Пример расчёта параметров энергопаспорта

1 Перечень мероприятий по обеспечению соблюдения

 установленных требований энергетической эффективности

1.1 Введение

Энергетический паспорт здания предназначен для подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности и теплотехнических показателей здания, показателям, установленных на территории РФ.

 Энергетический паспорт составлен на основании следующих норм и правил:

·     СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»;

·     СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

·     СНиП 23.01-99* «Строительная климатология»;

·     ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»:

·     СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»;

·     Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 г. №18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов»;

·        № 261-ФЗ от 23.11.2009г. "Об энергосбережении и о повышении энергетической. Эффективности и о внесении изменений в отдельные. Законодательные акты российской федерации".

1.2. Показатели, характеризующие удельную величину расхода энергетических ресурсов.

Согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление  и вентиляцию 18 этажного здания общежития по таблице №9

q_h^reg= 25 кДж/(м³·⁰С·сут),

что согласно Информационный бюллетень МГЭ, выпуск № 1(8), 2004 г соответствует значению q_h^reg=95 кВт·ч/ м².

Согласно Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 г. №18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» с января 2011 г. (на период 2011 - 2015 годов) необходимо предусматривать уменьшение показателей, характеризующих   годовую удельную величину расхода энергетических ресурсов в здании, строении, сооружении  не менее чем на 15 процентов по отношению к базовому уровню.

Следовательно, нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление  и вентиляцию здания:

  q_h^reg=81 кВт·ч/ м²

В задании должен быть  класс энергетической эффективности не ниже С «Нормальный». Соответствие проектных значений нормируемым на стадии проектирования устанавливается в энергетическом паспорте здания. При неудовлетворении приведенных выше требований усиливается теплозащита наружных ограждающих конструкций, либо выполняются мероприятия по повышению энергоэффективности систем отопления и вентиляции.

1.3. Требования к архитектурным, функционально-технологическим, конструктивным и инженерно-техническим решениям

Функциональное назначение и тип зданий

1. Архитектурно-планировочные и градостроительные решения:

  1.1 Объемно-планировочные решения определены заданием на проектирование, выданным заказчиком,  и предусматривают создание современного узнаваемого образа здания, позволяющего обеспечить формирование масштабной архитектурной среды с учетом особенностей градостроительной ситуации застраиваемого участка. Цветовые решения (в цветах «московской палитры», гармонирующие с цветами окружающей застройки) и объемная структура фасадов (система «вентилируемых фасадов» из металлических ячеек) подчеркивают внешний вид здания и создают комплексный  позитивный образ студенческой жизни, формирующий гуманистическую, привлекательную жилую среду.

Площадь застройки разрабатываемой территории периметрально ограничено существующими строениями, дорожно-уличной сетью и подземными коммуникациями. Ограничения площади застройки, пожарные и санитарно-гигиенические нормы определяют геометрию проектируемого здания. Общежитие в плане имеет не правильную форму, с выступающим в северном направлении лестничным блоком (по осям «1-2», «Е-Ж»). Размеры здания по осям «1-9» - 29,9 м, по осям «А-Ж» - 30,45 м. Здание 18-ти этажное с техническим этажом на отметке -2,400. Высота здания по верхней точке (кровля машинного помещения лифтов)  +58,22 м. За нулевую отметку принята отметка чистого пола 1-го этажа.

  1.2 Для оптимизации функционально-пространственной организации, нормативных требований и градостроительной ситуации, в проекте общежития принята система коридорного типа. Базовым элементом является план типового этажа (со 2-го этажа по 18-ый включительно),  в котором функционально-пространственная организация и комплекс нормативных и других ограничений максимально оптимизированы. Разработанный, универсальный план типового этажа (со 2-го по 18-ый включительно), оптимизирован по следующим критериям:

- комфортность проживания при экономичности решения;

- оптимальное использование светового фронта;

- максимальный выход полезной, в частности, жилой площади;

- необходимое и достаточное число лестниц, соответствующее удобству доступа и противопожарным требованиям к эвакуации;

- оптимальная компактность здания  для удобства эксплуатации, улучшения энергосбережения и сокращения инженерных коммуникаций.

    1.3 Проектом предусмотрено функциональное зонирование здания:

1. Две входных группы, с устройством пандусов, ограждений и других средств для доступности малоподвижных групп населения (в дальнейшем сокращенно МГН), в соответствии с Федеральным законом № 181-ФЗ,  постановлением Правительства РФ № 927, согласно СНиП 35-01-2001 , СП 35-101-2001 , ГОСТ Р 52131-2003.

2. Две эвакуационных лестницы типа Н1 и Н2, согласно СНиП 21-01-97 и СП 1.13130,2009. Н2 с выходом через тамбур-шлюз, и доступом на кровлю.

3.Четыре лифта и мусоропровод. Кабины лифтов обеспечивают возможность транспортировки жильцов, человека на носилках (лифты: 1.54, 1.55, 1.56, 1.57), пожарных  подразделений (лифты: 1.56, 1.57) и людей в инвалидной коляске (лифт 1.56).

4.Функционально-планировочные решения жилых, обслуживающих, административных , хозяйственных и инженерных помещений общежития, предусмотрены в соответствии с действующими нормативами и рекомендациями (МГСН 3.01-01, Пособие к МГСН 3.01-01, СП 2.1.2.2844-11, СНиП 31-06-2009, СНиП 21-01-97):

а). На техническом этаже (на отметке -2,400) предусмотрены: ИТП, электрощитовая, техническое подполье. Высота технического этажа 2,1 м (от пола до потолка);

б). На первом этаже предусмотрены: холл; колясочная; помещение охраны и оперативной связи; кафе-буфета на 20 мест; электрощитовая; помещение электриков и сантехников;  кабинет коменданта; 2 номера для МГН; кастелянская; комнаты: старших преподавателей, начальника корпуса, обслуживающего персонала, дежурного. Высота 1-го этажа 3 м (от пола до потолка);

в). Жилая зона (со 2-го этажа по 18-ый включительно) формируется жилыми ячейками из расчета нормы заселения 7,5 кв. м/чел.. Высота жилых этажей 2,7 м (от пола до потолка). Жилые комнаты запроектированы с учетом проживания в них по 3 и 4 (помещение 2.37) человека. На каждом жилом этаже так же запроектирована кухня и бельевая, гладильная.

2. Конструктивные решения:

2.1 Здание общежития каркасного типа.

2.2 Несущие конструкции (колоны, перекрытия, стены лестничных клеток, лифтовые шахты) выполнены из монолитного железобетона.

2.3 Лестничные площадки и марши из сборных железобетонных конструкций.

2.4 Ограждающие, самонесущие стены и перегородки (кроме сан. узлов и душевых) выполнены из пенобетонных блоков.

2.5 Перегородки помещений сан. узлов и душевых выполнены из керамического кирпича. Полы помещений сан. узлов и душевых гидроизолировать в 2 слоя «гидроизола» с заводом на стену 150 мм.

2.6 Облицовка наружных стен: фасады навесные вентилируемые по метал. направляющим с отделкой фасадными метал. кассетами. и утеплением минераловатной плитой, толщиной 170мм, ρ = 90 кг/м3 , l= не более 0,038 Вт/(м·°С)).

2.7 Кровля плоская, утепленная (ПВХ мембрана по  минераловатной плите), с организованным внутренним водостоком. Выход на кровлю осуществляется через лестницу Н2 по осям «7-9», «В-Г». На кровле размещено машинное помещение лифтовпо осям «4-6», «Б-Д» . По периметру кровли выполнено металлическое ограждение высотой 0,600 м.

Отопление и ветиляция

Источником теплоснабжения приточных агрегатов, системы отопления и ВТЗ служит ИТП расположенный в подвале. 

Теплоноситель – вода с параметрами 95/70 ºС.

В соответствии с ТЗ система отопления подключается к теплосети по гидравлически независимой схеме через теплообменник. Точка подключения системы отопления – распределительная гребенка, установленная в ИТП, расположенном в подвале.

Теплоноситель для системы отопления – вода с расчетными параметрами Тпод/Тобр=95/70°С. Температура подаваемой воды регулируется по отопительному графику.

В здании запроектирована водяная система отопления.

Система отопления запроектирована двухтрубная стояковая с нижней разводкой с попутным движением теплоносителя. Разводка магистральных трубопроводов от ИТП выполняется под потолком технического этажа

 на отм. -0,300.

Проектом предусмотрена вентиляция (кафе-буфет, кабинет на 1 этаже, помещение охраны, посудомоечная, эл.щитовая, помещение сбора мусора, ИТП в подвале, в поэтажных общих кухнях) с механическим  побуждением и естественная вентиляция в номерах для обеспечения допустимых метеорологических условий чистоты воздуха во всех помещениях здания.

Мероприятия по энергосбережению.

Для экономии топливно-энергетических ресурсов в проекте применены следующие мероприятия по комплексному энергосбережению:

·                                  Нагревательные приборы систем отопления оборудуются автоматическими терморегуляторами;

·                                  Трубопроводы систем отопления теплоизолируются высокоэффективными материалами.

НОРМАТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ

1.     Расчётная зимняя температура наружного воздуха (t_н), t_ext = -28 ^оС
(СНиП 23-01-99*  "Строительная климатология")

2.     Расчётная температура внутреннего воздуха (t_в), t_int:

t_int = 20 ^оС 

 (ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»);

3.     Градусо-сутки отопительного периода, (ГСОП):

ГСОП= (t_в- t_от)·z_от= ( 20 – (-3,1)) · 214 = 4 943 °С·сут,

t_от  – средняя температура наружного воздуха за отопительный период,
        z_от – продолжительность отопительного периода.

1.4. Требования к отдельным элементам, конструкциям здания.

Приведённое сопротивление теплопередачи R_{0 ,} ограждающих конструкций, а также окон и фонарей следует принимать не менее нормируемых значений R₀^req, определяемых в зависимостиот градусо-сутокрайона строительства, согласно СНиП 23-02-2003.

* - R_0,w^req  = 4,12·(20-5) / (20-(-28)) = 1,29 м²×°С/Вт  - (расчётная температура в подвале + 5С⁰)

2. Обоснование выбора оптимальных архитектурных, функционально-технологических , конструктивных и инженерно-технических решений.

2.1.         Расчётные показатели и характеристика здания

2.2. Расчёт фактических термических сопротивлений теплопередачи

Расчёт фактических термических сопротивлений теплопередачи ограждающих конструкций выполнен на основании данных, представленных разделом «АР».

Расчётные условия:

Влажностный режим помещений – нормальный.

Зона влажности района строительства – нормальная.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Расчёт теплотехнических характеристик ограждающих конструкций (приведённое расчётное сопротивление теплопередаче):

R₀^пр= r·( 1/a_в + ΣR_s + 1/a_н)   где,

 r - коэффициент теплотехнической однородности, принят по табл. 1, 

ГОСТ Р 54851-2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче»;

ΣR_s  - термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента ограждающих конструкций, м²×°С/Вт ;

a_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²×°С).

a_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²×°С).

 Стены

Покрытие

Перекрытие над подвалом

Светопрозрачные конструкции 

Входных дверей и ворот

Как следует из расчёта, значения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций  выше нормируемых величин СНиП 23-02-2003 (см. энергетический паспорт).

Проверим температурный перепад , ⁰С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, который не должен превышать нормируемых величин  ,⁰С , установленных в СНиП 23-02-2003 и определяется по формуле:  .

Наружные стены

Покрытие 

Расчетные температурные перепады ниже нормируемых, что отвечает требованиям СНиП 23-02-2003.

Температура внутренней поверхности светопрозрачных конструкций должна быть не ниже 3⁰С.

Температуру внутренней поверхности окон определяем по формуле :

Условие выполняется.

2.3. Приведённый трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания

Определяется по формуле:

К_m^tr=  (A_w/R_w^r+A_F/R_F^r+A_ed/R_ed^r+A_c/R_c^r+n·A_f1/R_f1^r)/A_e^sum

где, n1 = (20-5) / (20-(-28)) = 0, 313 и где

2.4. Приведённый инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания.

где,

с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);

 - средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, определяем согласно п. 22 СП23-101-2004. Так как естественная вентиляция в здании работает круглосуточно, то n_v= n_inf= 168.

Кратность воздухообмена в жилых помещениях равна

n_a^l=3·A_l/ (β_νV_h) = 3·7042 / (0,85·48480) = 0,513 1/ч

К этому воздухообмену следует добавить объём инфильтрующего воздуха через окна и балконные двери лестничной клетки, лифтовых холлов.

G_inf=A_F(Δp_F/10)^2/3/0,9 + A_ed(Δp_ed/10)^1/2/0,14 - количество инфильтрующего воздуха в здание через ограждающие конструкции поступающего в лестничные клетки в течение суток отопительного периода;

- для окон:

A_F=20,4 м²

Δp_F  = 0,28·H·(γ_ext-γ_int)+0,03·γ_ext·ν²=

= 0,28·58,2·(14,13-11,82)+0,03·14,13·3,8²= 43,8 Па;

- для входных дверей в здание:

A_ed=43,4 м²

Δp_ed= 0,55·H·(γ_ext-γ_int)+0,03·γ_ext·ν²=

= 0,55·58,2·(14,13-11,82)+0,03·14,13·3,8²= 80,1 Па;

где,

H= 58,2 м - среднее значение высоты здания.

γ_ext  - удельный вес наружного воздуха при t_ext= -28 °С

γ_ext=3463/(273+(-28))=14,13 Н/м³,

γ_int- удельный вес внутреннего воздуха, равный при определении инфильтрации через окна для расчётной температуры воздуха t_int= +20 °С 

γ_int=3463/(273+20)=11,82 Н/м³

ν = 3,8 м/с - расчётная скорость ветра, для г. Москва.

G_inf^h= 20,4·(43,8/10)^2/3/0,9 + 43,4·(80,1/10)^1/2/0,14 = 938,1 кг/ч,

Кратность воздухообмена за счёт инфильтрующегося воздуха в лестнично-лифтовом узле равна

[938,1·1 / 1,2] / (0,85·48480) = 0,019 1/ч

n_a= 0,513+0,019 = 0,532 1/ч

– плотность воздуха в помещении, кг/м³, равная 1,2;

 k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях,

равный 1,0;

2.5. Общий коэффициент теплопередачи здания

2.6. Воздухопроницаемость наружных ограждений

Воздухопроницаемость стен, покрытия  ,

окон

 2.7. Теплоэнергетические параметры теплозащиты проектируемого здания

Потребность в тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода

где   

  - общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, кВт·ч;
 1 413 044 кВт·ч

- бытовые теплопоступления в течении отопительного периода, кВт·ч;

614 851 кВт·ч

где q_int– величина бытовых тепловыделений на 1 м2 площади жилых помещений

 - коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкций помещений зданий аккумулировать или отдавать тепло, рекомендуемое значение =0,8.

ζ    -    коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления = 0,95 

 - коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления=1,13;  

 - теплопоступления через окна и фонари  от солнечной радиации в течении отопительного периода для четырех фасадов здания, ориентированных по шести направлениям, определяются по формуле, кВт*ч

 145 563 кВт·ч

где  

 - коэффициенты, учитывающие затенение светового проёма соответственно окон и фонарей непрозрачными элементами заполнения;

- коэффициенты относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений соответственно окон и фонарей;

A_F1, A_F2, A_F3, A_F4 - площадь светопроемов фасадов соответственно ориентированных по четырем направлениям, м²,

I₁, I₂, I₃, I₄ - средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность светопроемов, соответственно ориентированных по четырем фасадам здания;

 943 696 кВт·ч

2.8. Расчётный удельный расход тепловой энергии на отопление здания

Расчетный удельный расход тепловой энергии системой теплоснабжения на отопление здания многофункционального общественного центра от источника теплоты:

Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания:

  q_е^req= 95 кВт·ч/м²

Согласно Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 г. №18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» с января 2011 г. (на период 2011 - 2015 годов) необходимо предусматривать уменьшение показателей, характеризующих   годовую удельную величину расхода энергетических ресурсов в здании, строении, сооружении  не менее чем на 15 процентов по отношению к базовому уровню.

Следовательно, нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление  здания:

q_е^req= 81 кВт·ч/м².

Величина отклонения расчетного значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного составила  -29%,  следовательно,  класс энергетической эффективности  – В «высокий» (табл.3 СНиП 23-02-2003).

3. Перечень требований энергетической эффективности здания.

Вводимое в эксплуатацию при строительстве здание должно быть оборудовано:

·                    отопительными приборами, используемыми в местах общего пользования, с классом энергетической эффективности не ниже первых двух (в случае, если классы установлены);

·                    устройствами автоматического регулирования подачи теплоты на отопление, установленными на вводе в здание, строение, сооружение, а также по фасадного или части здания;

·                    термостатами и измерителями расхода потребляемой тепловой энергии, установленными на отопительных приборах вертикальных систем отопления, термостатами на отопительных приборах;

·                    теплообменниками для нагрева воды на горячее водоснабжение с устройством автоматического регулирования ее температуры, установленными на вводе в здание или части здания;

·                    приборами учета энергетических и водных ресурсов, установленными на вводе в здание;

·                    устройствами, оптимизирующими работу вентсистем (воздухопропускные клапаны в окнах или стенах, автоматически обеспечивающие подачу наружного воздуха по потребности, утилизаторы теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного, использование рециркуляции);

·                    регуляторами давления воды в системах холодного и горячего водоснабжения на вводе в здание, строение, сооружение;

·                    устройствами автоматического снижения температуры воздуха в помещениях общественных зданий в нерабочее время в зимний период;

·                    энергосберегающими осветительными приборами в местах общего пользования;

·                    оборудованием, обеспечивающим выключение освещения при отсутствии людей в местах общего пользования (датчики движения, выключатели);

·                    дверными доводчиками ;

·                    второй дверью в тамбурах входных групп, обеспечивающей минимальные потери тепловой энергии, или вращающимися дверями;

·                    ограничителями открывания окон .

Контроль требований энергетической эффективности и нормативных показателей на их соответствие нормам следует выполнять не ранее, чем после годичной эксплуатации здания с помощью натурных испытаний и результаты контроля следует фиксировать в энергетическом паспорте.
     Контроль нормативных показателей при эксплуатации зданий и оценку соответствия теплозащиты здания и отдельных его элементов следует осуществлять путем экспериментального определения основных показателей на основе государственных стандартов на методы испытаний строительных материалов, конструкций и объекта в целом.
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

         Ограждающие конструкции производственно здания  соответствуют требованиям #M12291 1200035109СНиП 23-02-2003.

         Приведённые сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций не ниже допустимых значений.

         Санитарно-гигиенические требования выполняются: температурный перепад на внутренней поверхности стен здания меньше нормируемого и температура внутренней поверхности светопрозрачных конструкций превышает нормируемое значение.

         Полученное расчётное значение удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий меньше требуемого удельного расхода.

         Следовательно:  проект здания удовлетворяет требованиям  СНиП 23-02-2003. «Тепловая защита зданий».