Сто пятьдесят... Норма или перебор?

Почему мы не вымерзли в девяностых

В середине 90-х гг. недавно закончившегося столетия температура теплоносителя в подающем трубопроводе киевской тепловой сети (ТС) во время стояния самых сильных морозов никогда не превышала 80 ОС при расчетном значении 150 ОС. В домах было прохладно, кое-где совсем холодно, но до катастрофы дело, как правило, не доходило. Система оказалась достаточно устойчивой по отношению к критическим нагрузкам при совершенно недостаточном теплоснабжении. Можно назвать, по меньшей мере, 2 фактора, благодаря которым эта устойчивость состоялась.

Первый фактор связан с безусловным успехом киевской теплоснабжающей организации (ТСО), сумевшей сохранить в течение всего сложного кризисного периода расчетный гидравлический режим разветвленной ТС. Дома стабильно получали теплоноситель в количестве, соответствующем расчетному значению. Известно, что во многих городах, где недостаточное теплоснабжение сопровождалось гидравлической разрегулировкой, катастрофы избежать не удалось.

Второй фактор связан с методикой расчета отопительных систем, которые в течение последних десятилетий рассчитывались и продолжают рассчитываться теперь по нормам проектирования, предписывающим учитывать теплопотери помещений в режиме открытых форточек. Разумеется, формулировка этого предписания изложена не столь откровенно, но подавать 3 м3/ч на каждый квадратный метр площади отапливаемого помещения, как это требуется согласно нормам, можно только при открытой форточке. Впрочем, во время сильных морозов да с наветренной стороны это количество воздуха может проникнуть и через щели плохо изготовленных закрытых окон, но в течение большей части отопительного сезона обеспечить столь щедрый воздухообмен может лишь открытая форточка.

Надо ли говорить, что при недостаточном теплоснабжении форточки не открывались, а все щели в окнах плотно заделывались? Вот потому и не вымерзли мы в 90-х, отделавшись легким кислородным голоданием.

Какой воздухообмен в действительности необходим

Несмотря на явную энергетическую расточительность «норматива открытых форточек» (назовем его так) можно только благодарить его авторов за щедрость, позволившую нам пережить трудное время. Отметим, однако, что щедрость эта опиралась не только на любовь к свежему воздуху, которую при низких ценах на топливо не трудно было себе позволить, но и на реальные возможности систем теплоснабжения, которые никогда не были безграничными. Для того, чтобы температура в ТС поддерживалась, пусть даже недолго, на уровне 150 ОС, нужно не только сжигать соответствующее количество топлива, но и содержать в надлежащем порядке теплопроводы, тепловую изоляцию и арматуру, что ТСО было не под силу. Поэтому, кроме официальной «нижней срезки» температурного графика на уровне 70 ОС, всегда существовала негласная «верхняя срезка», уровень которой зависел от технического состояния теплотрасс. В Киеве по свидетельству многих специалистов температура теплоносителя никогда не превышала 125-130 ОС, да и в Москве она была не намного выше. В частности, в январе 1987 г. при температурах наружного воздуха от -26 ОС (расчетное для Москвы значение) до -34 ОС температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепломагистрали ни разу не поднималась выше 132 ОС [1]. В других городах уровень «верхней срезки» был гораздо ниже.

Но вернемся к оценке норматива открытых форточек, поскольку любовь к избыточному количеству свежего воздуха в связи с высокими ценами на топливо теперь не по карману не только отдельным низкооплачиваемым категориям граждан, но и обществу в целом. Сравним нормативы воздухообмена в жилых домах, действующие в Украине и в некоторых [2, 3] развитых странах мира (табл. 1). Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что в богатых странах норматив открытых форточек не действует. Это не означает, что там дома плохо вентилируются. В таблице указаны нормы постоянного воздухообмена, которые не исключают возможности интенсивной кратковременной вентиляции в нужное время. В США, например, действует норматив ASHRAE, согласно которому из кухни жилого дома должно удаляться 180 м3/ч при механической вентиляции с перерывами или 43 м3/ч при непрерывной вентиляции.

Для санитарного узла соответствующие величины составляют 90 и 36 м3/ч (величины, приведенные в Стандарте, пересчитаны в принятых у нас единицах измерения). В отличие от этих требований наши нормы требуют, чтобы однократный воздухообмен поддерживался постоянно, днем и ночью, когда в квартире никого нет и когда все дома. До 1996 г. в Украине действовал советский норматив, предписывающий рассчитывать отопительные приборы с учетом минимального воздухообмена, определяемого из расчета 3 м3/м2, а в случае применения некачественных окон воздухообмен определялся с учетом инфильтрации наружного воздуха через щели в этих окнах. Таким образом, планируемый воздухообмен, особенно в помещениях нижних этажей многоэтажных зданий, был значительно выше однократного. Теперь, когда, исходя из логики неприятия программируемой расточительности, в Украине этот норматив отменен, радиаторы рассчитываются с учетом однократного воздухообмена, инфильтрация в проектах более не рассчитывается, а жители уплотняют свои окна доступными им средствами.

В 90-х энергетический кризис вынудил людей стихийно сокращать воздухообмен в квартирах, чтобы не замерзнуть при недопустимо низких температурах теплоносителя. Сейчас, когда острая фаза кризиса миновала, есть возможность обоснованно сбалансировать температуру теплоносителя с реальными потребностями квартир в свежем воздухе.

Если не сто пятьдесят, так сколько?

Режим открытых форточек не только расточителен, но и для потребителя он не слишком хорош. Однократный воздухообмен через окна вполне комфортен только тогда, когда на улице не очень холодно. В стужу форточку не откроешь, можно и простудиться. Так надо ли стараться поднять температуру теплоносителя до расчетного значения 150 ОС, если тепловой поток из отапливаемого помещения наружу в действительности гораздо меньше расчетного значения, вычисленного по действующим нормам? Рассмотрим 2 комнаты типового жилого дома, того самого дома, который был построен 30-40 лет тому назад, и в котором живет большинство современных горожан. Одна из этих комнат торцевая, у нее 2 наружных стены, а вторая - рядовая. Обе комнаты имеют одинаковую площадь -18 м2.

Тепловой поток их этих комнат характеризуется значениями, приведенными в табл. 2. В рядовой комнате потери теплоты с вентиляцией больше потерь через стены и окна. Совершенно очевидно, что расчетный тепловой поток из отапливаемых комнат в окружающую среду не может быть достигнут при температуре теплоносителя, реально поступающего из ТС. Из этой ситуации можно выйти тремя путями. Первый путь - смириться с недостаточным отоплением и потерпеть, пока не потеплеет на улице. При этом температура в помещении понизится и наступит баланс между тепловыми потоками от поверхности радиатора в комнату и из комнаты в атмосферу. Второй путь - требовать повышения параметров ТС до расчетных по температурному графику значений.

И, наконец, третий путь - сократить вентиляционную составляющую теплового потока до уровня, соответствующего нынешним европейским стандартам, характерным для развитых государств, озабоченных проблемами рационального использования энергии. Первые 2 пути не могут ни у кого вызвать энтузиазма в связи с ущербностью одного из них и явной бесперспективностью второго. Поэтому есть смысл обратить внимание на 3-й путь и аналитически оценить, какою должна быть температура теплоносителя в подающем трубопроводе ТС для того, чтобы поддерживать в жилище допустимую температуру при оптимальном воздухообмене

Полный материал можно скачать по этой ссылке Документ.*doc