Результаты измерений. 
Измерение фактических энергетических характеристик жилых зданий

Измерения уровня воздухообмена и влажности воздуха на выходах вентиляционных шахт проводились 01.03.2005 г. с 14 до 16 часов. Температура воздуха внутри вентиляционных шахт регистрировалась с интервалом 0,5 часа в течение всего указанного периода. Типичный график изменения температуры представлен на рис. 3.

Может возникнуть вопрос, корректно ли обобщение результатов измерений параметров воздуха вентиляционных шахт по отношению к температурно-влажностному режиму и воздухообмену помещений. На наш взгляд, это вполне допустимо.

Схема воздухообмена многоэтажного дома включает в себя вытяжную вентиляционную шахту, собирающую воздух квартир, через которые она проходит, и неорганизованный приток через открытые окна и щели в ограждающих конструкциях зданий. Воздух в вентиляционной шахте движется вверх, побуждаемый разностью его плотностей и температур внутри и вне здания, и создает пониженное давление на входе в вентиляционные отверстия. Из-за этого весь воздух из помещений квартир смешивается, и его температура при удалении через вентиляционные шахты равна средней температуре в помещениях здания.

Данная схема измерения может приводить к ошибкам в моменты приготовления пищи в интервалах с 6 до 8 часов утра и с 17 до 20 часов вечера. Однако анализ графиков на рис. 3 не дает оснований для такого вывода, так как не показывает повышенных значений температуры воздуха в эти часы. Аналогичные результаты дали измерения на выходах остальных вентиляционных каналов. Такая картина характерна для квартир с электрической кухонной плитой. Энергия, выделяемая нагревательным элементом, поглощается в большей степени нагреваемым сосудом и в меньшей степени прогревает воздух кухни.

Средняя температура наружного воздуха за время наблюдения составляла + 5,2°С, средняя температура в помещении — 21,5°С.

Из результатов, представленных в табл. 3, можно сделать вывод, что по большинству вентиляционных стояков и в среднем по вентиляционным стоякам фактический уровень воздухообмена меньше нормативного значения на 4%, однако на некоторых превышает нормативное значение. Среднее превышение фактического значения воздухообмена над нормативным значением, равное 23%, достигается в стояках 1- 4. В то же время в стояках 5 и 6 фактический воздухообмен составляет около 50% от нормативного.

Эти результаты объясняются тем обстоятельством, что значения температур воздуха в вентиляционных стояках 1- 4 находятся в интервале 22 -24°С, а значит, превышают нормативные и оптимальные значения — 20−22°С [4]. В большинстве квартир здания имеется избыток тепла, что побуждает жильцов постоянно держать открытыми форточки или балконные двери. Об этом свидетельствует повышенный уровень воздухообмена в здании по сравнению с нормативным значением.

В стояках 5 и 6 уровень воздухообмена ниже нормативного значения, но и средние температуры воздуха находятся в интервале температур 18−21°С, т. е. ниже, чем в остальных. Это объясняется тем, что жильцы соответствующих квартир в условиях температурного дискомфорта вынуждены снижать уровень воздухообмена.

Было выполнено измерение температурно-влажностных параметров воздуха и уровня воздухообмена после окончания отопительного сезона в период с 05.05.2005 г. по 12.05.2005 г. Типичный график изменения температуры в шахтах и температуры окружающего воздуха отражен на рис. 4.

С учетом того что отопление в Минске было отключено 06.04.2005 г., за месяц до проведения измерений, тепловой режим эксплуатации здания можно считать установившимся. Результаты средних значений температуры воздуха, влажности и скорости его потоков в вентшахтах за период измерений представлены в табл. 4.

Сравнение данных, приведенных в табл. 3 и 4, позволяет сделать вывод об устойчивых характеристиках уровня воздухообмена в помещениях здания.

Несмотря на то, что отопительный сезон завершился и наблюдалась достаточно низкая средняя температура окружающего воздуха (9,4 °С), средняя температура внутри помещения (20,3 °С) превышает нормативный показатель более чем на два градуса. Поскольку отопление в период измерений было отключено, температура воздуха внутри помещений поддерживалась только за счет внутренних источников тепла и солнечной энергии. Это обстоятельство может быть использовано для определения мощности внутренних источников тепловой энергии.

Сравнение расчетных теплопотерь по измеренным характеристикам воздухообмена и температуры и фактических теплопотерь здания по счетчику группового учета тепла По измеренным параметрам воздухообмена и температуры и проектным характеристикам ограждающих конструкций был выполнен расчет теплопотерь здания за период с 01.03.2005 г. по 15.03.2005 г. по формуле.

Q = Q огр. + Q ок. + Q пер. + Q покр. + Q возд., (1).

где Q — суммарные теплопотери здания, Гкал; Q огр. — теплопотери через стены; Q ок. — теплопотери через окна; Q пер. — теплопотери через перекрытие верхнего этажа; Q покр. — теплопотери через покрытия подвала и Q возд. — теплопотери с воздухообменом (Дж).

Теплопотери через ограждающие конструкции здания искались по формуле.

Q огр. = S огр.· rt·rТ°ґС·R огр., (2).

где S огр. — площадь соответствующего ограждения, м2; rt — время проведения измерений, с; rТ°С — среднее значение разницы температур наружного воздуха и в помещениях (по температурам воздуха вентиляционных шахт) за период измерений; R огр. — сопротивление теплопередаче соответствующего ограждения, м2· К/Вт.

Теплопотери при воздухообмене через вентиляцию рассчитываются по формуле.

Q возд. = С возд.· с возд.· V возд.· rT, (3).

где С возд. — теплоемкость воздуха, Дж/(кг· К); с возд. — плотность воздуха, кг/м3; V возд. — измеренный суммарный объем воздуха, прошедший за время проведения измерений через вентиляционные шахты дома, м3.

По показаниям счетчика тепла, предоставленным в ЖЭСе, его расход в исследуемом доме за данный период равен 51,5 Гкал, т. е. энергия, полученная из внутренних источников тепла, составляет 28,0 Гкал.

По указанным формулам подсчитаны теплопотери дома в период с 05.05.2005 г. по 12.05.2005 г., когда отопление было отключено (табл. 6). В это время теплопотери через стены, окна, подвал и крышу, а также через вентиляционные шахты составили 16,4 Гкал, или 10 Вт/м2 жилой площади. Средняя температура воздуха вентиляционных выбросов, соответствующая средней температуре в квартирах, составляла в этот период 20,3°С.

Поскольку отопление было отключено, можно считать, что теплопотери здания равны внутренним источникам тепла. Отсюда мощность бытовых теплопоступлений и поступающая в здание солнечная энергия составляют 10,3 Вт/м2. температурный режим жилой помещение В пересчете для предыдущего периода измерений получим суммарную энергию внутренних источников тепла и солнца, равную 32 Гкал, что расходится с цифрой, полученной ранее, всего на 11, 3%.

Одной из причин этого является невозможность долговременного фиксирования характеристик воздухообмена из-за отсутствия соответствующих систем регистрации.