Расчет теплопотерь здания

Содержание:

Теплопотери окон
Пример теплотехнического расчета
- Теплопотери через стены
- Определение потерь через вентиляцию
Какие мероприятия планируют по результатам анализа теплопотерь
Расчёт радиаторов
Теплопотери окон
Учет тепла на подогрев воздуха
Потери тепла через внешнюю оболочку
Потери тепла через полы
Особенности подбора радиаторов
Теплопроводность труб
Расчет потерь тепла
Маркировка стеклопакета
P. S. (25.02.2016)
1 Исходные данные
Замечания и выводы.

Теплопотери окон

Что совершенно невозможно утеплить, так это окна. Теплопотери окон – самая большая величина, которой описывается количество тепла, покидающего ваш дом. Какими бы вы не сделали свои стеклопакеты – двухкамерными, трехкамерными или пятикамерными, теплопотери окон все равно будут гигантскими.

Как сократить теплопотери через окна? Во-первых, стоит сократить площадь остекления во всем доме. Конечно, при большом остеклении дом выглядит шикарно, и его фасад напоминает вам о Франции или Калифорнии. Но тут уже что-то одно – или витражи в половину стены или хорошее теплосопротивление вашего дома.

Хотите снизить теплопотери окон — не планируйте большую их площадь.

Во-вторых, следует хорошо утеплять оконные откосы – места прилегания переплетов к стенам.

И, в-третьих, стоит использовать для дополнительного сбережения тепла новинки строительной отрасли. Например, автоматические ночные теплосберегающие ставни. Или пленки, отражающие тепловое излучение обратно в дом, но свободно пропускающие видимый спектр.

Пример теплотехнического расчета

Расчет теплопотерь помещения как основа подбора отопительной системы

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (zоп) продолжается 148 суток. Усредненная температура на протяжении отопительного периода при среднесуточных температурных показателях воздуха на улице 8⁰ — tот = -2,3⁰. Температура снаружи в отопительный сезон — tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома — важнейший момент на этапе его проектирования. От итогов расчета зависит и выбор стройматериалов, и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремиться нужно к тому, чтобы они были максимально целесообразными

В качестве наружного утеплителя, толщиной 5 см, использована минеральная вата. Значение Кт для нее — 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме — 15 шт. по 2,5 м² каждое.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qс = (242,5 : 4.375) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт.

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньшими, поскольку в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

Qв = (700 х 2) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 20 776 Вт.

Если Кв = 1:

Qв = (700 х 1) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.

Эффективную вентиляцию жилых домов обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД у первых выше, он достигает 90%.

Какие мероприятия планируют по результатам анализа теплопотерь

Расчет водяного теплого пола , онлайн калькулятор теплопотери

При выявлении тепло утечки принимают решение о капитальном ремонте здания. В целях энергосбережения утепляют наружные стены, монтируют более мощные и современные системы отопления. Устанавливают более качественные окна, с большим числом стеклопакетов, оказывающие тепловое сопротивление потерям. Однако чаще всего производят ремонт кровли, поскольку она является наиболее уязвимым местом для выхода тепла.

Если ваша семья, даже при наличии «теплых полов», оконных стеклопакетов, застекленной лоджии и современной входной двери, мерзнет – причину нужно искать в утечках теплового ресурса. Расчетные данные будут поводом для обращения в управляющую компанию и инициации соответствующих действий с ее стороны.

Расчёт радиаторов

Расчет электропроводки в частном доме онлайн калькулятор. расчет электрики в квартире

В нашем случае мы будем использовать стандартные алюминиевые радиаторы высотой 0,6 м. Мощность каждого ребра такого радиатора при температуре 70 °С составляет 150 Вт. Далее мы посчитаем мощность каждого радиатора и количество условных рёбер:

комната 1: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем 10 условных рёбер, но поскольку у нас два радиатора, оба под окнами, мы возьмём один с 6-ю рёбрами, второй с 4-мя.
комната 2: 28 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1344 Вт. Округляем до 1500 и получаем один радиатор с 10-ю рёбрами.
комната 3: 56 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2688 Вт Округляем до 2700 и получаем три радиатора: 1-й и 2-й по 5 рёбер, 3-й (боковой) — 8 рёбер.
прихожая: 22,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 1075,2 Вт. Округляем до 1200 и получаем два радиатора по 4 ребра.
ванная: 11,2 м3 · 45 Вт · 1,2 = 600 Вт. Тут температура должна быть немного выше, получается 1 радиатор с 4-мя рёбрами.
туалет: 8,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 403,2 Вт. Округляем до 450 и получаем три ребра.
кухня: 43,4 м3 · 40 Вт · 1,2 = 2083,2 Вт. Округляем до 2100 и получаем два радиатора по 7 рёбер.

В конечном результате мы видим, что нам необходимо 12 радиаторов общей мощностью:

900 + 600 + 1500 + 750 + 750 + 1200 + 600 + 600 + 600 + 450 + 1050 + 1050 = 10,05 кВт

Исходя из последних расчётов, видно, что наша индивидуальная система отопления без проблем справится с возложенной на неё нагрузкой.

Теплопотери окон

Хотите снизить теплопотери окон — не планируйте большую их площадь.

Во-вторых, следует хорошо утеплять оконные откосы – места прилегания переплетов к стенам.

Учет тепла на подогрев воздуха

Выполняя расчет теплопотерь здания, важно учесть количество тепловой энергии, расходуемой системой отопления на подогрев вентиляционного воздуха. Доля этой энергии достигает 30% от общих потерь, поэтому игнорировать ее недопустимо

Рассчитать вентиляционные теплопотери дома можно через теплоемкость воздуха с помощью популярной формулы из курса физики:

Qвозд = cm (tв — tн). В ней:

Qвозд — тепло, расходуемое системой отопления на прогрев приточного воздуха, Вт;
tв и tн — то же, что в первой формуле, °С;
m — массовый расход воздуха, попадающего в дом снаружи, кг;
с — теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг °С).

Здесь все величины известны, кроме массового расхода воздуха при вентиляции помещений. Чтобы не усложнять себе задачу, стоит согласиться с условием, что воздушная среда обновляется во всем доме 1 раз в час. Тогда объемный расход воздуха нетрудно посчитать путем сложения объемов всех помещений, а затем нужно перевести его в массовый через плотность. Поскольку плотность воздушной смеси меняется в зависимости от его температуры, нужно взять подходящее значение из таблицы:

Температура воздушной смеси, ºС	— 25	— 20	— 15	— 10	— 5	+ 5	+ 10
Плотность, кг/м3	1,422	1,394	1,367	1,341	1,316	1,290	1,269	1,247

Пример. Необходимо просчитать вентиляционные теплопотери здания, куда поступает 500 м³ в час с температурой -25°С, внутри поддерживается +20°С. Сначала определяется массовый расход:

m = 500 х 1,422 = 711 кг/ч

Подогрев такой массы воздуха на 45°С потребует такого количества теплоты:

Qвозд = 0.28 х 711 х 45 = 8957 Вт, что примерно равно 9 кВт.

По окончании расчетов результаты тепловых потерь сквозь наружные ограждения суммируются с вентиляционными теплопотерями, что дает общую тепловую нагрузку на систему отопления здания.

Представленные методики вычислений можно упростить, если формулы ввести в программу Excel в виде таблиц с данными, это существенно ускорит проведение расчета.

Потери тепла через внешнюю оболочку

Для эффективного использования энергетических ресурсов надо создать сплошную защиту объекта недвижимости с хорошими изоляционными характеристиками. Ниже приведены особенности отдельных частей зданий, которые необходимо учитывать при проектировании.

Существенные потери через конструкцию кровли заставляют уделять повышенное внимание расчету. Сложнее всего работать с деревянными элементами, форма которых нестабильна при изменении влажности (температуры)

Стены лучше утеплять снаружи, чтобы не сдвигать внутрь точку росы. Полы, как правило, изолируют сверху. Однако вполне допустимы исключения. Так, при монтаже заливного фундамента можно устанавливать соответствующую защиту снизу.

Тепловые потери через окна уменьшают многокамерными рамами. Из специальных стекол собирают пакеты с безвоздушными промежутками. Отдельно проверяют характеристики вентиляции. Доступ свежего воздуха необходим. Однако корректная регулировка таких систем при соблюдении санитарных норм поможет повысить энергетическую эффективность на 10-15%.

Потери тепла через полы

Потери тепла через полы рассчитываются по той же формуле:
Q_пола = k_пола * F_пола (t_вн — t_нар),
где Q_пола — теплопотери, Вт;
k_пола — коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2*град.C);
F_пола — площадь пола;
t_вн — температура воздуха внутри, град. C; можно принимать 20 град.С

t_нар — температура воздуха/грунта снаружи, град. C; можно принимать 5 град.С

Пол над грунтом

Если пол находится на лагах, над неотапливаемым подвалом, k_пола рассчитывается по формуле:
где k — коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2*град.C);
d₁ — толщина первого слоя пола (например, бетон), м;
λ₁ — коэффициент теплопроводности первого слоя пола, Вт/(м*K); дает производитель материала, или можно взять по таблице коэффициентов теплопроводности

d₂ — толщина второго слоя пола (например, пенополистирол), м;
λ₂ — коэффициент теплопроводности второго слоя пола, Вт/(м*K); по принципу λ₁.

d_n, λ_n — если есть еще слои — по принципу d₁ и λ₁;
α_вн — коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к полу; принимаем равным 6.

α_нар — коэффициент теплоотдачи от пола к наружному воздуху/грунту. см. ниже

Под полом	α, Вт/(кв.м.*град.C)
холодный подвал, сообщающийся с наружным воздухом	17
неотапливаемые подвалы со световыми проемами в стенах	12
неотапливаемые подвалы без световых проемов в стенах выше уровня земли, технические подполья ниже уровня земли	6

Пол на грунте

Если пол расположен непосредственно на грунте, то k_пола рассчитывается по формуле:

,
где d — толщина утепляющего слоя, м;
λ — коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, Вт/(м2*град.C);
R_c по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимаем равным 2,1 для 1-й зоны; 4,3 для 2-й зоны; 8,6 для 3-й зоны и 14,2 для оставшейся площади.

Особенности подбора радиаторов

Стандартными компонентами обеспечения тепла в помещении являются радиаторы, панели, системы “тёплый” пол, конвекторы и т. д. Самыми распространёнными деталями отопительной системы есть радиаторы.

Тепловой радиатор – это специальная полая конструкция модульного типа из сплава с высокой теплоотдачей. Он изготавливается из стали, алюминия, чугуна, керамика и других сплавов. Принцип действия радиатора отопления сводится к излучению энергии от теплоносителя в пространство помещения через “лепестки”.

Алюминиевый и биметаллический радиатор отопления пришёл на смену массивным чугунным батареям. Простота производства, высокая теплоотдача, удачная конструкция и дизайн сделали это изделие популярным и распространённым инструментом излучения тепла в помещении

Существует несколько методик расчёта радиаторов отопления в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности вычислений.

Варианты вычислений:

По площади. N=(S*100)/C, где N – количество секций, S – площадь помещения (м2), C – теплоотдача одной секции радиатора (Вт, берётся из тех паспорта или сертификата на изделие), 100 Вт – количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м2 (эмпирическая величина). Возникает вопрос: а каким образом учесть высоту потолка комнаты?
По объёму. N=(S*H*41)/C, где N, S, C – аналогично. Н – высота помещения, 41 Вт – количество теплового потока, которое необходимо для нагрева 1 м3 (эмпирическая величина).
По коэффициентам. N=(100*S*к1*к2*к3*к4*к5*к6*к7)/C, где N, S, C и 100 – аналогично. к1 – учёт количества камер в стеклопакете окна комнаты, к2 – теплоизоляция стен, к3 – соотношение площади окон к площади помещения, к4 – средняя минусовая температура в наиболее холодную неделю зимы, к5 – количество наружных стен комнаты (которые “выходят” на улицу), к6 – тип помещения сверху, к7 – высота потолка.

Это максимально точный вариант расчёта количества секций. Естественно, что округление дробных результатов вычислений производится всегда к следующему целому числу.

Теплопроводность труб

Теплопроводность труб — один из показателей, который необходимо учитывать при проектировании коммуникаций, транспортирующих нагретые жидкости. Это, прежде всего, отопительные системы ЖКХ. За основу расчетов берется теплопроводность стенки трубы – физическая характеристика, которая определяет способность изделия проводить тепловую энергию, получаемую от теплоносителя. Теплообмен происходит во всех трубопроводных системах, а показатели теплопроводности зависят прежде всего от материала, из которого изготовлена труба.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности представляет собой величину, которая показывает, какой объём тепла способна перенести единица поверхности трубы за 1 секунду.

Теплопроводность металла определили более 150 лет назад. Тогда и было установлено, что тепло передают хаотически движущиеся электроны, находящиеся в свободном состоянии. А их в металлах огромное количество. Это объясняет, почему металлы обладают более высокой теплопроводностью, нежели диэлектрики.

Значение коэффициента теплопроводности трубопроводной продукции зависит от свойств материала изготовления: пористости, плотности и т.д. С увеличением этого показателя снижается теплозащита труб, поскольку они способны пропустить большое количество тепла.

При проектировании систем, транспортирующих нагретую среду, нужно правильно рассчитать коэффициент теплопроводности, поскольку данная характеристика влияет на работу всей системы. К примеру, высокая теплопроводность металлов в разных случаях может быть, как достоинством, так и недостатком. Если речь идёт о металлических отопительных приборах, то это является плюсом. А при создании коммуникаций, предназначенных для подачи теплоносителя в сеть горячего водоснабжения или отопления, это является минусом в виду больших теплопотерь.

Коэффициент теплопроводности рассчитывается по формуле:

H – площадь участка трубы, через который проводится тепло;

Теплопроводность полипропиленовых труб

Благодаря уникальному сочетанию свойств, трубы из полипропилена выгодно выделяются на фоне трубной продукции из других материалов. Они идеально подходят для устройства отопительных магистралей и сетей горячего водоснабжения. Это в первую очередь объясняется низким коэффициентом теплопроводности, который в нормальных условиях составляет 0,24 Вт/моК. Это гораздо ниже, чем у труб из других материалов. Например, у медных изделий данный показатель достигает 400 Вт/моК. Благодаря низкому коэффициенту теплопроводности полипропилена, использование ПП труб позволило практически полностью избавиться от проблемы появления конденсата на наружной поверхности трубопровода.

Теплопроводность стальных труб

Как уже было сказано выше, металлические изделия хорошо проводят тепло, соответственно, обладают высоким показателем теплопроводности. За среднее значение коэффициента теплопроводности принимается величина 74 Вт/моК. При расчёте точного показателя учитываются разные факторы: форма трубы, наличие краски, температура внешней среды и прочее.

При необходимости снизить уровень отдачи тепла стальными трубами и тем самым сэкономить расходы на подогрев теплоносителя, прокладывается теплоизоляция. На современном строительном рынке представлен огромный выбор теплоизоляционных материалов.

Полиэтилен – хороший диэлектрик. Коэффициент теплопроводности данного материала составляет 0,36-0,43 Вт/моК. Низкая теплопроводность особенно важна для коммуникаций, транспортирующих нагретые носители. Благодаря хорошим теплоизоляционным свойствам, на полиэтиленовых трубах с наружной стороны практически не образуется конденсат.

Теплопроводность ПВХ труб

Трубы из поливинилхлорида также широко используются для монтажа трубопроводов различного назначения. Они обладают низким коэффициентом теплопроводности – 0,19 Вт/моК.

Теплопроводность является важным показателем, который следует учитывать при разработке проектной документации на создание той или иной трубной системы. Зная коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлены трубы, можно создать эффективную систему коммуникаций без теплопотерь.

Расчет потерь тепла

Для точного расчета теплопотерь потребуется подготовить исходные данные по конкретному объекту (объем, высота здания, его местоположение), а также нормативные документы, содержащие таблицы различных коэффициентов, показателей. Сначала рекомендуется рассчитать все составляющие формулы, записать данные, затем подставить данные формулы.

Основные формулы

Для расчета используется следующая формула:

Q_от = а*V*q_от *(t_в — t_нр)*(1 + К_ир)*10-6 Гкал/час

а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30оС, для которой обозначена характеристика q_от;
V – объем здания по внешнему периметру;
q_от — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30оС;
t_в –температура воздуха внутри помещения;
t_нр–температура снаружи конкретного местоположения (местности), в котором расположено здание;
К_ир–коэффициент инфильтрации, определяемый тепловым, ветровым напором.

Из приведенных выше составляющих формулы к числу исходных данных относится объем помещения, поправочный коэффициент, удельную характеристику здания, расчетные температуры необходимо взять из документации, а коэффициент инфильтрации рассчитать по формуле:

273 + t_нр

К_ир= 10-2 √[2gL(1 — ————-) + w_p2]

273 + t_в

g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с2);

L – высота строения;

w_p— обусловленная данным регионом скорость ветра отопительного периода.

Необходимая документация

Часть данных необходимо взять в нормативной документации, рекомендуется скачать эти документы или найти их онлайн:

Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя (1);

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (2);

Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (3);

Строительная климатология (4).

Для удобства литература пронумерована. Далее соответствующая документация будет обозначаться сокращенно (например, Д3).

Исходные данные. Предварительные подсчеты

Рассмотрим расчет теплопотерь на примере административного здания города Омск. Высота здания – 9 метров. Объем здания по внешнему периметру – 8560 кубических метров.

В Таблице 3.1 – Климатические параметры холодного периода года (Д4) напротив соответствующего города находим 5-ую графу, температуру воздуха наиболее холодной пятидневки. Для Омска данный показатель равен – 37оС.

В 20-й графе этой же таблицы находим скорость ветра данного города. Данный показатель составляет 2,8 м/с.

В пункте 1.2 (Д1) находим Таблицу 2, поправочный коэффициент а для жилых помещений. В таблице представлены коэффициенты температуры шагом 5 градусов, соответственно есть данные температуры — 35 оС (коэффициент 0,95), — 40 оС (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 оС, получаем – 0,93.

Далее п.3 (Д3) находим Классификацию помещений и определяем категорию анализируемого помещения. Поскольку речь идет об административном здании, ему присваивается категория 3в (пространство пребывания большого количества людей без верхней одежды в положении стоя).

Таблица 3 (Д3) Допустимые, достаточные значения увлажненности воздуха, силы ветра, температурного режима гражданских помещений – находим показатель Температура (оптимальная) для нашего типа здания (3в). Показатель составляет 18-20 градусов. Выбираем наименьшую границу 18оС.

Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м3. Коэффициент составляет 0,38.

Все данные подготовлены:

g – 9,8 м/с2;

L – 9 м;

w_p– 2,8 м/с;

а –0,93;

V – 8560 м3;

q_от – 0,38;

t_в – 18оС;

t_нр– — 37оС;

К_ир– необходимо рассчитать.

Далее можно просто подставить цифры формулы.

Итоговый расчет

Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:

273 + (-37)

К_ир= 10-2 √ = 0,4

273 + 18

Q_от = 0,93*8560*0,38*(18 – (-37))*(1 + 0,4)*10-6 Гкал/час = 232933 *10-6 Гкал/час = 0,232933 Гкал/час

Для большего понимания, посмотрите данное видео:

Маркировка стеклопакета

На каждом сертифицированном изделии имеется маркировка. Она содержит информацию о типе, толщине, пространстве между листами, количестве камер, составе газа, уровне теплопотерь.

В России применяется два стандарта маркировок — международная (для импортных изделий) и ГОСТ (отечественного производства).

Для однокамерных — “ХХ—Х—ХХ”
Для двухкамерных — “ХХ—Х—ХХ—Х—ХХ”

Вместо буквы “Х” применяются:

Сорт, толщина листа обозначаются как в приведенной ниже таблице
Тип газа внутри пакета

Газонаполнение

Размер внутренних камер — обозначается цифрами, может колебаться от 0.6 до 3.6 см

СП — сокращенное обозначение пакета
О и Д — однокамерный и двухкамерный СП

УД, Э, С, М, Ш — ударостойкие, энергосберегающие, солнцезащитные, морозостойкие, шумозащитные.

Сорта используемого материала обозначаются следующим образом:

Типы стекол по ГОСТ

P. S. (25.02.2016)

Почти через год после написания статьи удалось разобраться с вопросами, озвученными чуть выше.

Во-первых, программа расчета теплопотерь в Excel по методике А.Г. Сотникова считает все правильно — точно по формулам А.И. Пеховича!

Во-вторых, внесшая сумятицу в мои рассуждения формула (3) из статьи А.Г. Сотникова не должна выглядеть так:

R₂₇=δ_усл/(2*λ_гр)=К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

В статье А.Г. Сотникова — не верная запись! Но далее график построен, и пример рассчитан по правильным формулам!!!

Так должно быть согласно А.И. Пеховичу (стр 110, дополнительная задача к п.27):

R₂₇=δ_усл/λ_гр=1/(2*λ_гр)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

Отсюда:

δ_усл=R₂₇*λ_гр=(½)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

1 Исходные данные

2.1.1 Источником
теплоснабжения является ТЭЦ в составе АО-энерго, входящего в РАО «ЕЭС России».

На балансе
АО-энерго находятся магистральные и часть распределительных водяных ТС,
основная часть распределительных и квартальные сети эксплуатируются
муниципальным предприятием; ТС на промпредприятия, составляющие незначительную
долю всех ТС, находятся на балансе промпредприятий.

Присоединенная
тепловая нагрузка по договорам составляет 1258 Гкал/ч; в том числе
коммунально-бытовая 1093 и промышленная 165 Ткал/ч; отопительно-вентиляционная
тепловая нагрузка составляет 955 Гкал/ч, максимальная нагрузка на горячее
водоснабжение (по закрытой схеме) — 303 Гкал/ч; отопительно-вентиляционная
нагрузка коммунально-бытового сектора — 790 Гкал/ч, в том числе отопительная —
650 и вентиляционная — 140 Гкал/ч.

Утвержденный
АО-энерго температурный график отпуска тепла (рисунок настоящих Рекомендаций) — повышенный, расчетными
температурами воды 150/70 °С при расчетной температуре наружного воздуха t_н.р = -30 °С, со срезкой 135 °С, спрямлением для горячего
водоснабжения (ГВС) 75 °С.

2.1.2 Тепловая
сеть двухтрубная тупиковая; ТС выполнены в основном подземной канальной и
надземной на низких опорах прокладкой, другие виды прокладки (бесканальная, в
проходных каналах и т.п.) занимают незначительный объем (по материальной
характеристике). Тепловая изоляция выполнена из минераловатных изделий.

Продолжительность
отопительного периода 5808 ч, летнего — 2448, ремонтного — 504 ч.

2.1.3
Материальная характеристика ТС на балансе АО-энерго по участкам представлена в
таблице настоящих
Рекомендаций.

2.1.4
Среднемесячные и среднегодовые значения температуры наружного воздуха и грунта
(на средней глубине залегания трубопроводов) по данным местной
метеорологической станции или климатических справочников, усредненным за
последние 5 лет, приведены в таблице
настоящих Рекомендаций.

2.1.5
Среднемесячные значения температуры сетевой воды в подающем и обратном
трубопроводах по утвержденному температурному графику отпуска тепла при
среднемесячных значениях температуры наружного воздуха и среднегодовые значения
температуры сетевой воды приведены в таблице настоящих Рекомендаций.

2.1.6 Результаты
испытаний по определению тепловых потерь в виде поправочных коэффициентов к
удельным тепловым потерям по нормам проектирования составляют: в среднем по
надземной прокладке — 0,91; по подземной — 0,87. Испытания проводились в 1997
г. в соответствии с РД
34.09.255-97 [].

Испытаниям
подвергались участки магистрали № 1 ТЭЦ ÷ ТК-1 и TK-1 ÷ TK-2 надземной прокладки с наружными
диаметрами 920 и 720 мм протяженностью соответственно 1092 и 671 м и участки
магистрали № 2 TK-1 ÷ TK-4 и ТК-4 ÷ ТК-6 подземной
канальной прокладки с наружными диаметрами 920 и 720 мм протяженностью
соответственно 88 и 4108 м. Материальная характеристика испытанных сетей
составляет 38 % всей материальной характеристики ТС на балансе АО-энерго.

2.1.7 Ожидаемый
(планируемый) отпуск тепловой энергии, определяемый планово-экономическими
службами энергоснабжающей организации по месяцам и за год, приведен в таблице настоящих Рекомендаций (без учета
количества тепла на промпредприятия).

Замечания и выводы.

Теплопотери здания через пол и стены в грунт, полученные по двум различным методикам существенно разнятся. По алгоритму А.Г. Сотникова значение Q_Σ=16,146 КВт, что почти в 5 раз больше, чем значение по общепринятому «зональному» алгоритму — Q_Σ=3,353 КВт!

Дело в том, что приведенное термическое сопротивление грунта между заглубленными стенами и наружным воздухом R₂₇=0,122 м2·°С/Вт явно мало и навряд ли соответствует действительности. А это значит, что условная толщина грунта δ_усл определяется не совсем корректно!

К тому же «голый» железобетон стен, выбранный мной в примере — это тоже совсем нереальный для нашего времени вариант.

Внимательный читатель статьи А.Г. Сотникова найдет целый ряд ошибок, скорее не авторских, а возникших при наборе текста. То в формуле (3) появляется множитель 2 у λ, то в дальнейшем исчезает. В примере при расчете R₁₇нет после единицы знака деления. В том же примере при расчете потерь тепла через стены подземной части здания площадь зачем-то делится на 2 в формуле, но потом не делится при записи значений… Что это за неутепленные стены и пол в примере с R_ст=R_пл=2 м2·°С/Вт? Их толщина должна быть в таком случае минимум 2,4 м! А если стены и пол утепленные, то, вроде, некорректно сравнивать эти теплопотери с вариантом расчета по зонам для неутепленного пола.

Но самый главный вопрос автору (или редакции журнала) касается формулы (3) и графика:

R₂₇=δ_усл/(2*λ_гр)=К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

Насчет вопроса, относительно присутствия множителя 2 у λ_гр было уже сказано выше.

Я поделил полные эллиптические интегралы друг на друга. В итоге получилось, что на графике в статье показана функция при λ_гр=1:

δ_усл= (½)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

Но математически правильно должно быть:

δ_усл= 2*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

или, если множитель 2 у λ_гр не нужен:

δ_усл= 1*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))

Это означает, что график для определения δ_услвыдает ошибочные заниженные в 2 или в 4 раза значения…

Выходит пока всем ничего другого не остается, как продолжать не то «считать», не то «определять» теплопотери через пол и стены в грунт по зонам? Другого достойного метода за 80 лет не придумали. Или придумали, но не доработали?!

Прошу уважающих труд автора скачивать файл с программами расчетов после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла:

teplopoteri-cherez-pol-i-steny-v-grunt (xls 80,5KB)