О.Д. САМАРИН, В.В. РЕВЕНКО (НИУ МГСУ).

В настоящее время в мире все больше и больше внимания уде ляется энергосбережению в зданиях. И наша страна не исключение. Так, 29 ноября 2009 года был принят за кон № 261ФЗ «Об энергосбереже нии и повышении энергетической эффективности». В пункте 6 статьи 11 данного Закона говорится о том, что здания построенные, реконструи рованные и прошедшие капитальный ремонт, не соответствующие требо ваниям энергетической эффектив ности и требованиям оснащенности их приборами учета используемых энергетических ресурсов, не допу скаются к вводу в эксплуатацию. По казателем эффективности потребле ния энергетических ресурсов являет ся класс энергосбережения здания [1]. Класс энергосбережения здания согласно п. 10.3 СП 50.13330.2012 «Актуализированная редакция СНиП 23022003 «Тепловая защита зда ний»» (далее – СП 50) определяет ся в процентах отклонения расчет ной удельной характеристики рас хода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируе мой. При вводе здания в эксплуата цию удельное энергопотребление рассчитывается на основании пока заний общедомовых приборов учета [2]. На стадии проекта должен быть выполнен расчет энергетического паспорта проекта здания. При этом нормирование энергоэффективно сти проводится на основании рассчи танного удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию с последующим сравнением с базо вым нормативным значением [3]. Расход тепловой энергии на ото пление и вентиляцию здания зависит от многих факторов: объемнопла нировочных решений, ориентации по сторонам света, теплозащитных свойствах ограждающих конструк ций, принятой системе вентиляции, а так же применяемых энергосбе регающих технологий. При проек тировании системы отопления ее мощность закладывается на осно ве теплового баланса помещений, в состав которого входят трансмис сионные теплопотери, затраты тепло ты на нагрев инфильтрующегося на ружного воздуха, а также бытовые теплопоступления и теплопоступле ния от солнечной радиации [4]. В СП 50 приводится методика определе ния расхода тепловой энергии на ото пление и вентиляцию за отопитель ный период по удельным характери стикам. Так как, в большинстве слу чаев, в жилых зданиях вентиляция происходит за счет инфильтрации [5], то можно сказать, что каждая из ха рактеристик соответствует опреде ленному слагаемому теплового ба ланса. В данной работе будет рассмотрен вопрос расчета удельной вентиляци онной характеристики здания. Точнее говоря, речь идет о том, что необхо димое для этого количество приточ ного воздуха на самом деле будет изменяться в течение отопительно го периода. О превышении факти ческого расхода воздуха с сравне нии с проектным упоминалось в [6,7]. Удельная вентиляционная характери стика kвент, Вт/ (м3·К), по СП 50 рассчи тывается по формуле: ( ) эф вент kвент = 0.28cnвβvρв 1− k , (1) где с – удельная теплоемкость воз духа, равная 1 кДж/ (кг·°С); βν – ко эффициент снижения объема возду ха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструк ций, при отсутствии данных прини маемый равным 0.85; ρв вент – средняя плотность приточного воздуха за ото пительный период, кг/м3, равная 353/ (273+tот), где tот – средняя температу ра наружного воздуха за отопитель ный период; kэф – коэффициент эф фективности рекуператора; nв – сред няя кратность воздухообмена за ото пительный период, ч1. В жилых зданиях в большинстве случае устраивают естественную вентиляцию, при которой приток на ружного воздуха происходит за счет инфильтрации. Удельное количество инфильтрующегося воздуха, кг/ (ч·м2), можно рассчитать по формуле [8]: P 2 3 R g 1 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Δ = 10 р и инф , (2) где Rи– требуемое сопротивление воздухопроницаемости окон, м2·ч/кг; ΔPp – расчетная разность давлений, Па, определяемая по формуле: ( ) ( ) 2 2 н р н в н з н v ΔP = gH ρ − ρ + C −C ρ , (3) где g – ускорение свободного паде ния, м/с2; H – высота от центра окна на рассматриваемом этаже до вер ха вытяжных отверстий, м; ρн и ρв – плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3; Сн и Сз – аэродинамические коэффициенты на наветренной и заветренной сто роне здания; v – скорость ветра, м/с. Тогда среднюю кратность воздухооб мена для выражения (1) можно опре делить следующим образом: от инф. ок. в V g A n i i Σ = . (4) Здесь Aок. i – суммарная площадь остекления iго этажа, м2; Vот – ота пливаемый объем здания, м3. Заметим теперь, что в СП 50 при расчете kвент величина nв предпо лагается постоянной. На самом же деле входящие в формулу (3) значе ния ρн и vн меняются в течение ото пительного периода, а вместе с ни ми и величина nв. При этом для обе спечения нормированного в СП 50 воздухообмена (3 м3/ч на 1 м2 жилой площади) расчет сечения вентиля ционных каналов проводят для са мых неблагоприятных условий, а именно при температуре наружно го воздуха tн = +5°С и скорости ве тра vн = 0 м/с (расчетные условия 1) [5]. Но средние параметры за отопи тельный период отличаются от них, в частности, в г. Красноярске по СП 131.13330.2012 «Актуализированная редакция СНиП 230199* «Строи тельная климатология»» они состав ляют tн = –6.7 °С и vн = 4 м/с (расчет ные условия 2). Тогда при расчетных усло виях 1 разность давлений со ставит ΔPp1 = 21.27 Па, а при ус ловиях 2 ΔPp2 = 52.32 Па. От сюда удельное количес т в о инфильтрующегося наружного воз духа для первого случая будет равно gинф. 1 = 2.78 кг/ (м2·ч), а для второго – gинф. 2 = 5.11 кг/ (м2·ч). Следователь но, отношение расхода воздуха, вы численного при средних параметрах наружного воздуха за отопительный период, к расходу при расчетных па раметрах для проектирования есте ственной вентиляции будет равно gинф. 1/gинф. 2 = 1.83, т. е. превыше ние фактического воздухообмена над нормируемым в среднем будет почти в два раза. Увеличение объе ма поступающего воздуха увеличит удельную вентиляционную характе ристику здания, а, следовательно, и суммарную удельную характери стику потребления тепловой энер гии на отопление и вентиляцию зда ния за отопительный период qот p, Вт/ (м3·К). В настоящей работе расчет был произведен для четырех зданий раз личной этажности, расположенных в г. Красноярске. Результаты вычис ления qот p, а также общего расхода те пловой энергии на отопление и вен тиляцию за год Qгод от, кВт·ч/год, и клас са энергосбережения здания приве дены в таблице 1. Из результатов расчета мож но увидеть, что при учете фактиче ских параметров за отопительный период удельная характеристика расхода тепловой энергии на ото пление и вентиляцию здания уве личивается более чем в 1.5 раза. Это оказывает существенное вли яние на энергопотребление зда ния, и влечет за собой понижение класса энергосбережения по срав нению с нормированным уровнем. При проектировании системы ото пления жилого здания данный пара метр определяет нагрузку на систе му. Но в методике, изложенной в СП 50, это обстоятельство не учитыва ется, что может приводить к строи тельству зданий, чей класс энергос бережения на самом деле оказыва ется значительно ниже проектного. В дальнейшем предполагается под твердить данный вывод на основе анализа более широкой базы зда ний в других климатических услови ях, однако и приведенные расчеты показывают, что изменение факти ческого расхода воздуха при есте ственной вентиляции в течение ото пительного периода может вносить существенные коррективы в резуль таты определения класса энергос бережения по СП 50.

Литература:

1. Н. А. Петрусева, В. Ю. Коржов. Комментарии к Федеральному закону от 23.11.2009 № 261ФЗ «Об энергос бережении и о повышении энергети ческой эффективности и о внесении изменений в отдельные законода тельные акты Российской Федера ции». 2е изд., перераб. и доп. – СПб.: Издво Ай Пи Эр Медиа. 2015. 209 с.
2. А. В. Фадеев. Классы энергоэф фективности зданий и базовые пока затели энергоэффективности энер гопотребления. Проект приказа Мин строя. // Энергосбережение. 2016. № 3. С. 10–13.
3. А. Д. Забегин. Требования к про ектной документации в части энер госбережения. // Журнал АВОК. 2012. № 6. С. 14–23.
4. Л. М. Махов. Отопление. – М.: Издво АСВ. 2014. 400 с.
5. П. Н. Каменев, Е. И. Тертичник. Вентиляция. Изд. 2е. – М.: Изд во АСВ. 2011. 636 с.
6. О. Д. Самарин. Теплофизика. Энергосбережение. Энергоэффек тивность. – М.: Издво АСВ. 2014. 296 с.
7. Е. Г. Малявина, С. В. Бирюков, С. Н. Дианов. Воздушный режим жи лых зданий. // АВОК. – 2003. – № 6. С. 14–21. 8. Е. Г. Малявина. Теплопотери здания. Справочное пособие. – М.: АВОКПРЕСС. 2007. 144 с.