О чрезмерных теплопотерях и «глобальном потеплении»

Автор: | 8 декабря 2021

Зимой на всем хочется тепла. Необходимое количество тепла мы обычно ощущаем индивидуально. Одному тепло при 20 °С, другому подавай 26 °С. А сколько его нужно по науке? В руководстве Всемирной организации здравоохранения по тепловому комфорту говорится, что дискомфорт вызывает температура выше 24 °C.

Вы вероятно замечали, что зимой в некоторых общественных заведениях, магазинах и учреждениях персонал находится в довольно легкой одежде. Это конечно здорово, что можно находиться на рабочем месте в майке или легкой сорочке! Но как насчет энергии, необходимой для поддержания такого избыточного уровня тепла?

Проектирование систем отопления осуществляется с учетом требований СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. СНиП 41-01-2003». Санитарные нормы установлены в СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

Категории работ по уровню энерготрат организма приведены в таблице 5.1. Например, работу персонала магазина можно отнести к категории Iб (Работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся физическим напряжением), где энерготраты организма составляют 140-174 Вт. Допустимые величины параметров микроклимата на рабочих местах в помещениях приведены в таблице 5.2.

В отличие от СанПиН 1.2.3685-21, где оптимальные параметры микроклимата прямо не указаны и их приходится определять между нижним и верхним диапазонами, в ГОСТ 30494-2011 и ГОСТ 12.1.005-88 прямо указаны не только допустимые, но и оптимальные параметры микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха) для каждой категории работ. В частности для категории Iб оптимальная температура составляет 21-23 °С, допустимая нижняя граница составляет 20 °С.

Перегрев помещений

В соответствии с п. 1.3, 1.4 ГОСТ 30494-2011 допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные нормы.

Сколько энергии требует «лишнее» тепло

Из школьного курса физики мы знаем как вычислить, сколько надо тепла для нагрева одного кубометра воздуха на один градус. Берем теплоемкость воздуха – 0,24 Ккал/кг*°С и умножаем на плотность воздуха – 1,3 кг/куб.м. Получаем, что для нагрева 1 куб.м воздуха на один градус нам необходимо 0,312 Ккал/куб.м*°С или 0,363 Вт/куб.м*°С.

Однако воздух в помещении не статическая система. Тепло расходуется на нагрев стен, потолка и других предметов в помещении. Происходит воздухообмен, теплый воздух уходит через вентиляцию и его замещает холодный.

Необходимая тепловая энергия для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении зависит от многих факторов, поэтому мы будем исходить из гипотетических данных, близких к реальным. Для этого воспользуемся данными из СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». Нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий составляет примерно 0,232-0,579 Вт/(куб.м*°С), численно равная расходу тепловой энергии на 1 куб.м. отапливаемого объема здания в единицу времени при перепаде температуры в 1 °С.

Условно можно принять, что поддержание лишних 2 градусов требует дополнительных затрат тепловой энергии в размере около 1  (6.4) Вт/кв.м. Предположим, что площадь магазина составляет 12 тыс.кв.м. Тогда «лишнее» тепло составит примерно 12 кВт*час. В худшем случае — 76,8 кВт*час. Лишние 70 кВт*час ради лишних пары градусов!

Газовый котел для получения 1 Гкал (1.163 МВт) сожжёт примерно 130 куб.м. природного газа. Следовательно, только природного газа сверх необходимости будет расходоваться ежечасно на 1.2 куб.м больше. Примерно такого же объема будет образовываться «лишний» углекислый газ.

Таким образом, перегрев помещения сверх необходимого напрямую связан с «лишними» выбросами углекислого газа и потреблением кислорода. Делая себе «слишком тепло» вы увеличиваете парниковый эффект и вносите свой вклад в «глобальное потепление».

Конечно, подобные расчеты весьма приблизительны, но и масштабы проблемы довольно значительны. Дело усугубляется тем, что методы поддержания достаточного тепла в помещениях чаще основаны на температурных графиках подачи теплоносителя в систему отопления и не зависят от температуры в помещении напрямую. Иными словами, регулируется не температура в помещениях, а температура теплоносителя. Это можно назвать «нормативным» регулированием, а не техническим. При таком способе регулирования возможен как перегрев помещений, так и переохлаждение.

Терморегулятор для радиатора отопления

Частично этот недостаток можно поправить, если установить термостатические регуляторы на каждый радиатор отопления. Однако это потребует значительных затрат, а также временного отключения магистрали. Нужна более рациональная и экономная обратная связь.

Библиография

  1. Ливчак В.И. Почему перегреваются офисные здания и что делать?
Поделитесь с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.