RSS

Влияние погодных условий на потребление тепловой энергии современных зданий

14:16 17.04.2019

Одним из ключевых направлений повышения энергоэффективности экономики является снижение энергопотребления строящихся и эксплуатируемых зданий.

По данным [1] в Москве расход тепловой энергии на отопление многоквартирных домов (МКД) типовых серий по данным теплосчетчиков составляет 140-194 кВт•ч/м², что превышает современные нормы энергопотребления.

игорь01.png игорь02.png

Рис. 1. Современное здание через объектив тепловизора

Одной из причин может являться разница фактических погодных условий эксплуатации и принятых по многолетним наблюдениям, которые заложены в проект.

В процессе проектирования при расчётах энергопотребления зданий учитываются климатические данные региона строительства. Основным показателем климатических данных являются градусо-сутки отопительного периода (ГСОП).

ГСОП используются для нормирования сопротивления теплопередаче наружных ограждений зданий, сооружаемых в разных регионах страны и расчета удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП) tот и расчётной температуры внутреннего воздуха в здании tв на длительность ОП в сутках zот:

ГСОП = (tв– tот)•zот

- где tот, zот - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода,

tв - расчётная температура внутреннего воздуха здания, °С.

Продолжительность отопительного периода для жилых и общественных зданий определяется из условия установления среднесуточной температуры наружного воздуха за 5-дневный период ниже +8 ˚C, а для ряда медицинских и образовательных учреждений ниже +10 ˚C.

По многолетней практике эксплуатации большинства зданий при такой наружной температуре уровень внутренних тепловыделений, инсоляции и аккумулирующей способности здания не позволяют снижаться температуре внутреннего воздуха в помещениях ниже +18…+20 ˚C.

Согласно актуализированной редакции свода правил по строительной климатологии СП 131.13330.2012 (действует с 2013 года) в Москве по сравнению с требованиями СНиП 23-01-99* (заменён) потеплело, а продолжительность отопительного периода сократилась. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для жилых зданий tот в СНиП 23-01–99* принималась равной –3,1ºС, а в СП 131.13330.2012 стала равна –2,2ºС. Продолжительность отопительного периода уменьшилась с 214 сут (СНиП 23-01–99*) до 205 сут (СП 131.13330.2012).

В результате изменений расчётных климатических параметров расчетное значение ГСОП для жилых зданий, проектируемых в Москве снизилось с 4 943ºС·сут, до 4 551ºС·сут.

На основе анализа климатических данных, а также функционирования системы отопления г. Москвы за отопительные сезоны с 2014 по 2018 год были получены следующие результаты, представленные в таблице 1.

Таблица 1.

Отопитель-ный сезон

Градусо-сутки по месяцам

ГСОП

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

январь

февраль

март

апрель

май

1

25.09.14-30.04.15

56,9

473,7

606,9

705,2

732,1

598,3

520,0

387,8

0

4080,9

2

04.10.15-03.05.16

0

453,2

575,7

610,3

933,0

595,7

609,5

356,1

19,6

4153,0

3

20.09.16-18.05.17

125,1

482,7

679,5

763,2

862,2

688,3

546,3

440,8

132,8

4720,9

4

28.09.17-29.04.18

37,4

463,6

598,7

620,5

754,2

814,9

777,9

361,2

0

4428,4

В графическом виде распределение градусо-суток по месяцам представлено на рис. 2

Данные графики показывают, что максимальные значения градусо-суток в зависимости от сезона могут колебаться по разным месяцам (в сезонах с 2014 по 2018 - с декабря по март). При этом пропорционально градусо-суткам должно быть и потребление тепловой энергии зданиями при правильно организованной системе с погодным регулированием.

Данные фактических значений ГСОП для г. Москвы за отопительные сезоны с 2014 по 2018г демонстрируют, что для трех отопительных сезонов фактическое значение ГСОП ниже требований СП по теплозащите, а в сезоне 2016/2017 выходит за рамки проектных значений, установленных в СП 131.13330.2012. При использовании данных ГСОП из СНиП 23-01–99* (заменён) все отопительные сезоны укладываются в проектные рамки.

Колебания значений ГСОП по рассмотренным сезонам составляет 15%. Среднее значение ГСОП за рассмотренные сезоны составляет 4 346 ºС·сут, что ниже проектного по данным СП 131.13330.2012.

Таким образом, фактические погодные условия в отдельные отопительные периоды могут быть более жёсткими, чем предусмотрено СП 131.13330.2012 и требовать большего удельного расхода тепла, но в целом фактическое значение ГСОП, рассчитанное по СП 131.13330.2012, соответствует проектным значениям.


Список литературы:

1. В. И. Ливчак. Градусо-сутки отопительного периода как инструмент сравнения уровня энергоэффективности зданий в России и в других странах. Энергосбережение №6'2015.

2. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменениями N 1, 2).

3. СНиП 23-01-99* Строительная климатология.


Статью подготовил:

Инженер-эксперт Отдела экспертиз зданий и сооружений на соответствие теплотехническим и акустическим требованиям Бочков И.В.