Разработка и составление энергетического паспорта жилого здания»

 

Министерство образования  и науки Украины

Национальная  академия природоохранного

и курортного строительства

 

 

                                                                                                  

                                                                                                     Кафедра ТГВ                  

 

 

 

Расчетно-графическая  работа

 

По дисциплине : «Отопление»

 

« Разработка и составление энергетического  паспорта жилого здания» 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 Выполнил :

                                                                                            студент группы ТГВ – 401

                                                                 Молчанов А.А

                                                                Проверил :

                                                                  Маркин А.В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Симферополь 2008 г.

 

Содержание

 

 

 

1) Исходные данные по заданию:

2) Расчетные климатические параметры

3) Геометрические показатели  здания

4)  Проектные теплотехнические  показатели теплоизоляционной оболочки  здания

5)  Проектные энергетические показатели

6) Энергетический паспорт 

7) Список использованной  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2-

 

 

 

1) Исходные данные по заданию:

 

Район строительства город Полтава,здание без балконов и лоджий

 

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение величин	Единицы измерения	Значение
1	Длина здания	L	м	30
2	Ширина здания	В	м	16
3	Количество этажей	n	шт	5
4	Высота этажа	hэ	м	2,7
5	Толщина ограждающих конструкций	b	м	0,35
6	Ориентация продольной оси симметрии по сторонам света	_	_	З-В
7	Количество оконных  проемов: а ) по продольной стене  здания б ) по поперечной стене  здания	m пр m пп	шт шт	6 3
8	Размер оконного проема: а ) высота б ) ширина	a0 b0	м м	1,5 1,5
9	Количество входных  наружных дверей	m д	шт	2
10	Размер дверного проема а ) высота б ) ширина	a д b д		2,1 1,6
11	Ширина откоса	bотк	м	0,15
12	Однокамерные стеклопакеты и одинарное остекление в раздельных переплётах	№ поз	_	1
13	Однотрубная система  отопления с термостатами и без  авторегулирования на ИТП	№ поз	_	2
14	Коэффициент отношения  жилой площади здания отапливаемой	К ж	_	0,88

 

 

 

 

2) Расчетные климатические параметры

 

2.1) Определим количество градусо-суток отопительного периода района строительства

НГД = ( t_В – t_оп)* Z_оп = (20+1,9)*187=4095,3 ( градусо-суток )

 

-3-

Где   t_В = 20 ◦с расчетная температура внутреннего воздуха помещения здания (Приложение1)

t_оп = -1,9◦с - Средняя температура внешнего воздуха за отопительный периода(Приложение2)

Z_оп = 187сут.- продолжительность отопительного периода(Приложение2)

 

2.2) По количеству градусо-суток определим температурную зону

 

НГД =4095>3501 ( І климатическая зона )  ( Приложение 3)

 

2.3)  Расчетное количество градусо-суток для І климатической зоны принимаем :

Dd  =3750сут. ( градусо-суток )( Приложение 4)

 

 

3) Определение геометрических показателей  здания

 

  3.1) Отапливаемая площадь здания

 

F_h =  n *(L -2 b) *( В -2 b) = 5*(30-2*0,35)*(16-2*0,35) = 2241,5 (м²)

 

  3.2) Отапливаемый объем здания

 

V_h = n *(L -2 b) *( В -2 b)* h_э = 2241,5*2,7 = 6051,9 (м³)

 

3.3) Общая площадь оконных  и дверных откосов здания  F отк ,  м²

 

F отк = (2*( a₀+ b₀)*2* n*( m_пр + m _пп) + 2*( a_д + b_д  )* m_д  )* b_отк =

 

= (2*(1,5+1,5)*2*5*(6+3)+2*(2,1+1,6)*2)*0,15 = 83,2 (м²)

 

3.4) Общая площадь внешних  стен здания с учетом оконных  и дверных проемов и откосов     F ст , м²

 

F ст = 2*((L -2 b) +( В -2 b))* h_э* n + F отк =

=2*((30-2*0,35)+(16-2*0,35))*2,7*5+83,2 =1287,4 (м²)

 

3.5) Площадь оконных проемов фасадов здания, соответственно ориентированных

по четырём сторонам света F_C, F_В, F_Ю, F_{З ,} м²

 

F_0С = F_0Ю = a₀ * b₀ * m _пп * n = 1,7 * 2,1 * 2 * 4 = 28,56 (м²)

 

F_0В = F_0З = a₀ * b₀ * m _пр * n = 1,7 * 2,1 * 4 * 4 = 57,12 (м²)

 

 

-4-

 

3.6) Общая площадь окон F_{ок ,} м²

 

F_ок= F_0C+F_0В+ F_0Ю+ F_{0 З} = 2 * 28,56 + 2 * 57,12 = 171,36 (м²)

 

3.7 ) Общая площадь внешних дверей F_{д ,} (м²)

 

F_д = a_д * b_д * m_д = 2,1 * 1,8 * 2  = 7,56 (м²)

 

3.8 ) Площадь  внешних  стен (непрозрачная часть) , F_{нп ,} (м²)

 

F_нп = Fст – F_ок - F_д = 818,66 – 171,36 – 7,56 = 639,74 (м²)

 

3.9 ) Площадь  чердачного и цокольного перекрытий соответственно F_{ч ,}F_{ц ,} (м²)

 

F_ч  = F_ц  = (L -2 b) *( В -2 b) = (24-2*0,5)*(12-2*0,5) = 253 (м²)

 

3.10 ) Внутренняя общая  площадь ограждающих конструкций здания F_{Σ ,} (м²)

 

F_Σ = F_ст + F_ц + F_ч = 818,66 + 2 * 253 = 1324,66 (м²)

 

3.11 ) Площадь жилых  помещений и кухонь здания  определяется как сумма площадей  всех помещений квартиры за  исключением лоджий, балконов, веранд, терасс, холодных кладовых, внешних  тамбуров, F_{ж ,} (м²)

 

F_ж = F_{h *} К _ж = 1012* 0,83 = 839,96 (м²)

 

3.12 ) Коэффициент остекления  фасадов здания  m _ост

 

m _ост = F_ок/ (F_нп+ F_ок) = 171,36 /(639,74 + 171,36) = 0,211

 

3.13 ) Показатель компактности здания А _{к зд ,} м^-1

 

А _{к зд} = F_Σ/ V_h = 1324,66/ 2833,6 = 0,467 (м^-1)

 

 

4) Определение проектных  теплотехнических показателей теплоизоляционной  оболочки здания

 

4.1) Исходя из температурной  зоны района строительства здания  примем нормативные минимально  допустимые значения сопротивления  теплопередачи конструкций R_{q min  ,} м²*К/Вт

 

- Внешние стены    R_нп = 2,8 м²*К/Вт

- Покрытия и перекрытия неотапливаемых чердаков для зданий садового типа и зданий до 4 этажей включительно   R_ч = 4,95 м²*К/Вт

 

-5-

- Перекрытия над не отапливаемыми подвалами расположенными ниже уровня земли для                                                                                                                

зданий садового типа и зданий до 4 этажей включительно      R_ц = 3,75 м²*К/Вт

- Окна для зданий  садового типа и зданий до 4 этажей включительно        R₀ = 0,6 м²*К/Вт

- Входные двери в многоквартирные жилые здания    R_д = 0,44 м²*К/Вт

 

4.2) Приведенный коэффициент теплопередачи теплоизоляционной оболочки здания

 k_{Σ пр ,} Вт /( м^2* К)

 

k_{Σ пр} =ξ(F_нп/R _нп + F_о/ R_о+ F_д/ R _д  + F_ч/ R_ч + F_ц/ R_ц) /F_Σ =

 

 =1,13*(639,74/2,8 + 171,36/0,6 + 7,56/0,44 + 253/4,95 + 253/3,75)/1324,66 =

 

= 0,554 Вт /( м^2* К)

 

где ξ - коэффициент, который учитывает дополнительные теплозатраты для жилых зданий

ξ = 1,13(Приложение Н  ДБН   В. 2.6-31)

 

4.3) Условный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций здания который учитывает теплозатраты за счет инфильтрации и вентиляции k_инф, Вт/( м² *К),

 

k_инф = χ₂* c * n_об *υ_v * V_h * γ_в * η /F_Σ = 0,278*1*1*0,85*2833,6*1,25*0,7/1324,66=

 

= 0,44 Вт/( м² *К),

 

где  χ₂ = 0.278 - коэффициент размерности. (Приложение Н   ДБН   В. 2.6-31)

с =1 кДж/(кг*К) удельная теплоемкость воздуха, принимаемая равной (Приложение Н   ДБН   В. 2.6-31)

n_об= 1 час ^-1   средняя кратность воздухообмена жилого здания, за отопительный период(Приложение Н   ДБН   В. 2.6-31)

υ_v = 0,85 коэффициент учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. (Приложение Н   ДБН   В. 2.6-31)

γ_з, - средняя плотность воздуха, поступающего в помещение за счет инфильтрации и вентиляции, кг/м³,

 

γ_{з =} 353/ [273 + 0,5 * (t_В + t_{оп з})] = 353/ [273 + 0,5 *(20-1)] = 1,25 (кг/м³)

 

η = 0,7 коэффициент учета влияния встречного теплового потока в ограждающих конструкциях.

 

4.4) Общий коэффициент теплопередачи теплоизоляционной оболочки здания – K_зд , Вт/(м²*К),

 

K_зд = k_{Σ пр}+ k_инф = 0,554 + 0,44 = 0,99 Вт/(м²*К),

 

 

5)  Проектные энергетические  показатели

 

5.1) Общие теплозатраты через ограждающюю оболочку здания – Qk, кВт/час,

 

Qk = χ₁ * K_зд * Dd * F_Σ  = 0,024*0,99*3750*1324,66 = 118027,2 кВт/час, 

 

 

-6-

Где  χ₁= 0,024- коэффициент размерности  (Приложение   Н   ДБН   В. 2.6-31)

 

5.2) Бытовые теплопоступления на протяжении отопительного периода Q_быт  кВт*час

 

             Q_быт = χ₁ * q_быт * Z_оп* F_ж =  0,024*10*175*839,96 =35278,32  кВт*час

 

Где q_быт = 10 Вт/ м²  тепловые поступления на 1 м² жилой площади здания

 

  5.3) Тепловые поступления через окна от солнечной радиации на протяжении отопительного

периода Q_с , кВт/ч, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырём сторонам света - север (С), восток (В), юг (Ю) и запад (3),

 

Q_с = ζ ₀ * ε₀ * (F_0C*I_C + F_0В*I_В + F_0Ю*I_Ю + F_0З*I_З) =

 

= 0,6*0,63*(28,56*116+57,12*172+28,56*293+57,12*179) = 11994 кВт*ч

 

где ζ ₀  = 0,6 – коэффициент  учитывающий затенение оконного проема непрозрачными элементами заполнения;(Приложение 6)

ε ₀ =  0,63 - коэффициент относительного проникновения солнечной радиации для  светопропускающих заполнений (Приложение 6)

F_C, F_В, F_Ю, F_З - Площадь оконных проемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырём сторонам света, м² ;

F _Л - площадь световых проемов зенитных фонарей дома, м²;

I_C, I_В, I_Ю, I_З - средняя величина солнечной радиации за отопительный период, которая поступает на вертикальные поверхности, при действительных условиях облачности, соответственно ориентированные по четырём фасадам дома, кВт * ч /м² (Приложение 7)

 

I_C = 116 кВт * ч/м²,   I_В = 172 кВт * ч/м²,   I_Ю = 293 кВт * ч/м²,  I_З = 179 кВт * ч/м² ;

 

 5.4) Расчетные затраты тепловой энергии на протяжении отопительного периода Q_год , кВт*час,

 

Qгод = [ Qk - ( Qбыт+Qс ) * v * ς ] * βh = [118027,2- (35278,32+11994)* *0,8*0,85]*1,13 =97046,69 кВт*час,

 

где v  = 0,8  коэффициент учитывающий возможность ограждающих конструкций помещений зданий аккумулировать или отдавать тепло (Приложение   Н   ДБН   В. 2.6-31)

ς = 0,85 коэффициент авторегулирования подачи тепла в системе отопления (Приложение 8)

βh коэффициент учитывающий дополнительное теплопотребление системой отопления

 

5.5) Расчетное значение требуемых теплозатрат на отопление здания за отопительный период

q зд  ; [q зд  ] кВт * ч/м ² ; кВт * ч/м ³ ;

 

q зд  = Qгод / F_h = 97046,69/1012 = 95,896 кВт * ч/м ²

 

[q зд  ] = Qгод / V_h = 97046,69/2833,6 = 34,25 кВт * ч/м ³

 

5.4)  Определяем класс энергетической эффективности здания для чего определим разницу Е в

 

-7-

 

% расчетного значения  требуемых теплозатрат q зд  от максимально допустимого значения

Е max

 

Е = [ ( q зд  -  Е max ) / Е max ] *100 = ( ( 95,896- 89) / 89) *100 = 7,7 %

 

Е = [ ( [q зд ] - [ Е max] ) / [ Е max] ] *100 = ( ( 34,25 - 32) / 32) *100 = 7 %

 

Где  Е max = 89 кВт * ч/м ² ;  [ Е max] =32 кВт * ч/м ³(Приложение 9)

 

 

Разница в процентном отношении попадает в интервал    6% < Е  < 25% , что соответствует

классу энергетической эффективности  D.  (Приложение 10)

 

 

Для улучшения класса энергетической эффективности необходимо модернизировать систему отопления, утеплить ограждающие конструкции  здания , а также установить более  энерго-сберегающие стеклопакеты. Таким способом возможно повысить класс энергетической эффективности.

 

 

6) Энергетический паспорт

 

Расчетные параметры

 

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение величин	Единицы измерения	Значение
1	расчетная температура  внутреннего воздуха	tВ	◦С	20
2	расчетная температура наружного воздуха	t н 5	◦С	-24
3	продолжительность отопительного  периода	Zоп	Сутки	175
4	Средняя температура наружного воздуха за отопительный период	tоп	◦С	-1
5	Расчетное количество градусо-суток	Dd	◦С сутки	3750

Функциональное назначение и тип здания

 

6	назначение	Жилое
7	Размещение в застройке	Отдельно расположенное
8	Типовой проект,индивидуальный	индивидуальный