Правила соблюдения требований энергетической эффективности высотных зданий и комплексов

В. И. Ливчак, канд. техн. наук, член бюро президиума НП «АВОК», otvet@abok.ru

Об обязательности включения в проекты высотных зданий их соответствия требованиям энергетической эффективности

Обязательность выполнения в проектах зданий расчетов их удельного годового энергопотребления продекларирована постановлением Правительства Российской Федерации № 235 от 13.04.2010 «О внесении изменений в положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию, утвержденное ППРФ № 87». Указанное Положение дополнено пунктом 27 (1). Раздел 10 (1) «Мероприятия по обеспечению соблюдения требований энергетической эффективности и требований оснащенности зданий приборами учета используемых энергетических ресурсов». С этого момента эти мероприятия при разработке проекта здания становятся такими же обязательными, как мероприятия по охране окружающей среды или мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

Расчеты удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, по которому судят об энергоэффективности этого здания, выполнялись тогда по СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий». Однако в пришедшем ему на смену СП 50.13330.2012 с 1 июля 2015 г., согласно Постановлению Правительства России от 26 декабря 2014 № 1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил)», в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», исключен, как обязательный, раздел 10 «Требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий», как противоречащий ГОСТ 31427–2010 «Состав показателей энергоэффективности» и изобилующий ошибками.

Поэтому в проект свода правил «Здания и комплексы высотные. Правила проектирования» должны быть включены не только требования энергетической эффективности таких зданий, но и мероприятия по обеспечению соблюдения этих требований и методика определения расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию, горячее водоснабжение, а также холода на кондиционирование воздуха и электрической энергии на общедомовые нужды, поскольку ни в каком другом действующем СП таких материалов нет.

В своих предложениях мы опираемся на опубликованный в декабре 2014 г. Национальным объединением проектировщиков (НОП, теперь – НОПРИЗ) стандарт «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания», СТО НОП 2.1–2014, разработанный НП «АВОК». В стандарте приводятся не только полный состав и содержание энергетического паспорта, но и методики расчета всех составляющих теплового баланса здания, таблицы базового суммарного удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию за нормализованный отопительный период и годового – на горячее водоснабжение, а также электрической энергии на общедомовые нужды, по сравнению с которыми теперь оценивается энергоэффективность здания.

Поскольку к моменту утверждения этого документа приказ об установлении базовых требований энергетической эффективности зданий во исполнение Постановления Правительства РФ №18 от 25.01.2011¹ так и не появился, а прошло более трех лет, был принят за базовый уровень для сравнения 2007 год, приведенный в качестве базового в указе Президента России № 899 от 04.06.2008².

Установление базовых и требуемых с 2016 г. удельных годовых расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию высотных зданий

Определим базовые удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию высотных зданий для московских климатических условий. Согласно данным СП 131.13330.2011 «Строительная климатология» и принятом в соответствии с СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» началом/окончанием отопительного периода при температуре наружного воздуха +8 ⁰C длительность отопительного периода в г. Москве составляет 205 суток, а средняя температура наружного воздуха за этот период – –2,2 ⁰C. В соответствии с СП 60.13330.2012 расчетная температура внутреннего воздуха в жилых комнатах квартир (апартаментов, отелей) и офисных помещениях принимается равной +20 ⁰C, а в помещениях сервисного обслуживания стилобата – +18 ⁰C.

Таким образом, градусо-сутки отопительного периода для жилой и офисной части высотного здания будут: ГСОП = (20+2,2)·205 = 4 551 ⁰C·сут. Такое значение следует принимать для всех зон здания, независимо от того что с увеличением высоты здания расчетная наружная температура снижается по одному градусу через каждые 100–150 м, потому что, как показывают расчеты в [1], для офисных помещений, как и для жилых с принудительным подогревом приточного наружного воздуха, начало/окончание отопительного периода смещается в область более низких температур.

Согласно [2], базовые удельные годовые расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенные к градусо-суткам нормативного отопительного периода для каждого региона строительства, должны пересчитываться с учетом регионального коэффициента пересчета по следующей формуле:

 

q_{от + вент}.^{год . баз} = θ_{эн / эф}.^баз· ГСОП · K_рег.·10^-3,

где q_{от + вент}.^{год . баз}– региональный базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, кВт·ч/м²;

θ_{эн / эф}.^баз– базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода, Вт·ч/(м²·⁰C·сут), – то же, что q_h^req из табл. 8, 9 СНиП 23-02–2003, пересчитанный из кДж в Вт·ч;

ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, определяемые по формуле (5.2) СП 50.13330.2012;

к_рег.– региональный коэффициент пересчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию при задании показателя базового потребления тепловой энергии в размерности Вт·ч/(м²·⁰C·сут) следует принимать в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода региона строительства для зданий: с ГСОП = 3 000 ⁰C·сут и ниже крег. = 1,1; с ГСОП = 4 900 ⁰C·сут и выше к_рег. = 0,91; с ГСОП = 4 000  С·сут крег. = 1,0; в интервале ГСОП 3 000–4 900 ⁰C·сут – по линейной интерполяции.

Базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию для жилой части здания, строящегося в Москве, принимается по позиции 1, и колонке более 12 этажей (см. табл. 9) СНиП 23-02–2003, и с учетом изложенного выше и пересчета из кДж в Вт·ч составит:

qот+вент.жил..год.баз = 70 · 4 551 · 0,955 / 3600= 84,5 кВт·ч/м² площади квартир.

Нормируемый с 2016 г. расход тепловой энергии на те же цели будет 84,5·(1–0,3) = 59 кВт·ч/м². То же для офисной части здания, с учетом того, что в СНиП 23-02–2003 удельный расход тепловой энергии относится к отапливаемому объему помещений полезной площади, в которых высота этажа составляет, как правило, 3,5 м (см. табл. 9, позиция 6):

 

q_{от+вент.жил} ^{оф.год.баз} = 20 · 3,5 · 4551 · 0,955/3600= 84,5 кВт·ч/м² полезной площади помещений офиса.

Для торгово-рекреационных помещений в стилобатной части здания ГСОП = (18+2,2)·205 = 4141⁰C·сут., а базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию при высоте этажа, например, 4 м и расположении на трех этажах (см. табл. 9, позиция 5, колонка 3-го этажа):

q_{от+вент.жил.}^{оф.год.баз} = 21 · 4 · 4141 · 0,986/3600= 95,3 кВт·ч/м². Нормируемый с 2016 г. расход тепловой энергии на те же цели будет: 95,3 · (1-0,3) = 66,7 кВт·ч/м². Базовый расход в целом для высотного комплекса определяется пропорционально полезной площади стилобата и сумме площадей квартир и полезной площади офисных помещений.

Энергетическая эффективность высотного здания или комплекса на стадии разработки проектной документации характеризуется показателем тепловой энергоэффективности, численно равным удельному (на 1 м² отапливаемой площади пола квартир, апартаментов или полезной площади пола помещений общественного назначения) расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания или комплекса за отопительный период, методика расчета которого изложена в приложении к данной статье.

Расчетный показатель должен быть меньше или равен нормируемому значению и определяться путем выбора теплозащитных свойств ограждающих конструкций здания, объемно-планировочных решений, ориентации здания и эффективности метода авторегулирования используемой системы отопления и вентиляции, а также применением других энергосберегающих решений [3], в том числе утилизации теплоты вытяжного воздуха, применения тепловых насосов, возобновляемых источников энергии и др. Установление правильности выполненных расчетов и соответствия требованиям энергоэффективности запроектированного здания – ответственность экспертизы.

О норме воздухообмена на человека в жилых, офисных зданиях, школьном классе и игровой детсада

Следует отметить, что в высотных зданиях, а к ним относятся здания высотой более 75 м, как правило, проектируются не открываемые окна и витражи, а соответственно, минимальный расход наружного воздуха на одного человека в соответствии с табл. К. 1 Приложения К СП 60.13330.2012 должен увеличиться в офисах с 40 до 60 м³/ч, как для помещений без естественного проветривания. Такое же увеличение следует предусматривать и для жилых домов, апартаментов и отелей с 30 до 45 м³/ч на человека (повышение в 2 раза до 60 м³/ч, предложенное в СП 60, считаем неоправданно завышенным что подтверждается нижеприведенными расчетами).

Так, при нормативном воздухообмене на одного жителя 30 м³/ч и принятой норме заселенности 20 м² общей площади квартиры на человека удельный (на м² площади квартиры) объем наружного воздуха для вентиляции составит: 30/20 = 1,5 м³/(ч·м²),а расход тепловой энергии на нагрев такого количества воздуха будет:

q_вент.^{год.баз} = 0,28·1,5·1,2·1,0·4551·24·10^-3 = 55 кВт·ч/м² в год.

Соответственно, базовый удельный расход тепловой энергии на отопление как разность теплопотерь через наружные ограждения и внутренних теплопоступлений с понижающим коэффициентом на их неполное использование для условий г. Москвы будет:

q_от.^{год.баз} = q_{от+вент.}^{год.баз} – q_вент.^{год.баз} = 84,5 – 55 = 29,5 кВт·ч/м² в год.

А с 2016г., учитывая, что расход тепловой энергии на нагрев наружного воздуха для вентиляции остается в том же объеме, но теплозащита наружных ограждений повысится, нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление значительно снизится и будет:

q_от.^год.2016 = 59 – 55 = 4 кВт·ч/м² в год.

Тогда, при полуторном увеличении воздухообмена на человека требуемый расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по отношению к базовому теплопотреблению возрастет в (29,5+55·1,5)/84,5 = 1,33 раза, а к нормируемому с 2016г.: (4+55·1,5)/59 = 1,47 раза. При двойном увеличении воздухообмена на человека (60м³/ч вместо 30м³/ч) требуемый расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по отношению к базовому теплопотреблению возрастет в (29,5 + 55·2)/84,5 = 1,65 раза, а к нормируемому с 2016г.: (4+55·2)/59 = 1,93 раза.

Такое решение противоречит политике энергосбережения, и необходи-мость двукратного повышения нормы наружного воздуха на жителя не подтверждается гигиенистами и зарубежным опытом. Чтобы компенсировать полуторное увеличение воздухообмена и обеспечить требуемые параметры энергоэффективности зданий следует применять утилизацию теплоты вытяжного воздуха для нагрева наружного приточного.

В подтверждение сказанного обратимся к зарубежному опыту в нормировании воздухообмена на человека. В соответствии с табл. G. 12 Исходные данные для расчета годового энергопотребления зданий в ISO 13790:2008 «Энергетическая эффективность зданий. Расчет потребления тепловой энергии на отопление и охлаждение» приводятся рекомендуемые значения расхода наружного воздуха на одного человека в размере 28 м³/ч в многоквартирных домах и 14 м³/ч в офисах без указания на наличие или отсутствие естественного проветривания.

Кстати, в статьях проф. О Фангера в Материалах участников международной конференции Cold Climate 2006 и О. Сеппонена в журнале «АВОК» (№ 5, 2000) приводится норма воздухообмена в офисах 10 л/(с·чел), или 36 м³/(ч·чел), и О. Сеппонен дает ссылку: «Для многих офисных помещений в США увеличена норма подачи наружного воздуха от 5 до 10 л/(с·чел), что  приводит к увеличению энергозатрат системами ОВК (нагрев, охлаждение, перемещение воздуха) до 10%».

О. Фангер, анализируя эффект комбинированного применения перечисленных им методов повышения качества внутреннего воздуха (использование контроля источников загрязнений, очистка воздуха и индивидуальная вентиляция) для типичного офисного помещения с исходными величинами температуры +23–+24 ⁰C и расходом воздуха 10 л/(с·чел), считает, что мы можем снизить концентрацию загрязняющих веществ в 4 × 5 × 10 = 200 раз, не увеличивая при этом расход воздуха. Снижением температуры (и влажности) мы можем увеличить ощущаемое качество воздуха еще в два раза, т.е. до уровня 400. При этом отмечает, что нам не нужно такое кардинальное повышение значения качества внутреннего воздуха, и делает вывод, что на практике нет необходимости в таком улучшении качества воздуха, а потому имеются дополнительные возможности для экономии энергии при снижении расхода вентиляционного воздуха.

Обратите внимание, в качестве максимального значения нормы воздухообмена на человека в обоих случаях принимается величина не более 36 м³/ч. На базе более поздних исследований, выполненных в REHVA (Brelih N. Требования к вентиляции и качеству внутреннего воздуха в национальных нормативах стран Европы // – АВОК. – 2012. – №3), мы составили таблицу нормируемого воздухообмена в квартирах, офисе, школьном классе и игровой детсада основных стран Европы, включая скандинавские страны, и добавили значения по России исходя из положений в примечаниях.

Таблица 1 нормируемого воздухообмена в квартирах, офисе, школьном классе и игровой детсада стран Европы и России

Страна квартира на 2 человека, S = 50 м2, h = 2,5 м квартира на 4 человека, S = 90 м2, h = 2,5 м офис S = 12 м2/чел школьный класс, 2 м2/чел игровая детсада, 2 м2/чел кратность, ч-1 объем, м3/(ч·чел) кратность, ч-1 объем, м3/(ч·чел) объем, м3/(ч·чел) объем, м3/(ч·чел) объем, м3/(ч·чел) Германия 0,6 37 0,51 29 90 35 42 Великобри-тания 0,43 27 0,43 24 36 36 36 Финляндия 0,66 41 0,50 28 65 43 40 Норвегия 0,48 30 0,48 27 50 31 25 Франция 0,48 30 0,4 22 25 15 15 Польша 0,64 40 0,44 25 20 20 20 Россия 0,6 37-30 0,35 30 40 20 15

Примечания. Жилье для параметров квартир, принятых в таблице. При заселенности 20 м2/чел и объеме 20·2,5 (h) = 50 м3/чел максимальная кратность воздухообмена будет 30/50 = 0,6 ч-1, минимальная – 0,35 ч-1. Тогда объем воздуха для 1-ой квартиры будет: 0,6·50·2,5/2 = 37,5 м3/(ч·чел.), но норма остается 30 м3/(ч·чел.). Для 2-ой квартиры: поскольку 0,35·90·2,5/4 = 19,7 м3/(ч·чел.) – меньше, чем 30 м3/(ч·чел.), принимаем норму в 30 м3/(ч·чел.) в соответствии с табл. К. 1 Приложения К СП 60.13330.2012. Для офисов принимаем по той же табл. К. 1 – 40 м3/(ч·чел.). Для классов общеобразовательных школ полагается 2,5 м2/чел (табл. 5.2. СП 118.13330.2012), воздухообмен – 2 объема в час, но не менее 20 м3/(ч·чел) (табл. 7.1, 7.2). Для игровых детсада – 2,0 м2/чел (табл. 5.1), воздухообмен по притоку в климатических районах основного расселения в центре (IIВ), согласно Приложению 3 СанПиН 2.4.1.2660-10 по притоку, не нормируется, по вытяжке – 1,5 ч-1; для районов Сибири и Дальнего Востока (IВ), Севера, Кавказа и Прикаспия (А, Б и Г) по притоку – 2,5 ч-1,  по вытяжке – 1,5 ч-1 (приток: 2,5·2·3 (h) = 15 м3/(ч·чел), и вытяжка: 1,5·2·3 = 9 м3/(ч·чел)).

Анализ таблицы показывает, что нет большого отличия норм России (без увеличения на отсутствие проветривания) от норм основных стран Европы: по жилью мы даже впереди (больший воздухообмен), классы и игровые – на минимальном уровне, офисы – на среднем уровне, за исключением офисов в странах Германии, Финляндии и Норвегии, которые резко отличаются от большинства стран Европы, близких к нормируемому уровню воздухообмена в России.

Выводы

1. Установлены базовый удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию для жилой и офисной частей высотного здания, строящегося в Москве в размере 84,5 кВт·ч/м² площади квартир или полезной площади помещений офиса. Нормируемый с 2016 года расход тепловой энергии на те же цели будет 84,5·(1 – 0,3) = 59 кВт·ч/м². Для торгово-рекреационной стилобатной части здания, соответственно – 95,3 и 66,7 кВт·ч/м².
2. Рекомендовано заменить предлагаемое в табл. К.1 Приложения К СП 60.13330.2012 увеличение нормы воздухообмена на человека в жилых домах без естественного проветривания в 2 раза с 30 до 60 м³/ч, на такое же увеличение в 1,5 раза, как и для офисов (с 40 до 60 м³/ч), то есть вместо 60 м³/ч – 45м³/ч. В зарубежных нормативных документах отсутствует норма на увеличение воздухообмена в помещениях без естественного проветривания, а минимальная норма воздухообмена на человека ограничивается, как правило, для жилых зданий 28 м³/ч, а для офисов 36 м³/ч.
3. Для обеспечения нормируемых значений удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию высотного здания следует применять утилизацию теплоты вытяжного воздуха для нагрева приточного.

Литература

1. Ливчак В. И. Почему перегреваются офисные здания и что делать? // АВОК. – 2014. – №7.
2. Ливчак В. И. Базовый уровень потребления энергетических ресурсов при установлении требований энергетической эффективности зданий. Инженерные системы // АВОК-северо-запад. – 2014. – №1.
3. Табунщиков Ю. А., Шилкин Н. В., Миллер Ю. В. Методы и результаты оценки эффективности энергосберегающих решений // АВОК. – 2013. – № 7.

Приложение Ж (обязательное)

Расчет теплоэнергетических показателей на отопление и вентиляцию высотного здания за отопительный период

Ж.1 Расчетный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период при непрерывном режиме отопленияQот+вент.год.расч, кВт·ч, определяют по формуле:

Q_от.^{год.расч} = [Q_огр.^год + Q_инф.^год – (Q_быт^год + Q_инс^год)·υ·ζ]·(1 – ξ)·β_тп,      (Ж.1)

где Q_огр.^год – трансмиссионные теплопотери через наружные ограждения за отопительный период, кВт·ч; принимают по Ж.2;

Q_инф.^год – теплопотери здания на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха при выключенной приточной вентиляции за отопительный период, кВт·ч, принимают по Ж.3;

Q_быт^год – бытовые (технологические) тепловыделения за отопительный период, кВт·ч; принимают по Ж.5;

Q_инс^год – теплопоступления через светопрозрачные части окон, витражей, балконных дверей и фонарей от солнечной радиации за отопительный период, кВт·ч; принимают по Ж.6;

υ – коэффициент, учитывающий снижение использования теплопоступлений в период превышения их над теплопотерями; принимают:

• 0,8 – при ГСОП = 5 000 ⁰C•сут;
• 0,9 – при ГСОП = 9 000 ⁰C•сут;
• 0,7 – при ГСОП = 1 000 ⁰C•сут.;
• для других значений ГСОП – интерполяцией;

ζ – коэффициент эффективности систем автоматического регулирования подачи теплоты на отопление; принимают:

• 1,00 – в однотрубной системе с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе, в однотрубной или двухтрубной системе с поквартирной горизонтальной разводкой;
• 0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе;
• 0,90 – в однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;
• 0,85 – в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;
• 0,70 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха;
• 0,60 – то же без автокоррекции по температуре внутреннего воздуха;
• 0,50 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе (регулирование центральное в ЦТП или котельной в зависимости от изменения наружной температуры);

ξ – коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета потребленной тепловой энергии; из-за отсутствия статистических данных принимают ξ = 0,1 для центральных систем отопления с измерением теплоотдачи на отопительном приборе или на стояке; ξ = 0,15 для квартирных систем отопления с измерением теплосчетчиком в целом на квартиру; ξ = 0 для общественных зданий;

β _тп – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери системы отопления, связанные с теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторныеучастки ограждений; в приточной вентиляции общественных зданий – учитывающий теплопотери воздухововодов, проложенных в неотапливаемых помещениях; принимают:

• 1,13 – для многосекционных и других протяженных зданий с неотапливаемым чердаком и техническим подпольем;
• 1,11 – для зданий башенного типа также с неотапливаемым чердаком и техническим подпольем;
• 1,07 – для жилых зданий с отапливаемыми подвалами или отапливаемыми чердаками;
• 1,05 – для жилых зданий с отапливаемыми подвалами и чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты.

Примечание. Расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию (кондиционирование) в течение отопительного периода общественного здания при периодическом режиме эксплуатации следует определять по СП (ENISO 13790:2008).

Ж.2 Трансмиссионные теплопотери через наружные ограждения за отопительный период, Q_огр.^год, кВт·ч, определяют по формуле:

Q_огр.^год =24·10^-3·K_тр.^пр·ГСОП·А_{огр.сум},     (Ж.2)

где K_mр.^пр – приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м²·⁰C); определяют в соответствии с СТО НОП 2.1–2014 «Требования к содержанию и расчету показателей энергетического паспорта проекта жилого и общественного здания» (М. 2014).

ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, ⁰C·сут, принимать по разделу 10;

А_{огр.сум} – суммарная площадь наружных ограждений оболочки здания, м².

Ж.3 Теплопотери здания за счет инфильтрации наружного воздуха за отопительный период Qинф.год, кВт·ч, определяют по формуле:

Q_инф.^год= 24·10^-3·K_инф.^усл ·ГСОП·А_{огр.сум},        (Ж.3)

где K_инф.^усл – условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха, Вт/(м²·⁰C); определяют в соответствии с СТО НОП 2.1–2014;

ГСОП, А_{огр.сум} – то же, что в формуле (Ж.2).

Ж.4 Бытовые (технологические) тепловыделения за отопительный период Q_быт.^год, кВт·ч, определяют по формуле:

Q_быт.^год = q_быт  · t· z_от.п · A·10^-3,      (Ж.4)

где q_быт – удельная величина бытовых (технологических) тепловыделений за средний час суток рабочего времени в отопительном периоде, отнесенная к м²жилой площади для жилых зданий или к м² полезной площади помещений для общественных зданий, Вт/м²; принимают по таблице Ж.1. Для многоквартирных домов рекомендуется принимать в зависимости от расчетной заселенности квартир – A_кв/n (где A_кв – площадь квартир, n– количество жителей в доме) по формуле: q_быт = 17 – (A_кв/n – 20)•7/25;

t – рабочее время использования помещения (средне-месячное), по таблице Ж.1;

z_от.п – продолжительность отопительного периода, сут;

A – жилая площадь квартир, A_ж, м², или полезная площадь помещений общественного здания, A_пол, м².

Ж.5 Теплопоступления через светопрозрачные части окон, витражей, балконных дверей и фонарей от солнечной радиации в течение отопительного периода Q_инс^год, кВт·ч, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям (возможно и по восьми румбам), определяют по формуле:

Q_инс^год = [τ_1ок τ_2ок(А_ок1I₁ + А_ок2I₂ + А_ок3I₃ + А_ок4I₄) + τ_1фон τ_2фонА_фонI_гор],         (Ж.5)

где τ_1ок, τ_1фон – коэффициенты затенения непрозрачными элементами соответственно окон и зенитных фонарей; принимают по данным производителя;;

τ_2ок, τ_2фон – коэффициенты относительного пропускания солнечной радиации для светопрозрачных заполнений соответственно окон и зенитных фонарей; принимают по данным производителя;

Примечание – Мансардные окна с углом наклона заполнений к горизонту 45° и более следует считать как вертикальные окна, с углом наклона менее 45° – как зенитные фонари.

A_ок.1, A_ок.2, A_ок.3, A_ок.4 – площадь световых проемов фасадов здания, соответственно ориентированных по разным направлениям, исключая площадь окон, витражей и прозрачной части балконных дверей лестнично-лифтовых узлов, м²;

I₁, I₂, I₃, I₄ – средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по разным фасадам здания, кВт·ч/м²; принимают по СП 23-101;

A_фон – площадь световых проемов зенитных фонарей здания, м²;

I_гор – средняя за отопительный период величина солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, кВт·ч/м²; принимают по СП 23-101.

Таблица Ж.1(подробнее) Исходные данные для расчета годового потребления тепловой энергии для жилых и общественных зданий различного назначения

Ж.6 Расчетный расход тепловой энергии на приточную вентиляцию Q_вент.^{год.расч} кВт·ч, за отопительный период определяют по формуле:

Q_вент.^{год.расч} = 0,28·L_вент·ρ_в·c_а·(A/A_l)·t·ГСОП·(1-η_ут)·β_{тп.вент.} (Ж.6)

где L_вент – норма расхода наружного приточного воздуха для вентиляции, м³/ч на одного человека.В жилых домах с возможностью естественного проветривания –30 м³/ч, без проветривания – 40 м³/ч на человека; в административных зданиях с возможностью естественного проветривания – 40 м³/ч, без проветривания – 60 м³/ч на человека; в помещениях торгово-рекреационного назначения (в стилобатах), где посетители находятся менее 2 ч – 20 м³/ч на человека при 10 м²полезной площади на одного человека независимо от возможности проветривания;

ρ_в – плотность воздуха при расчетной температуре внутреннего воздуха, кг/м³; принимают по формуле:ρ_в = 353/(273+t_в); (Ж.7)

c_а – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг•⁰C); принимают c_а= 1,006 кДж/(кг•⁰C);

A – общая площадь квартир, A_кв, м², или полезная площадь помещений общественного назначения, A_пол, м²;

A_l – общая площадь квартирили полезная площадь помещений, м², приходящаяся на одного человека;

t– рабочее время использования помещения в день (среднемесячное), ч;

ГСОП – то же, что в формуле (Ж.2);

η_ут – коэффициент эффективности устройств утилизации теплоты удаляемого воздуха для нагрева приточного; назначает разработчик или принимают по таблице К.1;

β_{тп.вент.} – коэффициент потерь теплоты в системе теплоснабжения калориферов, по умолчанию принимают β_{тп.вент.} = 1,05.

Таблица Ж.2 Эффективность системы утилизации теплоты удаляемого воздуха для нагрева приточного

Тип утилизатора Коэффициент ηут Роторный с аккумулирующей насадкой 0,80 Пластинчатый противоточный 0,80 Пластинчатый перекрестно-точный 0,60 С промежуточным теплоносителем 0,45

Ж.7 Расчетный годовой расход тепловой энергии на тепловые завесы Q_т.з.^{год.расч.}, кВт·ч, определяют по формуле (Ж.8), предполагая снижение температуры притока с повышением температуры наружного воздуха при постоянстве расхода теплоносителя:

Q_т.з.^{год.расч.} = Q_т.з.пр.^р · t · ГСОП / (t_в – t_н^р),   (Ж.8)

где Q_т.з.^р.пр– расчетный расход тепловой энергии на тепловую завесу, кВт, из проекта;

t – рабочее время использования помещения (средне-месячное), по таблице Ж.1;

t_в – расчетная температура воздуха в помещениях стилобата (магазины, вестибюли, холлы) – 18 ⁰C;

t_н^р – расчетная температура наружного воздуха для проектирования системотопления нижней части здания, принимать в соответствии с СП 60.13330.2012.

Ж.8 Расчетный удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию, отнесенный к градусо-суткам отопительного периода региона строительства, θ_{от+вент.}^{год.расч}, Вт·ч/(м²·⁰C·сут):

θ_{от+вент.}^{год.расч} = (Q_от.^{год.расч} + Q_вент.^{год.расч} + Q_т.з.^{год.расч}) /A_{огр.сум,} / ГСОП (Ж.9)

Ж.9 В общественных зданиях с периодическим режимом эксплуатации для повышения энергоэффективности следует использовать режим периодического отопления (охлаждения) и вентиляции таких зданий с выключением отопления после окончания рабочего дня, «натопом» перед началом работы, чтобы восстановить температуру воздуха в помещениях до нормируемых показателей, и умеренное отопление в течение рабочего дня с использованием естественного охлаждения (охлаждение без затрат энергии на производство холода, например, охлаждение наружным воздухом с температурой ниже температуры воздуха охлаждаемого помещения). При этом следует осуществлять контроль температуры воздуха в помещениях, чтобы при снижении ее ниже допустимой за длительный период отключения, происходило автоматическое включение отопления до достижения заданных значений температуры внутреннего воздуха.

Методика определения длительности отопительного и охладительного периодов и расчета величин годовых затрат теплоты/холода на отопление/охлаждение и вентиляцию (кондиционирование) приведены в СП (EN ISO 13790:2008) «Энергетическая эффективность зданий. Расчет потребления тепловой энергии для отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения».

¹ Постановление Правительства Российской Федерации от 25 января 2011 г. № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».

² Указ Президента России № 899 от 04.06.2008 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики».