Оцінка витрати енергії на обігрівання житлових будівель мікрорайону

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотація

електричний будинок теплоізоляційний

У дипломному проекті розроблено заходи щодо підвищення ефективності енерговикористання комплексу житлових будівель, а саме утеплення зовнішніх стін, встановлення на даху сонячних колекторів.

Проаналізовано вихідні дані, виконано розрахунок уточнення перерізу проводів за економічними умовами та прийняті рішення по встановленню економічно вигідного перерізу провідника.

На основі обрахованих значень струмів короткого замикання перевірили обладнання на термічну та динамічну стійкість. Виявили умови роботи споживачів під час КЗ. Провели розрахунок економічно доцільного перерізупроводів. Обґрунтували доцільність інвестування у використання поновлювальних джерел енергії.

ВСТУП

Безсистемна і надто повільна структурна перебудова економіки України, висока внаслідок технологічної відсталості енергоємність основних видів продукції, великі обсяги імпорту енергоносіїв, критична зношеність основних фондів на електричних станціях є головними чинниками непомірно високого рівня витрат паливно-енергетичних ресурсів на одиницю ВВП і ВНП, що веде країну до економічної кризи, руйнації продуктивних сил та соціального збурення в суспільстві.

Враховуючи зазначене, зрозуміло, що в Україні необхідно якнайшвидше провести структурну перебудову її промислового комплексу з метою оптимізації енергоспоживання та одночасної мінімізації імпорту енергоносіїв з Росії. Поряд зі структурною перебудовою економіки для успішного вирішення проблеми енергозабезпечення необхідно реалізувати низку організаційно-правових і технічних заходів з енергозбереження. За одночасної реалізації організаційно-правових заходів і суттєвих змін структури економіки обсяги споживання енергоресурсів можна скоротити у 2--3 рази. Організаційно-правові заходи задля енергозбереження -- це розробка і запровадження законів, стандартів, нормативів, податків на викиди шкідливих речовин, на використання імпортованих енергоносіїв, налагодження обліку шляхом використання лічильників ресурсів, державна підтримка впровадження нових ефективних видів техніки, технологій, матеріалів тощо.

Надалі в енергоємних галузях економіки -- металургії, електроенергетиці, вугле-, нафто- і газовидобуванні та переробці, комунальному господарстві - потрібно впроваджувати заходи, які потребують значних капітальних витрат. Зважаючи на те, що більшість підприємств цих галузей є приватними, налагодження державного регулювання і здійснення загальнодержавної технічної політики щодо енергозбереження в інтересах країни будуть складними і довготривалими процесами, які вимагають запровадження ефективних економічних і правових стимулів.

Однак виключно організаційними заходами проблеми енергозбереження не вирішуються, адже основний потенціал розв'язання їх мають технічні заходи, які можна розглядати як другий етап програми енергозбереження. Цей етап передбачає значні капіталовкладення як в енергозбереження, так і в удосконалення енергетичної техніки та енерго ефективного обладнання. Питомі капіталовкладення на створення 1 кВт встановленої потужності у 3--4 рази більші, ніж на 1 кВт зекономленої. Тому енергозбереження має більш високий пріоритет в порівнянні з модернізацією енергетики. Але неможливо буде обійтися без приросту енергетичних потужностей, тобто необхідне інвестування і енергозбереження, і розвитку енергетики.

Основний потенціал енергозбереження зосереджений у найбільш енергомістких галузях економіки. Змістом заходів в цих галузях є модернізація обладнання, оновлення технологічних процесів та застосування нових ресурсоощадних матеріалів. Це дозволить, окрім економії ресурсів, підвищити також якість виробів, що важливо для виходу на західні ринки.

Про нагальну потребу оптимізації структури промислового комплексу свідчить той факт, що енергомісткість одиниці ВНП України поступається усім розвинутим країнам світу, де цей показник нижчий у 2 - 10 разів.

Окрім цих міжгалузевих та загальнодержавних заходів, необхідно через національні програми реалізувати цілу низку заходів щодо енергозбереження в галузях. Такими галузевими, але важливими для всієї економіки України заходами щодо енергозбереження є:

модернізація процесів регенерування брухту чорних металів та виплавки чавуну (і сталі), підвищення якості сталі;

збільшення частки використання деталей із високоміцного чавуну та пластмас до світового рівня;

оптимізація технологічних процесів виробництва шляхом впровадження систем автоматичного контролю;

налагодження вітчизняного виробництва і масштабного використання високоякісних енергоекономних освітлювальних ламп;

створення умов і стимулів для повторного використання деталей машин, за належного рівня стандартизації цей потенціал може становити 60 - 80% деталей;

обладнання електричних двигунів в устаткуванні перетворювачами частоти для економного споживання електроенергії в період неповного завантаження приводу, економія електроенергії може становити 20 - 30%;

оптимізація теплопостачання міст за рахунок використання теплонасосних станцій для вилучення теплової енергії з вторинних низько потенційних енергоресурсів (теплових викидів промисловості та комунального господарства) і з природного середовища (озер, рік, морів, ґрунту, повітря);

налагодження випуску електричних лічильників для погодинного обліку і запровадження диференційованих тарифів;

збільшення частки комбінованого виробництва електрики і тепла за рахунок масштабного впровадження когенераційних та утилізаційних установок;

Економія в результаті реалізації зазначених вище заходів може бути значно більшою від обсягів виробництва енергії на усіх АЕС України. Однак слід мати на увазі, що енергозберігаючі заходи технічного характеру, тобто ті, що потребують значних витрат, у багатьох випадках будуть реалізовуватися дуже повільно. Без державної підтримки, запровадження фінансово-економічних стимулів і штрафних санкцій буде складно реалізувати заходи з модернізації комунальної енергетики та масштабного впровадження когенерації, утилізації, опанування інших технологій з невисокою прибутковістю.

1.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРОРАЙОНУ ТА ЕНЕРГОВИТРАТИ БУДІВЕЛЬ

1.1 Загальна характеристика мікрорайону та будівель

Рис.1. Розміщення будинків на карті

Комплекс з восьми панельних будинків знаходиться у 1-й температурній зоні, у Сихівському районі міста Львова. Житлові будинки розташовані по вул. Кавалерідзе. Даними будинками опікується ЛКП "ТзОВ ЖЕП "Стимул-Сихів"". Детальна інформація про будинки наведена у табл. 1.1.

Таблиця 1.1

№	Вулиця	№ будинку	Буд. об`єм, м3	Площа, м2	К-ть підїздів	К-ть квартир	К-ть жителів
1	Зубрівська	7а	6705,37	2483,47	1	53	118
2	Зубрівська	11	16451,64	6093,20	3	105	290
3	Зубрівська	15	11103,75	4112,50	3	71	196
4	Зубрівська	19	11195,12	4146,34	2	75	197
5	Зубрівська	23	11348,69	4203,22	2	72	200
6	Зубрівська	25	16928,60	6269,85	2	110	298
7	Зубрівська	25а	22454,93	8316,64	4	143	396
8	Зубрівська	27	18676,33	6917,16	3	106	329

1.2 Вхідні дані зі споживання енергоносіїв

Споживання енергоносіїв за 2012 р наведені у табл. 1.2 -1.13.

Таблиця 1.2 Споживання енергоносіїв за січень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0	0	0,00	0
Зубрівська	11	137,46	327.9	853,70	3347
Зубрівська	15	91,14	250,74	581,98	1844,2
Зубрівська	19	76,84	257,74	650,98	2343,8
Зубрівська	23	98,34	218,00	533,00	2350,8
Зубрівська	25	114,88	308,58	789,74	2578,2
Зубрівська	25а	164,17	412,32	1107,64	3715,6
Зубрівська	27	196,37	332,00	896,00	855,6

Таблиця 1.3 Споживання енергоносіїв за лютий

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	101,36	0	308,56	0
Зубрівська	11	121,63	337,3	872,94	3103,35
Зубрівська	15	158,99	220,58	532,32	1904,01
Зубрівська	19	99,44	253,58	682,32	2088,55
Зубрівська	23	122,33	241	593	2081,92
Зубрівська	25	150,62	271,86	705,19	2660,83
Зубрівська	25а	232,24	397,44	1019,43	3854,7
Зубрівська	27	226,56	349	937	915,71

Таблиця 1.4 Споживання енергоносіїв за березень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	50,11	0	337,04	0
Зубрівська	11	93,82	281,90	801,7	2930
Зубрівська	15	70,15	223,74	500,98	1753,8
Зубрівська	19	54,2	219,74	586,98	1990
Зубрівська	23	67,11	180	557	1868,8
Зубрівська	25	77,7	280,58	814,74	2578,4
Зубрівська	25а	118,04	388,32	1019,64	3349
Зубрівська	27	132,73	305	826	922,6

Таблиця 1.5 Споживання енергоносіїв за квітень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	10,5	0	333,04	0
Зубрівська	11	49,62	258,8	772,86	3572,37
Зубрівська	15	32,98	203,88	516,07	2189,42
Зубрівська	19	33,31	250,88	711,07	2414,68
Зубрівська	23	38	216	542	1834,74
Зубрівська	25	39,77	267,96	822,77	3020,84
Зубрівська	25а	55,57	419,84	1071,76	4309,39
Зубрівська	27	72,58	311	847	994,15

Таблиця 1.6 Споживання енергоносіїв за травень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0	0	325,52	0
Зубрівська	11	0	234,3	769,68	3000,07
Зубрівська	15	0	167,58	473,76	1954,4
Зубрівська	19	0	194,58	623,76	2107,72
Зубрівська	23	0	151	440	1641,19
Зубрівська	25	0	182,86	655,34	3560,38
Зубрівська	25а	0	290,44	1018,02	3862,44
Зубрівська	27	0	236	817	908,06

Таблиця 1.7 Споживання енергоносіїв за червень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0	0	352,52	0
Зубрівська	11	0	259	725,8	2597,8
Зубрівська	15	0	175,2	471,44	17,59
Зубрівська	19	0	219,2	662,44	1950,6
Зубрівська	23	0	213	512	1880,8
Зубрівська	25	0	288,4	829,56	16,38,4
Зубрівська	25а	0	349,6	1026,92	3581
Зубрівська	27	0	299	845	894,67

Таблиця 1.8 Споживання енергоносіїв за липень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0	0	314,04	0
Зубрівська	11	0	250	780,2	2855,27
Зубрівська	15	0	157,2	458,68	1822,51
Зубрівська	19	0	181,2	553,68	1940,11
Зубрівська	23	0	151	466	1868,07
Зубрівська	25	0	241,4	769,64	2549,65
Зубрівська	25а	0	325,6	1058,24	3559,6
Зубрівська	27	0	275	782	772,28

Таблиця 1.9 Споживання енергоносіїв за серпень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0,00	18086,98	0,00	0,00
Зубрівська	11	0,00	14333,98	790,66	0,00
Зубрівська	15	0,00	9100,48	427,16	0,00
Зубрівська	19	0,00	10379,78	608,16	0,00
Зубрівська	23	0,00	8315,45	483,00	0,00
Зубрівська	25	0,00	41897,08	734,13	0,00
Зубрівська	25а	0,00	15060,85	944,21	0,00
Зубрівська	27	0,00	15584,20	846,00	0,00

Таблиця 1.10 Споживання енергоносіїв за вересень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	0	0	337,04	0
Зубрівська	11	0	268	775,72	2996,4
Зубрівська	15	0	185,2	522,44	1791,4
Зубрівська	19	0	205,2	608,44	1783,03
Зубрівська	23	0	175	552	1826,4
Зубрівська	25	0	268,4	908,56	2682
Зубрівська	25а	0	391,6	1142,92	3651,6
Зубрівська	27	0	296	865	819,2

Таблиця 1.11 Споживання енергоносіїв за жовтень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	9,43	0	352,04	0
Зубрівська	11	26,87	280,9	797,62	0
Зубрівська	15	19,03	189,74	521,98	0
Зубрівська	19	16,68	228,74	692,98	0
Зубрівська	23	17,59	184	503	0
Зубрівська	25	18,29	266,58	745,74	0
Зубрівська	25а	24,27	368,32	1040,64	0
Зубрівська	27	28,23	278	857	0

Таблиця 1.12 Споживання енергоносіїв за листопад

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	46,57	0	364,04	0
Зубрівська	11	84,85	246	729,72	0
Зубрівська	15	61,39	225,2	542,44	0
Зубрівська	19	55,22	212,2	588,44	0
Зубрівська	23	59,3	184	476	0
Зубрівська	25	91,75	274,4	790,56	0
Зубрівська	25а	118,37	382,6	1091,92	0
Зубрівська	27	139,73	302	896	0

Таблиця 1.13 Споживання енергоносіїв за грудень

Вулиця	№	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
		Гкал	мі	мі	мі
Зубрівська	7а	83,09	0	365,04	0
Зубрівська	11	112,61	283,9	790,62	0
Зубрівська	15	108,35	214,74	494,98	0
Зубрівська	19	84,92	196,74	555,98	0
Зубрівська	23	98,47	180	525	0
Зубрівська	25	126,63	269,58	755,74	0
Зубрівська	25а	173,21	369,32	1009,64	0
Зубрівська	27	181,75	323	939	0

Енергозабезпечення комплексу житловихбудівельпо вул. Кавалерідзе та розробленнязаходів з енергоощадності

2. ФАКТИЧНІ ЕНЕРГОВИТРАТИ МІКРОРАЙОНУ ТА ЇХ АНАЛІЗ

2.1 Графіки енергоспоживання та видатки (річні, місячні) для різних видів енергоносіїв та води

Графіки споживання за рік різних енергоносіїв типового будинку по вул. Зубрівській, 11наедено у табл. 2.1.

Таблиця 2.1 Споживання за рік різних енергоносіїв

Місяць	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
	Гкал	мі	мі	мі
січ	137,44	327,90	853,70	3347,00
лют	121,63	337,30	872,94	3103,35
бер	93,82	281,90	801,70	2930,00
кві	49,62	258,80	772,86	3572,37
тра	0,00	234,30	769,68	3000,07
чер	0,00	259,00	725,80	2597,80
лип	0,00	250,00	780,20	2855,27
сер	0,00	246,50	790,66	2896,25
вер	0,00	268,00	775,72	2996,40
жов	26,87	280,90	797,62	3012,65
лис	84,85	246,00	729,72	3125,36
гру	112,61	283,90	790,62	3256,42

Рис.2.1. Графік споживання теплової енергії



Рис.2.2. Графік споживання гарячої води

Рис.2.3. Графік споживання холодної води

Рис.2.4. Графік споживання газу

Оплата за енергоносії будинку по вулиці Зубрівськії 11 наведена у табл.2.2.

Таблиця 2.2 Оплата за рік різних енергоносіїв

Місяць	Теплова енергія	Гаряча вода	Холодна вода	Газ
	грн	грн	грн	грн
січ	30209,34	6119,01	3285,88	2524,69
лют	27641,61	6300,32	3367,49	2352,80
бер	22741	5029,49	3143,8	2201,58
кві	15321,79	4775,39	3086,42	2686,84
тра	7020,86	4326,52	3207,79	2262,95
чер	7020,86	4724,07	2884,89	1963,29
лип	7020,86	4635,47	3218,56	2152,88
сер	7020,86	4600,32	3294,85	2175,44
вер	7020,86	4888	3106,26	2250,66
жов	26341,56	10865,03	7459,62	2262,87
лис	24363,52	7657,21	3496,83	2347,52
гру	31667,05	6512,63	3219,25	2445,97

2.2 Засоби вимірювання енергоспоживання

Облік споживання електроенергії, яка подається першою кабельною лінією здійснюєтьсябагато тарифним лічильником.

Рис.2.5. Багатотарифний електронний лічильник енергії фірми “Комунар”

Опис:

Багатотарифний електронний лічильник енергії класу точності 1,0 призначений для обліку в трьох тарифному режимі активної енергії в ланцюгах перемінного струму прямого включення, а також використання в складі систематизованих систем контролю й обліку електроенергії.

Лічильник забезпечує установку 4-х варіантів тарифів:

- літні робочі дні;

- літні вихідні або святкові дні;

- зимові робочі дні;

- зимові вихідні або святкові дні;

- кількість тарифів - 3 з можливістю зовнішнього керування включення тарифів (зони пік, напівпік, нічна зона).

Лічильник забезпечує видачу на індикатор наступних даних:

- відлік і індикацію поточного часу (годинник, хвилини) і дати (число, місяць і рік);

- номер тарифу;

- витрата енергії по всіх тарифних зонах.

При відключенні напруги всі накопичені дані зберігаються не менш двох років. (При відсутності живлення дані на індикатор не видаються). Параметри, що підлягають видачі на індикатор, видаються по черзі натисканням кнопки (перегляд), розташованої на передній панелі лічильника.

Лічильник має світлову індикацію про наявність напруги в кожній із трьох фаз, енергії по всіх тарифних зонах.

Лічильник має світлову індикацію про включення тарифу і миготливу індикацію про заміну потужності.

Облік споживання електроенергії, яка подається другою кабельною лінією здійснюється одно тарифним лічильником.

Однофазний однотарифний лічильник електроенергії енергомера РЄ 101 S6 145М6. Стійкий до кліматичних, механічних і електромагнітних впливів. Захищений від несанкціонованого доступу.

Клас точності -1.

Число вимірювальних елементів -1.

Номінальна (максимальна) сила струму, А -5 (60); 10 (100).

Номінальна фазна / лінійна напруга, В - 230 + -44.

Діапазон робочих температур -(-40 +70).

Мінімальне напрацювання на відмову, годин -160000.

Середній термін служби, років -30.

2.3 Розрахунок фактичних питомих витрат енергоресурсів, визначення класу будівлі

Для визначення класу енергетичної ефективності будівлі нам потрібна витрата тепла на 1м². Розрахункове значення питомої тепловитрати на опалення будинку за опалювальний період визначається за формулою:

q_буд= Q_р/ S

Клас енергетичної ефективності визначають з [8] за значенням:

[(qбуд-Еmax) / Еmax]*100%,

де Еmax - нормативне максимально допустиме значення тепловитрати на опалення, для будинків від 8 до 9 поверхів, для першої температурної зони Еmax = 79 кВт*год/м².

За різницею розрахункового або фактичного значення питомих тепловитрат,q_буд, й максимального допустимого значення, E_max, (q_буд-E_max/E_max)*100% визначаютьклас енергетичної ефективності будинку.

Дані щодо класу енергетичної ефективності будинків мікрорайону, згідно з таблицею 1 додатку, наведені у табл 2.3.

Таблиця 2.3 Клас енергетичної ефективності

№	Назва вулиці	Номер будинку	qбуд, кВт*год/м2	Різниця між qбуд та Еmax, %	Клас ефективності
1	Зубрівська	7а	96,328	21,934	D
2	Зубрівська	11	119,644	51,448	E
3	Зубрівська	15	153,281	94,026	F
4	Зубрівська	19	117,973	49,333	E
5	Зубрівська	23	138,658	75,517	E
6	Зубрівська	25	114,933	45,485	E
7	Зубрівська	25а	123,877	56,806	E
8	Зубрівська	27	164,420	108,126	F

3. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ БУДІВЕЛЬ ТА МІКРОРАЙОНУ

3.1 Методика розрахунку навантаження житлових будинків

Розрахункове навантаження групових мереж освітлення загально будинкових приміщень житлових будинків (сходових кліток, вестибюлів, технічних поверхів, підвалів, горищ, колясоч- них), а також житлових приміщень гуртожитків слід визначати за світлотехнічним розрахунком з коефіцієнтом попитуK_non, що дорівнює 1.

Житла (квартири) щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень умовно поділяються на три види:

· - житла (квартири) в будинках масового будівництва, споруджених чи споруджуваних із загальною площею від 35 м² до 95 м² включно та заявленою (встановленою) потужністю електроприймачів до 30 кВт включно;

· - житла (квартири) в багатоквартирних будинках, споруджених чи споруджуваних із загальною площею від 50 м² до 300 м² включно та заявленим замовником високим рівнем комфортності, що відповідає встановленій потужності електроприймачів від 30 кВт до 60 кВт включно;

· - житла (квартири) в котеджах, будинках, споруджених чи споруджуваних із розрахунку, як правило, на одну родину із загальною площею від 150 м² до 600 м² включно та заявленим замовником високим рівнем комфортності, що відповідає встановленій потужності електроприймачів від 60 кВт до 140 кВт включно.

Для жител 1-го виду (квартир у багато - та малоквартирних будинках, будинків на одну родину і будиночків на ділянках садівничих товариств) встановлюються п'ять рівнів електрифікації та відповідні їм нормативні розрахункові питомі навантаження:

I - житла (квартири) з плитами на природному газі;

II - житла (квартири) з плитами на скрапленому газі та на твердому паливі;

III - житла (квартири) з електричними плитами потужністю до 8,5 кВт включно;

IV - житла (квартири) з електричними плитами потужністю до 10,5 кВт включно;

V - будиночки на ділянках садівничих товариств.

Для жител 2-го виду встановлюються два рівні електрифікації та відповідні їм нормативні розрахункові питомі навантаження:

VI - житла (квартири) з плитами на природному газі;

VII - житла (квартири) з електричними плитами потужністю до 10,5 кВт включно.

Встановлені нормативи питомих електричних розрахункових навантажень і враховують застосування в житловому приміщенні побутових кондиціонерів повітря та комфортного електричного доопалення у межах 7-15 % від загальної потреби в теплі з розрахунку 60-120 Вт на 1 м²до опалюваної площі.

3.2 Розрахунок електричного навантаження під`їздів будівель та будівель в цілому

Розрахункове навантаження групи жител з однаковим питомим електричним навантаженням приведене до лінії живлення, вводу в житловий будинок, шин напругою 0,4 кВ ТП, визначаємо за формулою:

Рж_м = Рж_п * N,

деР_Жп - питоме розрахункове електричне навантаження одного житла (квартири), залежно від прийнятого рівня електрифікації та кількості квартир, приєднаних до даної ланки електромережі, кВт/житло;

N- кількість жител (квартир), приєднаних до вводу, лінії, ТП.

Визначаємо навантаження житлового будинку № 11, якщо відомо, що житло в цьому будинку щодо оснащеності побутовими електроприладами відноситься до першого виду згідно з встановленими нормами з однаковим електричним навантаженням. Будинок має 3 під'їзди, 9 поверхів і 105 квартири. Квартири оснащені плитами на природному газі:

Рж_м= 105*0,99 = 103,95 кВт

Знаходимо реактивне навантаження житла :

Qж_м=Рж_м *tgцкв=103,95*0,2=20,79кВар

де Qж_м- реактивне навантаження житла,tgцкв - вибираємо за табл.2 додатку.

Знаходимо повне навантаження житла:

Sж_м=vРж_м²+Qж_м²=v103,95+20,79²=106 кВА

Розрахункове електричне навантаження освітлення загально будинкових приміщень розраховуємо за формулою:

Pосв._р.=Росв._в.*Nп*Кпоп_ос.р,

деРосв._в=1,2 кВт - встановлена потужність робочого освітлення на під'їзд для 9-и поверхового будинку;

Nп - кількість під'їздів;

Кпоп_ос.р - коефіцієнт попиту для робочого освітлення, таблиця 3 додатку.

Розраховуємо електричне навантаження освітлення житлового будинку №11:

Pосв._р.= 1,2*3* 0,8=2,88 кВт

Знаходимо реактивне електричне навантаження освітлення:

Qосв._р=Pосв._р *tgц= 2.88*1=2.88 кВар,

де tgц = 1 - коефіцієнт потужності для розрахунку мереж освітлення з лампами розжарювання.

Знаходимо реактивне електричне навантаження освітлення:

Sосв._р=vРосв._р²+Qосв._р²=v2.88² +2.88² =4,07 кВА

Визначаємо силове навантаження житлового будинку за з урахуванням того, що як силове навантаження використовуються ліфти:

Рсил=?Рл * Кпл = 3 * 0,8 =2,4 кВт

де Рл-встановлена потужність електродвигуна кожного з ліфтів за паспортом, кВт;

Кпл-коефіцієнт попиту для ліфтів, що визначається за табл. 4 додатку, залежно від кількості ліфтових установок і кількості поверхів будинку;

Визначаємо реактивне навантаження ліфтів:

Qсил=Рсил*tgцс=2,4*1,17=2,8кВар,

де tgцс-знаходимо з табл. 2додатку.

Визначаємо повне силове навантаження

Sсил= v(Рсил²+Qсил²)=v2,4²+ 2,8²=3,69 кВА

Визначаємо розрахункове активне навантаження житлового будинку в цілому:

Рбуд.ж =Рж_м + Куп * Рсил + Pосв._р = 103,95+0,9*2,4+2,88=108,99 кВт,

Де Куп = 0,9 -коефіцієнт участі в максимумі навантаження квартир і силових електроприймачів житлового будинку навантажень вбудованих і прибудованих приміщень.

Визначаємо реактивне навантаження житлового будинку:

Qбуд.ж=Рж*tgц+0,9?Рс*tgцс + Pосв._р*tgц=103.95*0,2+0,9* 3* *1,17 + 2.88*1=26,2кВар

Значення коефіцієнтів потужності для квартир з плитами на природньому газі і для ліфтових установок встановлюємо за табл.2додатку.

Визначаємо повне навантаження житлового будинку

Sбуд.ж=v(Рбуд.ж2+Q2буд.ж)= v(108,992+26,22)=109,47 кВА

Аналогічно визначаємо всі навантаження житлових будинків і результати зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1. Навантаження житлових будинків

4.РОЗРОБЛЕННЯ СХЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ МІКРОРАЙОНУ

4.1 Картограма електричних навантажень

Картограма навантажень - це розміщення на аркуші кругів, площі котрих у вибраному масштабі відповідають розрахунковим навантаженням цехів.

Картограма навантажень дозволяє встановити найвигідніше місце розташування розподільних або цехових ТП і максимально скоротити протяжність розподільних мереж.

Для розрахунку радіуса кола користуємося формулою:

де: m - масштаб для визначення радіуса кола;

r_i - радіус кола

Р_і - потужність навантаження і-го цеху.

За даними таблиці3.1 визначаємо координати центру електричних навантажень підприємства за формулами:

Побудуємо картограму навантажень житлового будинку,якщо відомо,що повне навантаження житлового будинку Sз.ж = 112.09 кВт,а силове навантаження складає Sсил= 3,69 кВт.

Сектор кола, що показує величину силового навантаження у загальному навантаженні житлового будинку визначаємо так:

б =*360) / = (3,69*360) / 112,09 = 11,86 мм

Таблиця 4.1 Координати центрів цехів та радіуси кіл картограми

№ будинку	Xі, м	Yі, м	Sі, кВA	ri, мм	Sс.і, кВA	б
7а	610,0	46,7	62,55294	2,44	1,23	7,09
11	570,0	106,7	112,0942	3,27	3,69	11,86
15	550,0	190,0	85,75781	2,86	3,69	15,51
19	426,7	293,3	88,18244	2,90	2,46	10,05
23	373,3	400,0	84,81895	2,85	2,46	10,45
25	166,7	340,0	114,7579	3,31	2,46	7,73
25а	183,3	403,3	145,1994	3,72	4,93	12,21
27	63,3	413,3	113,1031	3,29	3,69	11,76

Генплан мікрорайону має такий вигляд:

Рис.4.1. Генплан житлового мікрорайону

4.2Розрахунок перерізу ліній електропостачання

Спочатку виберемо переріз лінії на вході у квартиру по вул. Зубрівській 11. Визначимо розрахунковий струм, попередньо порахувавши навантаження квартири за питомим показником ( Pж_п = 5 кВт ):

Відповідно розрахунковий струм буде рівним:

I_р=P_р/U_н;

I_р.кв=5000/220 = 22.7А

Отже по допустимому струму (Ідоп = 27 А) з таблиці 5 додатку вибираємо кабель ВВГнг 3Ч4.

Розраховуємо переріз лінії на вході у будинок по вул. Зубрівській 11 та переріз найбільш завантаженої лінії( будинки за № 23 та 25а) за техніко економічними умовами.

Розрахунковий струм складає:

I_р=S_р/( *U_н);

I_р11=112.1/(1,73*0,4) = 162А;

I_рн.з=230/(1,73*0,4) = 332А;

Таблиця 4.2 Умови вибору (перевірки) перерізів струмоведучих частин (переріз провідників вибирається аналогічно КЛ до 1000 В)

Режим роботи	№ п/п	Умови вибору	Вид електропередачі
			повітряна лінія	кабельна лінія	шино провід
				<1000 В	>1000 В
Робочий	1	Економічний фактор	+	+	+	+
	2	Нагрів робочим струмом	-	+	+	-
	3	Коронний розряд, механічна міцність	+	-	-	-
	4	Втрати напруги в робочому режимі	+	+	+	+
	5	Перевантаження в нормальному режимі	-	+	-	-
Післяаварійний	6	Втрати напруги в п/а режимі	+	+	+	+
	7	Нагрів струмом в п/а режимі	+	+	+	+
Аварійний	8	Термічна стійкість	+	-	+	+
	9	Електродинамічна стійкість	-	-	-	+

4.2.1 Економічний фактор - економічно оптимальний переріз

Визначається Fек за техніко-економічними розрахунками, результати якого наведені у розділі 4.2.1.

Для ліні, що живить будинок по вул. Зубрівській 11 вибираємо кабель з перерізом 4Ч120 (Ідоп = 270 А), а для найбільш завантаженої лінії - 2 чотирижильні кабелі з перерізом по185 (Ідоп = 690 А) з таблиці 6 додатку.

4.2.2 Нагрів робочим струмом

В робочому режимі струмоведучі частини не повинні нагріватись понад допустиму температуру, що забезпечується при виконанні умови:

Ір?Ідоп·kпр,

Ідоп - максимально допустимий струм для даного перерізу;

kпр - коефіцієнт прокладання, який враховує умови прокладання (земля, вода), температуру середовища, число поряд прокладених кабелів.

Для ліні, що живить будинок по вул. Зубрівській 11 спочатку знайдемо повне навантаження і струми у робочому режимі:

77.1 ?270·1

Для найбільш завантаженої лінії:

158.3 ? 690·1

4.2.4 Втрати напруги в нормальному режимі

Умова перевірки

ДU?ДU_доп

Фактична втрати напруги в нормальному режимі

Для ліній 6-10 кВ величина ДU_доп=±5%

Для будинку по вул. Зубрівській 11:

2,4 ? 5

Для найбільш завантаженої лінії:

3,5 ? 5

4.2.6 Втрати напруги в після аварійному режимі

В післяаварійному режимі допускається додаткове пониження напруги ще на 5%

4.2.7 Нагрів струмом в п/а режимі

Знаходять струм лінії в після аварійному режимі.

При 100% резервуванні навантаження І_па=2·І_роб,

При неповному резервуванні навантаження І_па<2·І_роб,

Для ліній, які живлять одиночні ЕП І_па=2·І_роб.

В після аварійному режимі повинна виконуватись умова

І_па?І_доп·k_пр·k_пер

Для повітряних ліній і струмопроводівk_пер=1.3

Для КЛ k_пер залежить від попереднього завантаження КЛ і тривалості перевантаження.

Спочатку знайдемо повне навантаження у п/а режимі:

509 ? 690·1·1.3

Вибір економічно оптимального перерізу провідника

Під час проектування системи електропостачання або окремих її елементів з метою вибору найбільш доцільного варіанту виконання даного об'єкту проводиться аналіз технічних та економічних його характеристик. Під технічними розуміють надійність енергопостачання, зручність експлуатації, тривалість споживання, обсяг поточних і капітальних ремонтів, ступінь автоматизації тощо. Основними економічними характеристиками є початкові капітальні та експлуатаційні витрати.

Вибір економічно доцільного варіанту виконання об'єкту може проводитись на основі методу зведених витрат або методу чистої зведеної вартості.

Визначимо оптимальний коефіцієнт завантаження трансформатора за методом чистої зведеної вартості (ЧЗВ).

Згідно методу ЧЗВ ефективність реалізації довільного заходу (проекту) оцінюється на основі прогнозу руху грошових коштів за весь період життєдіяльності цього заходу (проекту) з врахуванням зміни вартості грошей у часі. Зміна вартості обумовлена втратами власника коштів у зв'язку відкладеною реалізацією попиту (потреб), недоотриманим прибутком, інфляцією та ризиком і невизначеністю повернення вкладених коштів у майбутньому.

У методі ЧЗВ рух коштів у майбутньому зводиться (дисконтується) до часу оцінки (початку діяльності) проекту.

Нинішня вартість коштів n-го майбутнього року визначається наступним чином:

,

де: - нинішня вартість коштів майбутнього року;

- вартість (потік) коштів майбутнього року;

- коефіцієнт дисконтування;

r - процентна ставка.

У випадку визначення оптимального коефіцієнта завантаження трансформаторів врахований наступний рух грошових коштів (витрат і вигод) проекту. Витрати проекту становлять початкові капіталовкладення у трансформатор (підстанцію) до введення його в експлуатацію та експлуатаційні витрати на протязі усього терміну служби трансформатора. В експлуатаційні витрати входить вартість обслуговування і ремонту трансформатора та вартість втрат електроенергії в ньому.

Вигоди (зиск) від реалізації проекту зі встановлення трансформаторів на підстанції виокремити у даному випадку важко, оскільки цей проект є лише частиною загального проекту спорудження підприємства, у якому отримуються вигоди від реалізації кінцевої продукції.

Прогнози руху потоків грошових коштів проекту за n років, його використання в табличній формі наведений в табл. 4.1.2. Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії позначені відповідно С_р.о та С_Е. Усі витрати коштів внесені зі знаком „-”, а вигоди - „+”.

Таблиця 4.3 Прогноз руху потоків грошових коштів проекту

Рік	Витрати	Вигоди (зиск)	Річний потік грошових коштів	Ставка дисконту	Зведена вартість коштів	Кумулятивний потік коштів
	капітальні	експлуатац.
0	-K	0	0	-K	1	-K	-K
1	0	-(Cр.о.+ +СЕ)	0	-(Cр.о.+СЕ)	(1+r)-1	-(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-1	-K-(Cр.о.+СЕ) (1+r)-i
2	0	-(Cр.о.+ +СЕ)	0	-(Cр.о.+СЕ)	(1+r)-2	-(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-2	-K-(Cр.о.+СЕ)
…
n	0	-(Cр.о.+ +СЕ)	0	-(Cр.о.+СЕ)	(1+r)-n	-(Cр.о.+ +СЕ)(1+r)-n	-K-(Cр.о.+СЕ)

Використання системи енергозабезпечення об'єкту й, зокрема, кабельної лінії, як одного з її елементів, не приносить явно вираженого доходу, а тому у розрахунках варіантів систем енергозабезпечення складову доходу часто не враховують.

У цьому випадку загальні витрати коштів даного варіанту за n років експлуатації зведені до початку першого року експлуатації у аналітичній формі матимуть вид (знак мінус упущено)

,

де:

К-капіталовкладення варіанту;

С_р.о- відрахування на ремонт, обслуговування і амортизацію;

С_е - вартість втрат електроенергії;

r - процентна ставка;

і- термін служби обладнання;

(1+r)^-i =КД - коефіцієнт дисконтування.

Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування та вартість втрат електроенергії в лінії знаходяться з рівнянь

,

деЕр.о - частка вартості ремонту і обслуговування лінії, вирахувана через капіталовкладення (в.о.);

R - активний опір лінії;

с - питомий опір провідника;

L, F - довжина лінії і переріз провідника;

I - струм в лінії;

- вартість електроенергії.

Втрати потужності за розрахункового струму Ір=161.9 А складають:

Для перерізу 120 мм²:

²_*R_*L =3*161.9²*0.258*0,327= 6.65кВт;

Для перерізу 185 мм²:

²_*R_*L =3*332.4²*0.168*0,217 = 12.1кВт;

Маючи втрати потужності, шукаю втрати енергії:

?W = ?P*ф;

Для перерізу 120 мм²:

?W =6.65*2000 = 13298 кВт*год.

Для перерізу 185 мм²:

?W =12.1*2000 = 24102 кВт*год.

Звідси вартість втрат електроенергії:

Се=*С0;

де С0-вартість електроенергії.

Для перерізу 120 мм²:

Се=13298 *1,32= 17.6тис.грн.

Для перерізу 185 мм²:

Се=24102 *1,32=31.8тис.грн

Експлуатаційні витрати на ремонт і обслуговування знаходяться з рівняння:

Cро=Ер.о. * К;

де К-капіталовкладення(в тис .грн.), Еро=0.065бо=6,5%

Для перерізу 120 мм²:

Cро=38.6*0,065=2.51грн.

Для перерізу 185 мм²:

Cро=77.7*0,065=5.05грн.

Загальні витрати коштів за n років:

B=K+(Cpo+Се)*КД;

де КД-коефіцієнт дисконтування.

Для мого випадку сума КД= 6.81

Для перерізу 120 мм²:

В=38.6+(2.51+17.6) * 6.81= 175.2 тис грн.

Для перерізу 185мм²:

В=77.7+(5.05+31.8) * 6.81= 406.4 тис грн.

Результати вибору кабелів для будинку по вул. Зубрівській, 11 та будинків найбільш завантаженої лінії наведено у таблицях 4.3 і 4.4 відповідно.

Таблиця 4.3 Дисконтовані витрати на кабеля, що живлять будинок по вул. Зубрівській, 11

Таблиця 4.4 Дисконтовані витрати на кабеля, що живлять будинки найбільш завантаженої лінії

4.3 Розрахунок струмів короткого замикання

Призначенням розрахунку струму КЗ є перевірка обладнання на термічну та динамічну стійкість. Виявлення умов роботи споживачів під час КЗ.

Спершу слід скласти розрахункову та заступну схеми для розрахунку струму короткого замикання (рис 5.1).

Рис.4.2. Розрахункова та заступні схеми

Спочатку вибираємо потужність трансформатора:

Розраховуємо параметри заступної схеми:

- параметри трансформатора (ТМ - 400/10)

де - напруга досліду короткого замикання, %;

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

- номінальна напруга трансформатора, кВ;

де - втрати короткого замикання, кВт.

Провівши розрахунки отримаємо наступне:

- параметри кабельної лінії (АВВГ 4х120)

ro=0.258 Ом/км; хо=0,0258 Ом/км; L=0,327 км

де - опір кабельної лінії на 1 км, Ом/км;

- довжина кабельної лінії, км.

де - індуктивний опір кабельної лінії, QUOTE кмОм/км.

Отже активний та реактивний опори кабельної лінії становлять:

=0,258*0,327=0,084 Ом;

=0,0258*0,327=0,0084 Ом.

Обчислюємо результуючий опір усіх елементів:

Розраховуємо усталене значення струму КЗ за формулою:

Перевірка кабелю за термічною стійкістю:

де t = 0,5 - час спрацювання захисту;

с -функція, що становить 90 А*с/.

- параметри кабельної лінії (2 х ВВГнг4х185)

ro=0.168 Ом/км; хо=0,0168 Ом/км; L=0,217км

де - опір кабельної лінії на 1 км, Ом/км;

- довжина кабельної лінії, км.

де - індуктивний опір кабельної лінії, QUOTE кмОм/км.

Отже активний та реактивний опори кабельної лінії становлять:

= 2 * 0,168 * 0,217 = 0,07 Ом;

= 2 * 0,0168 *0,217=0,01 Ом.

Обчислюємо результуючий опір усіх елементів:

Розраховуємо усталене значення струму КЗ за формулою:



Перевірка кабелю за термічною стійкістю:

де t = 0,5 - час спрацювання захисту;

с - функція, що становить 90 А*с/.

З наведених вище розрахунків зрозуміло, шо вибраний переріз задовольняє умову перевірки за термічною стійкістю.

5. ВИТРАТИ ЕНЕРГІЇ НА ОБІГРІВАННЯ ЖИТЛОВИХ БУДІВЕЛЬ МІКРОРАЙОНУ

5.1 Розрахунок потреби теплоти за енергетичним балансом будинку

Для визначення потреб тепла за методом енергетичного балансу знаходять складові витрат тепла і його надходжень у будівлю, які наведені у табл.5.1.

Таблиця 5.1

Витрати тепла	Надходження тепла
стіни	теплопостачання
вікна	сонячна радіація
стеля	технологічне обладнання
підлога	система освітлення
інфільтраційні	персонал
вентиляційні
додаткові

Зведення всіх складових надходжень і витрат теплоти в тепловому балансі приміщення визначає дефіцит або надлишок теплоти. Дефіцит теплоти вказує на необхідність встановлення у приміщенні системи опалення (СО).

Теплову потужність СО будинку, можна визначити, склавши баланс втрат теплоти приміщень для холодного періоду року, у вигляді

де - тепловтрати через захищення приміщення,Вт; - тепловтрати на нагрівання інфільтраційного повітря, Вт; - регулярний тепловий потік, який надходить в кімнати і кухні житлових будинків, Вт.

Теплову потужність СО будинку з герметичними вікнами можна визначити за таким тепловим балансом

де - втрати теплоти на нагрівання припливного вентиляційного повітря (кількість вентиляційного зовнішнього повітря приймають з розрахунку однократного повітрообміну за годину), Вт; - кількість теплоти, утилізованої з викидного вентиляційного повітря, Вт.

З врахуванням теплоти сонячної радіації тепловий баланс набуде вигляду

де - розрахункова кількість теплоти сонячної радіації, що надходить у приміщення будинку, Вт.

Тепловтрати через захищення

Тепловтрати через захищення дорівнюють сумі втрат теплоти через зовнішні захищення приміщення, а також втрат або надходжень теплоти через внутрішні захищення (); враховують, якщо температура повітря у сусідніх приміщеннях нижча або вища на 3°С і більше від температури у даному приміщенні.

Для спрощення розрахунків тепловтрати приміщеннями розбивають на основні тепловтрати через зовнішні огородження, та додаткові.

Основні тепловтрати

Основні тепловтрати складаються з тепловтрат через окремі огородження приміщення (стіни, вікна, двері, підлогу, стелю), що визначаються за формулою

де - площа огородження, ; - температура внутрішнього та зовнішнього повітря, °С; - опір теплопередачі огородження, .

Тепловтрати приміщення, які приймаються за розрахункові при виборі теплової потужності системи опалення, визначаються як сума розрахункових втрат тепла через всі його зовнішні огорожі. Крім цього, повинні враховуватись втрати чи надходження тепла через внутрішні огорожі: якщо температура повітря в сусідніх приміщеннях нижче або вище температури в даному приміщенні на 3°С і більше.

Термічний опір утеплюючи шарів у кожній зоні додають до опорів так, що умовний опір теплопередачі є рівним

На орієнтацію огороджень величину добавки приймають відносно сторін світу (рис. Помилка! Джерело посилання не знайдено.) незалежно від призначення будівлі.

Додаткові тепловтрати на орієнтацію розраховують для всіх вертикальних і похилих до вертикалі зовнішніх захищень.

Рис.5.1. Значення додаткових тепловтрат через зовнішні захищення

На обдування огородження вітром. Якщо розрахункова зимова швидкість вітру не перевищує 5 м/с, то добавка на обдування приймається в розмірі 5% тепловтрат для огороджень, захищених від вітру, і 10% - для незахищених. Огородження вважається захищеним, якщо відстань по висоті від верху огородження до верху захищаючого його протилежного будинку більше 1/5 відстані між ними.

На висоту приміщення. При висоті приміщення громадських будівель більше 4 м величин тепловтрат через всі огородження збільшується на 2% на кожен метр висоти понад 4 м, але не більш 15%. Ця добавка не поширюється на сходові клітки. Сходові приміщення це переважно високі приміщення, тому для зменшення тепловтрат їх доцільно зонувати (розбивати на ізольовані по висоті зони).

У виробничих приміщеннях, де температури повітря під перекриттям і в робочій зоні можуть відрізнятися одна від одної у більших межах, ніж у приміщеннях громадських будівель, додаткові втрати тепла визначаються розрахунком з урахуванням розподілу температури по висоті.

На продування приміщення додається 5% до втрат тепла через вертикальні огородження.

На проникання холодного повітря, через зовнішні двері при їхньому відкриванні. Приймаються наступні величини добавок: у громадських будівлях при відсутності в зовнішніх дверях повітряних завіс і проходженні через двері за 1 год. 500-600 чоловік - 400-500% від основних втрат тепла через ці двері.

Оскільки ця додача значна, то з метою її зменшення входи в будинки необхідно передбачити з тамбуром, шлюзом або обладнати обертовими дверима. У багатоповерхових будинках будь-якого призначення при подвійних дверях без тамбура між ними - 100%, при подвійних, але з тамбуром - 80% і при одинарних дверях без тамбура - 65%

Наінфільтрацію зовнішнього повітря. У житлових і громадських 3-8-поверхових будинках з подвійним склінням і при відсутності приточної вентиляції ця добавка враховується в розмірі від 5 до 20% основних тепловтрат у залежності від кількості поверхів будинку і поверху, що розраховується.

Варто знати, що в суспільних і виробничих приміщеннях з великою кількістю вікон і ліхтарів втрати тепла в результаті інфільтрації повітря можуть досягати значних розмірів - до 40-50% і більше основних тепловтрат.

План будівлі

Рис.5.2. План будівлі по вул. Зубрівській 11Опір теплопередачі термічно однорідної непрозорої огороджувальної конструкції розраховується за формулою

R_У = ,

де б_в, б_з - коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь огороджувальної конструкції, Вт/(м² · К), які приймаються згідно з таблицею 7 додатку;

R_і - термічний опір і-го шару конструкції, м² · К/Вт;

л_ip - теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м · К);

Втрати тепла

Рис.5.3. План огороджувальної конструкції

Опір зовнішньої стіни дорівнює:

Rзс= 0,528 м² · К/Вт

Опір огороджувальної конструкції підвалу дорівнює:

Rпд== 0,524 м² · К/Вт

Опір горищного перекриття дорівнює:

Rгп== 0,543 м² · К/Вт

Таблиця 5.2Будівельні характеристики огороджень

Назва конструкцій.	Тип	розмір	площа	кіль- кість	орієнтація	tвн	tзовн	Rтепл
		а, м	в, м	м2			єС	°С	м2 °С/Вт
Перекриття горища1	Г1	82	21	1722	1	-	18	-19	0,543
Підлога1	П1	82	21	1722	1	-	18	-19	0,524
Стіна1	С1	82	24,3	1262	1	Пн	18	-19	0,528
-Вікна 1	В1	2,05	1,8	81,18	196	Пн	18	-19	0,75
Стіна2	С2	82	24,3	1262	1	Пд	18	-19	0,528
-Вікна 2	В2	2,05	1,8	81,18	196	Пд	18	-19	0,75
Стіна3	С3	5,5	24,3	133,65	1	Зх	18	-19	0,528
Стіна 4	С4	5,5	24,3	133,65	1	Сх	18	-19	0,528

Тепловтрати через огороджувальні конструкції обчислимо за формулою:

Q=s *(tв-tз)*(1+к) * 1/Rк

де s-площа огороджувальної конструкції, в цьому випадку зовнішня стіна;

tз - розрахункова температура повітря (-19 градуси);

tв - температура в квартирі ( 18 градусів);

к-коефіцієнт на орієнтацію стіни(приймається від 0,05 до 0,1)

Rк - опір огороджувальної конструкції

Обчислимо тепловтрати для стіни 1:

Q=(1992.6- 730,62)*(18-(-19))*(1+0,05)*(1/0,528) = 146693 Вт

За цим прикладом ми обчислимо тепловтрати через решту огороджувальних конструкцій будинку і внесемо їх у таблицю:

Таблиця 5.3 Тепловтрати будівлі

Вид конструкції	Тепловтрати, Вт
Горище	123230,80
Підлога	127582,84
Стіна 1	146693,05
Вікна 1	37846,12
Стіна 2	146693,05
Вікна 2	37846,12
Стіна 3	9839,17
Стіна 4	9839,17
Сума	639570,32

Сумарні тепловтрати будівлі при середньорічній температурі складуть:

Q_сер = (t_вн- t_сер /t_вн- t_зов) * Q_max = (18- (-0,2)) /18 -(-19) * 639570,32 *10^-6 = 314600 Вт

Втрати теплоти за опалювальний сезон за нормативних умов складуть:

Q_{втр до} = Q_сер* N₀ * 24 * 10^-3 = 314,6 * 191 *24 * 10^-3 = 1442,1 МВт·год =

= 1240,2 Гкал.

Питомі втрати теплоти крізь огороджувальні конструкції становлять:

q_{0К до} = Q_{втр до}/F_оп = 1442,1*10³/ 6093.2 = 236,7 кВт*год/м²

Витрати теплоти на нагрівання інфільтрованого повітря визначаються за формулою:

q₁₁ = 0,28*Ln *с*c( tвн - tзв)*k = 0.28 * 2,7 * 1.213 * (18- (-0.2))* 1=16,7 Вт/м²

Для повітрообміну прийняти 2,7 м³/год на 1 м² опалюваної площі

Загальна потужність тепловтрат будівлі за рахунок повітрообміну складе:

Q₁₁ = q₁₁ * S_опал * 10^-3 = 16,7 * 6093.2 * 10^-3 = 101,7 кВт

Загальні тепловтрати за опалювальний сезон за рахунок повітрообміну складуть:

Q_оп = Q₁₁ * N₀ * 24 * 10^-3=101,7* 191 *24 * 10^-3 =466,2МВт·год = 401Гкал.

Питомі інфільтраційні втрати теплоти становлять:

q_0і = Q_оп/F_оп = 466,2 / 6093.2 = 76,5 кВт*год/м²

Додаткові втрати теплоти знайдемо як 10% від отриманих втрат

Q_доддо= 0,1(Q_оп+Q_{втр до} )=0,1(466,2 + 1442,1) = 190,8 МВт·год

Енергетичний баланс будівлі до термомодернізації

Таблиця 5.4 ВИТРАТИ ТЕПЛА

Складові витрат	Витрати тепла
	МВт год	%
стіни	705,9	33,6
вікна	170,7	8,1
горище	277,9	13,2
підлога	287,7	13,7
інфільтраційні	466,2	22,2
додаткові	190,8	9,1
Всього	2099,123	100,0

Нижче наведено тепловтрати крізь огороджувальні конструкції у відсотках

Рис.5.4. Діаграма тепловтрат крізь огороджувальні конструкції

Енергетичний баланс будівлі.

Надходження тепла Надходження теплоти від перебування людей у приміщеннях розраховувати виходячи з таких умов: тепловиділення дорослої людини у стані спокою становить 105 Вт:

Q_люд = Q_люд11 * N_люд11 * t_роб* (N₀-N_вих) = 105 * 290 * 16 * (191 - 60) =

= 63.8МВт = 54.9 Гкал

Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації (прямої і розсіяної) знаходиться за даними нижченаведеної таблиці, (МДж/м²/місяць, для широти 52°).

Таблиця 5.5

Місяці	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
Пн	0	0	0	110	176	206	212	130	0	0	0	0
ПнСх/ПнЗх	0	0	152	243	332	370	340	268	191	110	0	0
Сх/Зх	143	210	365	459	512	512	518	457	371	263	166	121
ПдСх/ПдЗх	371	424	572	557	573	514	511	542	530	490	392	305
Пд	495	566	692	558	497	427	452	520	584	611	543	475

Кількість сонячних днів протягом опалюваного сезону становить 30.

Знаходимо середньодобову потужність сонячної енергії для опалювального сезону:

МДж/(м²·доб).

Надходження теплоти за рахунок сонячної радіації за опалювальний сезон складуть:

*е_в ж_в =18,61*730.62*30*10-3е_в ж_{в =} 154,2 МВт·год.

Значення коефіцієнтів затінення світлового прорізу ж_в =0,6 і відносного проникнення сонячної радіації, е_в=0,63 вікон приймаються з ДБН В 2.6-31-2006.

Надходження теплоти від освітлювальних приладів та технологічного устаткування.

Оскільки нам не задана потужність системи освітлення, приймемо, що проектне питоме навантаження освітлення на одиницю площі підлоги становить 10 Вт/м2. Загальна встановлена потужність освітлювальних приладів тоді становитиме

Р_осв = 10·6093.2 =60.932 кВт.

Враховуючи коефіцієнт технічної справності освітлювальних приладів 0,9, коефіцієнт одночасності увімкнення 0,85 та середньодобову тривалість увімкнення 4 год на протязі опалювального сезону визначимо річне споживання електричної енергії

Wосв= 60.932·0,9·0,85·4·191= 35612 кВт·год= 30.6 Гкал.

Таблиця 5.6 Енергетичний баланс будівлі. НАДХОДЖЕННЯ ТЕПЛА

Складові теплонадходжень	Надходження тепла
	МВт·год	%
Сонячна радіація	154,2	7,3
Система освітлення	35,6	1,7
Персонал	63,8	3,0
Теплопостачання	1845,5	87,9
Всього	2099,1	100

Надходження теплоти в будинок у відсотках показано нижче

Рис.5.5. Діаграма надходжень теплоти в будинок

Як видно з діаграми надходжень теплоти у будинок майже всю їх кількість складає теплопостачання. Тому, щоб зменшити потребу у тепло надходженні потрібно зменшити тепловтрати через огороджувальні конструкції.

6. РОЗРАХУНОК ТЕРМОМОДЕРНІЗАЦІЇ БУДІВЛІ

6.1 Проектування теплоізоляційної оболонки будинків за теплотехнічними показниками її елементів

Для зовнішніх огороджувальних конструкцій опалюваних будинків та споруд і внутрішніх конструкцій, що розділяють приміщення, температура повітря в яких відрізняється на 3 °С та більше, обов'язкове виконання умов:

R_Упр ? R _qmin ,

Дt_пр ? Дt_cг

ф _{в min}>t_min ,

де R_Упр- приведений опір теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції (для термічно однорідних огороджувальних конструкцій визначається опір теплопередачі), приведений опір теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м² · К/Вт;

R _{q min}- мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, мінімальне значення опору теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м² · К/Вт;

Дt_пр- температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, °С;

Дt_cг- допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, °С;

ф _{в min}- мінімальне значення температури внутрішньої поверхні в зонах теплопровідних включень в огороджувальній конструкції, °С;

t_min - мінімально допустиме значення температури внутрішньої поверхні при розрахункових значеннях температур внутрішнього й зовнішнього повітря, °С.

Мінімально допустиме значення R _qminопору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій, світлопрозорих огороджувальних конструкцій і дверей житлових і громадських будинків встановлюється згідно з таблицею 1 залежно від температурної зони експлуатації будинку, що приймається згідно з таблицею 8 додатку.

У разі реконструкції будинків, що виконується з метою їх термомодернізації, допускається для непрозорих огороджувальних конструкцій приймати значення R _qminзгідно з таблицею 8 додатку з коефіцієнтом 0,8.

6.2 Розрахунок термомодернізації будівель

Враховуючи особливості житлових багатоповерхових будинків для зменшення тепловтрат через огороджувальні конструкції ми можемо модернізувати зовнішні стіни,горишне перекриття та перекриття над підвалом до сучасних будівельних норм. На даний момент опори теплопередачі цих конструкцій становлять 0,349, 0,364 та 0,345 м² · К/Вт відповідно. А при сучасних нормах вони повинні становити 3,33, 1,29 і 4,95м² · К/Вт.

Отже нам потрібно розрахувати товщину теплоізоляційного матеріалу - бетони ніздрюваті «Бетоль» для зовнішніх стін (=0,042).



Рис.6.1. Утеплена огороджувальна конструкція

Необхідна товщина для зовнішніх стін:

=3,33 м² · К/Вт

х= 0,15 м = 15 см

Необхідна товщина для горищного перекриття:

=4,95 м² · К/Вт

х= 0,22 м = 22 см

Необхідна товщина для підвалу :

=1,29 м² · К/Вт

х=0,16 м = 16 см

Розрахуємо тепер вартість утеплення будівель:

Обчислюємо вартість утеплення стін, знаючи попередньо її площу - 2791,26 , вартість роботи - 160 грн/ і вартість теплоізоляційного матеріалу - бетони ніздрюваті «Бетоль» товщиною 14 сантиметрів - 132 грн/.