WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

http://www.cenef.ru/homepg/hp46r.htm

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ТРЕБОВАНИЙ ПО ЭНЕРГЕТИКЕ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРАН С РАЗЛИЧНЫМИ КЛИМАТИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ

Ю.Матросов,

И.Бутовский,

Д.Гольдштейн

           АННОТАЦИЯ

         В этой статье мы рассматриваем проблему разработки нормативных требований по энергетике зданий для регионов с большим различием климатических условий. Ключевым показателем энергетической эффективности зданий в России предложен климатически независимый параметр удельного энергопотребления на отопление здания за отопительный период. Это удельное энергопотребление, Вт/(м2?oC?сут) или Вт/(м3?oC?сут), которое представляет собой количество теплоты, требуемое на отопление за отопительный период 1 м2 отапливаемой площади или 1 м2 объема здания, отнесенное к градусосуткам отопительного периода. Параметр был проверен на территории России в 486 климатических пунктах. Используя этот параметр, Государственный комитет Российской Федерации по строительству и жилищнокоммунальному комплексу (Госстрой РФ) одобрил в 1995 г. изменения в федеральные нормы "Строительная теплотехника", которые обеспечивают значительно более высокий уровень теплозащиты. Основываясь на этом параметре, разработан проект новых российских норм по энергетической эффективности зданий. Девять регионов России одобрили и ввели в действие региональные нормы по теплозащите зданий, используя этот параметр, в пятнадцати других российских регионах аналогичные нормы находятся в стадии разработки.

          Введение           Федеральный Закон “Об энергосбережении” и соответствующие постановления правительства Российской Федерации провозгласили разработку  строительных стандартов и введение в них показателей энергопотребления на отопление, вентиляцию и водопотребление как приоритетный путь реализации энергопотребления. Эти показатели должны быть включены в соответствующие нормативы и не могут быть внедрены без наличия их в нормативных документах.

          Существующие федеральные нормы, носящие предписывающий характер по идеологии предыдущего периода развития нормирования, ограничивают внедрение новых прогрессивных технологий, материалов и технических решений в строительную практику. Чтобы устранить эти ограничения Госстрой РФ разработал и утвердил основополагающий в строительном нормировании документ СНиП 10.01 “Система нормативных документов в строительстве”, в котором установлено, что новые нормы должны содержать “потребительские” или “эксплуатационные” характеристики, которые регламентируют требования, а не пути, достижения этих требований. Действующий СНиП “Строительная теплотехника” [1] не содержит требований, которые ограничивали бы энергопотребление на отопление зданий. В связи с обостряющейся потребностью энергосбережения, возникла необходимость в разработке  новых принципов стандартизации  энергопотребления на отопление зданий и энергетических характеристик зданий.

Установление требований, основанных на удельном энергопотреблении здания, приходящемся на одни градусосутки             Концепция энергоэффективного строительства основана на следующих трех принципах:

            а) установление требований к теплозащите зданий для достижения трех основных целей нормируемых уровней энергопотребления здания, обеспечение теплового  комфорта в центре обслуживаемой зоны и на ее границах; недопустимость образования конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений;

            б)  предоставление проектировщику свободы для достижения требуемого результата на основе использования различных возможностей учета и снижения энергопотребления вместо требования о достижении конкретных уровней теплозащиты;

            в)  обеспечение возможности контроля и сертификации фактических энергетических и теплотехнических параметров здания, подтверждающих, что здание запроектировано, построено и эксплуатируется в соответствии с установленными требованиями норм.

            Эта  концепция  основана на нормировании значения удельного энергопотребления на отопление или охлаждение здания. Чтобы установить   необходимые нормируемые значения, должны быть определены теплозащитные свойства совокупности ограждающих конструкций. Удельное энергопотребление здания на отопление [Вт?ч/(м2?oC?сут) или Вт?ч/(м3?oC?сут)] определяется как приходящееся на 1 градусосутки количество теплоты, потребляемой на отопление здания за отопительный период по отношению к общей отапливаемой площади или общему отапливаемому объему здания.



            Идея  нормирования этого параметра возникла в 1994 [ 2 ], когда он был предложен в качестве основы для модели региональных норм по энергетической эффективности зданий России. Эта модель норм, озаглавленная “Энергетическая эффективность в зданиях. Региональные нормы по теплозащите зданий”, была разработана авторами из НИИ строительной физики (НИИСФ),  Центра Энергетической Эффективности (ЦЭНЭФ) (оба в России) и Общества по защите природных ресурсов (NRDC) природозащитной организации в США [3].

            Эффективность предложенного параметра может быть проиллюстрирована на примере 9этажного жилого здания (таблица 1), запроектированного согласно уровня  “0”   на  рис.3, подсоединенного к системе централизованного теплоснабжения и привязанного для климатических условий различных городов России.

Таблица 1      Удельное энергопотребление зданий, q, за отопительный период (На примере типового 9этажного многоквартирного здания)           Город Удельное энергопотребление кВт?ч/м Вт?ч/(м2?oC?сут)           Верхоянск           Якутск           Омск           Самара           Астрахань           Краснодар           Стабильность этого параметра очевидна. Этот параметр был также испытан на территории России в большинстве климатических регионов, используя нормативные требования этих норм  (также  до внесения в них изменений). Удельное энергопотребление было рассчитано для 10  наиболее распространенных  жилых зданий  России (5, 9 и 17 этажей), расположенных в 486 пунктах России. При расчетах учитывали размеры здания, нормативные значения сопротивления теплопередаче стен, окон, чердачного и цокольного перекрытий; нормативные значения кратности воздухообмена в здании; температуры  внутреннего воздуха; продолжительности отопительного периода; средней скорости ветра и солнечной радиации за отопительный период все параметры, зависящие от климатических воздействий. Полученные данные были обработаны статистически: они были отобраны по своим значениям в группы, представляющие тот или иной интервал в 10 Вт?ч/(м2?oC?сут) на шкале удельного энергопотребления. Гистограмма (рис.1) представляет собой распределение числа случаев нормализованного удельного  энергопотребления по этой шкале. Подобные гистограммы, построенные для  зданий одинаковой высоты,  были использованы для определения норм годового энергопотребления обеспеченностью 0,95.

            В таблице 2 представлен анализ этого параметра для трех климатических зон США [4].  Данные отражают реальные результаты измерения энергопотребления в 197576 в 125 тыс. односемейных сблокированных домах и в 45 тыс. многоквартирных зданиях. Так же, как и в условия России, независимость этого параметра от климатических условий США очевидна.

Рис.1.  Число случаев, имеющих одинаковые (попавшие в какойлибо интервал 10 Вт?ч/(м2?oC?сут)) значения удельного энергопотребления зданий Таблица 2      Удельное энергопотребление зданий на отопление в трех климатических зонах США Тип здания Удельное энергопотребление для зон (Вт?ч/(м2?oC.сут)   I 3889 oC?сут II 3472 oC?сут III – 1667 oC?сут Многоквартирные здания 47. Одноквартирные здания сблокированные 52. 53. Федеральные стандарты нацеливают на повышение энергетической эффективности зданий             Учитывая намеченные уровни энергосбережения с помощью параметра удельного энергопотребления, Госстрой РФ одобрил в 1995 г. изменения в федеральные нормы [1], которые обеспечивают значительно более высокий уровень теплозащиты в новых и реконструируемых зданиях. Новые нормативы приводят к снижению энергопотребления на отопление зданий на 2040% по сравнению с прежним уровнем.

            Численные значения новых требований получены  с помощью следующей методологии. Для тех же 486 пунктов  Российской Федерации были использованы действующие в то время расчетные значения и нормативы СНиП’ов по строительной теплотехнике  и строительной климатологии для определения градусосуток и удельного энергопотребления  на отопление различных типов зданий. Расчеты выполнены для 8 типов многоэтажных зданий и такого же количества однодвухэтажных зданий с различными типами ограждающих конструкций. Новые значения удельного энергопотребления, полученные снижением на 20 и 40%, были затем использованы для расчета приведенного сопротивления теплопередаче  наружных стен, чердачных  и цокольных перекрытий  в зависимости от числа градусосуток  соответствующих населенных пунктов. Таким образом, Госстроем РФ установлены нормативы по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций для жилых зданий, обеспечивающие   снижение энергопотребления зданий на:





              20% для вновь возводимых и 40% для реконструируемых зданий на первом этапе (в течение 1995 1999 гг.);

              40% для всех видов зданий на втором этапе (с 2000 г).

            На рис 2 показаны результаты установления зависимости для 486 пунктов  между градусосутками и приведенным сопротивление теплопередаче наружных стен для первого этапа нормативного документа. Там же показано аппроксимирование по этим данным прямой линейной регрессией, которая была принята для установления табличных значений нормативов.

Рис.2  Зависимость требуемого сопротивления теплопередаче от градусосуток На рис. 3  приведено сравнение для стен  уровней сопротивления теплопередаче до внесения изменений и для двух введенных этапов. Из рис. 3 видно, что уровень “0”  представляет требования, установленные до внесения изменений и соответствует однослойным конструкциям. Первый этап (уровень  “1”) приблизительно соответствует нормативным требованиям, для существовавшим в 1995 г. конструкций стен с использованием эффективных теплоизоляционных материалов, и второй этап (уровень “2”) соответствует существующим требованиям таких зарубежных стран, как  Швеция и Канада.

Рис. 3  Требуемый уровень теплозащиты зданий  (на примере наружных стен)          Влияние региональных норм на развитие федерального нормирования             Поскольку  российские федеральные нормы не могут отразить все специфические особенности отдельных регионов, то они должны содержать только основные требования. Что касается региональных особенностей, то они должны найти свое отражение в территориальных строительных  нормах по энергетической эффективности зданий. Упомянутый СНиП 1001 разрешил  разработку  и одобрение территориальных норм региональным администрациям   без формального согласования с Госстроем РФ в случае, если они не противоречат федеральным строительным нормам.

            Хорошим примером реализации такой  возможности являются московские городские нормы по энергосбережению в зданиях, утвержденные в 1999 г., где требование по удельному энергопотреблению было установлено на основе баланса энергетических ресурсов г. Москвы и прогноза на будущие 5 лет с учетом возможных экологических и экономических последствий и технических возможностей строительной индустрии г. Москвы [5]. Суммарное энергосбережение к концу 2000 г. благодаря этим нормам составило приблизительно 0,7 ТВт?ч, что уменьшило на 120 тысяч тонн выбросы СО2. Девять российских регионов разработали и ввели в действие территориальные нормы с использованием этого подхода [6]; и  пятнадцать других регионов России разрабатывают в настоящее время свои нормы, используя  также этот подход.

            Значения нормативного энергопотребления на отопление, которые не могут превышаться в территориальных нормах российских регионов, представлены в таблице 3.            Таблица 3.  Требуемое удельное энергопотребление на отопление зданий (qhreq) Вт?ч/(м2?oC?сут) [Вт?ч/(м3?oC?сут)] за отопительный период Типы зданий Число этажей   ? Жилые Общеобразовательные учреждения и офисы [10 (9)] [9 (7,5)] [8 (6,5)] [(5,5)] Поликлиники и лечебных учреждений, домовинтернатов [10] [9] [9] Дошкольных учреждений [12] Примечание: Величины qhreq, Вт?ч/(м3?oC?сут), в круглых скобках скобках относятся к офисам.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.