Введение

Одним из распространённых и допустимых в современной нормативной документации [1, 2] решений поддержания требуемого воздушно-теплового режима многоквартирных жилых домов (МЖД) является устройство поквартирных систем отопления с индивидуальными теплогенераторами (газовыми котлами) совместно с системами естественной приточно-вытяжной вентиляции.

Одно из преимуществ этой схемы — возможность регулирования отпуска тепловой энергии и, как следствие, поддержания оптимальной температуры внутреннего воздуха tв Одновременно жильцам предоставляется возможность экономии сжигаемого природного газа вследствие уменьшения теплоотдачи отопительных приборов при отсутствии людей в жилых помещениях (за счёт снижения температуры внутреннего воздуха до допустимой величины tв = +15 °C [3]).

При этом величина допустимых теплопритоков и теплопотерь между смежными помещениями через ограждения нормативно никак не регламентируется.

Для анализа влияния величин теплопритоков и потерь теплоты через внутренние ограждения на тепловой баланс помещения многоквартирного жилого дома авторами проведено инструментальное обследование помещения (жилой комнаты) многоквартирного жилого дома с поквартирными системами отопления, целью которого было измерение удельного теплового потока qогр [Вт/м2] через наружные и внутренние ограждающие конструкции (стены, покрытие пола), с последующим определением величины теплопотерь и теплопоступлений через ограждения и их доли в тепловом балансе помещений многоквартирного жилого дома qогр, Вт.

Измерения значений qогр через ограждения проводились в помещении шестого этажа 17-этажного МЖД, расположенного в городе Нижнем Новгороде, с помощью измерителя плотностей тепловых потоков «Теплограф-регистратор» [4]. План помещения с указанием точек замера плотности теплового потока приведён на рис. 1.

Конструкция исследуемых ограждений: трёхслойные наружные стены — силикатный кирпич, плиты из минеральной ваты, облицовочный кирпич; межэтажные перекрытия — железобетонные плиты; заполнение оконного проёма и балконной двери — двухкамерный стеклопакет в ПВХ-переплёте. Измерения величин qогр производились каждые 10 минут в течение одних суток. Температура наружного воздуха tн за период измерений колебалась в пределах 0...+2 °C. Результаты замеров удельного теплового потока приведены на рис. 2.

Анализ полученных данных позволяет установить следующие значения колебаний удельных тепловых потоков:

  • для наружной стены qогр ≈ -8.-6,5 Вт/м2;
  • для наружной стены, примыкающей к балкону, qогр ≈ -16.-4 Вт/м2;
  • для внутренних стен qогр ≈ 1-2 Вт/м2;
  • для межэтажных перекрытий qогр ≈ -5.0 Вт/м2.

Тепловой баланс помещения многоэтажного дома с поквартирными системами отопления. 1/2017. Фото 1

Температура внутреннего воздуха за время измерений колебалась в интервале tв = +23.+24 °C.

Значительное колебание теплового потока через стену, примыкающую к остеклённому балкону, связано с установленным у данной стены конвектором, который отдаёт в помещение теплоту с периодичностью, соответствующей циклу горения газа в индивидуальном теплогенераторе (например, отопительном котле).

Доля теплоперетоков через наружные и внутренние ограждения при расчёте теплового баланса помещения определяется по формуле:

Qогр = Aогрqогр, (1)

где Aогр — площадь ограждения, м2.

Полученный по результатам исследований тепловой баланс помещения приведён в табл. 1. Количество теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха и потери теплоты через окно и балконную дверь определены расчётным путём по общепринятым методикам [5, 6]. В период замеров искусственное освещение в помещении было отключено, окна закрыты рулонными шторами, а люди отсутствовали, что позволяет принять величины бытовых и биологических тепловыделений в помещении равными нулю.

Таким образом, доля нерасчётных теплопотерь через смежные комнаты, примыкающие к исследуемому помещению снизу, сверху и сбоку, составила до 16 % от общей мощности отопительных приборов — в тоже время величина теплопритоков через смежные помещения не превысила величины 2 %.

Тепловой баланс помещения многоэтажного дома с поквартирными системами отопления. 1/2017. Фото 2

Иными словами, для поддержания комфортной температуры внутреннего воздуха tв = +24 °С система поквартирного отопления была вынуждена производить тепловую энергию не только для компенсации теплопотерь через наружные ограждения и на нагрев инфильтрационного воздуха, но и для возмещения теплопотерь через смежные помещения. При этом полученные значения характерны для небольшого перепада между температурами в соседних квартирах, лежащего в пределах 2-3 °C.

По результатам обработки данных авторами было получено, что при максимальной величине перепада между смежными и исследуемым помещениями:

tвtсм = 24 – 15 °С [3]

доля нерасчётных теплопотерь через смежные помещения может достигать 37 % от теплопритоков приборов поквартирной системы отопления.

Также одновременное измерение температурного перепада между поверхностью потолка и внутренним воздухом А4н показало, что среднее его значение находится в пределах нормативных значений 2 °С [5] и составляет:

Δtн = tвtв = 1,72 °C.

Однако при расчёте на максимальный допустимый перепад между температурами внутреннего воздуха tв - tсм = 9 °C расчётная разность температур может достигать Δtн = tв - tсм = 2,7 °C, что противоречит действующим санитарно-гигиеническим требованиям.

Тепловой баланс помещения многоэтажного дома с поквартирными системами отопления. 1/2017. Фото 3

Заключение

В действующей нормативной документации, регламентирующей проектирование и эксплуатацию поквартирных систем отопления многоквартирного жилого дома, отсутствуют требования и указания по поддержанию собственниками жилых помещений расчётных значений температур внутреннего воздуха и обязательного наличия систем внешней диспетчеризации и регулирования, что приводит к нерасчётным теплопотерям (свыше 35 % от мощности систем отопления) в смежных квартирах при искусственном снижении температуры внутреннего воздуха жильцами, эксплуатирующими бытовые теплогенераторы.

Статья подготовлена в рамках выполнения НИР «Разработка и научное обоснование теплофизических закономерностей переноса теплоты и влаги в неотапливаемых производственных сельскохозяйственных зданиях» (код проекта 3008) с финансированием из средств Минобрнауки России, в рамках базовой части государственного задания на научные исследования.