Сравнительный анализ затрат для многоквартирного жилого здания
Потери тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции составляют более 50% всех потерь тепловой энергии, расходуемой на отопление в течение отопительного периода. Для восполнения этих потерь здание необходимо подключить к системе теплоснабжения. Чем выше уровень теплоизоляции наружных ограждающих конструкций, тем меньшими оказываются потери тепловой энергии в здании через оболочку. Чем меньше потери тепловой энергии, тем меньше энергии требуется подвести к зданию, тем меньшими окажутся платежи жителей за тепловую энергию, тем большее количество энергетических ресурсов будет сэкономлено. Таким образом, потери тепловой энергии напрямую зависят от уровня теплоизоляции наружных ограждающих конструкций (стен, окон и балконных дверей, перекрытий над проездами и под эркерами, полов по грунту, покрытий).
Во всех странах существуют нормативные требования к теплозащите, которые отличаются в зависимости от климатических условий и государственной политики в области энергосбережения. В связи с постоянным ростом цен на энергоресурсы и связанным с этим ростом тарифов за тепло, а также сокращением невозобновляемых ресурсов (нефти, газа) в большинстве развитых стран нормативы потребления зданиями энергии постоянно уменьшаются, а требования к уровню теплозащиты увеличиваются.
В РФ обратная ситуация: в соответствии с СП 50.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) требования к приведенному сопротивлению теплопередаче для ограждающих конструкций предполагается понизить по сравнению с действующей редакцией норматива по тепловой защите зданий. Рассмотрим на примере одного жилого многоэтажного здания к чему это может привести.
Произведем расчет трансмиссионных потерь тепловой энергии (теплопотерь через наружные ограждающие конструкции жилого многоквартирного здания в С.-Петербурге, приняв минимальные требования к уровню тепловой защиты наружных ограждающих конструкций в соответствии со стандартами:
– СП 50.13330.2012 [1] (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003, проект);
– Стандарту РФ СНиП 23-02-2003 [2];
– Стандарту Финляндии National Building Code of Finland, Part D3 [3].
При этом инфильтрационные затраты тепловой энергии на отопление проектируемого здания за отопительный период окажутся одинаковыми. Поэтому в сравнительных расчетах тепловой энергии на отопление мы их учитывать не будем
Бытовые и солнечные теплопоступления рассматриваемого здания за отопительный период также окажутся одинаковыми. Таким образом, сравнение затрат тепловой энергии на отопление произведем только по показателям потерь тепловой энергии через наружные ограждающие конструкции.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
Объект исследования: жилое многоквартирное здание с размещением подземной автостоянки во встроенных помещениях, проектируемое в Санкт-Петербурге.
Общая информация об объекте:
1. Назначения здания, серия – жилое многоквартирное здание.
2. Этажность, количество секций – 25-этажное, состоящее из трех отдельно стоящих зданий башенного типа. Нижний этаж – заглубленный с размещением подземной автостоянки.
3. Размещение в застройке – три отдельно стоящих здания башенного типа.
4.Конструктивное решение – комбинированная конструктивная схема. Наружные стены – железобетонные несущие и самонесущие, утепленные. (Толщина утеплителя в наружных ограждающих конструкциях принимается по расчету, в зависимости от требований различных нормативных стандартов.) Внутренние несущие стены – железобетонные. Перегородки – пазогребневые гипсобетонные. Перекрытия межэтажные – железобетонные монолитные. Цокольное перекрытие (над подземной автостоянкой) – железобетонное монолитное, утепленное. Кровля – совмещенная, утепленная, неэксплуатируемая.
Расчетные климатические и теплоэнергетические параметры здания приняты по СНиП 23-01-99* [4] и представлены в таблице 1.
Таблица 1. Расчетные условия для жилой части здания
|
Показатель |
Обозначение
параметра |
Единица
измерения |
Расчетное
значение |
|
2.1.Расчетная температура наружного воздуха |
tн |
°C |
- 26 |
|
2.2.Средняя температура наружного воздуха за отопительный
период |
tот |
°C |
- 1,8 |
|
2.3.Продолжительность отопительного периода |
zот |
сут/год |
220 |
|
2.4.Градусо-сутки отопительного периода |
ГСОП |
°C· сут/год |
4796 |
|
2.5.Расчетная температура внутреннего воздуха |
tв |
°C |
20 |
|
2.6.Расчетная температура чердака |
tчерд |
°C |
- |
|
2.7.Расчетная температура в помещениях подземной
автостоянки |
tподз |
°C |
5,0 |
Площади наружных ограждающих конструкций отапливаемого объема здания представлены в табл. 2:
Таблица 2.
Площади наружных ограждающих конструкций здания
|
Тип наружной
ограждающей конструкции |
Площадь
конструкции Ai, м2 |
|
3.1.Наружные стены - Аст |
21 813,0 |
|
3.2.Окна и балконные двери - Aok |
5 826,8 |
|
3.3.Входные наружные двери - А дв |
45,3 |
|
3.4.Совмещенное покрытие - А покр |
1 448,5 |
|
3.5.Перекрытия над проездами и под эркерами - А перекр |
22,5 |
|
3.6.Цокольное перекрытие над помещениями подземной автостоянки - А ц.перекр |
1 221,3 |
|
Суммарная площадь наружных ограждающих конструкций отапливаемого объема здания - А н. сум |
30
377,4 |
Требуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче R0 mp, м2•ºС/Вт, наружных ограждающих конструкций здания представлены в таблице 3.
В таблице 3 требуемые значения приведенного сопротивления теплопередаче Rо mp, м2•ºС/Вт, наружных ограждающих конструкций проектируемого здания приняты по минимальным требованиям соответственно, – СП 50.13330.2012 [1] (R СП mp), СНиП 23-02-2003 [2] (R СНиП тр), National Building Code of Finland, Part D3 [3] (R D3 тр).
Минимальные требования к уровню тепловой защиты наружных ограждающих конструкций согласно СП 50.13330.2012 (R СП тр) приняты по формуле (5.1) данного свода правил; минимальные требования согласно СНиП 23-02-2003 (R СНиП тр) – по таблице 4 данного нормативного документа; минимальные требования согласно National Building Code of Finland, Part D3 (R D3 тр) – по пункту 3.5.4 нормативного документа Финляндии.
Таблица 3
|
Тип наружной ограждающей
конструкции |
Требуемые
значения приведенного сопротивления теплопередаче Ro тр, м2·ºС/Вт,
рассчитанные по стандартам: |
||
|
СП
50.13330.2011 R СП тр, м2·ºС/Вт |
СП
50.13330.2011 R сп тр, м2·ºС/Вт |
National Building Code of Finland, Part D3, R СП тр*, м2·ºС/Вт |
|
|
Наружные
стены |
1,94 |
3,08 |
5,88 |
|
Окна и
балконные двери |
0,49 |
0,51 |
1,0 |
|
Входные
наружные двери |
0,79 |
0,79 |
1,0 |
|
Совмещенное
покрытие |
3,68 |
4,60 |
11,11 |
|
Перекрытия
над проездами и под эркерами |
3,68 |
4,60 |
11,11 |
|
Цокольное
перекрытие над помещениями подземной автостоянки |
4,06.0,33=1,34**
|
4,06.0,33=1,34** |
3,85*** |
Примечания.
* В стандартах европейских стран нормируется не сопротивление теплопередаче R, а обратная ей величина, - так называемая величина U-value, принимаемая равной U=1/R. Например, в стандарте National Building Code of Finland, Part D3, нормируемое значение величины U для стен составляет 0,17 Вт/м2∙°С. Соответственно, обратная ему величина R=1/U=1/0,17=5,88 м2•ºС/Вт, что и отражено в таблице 4. Аналогичным образом рассчитаны сопротивления теплопередаче для других типов ограждающих конструкций (окон, покрытия, дверей и т.д.).
** Требуемое значение сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над неотапливаемым техническим подвалом (подпольем) рассчитано с учетом рассчитанного по уравнению теплового баланса значения температуры воздуха в подполье tподз=5,0 ºС по формуле (5) СНиП 23-02, по формуле (5.3) СП 50.13330.2012.
*** Численное значение сопротивления теплопередаче принято по стандарту National Building Code of Finland, Part D3 как для перекрытия, контактирующего с наполовину отапливаемым помещением (U-value=0,26 Вт/м2∙°С).
Продолжение читайте в части 2.
Источники
1. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003, – предполагается к введению в действие с 2013 г.).
2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий (действующая редакция).
3. National Building Code of Finland, Part D3.
4. СНиП 23-01-99*Строительная климатология (действующая редакция).
5. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
Н.И. Ватин
д.т.н., профессор, декан инженерно-строительного факультета ФГБОУ ВПО «СПбГПУ»
Д.В. Немова
инженер кафедры ТОиЭС ФГБОУ ВПО «СПбГПУ»
П.П. Рымкевич
к.ф.-м.н., профессор кафедры физики ФВГОУ ВПО «Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского»
А.С. Горшков
к.т.н., докторант кафедры Интеллектуальных систем и защиты информации ФГБОУ ВПО «СПбГУТиД»
