ГОСТ Р 56778-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Здания жилые и общественные. Оценка потребления тепловой энергии на отопление и вентиляцию

6 Порядок расчета тепловых потребностей жилых и общественных зданий на отопление и вентиляцию

 

6.1 Тепловые потребности жилых и общественных зданий представлены тепловыми потребностями помещений. Эти потребности компенсируются инженерными системами отопления, вентиляции, а также горячего водоснабжения.

6.2 Тепловые потребности, компенсируемые системами отопления, обусловлены климатологическими характеристиками района строительства и зависят от теплозащитных свойств ограждающих конструкций и объемно-планировочных решений здания.

Тепловые потребности, компенсируемые системами вентиляции, обусловлены климатологическими характеристиками района строительства и являются тепловыми потребностями, относимыми к системам теплоснабжения вентиляционных систем.

Для систем вентиляции с естественным побуждением движения воздуха нагрузка на подогрев приточного воздуха, образующая тепловые потребности применительно к системам вентиляции, может быть возложена на системы отопления.

Тепловые потребности, компенсируемые системами горячего водоснабжения, обусловлены потребителями, эксплуатирующими помещения здания.

6.3 Для расчета потребления энергии учитывают только те тепловые потребности, которые не обусловлены субъективным фактором поведения лиц, эксплуатирующих здание.

6.3.1 Энергетические нагрузки, образованные тепловыми потребностями жилых, а также общественных зданий на отопление и вентиляцию, определяют с помощью расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания.

6.3.2 Расчетную удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания , Вт/(м³·°C), определяют по формуле

 

(6.1)

 

где k_об - удельная теплозащитная характеристика здания, Вт/(м³·°C), определяется в соответствии с СП 50.13330;

k_вент - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м³·°C);

k_быт - удельная характеристика бытовых тепловыделений в здании, Вт/(м³·°C);

k_рад - удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, Вт/(м³·°C);

- коэффициент полезного использования теплопоступлений, определяемый по формуле

 

(6.2)

 

где K_рег - коэффициент эффективности регулирования подачи теплоты в системах отопления; рекомендуемые значения:

K_рег = 0,95 - в системе отопления с местными терморегуляторами и пофасадным авторегулированием на вводе;

K_рег = 0,9 - в системе отопления с местными терморегуляторами и центральным авторегулированием на вводе;

K_рег = 0,85 - в системе отопления без местных терморегуляторов и с пофасадным авторегулированием;

K_рег = 0,8 - в системе отопления с местными терморегуляторами и без авторегулирования на вводе;

K_рег = 0,7 - в системе отопления без местных терморегуляторов и с центральным авторегулированием на вводе;

K_рег = 0,6 - в системе отопления без местных терморегуляторов и без авторегулирования на вводе;

n_в - средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч^-1 (см. формулу 6.9).

6.3.3 Удельную теплозащитную характеристику здания k_об, Вт/(м³·°C), рассчитывают по формуле

 

(6.3)

 

где - приведенное сопротивление теплопередаче i-го фрагмента теплозащитной оболочки здания, м²·°C/Вт;

A_ф,i - площадь соответствующего фрагмента теплозащитной оболочки здания, м²;

V_от - отапливаемый объем здания, м³;

n_t,i - коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у конструкции от принятых в расчете ГСОП;

K_общ - общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м²·°C), определяемый по формуле

 

(6.4)

 

K_комп - коэффициент компактности здания, м^-1, определяемый по формуле

 

(6.5)

 

где - сумма площадей (по внутреннему обмеру) всех наружных ограждений теплозащитной оболочки здания, м².

Совокупность фрагментов теплозащитной оболочки здания, характеристики которых используются в формуле (6.3), должна полностью замыкать оболочку отапливаемой части здания.

6.3.4 Удельная теплозащитная характеристика здания может быть найдена непосредственно через характеристики элементов, составляющих все конструкции оболочки здания:

 

(6.6)

 

где , , - принимаются по СП 50.13330 и СП 230.1325800;

L_j - суммарная протяженность линейной неоднородности j-го вида по всей оболочке здания, м;

N_k - суммарное количество точечных неоднородностей k-го вида по всей оболочке здания, шт.

6.3.5 Расчет удельной теплозащитной характеристики здания оформляют в виде таблицы, которая должна содержать следующие сведения:

а) наименование каждого фрагмента, составляющего оболочку здания;

б) площадь каждого фрагмента;

в) приведенное сопротивление теплопередаче каждого фрагмента со ссылкой на расчет;

г) коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у фрагмента конструкции от принятых в расчете ГСОП.

Форма таблицы представлена в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Значения составляющих удельной теплозащитной

характеристики здания

 

Наименование фрагмента	nt,i	Aф,i, м2	, (м2·°C)/Вт	, Вт/°C	%
Сумма	-	-	-	-	100

 

6.3.6 Удельную вентиляционную характеристику здания k_вент, Вт/(м³·°C), определяют по формуле

 

(6.7)

 

где c - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°C);

- средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³, определяемая по формуле

 

(6.8)

 

здесь t_от - средняя температура наружного воздуха, °C, отопительного периода, принимаемая по СП 131.13330 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °C, а при проектировании лечебно-профилактических, детских организаций и домов-интернатов общего типа не более 10 °C;

L_вент - количество приточного воздуха в здание, м³/ч, определяемое по 6.3.7;

G_инф - количество инфильтрующегося воздуха в здание, кг/ч, определяемое по 6.3.8;

V_от - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м³;

k_эф - коэффициент эффективности рекуператора.

Коэффициент эффективности рекуператора k_эф отличен от нуля в том случае, если:

- средняя воздухопроницаемость квартир жилых и помещений общественных зданий (при закрытых приточно-вытяжных вентиляционных отверстиях) обеспечивает в период испытаний воздухообмен кратностью n₅₀, ч^-1, при разности давлений 50 Па наружного и внутреннего воздуха при вентиляции с механическим побуждением n₅₀ <= 2 ч^-1;

- кратность воздухообмена зданий и помещений при разности давлений 50 Па и их среднюю воздухопроницаемость определяют по ГОСТ 31167.

6.3.7 Среднюю кратность воздухообмена здания за отопительный период n_в, ч^-1, рассчитывают по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле

 

(6.9)

 

где L_вент - количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м³/ч, равное для:

а) жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека - 3A_Ж;

б) других жилых зданий - 0,35h_эт(A_об), но не менее 30m;

где A_об - общая площадь квартир;

m - расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий - определяют согласно подразделу проектной документации "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, тепловые сети" с учетом баланса приточного и вытяжного воздуха, в том числе при использовании систем рециркуляции, либо согласно приложению И СП 60.13330.2016 с учетом количества человек в помещениях;

A_ж - для жилых зданий площадь жилых помещений, к которым относятся спальни, детские, гостиные, кабинеты, библиотеки, столовые, кухни-столовые, м²;

A_р - для общественных и административных зданий расчетная площадь, определяемая как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м²;

h_эт - высота этажа от пола до потолка, м;

n_вент - число часов работы механической вентиляции в течение недели;

168 - число часов в неделе;

G_инф - количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч: для жилых зданий - воздуха, поступающего в лестничные клетки в течение суток отопительного периода, определяемое согласно 6.3.8; для общественных зданий - воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей; допускается принимать для общественных зданий в нерабочее время в зависимости от этажности здания: до трех этажей - равным , от четырех до девяти этажей - , выше девяти этажей - , где V_о6щ - отапливаемый объем общественной части здания;

n_инф - число часов учета инфильтрации в течение недели, ч, равное 168 для зданий со сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией и (168 - n_вент) для зданий, в помещениях которых поддерживается подпор воздуха во время действия приточной механической вентиляции;

V_от - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м³;

- то же что и в формулах (6.7) и (6.8);

- коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций.

При отсутствии данных следует принимать .

В случаях, когда здание состоит из нескольких зон с различным воздухообменом, средние кратности воздухообмена находят для каждой зоны в отдельности (зоны, на которые разделено здание, должны составлять весь отапливаемый объем).

Все полученные средние кратности воздухообмена суммируют, и суммарный коэффициент подставляют в формулы (6.2) и (6.4) для расчета удельной вентиляционной характеристики здания и средней кратности воздухообмена за отопительный период.

6.3.8 Количество инфильтрующегося воздуха, поступающего на лестничную клетку жилого здания или в помещения общественного здания через неплотности заполнений проемов, полагая, что все они находятся на наветренной стороне, определяют по формуле

 

(6.10)

 

где A_ок и A_дв - суммарная площадь окон и балконных дверей и входных наружных дверей соответственно, м²;

и - требуемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и входных наружных дверей соответственно, м²·ч/кг;

и - расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха, Па, для окон и балконных дверей и входных наружных дверей соответственно, определяют по формуле (6.11); для окон и балконных дверей с заменой в ней значения 0,55 на 0,28 и с вычислением удельного веса по формуле (6.12) при температуре воздуха, равной t_от;

10 - номинальный перепад давления, при котором следует испытывать окна и двери на воздухопроницаемость, Па.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций , Па, определяют по формуле

 

(6.11)

 

где H - высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

, - удельный вес наружного и внутреннего воздуха соответственно, Н/м³, определяемый по формуле

 

(6.12)

 

t - температура воздуха: внутреннего (для определения ) - принимается согласно оптимальным параметрам по ГОСТ 30494 и требованиям [3]; наружного (для определения ) - принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СП 131.13330;

v - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2018.

Для общественных зданий в нерабочее время количество инфильтрующегося воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей, допускается принимать в зависимости от этажности здания: до трех этажей - равным , от четырех до девяти этажей - , выше девяти этажей - , где V_общ - отапливаемый объем общественной части здания.

Для лестнично-лифтовых узлов (ЛЛУ) жилых зданий количество инфильтрующегося воздуха, поступающего через неплотности заполнения проемов, допускается принимать в зависимости от этажности здания: до трех этажей - равным , от четырех до девяти этажей - , выше девяти этажей - , где V_ЛЛУ - отапливаемый объем лестнично-лифтовых узлов здания.

Для ЛЛУ без поэтажных выходов на балконы количество инфильтрующегося воздуха, полученное по упрощенным формулам, следует уменьшать в два раза.

6.3.9 Удельную характеристику бытовых тепловыделений в здании k_быт, Вт/(м³·°C), определяют по формуле

 

(6.13)

 

где q_быт - величина бытовых тепловыделений на 1 м² площади жилых помещений A_ж или расчетной площади общественного здания A_р, Вт/м², принимаемая:

а) для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека q_быт = 17 Вт/м²;

б) жилых зданий с расчетной заселенностью квартир 45 м² общей площади и более на человека q_быт = 10 Вт/м²;

в) других жилых зданий - в зависимости от расчетной заселенности квартир по интерполяции величины q_быт между 17 и 10 Вт/м²;

г) общественных и административных зданий - по расчетному числу людей (90 Вт/чел.), находящихся в здании, освещения (по установочной мощности) и оргтехники (10 Вт/м²) с учетом рабочих часов в неделю;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха здания, °C, принимаемая по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 16 °C - 22 °C) либо по нормам проектирования соответствующих зданий;

t_от - то же, что и в формуле (6.8);

A_ж - то же, что и в 6.3.7.

6.3.10 Удельную характеристику теплопоступлений в здание от солнечной радиации k_рад, Вт/(м³·°C), определяют по формуле

 

(6.14)

 

где - суммарные теплопоступления через окна, расположенные на фасадах, ориентированных по направлениям j, и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж/год, определяют по формуле

 

(6.15)

 

где - суммарная радиация за отопительный период для вертикальной поверхности, ориентированной по направлению j, МДж/(год·м²);

I^гор - суммарная радиация за отопительный период для горизонтальной поверхности, МДж/год·м²;

A_jl, A_фон - площадь окон, ориентированных по направлению j, и зенитных фонарей соответственно, м²;

g_jl, g_фон - коэффициенты общего пропускания солнечной энергии для окон, ориентированных по направлению j, и зенитных фонарей соответственно, определяемые как сумма коэффициента прямого пропускания солнечной энергии и коэффициента вторичной теплопередачи внутрь помещения, отн. ед.; мансардные окна с углом наклона к горизонту 45° и более следует считать как вертикальные окна, с углом наклона менее 45° - как зенитные фонари, определяемые экспериментально или по приложению Д СП 345.1325800.2017;

, - коэффициенты, учитывающие затенение светового проема окон и зенитных фонарей соответственно непрозрачными элементами заполнения, рассчитываемые по формуле

 

(6.16)

 

где - индекс i-й ячейки переплета, отн. ед.; для переплета прямоугольной формы , для переплета круглой формы ; d_i - толщина i-й ячейки переплета, м;

r_i - радиус ячейки переплета, м;

A₀ - площадь оконного блока по наружному обмеру, м²;

A_i = a_ib_i - площадь i-й ячейки в свету, м²;

a_i, b_i - ширина и высота i-й ячейки в свету, м;

K_Гi - составляющая коэффициента светопередачи, зависящая от геометрических размеров ячейки переплета, определяемая по формуле

 

(6.17)

 

Коэффициенты , также могут быть определены по упрощенной формуле

 

(6.18)

 

Суммарную (прямая плюс рассеянная) солнечную радиацию на горизонтальную поверхность (покрытие, зенитные фонари) I^гор, МДж/год·м², при действительных условиях облачности за отопительный период для климатического района строительства определяют по формуле

 

(6.19)

 

где - суммарная солнечная радиация на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности для i-го месяца отопительного периода, МДж/(год·м²), принимается по данным [4], таблица 1.10;

m - число месяцев отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха, равной и ниже 8 °C.

Суммарную (прямая, рассеянная и отраженная) солнечную радиацию на вертикальную поверхность (стены и окна) , МДж/(год·м²), при действительных условиях облачности за отопительный период определяют по формуле

 

(6.20)

 

где - прямая солнечная радиация на вертикальную поверхность при действительных условиях облачности в i-м месяце отопительного периода для j-й ориентации, МДж/м², определяют с учетом коэффициента пересчета с горизонтальной поверхности на вертикальную K_ГВji;

, - рассеянная и отраженная солнечная радиация на вертикальную поверхность при действительных условиях облачности в i-м месяце отопительного периода, МДж/м²;

, - прямая и рассеянная солнечная радиация на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности в i-м месяце отопительного периода, МДж/м², принимаются по данным [4], таблицы 1.8, 1.9;

m - то же, что и в формуле (6.19);

A_ki - альбедо поверхности земли в i-м месяце отопительного периода, %, принимается по данным [4], таблица 1.10;

k_ji - коэффициент пересчета прямой солнечной радиации с горизонтальной поверхности на вертикальную i-го месяца отопительного периода для j-й ориентации, принимается по данным приложения В СП 345.1325800.2017.