Нормирование показателей годового электропотребления жилыми зданиями, в том числе на общедомовые нужды

В. И. Ливчак, канд. техн. наук, otvet@abok.ru

В Приложении G стандарта ISO 13790:2008 [1] в таблице G.12 «Стандартные входные данные для расчета энергопотребления пользователями» наряду с другими показателями, гармонизируемыми нами к условиям нашей страны в [2], приводятся значения удельного годового электропотребления в жилых и общественных зданиях на освещение и пользование электрическими приборами и оборудованием, исключая затраты на кондиционирование воздуха, привод насосов, вентиляторов, компрессоров, лифтов и приборов систем автоматизации, а для многоквартирных домов (МКД) и затраты электроэнергии на общедомовые нужды. Однако для МКД приводятся данные в условиях заселенности 40 м²/чел., что в России является больше исключением, чем правилом. Нами показатели таблицы были пересчитаны на заселенность 20 м²/чел., соответствующую социальной норме расселения жителей в нашей стране; они приведены в строке 7 таблицы 1 в [2], построенной на базе таблицы G.12, общей для всех зданий.

Приводим выписку из этой таблицы, касающейся рекомендуемых величин удельного годового электропотребления на освещение и пользование электрическими приборами и оборудованием зданий различного назначения.

Приведенные показатели электропотребления жилых и общественных зданий, а также методика их расчета включены в стандарт НОП по расчету энергетического паспорта [3]. С учетом этой таблицы следует также пересмотреть нормативы расхода электроэнергии, в том числе на общедомовые нужды, в «Правилах установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг», утвержденных Постановлением Правительства РФ № 306 от 23 мая 2006 года, с последними изменениями от 14 февраля 2015 года.

Рекомендации по изменению «Правил установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг» в электроснабжении

В отношении норматива расхода электроэнергии на внутриквартирные нужды в вышеупомянутых правилах более корректно относить норматив потребления коммунальной услуги по электроснабжению в жилых помещениях, как и в помещениях, входящих в состав общего имущества в многоквартирном доме, не к жителю, а на 1 м² площади квартир, поскольку объем услуг по освещению, пользованию холодильником или стиральной машиной практически не зависит от количества жителей. Например, электропотребление в однокомнатной квартире не будет существенно отличаться от того, проживают ли в ней один или два человека.

Замечание к пп. 30–31 и 35–36 приложения к правилам: представляется, что принятие в качестве базовых условий определения потребности в электрической энергии на внутриквартирные нужды однокомнатной квартиры, в которой проживает 1 чел., также некорректно. Более того, в документе не указывается, какое количество часов использования приборов освещения в год принимать и какова итоговая величина электропотребления бытовыми приборами, что не позволяет рассчитать этот норматив. Поэтому вместо пп. 30–31 и 35–36 приложения к правилам следует записать:

«30. В качестве базовых условий определения потребности в электрической энергии на внутри-квартирные нужды, исключая нагрев горячей воды в бытовых целях, принимается значение удельного (на 1 м² площади квартир без летних помещений) годового расхода электроэнергии на освещение и пользование электрическими приборами и кухонным оборудованием при заселенности квартир 20 м²/чел., равное W_осв+пр = 38 кВт•ч/м² при наличии электрических плит и 23,3 кВт•ч/м² при газовых плитах, а при заселенности 40 м²/чел. – соответственно 30 и 18,4 кВт•ч/м², при промежуточных значениях заселенности – линейной интерполяцией.

31. Норматив потребления коммунальной услуги по электроснабжению на внутриквартирные нужды (кВт•ч/м² площади квартир в месяц) определяется с учетом сезонных коэффициентов электропотребления ксез по отношению к среднегодовому: зимний (октябрь–апрель) повышающий кз = 1,25 и летний (май–сентябрь) понижающий кл = 0,65 по следующей формуле:

N_э.кв = W_осв+пр • к_сез • S_об / 12, (формула 29)

где W_осв+пр – удельный годовой расход электроэнергии на освещение и пользование электрическими приборами и кухонным оборудованием, кВт•ч/м²;
к_сез – сезонный коэффициент электропотребления, к_з = 1,25 или к_л = 0,65;
S_об – суммарная площадь квартир, м²».

В отношении норматива потребления коммунальной услуги по электроснабжению на общедомовые нужды в рассматриваемых правилах продекларировано, что этот норматив рассчитывается на основании расхода электрической энергии по перечисленным группам оборудования, являющегося общим имуществом многоквартирного дома, но какова его величина, скрыто за фразой «исходя из определяемых уполномоченным органом суммарной мощности установленного оборудования, количества часов работы в году и среднегодового коэффициента использования мощности в режиме работы». То есть норматива опять нет (процитированная выше фраза – п. 37 приложения к правилам).

Предлагается п. 37 приложения к правилам изложить в следующей редакции с добавлением пп. 37.1, 37.2 и 37.3:

«37. Норматив удельного годового потребления коммунальной услуги по электроснабжению на общедомовые нужды в МКД рассчитывается на основании расхода электрической энергии по следующим группам оборудования, являющегося общим имуществом многоквартирного дома:

• осветительные установки, включая нагрузку слаботочных устройств и мелкого силового оборудования;
• силовое оборудование лифтов, включая схемы управления и сигнализации, освещение кабин лифтов и лифтовых шахт;
• силовое оборудование инженерных систем здания (насосы, вентиляторы).

Величина норматива удельного среднемесячного потребления коммунальной услуги по электроснабжению на общедомовые нужды N_э.об.д (кВт•ч в месяц на 1 м² площади квартир) определяется по следующей формуле:

N_э.об.д = (W_осв.i. + W_лифт.i + W_нас.i.) / (12S_iоб),
(формула 32)

где W_осв.i. – годовое электропотребление на искусственное освещение, кВт•ч, i-й группой оборудования, входящего в состав общего имущества в многоквартирных домах;
W_лифт.i – годовое электропотребление лифтами, кВт•ч;
W_нас.i. – годовое электропотребление насосным оборудованием, кВт•ч;
S_iоб – площадь квартир i-го дома, м²;
12 – количество месяцев в году.

37.1. Годовое электропотребление на искусственное освещение общедомовых помещений многоквартирных домов W_{осв.об.д}, кВт•ч, а также нагрузку слаботочных устройств и мелкого силового оборудования (щитки противопожарных устройств, приборы автоматики и учета, очистные устройства мусоропроводов, дверные запирающие устройства, усилители телеантенн коллективного пользования, подъемники для инвалидов), оцениваемые как 5 %-ная надбавка к годовому электропотреблению на освещение при применении датчиков движения K_осв = 1,05 и не учитываемые при отсутствии этих датчиков (K_осв = 1,0), определять по следующей формуле:

W_{осв.об.д.i} = ∑N_осв.i • S_об.дi • Z_чч.i • K_осв, (формула 33)

где N_осв.i – нормируемая освещенность i-й группы помещений по максимально допустимой удельной установленной мощности на 1 м² площади пола помещения, которая составляет для вестибюлей, лифтовых холлов – 6 Вт/м², лестничных клеток, межквартирных коридоров – 4 Вт/м², техподполий и чердаков – 4 Вт/м² (приводится в МГСН 2.01.99 "Энергосбережение в зданиях", табл. 8.2);
S_об.дi – площадь i-й группы помещений, входящих в состав общего имущества в многоквартирном доме, м²;
Z_чч.i – годовое число часов использования максимума, ч, принимать по нижеприведенной табл. 2, предоставленной МНИИТЭП.

37.2. Годовое электропотребление лифтами многоквартирных домов Wлифт, кВт•ч, включая схемы управления и сигнализации, освещение кабин лифтов и лифтовых шахт, определять по следующей формуле:

W_лифт = N_р.л • Z_чч, (формула 34)

где N_р.л – расчетная нагрузка лифтовых установок, кВт;
Z_чч – то же, что в предыдущей формуле, принимается по табл. 2.

Таблица 2 Годовое число часов использования максимума, zчч, осветительной нагрузки для общественных зданий, общедомовых помещений многоквартирных домов и электропотребления лифтами

Объект Режим работы Географическая широта Zчч, ч Освещение в помещениях общественных зданий: – помещения с естественным освещением;   – помещения без естественного освещения Односменный   Двухсменный Трехсменный Непрерывная работа Южнее 50 ° с. ш. От 50 ° до 60 ° вкл. севернее 60 ° с. ш. Любая Любая Любая 700 750 850 2250 4150 4800 Односменный Двухсменный Трехсменный Непрерывная работа Любая Любая Любая Любая 2150 4300 6500 8760 Освещение общедомовых помещений МКД: – помещения с естественным освещением; – помещения без естественного освещения   Лестница Вестибюль 1 этажа лифтовой холл   Любая Любая Любая   2920/120 4380/360 2920/120 Межквартирный коридор Лифтовый холл Техподполье Технический чердак Любая Любая Любая Любая 8760/240 8760/300 100 40 Лифты     2200/1460

Примечания: 1. В освещении общедомовых помещений многоквартирных домов в числителе – при постоянной работе в периоды недостаточной освещенности, в знаменателе – при применении датчиков движения или автоматического отключения через заданный период времени после включения. 2. В электропотреблении лифтами в знаменателе – при применении более совершенной программы автоматического управления вызова лифтов и других мероприятий.

37.3. Годовое электропотребление насосным оборудованием трубопроводных систем отопления, холодного и горячего водоснабжения, а также при наличии нагнетателей механических систем вентиляции и устройств утилизации теплоты вытяжного воздуха W_нас.i, кВт•ч, определяют исходя из удельного потребления электроэнергии нагнетателем, отнесенного к 1 м³/ч рабочей среды, циркулирующей в трубопроводной сети:

W_нас.i = N_нас.i • G_i • Z_чч.i, (формула 35)

где N_нас.i – удельное потребление электроэнергии нагнетателем соответствующей системы, Вт/ (м³/ч), принимать по табл. 3;
G_i – расход рабочей среды через нагнетатель, м₃/ч, принимать по формулам, приведенным в табл. 3, или из проекта;
Z_чч.i – годовое число часов работы нагнетателя, принимать по табл. 3».

Таблица 3 Удельное потребление электроэнергии нагнетателем инженерной системы многоквартирного дома, годовое число часов использования нагнетателя и формула определения расчетного расхода рабочей среды, перемещаемой нагнетателем

Наименование оборудования Удельное потребление электроэнергии нагнетателем системы Nнас., Вт/(м3/ч)*) Годовое число часов использования нагнетателя Zчч, ч Расход рабочей среды, перемещаемой нагнетателем G, м3/ч Циркуляционные насосы систем отопления 40 24nот.п Gот = qо.max/(tо1 – tо2) / (cρ) Циркуляционные насосы систем горячего водоснабжения 40 24·351 Gцирк.гв = Qо.гв/ (24nо · Δtcρ) Циркуляционно-повысительные насосы систем горячего водоснабжения 40 24·351 Gнас = kчgгв.ср.от.п · 10–3 / 24 + 0,4Gцирк.гв Вентиляторы вытяжных систем вентиляции жилых зданий 0,35 24·365 Из проекта Вентиляторы вытяжных систем с рекуперативными теплоутилизаторами 0,40 24·365 Из проекта Вентиляторы приточных систем с теплоутилизаторами 0,50 24nот.п Из проекта

Примечания и обозначения в таблице: *) – принято по СП (EN 15316.2–1); Gот – расчетный расход теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, м3/ч; nот.п – длительность отопительного периода в сутках; qо.max – максимальночасовая нагрузка системы отопления, Гкал/ч, из проекта; tо1 и tо2 – расчетная температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, °С, из проекта; с и ρ – теплоемкость и плотность теплоносителя (воды), принимать из формулы 23; Gцирк.гв – расчетный расход воды, циркулирующей в системе горячего водоснабжения в ночное время, на который подбирается насос, установленный по циркуляционной схеме, м3/ч; Qо.гв – то же, что и в формуле 24 настоящих правил; Δt – расчетный перепад температур между подающем и циркуляционным трубопроводами системы горячего водоснабжения в ночное время, принимать Δt = 10 °С; Gнас – производительность насоса, устанавливаемого в системе горячего водоснабжения по циркуляционно-повысительной схеме, м3/ч; gгв.ср.от.п. – то же, что и в п. 23 настоящих правил; kч – коэффициент часовой неравномерности водопотребления, принимать по табл. 4.

Выполненные расчеты на ряде проектов позволили определить норму базового годового электропотребления на общедомовые нужды в МКД этажностью выше 5 этажей в размере 6 кВт•ч/м² площади квартир, а для домов без лифта в 5 и ниже этажей – 2 кВт•ч/м², с возможностью понижения соответственно до 2,0 и 0,7 кВт•ч/м² при осуществлении энергосберегающих мероприятий по замене осветительных приборов на более энергоэффективные, применению датчиков движения или автоматического отключения освещения через заданный период времени после включения, использования насосов и вентиляторов с частотно-регулируемым приводом, с применением более совершенной программы автоматического управления вызовом лифтов и др.

Таблица 4 Коэффициент часовой неравномерности водопотребления kч

Число жителей Значение kч   Число жителей Значение kч 150 5,15 1 000 3,27 250 4,50 1 500 3,09 350 4,10 2 000 2,97 500 3,75 3 000 2,85 700 3,50 5 000 2,74

Приведенные методики расчета электропотребления и нормируемые показатели позволят более грамотно, опираясь на российский опыт и европейские нормы, проводить расчет годового электропотребления на освещение, пользование электрическими приборами и кухонным оборудованием, а в многоквартирных домах – еще и на общедомовое освещение, пользование лифтами, на привод насосов и вентиляторов.

Приведенные методики расчета и дополнения таблицы исходных данных в [2] позволяют выполнять расчет энергопотребления зданий и оценивать их энергетическую эффективность по затратам первичной энергии.

Приложение

Обоснование количественных значений удельного годового электропотребления на освещение и пользование электрическими приборами и оборудованием многоквартирных домов

Поскольку электроэнергия, расходуемая на освещение и пользование электроприборами, превращается в тепловую энергию, для получения величины удельного годового электропотребления q_е.ж^год, кВт·ч/м² площади квартир, надо из величины удельных бытовых теплопоступлений (9-ая строка таблицы 1 в [2]), приходящихся на м² жилой площади при заселенности 20 м² площади квартир на человека (qбыт. = 17 Вт/м²), вычесть метаболические притоки от жителя (3-я строка таблицы 1): (70/20)·(12/24)/0,55 = 3,2 Вт/м² (здесь 12 часов – длительность этих поступлений в сутки, 0,55 – коэффициент пересчета жилой площади в площадь квартир), и теплопоступления от полотенцесушителя, трубопроводов системы горячего водоснабжения, проложенных в квартире, к которым он подключен, и от пользования горячей водой, всего в размере 3,94*) Вт/м², после чего перевести в годовое исчисление, разделив на коэффициент 1,25 – принятого превышения значения за отопительный период по отношению к среднегодовому:

q_е.кв.20^год = [17 – (3,2 + 3,94)]·0,55·365·24·10^-3/1,25 = 38,0 кВт·ч/м².

Примечание. *) 3,94 Вт/м² – это четвертая часть теплопоступлений в квартиру с 2-мя жителями общей площадью 40 м² от горячего водоснабжения (поскольку ¾ теплопоступлений остаются в ванной комнате), включающих теплоотдачу полотенцесушителя в 250 Вт и остывание на 10°С горячей воды при пользовании в нормативном объеме (100л/чел. в сутки):

q_гв.кв.20 = (250+2·100·10·1,163/24)/40/0,55/4 = 3,94 Вт/м² жилой площади квартиры.

Соответственно, для МКД с заселенностью 40 м²/человека будет:

q_е.кв.40^год = [11,4 – (3,2+3,94)·20/40]·0,55·365·24·10^-3/1,25 = 30 кВт·ч/м², как и было в таблице G.12, что подтверждает достоверность наших расчетов (в последней формуле отношение 20/40 – это пересчет неэлектрической составляющей внутренних теплопоступлений с заселенности 20 на 40 м²/чел.).
Проверим полученные показатели с другой стороны. На наш взгляд, более правильный подход по определению норматива изложен в «Методических рекомендациях по формированию нормативов потребления услуг жилищно-коммунального хозяйства», разработанных Институтом экономики ЖКХ совместно с Управлением социально-экономического развития Министерства экономики Российской Федерации и утвержденные приказом министра №240 от 06.05.1999г. В нем на базе исследований Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова фактических электронагрузок жилых зданий и проведенных расчетов с учетом структуры населения по численности семей и нормы заселенности 18 м² общей площади квартир на человека, определен средний уровень средневзвешенного минимального норматива по зонам жилой застройки с разными энергоносителями для приготовления пищи, приведенный в нижеследующей таблице 5.

Табл.5. Распределение суммарного потребления электроэнергии населением в зависимости от состава семьи и вида оборудования для приготовления пищи (при жилищной обеспеченности 18 кв.м общей площади на 1 человека) для II климатической зоны1) (в пересчете с человека на м2 площади квартир).

Характеристика жилищного фонда и направления использования электроэнергии Удельный годовой расход электроэнергии в кВт.ч/м2 при составе семьи, человек: 1         2          3         4         5 6 Жилищный фонд, оборудованный газовыми плитами:             Освещение2 6,6 6,6 6,6 6,6 6,6 6,6 стирка и глажение белья 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 электробытовые приборы 43,5 23,4 16,7 13,2 11,3 9,9 Итого 51,2 31,1 24,4 20,9 19,0 17,6 с учетом снижения, округленно3 37,7 26,8 23,4 20,9 19,0 17,6 Жилищный фонд с электрическими плитами:             освещение 6,6 6,6 6,6 6,6 6,6 6,6 стирка, глажение белья 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 - электробытовые приборы 43,5 23,4 16,7 13,2 11,3 9,9 - пищеприготовление 33,3 20,0 14,4 11,6 10,3 9,7 Итого: 86,2 52,8 40,5 34,2 31,0 29,0 с учетом снижения, округленно3 59,9 44,4 33,9 34,2 31,0 29,0 Жилищный фонд с плитами на твердом топливе:             - освещение, стирка, глажение 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 - электробытовые приборы 72,4 36,2 24,1 18,1 14,5 12,1 Итого: 80,4 44,2 32,1 26,1 22,5 20,1 с учетом снижения, округленно3 56,3 37,6 30,5 24,8 21,4 19,2 Примечания. 1II климатическая зона включает города с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления до -30°C, исключая территории Кавказских республик, Краснодарского и Ставропольского края, Ростовской и Астраханской области, которые относятся к III климатической зоне, для которой применяется коэффициент – 0,9. I климатическая зона включает города с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления -30°C и ниже, для нее применяется коэффициент – 1,1; 2определено при средней установленной мощности источников света 10 Вт/м2 общей площади, коэффициенте одновременности включения осветительных приборов равным 0,3 и числе часов использования максимума 2200 ч; 3во всех вариантах итоговые показатели для малочисленных семей (от 1 до 3 человек) определены с учетом понижающих коэффициентов к расходам электроэнергии на бытовые приборы. Так, имея в виду, что члены таких семей больше времени проводят вне дома и чаще пользуются услугами общепита, принятые значения коэффициентов в домах с электроплитами для приготовления пищи составляют: 0,7; 0,85 и 0,95 для семей из одного, двух и трех человек соответственно.

Примечания. 1)II климатическая зона включает города с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления до -30°C, исключая территории Кавказских республик, Краснодарского и Ставропольского края, Ростовской и Астраханской области, которые относятся к III климатической зоне, для которой применяется коэффициент – 0,9. I климатическая зона включает города с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления -30°C и ниже, для нее применяется коэффициент – 1,1;
2)определено при средней установленной мощности источников света 10 Вт/м² общей площади, коэффициенте одновременности включения осветительных приборов равным 0,3 и числе часов использования максимума 2200 ч;
3)во всех вариантах итоговые показатели для малочисленных семей (от 1 до 3 человек) определены с учетом понижающих коэффициентов к расходам электроэнергии на бытовые приборы. Так, имея в виду, что члены таких семей больше времени проводят вне дома и чаще пользуются услугами общепита, принятые значения коэффициентов в домах с электроплитами для приготовления пищи составляют: 0,7; 0,85 и 0,95 для семей из одного, двух и трех человек соответственно.

По результатам проведенных расчетов и с учетом структуры населения по численности семей определен уровень средневзвешенного минимального норматива по зонам жилой застройки при 18 м²/человека и с разными энергоносителями для приготовления пищи, который представлен в таблице 6.

Таблица.6 Удельный годовой расход электропотребления семьи<

Состав семей, человек Структура населения по численности семей, % Удельный годовой расход электропотребления в кВт·ч/м2 в квартирах с газовыми плитами в квартирах с электроплитами в квартирах с плитами на твердом топливе в среднем 1 15 37,7 59,9 56,3 - 2 20 26,8 44,4 37,6 - 3 30 23,4 33,9 30,5 - 4 25 20,9 34,2 24,8 - 5 6 19,0 31,0 21,4 - 6 4 17,6 29,0 19,2 - В среднем   25,1 41,1 33,9 - Удельный вес застройки 0,71 0,16 0,13 - Средневзвешенный минимальный норматив электропотребления застройки 28,9

Итак, основные показатели удельного годового электропотребления в квартирах составляют 25,1кВт·ч/м² при газовых плитах и 41,1кВт·ч/м² при электрических. Последняя величина подтверждает правильность, пересчитанного нами выше на базе европейских норм ISO 13790, годового электропотребления в квартирах с заселенностью в 20 м²/человека равное 38 кВт·ч/м². Если пересчитать ее с заселенности 20 м²/человека на действующую в то время норму площади жилья 18 м²/человека, принятую в табл.6: 38·20/18 = 42,2 кВт·ч/м², то она корреспондируется с данными этой таблицы (горизонтальная строка «в среднем» табл.6) – 41,1 кВт·ч/м² в жилых домах с электрическими плитами, с ростом на (42,2 – 41,1)·100/41,1 = 3%, что естественно, ибо эта табл. 6 на 10 лет отстает от таблицы, приведенной в европейских нормах.
При наличии газовых плит для приготовления пищи величина удельного годового электропотребления квартир при заселенности 20 м² площади квартир на человека будет 25,1·1,03·18/20 = 23,3 кВт·ч/м², а при заселенности 40 м²/человека: 23,3·30/38 = 18,4 кВт·ч/м².

Литература

1. ISO 13790:2008 Energy performance of buildings – Calculation of energy use for space heating and cooling («Энергетическая эффективность зданий. Расчет потребления энергии для отопления и охлаждения»).
2. Ливчак В. И. Исходные данные для расчета годового теплопотребления зданий в России // АВОК. 2015. № 5.
3. «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания» СТО НОП 2.1–2014. М., 2014.