Однако даже для наиболее распространенных жилых зданий до сих пор нет полностью однозначных и непротиворечивых данных по распределению тепловой и электрической нагрузки между теми или иными статьями затрат. В частности, источник [1] дает для составляющих энергозатрат таких зданий (без учета электропотребления) данные в виде верхней строки табл. 1. В следующей строке показаны значения, полученные пересчетом из данных [2] при доле нагрузки горячего водоснабжения (ГВС), равной 26 %, т.е. средней из диапазона, указанного в [1]. Это необходимо, поскольку в [2] непосредственно имеются сведения только по трансмиссионным теплопотерям и инфильтрации. Легко видеть, что данные обоих источников практически совпадают, поэтому можно считать их достаточно надежными. При этом доли всех составляющих баланса здесь оказываются довольно близкими, и даже с некоторым превышением по инфильтрации. Во всяком случае, здесь нет резкого преобладания теплопотерь через ограждающие конструкции, и весьма значительную роль играют энергозатраты на подогрев воды для ГВС. Поэтому энергосбережение должно быть комплексным и предусматривать систему мероприятий по снижению расхода энергии на каждом направлении. В третьей строке приведено относительное распределение энергопотребления жилых зданий, полученное пересчетом из работ [3, 4], в которых приводятся статистические данные в целом по РФ, а также результаты натурных испытаний характерного жилого здания серии П-44 за отопительный сезон 1992–1993 гг. в Москве. Нетрудно заметить, что и здесь затраты на ГВС лежат в том же диапазоне, что и по данным [1–2]. Однако значительное сомнение вызывает более низкая доля инфильтрационных теплопотерь, полученная авторами [4], по сравнению со сведениями из [1], хотя речь в обоих источниках идет об объектах, построенных преимущественно до 1995 г., т.е. до повышения требований к теплозащите, и, следовательно, результаты должны быть сопоставимыми. В основном это происходит за счет весьма малой фактической кратности воздухообмена — около 0,41 ч–1. Такая незначительная кратность существенно ниже санитарной нормы, поэтому даже если измерения были проведены корректно, ориентироваться на такие результаты как на основу для дальнейшего анализа нельзя. Но именно это приводит авторов [3, 4] к представлению о преувеличенной роли трансмиссионных теплопотерь в энергетическом балансе и соответственно к рекомендациям по преимущественной необходимости утепления несветопрозрачных ограждений. В четвертой и пятой строках помещены значения, полученные пересчетом из публикаций [5] и [6], содержащих результаты экспериментальных замеров расходов энергоносителей на объектах ЖКХ Центрального административного округа г. Москвы за период соответственно 2003–2004 и 2004–2006 гг. За скобками указано распределение составляющих затрат в целом за год, включая и летнее время, в скобках — дальнейший пересчет для отопительного периода. Здесь, правда, нет разделения на трансмиссионные и инфильтрационные потери, но доля ГВС оказывается того же порядка, что и по данным из предыдущих источников, а в [5] — даже несколько выше. Некоторое несовпадение данных [5] и [6] объясняется, вероятно, более теплой зимой 2003–2004 гг. [7], что и приводит к относительному уменьшению вклада трансмиссионной и инфильтрационной составляющей нагрузки. В шестой и седьмой строках приведены значения, вычисленные по результатам исследований [8, 9], а также с участием одного из авторов данной статьи К.И. Лушина, проведенных в феврале-марте 2004 г. с помощью натурных измерений в двухсекционном 11-этажном жилом доме, построенном по технологии «Пластбау» с применением несъемной опалубки в Москве. Такая опалубка в дальнейшем играет роль теплоизоляционного слоя в наружных ограждениях. Здесь так же, как и в [2], отсутствовали данные по затратам энергии на нужды ГВС, поэтому опять-таки был произведен пересчет, исходя из средней доли ГВС, равной 26 %. Зато благодаря непосредственным замерам расхода воздуха в системах вытяжной вентиляции в [8] и экспериментальным измерениям воздухопроницаемости наружных ограждений в [9] оказалось возможным разделить трансмиссионную и инфильтрационную составляющие теплопотерь. В качестве отопительных приборов в здании были установлены настенные конвекторы с кожухом. Замеры температур в подающем и обратном трубопроводах системыотопления объекта осуществлялись с помощью платиновых термопреобразователей сопротивления, установленных на границе балансовой принадлежности и входящих в комплект теплосчетчика типа СТ 1 [9]. Сигналы от датчиков поступали в вычислитель типа Supercal-431, где преобразовывались в значения температур в точках установки датчиков. Замеры температуры на поверхностях и в толще наружных ограждений производились с помощью датчиков, замоноличенных во внутренний конструктивный слой стены непосредственно у поверхности. Сигналы от этих датчиков поступали в ЭВМ, установленную в центре диспетчерского управления, где преобразовывались в значения температур в точках установки датчиков. При обработке результатов замеров сопротивление теплопередаче наружной стены Rо принималось равным 3,65 (м2•К)/Вт для фасадной и 3,28 (м2•К)/Вт торцевой стен по данным НИИСФ [9], а температуры — по данным К.И. Лушина. Заметим, что результаты обоих исследований оказались близки друг другу и снова попадают в диапазон, указанный в первой строке таблицы. В восьмой строке помещен пересчет данных [8] с условий, имевших место при измерениях расхода вентиляционного воздуха (средняя наружная температура tн = –12,7 °С, внутренняя tв = +22,7 °С) на средние параметры отопительного периода в Москве. Для этого вначале было построено поле корреляции между суммарным теплопотреблением здания на отопление и вентиляцию Qзд и разностью tв – tн, показанное на рис. 1, проведен его регрессионный анализ и вычислен средний уровень Qзд.ср = 164549 Вт. При этом текущие значения tн принимались по данным [9], а параметры tв и Qзд — непосредственно по результатам измерений, проведенных одним из авторов статьи. Легко видеть, что экспериментальные точки достаточно хорошо укладываются на аппроксимирующую прямую. Затем был пересчитан определенный в [8] расход воздуха, исходя из изменения гравитационной составляющей естественного давления, и вычислен средний уровень теплозатрат на инфильтрацию Qи.ср = 65109 Вт. Способ такого пересчета более подробно изложен несколько ниже. Таким образом, и здесь энергетический баланс имеет уже описанный вид, и доли его отдельных составляющих в целом укладываются в интервалы, приведенные в [1], хотя доля инфильтрационной компоненты в данном случае немного ниже, чем в предыдущих вариантах, кроме взятого из [3, 4]. В последней строке табл. 1 приведены результаты расчета энергетического баланса секции жилого здания по серии П3-1/16 с помощью методики Стандарта РНТО строителей «Нормы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций и оценки энергоэффективности зданий» [10], в разработке которой автор принимал непосредственное участие. Данная методика позволяет учитывать все основные виды энергозатрат и их снижение за счет применения практически любых известных энергосберегающих мероприятий. Конструктивные параметры объекта приняты по данным [11], а теплотехнические характеристики ограждений выбраны сопоставимыми с использованными в работе [4]. Перечень энергетических показателей здания в несколько сокращенном виде приведен в табл. 2. Суммарный расчетный воздухообмен в здании определялся, исходя из числа квартир и нормативного расхода воздуха на квартиру, равного 140 м3/ч по требованиям [12] для удаления воздуха из санузлов, ванных и кухонь с газовыми плитами, что в данном случае больше, чем воздухообмен, полученный из расчета 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади (соответственно 9529 и 7965 м3/ч). При этом было принято во внимание, что средний фактический воздухообмен за отопительный период будет несколько больше, чем расчетный, поскольку, как известно, системы естественной вытяжной вентиляции проектируются на перепад давлений, отвечающий температуре наружного воздуха +5 °С при отсутствии ветра [13]. На самом же деле средняя наружная температура за отопительный период в Москве равна — 3,1 °С при скорости ветра 3,8 м/с [14], т.е. среднее гравитационное давление будет выше расчетного, и к нему еще добавляется ветровое. При вычислениях это учтено коэффициентом KL = 1,38, равным отношению фактического и расчетного перепада давлений в степени 0,6 — средней между показателями, определяющими движение воздуха через неплотности в светопроемах (2/3) и в вентиляционных каналах (1/2). Нагрузка на ГВС определялась по числу жителей, которое, в свою очередь, рассчитывалось через общую площадь и норму заселенности 18 м2/чел. Легко видеть, что энергетический баланс, полученный расчетом по методике Стандарта РНТО для конкретного, хотя и характерного здания, укладывается в диапазон, соответствующий статистическим данным из [1], и не очень отличается от [2, 7–8] и результатов измерений с участием одного из авторов статьи, поэтому можно сделать вывод о ее достаточной достоверности. В то же время сведения из [3, 4] существенно выделяются среди всех остальных, приведенных в табл. 1, что и заставляет считать их сомнительными. Таким образом, структура энергетического баланса здания во многом определяет возможности энергосбережения по различным направлениям и оптимальное сочетание энергосберегающих мероприятий. Знание этой структуры позволяет принимать экономически обоснованные инженерные решения по снижению энергопотребления и добиваться максимального энергосбережения при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.
1. Энергосберегающее остекление как инвестиционный проект / ProtoART — мониторинг новостей, 05.04.04. Источник: www.spbpromstroy.ru. 2. Епифанов В.А. Основные направления развития жилищно-коммунального хозяйства // Стройка, №31/2004. 3. Матросов Ю.А., Бутовский И.Н. Региональное нормирование энергосбережения в зданиях и «теплые дома» (доклад на семинаре «Максмир» «Энергосбережение и новейшие технологии теплозащиты зданий» 20 марта 2001 г.). Источник: www.maxmir.com. 4. Матросов Ю.А., Бутовский И.Н., Гольдштейн Д. Энергетический паспорт здания // Журнал АВОК, №2–3/1997. 5. Байдаков С.Л., Гашо Е.Г., Анохин С.М. ЖКХ России. Источник: www.rosteplo.ru. 6. Васина Е.М., Гашо Е.Г. Опыт и проблемы адекватного использования данных массового учета и мониторинга ресурсопотребления // Энергосбережение, №2/2006. 7. Строительная климатология. Справочное пособие к СНиП 23-01–99* / Под. ред. В.К. Савина. — М.: НИИСФ, 2006. 8. Научно-технический отчет о проведении 10.02– 18.02.2004 г. экспериментальных натурных исследований теплового режима 11-этажного двухсекционного жилого дома по адресу: г. Москва, ул. Палехская, д. 5, корп. 2 / Н.И. Майорова, В.Ф. Горнов, Н.А. Тимофеев и др. — М.: ОАО «Инсолар-Инвест», 2004. 9. Отчет и заключение по теме «Экспериментальные исследования удельного потребления тепловой энергии на отопление здания по ул. Палехская, д. 5, с определением теплотехнических характеристик наружных стен» / Ю.А. Матросов и др. — М.: НИИСФ, 2004. 10. Нормы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций и оценки энергоэффективности зданий. Стандарт общественной организации — РНТО строителей. М.: ГУП ЦПП, 2006. 11. В.Г. Гагарин. О недостаточной обоснованности повышенных требований к теплозащите наружных стен зданий. (Изменения №3 СНиП II-3–79) // Сб. докл. 3-й конф. РНТОС 23–25 апреля 1998 г. 12. СНиП 31-01–2001 «Здания жилые многоквартирные». — М: ГУП ЦПП, 2001. 13. СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». — М.: ГУП ЦПП, 2004. 14. СНиП 23-01–99* «Строительная климатология». — М: ГУП ЦПП, 2004.
