12831_PW!!!!!!!!!!!.pdf

(716 KB) Pobierz
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
METODA OBLICZANIA PROJEKTOWEGO
OBCIĄŻENIA CIEPLNEGO WG NORMY
PN–EN 12831
Projektowe obciążenie cieplne dla ogrzewanych pomieszczeń należy
określać zgodnie z wymaganiami aktualnie obowiązującej normy
PN–EN 12831:2006 "„Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda
obliczania projektowego obciążenia cieplnego”.
Norma PN-EN 12831 podaje sposób obliczania obciążenia cieplnego:
– dla poszczególnych pomieszczeń (przestrzeni ogrzewanych) w celu
doboru grzejników,
– dla całego budynku lub jego części w celu doboru źródła ciepła.
Metoda zawarta w normie może być stosowana w tzw. „podstawowych
przypadkach”, które obejmują budynki z wysokością pomieszczeń
ograniczoną do 5 m, przy założeniu że są one ogrzewane w warunkach
projektowych do osiągnięcia stanu ustalonego.
Natomiast w załączniku informacyjnym (nienormatywnym) zamiesz-
czono instrukcje obliczania projektowych strat ciepła w przypadkach
szczególnych:
– pomieszczenia o dużej wysokości (powyżej 5 m),
– budynki o znacznej różnicy między temperaturą powietrza i średnią
temperaturą promieniowania.
d) obliczenie całkowitej nadwyżki ciepła budynku, wymaganej do
skompensowania skutków przerw w ogrzewaniu;
e) obliczenie obciążenia cieplnego budynku.
1.4 Całkowita projektowa strata ciepła prze-
strzeni ogrzewanej – przypadki podstawo-
we
Norma PN–EN 12831 podaje wzór do obliczania całkowitej projek-
towej straty ciepła przestrzeni ogrzewanej w podstawowych przy-
padkach:
Φ
i
�½
Φ
T
,
i
Φ
V
,
i
, W
( 1.1)
gdzie:
Φ
T,i
– projektowa strata ciepła ogrzewanej przestrzeni (i) przez
przenikanie, W;
Φ
V,i
– projektowa wentylacyjna strata ciepła ogrzewanej prze-
strzeni (i), W.
1.5 Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni
ogrzewanej
W projektowym obciążeniu cieplnym przestrzeni ogrzewanej
uwzględnia się dodatkowo nadwyżkę mocy cieplnej, wymaganą do
skompensowania skutków osłabienia ogrzewania:
1. Zasady ogólne
1.1 Założenia metody
Metoda obliczeniowa została opracowana przy następujących założe-
niach:
– równomierny rozkład temperatury powietrza i temperatury projek-
towej (wysokość pomieszczeń nie przekracza 5 m),
– wartości temperatury powietrza i temperatury operacyjnej są takie
same (budynki dobrze zaizolowane),
– warunki ustalone (stałe wartości temperatury),
– stałe właściwości elementów budynków w funkcji temperatury.
Φ
HL
,
i
�½
Φ
T
,
i
Φ
V
,
i
Φ
RH
,
i
, W
( 1.2)
gdzie:
Φ
RH,i
– nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania
skutków osłabienia ogrzewania strefy ogrzewanej (i), W;
pozostałe oznaczenia jw.
1.6 Projektowe obciążenie cieplne budynku
lub jego części
Projektowe obciążenie cieplne dla całego budynku (lub jego części)
oblicza się analogicznie, w następujący sposób:
1.2 Procedura obliczeniowa w odniesieniu do
przestrzeni ogrzewanej
Procedura obliczeniowa dla przestrzeni ogrzewanej jest następująca:
a) określenie wartości projektowej temperatury zewnętrznej i średniej
rocznej temperatury zewnętrznej;
b) określenie statusu każdej przestrzeni (czy jest ogrzewana, czy nie)
oraz wartości projektowej temperatury wewnętrznej dla każdej prze-
strzeni ogrzewanej;
c) określenie charakterystyk wymiarowych i cieplnych wszystkich
elementów budynku dla wszystkich przestrzeni ogrzewanych i nie-
ogrzewanych;
d) obliczenie wartości współczynnika projektowej straty ciepła przez
przenikanie i następnie projektowej straty ciepła przez przenikanie
przestrzeni ogrzewanej;
e) obliczenie wartości współczynnika projektowej wentylacyjnej straty
ciepła i wentylacyjnej straty ciepła przestrzeni ogrzewanej;
f) obliczenie całkowitej projektowej straty ciepła;
g) obliczenie nadwyżki mocy cieplnej przestrzeni ogrzewanej, czyli
dodatkowej mocy cieplnej, potrzebnej do skompensowania skutków
przerw w ogrzewaniu;
h) obliczenie całkowitego projektowego obciążenia cieplnego prze-
strzeni ogrzewanej.
Φ
HL
�½
Φ
T
,
i
Φ
V
,
i
Φ
RH
,
i
, W
( 1.3)
gdzie:
Φ
Φ
T
,
i
– suma strat ciepła przez przenikanie wszystkich
przestrzeni ogrzewanych budynku z wyłączeniem ciepła
wymienianego wewnątrz budynku, W;
V
,
i
– wentylacyjne straty ciepła wszystkich przestrzeni
Φ
ogrzewanych z wyłączeniem ciepła wymienianego wewnątrz
budynku, W;
RH
,
i
– suma nadwyżek mocy cieplnej wszystkich prze-
strzeni ogrzewanych wymaganych do skompensowania
skutków osłabienia ogrzewania, W.
2. Obliczanie projektowej straty ciepła
przez przenikanie
2.1 Stosowane wymiary
Zgodnie z załącznikiem krajowym do normy PN-EN 12831:2006,
przy obliczaniu strat ciepła przez przenikanie należy stosować wy-
miary zewnętrzne, czyli wymiary mierzone po zewnętrznej stronie
budynku. Przy określaniu wymiarów poziomych uwzględnia się
połowę grubości ograniczającej ściany wewnętrznej i całą grubość
ograniczającej ściany zewnętrznej. Natomiast wysokość ściany
mierzy się pomiędzy powierzchniami podłóg. Przykłady wymiarów
pokazano na rys. 2.1.
1.3 Procedura obliczeniowa w odniesieniu do
budynku lub jego części
Po przeprowadzeniu obliczeń dla wszystkich przestrzeni ogrzewanych
można obliczyć całkowite projektowe obciążenie cieplne budynku
(części budynku) w celu dobrania źródła ciepła. W tym przypadku
procedura obliczeniowa jest następująca:
a) obliczenie sumy projektowych strat ciepła przez przenikanie we
wszystkich przestrzeniach ogrzewanych bez uwzględnienia ciepła
wymienianego wewnątrz określonych granic instalacji;
b) obliczenie sumy projektowych wentylacyjnych strat ciepła wszyst-
kich przestrzeni ogrzewanych bez uwzględniania ciepła wymienia-
nego wewnątrz określonych granic instalacji;
c) obliczenie całkowitej projektowej straty ciepła budynku;
Strona 1
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego
l
powinien być określony wg normy PN EN ISO 10211-2 [4] (oblicze-
nia numeryczne) lub w sposób przybliżony z wykorzystaniem warto-
ści stabelaryzowanych podanych w normie PN EN ISO 14683 [3].
Metody obliczania współczynnika przenikania ciepła
U
k
i współ-
czynnika przenikania ciepła liniowego mostka cieplnego przedsta-
wiono w odrębnych materiałach.
2.4 Uproszczona metoda w odniesieniu do
strat ciepła przez przenikanie
W obliczeniach strat ciepła przez przenikanie, mostki cieplne można
uwzględnić metodą uproszczoną. Polega ona na przyjęciu skorygo-
wanej wartości współczynnika przenikania ciepła:
Rys. 2.1. Przykład wymiarów poziomych i pionowych
U
kc
�½ U
k
 U
tb
, W/m
2
K
( 2.4)
2.2 Projektowe straty ciepła przez przenikanie
Φ
T
,
i
�½
H
T
,
ie
H
T
,
iue
H
T
,
ig
H
T
,
ij
int
,
i
e
, W
( 2.1)
gdzie:
U
kc
– skorygowany współczynnik przenikania ciepła elementu
budynku (k), z uwzględnieniem liniowych mostków ciepl-
nych, W/m
2
K;
U
k
– współczynnik przenikania ciepła elementu budynku (k),
W/m
2
K;
gdzie:
H
T,ie
– współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez obudowę budynku, W/K;
H
T,iue
– współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez przestrzeń nieogrzewaną
(u), W/K;
H
T,ig
– współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej (i) do gruntu (g) w warunkach ustalonych, W/K;
H
T,ij
– współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej (i) do sąsiedniej przestrzeni (j) ogrzewanej do zna-
cząco różnej temperatury, tzn. przyległej przestrzeni ogrzewa-
nej w tej samej części budynku lub w przyległej części budyn-
ku, W/K;
θ
int,i
– projektowa temperatura wewnętrzna przestrzeni ogrzewanej
(i), tablica 6.2, ºC;
θ
e
– projektowa temperatura zewnętrzna, tablica 6.1, ºC.
Wg metodyki najpierw oblicza się współczynniki projektowych strat
ciepła, a dopiero później mnoży się ich sumę przez różnicę temperatury
wewnętrznej i zewnętrznej.
U
tb
– współczynnik korekcyjny w zależności od typu elementu
budynku, W/m
2
K.
Metoda nie zalecana, obliczone straty ciepła mogą w niektórych
przypadkach być znacznie zawyżone.
2.5 Straty ciepła przez przestrzeń nieogrzewa-
ną
Model przyjęty w normie rozpatruje wymianę ciepła między prze-
strzenią ogrzewaną (i) i otoczeniem (e) poprzez przestrzeń nieogrze-
waną (u). Współczynnik projektowej straty ciepła oblicza się w tym
przypadku w sposób następujący:
H
T ,iue
�½
A
k
 U
k
 b
u
l
 l
l
 b
u
, W/K
k
l
( 2.5)
2.3 Straty ciepła bezpośrednio na zewnątrz
Wartość współczynnika straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni
ogrzewanej (i) na zewnątrz (e)
H
T,ie
zależy od wymiarów i cech charak-
terystycznych elementów budynku oddzielających przestrzeń ogrzewa-
ną od środowiska zewnętrznego, takich jak ściany, podłogi, stropy,
drzwi i okna. Wg normy PN-EN 12831:2006 uwzględnia się również
liniowe mostki cieplne:
gdzie:
A
k
– powierzchnia elementu budynku (k) w metrach kwadrato-
wych, m
2
;
U
k
– współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m
2
K;
b
u
– współczynnik redukcji temperatury, uwzględniający różnicę
między temperaturą przestrzeni nieogrzewanej i projektową
temperaturą zewnętrzną;
l
–
współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka ciepl-
H
T
,
ie
�½
A
k
 U
k
 e
k
l
 l
l
 e
l
, W/K
k
l
( 2.2)
nego (l), W/mK;
l
l
– długość liniowego mostka cieplnego (l) między przestrzenią
wewnętrzną a zewnętrzną, m.
Współczynnik
b
u
może być określony w jeden z następujących
sposobów:
1. Jeśli temperatura przestrzeni nieogrzewanej jest znana:
gdzie:
A
k
– powierzchnia elementu budynku (k), m
2
;
U
k
– współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m
2
K;
b
u
�½
int,i
u
, 
int,i
e
( 2.6)
l
– współczynnik przenikania ciepła liniowego mostka cieplne-
go (l), W/mK;
l
l
– długość liniowego mostka cieplnego (l) między przestrzenią
wewnętrzną a zewnętrzną, m;
e
k
,
e
l
– współczynniki korekcyjne ze względu na orientację, z
uwzględnieniem wpływów klimatu; takich jak: różne izolacje,
absorpcja wilgoci przez elementy budynku, prędkość wiatru i
temperatura powietrza, wg załącznika krajowego współczynni-
ki równe 1,0.
Po uproszczeniu:
gdzie:
θ
int,i
– projektowa temperatura wewnętrzna przestrzeni ogrzewa-
nej (i), ºC;
θ
u
– projektowa temperatura przestrzeni nieogrzewanej, ºC;
θ
e
– projektowa temperatura zewnętrzna, ºC.
2. Jeśli temperatura przestrzeni nieogrzewanej nie jest znana:
b
u
�½
H
ue
, 
H
iu
 H
ue
( 2.7)
H
T ,ie
�½
A
k
 U
k
l
 l
l
, W/K
k
l
( 2.3)
Współczynnik przenikania ciepła
U
k
należy obliczać według:
–
normy EN ISO 6946 – dla elementów nieprzezroczystych;
–
normy EN ISO 10077-1 [9] – dla drzwi i okien;
–
lub na podstawie aprobat technicznych.
Strona 2
gdzie:
H
iu
– współczynnik strat ciepła z przestrzeni ogrzewanej (i) do
przyległej przestrzeni nieogrzewanej (u), z uwzględnieniem:
–
strat ciepła przez przenikanie (z przestrzeni ogrzewanej do
przestrzeni nieogrzewanej);
–
wentylacyjnych strat ciepła (strumień powietrza między
przestrzenią ogrzewaną i nieogrzewaną);
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
H
ue
– współczynnik strat ciepła z przestrzeni nieogrzewanej (u) do
otoczenia (e), z uwzględnieniem:
–
strat ciepła przez przenikanie (do otoczenia i do gruntu);
–
wentylacyjnych strat ciepła (między przestrzenią nieogrzewaną
a otoczeniem).
3. W uproszczeniu można przyjmować wartości orientacyjne wg tabeli
2.1
Współczynnik redukcji temperatury
b
u
uwzględnia fakt, że temperatura
przestrzeni nieogrzewanej w warunkach projektowych może być wyż-
sza od temperatury zewnętrznej, a właśnie przez różnicę temperatury
wewnętrznej i zewnętrznej mnoży się później współczynnik projekto-
wej straty ciepła – równanie (2.1).
W obliczeniach komputerowych najwłaściwsze wydaje się obliczanie
temperatury przestrzeni nieogrzewanej na drodze bilansu cieplnego i
podstawienie otrzymanej wartości do równania (2.7). Natomiast w
przybliżonych obliczeniach ręcznych może być wygodne posługiwanie
się stabelaryzowanymi wartościami współczynnika redukcji temperatu-
ry.
Tabela 2.1.
Współczynnik redukcji temperatury [8]
Przestrzeń nieogrzewana
b
u
Pomieszczenie
tylko z 1 ścianą zewnętrzną
0,4
z przynajmniej 2 ścianami zewnętrznymi bez drzwi ze- 0,5
wnętrznych
z przynajmniej 2 ścianami zewnętrznymi z drzwiami ze- 0,6
wnętrznymi (np. hale, garaże)
z trzema ścianami zewnętrznymi (np. zewnętrzna klatka 0,8
schodowa)
Podziemie
1
bez okien/drzwi zewnętrznych
0,5
z oknami/drzwiami zewnętrznymi
0,8
Poddasze
przestrzeń poddasza silnie wentylowana (np. pokrycie 1,0
dachu z dachówek lub innych materiałów tworzących
pokrycie nieciągłe) bez deskowania pokrytego papą lub płyt
łączonych brzegami
inne nieizolowane dachy
0,9
izolowany dach
0,7
Wewnętrzne przestrzenie komunikacyjne
(bez zewnętrznych ścian, krotność wymiany powietrza
0
mniejsza niż 0,5 h
–1
)
Swobodnie wentylowane przestrzenie komunikacyjne
(powierzchnia otworów/kubatura powierzchni > 0,005 1,0
m
2
/m
3
)
Przestrzeń podpodłogowa
(podłoga nad przestrzenią nieprzechodnią)
0,8
Przejścia lub bramy przelotowe nieogrzewane, obu-
0,9
stronnie zamknięte
1
Pomieszczenie może być uważane za usytuowane w podziemiu, jeśli
więcej niż 70% powierzchni ścian zewnętrznych styka się z gruntem.
Współczynnik redukcji temperatury wynosi:
f
g
2
�½
gdzie:
θ
int,i
θ
m,e
θ
e
–
–
–
int
,
i
m
,
e
,
int
,
i
e
( 2.9)
projektowa temperatura wewnętrzna przestrze-
ni ogrzewanej (i), ºC;
roczna średnia temperatura zewnętrzna, ºC;
projektowa temperatura zewnętrzna, ºC.
Woda gruntowa ma najczęściej pomijalny wpływ na wymianę ciepła
w gruncie, chyba że występuje na małej głębokości i jej strumień jest
duży. Współczynnik uwzględniający wpływ wody gruntowej
G
w
oblicza się w jeden z następujących sposobów:
– w sposób szczegółowy wg załącznika H do normy PN-EN ISO
13370:2001
– lub na podstawie wartości orientacyjnych, podanych w załączniku
krajowym do normy PN-EN 12831:2006.
Załącznik krajowy do normy PN-EN 12831:2006 podaje dwie warto-
ści orientacyjne współczynnika
G
w
:
–
G
w
= 1,15 jeśli odległość między założonym poziomem wody
gruntowej i płytą podłogi jest mniejsza niż1 m,
–
G
w
= 1,00 w pozostałych przypadkach.
Metody obliczania równoważnego współczynnika przenikania ciepła
U
equiv,k
przedstawiono w odrębnych materiałach.
2.7 Straty ciepła
między przestrzeniami
ogrzewanymi do różnych wartości tempe-
ratury
Współczynnik
H
T,ij
obejmuje ciepło przekazywane przez przenikanie
z przestrzeni ogrzewanej (i) do sąsiedniej przestrzeni (j) ogrzewanej
do znacząco innej temperatury. Przestrzenią sąsiednią może być
przyległe pomieszczenie w tym samym mieszkaniu (np. łazienka),
pomieszczenie należące do innej części budynku (np. innego miesz-
kania) lub pomieszczenie należące do przyległego budynku, które
może być nieogrzewane. Współczynnik
H
T,ij
oblicza się w następują-
cy sposób:
H
T
,
ij
�½
f
ij
A
k
U
k
, W/K
k
( 2.10)
gdzie:
f
ij
– współczynnik redukcyjny temperatury, uwzględniający
różnicę temperatury przyległej przestrzeni i projektowej
temperatury zewnętrznej;
A
k
– powierzchnia elementu budynku (k), m
2
;
U
k
– współczynnik przenikania ciepła przegrody (k), W/m
2
K.
W przypadku strat ciepła między przestrzeniami ogrzewanymi
do różnych wartości temperatury, nie uwzględnia się mostków
cieplnych.
Współczynnik redukcyjny temperatury określony jest następującym
równaniem:
2.6 Straty ciepła do gruntu
Strumień strat ciepła do gruntu może być obliczony
– w sposób szczegółowy wg normy PN EN ISO 13370 [2]:
– lub w sposób uproszczony, zamieszczony w normie PN-EN
12831:2006.
Wg normy PN-EN 12831:2006 współczynnik straty ciepła przez prze-
nikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do gruntu (g) w warunkach ustalo-
nych oblicza się w następujący sposób:
f
ij
�½
int
,
i
przyleg
ł
ej przestrzeni
,
int
,
i
e
( 2.11)
H
T
,
ig
�½
f
g
1
f
g
2
 
A
k
U
equiv
,
k
 
G
w
, W/K
k
( 2.8)
gdzie:
f
g1
– współczynnik korekcyjny, uwzględniający wpływ rocznych
wahań temperatury zewnętrznej
(zgodnie z załącznikiem kra-
jowym do normy PN-EN 12831:2006 wartość orientacyjna
wynosi 1,45);
f
g2
– współczynnik redukcji temperatury, uwzględniający różnicę
między średnią roczną temperaturą zewnętrzną i projektową
temperaturą zewnętrzną;
A
k
– powierzchnia elementu budynku (k) stykająca się z gruntem,
m
2
;
U
equiv,k
– równoważny współczynnik przenikania ciepła elementu
budynku (k); W/m
2
K;
G
w
– współczynnik uwzględniający wpływ wody gruntowej.
Strona 3
gdzie:
θ
int,i
– projektowa temperatura wewnętrzna przestrzeni ogrzewa-
nej (i), ºC;
θ
przyległej przestrzeni
– projektowa temperatura przestrzeni przyległej,
ºC;
θ
e
– projektowa temperatura zewnętrzna, ºC.
Wartości orientacyjne temperatury przyległych przestrzeni ogrzewa-
nych podano w tabeli 2.2, przy czym:
θ
m,e
– roczna średnia temperatura zewnętrzna, ºC.
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Tabela 2.2. Temperatura przyległych przestrzeni ogrzewanych [8]
Ciepło przekazywane z przestrzeni
ogrzewanej (i) do:
przyległego pomieszczenia w tej samej
jednostce budynku (np. w mieszkaniu)
sąsiedniego pomieszczenia, należącego do
innej jednostki budynku (np. do innego
mieszkania)
sąsiedniego pomieszczenia, należącego do
oddzielnego budynku (ogrzewanego lub
nieogrzewanego)
θ
przyległej przestrzeni
,
ºC
powinna być określona
na podstawie przezna-
czenia pomieszczenia
Pomijając dla uproszczenia zmienność wartości gęstości i ciepła
właściwego powietrza w funkcji temperatury i odnosząc strumień
powietrza do jednej godziny, równanie (3.2) przyjmuje następującą
postać:
H
V
,
i
�½
0,34
V
i
, W/K
gdzie:
( 3.3)
int
,
i
m
,
e
2
θ
m,e
V
i
– jw., m
3
/h.
Sposób określania strumienia objętości powietrza wentylacyjnego
zależy od tego, czy w pomieszczeniu znajduje się instalacja wentyla-
cyjna czy nie.
Często zdarza się, że mieszkania przez krótsze lub dłuższe okresy są nie
używane (zwłaszcza na terenach atrakcyjnych wypoczynkowo). Wtedy,
szczególnie w przypadku indywidualnego rozliczania kosztów ogrze-
wania, temperatura w mieszkaniu jest obniżona w stosunku do tempera-
tury projektowej. Dlatego w praktyce często pojawia się różnica tempe-
ratury po obu stronach przegrody budowlanej. W związku z tym,
ponieważ ściany wewnętrzne najczęściej nie są izolowane cieplnie,
nawet przy stosunkowo małej różnicy temperatury, mogą wystąpić
znaczne straty ciepła.
Według normy temperaturę w sąsiednim pomieszczeniu należy przyj-
mować na podstawie przeznaczenia tylko, jeśli pomieszczenie to należy
do tej samej jednostki budynku (np. do mieszkania). Natomiast jeśli
pomieszczenie należy do innej jednostki i istnieje możliwość indywidu-
alnej regulacji temperatury, to do obliczania straty ciepła przyjmuje się
średnią arytmetyczną z projektowej temperatury wewnętrznej i rocznej
średniej temperatury zewnętrznej. Z kolei, jeżeli sąsiednie pomieszcze-
nie należy do oddzielnego budynku (budynku przyległego), przyjmuje
się roczną średnią temperaturę zewnętrzną.
Opisane powyżej straty ciepła uwzględnia się w obliczeniach obcią-
żenia cieplnego poszczególnych pomieszczeń w celu doboru grzej-
ników, natomiast nie uwzględnia się ich przy określaniu obciążenia
cieplnego całego budynku w celu doboru źródła ciepła.
W skali całego budynku, jeśli część pomieszczeń będzie ogrzewana
w sposób osłabiony, to uzyskana w ten sposób nadwyżka mocy pozwoli
na pokrycie zwiększonego zapotrzebowania na ciepło w pomieszcze-
niach sąsiednich.
3.3 Strumień objętości powietrza wentylacyj-
nego
W przypadku braku instalacji wentylacyjnej zakłada się, że powietrze
dopływające do pomieszczenia charakteryzuje się parametrami
powietrza zewnętrznego.
Jako wartość strumienia objętości powietrza wentylacyjnego należy
przyjąć większą z dwóch wartości:
– wartość strumienia powietrza na drodze infiltracji
V
inf
,
i
,
– minimalna wartość strumienia powietrza wentylacyjnego, wyma-
gana ze względów higienicznych
V
min
,
i
.
V
i
�½
max
V
inf,i
,
V
min
,i
, m
3
/h
( 3.4)
Dokładną metodę określania strumienia objętości powietrza w bu-
dynku podano w PN-EN 13465 [6]. Natomiast norma PN–EN 12831
zawiera zależności uproszczone, które przytoczono poniżej.
3.4 Infiltracja przez obudowę budynku
Norma PN–EN 12831 podaje wzór na obliczanie strumienia powie-
trza infiltrującego do przestrzeni ogrzewanej (i):
V
inf
,
i
�½
2
V
i
n
50
e
i
i
, m
3
/h
3. Obliczanie projektowej wentylacyjnej
straty ciepła w przypadku wentylacji
naturalnej
3.1 Projektowa wentylacyjna strata ciepła
Norma PN–EN 12831 podaje wzór do obliczania projektowej wentyla-
cyjnej straty ciepła przestrzeni ogrzewanej:
( 3.5)
Φ
V
,
i
�½
H
V
,
i
int
,
i
e
, W
( 3.1)
gdzie:
H
V,i
– współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła, W/K;
θ
int,i
– projektowa temperatura wewnętrzna przestrzeni ogrzewanej
(i), ºC;
θ
e
– projektowa temperatura zewnętrzna, ºC.
gdzie:
V
i
– kubatura przestrzeni ogrzewanej (i) (obliczona na podsta-
wie wymiarów wewnętrznych), m
3
;
n
50
– krotność wymiany powietrza wewnętrznego, wynikająca z
różnicy ciśnienia 50 Pa między wnętrzem a otoczeniem bu-
dynku, z uwzględnieniem wpływu nawiewników powietrza
(tabela 3.1), h
–1
;
e
i
– współczynnik osłonięcia (tabela 3.2);
ε
i
– współczynnik poprawkowy uwzględniający wzrost pręd-
kości wiatru w zależności od wysokości położenia przestrze-
ni ogrzewanej ponad poziomem terenu (tabela 3.3).
Współczynnik 2 w równaniu (3.5) uwzględnia najbardziej nieko-
rzystny przypadek, w którym całe infiltrujące powietrze wpływa do
budynku z jednej strony.
Tabela 3.1.
Krotność wymiany powietrza dotycząca całego
budynku [8]
3.2 Współczynnik
straty ciepła
projektowej
wentylacyjnej
Jak wynika z równania (3.1) współczynnik projektowej wentylacyjnej
straty ciepła
H
V,i
odnosi stratę ciepła do różnicy temperatury wewnętrz-
nej i zewnętrznej. Współczynnik ten oblicza się w następujący sposób:
H
V
,
i
�½
V
i
c
p
, W/K
gdzie:
( 3.2)
n
50
[h
–1
]
Stopień szczelności obudowy bu-
dynku (jakość uszczelek okiennych)
wysoki
1)
średni
2)
niski
3)
budynki jednorodzinne
<4
4–10
> 10
inne mieszkania lub budynki
<2
2–5
>5
1) wysoka jakość uszczelek w oknach i drzwiach
2) okna z podwójnym oszkleniem, uszczelki standardowe
3) pojedynczo oszklone okna, bez uszczelek
Konstrukcja
V
i
ρ
c
p
– strumień objętości powietrza wentylacyjnego przestrzeni
ogrzewanej (i), m
3
/s;
– gęstość powietrza w temperaturze
θ
i,int
, kg/m
3
;
– ciepło właściwe powietrza w temperaturze
θ
i,int
, J/kg∙K.
Strona 4
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Tabela 3.2.
Współczynnik osłonięcia. Na podstawie [8]
e
Ilość odsłoniętych otworów w przestrzeni
ogrzewanej (okna i drzwi)
0
1
>1
1)
Brak osłonięcia
0
0,03
0,05
2)
Średnie osłonięcie
0
0,02
0,03
3)
Dobrze osłonięte
0
0,01
0,02
1) budynek w wietrznej przestrzeni, wysokie budynki w centrach miast
2) budynki na prowincji z drzewami lub innymi budynkami wokół nich,
przedmieścia
3) budynki średnio wysokie w centrach miast, budynki w lasach
Tabela 3.3 Współczynnik poprawkowy ze względu
na wysokość [8]
Wysokość przestrzeni ogrzewanej ponad
poziomem terenu (wysokość środka
pomieszczenia ponad poziomem terenu)
0 – 10 m
>10 – 30 m
>30 m
ε
Klasy osłonięcia
4. Nadwyżka mocy cieplnej wymaga-
na do skompensowania skutków
osłabienia ogrzewania
W normie PN-EN 12831:2006 występuje rozróżnienie pojęć
„całkowita projektowa strata ciepła” i „projektowe obciążenie
cieplne”. Różnica polega na tym, że „projektowe obciążenie cieplne”
– obok całkowitej projektowej straty ciepła – uwzględnia dodatkowo
nadwyżkę mocy cieplnej, wymaganą do skompensowania skutków
osłabienia ogrzewania (rys. 4.1).
Projektowa strata ciepła
przez przenikanie
Wentylacyjna
strata ciepła
Projektowe
obciążenie cieplne
Całkowita projektowa
strata ciepła
Nadwyżka mocy cieplnej
(skompensowanie skutków
osłabienia ogrzewania)
1,0
1,2
1,5
Rysunek 4.1. Porównanie pojęć „całkowita projektowa strata
ciepła” i „projektowe obciążenie cieplne”
Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej określone jest
równaniem:
3.5 Minimalny strumień objętości powietrza ze
względów higienicznych
Minimalny strumień objętości powietrza, wymagany ze względów
higienicznych, dopływający do przestrzeni ogrzewanej (i) może być
określony w sposób następujący:
Φ
HL,i
�½
Φ
T ,i
Φ
V ,i
Φ
RH ,i
, W
( 4.1)
V
min
,
i
�½
n
min
V
i
, m
3
/h
( 3.6)
gdzie:
n
min
– minimalna krotność wymiany powietrza na godzinę (tabela
3.4), h
–1
;
V
i
– kubatura przestrzeni ogrzewanej (i) (obliczona na podstawie
wymiarów wewnętrznych), m
3
.
Tabela 3.4 Minimalna krotność wymiany powietrza zewnętrznego
[8]
Typ pomieszczenia
Pomieszczenie mieszkalne (orientacyjnie)
Kuchnia lub łazienka z oknem
Pokój biurowy
Sala konferencyjna, sala lekcyjna
n
min
h
–1
0,5
0,5
1,0
2,0
gdzie:
Φ
T,i
– projektowa strata ciepła ogrzewanej przestrzeni (i) przez
przenikanie, W;
Φ
V,i
– projektowa wentylacyjna strata ciepła ogrzewanej prze-
strzeni (i), W;
Φ
RH,i
– nadwyżka mocy cieplnej wymagana do skompensowania
skutków osłabienia ogrzewania strefy ogrzewanej (i), W.
4.1 Założenia metody
Straty ciepła oblicza się, zakładając ustalony model wymiany ciepła.
Natomiast ogrzewanie z przerwami lub osłabieniem wymaga zapew-
nienia nadwyżki mocy ponad moc, która pozwala pokrywać straty
ciepła w warunkach ustalonej wymiany ciepła. Nadwyżka ta umoż-
liwia osiągnięcie wymaganej temperatury wewnętrznej w określo-
nym czasie po okresie osłabienia.
Ogólnie nadwyżka zależy od następujących czynników:
– pojemności cieplnej budynku,
– czasu, w którym ma być osiągnięta wymagana temperatura we-
wnętrzna,
– zakładanego obniżenia temperatury w okresie osłabienia ogrzewa-
nia,
– charakterystyk układu regulacji instalacji.
Nadwyżka mocy cieplnej czasami nie jest wymagana, np.:
– jeśli układ regulacji wyłącza program osłabienia w okresie niskich
temperatur zewnętrznych
– straty ciepła mogą być ograniczone w okresie osłabienia ogrzewa-
nia, np. poprzez zmniejszenie intensywności wentylacji.
Zgodnie z normą PN-EN 12831:2006 nadwyżka mocy powinna
być uzgodniona z klientem (zleceniodawcą).
Nadwyżka mocy może być określona metodą dokładną na podstawie
obliczeń dynamicznych. Natomiast norma PN-EN 12831:2006
podaje metodę uproszczoną. Metoda ta może być stosowana w
odniesieniu do:
– budynków mieszkalnych (okres osłabienia do 8 godzin, konstruk-
cja nie jest lekka),
– budynków niemieszkalnych (okres osłabienia weekendowego do
48 godzin, okres użytkowania do 8 godzin dziennie, projektowa
temperatura wewnętrzna od 20ºC do 22ºC).
Efektywna masa budynku jest klasyfikowana w trzech kategoriach:
– duża masa budynku (betonowe podłogi i sufity połączone ze
ścianami z cegły lub betonu);
– średnia masa budynku (betonowe podłogi i sufity oraz lekkie
ściany);
– lekka masa budynku (podwieszone sufity i podniesione podłogi
oraz lekkie ściany).
Krotności wymiany powietrza podane w tabeli 3.4 odniesione są do
wymiarów wewnętrznych. Jeśli w obliczeniach stosowane są wymiary
zewnętrzne, wartości krotności wymiany powietrza podane w tabeli
należy pomnożyć przez stosunek między kubaturą wewnętrzną
i zewnętrzną (w przybliżeniu można przyjąć 0,8).
W przypadku otwartych kominków należy przyjmować wyższe warto-
ści strumienia powietrza, wymagane ze względu na proces spalania.
3.6 Projektowe obciążenie cieplne budynku lub jego części
Przy obliczaniu strumienia powietrza infiltrującego do poszczególnych
przestrzeni ogrzewanych w równaniu (3.5) występuje współczynnik 2,
uwzględniający najbardziej niekorzystny przypadek, w którym całe
infiltrujące powietrze wpływa do budynku z jednej strony (patrz punkt
3.5). Natomiast w przypadku obliczania obciążenia cieplnego całego
budynku, taka konieczność nie zachodzi, ponieważ najgorszy przypa-
dek nie wystąpi jednocześnie w pomieszczeniach z obu stron budynku.
Dlatego sumę strumieni powietrza infiltrującego do poszczególnych
przestrzeni ogrzewanych należy pomnożyć przez 0,5. W związku z tym
strumień powietrza infiltrującego dla budynku określa się
w następujący sposób:
V
i
�½
max
0,5
V
inf,i
,
V
,
min ,i
m
3
/h
( 3.7)
Strona 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin