Понятие градусо-суток
Часто при оценке энергопотребления существующего здания бывает целесообразно сравнить энергопотребление за разные периоды. Значительная часть теплопотребления в здании зависит от царящего наружного климата, который может различаться в разные годы. Для устранения различий следует использовать градусо-сутки.
Одни градусо-сутки выражают разницу в 1 °C между расчетной внутренней температурой и средней суточной (за 24‑часовой период) температурой наружного воздуха. Если, к примеру, средняя суточная температура наружного воздуха составляет 2 °C, то число градусо-суток за 24‑часовой период (1 сутки) составляет 17–2=15 (°C×d).
Почему за расчетную внутреннюю температуру принимается показатель меньше реального? Потому что часть отопительных нужд покрывается т. н. свободным теплом, т. е. тепловым излучением, исходящим от электроприборов, людей и т. п., а также солнечным светом. К примеру, анализ теплового поведения наших типовых пятиэтажек показал, что комнатная температура в среднем повышается примерно на 3–4 °C за счет свободного тепла.
Ключевые регионы для определения градусо-суток
Ввиду климатических различий количество градусо-суток в разных регионах Эстонии различается. На основании исследования, проведенного Таллинским Технологическим университетом [1], предлагается разделить Эстонию на шесть регионов по градусо-суткам. Региональные градусо-сутки определяются по следующим ключевым регионам градусо-суток и центрам, на основании наружной температуры которых определяются градусо-сутки:
I Йыхви
II Тарту
III Таллин
IV Валга
V Пярну
VI Ристна
На рисунке ниже показаны рекомендуемые границы ключевых регионов.
В упрощенных расчетах градусо-сутки по Таллину можно рассматривать как средние по Эстонии.
Данные о градусо-сутках
Данные публикуются не позднее 7‑го числа каждого месяца.
Данные градусо-суток различных ключевых регионов Эстонии при разных базовых температурах и в разные годы:
I Йыхви IV Валга
II Тарту V Пярну
III Таллин VI Ристна
Компенсация влияния наружной температуры в разные годы.
Важная область применения градусо-суток – элиминирование влияния наружной температуры на теплопотребление в разные годы. Чтобы элиминировать влияние наружной температуры в разные годы, теплопотребление реального года переводится в сравнительное потребление в т. н. нормальный год, используя следующую взаимосвязь:
где: QN – теплопотребление в нормальный год, МВт·ч;
Qteg – теплопотребление в фактический год, МВт·ч;
SN – число градусо-суток за нормальный год (простые градусо-сутки, выбранные в соответствии с базовой температурой tB в здании);
Steg – число градусо-суток за фактический год (выбранные при той же базовой температуре tB, что и SN);
C – теплопотребление, не зависящее от градусо-суток, МВт·ч.
Часть тепла, потребляемого в зданиях, слабо связана с наружной температурой, поэтому практически не зависит от количества градусо-суток. В вышеприведенной формуле это характеризует величина C. Основную часть теплопотребления, не зависящего от градусо-суток, составляет тепло, потраченное на нагрев теплой воды для потребления. К теплопотреблению, не зависящему от градусо-суток, относятся также потери тепла от трубопровода с теплой водой, тепло в помещениях от полотенцесушителей, отнести сюда можно и потери тепла от отопительного трубопровода, расположенного в неотапливаемых помещениях (напр. на неотапливаемых чердаках).
Базовая температура
Внутренняя температура в здании образуется в результате отопления и свободного тепла. Источники последнего – люди, электроприборы, электрическое освещение, солнечное излучение. Образно говоря, отопление покрывает потери тепла от внешней температуры до базовой температуры tB. Потери тепла от базовой температуры до внутренней температуры в помещениях tS покрываются свободным теплом. В исследовании, проведенном Таллинским Техническим университетом [2], были определены базовые температуры для важнейших зданий при различных типах зданий, которые рекомендуется использовать при определении градусо-суток.
Жилые дома (tS=21 °C)
В результате исследований по определению годовых потребностей тепла на отопление получены следующие приблизительные базовые температуры:
| Характеристика здания |
Базовая температура |
| нереновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
17 °C |
| реновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
13 °C |
| многоквартирные дома (принудительная вытяжная вентиляция) |
15 °C |
| новые квартирные дома (приточно-вытяжная вентиляция) |
12 °C |
При определении тепловых потребностей на отопление в отдельные месяцы для наилучшего результата рекомендуется использовать несколько иные базовые температуры. В более холодные месяцы (октябрь, ноябрь, декабрь, январь, февраль, март, апрель) они могут быть такими:
| Характеристика здания |
Базовая температура |
| нереновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
18 °C |
| реновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
14 °C |
| многоквартирные дома (принудительная вытяжная вентиляция) |
16 °C |
| новые квартирные дома (приточно-вытяжная вентиляция) |
13 °C |
При анализе теплопотребления в более теплые месяцы (сентябрь, май и др.) рекомендуется использовать следующие базовые температуры:
| Характеристика здания |
Базовая температура |
| нереновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
15 °C |
| реновированные многоквартирные дома старого типа (естественная вентиляция) |
11 °C |
| многоквартирные дома (принудительная вытяжная вентиляция) |
13 °C |
| новые квартирные дома (приточно-вытяжная вентиляция) |
10 °C |
Школы (tS=21 °C)
| Характеристика здания |
Базовая температура |
| в типовом школьном здании с новыми окнами и нереновированной вентиляцией |
15 °C |
| в типовом школьном здании с реновированными наружными границами здания и нереновированной вентиляцией |
13 °C |
| в типовом школьном здании с реновированными ограждающими конструкциями здания и принудительной вытяжной вентиляцией |
15 °C |
| в типовом школьном здании с реновированными наружными границами здания и принудительной приточно-вытяжной вентиляцией, базирующейся на рекуперативных теплообменниках |
13 °C |
Тепловое функционирование офисных зданий – значительно сложнее. Большую роль в процессе формирования внутренней температуры играет фактическое свободное тепло, а также инженерные системы и степень их автоматизации. Поэтому можно порекомендовать только приблизительные промежутки расчетных базовых температур (как средние суточные) в зависимости от закрытой нетто-площади на одного работника: Офисные здания (tS=21 °C)
| Закрытая нетто-площадь на одного работника |
Базовая температура |
| до 16 м2/чел. |
7–11 °C |
| 16–30 м2/чел. |
11–13 °C |
| более 30 м2/чел. |
13–15 °C |
Для получения более подробного обзора тематики, связанной с использованием градусо-суток, предлагаем ознакомиться со следующими исследованиями:Исследования
[1] Eesti kraadpäevad ja nende kasutusjuhend: I etapp. (Градусо-сутки в Эстонии и руководство по их использованию: I этап.) Институт техники окружающей среды ТТУ, 2003.
[2] Eesti kraadpäevad (Градусо-сутки в Эстонии), Институт техники окружающей среды ТТУ, 2006.
Рекомендуем ознакомиться также с приведенными в исследованиях расчетными показателями о переведении теплопотребления за фактический год в нормальный год (напр. [2], часть 3.1).