Межгосударственный стандарт ГОСТ 31168-2003 "Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление" (введен в действие постановлением Госстроя РФ от 2 июня 2003 г. N 51) (утратил силу)

Межгосударственный стандарт ГОСТ 31168-2003
"Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление"
(введен в действие постановлением Госстроя РФ от 2 июня 2003 г. N 51)

Houses. Method for determination of specific heat consumption for buildig heating

Дата введения 1 июля 2003 г.

Введен впервые

ГАРАНТ:

Приказом Росстандарта от 9 июля 2014 г. N 772-ст взамен настоящего ГОСТа с 1 января 2015 г. введен в действие ГОСТ 31168-2014

Введение

Настоящий стандарт разработан с целью подтверждения соответствия показателя нормализованного удельного потребления тепловой энергии на отопление за отопительный период эксплуатируемого здания нормативным значениям согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" с учетом требований ГОСТ Р 51380 и ГОСТ Р 51387. Дополнительно в результате обработки данных измерений стандарт позволяет рассчитывать общий коэффициент теплопередачи здания.

ГАРАНТ:

Согласно письму Минюста РФ от 18 марта 2004 г. N 07/2964-ЮД постановлению Госстроя РФ от 26 июня 2003 г. N 113, утвердившему СНиП 23-02-2003, отказано в государственной регистрации

Стандарт является базовым стандартом, обеспечивающим параметрами энергетический паспорт и энергоаудит эксплуатируемых зданий.

В стандарте учтены положения международного стандарта ИСО 6242/2-92 "Строительство зданий. Выражение требований потребителя. Часть 1. Теплотехнические требования" и проекта международного стандарта ИСО 13790 "Расчеты использования энергии для целей отопления".

В разработке настоящего стандарта принимали участие: канд. техн. наук Ю.А. Матросов, канд. техн. наук И.Н. Бутовский и П.Ю. Матросов (НИИСФ РААСН), канд. техн. наук В.И. Ливчак (Мосгосэкспертиза), канд. техн. наук B.C. Беляев (ЦНИИЭПжилища), В.А. Глухарев (Госстрой России), Т.И. Мамедов (ФЦС), Л.С. Васильева (ФГУП ЦНС).

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на отапливаемые помещения, группы помещений (квартиры) жилых многоквартирных зданий с естественной вентиляцией, а также на одноквартирные жилые дома и устанавливает метод определения в натурных условиях их удельного потребления тепловой энергии на отопление и нагрев инфильтрующегося в результате естественной вентиляции воздуха (далее в тексте - удельного потребления тепловой энергии на отопление) и его сопоставление с нормируемым показателем.

Настоящий стандарт применяется для всех построенных и эксплуатируемых жилых зданий.

2 Нормативные ссылки

Перечень нормативных документов, на которые имеются ссылки в настоящем стандарте, приведен в приложении А.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины и их определения.

Теплозащита - свойство совокупности ограждающих конструкций, образующих замкнутый объем внутреннего пространства здания, сопротивляться переносу теплоты между помещением и наружной средой, а также между помещениями с различной температурой воздуха.

Теплопередача - перенос теплоты через ограждающую конструкцию от взаимодействующей с ней средой с более высокой температурой к среде с другой стороны конструкции с более низкой температурой.

Инфильтрация - перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в помещения за счет ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений.

Удельное потребление тепловой энергии на отопление здания за отопительный период - количество полезной тепловой энергии за отопительный период, израсходованное на компенсацию теплопотерь здания с учетом воздухообмена и дополнительных тепловыделений при нормируемых параметрах микроклимата помещений в нем, отнесенное к единице площади пола квартир здания (или отапливаемой площади одноквартирных домов), и градусо-суткам отопительного периода.

Общий коэффициент теплопередачи здания - показатель, характеризующий интенсивность теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, включающий трансмиссионную и инфильтрационную составляющие, численно равный осредненной по площади плотности теплового потока, отнесенного к разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1°С и 1 .

Класс энергетической эффективности - обозначение уровня энергетической эффективности здания, характеризуемого интервалом значений удельного потребления тепловой энергии на отопление здания за отопительный период.

4 Общие положения

4.1 Определение удельного потребления тепловой энергии на отопление жилого многоквартирного здания и его помещений (квартир), а также одноквартирного дома позволяет выявить количественно соответствие или отклонение от нормируемых энергетических и теплотехнических параметров тепловой защиты, установить класс энергетической эффективности здания и определить влияние отдельных мероприятий по энергосбережению в здании.

4.2 Сущность метода заключается в том, что в отопительный период для определенных интервалов времени измеряют в испытываемых помещениях (квартире) и (или) дома в целом расход тепловой энергии на отопление и среднюю температуру воздуха внутри и снаружи здания и интенсивность суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Рассчитывают для тех же интервалов времени величины общих тепловых потерь через ограждающие конструкции здания, равные измеренным расходам тепловой энергии на отопление и суммарным теплопоступлениям (бытовым и солнечной радиации через светопроемы). По рассчитанным общим теплопотерям при соответствующих разностях температур внутреннего и наружного воздуха определяют линейную зависимость наилучшего приближения к этим данным и по линейной зависимости и внутренним размерам помещений и ограждающих конструкций вычисляют общий коэффициент теплопередачи наружных ограждений здания и удельное потребление тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, а также устанавливают класс энергетической эффективности здания.

5 Выбор объекта испытания

5.1 Объектами испытания являются эксплуатируемые минимально в течение одного года отапливаемые многоквартирные жилые здания, квартира, помещение или группа помещений в здании, а также одноквартирные дома. Объект испытания должен иметь систему отопления, оснащенную устройствами авторегулирования, обеспечивающими заданную подачу теплоты для поддержания температуры в помещениях в пределах допустимых параметров в соответствии с ГОСТ 30494, и снабженную устройством для измерения расхода энергии (теплосчетчиком, электросчетчиком) на отопление испытываемого объекта.

5.2 Наружные ограждающие конструкции должны находиться в состоянии, обеспечивающем нормальную эксплуатацию объекта в отопительный период: окна, балконные двери, наружные двери должны иметь уплотняющие прокладки в притворах. В испытываемом объекте должна отсутствовать какая-либо вентиляция с механическим побуждением.

5.3 В случае отсутствия в объекте испытаний теплосчетчика или невозможности его подключения к существующей системе водяного отопления отопительные приборы в испытываемых помещениях отключаются. Взамен устраивается электрическая система отопления, например с помощью электрорадиаторов с термостатами, подключенная к электросчетчику, позволяющему регистрировать расход потребляемой энергии.

Рекомендуется также замена на период испытаний существующей системы отопления на электрическую систему в одноквартирных домах.

6 Аппаратура и оборудование

6.1 В процессе испытаний объекта на удельное потребление тепловой энергии необходимо экспериментальное определение следующих величин:

расхода тепловой энергии на отопление здания и (или) отдельных его помещений;

температуры внутреннего воздуха испытываемого объема;

температуры наружного воздуха;

суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности;

бытовых тепловыделений.

6.2 Для измерения расхода энергии на вводе водяной системы отопления в здание (группы помещений или квартиры), основываясь на требованиях ГОСТ Р 51649, применяют теплосчетчик, который состоит из:

первичного преобразователя расхода горячей воды, врезаемого в трубопровод с более низкой температурой;

двух первичных преобразователей температуры, один из которых устанавливается на трубопроводе, подающем горячую воду в систему отопления (подводящем трубопроводе), другой - на трубопроводе, возвращающем воду, прошедшую через систему отопления, в теплосеть (отводящем трубопроводе);

тепловычислителя, содержащего блок обработки сигналов и стационарно подключенное цифробуквенное печатающее устройство (принтер).

6.3 Допускается применение других теплосчетчиков, скомплектованных из преобразователей расхода и температуры воды и тепловычислителя, поверенных в установленном порядке. При отсутствии тепловычислителя допускается установка на трубопроводах измерительных преобразователей расхода (расходомера) и датчиков температуры, позволяющих определять расход энергии согласно 6.4.

6.4 В случае отсутствия тепловычислителя в измерительной системе осуществляют непосредственное периодическое измерение расхода воды и температур на подводящем и отводящем трубопроводах и вычисляют расход энергии , кДж, по формуле

, (1)

где с - удельная теплоемкость воды, равная 4,184 кДж/();

- разность показаний расходомера в конце и в начале измерений, ;

- плотность воды в системе отопления, , определяемая по формуле

, (2)

где - температура воды в подводящем трубопроводе, °С.

- температура воды в отводящем трубопроводе, °С;

6.5 Для обеспечения поддержания постоянной температуры в помещениях здания с водяной системой отопления тепловой пункт здания должен быть оборудован устройством автоматического регулирования подачи теплоты на отопление в зависимости от изменения температуры наружного воздуха. Кроме того, отопительные приборы, как правило, должны быть снабжены термостатическими кранами по ГОСТ 30815.

6.6 При устройстве на период испытаний в помещениях здания электрической системы отопления применяют отопительные электроприборы по ГОСТ 16617 и расходы электрической энергии измеряют электросчетчиком по ГОСТ 6570.

6.7 Для измерения температуры в испытываемых помещениях и вне здания в качестве первичных преобразователей применяют термоэлектрические преобразователи по ГОСТ Р 50342 с проводами из меди, сплавов хромель, копель, константан и алюмель по ГОСТ 1790, с установлением соответствия характеристикам преобразования по ГОСТ Р 50431.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ Р 50431-92 постановлением Госстандарта России от 21 ноября 2001 г. N 474-ст с 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ Р 8.585-2001

6.8 В качестве вторичных измерительных приборов, подключенных к датчикам температуры с помощью удлиняющих проводов по ГОСТ 1791, применяют потенциометры постоянного тока по ГОСТ 9245, милливольтметры в соответствии с требованиями ГОСТ 8711, ГОСТ 9736.

Допускается применение других первичных преобразователей температуры и приборов, поверенных в установленном порядке.

6.9 Для измерения суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности используют пиранометры М-80М по действующей нормативной документации.

6.10 Для измерения внутренних размеров помещений и ограждающих конструкций используют стальную рулетку по ГОСТ 7502.

7 Подготовка к испытаниям

7.1 Перед началом испытаний необходимо:

а) выявить наличие в отопительной системе здания приборов измерения расхода теплоты на отопление, проверить их работоспособность и наличие документации по калибровке измерителя расхода горячей воды и теплосчетчика в целом;

б) провести испытание на воздухопроницаемость выбранного объекта по ГОСТ 31167 и при обнаружении грубых отклонений от проекта провести согласно указаниям 5.2 устранение этих дефектов;

в) обеспечить работоспособность и правильную настройку приборов автоматического регулирования подачи теплоты на отопление.

7.2 При оценке энергопотребления в отдельных помещениях здания с водяным отоплением следует осуществить замену существующих отопительных приборов на электрические путем отключения приборов водяного отопления и подключения электронагревателей.

При наличии в испытываемых помещениях с электроотопительными приборами стояков функционирующей в доме водяной системы отопления их теплоизолируют эффективным мягким утеплителем толщиной не менее 30 мм.

7.3 Для измерения температуры внутреннего воздуха чувствительные элементы термодатчиков устанавливают в центре помещения на высоте 1,5 м. С этой же целью допускается в многоэтажном многоквартирном здании устанавливать термодатчики на выходе сборных вентиляционных каналов из кухонь квартир по вертикальной оси на глубине не менее 1 м от их оголовков, но не ниже вентиляционной решетки помещения последнего этажа. Измеренную температуру необходимо понизить на 1°С для приведения ее в соответствие с температурой внутреннего воздуха.

7.4 Датчики и термометры для измерения температуры наружного воздуха устанавливают в местах, не подвергающихся воздействию солнечной радиации. Датчик пиранометра для измерения интенсивности солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности устанавливают в незатененных местах.

7.5 При экспериментальном определении сопротивления теплопередаче наружных ограждений (стен, окон, покрытий, чердачных перекрытий и перекрытий пола 1-го этажа) приборы определения приведенного коэффициента теплопередаче#, датчики тепловых потоков и температур устанавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 31166, ГОСТ 26254 и ГОСТ 26602.1 соответственно. Места теплотехнических неоднородностей рекомендуется выявлять тепловизионным методом по ГОСТ 26629.

7.6 При экспериментальном определении воздухопроницаемости испытываемого объекта следует руководствоваться ГОСТ 31167.

8 Проведение испытаний

8.1 Система регулирования подачи теплоты на отопление должна быть настроена на поддержание расчетного графика температур в подающем трубопроводе с углом наклона, обеспечивающим нулевую подачу теплоты на отопление при температуре наружного воздуха для зданий, заселенных людьми с учетом социальной нормы (20 общей площади и менее на человека), и 15°С - для других жилых зданий. В случае если заранее известно, что в системе имеется запас в поверхности нагрева отопительных приборов, расчетные параметры графика должны быть пересчитаны.

8.2 Измерения осуществляют в течение отопительного периода, выбрав продолжительность измерений:

а) экспресс-методом в две недели;

б) методом длительных испытаний в три месяца. Экспресс-метод является допустимым и его можно применять при необходимости получения быстрых результатов не более чем в одном здании.

Периодичность измерения расхода энергии, кДж, при наличии теплосчетчика (электросчетчика) или расхода воды и температуры в подводящем и отводящем трубопроводах, а также бытовых тепловыделений выбирают в зависимости от продолжительности измерений для: двух недель - один раз в конце суток в 24 ч и трех месяцев - 1 раз в неделю в конце суток последнего дня недели в 24 ч.

8.3 Измерения температуры наружного и внутреннего воздуха, °С, и величин суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации при действительных условиях облачности , , приходящихся на горизонтальную поверхность, осуществляют согласно [1] при продолжительности измерений две недели - четыре раза в сутки в следующие сроки: 6; 12, 18 и 24 ч. При продолжительности измерений три месяца температуру наружного воздуха и величину суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность принимают по данным ближайшей метеостанции, а температуру внутреннего воздуха - по нижней допустимой величине согласно ГОСТ 30494.

8.4 Бытовые тепловыделения, как правило, следует принимать по СНиП 23-02.

Допускается измерять и вычислять бытовые тепловыделения, учитывая при этом показания электро- и газосчетчика на квартиру (одноквартирный дом) и заселенность квартиры (дома) из расчета 419 кДж/ч на одного человека. При этом тепловыделения от полотенцесушителей и от горячей воды, используемой для душа, мытья посуды и пр., не учитывают.

8.5 В ходе испытаний проводится обмер внутренних размеров помещений и поверхности наружных ограждающих конструкций. При наличии проекта исследуемого здания допускается принимать размеры помещений по данным проекта.

8.6 Результаты измерений заносят в журнал, форма которого приведена в приложении Б.

9 Обработка результатов

9.1 Рассчитывают среднюю за сутки температуру наружного воздуха , °С, при продолжительности измерений две недели по формуле

, (3)

где - измеряемые температуры в течение суток по срокам в 6, 12, 18 и 24 ч; либо средние за неделю температуры наружного воздуха при продолжительности измерений три месяца по формуле

, (4)

где - средняя за сутки температура по данным метеостанции.

9.2 Рассчитывают среднюю за сутки температуру внутреннего воздуха в помещениях здания , °С, при продолжительности измерений две недели по формуле

, (5)

где - измеряемые температуры в течение суток по срокам в 6, 12, 18 и 24 ч;

либо принимают температуру внутреннего воздуха при продолжительности измерений три месяца по нижней величине допустимого параметра согласно ГОСТ 30494.

9.3 Определяют средние за сутки потребления тепловой энергии на отопление здания , кДж, при продолжительности измерений две недели по разности расходов тепловой энергии в конце (24 ч) и начале (0 ч) суток либо средние за неделю расходы тепловой энергии на отопление здания , кДж, при продолжительности измерений три месяца по разности расходов тепловой энергии в конце суток последнего дня недели в 24 ч и начале первых суток недели в 0 ч.

9.4 Определяют по приложению В теплопоступления от солнечной радиации через светопроемы в здание , кДж, за сутки при продолжительности измерений две недели и за неделю при продолжительности измерений три месяца.

9.5 Рассчитывают бытовые тепловыделения , кДж, по СНиП 23-02 соответственно за сутки или за неделю согласно продолжительности измерений, указанных в 8.2.

В случае проведения измерений:

а) рассчитывают бытовые тепловыделения от бытовых приборов по разности показаний электросчетчика (газосчетчика) с соответствующим пересчетом в кДж - средние за сутки расходы в конце (24 ч) и начале (0 ч) суток при продолжительности измерений две недели либо средние расходы за неделю в конце суток последнего дня недели в 24 ч и начале первых суток недели в 0 ч при продолжительности измерений три месяца;

б) определяют бытовые тепловыделения в кДж от людей, заселяющих квартиру (одноквартирный дом) соответственно за сутки или за неделю из расчета 419 кДж/ч на одного взрослого человека; определяют общие бытовые тепловыделения, суммируя величины, полученные в а) и б).

9.6 Рассчитывают величины общих тепловых потерь здания через наружные ограждающие конструкции , Вт, по формуле

, (6)

где, - то же, что и в 9.3, кДж;

- то же, что и в 9.5, кДж;

- то же, что и в 9.4, кДж;

- коэффициент, учитывающий способность ограждающих конструкций помещений зданий аккумулировать или отдавать теплоту; рекомендуемое значение = 0,8;

- коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; при электрическом отоплении = 1; при водяной системе отопления величину , принимают согласно СНиП 23-02;

- величина, равная 24 ч или 168 ч соответственно продолжительности измерений две недели или три месяца.

9.7 Находят приближенную функциональную линейную зависимость (линейную регрессию) результатов измерений и обработки семейства точек с координатами (, ) в прямоугольной системе координат: по оси абсцисс - разности температур, °С, воздуха внутри и снаружи , определяемых по 9.2 и 9.1 соответственно, по оси ординат - суточные либо недельные величины общих тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции здания , Вт, определяемые по формуле (6) (рисунок 1).

Стрелкой помечены суммарные тепловыделения в помещениях здания

Уравнение линейной зависимости, проходящей через начало координат, имеет вид

, (7)

где а - коэффициент, Вт/°С, рассчитываемый по 9.8.

9.8 Коэффициент a рассчитывают по формуле

, (8)

где N - число измерений при испытаниях, равное 14 при продолжительности испытаний в две недели и 12 - в три месяца;

- то же, что в 9.6;

- то же, что в 9.2;

- то же, что в 9.1.

9.9 По данным измерений или проектным данным по внутренним размерам определяют суммарную площадь всех наружных ограждающих конструкций (стен, окон, покрытия или чердачного перекрытия, пола первого этажа) , , площадь пола квартиры (помещения, одноквартирного дома) , , и отапливаемый объем V, .

9.10 Определяют общий коэффициент теплопередачи наружных ограждающих конструкций испытываемого объекта , Вт (), включающий трансмиссионные и инфильтрационные теплопотери, по формуле

, (9)

где а и - то же, что и в 9.8 и 9.9 соответственно;

- коэффициент, равный для:

многосекционных и других протяженных зданий = 1,13,

зданий башенного типа = 1,11,

зданий с отапливаемыми подвалами = 1,07,

зданий с отапливаемыми чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты = 1,05,

одноквартирных домов = 1.

9.11 Потребление тепловой энергии на отопление здания за расчетный отопительный период , кДж, рассчитывают по формуле

, (10)

где - то же, что и в 9.10;

- то же, что и в 9.10;

- расчетные градусо-сутки отопительного периода, , определяемые согласно СНиП 23-01 и СНиП 23-02;

- то же, что и в 9.9;

- то же, что и в 9.6;

- расчетная продолжительность отопительного периода, сут, определяемая согласно СНиП 23-01.

9.12 Рассчитывают удельное потребление тепловой энергии , кДж (), на отопление здания в течение отопительного периода по формуле

, (11)

где и - то же, что и в 9.11;

- то же, что и в 9.9.

9.13 Применение метода дает возможность определить общий коэффициент теплопередачи наружных ограждающих конструкций и величину удельного потребления тепловой энергии на отопление здания с относительной ошибкой, не превышающей .

10 Анализ результатов испытаний

10.1 Сопоставление фактических значений с расчетными по проекту - общего коэффициента теплопередачи наружных ограждающих конструкций, определяемого в 9.10, удельного потребления тепловой энергии на отопление здания, определяемого в 9.12, а также суммарной площади наружных ограждающих конструкций , площади пола и отапливаемого объема V, определяемых согласно 9.9, выполняют с помощью энергетического паспорта согласно СНиП 23-02.

10.2 В случае если расчетные значения и V отсутствуют в энергетическом паспорте, их следует вычислить согласно СНиП 23-02.

10.3 Класс энергетической эффективности здания следует устанавливать согласно классификации СНиП 23-02 по величине в процентах отклонения фактического значения удельного потребления тепловой энергии на отопление здания от нормируемого значения СНиП 23-02.

10.4 При выявлении класса Д следует выполнить экспериментальное определение сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций по 7.5 и их воздухопроницаемости по 7.6, вычислить согласно СНиП 23-02 общий коэффициент теплопередачи по этим экспериментальным значениям, сопоставить его с измеренным по 9.10 и выявить причины, по которым испытываемое здание было отнесено к этому классу.

11 Оценка методической погрешности

11.1 Точность определения потребления тепловой энергии на отопление здания за отопительный период зависит от величин отклонений измеряемых общих тепловых потерь от величин , определяемых по прямой линии рисунка 1 при тех же () и равных . Оценку погрешности выполняют по ГОСТ 8.207 следующим образом:

а) вычисляют среднее арифметическое значение разностей величин тепловых потоков для соответствующей продолжительности измерений по формуле

, (12)

где N - число измерений при испытаниях, равное 14 при продолжительности испытаний две недели и 12 - три месяца;

б) вычисляют среднее квадратическое отклонение по формуле

, (13)

где - среднее квадратическое отклонение разностей величин тепловых потоков;

в) находят доверительные границы случайной погрешности разностей величин тепловых потоков по формуле

, (14)

где t - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности 0,95 и числа результатов измерений, определяют по ГОСТ 8.207; для 12 измерений t=2,179, для 14 измерений t=2,145.

12 Требования безопасности

12.1 При работе с отопительными электроприборами следует соблюдать требования безопасности в соответствии с ГОСТ 16617, ГОСТ 27570.0.

12.2 Монтаж датчиков на наружной поверхности ограждающих конструкций на этажах выше первого должен производиться с лоджий, балконов или монтажных средств с соблюдением требований безопасности при работе на высоте.

ГАРАНТ:

См. Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте ПОТ РМ-012-2000, утвержденные постановлением Минтруда РФ от 4 октября 2000 г. N 68