ГЭСН 03-02-045-11: Расчет тепло- и влаговыделений

Введение

Государственная элементная сметная норма 03-02-045-11 "Определение валовых выделений теплоты или влаги в помещении с внутренним объемом: до 100000 м3" является неотъемлемой частью сборника ГЭСНп 03 "Системы вентиляции и кондиционирования воздуха". Эта норма регламентирует процесс расчета и определения суммарных тепловых и влажностных нагрузок, возникающих внутри помещений. Точное понимание и применение данной нормы критически важны для сметчиков, инженеров-проектировщиков и специалистов по пусконаладочным работам, поскольку от корректности этих расчетов напрямую зависит эффективность и экономичность систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВиК).

Назначение и область применения нормы

Основное назначение ГЭСН 03-02-045-11 заключается в определении полного объема теплоты и влаги, выделяющихся или поступающих в помещение из различных источников. Эти данные являются исходными для:

• Проектирования систем ОВиК: На основе валовых выделений рассчитывается необходимая производительность систем кондиционирования, вентиляции и отопления для поддержания заданных параметров микроклимата.
• Оценки энергоэффективности: Позволяет оценить тепловые нагрузки и потенциал для их снижения, что важно для достижения требований по энергосбережению.
• Пусконаладочных работ: Используется для проверки соответствия фактических параметров проектным и корректировки работы оборудования.
• Обоснования сметной стоимости: Определяет объем работ по расчету, который включается в смету на проектные или пусконаладочные работы.

Норма применяется для помещений с внутренним объемом до 100000 м³. Для помещений меньшего или большего объема предусмотрены другие нормы в этой же группе, например, 03-02-045-10 (до 50000 м³) и 03-02-045-12 (более 100000 м³).

Основные характеристики

• Единица измерения: "баланс". Это означает, что результатом работы является комплексный расчет теплового и влажностного баланса помещения, учитывающий все притоки и оттоки.
• Тип работ: ГЭСНп (Государственные элементные сметные нормы на пусконаладочные работы). Это подчеркивает, что данная норма относится к интеллектуальным, аналитическим работам, связанным с расчетами и обоснованиями, а не с физическим выполнением строительно-монтажных операций.
• Обоснование: НР: Пр/812-083.0, СП: Пр/774-083.0. Эти внутренние ссылки указывают на нормативно-правовые акты, на основе которых разработана данная ГЭСНп.

Техническая информация

Определение валовых выделений теплоты и влаги – это сложный инженерный расчет, требующий глубоких знаний в области строительной теплофизики, термодинамики и вентиляции. Состав работ по данной норме включает в себя комплекс аналитических и вычислительных операций.

Состав работ по норме

Работы по определению валовых выделений теплоты или влаги в помещении по ГЭСН 03-02-045-11 включают следующие основные операции:

1. Сбор и анализ исходных данных:

• Получение архитектурно-строительных планов помещения (объем, высота, площадь ограждающих конструкций, ориентация по сторонам света).
• Информация о материалах ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, окна, двери) и их теплотехнических характеристиках (коэффициенты теплопередачи, теплоемкость).
• Данные о назначении помещения, режиме его эксплуатации (круглосуточно, дневное время и т.д.).
• Сведения о количестве и характере пребывания людей (постоянное, временное, степень физической активности).
• Перечень и характеристики тепловыделяющего оборудования (электрические приборы, оргтехника, технологическое оборудование, их мощность и режим работы).
• Информация об источниках искусственного освещения (тип ламп, мощность, количество).
• Данные о наличии и характеристиках открытых водных поверхностей или влажных материалов (для расчета влаговыделений).
• Климатические данные региона строительства (расчетные температуры наружного воздуха, интенсивность солнечной радиации по часам суток и месяцам).

2. Расчет теплопоступлений от различных источников:

• От солнечной радиации: Расчет теплоты, поступающей через светопрозрачные ограждения (окна, фонари) с учетом ориентации, типа остекления, наличия солнцезащитных устройств и времени суток.
• От людей: Определение явных и скрытых тепловыделений в зависимости от количества людей, их физической активности (покой, легкая, средняя, тяжелая работа) и температуры воздуха в помещении.
• От искусственного освещения: Расчет теплоты, выделяемой осветительными приборами, исходя из их мощности и типа.
• От оборудования: Определение тепловыделений от электрических приборов, оргтехники, технологического оборудования, исходя из их потребляемой мощности и коэффициента одновременности работы.
• Через ограждающие конструкции: Расчет теплопоступлений через стены, пол, потолок за счет разности температур между внутренним и наружным воздухом, а также за счет солнечной радиации, поглощаемой наружными поверхностями.
• От систем отопления: Учет теплопоступлений от отопительных приборов, если они влияют на общий тепловой баланс в контексте кондиционирования.

3. Расчет влаговыделений от различных источников:

• От людей: Определение влаги, выделяемой при дыхании и потоотделении, в зависимости от количества людей и их активности.
• От открытых водных поверхностей: Расчет испарения влаги с поверхности бассейнов, ванн, технологических емкостей.
• От влажных материалов: Определение влаги, выделяющейся при сушке или испарении из материалов.
• От инфильтрации/эксфильтрации воздуха: Учет влаги, поступающей или удаляемой с воздухом через неплотности ограждающих конструкций.

4. Суммирование и анализ результатов:

• Определение пиковых и среднесуточных значений валовых выделений теплоты и влаги.
• Составление теплового и влажностного баланса помещения.
• Формирование отчета или заключения с полученными данными, которые служат основой для дальнейшего проектирования.

Материалы и ресурсы

Как уже отмечалось, ГЭСН 03-02-045-11 относится к интеллектуальным работам, поэтому в ней не учитываются традиционные строительные материалы. Основными ресурсами являются трудозатраты высококвалифицированного персонала, необходимого для выполнения сложных расчетов и анализа данных:

• Техник I категории: 16.56 чел.-ч
• Инженер I категории: 16.56 чел.-ч
• Инженер II категории: 16.56 чел.-ч
• Ведущий инженер: 8.28 чел.-ч
• Рабочий 6 разряда: 24.84 чел.-ч

Присутствие рабочего 6 разряда может быть обусловлено необходимостью выполнения вспомогательных операций, таких как сбор первичных данных на объекте (например, замеры, фотофиксация), подготовка документации, копирование и архивирование материалов, что является частью комплексного процесса определения баланса.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты по норме ГЭСН 03-02-045-11 составляют 82.8 чел.-ч. Это суммарное время, необходимое для выполнения всех операций, от сбора исходных данных до формирования итогового баланса. Единица измерения "баланс" указывает на то, что эти трудозатраты относятся к расчету полного теплового и влажностного баланса для одного помещения указанного объема.

Требования к квалификации

Выполнение работ по данной норме требует высокой квалификации персонала:

• Инженеры (I и II категории, ведущий инженер): Должны обладать глубокими знаниями в области теплотехники, вентиляции, кондиционирования воздуха, строительной физики, а также уметь работать со специализированным программным обеспечением для расчетов. Они отвечают за методологию, корректность расчетов и анализ полученных результатов.
• Техник I категории: Осуществляет подготовку исходных данных, выполняет рутинные расчеты под руководством инженера, оформляет графические материалы и отчеты.
• Рабочий 6 разряда: Выполняет вспомогательные работы, не требующие инженерной квалификации, но важные для процесса (например, помощь в сборе данных, подготовка рабочего места, архивирование).

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 03-02-045-11 требует системного подхода и строгого следования методическим указаниям. Это позволяет получить достоверные данные, необходимые для эффективного проектирования и эксплуатации инженерных систем.

Пошаговый алгоритм расчета

Для определения валовых выделений теплоты или влаги рекомендуется следующий алгоритм, основанный на общих принципах и требованиях нормативных документов, таких как СП 60.13330.2020 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха":

1. Идентификация помещения и сбор исходных данных:

• Определите точный внутренний объем помещения (до 100000 м³).
• Получите архитектурные планы, указывающие ориентацию по сторонам света, площади окон, стен, пола, потолка.
• Соберите информацию о материалах ограждающих конструкций и их теплотехнических свойствах (коэффициенты теплопередачи, сопротивление теплопередаче).
• Уточните назначение помещения (офис, производственный цех, торговый зал и т.д.) и режим его использования.
• Соберите данные о количестве людей, их активности, типе и мощности всего тепловыделяющего оборудования и осветительных приборов.
• Получите климатические данные для местоположения объекта (температура наружного воздуха, солнечная радиация, влажность).

2. Расчет теплопоступлений:

• Солнечная радиация: Используйте методики, изложенные в СП 60.13330.2020 и соответствующих пособиях (например, Пособие 2.91 к СНиП 2.04.05–91), учитывая географическую широту, ориентацию окон, тип остекления и наличие солнцезащитных устройств.
• Люди: Примите удельные тепловыделения от одного человека в зависимости от его активности и температуры воздуха в помещении (данные приводятся в справочниках и нормативных документах).
• Освещение: Рассчитайте тепловыделения, исходя из суммарной электрической мощности осветительных приборов, умноженной на коэффициент перехода электрической энергии в тепловую (обычно близкий к 1).
• Оборудование: Определите тепловыделения от каждого вида оборудования, учитывая его электрическую мощность и коэффициент одновременности работы.
• Через ограждающие конструкции: Рассчитайте теплопередачу через стены, пол, потолок, используя формулы теплопередачи и учитывая разность температур и коэффициенты теплопередачи материалов.

3. Расчет влаговыделений:

• Люди: Определите влаговыделения от людей в зависимости от их активности и температуры воздуха.
• Открытые водные поверхности/влажные материалы: Используйте специализированные методики для расчета испарения влаги, учитывая площадь поверхности, температуру воды/материала, скорость движения воздуха.
• Инфильтрация/эксфильтрация: Рассчитайте влагообмен за счет неорганизованного воздухообмена, исходя из разности влагосодержаний наружного и внутреннего воздуха и объемов инфильтрующегося воздуха.

4. Суммирование и балансировка:

• Суммируйте все теплопоступления для получения валовых выделений теплоты.
• Суммируйте все влаговыделения для получения валовых выделений влаги.
• Проведите анализ полученных данных, определите пиковые нагрузки, которые будут использоваться для подбора оборудования.

5. Оформление результатов:

• Составьте отчет или сметную документацию, включающую все исходные данные, методики расчета, промежуточные и итоговые результаты.

Примеры использования

• Офисные помещения: Расчет теплопоступлений от большого количества компьютеров, оргтехники, освещения и людей, а также влаговыделений от дыхания людей. Это позволяет спроектировать систему кондиционирования, которая обеспечит комфортную температуру и влажность в течение рабочего дня.
• Производственные цеха: Определение тепло- и влаговыделений от технологического оборудования (печи, станки, емкости с жидкостями), что критически важно для проектирования мощных систем вентиляции и аспирации.
• Торговые центры: Учет теплопоступлений от большого скопления людей, витрин, освещения, холодильного оборудования.
• Бассейны: Основной акцент на влаговыделениях от поверхности воды и людей, а также на теплопоступлениях для поддержания комфортной температуры воздуха и предотвращения конденсации.

Особенности и ограничения

• Объем помещения: Норма строго ограничена объемом помещения до 100000 м³. Превышение этого объема требует применения нормы 03-02-045-12.
• Динамический характер: Расчеты тепло- и влаговыделений часто имеют динамический характер, так как многие факторы (солнечная радиация, количество людей, работа оборудования) меняются в течение суток. Упрощенные методики могут давать значительные погрешности, поэтому для точных расчетов рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение.
• Комплексность: Важно учитывать все источники тепло- и влаговыделений, а не только основные, чтобы получить максимально точный баланс.

Полезная информация

Для сметчиков, работающих с ГЭСН 03-02-045-11, важно не только знать состав работ, но и понимать потенциальные сложности и способы их преодоления.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Некорректный сбор исходных данных: Самая частая ошибка – неточные или неполные данные об объеме помещения, ориентации, количестве людей, мощности оборудования. Это приводит к значительным погрешностям в расчетах.

• Как избежать: Проводите тщательную проверку всех исходных данных, запрашивайте подтверждающие документы (архитектурные планы, паспорта оборудования), при необходимости выполняйте замеры на объекте.

2. Игнорирование второстепенных источников: Иногда сметчики или проектировщики недооценивают вклад таких источников, как солнечная радиация (особенно через большие площади остекления) или тепловыделения от оргтехники в офисах.

• Как избежать: Всегда включайте в расчет все потенциальные источники, даже если их вклад кажется незначительным. Суммарный эффект может быть существенным.

3. Применение устаревших методик: Нормативная база постоянно обновляется. Использование устаревших методик расчета может привести к несоответствию современным требованиям и ошибкам в смете.

• Как избежать: Регулярно отслеживайте изменения в нормативных документах, таких как СП 60.13330.2020, и используйте только актуальные методики.

4. Неправильная интерпретация динамики: Теплопоступления и влаговыделения меняются в течение суток и сезонов. Расчет только по пиковым значениям без учета их продолжительности может привести к избыточной мощности оборудования.

• Как избежать: Для сложных объектов используйте динамические расчеты с учетом часовых изменений параметров, возможно, с помощью специализированного ПО.

5. Ошибки в коэффициентах: Неправильный выбор коэффициентов (например, для типа остекления, активности людей, коэффициента одновременности работы оборудования) может существенно исказить результат.

• Как избежать: Внимательно изучайте таблицы и пояснения к ним в нормативных документах, консультируйтесь с опытными инженерами.

Практические советы

• Используйте актуальную нормативную базу: Всегда опирайтесь на действующие Своды Правил, в частности, СП 60.13330.2020 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха", который является основным документом, регламентирующим методики расчета тепло- и влаговыделений.
• Детализируйте исходные данные: Чем подробнее и точнее будут собраны исходные данные по помещению, его назначению, оборудованию и режиму эксплуатации, тем достовернее будет результат расчета.
• Рассмотрите специализированное ПО: Для сложных и крупных объектов ручной расчет может быть трудоемким и подверженным ошибкам. Специализированные программы для расчета теплового и влажностного баланса могут значительно упростить процесс и повысить точность.
• Учитывайте особенности помещения: Например, в помещениях с большим остеклением солнечная радиация будет доминирующим источником теплопоступлений, а в помещениях с большим количеством людей или влажных процессов – тепло- и влаговыделения от них.
• Проводите перекрестную проверку: Если возможно, сравните результаты своих расчетов с аналогичными проектами или используйте упрощенные методы для быстрой оценки и проверки порядка величин.

Связанные нормы

Группа норм 03-02-045 включает в себя несколько позиций, различающихся по объему помещения:

• 03-02-045-10: Определение валовых выделений теплоты или влаги в помещении с внутренним объемом: до 50000 м3. Применяется для помещений меньшего объема, чем 03-02-045-11.
• 03-02-045-12: Определение валовых выделений теплоты или влаги в помещении с внутренним объемом: более 100000 м3. Используется для очень крупных помещений, требующих более масштабных расчетов.

Кроме того, при работе с данной нормой необходимо руководствоваться общими положениями СП 60.13330.2020 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха", который содержит основные методики и требования к расчету теплового и влажностного режима помещений.

Контрольные моменты

Для обеспечения высокого качества и достоверности расчетов по ГЭСН 03-02-045-11, сметчикам и инженерам следует уделять внимание следующим контрольным точкам:

• Соответствие исходных данных: Убедитесь, что все исходные данные (объем, площади, характеристики оборудования, количество людей) соответствуют проектной документации и фактическому состоянию объекта.
• Применение актуальных методик: Проверьте, что используемые формулы и коэффициенты соответствуют последним редакциям нормативных документов, в частности СП 60.13330.2020.
• Полнота учета источников: Удостоверьтесь, что учтены все значимые источники тепло- и влаговыделений, а не только очевидные.
• Логичность результатов: Оцените полученные значения на предмет их реалистичности. Слишком низкие или слишком высокие показатели могут указывать на ошибку в расчетах или исходных данных.
• Документирование: Все расчеты, исходные данные и принятые допущения должны быть четко задокументированы и представлены в удобном для проверки формате. Это облегчит прохождение экспертизы и дальнейшую эксплуатацию объекта.

Применение ГЭСН 03-02-045-11 требует внимательности, глубоких знаний и системного подхода. Следуя изложенным рекомендациям, сметчики смогут эффективно использовать эту норму для точного определения теплового и влажностного баланса помещений, что является залогом успешного проектирования и реализации проектов ОВиК.