BH059 Tepelná technika budov Stavebně energetické vlastnosti budovy Průměrný součinitel prostupu tepla Energetická náročnost budovy
Prostup tepla obálkou budovy vyjadřuje základní vliv stavebního řešení na spotřebu tepla na vytápění budovy a tím i na energetickou náročnost budovy (pouze součást!!!!!!!). Formou průkazného dokladování je: protokol a energetický štítek obálky budovy.
Přednáška č. 6a
Ing. Sylva Bantová, Ph.D. Ing. Danuše Čuprová, CSc.
Prostup tepla obálkou budovy Pro hodnocení slouží tzv. průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem. Toto hodnocení je i podkladem hodnocení energetické náročnosti budovy přesnějšími komplexnějšími postupy. Průměrný součinitel prostupu tepla budovy nebo vytápěné zóny musí splňovat:
U em ≤ U em, N
Uem,N
požadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla
Systémovou hranici budovy (zóny) tvoří: - vnější povrchy stěn, nejnižších podlah a stropů nebo střech, oddělující posuzovaný vytápěný prostor od vnějšího prostředí nebo od sousedních vytápěných zón nebo od nevytápěných prostorů nebo od zeminy. Hodnocení dle ČSN 73 0540-2:2011 + Z1:2012.
Průměrný součinitel prostupu tepla Hodnotí se tzv. Průměrným součinitelem prostupu tepla Uem.
U em
HT = A
HT
je měrná ztráta prostupem tepla [W.K-1], stanovená pro budovu nebo její vytápěnou zónu; - stanovená ze součinitelů prostupu tepla Uj všech obalových konstrukcí tvořících obálku budovy na její systémové hranici dané vnějšími rozměry; - a jejich ploch Aj určených z vnějších rozměrů, - odpovídajících teplotních redukčních činitelů bj, lineárních činitelů prostupu tepla ψj včetně jejich délky a bodových činitelů prostu tepla χj včetně jejich počtu.
A
je plocha obálky budovy, stanovená součtem ploch Aj [m2].
Stanovení měrné ztráty prostupem tepla HT: zjednodušeným postupem:
Zjednodušený způsob
H T = ∑ (A j ⋅ U j ⋅ b j ) + A ⋅ ∆U tbm nebo ze vztahu :
H T = ∑ (A j ⋅ U j ⋅ b j ) + ∑ (ψ j ⋅ l j ⋅ b j ) + ∑ (χ j ⋅ b j )
Přesnější způsob
Aj
plocha j-té ochlazované konstrukce [m2]; A = ∑Aj – plocha všech ochlazovaných konstrukcí;
Uj
součinitel prostupu tepla j-té konstrukce (+ vliv tepelných mostů v této konstrukci) [W.m-2.K-1];
bj
činitel teplotní redukce j-té konstrukce [-];
∆Utbm
průměrný vliv tepelných vazeb mezi ochlazovanými konstrukcemi na systémové hranici budovy [W.m-2.K-1];
ψj
lineární činitel prostupu tepla j-té lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi [W.m-1.K-1];
lj
délka j-té lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi v rámci budovy [m];
χj
bodový činitel prostupu tepla j-té bodové tepelné vazby mezi konstrukcemi v rámci budovy [W.m-2.K-1].
Pro okna se neuplatňuje zvýšení 15% 1,0
Hodnoty bj dle tabulky
Stanovení činitele teplotní redukce b – pro přesnější způsob: A. pro konstrukce na systémové hranici s rozdílem teplot vnitřního a venkovního prostředí (shodným se základním rozdílem θie = θim – θe = např. 20 + 15);
b j = 1,0
B. pro konstrukce na systémové hranici přilehlé k vnějšímu vzduchu pro prostory s návrhovou vnitřní teplotou odlišnou od převažující teploty v objektu; θi, j − θe
bj =
- buď dle vztahu - nebo dle tabulky
θ ie
C. pro konstrukce na systémové hranici budovy přilehlé k nevytápěnému prostoru nebo k zemině; - buď dle vztahu - nebo dle tabulky
kde
θu
θi, j − θu bj = θ ie
je návrhová vnitřní teplota nevytápěného prostoru nebo zeminy [°C]; - dle tabulky nebo pomocí výpočtu
θu = S hodnotou b dle vztahu C
H iu ⋅θ i , j + H ue ⋅θ e H iu + H ue S hodnotou b dle vztahu B
- pro konstrukce na systémové hranici přilehlé k nevytápěnému prostoru; θ −θ
bj =
i, j
θ ie
e
⋅
H ue U iu − H ue
- pro konstrukce na systémové hranici přilehlé k zemině;
Lsj θi, j − θ e bj = ⋅ θ ie ∑ (A j ⋅ U j ) Lsj Aj Uj
tepelná propustnost konstrukcemi přilehlými k zemině, dle evropské normy [W.K-1]; plocha konstrukcí přilehlých k zemině [m2]; součinitel prostupu tepla konstrukcí přilehlých k zemině [W.m-2.K-1].
D. pro výplně otvorů se hodnoty bj zvyšují o 15 %.
Průměrný součinitel prostupu tepla – požadovaná hodnota Požadovaný Průměrný součinitel prostupu tepla Uem,N se stanoví výpočtem pro každý posuzovaný případ metodou REFERENČNÍ BUDOVY: Jedná se o virtuální budovu stejných rozměrů a stejného prostorového uspořádání, shodného účelu a shodného umístění, jako hodnocená budova s konstrukcemi majícími požadované hodnoty UN. Požadovaná hodnota se stanoví výpočtem dle 5.3.4., nejvýše však je rovna příslušné hodnotě podle tab. 5:
Uem,N,20 = ∑(UNj . Aj . bj) / ∑ Aj + 0,02
Stanovení průměrného vlivu všech tepelných vazeb ∆Utbm: pro lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi
pro bodové tepelné vazby mezi konstrukcemi
∆U tbm
( ψ ∑ =
∆U tbm
( χ ∑ =
⋅ l j ⋅ bj )
j
A j
⋅ bj )
A
Pro tradiční budovy s konstrukcemi s U-hodnotami okolo 1,0 W.m-2.K-1 a vyššími můžeme užít ∆Utbm = 0,1, tento vztah není vhodný pro současné výrazně izolované budovy s optimalizovanými tepelnými vazbami!
Velmi přibližně lze stanovit hodnotu ∆Utbm odhadem: budovy s důsledně optimalizovanými tepelnými vazbami 0,02 W.m-2.K-1; budovy s mírnými tepelnými vazbami (typové či opakované řešení) 0,05 W.m-2.K-1; budovy s běžnými tepelnými vazbami (standardní řešení) 0,10 W.m-2.K-1; budovy s výraznými tepelnými vazbami (zanedbané řešení) 0,20 W.m-2.K-1.
Požadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla pro budovy s odlišnou převažující návrhovou vnitřní teplotou, než je 18 – 22 °C ze vztahu:
U em, N = U em, N , 20 .e1
Uem,N,20 požadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla z tab. 5 (W/m2K1) e1 součinitel typu budovy (z tab. 4 v normě nebo dle vztahu: e1 = 16/(θim – 4) Doporučená hodnota průměrného součinitele prostupu tepla se stanoví dle vztahu: Uem,rec = 0,75 Uem,N
Energetický štítek obálky budovy Protokol k energetickému štítku obálky budovy a Energetický štítek obálky budovy - slouží i jako příloha pro průkaz energetické náročnosti budov. Klasifikační třídy: A (velmi úsporná) až G (mimořádně nehospodárná).
0,5 0,7 1,0 1,5 2,0 2,5
Klasifikační třídy: A – velmi úsporná B – úsporná
Uem ≤ 0,5 Uem,N
0,5 Uem,N < Uem ≤ 0,75 Uem,N
C – vyhovující
0,75 Uem,N < Uem ≤ Uem,N
D – nevyhovující
Uem,N < Uem ≤ 1,5 Uem,N
E – nehospodárná F – velmi nehospodárná G – mimořádně nehospodárná
Klasifikační třídy A až G se klasifikují dle: pomocí požadované normové hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla Uem,N,rq; pomocí hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla stavebního fondu Uem,s. Uem,s je hodnota, odpovídající průměrnému stavu existujícího stavebního fondu ČR do roku 2006 a Uem,s = Uem,N,rq + 0,60. Klasifikační ukazatele CI: jsou identifikovány pro každé rozmezí mezi klasifikačními třídami od hodnoty 0,5 do 2,5.
Energetický štítek obálky budovy je dílčí dokumentace, vyjadřující kvalitu a tepelně izolační vlastnosti obalových konstrukcí budovy.
Nejedná se o dokument, vyjadřující energetickou náročnost dle vyhl. č. 78/2013 Sb. ve znění pozdějších předpisů.
