ГЕРЦ Украина” Заседателеву И. В, доценту кафедры кондиционирования воздуха и механики жидкости одесской государственной строительной академии Олексовой Е.А., а также инженеру технического отдела фирмы “HERZ Armaturen” в Вене Строумофф В. И. за по мощь при создании этой книги.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вме сте с тем запасы традиционного ископаемого топлива (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива — урана и тория. Практически неисчерпаемы запасы термо ядерного топлива — водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены, и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. В связи с указанными проблемами становится все более необходимым внедрение энергосберегающих технологий.
В мировой энергетической структуре доля потребления природного газа, как основного энер гоносителя для муниципальной энергетики, непрерывно возрастает и достигает в топливно-энер гетическом балансе Украине 50%. В тоже время, работа теплоэнергетического комплекса, как единой системы, обеспечивающей развитие всего народного хозяйства страны, определяется в первую очередь эффективностью энергопотребления, что поставило проблему разработки, исследования и внедрения энергосберегающих технологий в ряд стратегических задач государ ства.
Данная проблема обостряется работой теплоэнергетики Украины в условиях недостатка при родных топливных ресурсов. Создавшееся положение также вызвано дешевизной органического топлива до 1991 года, что способствовало разработке мероприятий по снижению капитальных, а не эксплуатационных затрат. После 1991 года по настоящее время энергосберегающие техноло гии получили значительное развитие в части снижения эксплуатационных затрат. При этом, уве личение тепловых потерь в трубопроводах вследствие физического устаревания теплотрасс спо собствовало децентрализации систем теплоснабжения, но уменьшение протяженности тепловых сетей и, соответственно, теплопотерь в них привело к уменьшению числа теплогенерирующих установок в котельных, то есть к снижению эффективности работы оборудования вследствие его работы в неоптимальных режимах практически на всем протяжении отопительного периода.
Современное состояние топливно-энергетических ресурсов, удорожание их добычи, требует эффективного использования получаемой энергии. Однако теплоэнергетическое оборудование установлено из расчета максимальных нагрузок, с небольшим запасом варьирования выработки тепловой энергии, что не обеспечивает эффективного использования топлива. Таким образом, эффективность использование энергоносителей определяется не только эффективностью выра ботки тепла и электрической энергии, но и сбалансированностью режимов выработки и потре бления этой энергии.
Историю создания комфортных условий в условиях холодного периода можно начать либо с сотворения мира, либо с Прометея, первого пострадавшего за нерациональное использование тепловой энергии, либо с отопления пещер первобытными людьми. Однако до настоящего вре мени используемые средства не отличались ни разнообразием, ни энергосбережением, также они не были обременены экологическими требованиями, поэтому рассмотрение лучше начать с современной истории систем отопления. Развитие отопления в Украине исторически связано с развитием систем в России (радоваться или сожалеть об этом бесполезно, поскольку историю могут менять только сами историки).
Так в “Летописи” Российской академии наук за 1829 г. говорится, что «в 1736 г. начали строить в России кирпичные теперь употребляемые печи, изнутри топимые, которые под названием Рус ских распространились потом в Германии и Франции. Сии печи, в кои количество дров кладется вдруг, суть для северного климата самые лучшие…» [1], что и подтверждает и известный фран цузский специалист того времени Жоли в своей книге “Трактат по отоплению и вентиляции” [2].
Применение водяного пара для приготовления пищи и обогрева помещений в России приво дятся в книге Н. А. Львова “Русская пиростатика”, вышедшей в 1799 г. [3]. С начала XIX столетия пар находит все большее применение как для обогрева теплиц, так и отопления помещений.
Системы же непосредственно водяного отопления появляются в России в первой половине XIX столетия, и первая из них была сконструирована и реализована в 1834 г. горным инженером П. Г. Соболевским [4]. Немного ранее (в 1831 г.) в Англии Перкенсом была предложена система отопления высокого давления (система П. Г. Соболевского была гравитационной). Первая же установка централизованного нагревания воздуха в водо-воздушной системе отопления и вен ВВЕДЕНИЕ тиляции двух больших залов объемом более 3000 м3 была применена в здании Петербургской Академии художеств.
В Древнем Риме использовалась система радиационного обогревания бань — гипокауст. Она описана у Витрувия, но редко находила использование в так называемых развитых странах по причинам сложности устройства, хотя в 17-18 в.в в Англии такие системы получили значительное распространение. В России системы лучистого отопления впервые были использованы в 1907 г.
В. А. Яхимовичем в больнице железнодорожной станции Ртищево Саратовской губернии, а за тем и в других больничных, школьных и общественных зданиях.
Во времена Советского Союза на развитие систем отопления, к сожалению, оказал влияние «идеологический принцип» — то есть победила точка зрения – «быстро, много и дешево», в ущерб качеству, поскольку топливо было не просто дешевое, а очень и очень дешевое. В тоже время многочисленные разработки действительно перспективных энергосберегающих систем только сейчас начинают либо вспоминать, либо преподносятся как новые. Развитие водяного отопления в те времена соответствовало тем или иным тенденциям строительного производства — от рекон струкции существующих зданий и сооружений до строительства новых, не допускающих возмож ности любого отопительного ренессанса.
Так в 20-ые годы прошлого столетия в отопительной практике наиболее распространенными были двухтрубные системы водяного отопления, во многом ориентированные на местные ис точники теплоты. Тогда системы централизованного теплоснабжения только формировались.
В 1927 г. появилась первая установка совмещенной выработки теплоты и электрической энер гии применительно к отоплению, так называемых, “фонарных” бань в Ленинграде и снабжению электроэнергией близрасположенных зданий. В то же время и была сформирована политика на централизацию теплоснабжения.
В настоящее время, несмотря на многочисленное строительство «элитных» зданий с автоном ным теплоснабжением и переходе части потребителей на индивидуальное отопление, в крупных городах Украины по прежнему основным источником тепла являются ТЭЦ, АЭС и районные котельные. При этом наиболее распространены в жилых и общественных зданиях однотрубные системы водяного отопления, запроектированные до 1996 года (из-за того, что унифицированы, отоплении, как правило, имеют более низкую металлоемкость, и дешевый (в тот период времени) энергоноситель).
Когда речь идет об отоплении, как правило, подразумевается поддержание в помещениях, оснащенных отопительными системами, требуемого значения температуры воздуха. Однако температура воздуха tв является только одним из параметров окружающей среды, характери зующих ее качество. Вторым параметром всегда выступает температура окружающих поверх ностей tr [6].
В принципе тепловой комфорт формируется не только этими двумя параметрами, но и рядом других факторов. Отопление отвечает за названные два параметра. Причем регулирование, то есть поддержание на требуемом уровне температуры tr методами и средствами отопления, возможно далеко не всегда в следствие изменения наружной температуры, теплопоступлений, воздухообмена в данном помещении. Известно, что в формулу для определения требуемого термического сопротивления ограждающих конструкций входит температура их внутренней по верхности, минимальное значение которой регламентируется нормами, исходя из гигиенических соображений. Однако не следует думать, что принятое в расчете значение остается постоянным в течение отопительного периода. Оно переменчиво и определяется многими факторами, учет которых сделал бы задачу определения tr трудно определимой [5].
После 1996 г. положение с выбором термического сопротивления ограждающих конструкций несколько улучшилось. Теперь его нормативная величина выросла более, чем в два раза, что уменьшает требуемую мощность системы отопления.
Необходимо отметить, что расчеты экономически целесообразной (с точки зрения тепло техники) ограждающей конструкции, «благодаря» дешевизне топлива, привели к преобладанию в недавнем прошлом в массовом строительстве легких малоинерционных, зато относительно дешевых, ограждений, теплотехнические недостатки которых сейчас призывают решить с по мощью методов и средств регулирования работы систем отопления.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Системы отопления являются основным инструментом, позволяющим создавать и поддержи вать тепловые комфортные условия в зданиях и сооружениях. В настоящее время к этим функци ям добавилась функция управления параметрами микроклимата, что в совокупности с требовани ями энергосбережения выводит на первую роль именно системы отопления.
Однако, обратной стороной расширения функций систем отопления явилось и их услож нение – как разница между арифмометром и современными ЭВМ, такое же различие между «классическими» системами водяного отопления и современными системами обеспечения микроклимата. По большому счету, это два совершенно различных объекта с одним и тем же предназначением.
Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию – это не процесс наладки перед пуском с последующей работой в постоянном гидравлическом режи ме, это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изме нений и реагирования на них. К примеру, изменение теплового режима зависит от способности терморегулятора изменять расход тепловой энергии на нагревательные приборы в системе ото пления путем изменения гидравлического режима, что вызывает цепную реакцию других систем (либо терморегуляторов, что может вызвать как разрегулировку системы, так и выход из строя циркуляционного насоса, либо перегрузку системы электроснабжения).
Естественно, что классификация систем отопления также изменилась. Во всяком случае, представляется логичным введение новых признаков систем, отличающих системы с терморегу лирующим оборудованием от классических.
Системы отопления можно разделить:
1. По радиусу действия – местные и центральные;
2. По виду циркуляции теплоносителя – естественные и искусственные (насосные);
3. По типу теплоносителя – воздушные, водяные, паровые, электрические, комбинирован ные;
4. По способу разводки – с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикаль ной;
5. По способу присоединения приборов – однотрубные, двухтрубные, комбинированные;
6. По типу применяемых приборов – конвекционные, лучистые, конвекционно-лучистые;
7. По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах – тупиковые и попут ные;
8. По гидравлическим режимам – с постоянным и изменяемым режимом.
9. По величине перепада температур в подающей и обратной магистрали – бифилярные системы.
10. По времени работы – постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
Все эти признаки системы в реальности, как правило, смешиваются – например, водяная система с нижней разводкой, тупиковая, с изменяемой гидравликой, с нагревательными при борами – конвекторами, электрическая – прямого действия и воздушная или водяная системы отопления.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основные единицы измеряемых величин Для измерения тепловых величин используются градус Кельвина, °К – единица термодина мической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Также используется стоградусная международная температурная шкала Цельсия, °С.
Количество тепловой энергии измеряется в Джоулях, Дж. В технике часто используется ка лория, кал. Соотношение между величинами следующее:
1 кал = 4,1868 Дж.
Единицей измерения мощности или потока энергии является Ватт, Вт. Переход от количества теплоты к мощности: 1 Вт= 1 Дж/с.
Давление измеряется в Паскалях, однако в настоящее время широко используются мм.вод.ст., бар, мм.рт.ст.
Расход может быть весовым (кг/с, кг/ч) или объемным – измеряется в м3/с, м3/ч, л/с, л/мин, л/ч.
Переход от весового расхода к объемному – выполняется делением на плотность среды.
Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наиме нования приведены в таблице 1.1, а соотношения между единицами физических величин в раз личных системах измерения – в таблице 1.2.
Множители и приставки и их наименования Приставка Множитель Обозначение Наименование Русское Международное Т Т 1012 Тера Г G 10 Гига М M 106 Мега к k 103 Кило г h 10 Гекто да da 10 Дека д d 10-1 Деци с c 10-2 Санти м m 10 Милли — мк µ 10 Микро — н n 10-9 Нано п p 10-12 Пико Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ Таблица 1.2.
Пересчет физических величин в различные системы измерения Мощность Единица 1 кВт 1 МВт 1 ккал/ч 1 Гкал/ч измер-я 1 кВт 1 10-3 860 0,86 х 10- 1 МВт 103 1 860 х 103 0, 1 ккал/ч 1,163 х 10 1,163 x 10 1 10- -3 — 1 Гкал/ч 1,163 х 103 1,163 106 Давление Единица 1 кгс/м2 1 кгс/см2 1 ата 1 Па 1 бар измер-я 1 кгс/м2 1 10-4 1,02 х 10-4 9,81 9,81 х 10- 1 кгс/см2 104 1 1 0,981 0, 1 ата 10 1 1 1,01 х 10 1, 4 — 1 Па 0,802 9,81 х 104 9,87 х 10-6 1 10- 1 бар 1,02 х 104 1,02 0,987 105 Количество тепловой энергии Единица 1 кал 1 ккал 1 Гкал 1 Дж 1 кДж 1 ГДж измер-я 1 кал 1 103 10-9 4,187 4,187 х 10-3 4,187 х 10- 1 ккал 103 1 10-6 4,187 x 103 4,187 4,187 х 10- 1 Гкал 109 106 1 4,187 x 109 4,187 х 10-6 4, 1 Дж 0,239 0,239 х 10 0,239 х 10 1 10 10- -3 -9 — 1 кДж 0,239 х 10-3 0,239 0,239 х 10-6 103 1 10- 1 ГДж 0,239 х 10-9 0,239 х 10-6 0,239 109 10 Основные понятия Основные понятия система отопления — комплекс взаимосвязанных устройств, объединенных в систему для восполнения тепло недостатков в холодный период года;
энергосбережение — реализация правовых, организационных, научных, производствен ных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых ис точников энергии;
энергосберегающая политика государства — правовое, организационное и финансово экономическое регулирование деятельности в области энергосбережения;
энергетический ресурс — носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть полезно использован в перспективе;
вторичный энергетический ресурс — энергетический ресурс, получаемый в виде побоч ного продукта основного производства или являющийся таким продуктом;
эффективное использование энергетических ресурсов — достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении требований к охране окружающей природной среды;
показатель энергоэффективности — абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, установленная государственными стандартами;
непроизводительный расход энергетических ресурсов — расход энергетических ре сурсов, обусловленный несоблюдением требований, установленных государственными стандартами, а также нарушением требований, установленных иными нормативными актами, технологическими регламентами и паспортными данными для действующего обо рудования;
возобновляемые источники энергии — энергия солнца, ветра, тепла земли, естествен ного движения водных потоков, а также энергия существующих в природе градиентов температур;
альтернативные виды топлива — виды топлива (сжатый и сжиженный газ, биогаз, гене раторный газ, продукты переработки биомассы, водоугольное топливо и другие), исполь зование которого сокращает или замещает потребление энергетических ресурсов более дорогих и дефицитных видов;
отопительным прибором называют устройство, предназначенное для передачи тепла от теплоносителя к воздуху и ограждающим конструкциям отапливаемого помещения;
объектом государственного регулирования в области энергосбережения являются отношения, возникающие в процессе деятельности, направленной на:
эффективное использование энергетических ресурсов при их добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении;
осуществление государственного надзора за эффективным использованием энерге тических ресурсов;
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ развитие добычи и производства альтернативных видов топлива, способных заме нить энергетические ресурсы более дорогих и дефицитных видов;
создание и использование энергоэффективных технологий, топлива, энергопотре бляющего и диагностического оборудования, конструкционных и изоляционных материалов, приборов для учета расхода энергетических ресурсов и контроля за их использованием, систем автоматизированного управления энергопотреблением;
обеспечение точности, достоверности и единства измерения в части учета отпуска емых и потребляемых энергетических ресурсов.
усложнение систем отопления (применение регулирования не только качественного (по тем * пературе теплоносителя), но и количественного (изменение расхода теплоносителя) вызвано необходимостью энергосбережения, что увеличивает стоимость таких систем (как капиталь ных, так и эксплуатационных затрат), но закон сохранения еще не отменен, поэтому увеличе ние капитальных вложений снижает затраты на эксплуатацию системы отопления и с учетом удорожания энергоносителей таки приводит к экономии.
ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОТОПЛЕНИЯ 1. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОТОПЛЕНИЯ Современная методология проектирования систем отопления основана на расчетах тепловых балансов здания для характерных периодов года. Для Украины этими периодами года являются:
наиболее холодная пятидневка, отопительный период, расчетный год. В этом случае оптимиза ция теплоэнергетического воздействия наружного климата на тепловой баланс здания за счет выбора его формы и ориентации даст следующие результаты [5,6]:
— для наиболее холодной пятидневки — снижение установочной мощности системы отопле ния;
— для отопительного периода — снижение затрат теплоты на отопление;
— для расчетного года — снижение затрат энергии на обогрев и охлаждение здания.
В общем случае оптимизировать теплоэнергетическое воздействие наружного климата на тепловой баланс здания можно для любого характерного периода времени.
В традиционном понимании оптимизация теплозащиты наружных ограждающих конструкций зданий — это метод вычисления толщины теплоизоляции конструкции “по минимуму приведен ных затрат”. Приведенные затраты в общем случае включают в себя два показателя: затраты на производство конструкций (единовременные затраты) и затраты на их использование (экс плуатационные затраты). Расчет теплоизоляции “по минимуму приведенных затрат” является объективным методом, признанным во всем мире, но содержит в своей сущности скрытую опас ность, отражающую объективную реальность существующей в стране экономической ситуации, которая может явиться непреодолимым препятствием реализации метода на практике. [5,6]. Это связано с использованием в методе показателей стоимости энергии и материалов.
К наружным ограждающим конструкциям предъявляется в общем случае достаточно боль шое количество требований. Высокий уровень теплозащиты в холодный период в условиях те плопередачи, близкой к стационарному режиму, высокий уровень теплоустойчивости в теплый и холодный периоды в условиях теплопередачи, близкой к периодическому режиму, низкая энергоемкость внутренних слоев при колебаниях теплового потока внутри помещения, высокая степень воздухонепроницаемости, низкая влагоемкость и т.д.
То есть задачей проектирования и расчета является определение двух взаимосвязанных по казателей: количества энергии и способа ее распределения (раздачи). По существу, речь идет о том, чтобы рассчитать и запроектировать такую систему управления расходом и распределе нием энергии, чтобы обеспечить при использовании ее минимальный расход [7]. На начальном этапе суть решения такой задачи состоит в том, что время разогрева помещения должно быть минимизировано. Если иметь в виду, что реальное помещение есть совокупность теплоемких ограждающих конструкций и теплоемкого внутреннего оборудования (мебели), то процесс на грева предполагает повышение температуры всей совокупности элементов помещения, то есть ограждающих конструкций и оборудования. Элементы высокой тепловой аккумуляции потребу ют большего времени на разогрев. Следовательно, минимизация времени разогрева помещения достигается минимизацией времени разогрева элементов высокой тепловой аккумуляции. Мож но сразу указать два простых случая: время разогрева помещения будет стремиться к минимуму, если внутренние поверхности ограждающих конструкций имеют низкие значения коэффициента теплоусвоения материалов, а также если имеет место высокая интенсивность конвективного те плообмена между внутренним воздухом и внутренними поверхностями ограждающих конструк ций. Оптимальный результат достигается, если совпадают оба случая [6]. При этом энергосбере гающие решения зданий, рассматриваемые при проектировании систем отопления, включают в себя следующие мероприятия [6]:
тепловая защита здания: утепление стен, покрытия, потолков подвалов, замена оконных заполнений, балконных и входных дверей;
реконструкция тепловых вводов в здание с установкой приборов учета, контроля и регули рования расхода энергоносителей;
переход от систем отопления с постоянным гидравлическим режимом к системам с регули руемым гидравлическим режимом;
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ модернизация систем вентиляции с устройством отбора и повторного использования те плоты;
реконструкция систем горячего водоснабжения с установкой счетчиков расхода воды и дискретно регулирующей запорной арматуры.
Таким образом, в качестве задач, которые должны решаться с помощью систем отопления можно указать:
1. Система отопления должна возмещать потери тепла помещения через все его ограждаю щие конструкции;
2. Система отопления должна независимо от колебаний наружной температуры поддержи вать внутри помещения установленную температуру;
3. Температура внутреннего воздуха должна быть возможно равномерной как в горизонталь ном, так и в вертикальном направлениях (по горизонтали разница температур не должна превышать 2 °С, по вертикали – 1 °С на 1 метр высоты помещения);
4. Внутренние поверхности должны иметь температуру, приближающуюся к температуре воздуха в помещении и обеспечивать минимальное время нагрева элементов высокой те пловой аккумуляции;
5. Система отопления должна обеспечивать достижение максимального теплоиспользова ния в течение всего отопительного периода.
Кроме требований, необходимых для решения указанных задач, к системам отопления предъ является ряд дополнительных требований:
Наиболее важными являются санитарно-гигиенические и монтажно-эксплуатационные тре бования, которые обуславливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в по мещениях в течение отопительного сезона. По этому показателю преимущество перед другими видами имеют воздух и вода, так как при использовании горячего воздуха можно постоянно под держивать равномерной температуру каждого отдельного помещения путем быстрого изменения его температуры, а при использовании воды, поддерживать равномерную температуру помеще ния путем регулирования подаваемой в отопительные приборы воды с помощью термических регуляторов и регуляторов расхода теплоносителя в стояках. Важным санитарно-гигиеническим требованием является также ограничение температуры на поверхности нагревательных прибо ров, так как при температуре свыше 60 °C начинается разложение, и сухая возгонка органиче ской пыли в помещении с их поверхности. В связи с этим, наиболее неблагоприятными являются системы отопления с теплоносителями пар и электровоздухонагреватели.
Технико-экономические требования – это простота устройства системы, наименьший расход материалов и трудовых затрат при монтаже и эксплуатации.
Архитектурно-строительные и эстетические требования сводятся к тому, чтобы отдельные элементы отопительных установок не нарушали внешнего архитектурного облика и дизайн зда ния, гармонировали с внутренней отделкой помещений и не занимали излишних площадей. Не обходимо также учитывать теплотехнические характеристики здания, его геометрию.
современная система отопления должна не только восполнять теплопотери, но и своевре * менно реагировать на возможные теплопоступления в помещение (например, присутствие 1 взрослого человека почти равноценно 1 секции чугунного радиатора), при этом повышают ся требования к распределению тепла в объеме помещения, что возможно только при учете взаимодействия системы отопления с ограждающими конструкциями и их температурным режимом.
СОСТАВ ПРОЕКТА И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ 2. СОСТАВ ПРОЕКТА И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ Проектирование объектов осуществляется с соблюдением действующего законодательства [22] Украины на основании исходных данных. Исходные данные для выполнения проектных работ на соответствующей стадии заказчик предоставляет к началу выполнения проектно-из ыскательских работ. Проектные и изыскательские работы выполняются на основании договоров (контрактов), заключенных между заказчиками и проектировщиками. Договор — основной орга низационно-правовой документ, который регламентирует взаимоотношения между заказчиком и проектировщиком. Договор можно заключать на выполнение предпроектных работ, комплекса проектных работ, изыскательских работ, отдельных стадий и разделов проекта.
В состав исходных данных входит:
• технические условия относительно инженерного обеспечения объекта;
• задание на проектирование и другие.
Архитектурно-планировочные задания и технические условия относительно инженерного обеспечения объекта предоставляются заказчику в порядке, который установлен Постановле нием Кабинета Министров Украины от 20.12.99 No 2328. Задание на проектирование заказчик составляет сам или поручает проектировщику.
Технические условия должны предусматривать исключительно те работы и в тех объемах, которые необходимы для осуществления инженерного обеспечения проектируемого объекта.
Технические условия могут предусматривать работы по строительству дополнительных объек тов, расширение или реконструкции системы соответствующих инженерных сетей населенного пункта в случае, если эти условия и работы необходимы для присоединения объекта к соответ ствующим инженерным сетям и коммуникациям.
Заказ на проектирование объекта проектировщик получает через заказчика или по итогам архитектурного конкурса или торгов (тендеров), порядок проведения которых установлен дей ствующим законодательством.
Проектирование может выполняться:
• в одну стадию — рабочий проект (РП), который включает рабочие черчения для выполнения строительно-монтажных работ;
• в две стадии — для объектов гражданского назначения — эскизный проект (ЭП), а для объ ектов производственного назначения — технико-экономический расчет (ТЭР) и рабочая до кументация (Р).
Согласованию с заинтересованными организациями и утверждению инвестором подлежат РП при одностадийном проектировании или ЭП или ТЭР — при двухстадийном проектировании.
Для технически сложных объектов относительно градостроительных, архитектурных, художе ственных и экологических требований, технологии, инженерного обеспечения, внедрения новых строительных конструкций и материалов, проектирование выполняется в три стадии:
• для объектов гражданского назначения — ЭП, а для объектов производственного назначе ния — технико-экономическое обоснование (ТЭО);
Согласованию и одобрению заказчиком подлежат ЭП или ТЭО.
Проект подлежит согласованию и утверждению инвестором.
В случае проектирования технически сложных комплексов производственных объектов утверждению подлежит ТЭО комплекса и П отдельных производственных объектов.
Заказчик имеет право поручить проектировщикам выполнить предпроектные разработки относительно размещения объекта на любой территории без специальных разрешений и согла сований (за исключением зон с особым режимом). Такие предпроектные разработки не могут являться стадией проектирования и подлежат только рассмотрению и одобрению заказчиком и органами градостроительства и архитектуры. Состав и объем этих работ определяются соответ ствующим контрактом (договором).
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ Проектировщики при разработке проектной документации должны обеспечивать:
• соответствие архитектурным и градостроительным требованиям и высокое качество;
• соответствие действующим нормативным документам, а при отклонении от них выполнять согласование в установленном порядке;
• защиту окружающей природной среды, экологическую безопасность и рациональное ис пользование природных ресурсов;
• соответствие требованиям энергосбережения;
• эксплуатационную надежность и безопасность;
• патентоспособность и патентную чистоту технических решений и примененного оборудо вания;
• соответствие всех проектных решений исходным данным и разрешительным документам.
ЭП, ТЭО, ТЭР, П и РП должны подписываться:
Титульный лист пояснительной записки:
• главный инженер, главный архитектор организации;
• главный архитектор и главный инженер проекта.
Разделы пояснительной записки:
• авторы разделов проекта;
• главный архитектор (инженер) проекта;
• руководитель проектного подраздела;
• авторы проекта (кроме ГАП и ГИП);
При разработке документации разными исполнителями каждый из них подписывает титуль ный лист соответственно контракта.
Состав подписей может уточняться в зависимости от состава и структуры проектной органи зации.
В объяснительной записке должны быть отображены фамилии участников проектирования по каждому разделу проекта, а в случае наличия субподрядчиков — названия фирм или физических лиц субподрядчиков. Проектная документация, расчеты, исходные данные для проектирования и материалы экспертизы подлежат архивному сохранению проектной организацией согласно дей ствующим положениям и правилам.
ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ (ЭП) Стадия ЭП разрабатывается для концептуального определения требований к градострои тельным, архитектурным, художественным, экологическим и функциональным решеням объекта, принципиального подтверждения возможности создания объекта гражданского назначения.
В составе ЭП для обоснования принятых решений в соответствии с задачей заказчика могут дополнительно выполняться инженерно-технические разработки, схемы инженерного обеспече ния объекта, расчеты сметной стоимости и обоснование эффективности инвестиций.
ЭП разрабатывается на основании задачи на проектирование и исходных данных.
Материалы эскизного проекта передаются заказчику в четырех экземплярах.
СОСТАВ ПРОЕКТА И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ (ТЭО), ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ (ТЭР) Стадия ТЭО (ТЭР) разрабатывается для объектов производственного назначения, которые нуждаются в детальном обосновании соответствующих решений и определение целесообраз ности строительства объекта.
ТЭР применяется для технически сложных объектов производственного назначения и разра батываются на основании задачи на проектирование и исходных данных.
ТЭО (ТЭР) обосновывает мощность производств, номенклатуру и качество продукции, если они не заданы директивно, кооперации производства, обеспечение сырьем, материалами, по луфабрикатами, топливом, электро- и теплоэнергией, водой и трудовыми ресурсами, включая выбор конкретного участка для строительства, расчетную стоимость строительства и основные технико-экономические показатели.
При подготовке ТЭО (ТЭР) должна осуществляться всесторонняя оценка влияния на состо яние окружающей среды (ОВОС);
материалы ОВОС, оформленные в виде специальной части (раздела) документации, являются обязательной частью ТЭО (ТЭР).
В ТЭО (ТЭР) должны рассматриваться соответствие его решений архитектурным, энергосбе регающим и другим требованиям согласно задаче на проектирование.
ТЭО (ТЭР) после согласования или утверждения в установленном порядке, является основа нием для разработки следующей стадии проектирования.
ПРОЕКТ (П) Стадия П разрабатывается для определения градостроительных, архитектурных, художе ственных, экологических, технологических, инженерных решений объекта, сметной стоимости строительства и технико-экономических показателей.
Проект разрабатывается на основании задачи на проектирование, исходных данных и резуль татов предыдущих стадий проектирования.
Разделы проекта необходимо подавать в четкой и лаконичной форме без чрезмерной дета лизации в составе и объеме, достаточном для обоснования проектных решений, определения объемов основных строительно-монтажных работ, нужд в оборудовании, строительных конструк циях, материальных, топливно-энергетических, трудовых и других ресурсах, положений из орга низации строительства, а также определения сметной стоимости строительства.
В состав проектной продукции, которая передается заказчику, не входят инженерно-техниче ские, технико-экономические, экологические и другие расчеты, материалы проектов-аналогов, а также материалы инженерных изысканий. Эти материалы сохраняются у проектировщика согласно требованиям нормативных документов и могут быть предоставлены заказчику по его требованию в виде копий при условии оплаты услуг за размножение или экспертному органу во временное пользование по его требованию.
Материалы проекта в полном объеме передаются заказчику генеральным проектировщиком в четырех экземплярах, субподрядным проектировщиком — генеральному проектировщику в пяти экземплярах.
РАБОЧИЙ ПРОЕКТ (РП) Стадия РП разрабатывается для определения градостроительных, архитектурных, художе ственных, экологических, технологических, инженерных решений объекта, расчетной стоимости строительства, технико-экономических показателей и выполнения строительно-монтажных ра бот (рабочие чертежи).
Применяется для технически сложных объектов, а также объектов с использованием проек тов массового применения.
РП разрабатывается на основании задачи на проектирование и исходных данных. РП являет Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ся интегрирующей стадией проектирования и состоит из двух частей — пояснительной и рабочих чертежей. пояснительная часть подлежит согласованию, экспертизе и утверждению, рабочие чертежи разрабатываются для строительства объекта. Пояснительная часть состоит из объясни тельной записки, выполненной в сокращенном относительно проекта объеме, сметной докумен тации, раздела организации строительства и чертежей.
РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ (Р) Стадия Р разрабатывается для выполнения строительно-монтажных работ. Р разрабатывает ся на основании утвержденной предыдущей стадии.
В состав Р должны входить рабочие чертежи, которые разрабатываются согласно требовани ям государственных стандартов — комплекса А.2.4 “Система проектной документации для строи тельства” (СПДБ).
Рабочие чертежи, сметная документация, спецификации оборудования изделий и материа лов, чертежи трубопроводов, воздуховодов, а также проектная документация на строительство объектов передаются заказчику в четырех экземплярах.
Рабочие чертежи проекта массового или повторного применения, по которым на одной пло щадке должно осуществляться строительство нескольких одинаковых домов или сооружений, передаются в четырех экземплярах лишь для одного из этих объектов, а для других — по два экземпляра. Документация на изменяемую часть передается заказчику в полном объеме на каждый дом или сооружение.
СОГЛАСОВАНИЕ, ЭКСПЕРТИЗА И УТВЕРЖДЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ЭП, ТЭО, ТЭР, П, РП согласовываются с местными органами градостроительства и архитек туры, а также с другими организациями соответственно местных правил застройки относительно архитектурно-планировочных решений, размещения, рационального использования территории, соответствия предусмотренных решений архитектурно-планировочным требованиям, действую щей градостроительной документации.
На стадии “П”, “РП” проходят согласование сети инженерных коммуникаций.
ТЭО, ТЭР, а при их отсутствии П или РП новых объектов производственного назначения независимо от подчинения и форм собственности подлежат согласованию с территориальной организацией по строительству относительно выбора земельного участка для строительства и кооперации относительно источников снабжения и инженерных коммуникаций согласно требо ваниям ДБН А.2.3-1.
Проектная документация, разработанная согласно действующим нормативным документам, не подлежит согласованию с органами государственного надзора за исключением случаев, предусмотренных законодательством Украины.
При отсутствии норм и правил на проектирование предложенные проектные решения необхо димо согласовывать с соответствующими органами государственного надзора.
Документация, которая выполнена с обоснованными отклонениями от действующих государ ственных нормативных документов, подлежит согласованию в части этих отклонений с органами, которые их утвердили.
Проектировщик несет ответственность за качество проектных решений и соблюдение дей ствующих нормативных документов соответственно действующему законодательству.
Проект в стадии Р согласовывается в части инженерных сетей с местными эксплуатацион ными службами исполнительных органов местного самоуправления. Согласование проектных решений организациями, определенными действующим законодательством, управлениями гра достроительства и архитектуры и инженерными службами осуществляются в одной инстанции указанного органа в срок до 15 дней, если законодательными и другими нормативными актами не предусмотрены другие сроки.
СОСТАВ ПРОЕКТА И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ ЭП, ТЭО, ТЭР, П, РП (за исключением рабочей документации) до их утверждения подлежат обязательной комплексной государственной экспертизе согласно действующему законодатель ству независимо от источников финансирования строительства (Постановление Кабинета Мини стров от 11.04.02 No 483).
Комплексная государственная экспертиза проводится службами Укринвестэкспертизы с привлечением представителей органов государственного надзора по вопросам санитарно-эпи демиологического благополучия населения, экологии, пожарной безопасности, охраны работы и энергосбережения. Перечень объектов, утверждение проектов которых не нуждается в выводе комплексной государственной экспертизы, определяется Госстроем Украины. Проектная доку ментация (ЭП, ТЭО, ТЭР, П, РП) утверждается при наличии положительного вывода комплекс ной государственной экспертизы.
Утверждение фиксируется в официальном документе в форме приказа (распоряжение или решение).
Утверждение проектной документации инвестором (заказчиком) является фактом принятия под его полную ответственность решений, предусмотренных в документации.
выполнение проекта согласно действующих нормативов и утверждение его в соответствую * щем порядке значительно увеличивает вероятность нормальной работы системы отопления, тем более, что за работоспособность системы отвечает проектировщик.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ Исходные данные для проектирования являются краеугольным камнем самого проекта.
Для выполнения проекта по отоплению здания необходимо получить следующие данные:
1. Географическое расположение объекта;
2. Функциональное назначение объекта;
3. Характеристика здания (как архитектурно-строительного сооружения) и его геометрия;
4. Ориентация здания по сторонам света;
6. Основные вредности, выделяющиеся в здании;
7. Вид и параметры теплоносителя, способ теплоснабжения.
Геометрическая форма здания оказывает существенное влияние на расходы энергии. В [21] был введен геометрический критерий компактности здания в виде отношения площади огражда ющей оболочки здания к замкнутому в нее объему. Такой же показатель используется в нормах Германии с 1975 г.
Критерий, характеризующий форму здания, к буд, определяется по формуле [29]:
к буд = F/Vh, (3.1) где:
F — общая площадь внутренних поверхностей внешних ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие (подвала) нижнего отапливаемого помещения, м2;
Vh — отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностя ми внешних ограждающих конструкций домов, м3.
Необходимое снижение расхода энергии за счет геометрии здания будет обеспечено при условии не превышения данного критерия:
0,25 — для зданий 16 этажей и выше;
0,29 — для зданий от 10 до 15 этажей включительно;
0,32 — для зданий от 6 до 9 этажей включительно;
0,36 — для 5-этажных зданий;
0,43 — для 4-этажных зданий;
0,54 — для 3-этажных зданий;
0,46 — для 2-, 3- и 4-этажных блокированных и секционных домов соответственно;
0,9 — для 2- и 1 -этажных домов с мансардой;
1,1 — для 1 -этажных домов.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ Пример этапов разработки проекта по отоплению ЭТАПЫ ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАБОТ ПО РАЗРАБОТКЕ ПРОЕКТА ОТОПЛЕНИЯ 1. Исходные данные для проектирования и анализ существующей системы отопления:
а) Натурные обмеры помещений;
б) Спецификация помещений проектируемых зданий — выполняются исполнителями работ путем натурных замеров и информации заказчика;
в) Обследование существующей системы отопления (по зданиям);
г) Анализ и предложения по модернизации или использованию существующей системы ото пления зданий;
д) Обследование существующей системы горячего водоснабжения (по зданиям);
е) Анализ и предложения по модернизации или использованию существующей системы горя чего водоснабжения зданий.
Результаты выполненных работ – планы зданий в объеме, необходимом для проектирования системы отопления (для внутреннего пользования).
2. Расчет и проектирование систем отопления и кондиционирования выполняется согласно СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и изменений к СНиП No1, No2 и включает следующие этапы:
а) Теплотехнический расчет ограждающих конструкций;
б) Расчет основных и дополнительных теплопотерь и теплопоступлений;
в) Определение трассировки и согласование с заказчиком принципиальной схемы системы отопления;
г) Гидравлический расчет системы отопления;
д) Подбор оборудования системы отопления (диаметров труб, запорно-регулирующей арма туры);
е) Выбор и расчет требуемого количества нагревательных приборов.
3. Заказчику передается следующая техническая документация:
а) Планы этажей зданий (по необходимости – разрезы, фрагменты) с системами отопления;
б) Аксонометрические схемы системы отопления;
в) Спецификация основного оборудования систем отопления.
грамотный выбор исходных данных пусть и не гарантирует правильность самого проекта, но * позволяет уменьшить вероятность появления ошибок, а состав технического задания позво ляет выполнять только те работы, которые вошли в техническое задание, а не возникающие в процессе работы пожелания заказчика или перерасчет проекта из-за изменений исходных данных (например, изменения планировки или функционального назначения помещений).
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 4. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА Параметры микроклимата при отоплении помещений (кроме помещений, для которых метео рологические условия установлены другими нормативными документами) следует принимать [9, 10, 13, 14, 23] для обеспечения метеорологических условий и поддержания чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах):
а) в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помещений температуру воздуха — минимальную из оптимальных температур;
б) в холодный период года в обслуживаемой или рабочей зоне жилых зданий (кроме жилых помещений), общественных, административно-бытовых и производственных помещений температуру воздуха — минимальную из допустимых температур. В производственных по мещениях площадью более 50 м2 на одного работающего следует обеспечивать расчетную температуру воздуха на постоянных рабочих местах и более низкую (но не ниже 10 °С) температуру воздуха на непостоянных рабочих местах.
В холодный период года в жилых, общественных, административно-бытовых и производствен ных помещениях отапливаемых зданий, когда они не используются и в нерабочее время, можно принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже:
15 °С — в жилых помещениях;
12 °С — в общественных и административно-бытовых помещениях и 5 °С — в производственных помещениях, при необходимости обеспечить восстановление норми руемой температуры к началу использования помещения или к началу работы.
Скорость движения воздуха нормируется — в пределах допустимых норм.
Параметры микроклимата или один из параметров допускается принимать в пределах опти мальных норм вместо допустимых, если это экономически обосновано или по заданию на про ектирование.
Для производственных помещений с полностью автоматизированным технологическим обо рудованием, функционирующим без присутствия людей (кроме дежурного персонала, находя щегося в специальном помещении и выходящего в производственное помещение периодически для осмотра и наладки оборудования не более двух часов непрерывно), при отсутствии техноло гических требований к температурному режиму помещений температуру воздуха в рабочей зоне следует принимать для холодного периода года и переходных условий при отсутствии избытков теплоты — 10 °С.
В помещениях при лучистом отоплении и нагревании (в том числе с газовыми и электриче скими инфракрасными излучателями) или охлаждении постоянных рабочих мест температуру воздуха следует принимать по расчету, обеспечивая температурные условия (результирующую температуру помещения), эквивалентные нормируемой температуре воздуха в обслуживаемой (рабочей) зоне помещения.
Заданные параметры микроклимата и чистоту воздуха в помещениях жилых, общественных, административно-бытовых и производственных зданий следует обеспечивать в пределах расчет ных параметров наружного воздуха для соответствующих районов строительства по [9, 10, 13, 14] – для параметров Б — для систем отопления для холодного периода года.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б выбираются по табл. 4.1 в зависимо сти от относительной влажности воздуха в помещениях и сухой зоны влажности строительства.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА Таблица 4.1.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций Относительная влажность Режим Условия эксплуатации А и Б в зонах внутреннего воздуха, %, помещения влажности района строительства при температуре до 12 °С 12 до 24 °С сухой нормальный До 60 До 50 А А 60 до 75 50 до 60 Нормальный А Б 75 60 до 75 Влажный Б Б — 75 Мокрый Б Б Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха производится для каждого периода года, в зависимости от категории работ, выполняемых в данном помещении.
Согласно требований СНиП 2.04.05.91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [8] и изменений к нему, в холодный период года к расчету принимаются минимальные температуры из допустимых, а в теплый – максимальные.
Содержание пыли и газов в воздухе рабочей зоны должно быть ниже санитарных норм, ука занных в ГОСТ 12.1.005-88 [23] и СН 245-71. По воздействию на человека различают следующие классы опасности веществ:
1 – чрезвычайно опасные;
3 – умеренно опасные;
Содержание пыли и газов в приточном воздухе, подаваемом в помещение, не должно превы шать 30 % от предельно-допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны для данного веще ства.
В случае превышения этих норм в проекте предусматривается очистка приточного воздуха.
Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в жилых, общественных и административно-бытовых помещениях Относительная влаж- Скорость движе Период года Температура воздуха, °С ность воздуха, %, не ния воздуха, м/с, более не более Не более чем на 3 °С выше рас Теплый четной температуры наружного 65*** 0, воздуха (параметры А)* Холодный и пере 18** — 22 65 0, ходные условия * Но не более 28 °С для общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей и не более 33 °С для указанных зданий, расположенных в районах с рас четной температурой наружного воздуха (параметры А) 25 °С и выше.
** Не ниже 14 °С — для общественных и административно-бытовых помещений с пребыванием людей в уличной одежде.
*** Допускается принимать до 75 % в районах с расчетной относительной влажностью воздуха более 75 % (параметры А).
Примечание. Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч непре рывно.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ Таблица 4.3.
Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений Относительная Скорость движения Температура Период года влажность воздуха, воздуха, м/с, воздуха, °С % не более 20 — 22 60 — 30 0, Теплый 23 — 25 60 — 30 0, Холодный и переходные условия 20 — 22 45 — 30 0, Примечание. Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно.
Допустимые параметры воздуха в рабочей зоне в холодный и переходный период года Температура, Скорость движ. Относительная Категория работ °С воздуха, м/с влажность,% Легкая – 1 19 — 25 0,1 — 0,2 Средней тяжести – 2а 17 — 23 0,2 — 0,3 Средней тяжести – 2б 15 — 21 0,2 — 0,4 Тяжелая – 3 13 — 19 0,3 — 0,5 Необходимо отметить, что в Российской Федерации вместо обычной температуры введено понятие интегрированной тепловой нагрузки [24], где используется индекс тепловой нагрузки среды, который определяется на основе величин температуры смоченного аспирационного псих рометра (tвл) и температуры внутри зачерненного шара (tш).
ТНС = 0,7 tвл + 0,3 tш (4.1) При этом приведены рекомендованные величины интегрального показателя тепловой на грузки среды в зависимости от категории тяжести выполняемых работ. Кроме того, приведено время пребывания на рабочих местах при температуре выше и ниже допустимых величин. Такое нормирование с одной стороны способствует поддержанию нормального состояния организма человека, а с другой стороны позволяет (в пределах этих норм) производить понижение темпе ратуры воздуха, что позволяет получить и энергосберегающий эффект.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА Таблица 4.5.
Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в помещениях жилых зданий Температура воз- Результирующая Относительная Скорость движения духа, °С температура, °С влажность, % воздуха, м/с Наименование помещений Опти Допус Опти- Допус- Опти- Допус- Опти Допус мальная тимая мальная тимая мальная тимая мальная тимая Холодный период года Жилая комната 20 — 22 18 — 24 19 — 20 17 — 23 45 — 30 60 0,15 0, То же, в райо нах наиболее холодной пятид- 21 — 23 20 — 24 20 — 22 19 — 23 45 — 30 60 0,15 0, невки (минус 30 °С и ниже) Кухня 19 — 21 18 — 26 18 — 20 17 — 25 Н/Н* Н/Н 0,15 0, Туалет 19 — 21 18 — 26 18 — 20 17 — 25 Н/Н Н/Н 0,15 0, Ванная, совмещенный 24 — 26 18 — 26 23 — 27 17 — 26 Н/Н Н/Н 0,15 0, санузел Межквартирный 18 — 20 16 — 22 17 — 19 15 — 21 45 — 30 60 0,15 0, коридор Вестибюль, лестничная 16 — 18 14 — 20 15 — 17 13 — 19 Н/Н Н/Н 0,2 0, клетка Кладовые 16 — 18 12 — 22 15 — 17 11 — 21 Н/Н Н/Н Н/Н Н/Н нормативные параметры внутреннего воздуха в различных странах могут значительно отли * чаться, однако в любом случае необходимо соблюдать минимальные параметры, поскольку основная цель системы отопления — поддержание требуемых параметров микроклимата, а не энергосбережение. При этом необходимо учитывать влияние этих требований на тепловой режим и, соответственно, на выбор системы отопления.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 5. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 5.1. Общие принципы обеспечения теплозащиты стен Повышение теплозащитных качеств ограждающих конструкций заключается в увеличении их сопротивления теплопередачи до нормативных значений, действующих в настоящее время. Это достигается утеплением стен теплоизоляционными материалами, которые должны защищаться от наружных воздействий защитно-декоративным слоем, способным при необходимости сохра нить или улучшить архитектурно-художественный облик здания или помещения.
В практике устройства дополнительной теплозащиты стен существует два основных способа ее расположения: с наружной или внутренней стороны стены. Иногда встречается конструктив но-технологическое решение устройства теплозащиты зданий с расположением утеплителя с наружной и внутренней стороны стены одновременно.
Конкретный вариант расположения теплозащиты устанавливается на основе анализа всех возможных способов ее устройства с учетом их достоинств и недостатков.
Вариант с расположением теплоизоляционного материала на внутренней поверхности стены обладает следующими достоинствами:
— теплоизоляционный материал, как правило, не имеющий достаточной способности к сопро тивлению воздействиям внешней среды, находится в благоприятных условиях и, следова тельно, не требуется его дополнительная защита;
— производство работ по устройству теплозащиты может идти в любое время года независимо от способа крепления.
К недостаткам расположения теплозащиты со стороны помещения относятся:
— уменьшение площади помещения за счет увеличения толщины стены;
— необходимость устройства, с целью исключения выпадения конденсата, дополнительной те плозащиты в местах опираний на стены плит перекрытий и в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок;
— необходимость защиты теплоизоляционного материала и стены от увлажнения путем устрой ства пароизоляционного слоя перед теплоизоляционным материалом;
— невозможность защитить стыки крупнопанельных зданий от протечек;
— сложность устройства теплоизоляции в местах расположения приборов отопления, а также в пределах толщины пола.
Следует отметить, что в большинстве случаев устройство дополнительной теплоизоляции с внутренней стороны стены производится на стадии реконструкции с полной заменой санитарно технического оборудования и конструкций пола. Поэтому, последний недостаток данного спосо ба является менее существенным по сравнению с остальными.
Вариант расположения теплозащиты с наружной стороны стены обладает следующими до стоинствами:
— создание защитной термооболочки, исключающей образование теплопроводных включе ний;
— исключение необходимости устройства пароизоляционного слоя;
— возможность защитить стыки крупнопанельных зданий от атмосферных воздействий;
— создание нового архитектурно-художественного облика здания;
— возможность одновременно с устройством теплоизоляции исправлять дефекты стены;
— расположение хорошо аккумулирующего тепло материала стены в зоне положительных температур. Это повышает тепловую инерцию ограждения и способствует улучшению ее теплозащитных качеств при нестационарной теплопередаче, а также сохранению следую щих преимуществ высоких теплоаккумулирующих качеств стены: кратковременные притоки холодного воздуха (при каждом открывании окон и дверей) не приводят к быстрому охлаж дению помещения;
снижается влияние температурных колебаний наружного воздуха на внутренний климат помещения;
ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ — при устройстве теплоизоляции с наружной стороны стены не уменьшается площадь поме щений;
— отсутствуют вопросы, связанные с устройством теплоизоляции в местах расположения при боров отопления и в пределах толщины пола.
Существенными недостатками этого варианта является необходимость устройства по тепло изоляции надежного защитного слоя, а также использование при выполнении работ дорогостоя щих средств подмащивания.
Устройство теплозащиты с наружной и внутренней стороны стены одновременно в настоящее время не используется, так как данный способ обладает большой трудоемкостью работ.
Конструкция дополнительной теплозащиты в период эксплуатации подвергается внешним и внутренним воздействиям. К внешним относятся: солнечная радиация;
атмосферные осадки (дождь, град, снег);
воздушный по ток;
химическое биологическое воздействие. К внутренним воздействиям можно отнести нагрузки (постоянные, временные и кратковременные), колебания температуры, влажность и сейсмоволны. То есть большое значение имеет качество выполненных работ и техническое со стояние теплоизоляционного слоя в период эксплутации. Так даже незначительные нарушения теплоизоляции могут создать «теплопроводные мосты», в результате чего будет происходить не только значительное увеличение теплопотерь помещения, но и возрастает вероятность по явления конденсата в ограждающей конструкции. В таблице 5.1 приведены ориентировочные поправки к коэффициентам термосопротивления теплоизоляционных материалов в зависимости от технического состояния последних.
Ориентировочные поправки к коэффициентам термического сопротивления теплоизоляционных материалов в зависимости от технического состояния изоляционных конструкций Значение поправки Техническое состояние изоляционной конструкции к коэффициенту термосопротивления Незначительные разрушения покровного и теплоизоляционного 0,67 — 0, слоев Частичное разрушение конструкции, уплотнение основного слоя 0,48 — 0, на 30 — 50 % Уплотнение изоляционного слоя сверху и обвисание его снизу 0,56 — 0, Уплотнение основного слоя конструкции на 75 % 0, Периодическое затопление канала 0,2 — 0, Незначительное увлажнение основного слоя конструкции 0,62 — 0, (на 10 — 15 %) Увлажнение основного слоя конструкции (на 20 — 30 %) 0,4 — 0, Значительное увлажнение основного слоя конструкции 0,2 — 0, (на 40 — 60 %) Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ 5.2. Варианты расположения утеплителя в ограждающей конструкции При рассмотрении вариантов расположения утеплителя (рис. 5.1) можно сделать вывод, что наибольшего эффекта можно добиться путем утепления снаружи (вариант 3):
— осуществляется защита стен от переменного замерзания и оттаивания, а так же и от дру гих атмосферных воздействий;
— выравниваются температурные колебания основного массива стены;
— увеличивается долговечность конструкций стены;
— температурный ноль сдвигается во внешний теплоизоляционный слой;
— возрастает теплоаккумулирующая способность массивной стены.
При внутреннем утеплении несущая стена промерзает что способствует снижению коэффици ента ее термосопротивления, появлению избытка влаги и ускоренному старению ограждающей конструкции.
Рис. 5.1. Кривые изменения температуры ограждающих конструкций.
1) неутеплённых, 2) утеплённых изнутри, 3) снаружи, [25,27].
1. Утеплитель размещен с внутренней стороны ограждающей конструкции. Для подвального помещения такой способ утепления наиболее обоснован. Хотя придется уменьшить площадь и выполнить монтаж пароизоляции. Последнее окупится тем, что стены с внутренней стороны помещения не будут пропитываться влагой в процессе его эксплуатации. Утеплять стены с вну тренней стороны помещения во вновь строящемся здании экономически неэффективно, однако при строительстве некоторых промышленных зданий, а также при реконструкции или ремонте существующих зданий зачастую приходится принимать данный вариант утепления.
2. Утеплитель размещен внутри ограждающей конструкции.
Такую конструкцию чаще всего называют “сэндвич” или “сэндвич-панели”. Все зависит от того, какая это стена-несущая, самонесущая или навесная, и из какого материала она производится:
кирпич, бетон, дерево, металл или комбинированная. От исходного материала, а также от типа утеплителя зависит толщина стены.
Под наименованием “сэндвич-панели” подразумевается целый класс многослойных кон струкций, включающих в себя теплоизоляционный материал, облицованный с обеих сторон. По функциональному назначению “сэндвич-панели” можно разделить на стеновые, кровельные и отделочные (для реконструкции и утепления старых зданий и помещений). По виду теплоизоля ционного материала “сэндвич-панели” можно разделить на три основные группы:
• с утеплителем из минеральной ваты • с утеплителем из пенополиуретана • с утеплителем из пенополистирола При этом панели с пенополимерным утеплителем в 1,5 — 2 раза легче, чем панели с минераловат ным утеплителем той же толщины, и обладают лучшими теплоизоляционными свойствами (что осо бенно актуально в силу необходимости экономить тепловую энергию), но уступают по огнестойкости.
ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 3. Утеплитель размещен снаружи ограждающей конструкции. При размещении утеплителя снаружи его необходимо защищать от атмосферных воздействий. Можно выделить два подхода:
это наиболее часто применяемая защита из специального штукатурного состава без воздушной прослойки и защита из специальных плит с воздушной прослойкой, так называемая система вен тилируемого фасада.
Устройство дополнительной теплоизоляции снаружи лучше защищает стену от переменного замерзания и оттаивания. Выравниваются температурные колебания массива стены, что препят ствует появлению деформаций, особенно нежелательных при крупнопанельном домостроении.
Точка росы сдвигается в наружный теплоизоляционный слой, внутренняя часть стены не отсыре вает, и не требуется дополнительной пароизоляции.
Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены. Так, если произойдет отключение источника теплоснабжения при наружной изоляции, кирпичная стена будет остывать в 6 раз медленнее, чем при внутреннем слое теплоизоляции такой же толщины. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен.
Использование навесных конструкций позволяет, с одной стороны, “одеть” фасад в современ ные отделочные материалы, а с другой — улучшить теплотехнические характеристики ограждаю щей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных воздействий.
5.3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций В Украине теплотехнический расчет выполняется на основании [9-12, 29], с целью получения необходимых теплозащитных свойств ограждающих строительных конструкций в отапливаемых помещениях.
В процессе расчета определяются необходимые сопротивления теплопередачи, по которым принимают толщины стен, утеплителя кровли, вид остекления световых проемов и конструкция дверей (ворот).
Предварительно определяют: условия эксплуатации, толщину, плотность и коэффициенты те плопроводности вспомогательных слоев ограждающих конструкций.
Согласно нормативных требований в Украине [9-12, 29] при проектировании теплоизоляци онной оболочки дома на основе многослойных конструкций, с внутренней стороны конструкций надо располагать слои из материалов, имеющие более высокую теплопроводность, теплоем кость и сопротивление паропроницанию. При проектировании новых домов и реконструкции существующих, слои из теплоизоляционных материалов следует располагать с внешней стороны ограждающей конструкции. При проектировании теплоизоляционной оболочки дома с использо ванием термически неоднородных оградительных конструкций для уменьшения термической не однородности в плоскости фасада дома необходимо обеспечивать плотное прилегание теплоизо ляционных материалов к теплопроводным включениям — колон, балок, перемычек, внутренних перегородок, вентиляционных каналов и т.п., и предусматривать мероприятия соответствующего контроля. Несквозные теплопроводные включения следует располагать ближе к теплой стороне ограждения. Сквозные, главным образом, металлические включения (профили, стрежни, болты) должны быть изолированы материалами с теплопроводностью не более 0,35 Вт/(м2 °К). При про ектировании необходимо также предусматривать защиту внутренних поверхностей стен от влаги, внешних — от атмосферных осадков с использованием изолирующих слоев покрытия (облицовка, штукатурки, окраски), которые выбираются в зависимости от материала стен, их конструктивного решения и условий эксплуатации.
Внешние стеновые конструкции, контактирующие с грунтом, в домах без подвала необходимо утеплять на глубину 0,5 м ниже поверхности грунта, а в домах с подвалом — на глубину 1,0 м ниже поверхности грунта.
Проектирование теплоизоляционной оболочки домов необходимо осуществлять с примене нием теплоизоляционных материалов, срок эффективной эксплуатации которых составляет не меньше чем 25 лет;
для сменных уплотнителей — со сроком эффективной эксплуатации не меньше чем 15 лет, с обеспечением ремонтопригодности элементов теплоизоляционной оболочки.
Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ Для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий и сооружений и внутренних конструкций, температуры воздуха в помещениях которых отличаются на 3 °С и больше, обяза тельно выполнение условий:
R пр Rq min, tпр tcг, (5.1) в min tmin., где:
R пр — приведенное сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции или ее части (для термически однородных ограждающей конструкции определяется сопротивление теплопередачи), приведенное сопротивление теплопередачи светопроз рачной ограждающей конструкции, м2 °К/Вт;
Rq mіn — минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи непрозрачной ограж дающей конструкции или непрозрачной части ограждающей конструкции, минимальное значение сопротивления теплопередачи светопрозрачной ограждающей конструкции, м2 °К/Вт;
tпр — температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и приведенной тем пературой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С;
tcг — допустимая по санитарно-гигиеническими требованиями разность между температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней поверхности ограждаю щей конструкции, °С;
в min — минимальное значение температуры внутренней поверхности в зонах теплопроводных включений в ограждающей конструкции, °С;
tmіn — минимально допустимое значение температуры внутренней поверхности при расчетных значениях температур внутреннего и внешнего воздуха, °С.
Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, Rо, принимают:
— для производственных помещений — не менее требуемых значений, согласно нормативных требований, приведенных в [29] (табл. 5.3);
— для жилых, общественных и административно-бытовых помещений — не менее нормативного (табл. 5.4), из условий энергосбережения в зависимости от количества градусо-суток отопитель ного периода, который принимается по приложению, приведенному в [29].
Нормативный температурный перепад tн, °С для Здания и помещения покрытий и перекрытий над внешних чердачных подвалами и стен перекрытий подпольями 1. Жилые, лечебно-профилактические и детские 4,0 3,0 2, учреждения, школы, интернаты 2. Общественные, кроме указанных в п. 1, адми нистративные и бытовые помещения с влаж- 5,0 4,0 2, ным или мокрым режимом 3. Производственные с сухим и нормальным ре 7,0 5,0 2, жимами 4. Производственные и другие помещения с влаж (tв — tр) (tв — tр) 2, 0, ным режимом 5. Производственные здания со значительными 12 12 2, избытками явного тепла (более 23 Вт/м3) здесь tр — температура точки росы, °С, при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ Таблица 5.3.
Минимально допустимые значения термического сопротивления ограждающих конструкций промышленных зданий, Rq min, м2 К/Вт Значения Rq min, для Тип оргаждающей конструкции и температурной зоны, м2 К/Вт тепловлажностный режим эксплуатации здания I II III IV Внешние непрозрачные стены зданий — С сухим и нормальным режимом и конструкциями при:
D 1,5 1,5 1,3 1,2 0, D 1,5 2,0 1,8 1,7 1, — С влажным и мокрым режимом и конструкциями при:
D 1,5 1,6 1,4 1,2 0, D 1,5 2,2 2,0 1,8 1, — с теплоизбытками 0,55 0,45 0,45 0, более 23 Вт/м Покрытия и перекрытия зданий — С сухим и нормальным режимом и конструкциями при:
D 1,5 1,6 1,5 1,3 0, D 1,5 2,1 2,0 1,8 1, — С влажным и мокрым режимом и конструкциями при:
D 1,5 1,6 1,5 1,4 1, D 1,5 1,8 1,7 1,5 1, — с теплоизбытками 0,55 0,45 0,45 0, более 23 Вт/м Перекрытия над проездами и подвалами:
С конструкциями при D 1,5 1,8 1,7 1,6 1, С конструкциями при D 1,5 2,2 2,0 1,9 1, Двери и ворота зданий:
0,55 0,55 0,5 0, — с сухим и нормальным режимом 0,72 0,65 0,6 0, — с влажным и мокрым режимом — с теплоизбытками более 0,2 0,2 0,2 0, 23 Вт/м Окна и зенитные фонари зданий:
0,42 0,39 0,39 0, — с сухим и нормальным режимом 0,45 0,42 0,42 0, — с влажным и мокрым режимом — с теплоизбытками более 0,18 0,18 0,18 0, 23 Вт/м При санитарно-гигиенических условиях – минимальное необходимое термическое сопротив mp ление (RO ) стен (внешних, внутренних) и покрытий определяется по зависимости:
mp RO = [ n ( tв – tн )] / (tн в), м2 °С/Вт, (5.2) Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ где:
n — коэффициент, который зависит от положения внешней поверхности ограждающих кон струкций, относительно внешнего воздуха (для стен, покрытий и чердачных перекрытий n=1,0);
tв — расчетная температура внутреннего воздуха для холодного периода года, °С;
tн — расчетная зимняя температура внешнего воздуха, °С;
tн — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и темпе ратурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по табл. 5.2;
в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, для стен, полов и перекрытий — 8,7 Вт/ (м2 °С).
Необходимое сопротивление теплопередачи внутренних ограждающих конструкций, между помещениями с нормированной температурой воздуха следует определять при разности тем ператур воздуха (t) в этих помещениях. При t tн внутренние ограждающие конструкции, удовлетворяют санитарно-гигиеническим условиям при любом значении их сопротивления те плопередачи.
На основании полученных значений определяется фактическое термическое сопротивление теплопередачи из формулы:
Rф = 1/в + 1/1 + 2/2 + 3/3 +. + n/n + 1/н, м2 °С/Вт (5.3) где:
н — коэффициент теплоотдачи (зимние условия) внешней ограждающей поверхности кон струкции, для внешних стен, покрытий, перекрытий над проездами принимается равным 23 Вт/(м2 0С);
— толщина слоев ограждающих конструкции, м;
— расчетный коэффициент теплопроводности слоев, Вт/(м °С), принимается по [11, 12].;
