Методика расчета продолжительности отопительного периода

Вся обширная территория России разделена на регионы с различными климатическими зонами: Южный, Центральный, Приволжский, Северо-Западный, Уральский, Сибирский и Дальневосточный. 

Необходимость поддержания комфортной температуры воздуха в помещениях населенных пунктов Уральского региона по метеорологическим условиям требует подачи теплоты в течение значительной части года, называемой фактическим отопительным периодом.

В стационарной теплоэнергетике с централизованным теплоснабжением одним из важнейших показателей при определении необходимой годовой выработки  тепла  и запаса топлива является оптимальная для конкретного населенного пункта расчетная продолжительность отопительного периода в сутках (сут) или часах (ч).

Фактический отопительный период всегда отличается от расчета, но в среднем, за семилетний временной цикл, ему соответствует.

В нормативной документации по климатологии [1] приведены значения продолжительности отопительного периода для населенных пунктов России без какой - либо ссылки на их обоснование или расчет.

В СНиПе 23-01-99* приложение А (справочное) «Методы расчета климатических параметров» сказано, что:

Продолжительность со средней суточной температурой воздуха, равной и больше +8 ° С,  характеризует период с устойчивыми значениями этой температуры.

Значения температуры воздуха наиболее холодных пятидневок обеспеченностью 0,92 определялись из ранжированного ряда температуры воздуха за период с 1925 по 1980 гг. методом интерполяции по интегральной кривой построенной с использованием вероятностной сетчатки двойного экспоненциального распределения.

Суммарная солнечная радиация в МДж/м  при безоблачном небе выражена через географическую широту и рассчитана по методике, разработанной в лаборатории строительной климатологии НИИСФ.

По суровости климата (НИИСФ) на территории северной строительно-климатической зоны выделены районы наименее суровые, суровые и  наиболее суровые.

Приведенные выдержки вызывают следующие замечания:

- в СНиП 23-01-99* имеются ссылки на  расчет значений всех климатических параметров,  кроме продолжительности со средней суточной температурой воздуха равной и меньше 8 ° С обеспеченностью 0,92 (т.е. нет даже формулировки: «продолжительность отопительного периода»);

- предлагаемые данные в виде исходной информации для расчета продолжительности отопительного периода совершенно не конкретны, не стабильны по годам и устаревшие, т.к. взяты за период с  1925 по 1980 гг.;

- методика расчета радиации в зависимости только от географической северной широты корректна и для расчета продолжительность отопительного периода конкретного населенного пункта, т.к. возможно её применение с модификацией путем добавления значений географических долготы и высоты его месторасположения.

Отсутствие доступной методики расчета продолжительности отопительного периода приводит к повсеместному применению «среднепотолочного» значения для конкретных населенных пунктов, не указанных в справочниках.

Автором на основе тщательного анализа источников по климатологии и теплоэнергетике, выявлена четкая корреляционная зависимость продолжительности отопительного периода централизованного теплоснабжения от месторасположения населенного пункта, т.е. вполне корректно можно представить конкретную характеристику климата через значения географических широты (Y), долготы (X) и высоты (H) [2].

Предложены новые климатические зоны по суровости  на территории России:

Для расчета продолжительности отопительного периода конкретного населенного пункта необходима и достаточна исходная информация - наименование и  значения географических координат его местоположения: широты (X), долготы (Y) и высоты (H) над уровнем моря.

Выведенная формула имеет  вид:

Т_о.п.  = Y  х  ( К_к.з. + ( Х – 36^о ) х 0,002 ) + H / К_в.

где:

  Т_о.п.  – продолжительность отопительного периода КНП, сут;

   Y – географическая широта КНП, град;

    К_к.з.  – коэффициент климатической зоны, сут/град.

    Х – географическая долгота КНП, град;

   36^о – значение географической долготы, принятое за начало отсчета:

    H – высота (только положительная) КНП над уровнем моря, м:

    К_в. – интерполируемый коэффициент высоты, м/сут:

1. К_в.  = 50 м/сут  при высоте расположения КНП  до 500 м;

2. К_в.  = 100 м/сут  при высоте расположения КНП от 501 до 2000 м;

3. К_в.  = 500 м/сут при  высоте расположения КНП  более 2001 м.

В качестве примера, с помощью автоматизированной подсистемы «Период» по предлагаемой методике в соответствии с  новыми климатическими зонами  России произведен расчет продолжительности отопительного периода в населенных пунктах (см. СНиП) Курганской и Свердловской областей.