МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ
НОРМ РАСХОДА ТЭР ДЛЯ ЗДАНИЙ
ЖИЛИЩНО-ГРАЖДАНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Отдел научно-технической информации АКХ
Москва 1988

Приведены общие положения по нормированию топлива, тепловой и электрической энергии на все нужды зданий жилищно-гражданского назначения даны методики расчета норм расходов указанных ресурсов на обогрев зданий, горячее водоснабжение, снабжение топливом и электроэнергией; представлена методика расчета групповых норм для использования при нормировании теплоты на обогрев зданий жилищно-гражданского назначения.

Методические указания разработаны отделом коммунальной энергетики АКХ им. К.Д. Памфилова (канд. техн. наук И.В. Фраер, инж. В.В. Митенкина) под методическим руководством НИИПиНа при Госплане СССР и предназначены для инженерно-технических работников коммунально-энергетических предприятий и специалистов, занимающихся вопросами нормирования и планирования ТЭР для зданий жилищно-гражданского назначения.

Замечания и предложения по настоящим указаниям просьба направлять по адресу: 123371, Москва, Волоколамское шоссе, 116. АКХ им. К.Д. Памфилова, отдел коммунальной энергетики.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для обеспечения нормального функционирования зданий жилищно-гражданского назначения им предоставляется ряд коммунальных услуг, связанных с затратами энергии и топлива. К таким услугам относят обогрев зданий, снабжение их холодной и горячей водой, обеспечение электроэнергией и топливом. Расходуемые при этом энергетические ресурсы использует для технологических, вспомогательных и эксплуатационных нужд зданий.

Все виды энергетических ресурсов, используемых в зданиях жилищно-гражданского назначения (топливо, тепловая и электрическая энергия), подлежат нормированию. Котельно-печное топливо является непосредственно нормируемым ресурсом и нормируется как условное топливо с теплотворной способностью 29,31 ГДж/т (7000 ккал/кг). Нормируемая тепловая энергия включает расходы теплоты, передаваемые от источников лишь паром или горячей водой. Нормируемая электроэнергия включает все расходы этого вида энергии вне зависимости от способа использования, уровня напряжения и вида тока.

Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов - это установление плановой меры их потребления. Норма расхода ресурса - экономическая мера потребления этого ресурса на единицу продукции (работы, услуги) определенного качества в планируемых условиях производства.

Основной задачей нормирования является внедрение в практику планирования технически и экономически обоснованных прогрессивных норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии с целью наиболее эффективного и рационального использования их при достижении их максимальной экономии.

Нормы расхода топлива и энергии на нужды зданий жилищно-гражданского назначения служат для планирования потребления этих ресурсов, оценки эффективности их использования и для внедрения внутрипроизводственного хозрасчета.

Нормирование расхода топлива и энергии осуществляют для следующих видов зданий жилищно-гражданского назначения:

жилых зданий, общежитий, гостиниц;

организаций и учреждений торговли и общественного питания, здравоохранения, связи, финансовых органов, социального обеспечения, службы быта, просвещения, культуры, искусства, науки, проектирования;

спортивно-зрелищных сооружений.

Основными направлениями расходов топлива и энергии в зданиях жилищно-гражданского назначения являются: отопление жилых зданий; отопление и вентиляция общественных зданий и сооружений; горячее водоснабжение; холодное водоснабжение; пищеприготовление; электросиловая нагрузка; электронагревательная нагрузка; электроосвещение.

Для обеспечения требуемого теплового режима помещений зданий жилищно-гражданского назначения и удовлетворение санитарно-гигиенических нужд расходуется тепловая энергия источников централизованного теплоснабжения и котельно-печное топливо в установках децентрализованного теплоснабжения.

Нормирование расхода тепловой энергии осуществляют для зданий жилищно-гражданского назначения, подключенных к тепловым сетям центрального теплоснабжения и снабжаемых горячей водой от этих источников энергии [1].

Определение расхода котельно-печного топлива осуществляют для зданий с местным отоплением (печами, котелками, мелкими до 20 Гкал/ч котельными) и для населения, использующего огневые плиты для приготовления пищи и горячего водоснабжения.

Для обеспечения требуемого режима работы электросилового оборудования, осветительных установок и электронагревательных приборов, имеющихся в зданиях жилищно-гражданского назначения, расходуется электроэнергия от системы централизованного электроснабжения.

Нормирование расхода электрической энергии осуществляют для всех зданий жилищно-гражданского назначения, подключенных к электрическим сетям системы централизованного электроснабжения. В зданиях жилищного фонда нормированию подлежит лишь расход электроэнергии на общедомовые нужды. Расход электроэнергии населением не нормируют.

К источникам централизованного теплоснабжения относят ТЭЦ, промышленные отопительные котельные и теплоутилизационные установки промышленных предприятий, районные и квартальные отопительные котельные производительностью 20 Гкал/ч и выше, а также предприятия объединенных котельных тепловых сетей. К установкам децентрализованного теплоснабжения относят отопительные котельные производительностью менее 20 Гкал/ч (не вошедшие в перечень централизованных источников), а также индивидуальные установки (печи и поквартирные установки) [1].

При централизованном теплоснабжении в нормы расхода энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий жилищно-гражданского назначения включают потери тепловой энергии лишь в питающей теплосети от ЦТП до этих зданий.

При электроснабжении зданий жилищно-гражданского назначения в нормы расхода энергии включают потери электрической энергии от границы балансовой принадлежности электросети потребителя до мест установки электроприемников [8].

Потери энергии устанавливают на основе опытных замеров или распределяют пропорционально потребляемой энергии в производстве соответствующих работ. Порядок распределения потерь регламентируют отраслевыми методиками и инструкциями.

Разработке норм расхода энергетических ресурсов должно предшествовать установление по каждой разновидности зданий жилищно-гражданского назначения номенклатуры продукции или работ, в производстве которых должны устанавливаться нормы расхода данного ресурса.

Для расчета норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии основными исходными данными являются [7]:

первичная техническая и технологическая документации;

технологические регламенты и инструкция, экспериментально проверенные энергобалансы и нормативные характеристики энергетического и технологического оборудования, сырья, паспортные данные оборудования, нормативные показатели, характеризующие наиболее рациональные и эффективные условия производства - коэффициент использования мощности, нормативы предельного расхода энергоносителей в производстве, удельные тепловые характеристики для расчета расхода за отопление и вентиляцию, нормативы потерь энергии при передаче и преобразовании и другие показатели;

данные об объемах и структуре производства работы;

данные о плановых и фактических удельных расходах топлива и энергии за прошедшие годы, а также акты проверок использования их в производстве;

данные передового опыта отечественных и зарубежных предприятий, выпускающих аналогичную продукцию, по экономному и рациональному использованию энергии и достигнутым удельным расходам;

план организационно-технических мероприятий по экономии топлива и энергии.

Норматив предельного расхода топлива, тепловой и электрической энергии за единицу работы является расчетным показателем, устанавливаемым с учетом лучших мировых достижений научно-технического прогресса. Норматив предназначен для оценки прогрессивности использования энергетического ресурса в планируемом к производству оборудовании.

КЛАССИФИКАЦИЯ НОРМ РАСХОДА, ИХ РАЗМЕРНОСТЬ И МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ

В соответствии с положением [7] нормы расхода топлива, тепловой и электрической энергии классифицируются по следующим основным признакам:

по степени агрегации - на индивидуальные и групповые;

по составу расходов - на технологические и общепроизводственные;

по периоду действия - на текущие и перспективные.

Индивидуальной нормой называют норму расхода энергетического ресурса на производство единицы работы, которую устанавливают по отдельным установкам или технологическим процессам, осуществляемым в здании, применительно к определенным условиям производства работы.

Индивидуальные нормы расхода определяют на базе теоретических расчетов, экспериментально установленных нормативных характеристик энергопотребляющих агрегатов, установок и оборудования с учетом достигнутых прогрессивных показателей удельного расхода топлива, тепловой и электрической энергии и внедряемых мероприятий по их экономии. При этом под нормативной характеристикой подразумевают зависимость удельного расхода топлива, тепловой и электрической энергии от загрузки (производительности) оборудования и других факторов при нормальных условиях его эксплуатации. Эту характеристику определяют опытным методом в результате проведения специальных испытаний в производственных условиях или пересчетом характеристик соответствующего оборудования по данным заводов-изготовителей.

Для средних по стране условий эксплуатации технологических объектов разрабатывают индивидуальные отраслевые нормы, которые представляют собой единую техническую основу нормирования расхода энергоресурса в народном хозяйстве. Для зданий эти нормы разрабатывают с учетом их технологического назначения, а также градации по наружным объемам, этажности, конструктивным особенностям, вместимости, пропускной способности и т.п. применительно к средним строительно-проектным решениям. Индивидуальные отраслевые нормы используют для расчета групповых норм на всех уровнях планирования. При этом отклонение условий эксплуатации от принятых при установлении отраслевых индивидуальных норм учитывают при определении групповых норм нормативными коэффициентами.

Групповой нормой называют норму расхода энергетического ресурса, которую устанавливают по хозяйственным объектам различных уровней планирования на производство единицы одноименной работы в планируемых условиях производства. Для зданий жилищно-гражданского назначения она определяется отдельно по каждой из групп зданий одинакового технологического назначения и представляет собой плановую величину потребления соответствующего энергетического ресурса на производство единицы работы для принятых в планируемом периоде режима эксплуатации и способа производства работы.

Групповая норма является общепроизводственной и включает в себя расход соответствующего энергетического ресурса как на технологические, вспомогательные и эксплуатационные нужды зданий, так и на потери в питающем их сетевом оборудовании. Нормы по топливу являются технологическими.

Групповые нормы расхода топлива и энергии служат для планирования на различных уровнях потребления соответствующего ресурса и оценки эффективности его использования.

Нормы по основным направлениям расходования энергоресурсов рассчитывают в следующих единицах измерения:

на обогрев зданий (отопление и вентиляцию) [3] - кДж (ккал) /м³×сут×°С или кг у.т/м³×сут×°С

на горячее водоснабжение - кДж (ккал) /чел. или кг у.т/чел.;

на электроснабжение - Вт×ч/м² или кВт×ч/чел.

Выбор единиц измерения работы производят в зависимости от технологического назначения здания, вида расходуемого ресурса и практической возможности его дифференцированного учета.

Основными методами разработки норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии являются расчетно-аналитический, расчетно-статистический и опытный методы.

Расчетно-аналитический метод предусматривает определение норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии расчетным путем по статьям расхода на основе прогрессивных показателей использования этих ресурсов в производстве или путем математического описания закономерности протекания процесса на основе учета нормообразующих факторов.

Расчетно-статистический метод предусматривает определение норм расхода ТЭР на основе анализа статистических данных о фактических удельных расходах топлива, тепловой и электрической энергии и факторов, влияющих на их изменение, за ряд предшествующих лет.

Опытный метод разработки норм расхода заключается в определении удельных затрат топлива, тепловой и электрической энергии по данным, полученным в результате испытаний (эксперимента).

Расчетно-аналитический и расчетно-статистический методы применяют для разработки групповых и индивидуальных норм. Опытный метод используют для определения только индивидуальных норм.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ОБОГРЕВ ЗДАНИЙ

Расход теплоты на обогрев здания жилищно-гражданского назначения определяют в зависимости от теплопотерь этого здания через ограждающие конструкции и с удаляемым воздухом. Наиболее точно величину тепловых потерь здания определяют расчетно-аналитическим методом на стадии проектирования. При отсутствии таких расчетов в основу разработки индивидуальной нормы закладывают укрупненные показатели - удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания.

Удельная отопительная (вентиляционная) характеристика q_о (q_в) здания данного технологического назначения представляет собой часовые потери теплоэнергии одним кубическим метром этого здания при разности внутренней и наружной температур 1 °С. Характеристику q_о и q_в в соответствии с рекомендациями [3] определяют по следующим формулам:

 ккал/м³×ч×°С;                                             (1)

 ккал/м³×ч×°С;                                             (2)

где Q_р.о, Q_р.в - расчетный расход тепловой энергии соответственно на отопление и вентиляцию здания, ккал/ч; V_н - наружный строительный объем здания, м³; t_вн, t_р.о, t_р.в -расчетные температуры воздуха соответственно внутри отапливаемого помещения и наружного воздуха для системы отопления (принимаемая как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки) и вентиляции (принимаемая как средняя температура воздуха наиболее холодного периода) [16].

Величины Q_р.о, Q_р.в и V_н определены в проектно-сметной документации или в паспорте данного здания. Значения величин t_вн и t_р.о, t_р.в регламентируют соответственно в работах [2] и [14].

При отсутствии данных о проектных расходах тепловой энергии на отопление и вентиляцию определение удельных относительных и вентиляционных характеристик осуществляют расчетным путем с учетом конкретных характеристик здания и условий его размещения.

Величину q_о достаточно точно определяют по формуле [15]

q_о = {PH [К_ст + р (К_ок - К_ст)] + S (П_пт К_пт + П_пл К_пл)} /SH ккал/м³×ч×°С;        (3)

где Р - периметр здания (по наружному обмеру), м; S - площадь застройки здания, м²; Н - средняя высота здания (от уровня пола нижнего этажа до верха чердачного перекрытия), м; р - относительный коэффициент остекления здания, т.е. отношение площади световых проемов (окон) к общей площади наружной поверхности вертикальных ограждений; К_ст, К_ок, К_пт, К_пл - средние коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, потолка верхнего и пола нижнего этажей соответственно, ккал/м²×ч×°С; П_пт, П_пл - коэффициенты уменьшения расчетной разности температур для потолка верхнего и пола нижнего этажей соответственно.

Коэффициент теплопередачи К = 1/R₀ и величину сопротивления теплопередачи R₀ определяют по нормам [15].

В случае применения для заполнения световых проемов стеклоблоков вместо К_ок (средний коэффициент теплопередачи окон) принимают коэффициент теплопередачи стеклоблоков.

Между величинами К_пт, К_пл и К_ст существует определенная зависимость (П_пт К_пт + П_пл К_пл = К_ст), которая сохраняется для всех климатических зон.

Формула (3) учитывает только основные теплопотери здания. Добавочные теплопотери на пространственное расположение и обдувание ветром (с учетом высоты здания) по нормам [13] принимают в среднем 16 % основных потерь тепла (для всех вертикальных наружных ограждений). Соотнесение между добавочными теплопотерями вертикальных и горизонтальных ограждений составляет 2 : 1 или 3 : 1. Поэтому для первого и второго члена формулы (3) принимают поправочный множитель, учитывающий добавочные потери тепла, равный 1,1.

После преобразования формулы (3) с учетом зависимости между величинами К_пт, К_пл и К_ст и с учетом добавочных теплопотерь окончательная расчетная формула для определения удельной тепловой отопительной характеристики q_о примет вид:

 ккал/м³×ч×°С.                         (4)

Величину р определяем по формуле

р = F_о /РН,                                                                (5)

где F_о - площадь отопления здания, м², или, если известна норма остекления здания, в зависимости от освещаемой площади пола помещений в виде коэффициента освещенности

μ = F_о /S_п,                                                                  (6)

где S_п - полезная (освещенная) площадь пола, м², значение р можно определить по формуле

p = 0,7μS /Ph,                                                              (7)

где h - средняя высота одного этажа (включая толщину перекрытия).

Наружный строительный объем здания принимают по данным типовых или индивидуальных проектов или устанавливают по данным бюро технической инвентаризации. При отсутствии таких данных его вычисляют по основным размерам здания (V_н = SН) с учетом рекомендаций [12]. Если здание имеет в плане сложную конфигурацию и состоит из двух или нескольких частей разной этажности и высоты, то значения q_о подсчитывают отдельно для каждой части здания, после чего их суммируют.

Определение расхода тепловой энергии Q_р.в на вентиляцию зданий гражданского назначения производят с учетом количества нагреваемого воздуха, который подается в помещения системами приточной вентиляции [4]. Расчетную кратность вентиляционного воздухообмена по притоку и вытяжке в помещениях принимают в соответствии с нормами для конкретных видов зданий.

Общее количество нагреваемого приточного воздуха здания L_п определяют как сумму произведений кратности вентиляционного воздухообмена (по притоку) i-го помещения К_пi (обм/ч) на его внутренний объем V_bi (м³):

,                                                              (8)

где n - количество вентилируемых помещений.

Тогда часовой расход тепловой энергии Q_р.в определяют по формуле

Q_р.в = L_п ρ_о С_о (t_п - t_р.в) ккал/ч,                                                 (9)

где ρ_о - плотность воздуха при внутренней температуре t_вн, кг/м³; С_о - удельная теплоемкость нагреваемого воздуха, ккал/кг×°С (при небольшом влагосодержании воздуха С_о = 0,24 ккал/кг×°С; t_п - средняя температура нагретого приточного воздуха, °С; t_р.в - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С.

Температуру подогрева приточного воздуха для вентилируемых помещений обычно принимают не ниже (или равной) средней расчетной температуре внутреннего воздуха t_вн в отапливаемых помещениях (t_п = t_вн).

В этом случае формула (2) для определения удельной вентиляционной характеристики здания с учетом выражений (9) и (8) примет вид:

 ккал/м³×ч×°С.                                          (10)

Окончательно величину норм расхода теплоты на обогрев здания Н^об_зд определяют по формуле

Н^об_зд = t_о q_о + t_в q_в ккал/м³×сут×°С,                                        (11)

где t_о, t_в - продолжительности работы систем соответственно отопления и вентиляции в сутки, ч/сут.

Для ориентировочной оценки правильности расчетных значений норм расходов теплоты на обогрев зданий жилищно-гражданского назначения по приведенной методике, а также для выполнения укрупненных расчетов по определению теплоты на обогрев зданий в прил. 1 представлены рекомендуемые [3] временные отраслевые индивидуальные нормы расхода тепловой энергии на указанные нужды зданий Н_об и расчетные значения для них.

Групповые нормы расхода тепловой энергии на обогрев зданий разрабатывают по каждому хозяйственному объекту (группе зданий одного технологического назначения) данного уровня планирования исходя из индивидуальных норм и планируемых объемов выполняемой работы.

В связи с большим разнообразием климатических условий размещения зданий по территории страны за работу обогрева их целесообразно принять интегральный показатель, рекомендуемый НИИПиНом [3] и определяющий с учетом климатических условий размещения зданий потребность их в тепловой энергии на обогрев за весь отопительный период в объеме, необходимом для создания комфортных условий для жизнедеятельности человека. Индивидуальную работу обогрева здания определяют выражением:

А_i,j = V_нi (t_внi - t_ср.сj) n_j м³×сут×°С,                                               (12)

где t_ср.сj - средняя за отопительный период расчетная температура наружного воздуха, °С; n_j - продолжительность отопительного периода, сут; i - вид здания (по назначению); j - климатическая зона месторасположения здания.

Значения показателей t_ср.сj и n_j в зависимости от местонахождения здания регламентированы в СНиПе [14].

Полную работу обогрева всех зданий жилищно-гражданского назначения хозяйственного объекта, размещенного на территории с одинаковыми или различными климатическими условиями, определяют как сумму индивидуальных работ всех обогреваемых зданий:

 м³×сут×°С,                                                       (13)

где р - число населенных пунктов, в которых расположены обогреваемые здания; m - количество видов обогреваемых зданий по данному хозяйственному объекту.

Групповые нормы на всех уровнях планирования рассчитывают по уравнению:

Н = КК_п ккал/м³×сут×°С,                                                   (14)

где К - интегральный нормативный коэффициент (коэффициент обратной связи), учитывающий отклонение планируемых условий от принятых при расчете индивидуальных (отраслевых) норм;  - средневзвешенная норма расхода теплоты на обогрев, ккал/м³×сут×°С; К_п - коэффициент, учитывающий потери энергии в тепловых сетях.

Коэффициент К определяется расчетно-статистическим методом на основе данных о фактических расходах тепловой энергии и полного объема работы обогрева на данном уровне планирования за ряд лет. Фактическое значение этого коэффициента за отчетный период определяют по формуле

К_ф = Q_ф × 10⁶/А_ф,                                                         (15)

где Q_ф - фактический расход тепловой энергии без учета потерь в сетях, определяемый при нормальных условиях эксплуатации, Гкал; А_ф - фактический объем работы обогрева зданий, м³×сут×°С;  - средневзвешенная норма расхода теплоты на обогрев зданий, ккал/м³×сут×°С.

 рассчитывают по индивидуальным нормам и планируемой работе по формуле

 ккал/м³×сут×°С,                                    (16)

где Н_i - индивидуальная (отраслевая) норма расхода теплоты на обогрев здания i-го технологического назначения, ккал/м³×сут×°С; А_i,j - полная планируемая работа обогрева здания i-го назначения в j-м населенном пункте, м³×сут×°С.

На планируемый период величину интегрального нормативного коэффициента на высших уровнях планирования определяют путем обработки динамического ряда К_ф за ряд лет методами математической статистики.

Для отдельных зданий жилищно-гражданского назначения для их групп, связанных единым технологическим процессом, коэффициент обратной связи К учитывает реальный режим эксплуатации зданий и осуществляемого в них производства работы (продукции), реальные климатические условия, а также экономию энергии от проведения оргтехмероприятий. Так, при нормировании теплоты на обогрев зданий выражение для коэффициента обратной связи имеет вид:

К = К₁ К₂ (1 - DН),                                                       (17)

где К₁ - нормативный коэффициент, учитывающий изменение затрат тепловой энергии от реального тепловыделения оборудования, людей, транспортных средств; К₂ - нормативный коэффициент, учитывающей конструктивные особенности здания, отличные от принятых при расчете отраслевых индивидуальных норм.

В состав конструктивных особенностей включают расположение конкретного здания относительно частей света и направления розы ветров; DН - относительное снижение нормы расхода тепловой энергии за счет планируемых оргтехмероприятий:

К₁ = Q_ф /Q_х,                                                                  (18)

где Q_ф, Q_х - расходы теплоты на обогрев зданий соответственно фактический и рассчитанный по удельным отопительным и вентиляционным характеристикам, Гкал.

К₂ = Q_х /Q_инд,                                                                (19)

где Q_инд - расход теплоты на обогрев зданий, рассчитанный по индивидуальным отраслевым нормам и фактической полной работе, Гкал.

Коэффициент К_п в выражении (14), учитывавший потери энергии в сетях, зависит от параметров теплоносителя и состояния теплоизоляции.

Для тепловой энергии величину К_п на высших уровнях планирования в соответствии с рекомендациями [3] принимают не более 1,01. В конкретных случаях величину К_п определяют расчетным путем с использованием отчетно-статистических данных.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ НОРМЫ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЯ

Расход теплоты на горячее водоснабжение здания определяют в зависимости от объема потребления горячей воды. Последний устанавливают по нормам, утвержденным край (обл) исполкомом в л/сут.

При отсутствии таких утвержденных норм их принимают по данным СНиПа [11], приведенным в прил. 2.

Для получения суммарного суточного расхода горячей воды приведенный в прил. 2 удельный (единичный) расход умножают на количество единиц измерения работы, соответствующее количественному показателю здания. Проверка фактического общего расхода горячей воды за сутки может быть произведена по водомеру, устанавливаемому обычно на вводе в здание.

Годовую потребность в теплоте на горячее водоснабжение здания в соответствии с указаниями [5] определяют по формуле

 = am [(55 - t_х.з) n_o + b (350 - n_o) (55 - t_х.л)] 4,187 ´ 10^-6 +  ГДж (Гкал),   (20)

где а - норма расхода горячей воды, л/сут; m - количество единиц измерения, отнесенное к суткам; 55 - средняя температура горячей воды, °С; t_х.з, t_х.л - температура холодной (водопроводной воды соответственно зимой и летом, °С (при отсутствии данных принимают равной 5 °С зимой и 15 °С летом); n_o - продолжительность отопительного сезона [11], сут; b - коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение летом по отношению к отопительному сезону (при отсутствии данных должен приниматься равным 0,8, а для зданий в курортном южном городе - 1); 350 - число суток работы системы горячего водоснабжения в году;  - тепловые потери в стояках, подающих и циркуляционных трубопроводах системы горячего водоснабжения, ГДж (Гкал); 4,187 - теплоемкость воды, кДж/кг×°С (1 ккал/кг×°С).

Годовые потери теплоты в подающих и циркуляционных трубопроводах системы горячего водоснабжения здания жилищно-гражданского назначения  рассчитывают по формулам

                                                         (21)

Q_т.пi = K_i p d_i l_i  (1 - η) 350 ´ 24 ´ 3,6 ´10^-6 ГДж (Гкал),        (22)

где K_i - коэффициент теплопередачи неизолированной трубы, принимают равным 11,6 Вт/м²×°С (10 ккал/м²×ч×°С); d_i, l_i - соответственно наружный диаметр и длина участка трубопровода, м; t_к, t_н - температура горячей воды соответственно в конце и начале расчетного участка, °С; t_о - температура окружающей среды, °С, применяется при прокладке трубопроводов: 23 - в бороздах, вертикальных каналах, коммуникационных шахтах сантехнических кабин, 25 - в ванных комнатах, 21 - в кухнях и туалетных комнатах жилых домов, общежитий и гостиниц, 16 - на лестничных площадках; в каналах подземной прокладки в соответствии со средней температурой грунта: 40 - в тоннелях, 5 - в неотапливаемых подвалах при среднемесячной температуре самого холодного месяца в году от (-11) до (-20) °С, 9 - на чердаках); η - КПД изоляции (η = 0,6 для трубопроводов d < 32 мм; 0,74 - для d = 40 - 70 мм; 0,81 - для d = 80 - 200 мм).

Для расчетов могут использоваться удельные значения тепловых потерь в трубопроводах горячего водоснабжения [9, 17] для различных случаев мест и способов прокладки, перепадов температур и диаметров труб.

При отсутствии данных, необходимых для расчета, тепловые потери определяют с помощью коэффициента К_т.п, приближенно учитывающего потери в трубопроводах горячего водоснабжения [17]. Значения К_т.п представлены ниже.

В этом случае

 ,                                                       (23)

а общую годовую потребность здания в теплоте на нужды горячего водоснабжения определяем по формуле

 = (1 + К_т.п) am [(55 - t_х.з) n_o + b (350 - n_o) ´ (55 - t_х.л) 4,187 × 10^-6 ГДж (Гкал).   (24)

Индивидуальную норму расхода теплоты на горячее водоснабжение здания определяем по формуле

Н_г.в = /m кДж (ккал) /чел.                                          (25)

или с учетом выражения (24)

Н_г.в = (1 + К_т.п) a [(55 - t_х.з) n_o + b (350 - n_o) ´ (55 - t_х.л)] 4,187 кДж (ккал) /чел.  (26)

МЕТОДИКА РАСЧЕТА РАСХОДА ТОПЛИВА В ЗДАНИИ

При снабжении здания жилищно-гражданского назначения теплотой от местной (индивидуальной) котельной суммарный расход условного топлива В_с^год, имеющего теплотворную способность Q^р_н = 7000 ккал/кг у.т., определяют по формуле

В_с^год = Q_с^год : 7000 η_э кг у.т /год                                            (27)

где Q_с^год - суммарный годовой расход теплоты в здании на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, ккал/год; η_э - средний эксплуатационный коэффициент полезного действия (КПД) всей тепловой (теплогенерирующей и теплопотребляющей) системы.

Значение величины Q_с^год определяют расчетным путем по составляющим с использованием методик, изложенных выше. Проверка фактического расхода теплоты в здании может быть произведена путем замера количества теплоты и горячей воды с помощью тепломеров и водомеров, устанавливаемых в местной (индивидуальной) котельной или на вводе в здание (если требуется замерить суммарный расход) или на трубопроводах, подающих теплоту и горячую воду к разным потребителям (если нужно определить расход по отдельным составляющим) количество воздуха, подаваемого приточными вентиляционными системами (для вычисления расхода теплоты на вентиляцию), может быть замерено с помощью анемометров или пневматических трубок.

Средний эксплуатационный КПД тепловой системы определяют с учетом непроизводительных потерь теплоты котельной (теплогенерирующей) установки (включая дополнительные расходы теплоты на собственные нужды котельной и на растопку котлов), внутренними теплопотребляющими системами (отопления, вентиляции и горячего водоснабжения), а также наружными теплопроводами:

η_э = η_к η_в.с η_н.т,                                                              (28)

где η_к - средний КПД котельной установки; η_в.с - средний коэффициент, учитывающий непроизводительные потери теплоты внутренними теплопотребляющими системами (η_в.с = 0,9); η_н.т - средний коэффициент, учитывающий потери теплоты наружными теплопроводами (η_н.т = 0,95).

Значение η_к для котельных установок, работающих на твердом топливе, изменяется в пределах от 0,5 - 0,6 (для малых отопительных котлов с топками без дутья) до 0,65 - 0,75 (для более крупных, оборудованных современными котлами с дутьевыми топками и экономайзерами), а при работе на жидком или газообразном топливе - от 0,65 - 0,7 до 0,8 - 0,85 соответственно. Фактическое значение КПД с достаточной степенью точности определяют при балансовых испытаниях котельных установок по специальной методике.

Для определения фактического расхода натурального топлива в знаменатель формулы (27) вместо величины 7000 ккал/кг у.т. следует подставить фактическую низшую рабочую теплотворную способность данного топлива Q_р^н либо разделить величину В_с^год, полученную по формуле (27), на коэффициент перевода натурального топлива в условное (калорийный эквивалент), который обычно дается в справочных таблицах характеристик топлива и представляет собой отношение

Э = Q_р^н : 7000.

Расход условного топлива по отдельным составляющим теплового баланса здания жилищно-гражданского назначения за любой период времени можно вычислить по той же формуле (27), подставив вместо величины Q_с^год соответствующий расход теплоты на определенные нужды (отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение) за требующийся срок (сутки, месяц, квартал, отопительный период или календарный год) по описанной выше методике.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЗДАНИИ

В зданиях жилищно-гражданского назначения электроэнергию расходуют на силовые нужды, в электронагревательных приборах и осветительных установках.

Качественный и количественный состав электрооборудования весьма разнообразен, зависит от технологического назначения здания и его количественного показателя (площади, этажности, внешнего объема внутренней вместимости, пропускной способности и т.п.). Часть оборудования используется непосредственно в решении технологических задач, другая - для обеспечения вспомогательных и эксплуатационных нужд здания.

В связи с указанным разнообразием электроприемников нормы расхода электроэнергии дифференцируют как по видам зданий, так и в зависимости от соответствующих показателей их масштабности.

Нормы расхода электроэнергии для зданий конкретных видов и масштабов рассчитывают на основе конкретных параметров и режимов работы электроустановок и отдельно на технологические, вспомогательные и эксплуатационные нужды при наличии раздельного приборного учета. При этом расчет осуществляют преимущественно по проектным данным установленного электрооборудования.

Потребление электроэнергии на силовые нужды осуществляется оборудованием, оснащенным электрическим приводом. Ввиду существенной специфики технологических процессов, реализуемых в различных видах зданий жилищно-гражданского назначения, невозможно дать общее четкое разграничение всего электросилового оборудования по указанным выше видам нужд. Многие виды оборудования в различных зданиях могут использоваться для различных целей. Например, холодильники, стиральные машины, вентиляторы и другие могут использоваться для технологических и вспомогательных целей; различного вида подъемники (лифты) - для тех же и эксплуатационных целей при производстве ремонтных работ; электроинструмент - для технологических и эксплуатационных нужд. Поэтому при расчете норм расхода электроэнергии разграничение электроприемников по видам нужд следует осуществлять конкретно для каждого вида зданий.

Кроме упомянутого выше электросилового оборудования к нему относятся широко используемые насосы, компрессоры, дымососы, пылесосы, полотеры и другие машины для сухой и мокрой уборки помещений, различные станки и т.п.

В целом по зданиям жилищно-гражданского назначения нормами должны учитываться следующие основные статьи расхода электроэнергии:

на силовые нужды зданий (насосы, вентиляторы, лифты, холодильники, кондиционеры и т.п.);

на электронагревательные приборы (электроплиты, кипятильники, мармиты, электротермические сушильные установки и т.п.);

на освещение помещений и наружной территории зданий;

на питание прочих мелких электроприемников (телевизоров, радиоприемников, электрочасов, усилителей телеантенн коллективного пользования и т.п.);

на покрытие потерь электроэнергии в сетях здания до границы балансовой принадлежности;

на централизованное обслуживание здания.

Насосы в зданиях жилищно-гражданского назначения чаще всего применяют в системах холодного и горячего водоснабжения и отопления, а также в котельных установках (циркуляционные, подпиточные и др.), а вентиляторы - в системах воздушного обогрева, воздушнотепловых завес, приточной и вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха, в котельных (дутьевые вентиляторы и дымососы).

Мощность, потребляемую насосами, определяют по формуле [4]

P_н = Q_н Н_н g /3600 ´ 102 η_н η_п кВт,                                        (29)

где Q_н - производительность насоса, м³/ч; Н_н - полное давление, создаваемое насосом, мм вод. ст.; g - плотность жидкости (воды), кг/м³; η_н - КПД насоса; η_п - КПД передачи, равный 0,5 - 0,95 (в случае установки на одной оси с электродвигателем η_п = 1).

Мощность, потребляемую вентиляторами или дымососами, определяют по аналогичной формуле

P_в = Q_в Н_в /3600 ´ 102 η_в η_п кВт,                                          (30)

где Q_в - производительность вентилятора (дымососа), м³/ч; Н_в - полное давление, создаваемое вентилятором (дымососом), мм вод. ст.; η_в - КПД вентилятора (дымососа). При отклонении температуры воздуха от расчетной величины t_о = 20 °С значение Н_в следует принимать с учетом температурной поправки. В этом случае величину полного давления определяют по формуле

Н_в = Н_р (t + 273) / (20 + 273) мм вод. ст.,                                 (31)

где Н_р - полное давление, определяемое аэродинамическим расчетом, мм вод. ст.

Годовое потребление электроэнергии насосом или вентилятором определяют по формуле

W = РТ кВт×ч,                                                         (32)

где Р - потребляемая мощность насоса (вентилятора), кВт; Т - годовое число часов работы установки, ч. При наличии двух идентичных агрегатов, один из которых является резервным, учитывают потребление электроэнергии только одним из них. При постоянной работе установки Т = 3700 ч. При работе ее с отключением (по времени суток, напору в сети или другим соображениям) берется реальное число часов работы в год.

Расход электроэнергии на работу лифта в соответствии с нормами расхода [6] определяют мощность электродвигателя главного привода и электропривода автоматического открывания и закрывания дверей, мощностью схемы управления, мощностью, потребляемой цепями сигнализации, мощностью ламп освещения кабины, среднесуточным (среднегодовым) машинным временем работы лифта, коэффициентом использования электродвигателя лифта по мощности.

Потребление электроэнергии лифтом в течение суток W_л.сут состоит из расхода электроэнергии в период рабочего режима лифта (подъем и спуск нагруженной и пустой кабины) W_л.р.р, а в период ожидания W_л.р.о.

В период рабочего режима электропотребление лифта определяют машинным временем работы лифта в сутки Т_м.в, мощностью двигателя главного привода Р_д, привода дверей Р_дв (только для лифтов с автоматическим открыванием дверей) и систем управления, автоматики, защиты и освещения кабины Р_упр:

W_л.сут = Р_р.р Т_м.в + Р_р.о (24 - Т_м.в) = (Р_д К_и + 0,05 Р_дв + Р_упр) Т_м.в + Р_р.о (24 - Т_м.в) кВт×ч, (33)

где Р_р.р - мощность лифта в рабочем режиме, кВт; Р_р.о - то же, в режиме ожидания, кВт; К_и - коэффициент использования электродвигателей лифтов по мощности; 0,05 - то же, привода дверей.

Если в здании имеется более одного лифта, а ночью остается включенным только один из них, то расчет суточного расхода электроэнергии производят по реальному времени включения лифтов: 24 - Т_отк, где Т_отк - продолжительность отключения лифтов.

Годовой расход электроэнергии одним лифтом определяют по формуле

W_л.год = W_л.сут ´ 350 кВт×ч,                                                (34)

где 350 - число дней в году с учетом ремонтно-профилактических работ.

Величины мощностей, потребляемые лифтами, холодильниками, компрессорами, пылесосами, полотерами и другими машинами и механизмами, определяют по их паспортным данным.

Расход электроэнергии на силовые нужды определяют с учетом потребляемой мощности и количества всех работающих электродвигателей, их КПД, степени загрузки, одновременности, режима и продолжительности работы, наличия перерывов, коэффициента мощности (cos j) и др.

В общем случае расход электроэнергии определяют по формуле

W = Р_уст К_и Т кВт×ч,                                                       (35)

где Р_уст - установленная мощность электроприемника, кВт; К_и - коэффициент использования мощности; Т - продолжительность работы установки.

Ко второй группе электроприемников в зданиях жилищно-гражданского назначения относят различного рода электронагревательные приборы: электроплиты, кипятильники, мармиты, электротермические сушильные установки, устройства электрообогрева и т.п.

Расход электроэнергии оборудованием этой группы W_э.н определяют по потребляемой мощности и продолжительности работы приборов:

 кВт×ч,                                                 (36)

где n - количество электронагревательных приборов в здании; Р_э.нi - средняя потребляемая мощность i-го прибора, кВт; Т_i - годовое число часов работы i-го прибора, ч.

Расход электроэнергии на освещение помещений и наружной территории здания W_осв определяют как сумму произведений установленной мощности светильников на время их работы:

 кВт×ч,                                            (37)

где m - количество групп светильников, имеющих независимое включение, шт.; j - номер группы светильников с независимым включением; Р_освj - установленная мощность светильников в j-ой группе, кВт; Т_j - годовое число часов горения ламп j-ой группы светильников, ч; К_с - коэффициент спроса (К_с = 0,9).

Расчет расхода электроэнергии на оборудование, используемое для централизованного эксплуатационного обслуживания и текущего ремонта зданий производят по группам однотипных зданий на уровне организации, обеспечивающей указанное обслуживание. Полученное значение расхода пересчитывают на каждое здание в соответствии с его площадью по формуле

 кВт×ч/год,                                     (38)

где W_iгод - годовой расход электроэнергии на централизованное обслуживание i-го здания рассматриваемой группы, кВт×ч; W_jгод - годовой расход электроэнергии на всю группу зданий на j-ый вид обслуживания, кВт×ч; n - количество видов централизованного обслуживания, связанных с расходом электроэнергии; m - количество обслуживаемых зданий в группе; S_i - полезная площадь i-го здания рассматриваемой группы, м².

В расход электроэнергии на централизованное обслуживание зданий включают:

расход электроэнергии на освещение помещений производственных баз, участков, гаражей и т.п., определяемый по установленной мощности светильников и фактическому времени их работы;

расход электроэнергии основными видами технологического оборудования (станками, машинами, электротермическим сушильным оборудованием, приводными механизмами и др.).

Среднее время работы отдельных видов оборудования в год принимают по фактическим данным.

Кроме названных статей расхода должен учитываться расход электроэнергии на работу телевизоров, радиоприемников, электрочасов, усилителей телеантенн коллективного пользования, систем противопожарной автоматики и дымоудаления и других устройств, эксплуатируемых в зданиях и потребляющих электроэнергию (W_проч).

Поскольку в большинстве зданий гражданского назначения учет электроэнергии осуществляют на общем вводе в здание, то при расчете норм следует использовать суммарный расход электроэнергии, складывающийся из общих расходов на силовые, осветительные и нагревательные нужды этих зданий, включая и все слаботочные устройства, а также на централизованное обслуживание зданий. При этом необходимо также учитывать потери во внутренних сетях, трансформаторах, преобразователях и других электрических установках, подключенных к сети здания до границы балансовой принадлежности (с W ≈ 3 %).

Таким образом, величину суммарного расхода электроэнергии определяют по формуле

W_Σ = W_э.о + W_э.н + W_осв + W_проч + DW + W_i,                                   (39)

где W_э.о - годовой расход электроэнергии на силовые нужды зданий (насосы, вентиляторы, лифты, холодильники, кондиционеры и т.п.), кВт×ч; W_э.н - то же, электронагревательными приборами (электроплиты, кипятильники, мармиты, электротермические сушильные установки и т.п.), кВт×ч; W_осв - то же, на освещение помещений и наружной территории здания, кВт×ч; W_проч - то же, на работу прочих мелких электроприемников (телевизоров, радиоприемников, электрочасов, усилителей телеантенн коллективного пользования и т.п.), кВт×ч; DW - годовые потери электроэнергии в сетях здания до границы балансовой принадлежности, кВт×ч; W_i - расход электроэнергии на централизованное обслуживание i-го здания рассматриваемой группы, кВт×ч, определяют по формуле (35).

При нормировании расхода электроэнергии для зданий жилищно-гражданского назначения возможны различные единицы измерения (продукции, работы), в каждом конкретном случае наиболее соответствующие технологическому назначению здания. В то же время приемлемой для большинства видов зданий жилищно-гражданского назначения единицей измерения можно считать 1 м² полезной площади этих зданий. Таким образом, норму расхода электроэнергии на единицу полезной площади здания Н_э вычисляют путем деления соответствующего суммарного расхода электроэнергии W_Σ за определенный период (например за год) на полезную площадь здания S, используемую в течение того же срока:

Н_э = W_Σ /S кВт×ч/м²×год.                                                     (40)

При наличии обособленного учета электроэнергии в здании жилищно-гражданского назначения по отдельным указанным выше группам токоприемников нормирование расхода электроэнергии следует осуществлять отдельно по этим группам. В этом случае показатели W_Σ в выражении (40) соответствуют суммарным годовым расходам электроэнергии по каждой из групп.

Групповую норму расхода электрической энергии Н_э по каждому хозяйственному объекту (группе зданий одного технологического назначения) данного уровня планирования устанавливают исходя из индивидуальных норм расхода электроэнергии и планируемых объемов выполняемой работы (полезной площади) рассматриваемых зданий, входящих в данный объект.

                                                        (41)

где Н_э - индивидуальная норма расхода электроэнергии для i-го здания данного технологического назначения, кВт×ч/м²; S_i - полезная площадь i-го здания данного технологического назначения, м²; n - количество зданий в рассматриваемой группе, шт.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Временные отраслевые индивидуальные нормы расхода тепловой энергии на обогрев зданий [3]

Приложение 2

Нормы расхода горячей воды при температуре 55 °С на нужды зданий жилищно-гражданского назначения [11]

Примечания: 1. Нормы расхода воды установлены для основных потребителей и включают все дополнительные расходы (обслуживающим персоналом, душевыми для обслуживающего персонала, посетителями, на уборку помещений и т.п.).

2. Для водопотребителей гражданских зданий, сооружений и помещений, не указанных в настоящей таблице, нормы расхода воды следует принимать согласно данной таблице для потребителей, аналогичных по характеру водопотребления.

ЛИТЕРАТУРА

1. Временные методические рекомендации по нормированию расхода тепловой энергии и топлива в жилищно-коммунальном хозяйстве. - М.: ВНИИКТЭП, 1987. - 34 с.

2. ГОСТ 12.1.005-76. Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-технические требования. - М.: Изд. стандартов, 1984. - 32 с.

3. Методические рекомендации по нормированию расхода тепловой энергии на обогрев зданий. - М.: НИИПиН при Госплане СССР, 1984. - 85 с.

4. Методические указания по нормированию потребления теплоэнергетических ресурсов в общественном хозяйстве. - М.: ОНТИ АКХ им. К.Д. Памфилова, 1987. - 24 с.

5. Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты строительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий. - М.: ОНТИ АКХ им. К.Д. Памфилова, 1987. - 95 с.

6. Нормы расхода электрической энергии на эксплуатационные нужды жилищного хозяйства местных Советов народных депутатов. - М.: ОНТИ АКХ им. К.Д. Памфилова, 1986. - 25 с.

7. Основные положения по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве. - М.: Атомиздат, 1980. - 16 с.

8. Правила пользования электрической и тепловой энергией. - М.: Энергоиздат, 1982. - 112 с.

9. Рекомендации по наладке систем горячего водоснабжения с целью улучшения теплового режима и уменьшения потерь со сливом. - М.: ОНТИ АКХ им. К.Д. Памфилова, 1983. - 15 с.

10. Сальников А.Х., Шевченко Л.А. Нормирование потребления и экономия топливно-энергетических ресурсов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 240 с.

11. СНиП 2.02.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. - М.: Стройиздат, 1986.- 56 с.

12. СНиП II-Л.2-72. Общественные здания и сооружения. Нормы проектирования. Общая часть. - М. Стройиздат, 1978. - 22 с.

13. СНиП II-32-75*. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1982. - 97 с.

14. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

15. СНиП II-3-79. Строительная теплотехника. - М.: Стройиздат, 1982. - 40 с.

16. СНиП II-7.10-73* (II-36-73*). Тепловые сети. Нормы проектирования. - М.: ЦИТП, 1985. - 51 с.

17. Чистяков Н.И. и др. Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения. - М.: Стройиздат, 1980. - 270 с.

СОДЕРЖАНИЕ