СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционированиеСНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование

Нормативные ссылки

1. ГОСТ
30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

2. ГОСТ
31168-2003. Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой
энергии на отопление.

3. МГСН 3.01-01. Жилые здания.

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

5. СНиП 23-02-2003. Тепловая
защита зданий.

6. СНиП
2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

7. СНиП
2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

8. СП 23-101-2004.
Проектирование тепловой защиты зданий.

9. Стандарт АВОК-1-2004.
Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена.

Мощность в спорте

Оценивать работу с помощью мощности можно не только для машин, но и для людей и животных. Например, мощность, с которой баскетболистка бросает мяч, вычисляется с помощью измерения силы, которую она прикладывает к мячу, расстояния которое пролетел мяч, и времени, в течение которого эта сила была применена. Существуют сайты, позволяющие вычислить работу и мощность во время физических упражнений. Пользователь выбирает вид упражнений, вводит рост, вес, длительность упражнений, после чего программа рассчитывает мощность. Например, согласно одному из таких калькуляторов, мощность человека ростом 170 сантиметров и весом в 70 килограмм, который сделал 50 отжиманий за 10 минут, равна 39.5 ватта. Спортсмены иногда используют устройства для определения мощности, с которой работают мышцы во время физической нагрузки. Такая информация помогает определить, насколько эффективна выбранная ими программа упражнений.

Динамометры

Для измерения мощности используют специальные устройства — динамометры. Ими также можно измерять вращающий момент и силу. Динамометры используют в разных отраслях промышленности, от техники до медицины. К примеру, с их помощью можно определить мощность автомобильного двигателя. Для измерения мощности автомобилей используется несколько основных видов динамометров. Для того, чтобы определить мощность двигателя с помощью одних динамометров, необходимо извлечь двигатель из машины и присоединить его к динамометру. В других динамометрах усилие для измерения передается непосредственно с колеса автомобиля. В этом случае двигатель автомобиля через трансмиссию приводит в движение колеса, которые, в свою очередь, вращают валики динамометра, измеряющего мощность двигателя при различных дорожных условиях.

Этот динамометр измеряет крутящий момент, а также мощность силового агрегата автомобиля

Динамометры также используют в спорте и в медицине. Самый распространенный вид динамометров для этих целей — изокинетический. Обычно это спортивный тренажер с датчиками, подключенный к компьютеру. Эти датчики измеряют силу и мощность всего тела или отдельных групп мышц. Динамометр можно запрограммировать выдавать сигналы и предупреждения если мощность превысила определенное значение

Это особенно важно людям с травмами во время реабилитационного периода, когда необходимо не перегружать организм

Согласно некоторым положениям теории спорта, наибольшее спортивное развитие происходит при определенной нагрузке, индивидуальной для каждого спортсмена. Если нагрузка недостаточно тяжелая, спортсмен привыкает к ней и не развивает свои способности. Если, наоборот, она слишком тяжелая, то результаты ухудшаются из-за перегрузки организма. Физическая нагрузка во время некоторых упражнений, таких как велосипедный спорт или плавание, зависит от многих факторов окружающей среды, таких как состояние дороги или ветер. Такую нагрузку трудно измерить, однако можно выяснить с какой мощностью организм противодействует этой нагрузке, после чего изменять схему упражнений, в зависимости от желаемой нагрузки.

Автор статьи: Kateryna Yuri

Теплопотери через ограждающие конструкции

1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из тёплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°C), то делим 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м2×°C/Вт Коэффициенты теплопроводности строительных материалов можно взять здесь.

2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Приведу упрощённый пример квадратного дома: (10 м ширина × 7 м высота × 4 стороны ) — (16 окон × 2,5 м2) = 280 м2 — 40 м2 = 240 м2

3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1 / 3,125 м2×°C/Вт = 0,32 Вт / м2×°C

4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25°C, а снаружи –15°C, то разница 40°C. 0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 40 °C = 3072 Вт Вот это число и является теплопотерей стен. Измеряется теплопотеря в ваттах, т.е. это мощность теплопотери.

5) В киловатт-часах удобнее понимать смысл теплопотерь. За 1 час через наши стены при разнице температур в 40°C уходит тепловой энергии: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт×ч За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч

22про ГСОП здесьсопротивление теплопередаче стеклопакета

Единицы мощности

Мощность измеряют в джоулях в секунду, или ваттах. Наряду с ваттами используются также лошадиные силы. До изобретения паровой машины мощность двигателей не измеряли, и, соответственно, не было общепринятых единиц мощности. Когда паровую машину начали использовать в шахтах, инженер и изобретатель Джеймс Уатт занялся ее усовершенствованием. Для того чтобы доказать, что его усовершенствования сделали паровую машину более производительной, он сравнил ее мощность с работоспособностью лошадей, так как лошади использовались людьми на протяжении долгих лет, и многие легко могли представить, сколько работы может выполнить лошадь за определенное количество времени. К тому же, не во всех шахтах применялись паровые машины. На тех, где их использовали, Уатт сравнивал мощность старой и новой моделей паровой машины с мощностью одной лошади, то есть, с одной лошадиной силой. Уатт определил эту величину экспериментально, наблюдая за работой тягловых лошадей на мельнице. Согласно его измерениям одна лошадиная сила — 746 ватт. Сейчас считается, что эта цифра преувеличена, и лошадь не может долго работать в таком режиме, но единицу изменять не стали. Мощность можно использовать как показатель производительности, так как при увеличении мощности увеличивается количество выполненной работы за единицу времени. Многие поняли, что удобно иметь стандартизированную единицу мощности, поэтому лошадиная сила стала очень популярна. Ее начали использовать и при измерении мощности других устройств, особенно транспорта. Несмотря на то, что ватты используются почти также долго, как лошадиные силы, в автомобильной промышленности чаще применяются лошадиные силы, и многим покупателям понятнее, когда именно в этих единицах указана мощность автомобильного двигателя.

Лампа накаливания мощностью 60 ватт

Факторы

Что влияет на годовой расход тепла на отопление?

Продолжительность отопительного сезона ().
Она, в свою очередь, определяется датами, когда среднесуточная температура на улице за последнюю пятидневку опустится ниже (и поднимется выше) 8 градусов по шкале Цельсия.

• Степень теплоизоляции здания
  очень сильно влияет на то, какой будет норма тепловой мощности для него. Утепленный фасад способен снизить потребность в тепле вдвое относительно стены из бетонных плит или кирпича.
• Коэффициент остекления здания.
  Даже при использовании многокамерных стеклопакетов и энергосберегающего напыления через окна теряется заметно больше тепла, чем через стены. Чем большая часть фасада остеклена — тем больше потребность в тепле.
• Степень освещенности здания.
  В солнечный день поверхность, сориентированная перпендикулярно солнечным лучам, способна поглощать до киловатта тепла на квадратный метр.

Мощность бытовых электроприборов

На бытовых электроприборах обычно указана мощность. Некоторые светильники ограничивают мощность лампочек, которые в них можно использовать, например не более 60 ватт. Это сделано потому, что лампы более высокой мощности выделяют много тепла и светильник с патроном могут быть повреждены. Да и сама лампа при высокой температуре в светильнике прослужит недолго. В основном это проблема с лампами накаливания. Светодиодные, люминесцентные и другие лампы обычно работают с меньшей мощностью при одинаковой яркости и, если они используются в светильниках, предназначенных для ламп накаливания, проблем с мощностью не возникает.

Чем больше мощность электроприбора, тем выше потребление энергии, и стоимости использования прибора. Поэтому производители постоянно улучшают электроприборы и лампы. Световой поток ламп, измеряемый в люменах, зависит от мощности, но также и от вида ламп. Чем больше световой поток лампы, тем ярче выглядит ее свет. Для людей важна именно высокая яркость, а не потребляемая ламой мощность, поэтому в последнее время альтернативы лампам накаливания пользуются все большей популярностью. Ниже приведены примеры видов ламп, их мощности и создаваемый ими световой поток.

Расчеты

Теория теорией, но как на практике рассчитываются расходы на отопление загородного дома? Можно ли оценить предполагаемые затраты, не погружаясь в пучину сложных формул теплотехники?

Расход необходимого количества тепловой энергии

Инструкция по подсчету ориентировочного количества необходимого тепла сравнительно проста. Ключевое словосочетание — ориентировочное количество: мы ради упрощения расчетов жертвуем точностью, игнорируя ряд факторов.

• Базовое значение количества тепловой энергии — 40 ватт на кубометр объема коттеджа.
• К базовому значению добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 ватт на каждую дверь в наружных стенах.

Далее полученное значение умножается на коэффициент, который определяется усредненным количеством потерь тепла через внешний контур здания. Для квартир в центре многоквартирного дома берется коэффициент, равный единице: заметны лишь потери через фасад. Три из четырех стен контура квартиры граничат с теплыми помещениями.

Для угловых и торцевых квартир берется коэффициент 1,2 — 1,3 в зависимости от материала стен. Причины очевидны: внешними становятся две или даже три стены.

Наконец, в частном доме улица не только по периметру, но и снизу, и сверху. В этом случае применяется коэффициент 1,5.

В холодной климатической зоне — особые требования к отоплению.

Давайте посчитаем, сколько тепла нужно коттеджу размером 10х10х3 метра в городе Комсомольск-на-Амуре Хабаровского края.

Объем здания равен 10*10*3=300 м3.

Умножение объема на 40 ватт/куб даст 300*40=12000 ватт.

Шесть окон и одна дверь — это еще 6*100+200=800 ватт. 1200+800=12800.

Частный дом. Коэффициент 1,5. 12800*1,5=19200.

Хабаровский край. Умножаем потребность в тепле еще в полтора раза: 19200*1,5=28800. Итого — в пик морозов нам потребуется примерно 30-киловаттный котел.

Расчет затрат на отопление

Проще всего рассчитывается расход электроэнергии на отопление: при использовании электрокотла он в точности равен затратам тепловой мощности. При непрерывном потреблении 30 киловатт в час мы будем тратить 30*4 рубля(примерная текущая цена киловатт-часа электричества)=120 рублей.

К счастью, реальность не столь кошмарна: как показывает практика, усредненная потребность в тепле примерно вдвое меньше расчетной.

• Дрова — 0,4 кг/КВт/ч.
  Таким образом, ориентировочные нормы расхода дров на отопление будут в нашем случае равными 30/2(номинальную мощность, как мы помним, можно делить пополам)*0,4=6 килограмм в час.
• Расход бурого угля в пересчете на киловатт тепла — 0,2 кг.
  Нормы расхода угля на отопление вычисляются в нашем случае как 30/2*0,2=3 кг/час.

Бурый уголь — сравнительно недорогой источник тепла.

• Для дров — 3 рубля (стоимость килограмма)*720(часов в месяце)*6(ежечасный расход)=12960 рублей.
• Для угля — 2 рубля*720*3=4320 рублей (читайте и другие ).

Определение расходаинфильтрующегося воздуха в существующих жилых зданиях строительства до 2000 г.

Жилые здания строительства до
2000 г характеризуются низкой герметичностью оконных проемов, вследствие чего
расход инфильтрующегося воздуха через эти проемы под действием гравитационного
и ветрового напоров зачастую превышает требуемый для вентиляции. Расход
инфильтрующегося воздуха G_inf, кг/ч, в здании
находится по следующей эмпирической зависимости*:

(4.1)

где G._inf.кв — средняя (по
зданию) величина инфильтрации через окна одной квартиры, кг/ч;

К_кв — количество квартир в здании;

— то же, что в
формуле ();

G_inf.ЛЛУ — величина
инфильтрации при t_н = -25 °С через
окна и наружные двери помещений лестнично-лифтового узла, приходящаяся на один
этаж, кг/ч. Для жилых зданий, не имеющих лестничных клеток, отделенных
наружными переходами, G_inf.ЛЛУ принимается в
зависимости от площади окон лестнично-лифтовых узлов F_ЛЛУ, м2, одного этажа (табл. 4.1). Для жилых зданий с
лестничными клетками, отделенными наружными переходами, G_inf.ЛЛУ принимается в
зависимости от этажности здания Nи характеристики сопротивления
дверей наружных переходов S_двв диапазонах (0,5-2)ּ10-3 Паּч/кг2
(первая величина для неуплотненных закрытых дверей) (табл. 4.2);

* Этот метод определения инфильтрации воздуха в
жилом здании разработан в МНИИТЭП на основе обобщения серии расчетов воздушного
режима на ЭВМ. Он позволяет определить суммарный расход инфильтрующегося
воздуха во всех квартирах здания с учетом разгерметизации окон верхних этажей
для обеспечения санитарной нормы притока в жилые комнаты и с учетом особенности
инфильтрации воздуха через окна и двери в лестнично-лифтовом узле. Метод
опубликован в журнале «Водоснабжение и санитарная техника», 1987, № 9.

Таблица 4.2

N	9	12	16	22
Ginf.ЛЛУ, кг/ч -при отапливаемой лестничной клетке	348-270	380-286	419-314	457-344
-при неотапливаемой лестничной клетке	249-195	264-200	286-214	303-226

N— количество этажей в здании, умноженное на число секций.

Средняя величина инфильтрации
через окна одной квартиры G_inf.кв определяется по
формуле

G_inf.кв = G_{закр.кв.}β_Fiβ_н,(4.2)

где G_{закр.кв} — средняя величина инфильтрации при закрытых окнах для
одной квартиры с F_{ок.ср.кв}R_и=74,6 кг/ч (см. пример расчета в ). Значения G_{закр.кв} приведены в
табл. 4.3;

F_{ок.ср.кв} — средняя по
зданию площадь окон и балконных дверей одной квартиры, м2;

R_и — сопротивление воздухопроницанию окон по данным натурных испытаний,
м2ּч/кг, при ΔР = 10Па;

β_Fi— коэффициент, зависящий от фактической для данного здания
величины F_{ок.ср.кв}R_и, определяемый
по формуле

(4.3)

Р_н — коэффициент,
учитывающий увеличение инфильтрации до вентиляционной нормы воздуха за счет
открывания форточек, фрамуг и т. п. Определяется по табл. 4.4.

Таблица 4.3

Этажность	Скорость ветра, м/с	Gзакр.кв, кг/ч, при tн °С
-40	-30	-25	-15	-10	-5	5
5	126	110	102	86	78	69	60	51
3	168	149	143	124	115	108	98	91
5	198	185	176	160	152	145	137	129
7	246	231	222	207	203	196	189	183
9	157	137	127	108	97	86	75	64
3	198	180	170	150	141	130	121	111
5	227	209	199	183	174	165	156	147
7	262	248	240	224	216	208	200	192
12	167	148	138	115	104	94	80	69
3	214	194	185	165	154	143	132	121
5	240	221	213	193	183	174	165	155
7	274	259	251	236	226	216	207	199
16	180	159	150	125	113	102	88	74
3	232	210	197	176	165	157	146	136
5	253	235	227	206	198	183	178	169
7	290	278	270	249	242	233	224	215
22	192	168	158	134	122	108	95	79
3	249	228	216	194	181	169	156	143
5	267	247	238	216	208	198	187	178
7	298	283	276	256	248	239	229	219

Скорость ветра, м/с	βн при
0,5	0,7	0,9	1,1	1,3	1,5	2
1,02	1,05	1,11	1,22	1,35	1,5	2
Более 3	1	1	1,05	1,15	1,3	1,5	2

Примечания:

1) при > 2 принимать β_н = 2;

2) при регулировании с коррекцией по
температуре внутреннего воздуха величину G_{закр.кв}принимать
при отсутствии ветра

Минимально необходимая величина инфильтрации
в квартирах, включающая санитарную норму приточного воздуха для жилых комнат и
количество воздуха, поступающего через закрытые окна на кухне , кг/ч, определяется по формуле:

(4.4)

где F_ж.ср — средняя по
зданию жилая площадь одной квартиры, м2;

G_{закр.кв}, β_Fi, F_{ок.ср.кв}, — то же, что в
формуле ();

F_{ок.ср.кух}— средняя по
зданию площадь окон в одной кухне, м2.

Коэффициент к_ν,
учитывающий дополнительную инфильтрацию воздуха в квартирах по сравнению с
требуемым воздухообменом в них, вычисляется по формуле (4.5) и подставляется в формулу ():

(4.5)