8. Энергосбережение

Проблемы энергосбережения необходимо решать еще на стадии проектирования. При реконструкции общественного здания под детскую школу искусств это особенно важно. В связи с изменениями норм важно отследить основные источники потери тепла. В связи с новым постановлением об обеспечении энергетической безопасности страны, переходе на энергоэффективный метод проектирования, строительства и реконструкции зданий, повсеместное применение при этом отечественных энерго- и ресурсосберегающих конструктивных элементов, материалов и энергосберегающих инженерных систем, а также в целях комплексного решения проблемы повышения энергоэффективности зданий и сооружений вступило в силу изменение № 1 ТКП 45-2.04-43-2006 (02250) «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования». При разработке данного дипломного проекта были приняты следующие энергосберегающие мероприятия:

Архитектурно-планировочные решения:

- ориентация торцевого фасада на север, продольных фасадов здания на восток и запад, что позволяет добиться максимальной освещенности помещений в светлое время суток;

- устройство тепловых тамбуров при входах в здание;

Конструктивные решения:

- утепление наружных стен здания включая пристройки эффективным утеплителем с расчетным коэффициентом теплопроводности λ=0.043 Вт/м2⁰С;

- применение блоков ячеистого бетона в конструкции наружных стен пристроек;

- применение эффективных утеплителей с расчетным коэффициентом теплопроводности λ=0.042-0.046 Вт/м2⁰С в конструкциях покрытий и чердачного перекрытия;

- утепление полов по контуру наружных стен;

Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций составляет:

- наружные стены – 3.2 м2⁰С/Вт;

- совмещенное покрытие, чердачное перекрытие – 6.0 м2⁰С/Вт;

- заполнение световых проемов - 0.6 м2⁰С/Вт.

8.1.Определение экономии теплоэнергии и топлива за счет внедрения мероприятия

Определение расхода теплоэнергии на компенсацию потерь тепла че-

рез оконные проемы:

Q = Q_от + Q_и , Гкал.

Основной годовой расход теплоэнергии на компенсацию потерь те-

пла через ограждающие конструкции оконных проемов рассчитывается по фор-

муле:

Q_от = F_о / R_т· (t_вн – t_н ) · n · Т_от · 10^-6, Гкал;

Q_от.сущ. = 766,5 / 0,36· (21 – 24 ) · 1 · 194 · 10^-6 ·24=-29,74 Гкал;

Q_от.зам. = 766,5 / 0,55 · (21 – 24 ) · 1 · 194 · 10^-6· 24=-19,47 Гкал.

где F_о – площадь ограждающих конструкций оконных проемов, м²;

R_т – сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций окон-

ных проемов, м^{2 0}С ч/ккал;

t_вн , t_н - расчетные температуры воздуха внутри помещения и наруж-

ного воздуха, ⁰С;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ог-

раждающих конструкций оконных проемов по отношению к наружному воздуху, принимаемый согласно ТКП «Строительная теплотехника»;

Т_от - длительность отопительного периода, суток.

Добавочный годовой расход теплоэнергии на нагревание наружного

воздуха, поступающего путем инфильтрации через щели ограждающих конст-

рукций оконных проемов рассчитывается по формуле:

Q_и = 0,24 · A · G · F_о · (t_вн – t_н ) · Т_от · 10^-6, Гкал;

Q_и.сущ. = 0,24 ·0,8 · 991,65 · 766,5 · (21 + 24 ) · 194 · 10^-6 · 24=30577,17 Гкал;

Q_и.зам. = 0,24 · 0,8 · 66,11 · 766,5 · (21 + 24 ) · 194 · 10^-6 · 24=2038,48 Гкал;

где A – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока,

для окон и балконных дверей с раздельными переплетами А = 0,8,

со спаренными переплетами А = 1,0;

F_о – площадь ограждающих конструкций оконных проемов, м²;

t_вн , t_н - расчетные температуры воздуха внутри помещения и наружного

воздуха, ⁰С;

Т_от - длительность отопительного периода, суток;

G – количество воздуха, поступающего в помещения жилых и обществен-

ных зданий путем инфильтрации через окна и балконные двери, определяемое по формуле:

G = ΔР/ R_и, кг/( м² ч );

G_сущ. = 257,83/ 0,26=991,65 кг/( м² ч );

G_зам. = 257,83/ 3,9=66,11 кг/( м² ч );

где R_и - сопротивление воздухопроницанию оконных блоков м² ч Па/ кг;

ΔР – разность давления воздуха у наружной и внутренней поверхностей

ограждающих конструкций оконных проемов (Па), определяемая по формуле:

ΔР = 0,55 · H · (р_н - р_в) + 0,03 · р_н · V_ср², Па;

ΔР = 0,55 · 17,4 · (13,91 – 11,78) + 0,03 · 13,91 · 4,6²=257,83 Па;

где Н – высота здания от поверхности земли до верха карниза, м;

V_ср² – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, по-

вторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 4.5 ТКП

«Строительная теплотехника», м/с;

р_н и р_в – удельный вес внутреннего и наружного воздуха, Н/м³ ;

р=3463/(273+t); р_в=3463/(273+21)=11,78 Н/м; р_н=3463/(273-24)=13,91 Н/м.

Определение годовой экономии тепловой энергии от внедрения

энергоэффективных оконных блоков из ПВХ:

ΔQ = Q_сущ – Q_зам, Гкал;

ΔQ = 30577,17 – 2038,48=28538,69 Гкал;

где Q_сущ - годовой расход теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через

существующие ограждающие конструкции оконных проемов, подлежащие заме-

не, Гкал;

Q_зам - годовой расход теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через

ограждающие конструкции оконных проемов, предлагаемые в качестве замены,

Гкал.

Определение расхода теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через оконные проемы:

Q = Q_от + Q_и , Гкал;

Q_сущ. =-29,74 + 30577,17=30547,4 Гкал;

Q_зам. = -19,47 + 2038,48= 2019,01 Гкал.

Определение экономии топлива от снижения потребления тепловой

энергии:

ΔВ_тэ = ΔQ · (1+k_пот/100) · b_тэ · 10^-3 , т у.т.;

ΔВ_тэ = 28538,69 · (1+7/100) · 175 · 10^-3 =5343,87 т у.т.;

где ΔQ – годовое снижение тепловых потерь через ограждающие конструкции (экономия тепловой энергии), Гкал;

b_тэ – удельный расход топлива на производство тепловой энергии на теплоисточнике.

В целях соблюдения сопоставимости в расчетах средний удельный

расход принимается равным коэффициенту пересчета тепловой энергии в услов-

ное топливо 175 кг у.т./Гкал;

k_пот^тэ – коэффициент потерь в существующих тепловых сетях.

Вывод: Экономия топлива в результате снижения потребления тепловой энергии составляет 5343,87 т.у.т., расход теплоэнергии на компенсацию потерь тепла через оконные проемы при замене окон снизится в 15 раз.