KLIMATIZACE A VĚTRÁNÍ SPOLEČENSKÉHO SÁLU

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE

KLIMATIZACE A VĚTRÁNÍ SPOLEČENSKÉHO SÁLU AIR-CONDITIONING AND AND VENTILATION OF SOCIAL HALL

DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS

AUTOR PRÁCE

Bc. PETR POTOČNÍK

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2011

doc. Ing. EVA JANOTKOVÁ, CSc.

Abstrakt Cílem diplomové práce je návrh a dimenzování zařízení pro klimatizaci společenského sálu a větrání bufetu, šaten a hygienických zařízení. Dílčími cíli této diplomové práce jsou výpočet tepelné zátěže klimatizovaného prostoru, psychrometrické výpočty pro letní i zimní provoz, návrh distribuce vzduchu, strojovny klimatizace, návrh a dimenzování systému vzduchovodů, ventilátorů, rozpis materiálu a zpracování potřebné výkresové dokumentace.

Abstract The aim of this diploma thesis is to design and suggest dimensions of air conditioners for ballroom and ventilation of cafeteria, cloakrooms and sanitary rooms. Sub-goals are next heat-load calculation of air-conditioned space, psychrometric calculations for summer and winter environment conditions, design of air distribution, machinery room of air conditioning, to design and suggest dimensions of air distribution system, specification of materials and design of necessary technical drawings.

Klíčová slova Klimatizace, větrání, společenský sál.

Keywords Air-condition, ventilation, ballroom.

Bibliografická citace POTOČNÍK, P. Klimatizace a větrání společenského sálu. Brno. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 86 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Eva Janotková, CSc.

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci vykonal samostatně pod vedením vedoucí diplomové práce doc. Ing. Evy Janotkové, CSc a za použití uvedených zdrojů.

V Brně dne 27. 5. 2011

………………………………….

Poděkování Rád bych poděkoval paní doc. Ing. Evě Janotkové, CSc. za pečlivé, vstřícné a trpělivé vedení diplomové práce. Rád bych také poděkoval svým rodičům, bratrovi, partnerce a prarodičům za trvalou, všestrannou a nevyčerpatelnou podporu ve studiu.

Obsah 1.

Teoretická část klimatizace a větrání společenského sálu ........................................... 5 1.1

Mikroklima ............................................................................................................ 5

1.1.1

Činitelé ovlivňující kvalitu mikroklimatu ...................................................... 5

1.1.2

Tepelná pohoda .............................................................................................. 6

1.2

Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení ...................................................... 6

1.3

Klimatizační systémy ............................................................................................ 7

1.3.1

2.

3.

4.

Vzduchové klimatizační systémy .................................................................. 7

1.4

Kombinovaný systém (vzduch-voda) s indukčními jednotkami ........................... 9

1.5

Vodní systém ....................................................................................................... 10

1.6

Chladivové klimatizační systémy........................................................................ 11

1.6.1

Okenní klimatizátory ................................................................................... 11

1.6.2

Mobilní klimatizační jednotky ..................................................................... 11

1.6.3

Dělené chladivové systémy (SPLIT) ........................................................... 11

Charakteristika objektu .............................................................................................. 12 2.1

Popis budovy ....................................................................................................... 12

2.2

Klimatické údaje ................................................................................................. 12

2.3

Složení stavebních konstrukcí a tepelně-technické vlastnosti............................. 12

2.4

Celkové tloušťky stavebních konstrukcí ............................................................. 14

2.5

Součinitelé prostupu tepla stavebních konstrukcí ............................................... 14

Množství větracího vzduchu ...................................................................................... 16 3.1

Množství větracího vzduchu pro společenský sál (101) ..................................... 16

3.2

Množství větracího vzduchu v šatně pro diváky (102) ....................................... 16

3.3

Množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující (103) .................................. 16

3.4

Množství větracího vzduchu pro kuchyni (104) ................................................. 17

3.5

Množství větracího vzduchu pro místnosti se sociálním zařízením .................... 17

Výpočet tepelné zátěže .............................................................................................. 21 4.1

Tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla ve společenském sále (místnost 101) .. 21

4.1.1

Produkce tepla od lidí .................................................................................. 21

4.1.2

Produkce tepla od svítidel ............................................................................ 21

4.1.3

Tepelné zisky od technologií ....................................................................... 23

4.1.4

Produkce tepla ventilátorů ........................................................................... 24

4.1.5

Prostup tepla ze sousedních místností.......................................................... 25

4.2

Tepelné zisky z vnějšího prostředí ...................................................................... 25

4.2.1

Tepelné zisky prostupem tepla okny............................................................ 25

4.2.2

Tepelné zisky sluneční radiací okny ............................................................ 27

4.2.3

Tepelné zisky prostupem tepla stěnami ....................................................... 34

4.2.4

Tepelné zisky prostupem tepla venkovními dveřmi .................................... 36

4.2.5 Tepelné zisky z přívodu venkovního větracího vzduchu do klimatizačního zařízení 36 4.3

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem ..................... 37

4.4

Tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem ..................................... 38

4.5

Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem ............................................. 39

4.5.1 Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při letním provozu klimatizačního zařízení .............................................................................................. 39 4.5.2 Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při zimním provozu klimatizačního zařízení .............................................................................................. 41 5.

Psychrometrické výpočty ........................................................................................... 42 5.1

Letní provoz ........................................................................................................ 42

Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet letního provozu ............................ 42 Výpočet ...................................................................................................................... 43 5.2

Zimní provoz ....................................................................................................... 44

Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet zimního provozu .......................... 44 Výpočet ...................................................................................................................... 45 6.

Návrh a dimenzování klimatizačního a větracího systému........................................ 49 6.1

6.1.1

Přiváděcí vyústky ......................................................................................... 49

6.1.2

Odváděcí vyústky......................................................................................... 53

6.2

7.

Návrh a dimenzování vyústek ............................................................................. 49

Návrh potrubní sítě .............................................................................................. 58

6.2.1

Projekční návrh sítě vzduchovodů ............................................................... 58

6.2.2

Zaregulování sítě vzduchovodů ................................................................... 66

6.3

Návrh a dimenzování klimatizační jednotky....................................................... 68

6.4

Návrh protidešťových žaluzií .............................................................................. 74

Návrh a dimenzování větracího zařízení.................................................................... 75 7.1 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro diváky (102, 107 a 108) ............................................................................. 75 7.1.1

Návrh ohřívače ............................................................................................. 75

7.1.2

Návrh vyústek .............................................................................................. 76

7.1.3

Návrh potrubní sítě ...................................................................................... 78

7.1.4

Návrh ventilátorů ......................................................................................... 79

7.2 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti kuchyně a hygienických zařízení pro obsluhu kuchyně (104 a 109) ..................................................................... 80

7.3 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro účinkující (103, 105 a 106) ........................................................................ 83 Závěr .................................................................................................................................. 85 Použitá literatura ................................................................................................................ 86 Seznam příloh .................................................................................................................... 87 Seznam výkresové dokumentace ....................................................................................... 87 Použité symboly ................................................................................................................. 88 Zkratky a vysvětlivky ........................................................................................................ 89

Úvod Diplomová práce se věnuje návrhu a dimenzování zařízení pro klimatizaci společenského sálu a větrání bufetu, šaten a hygienických zařízení. Budova společenského sálu je jednopodlažní s rovnou střechou. Hlavní část budovy je vystavěna na obdélníkovém půdorysu. Uvnitř níž jsou umístěny společenský sál, foyer, šatna a sociální zařízení pro diváky. K hlavní části jsou připojeny provozní a sociální místnosti (kuchyně, šatny a toalety pro účinkující aj.). Rozměry budovy, její orientace a dispozice, složení stavebních materiálů a jejich tepelně-technické vlastnosti byly zadány a jsou v diplomové práci uvedeny. Budova je vybavena teplovodní otopnou soustavou. Budova společenského sálu se nachází v lokalitě s letní výpočtovou teplotou 30 °C a relativní vlhkostí 33,5 % a zimní výpočtovou teplotou –12 °C. Diplomová práce si klade za cíl návrh kvalitního a funkčního vzduchotechnického systému.

1

1. Teoretická část klimatizace a větrání společenského sálu Teoretická část diplomové práce se věnuje zejména problematice komfortních klimatizací. Tedy zařízení zajišťujících kvalitu mikroklimatu s ohledem na pobyt osob. Komfortní klimatizace jsou jednou ze dvou hlavních oblastí použití klimatizačních systémů. Druhou jsou klimatizace průmyslové, které zajišťují vnitřní podmínky s ohledem na požadavky technologií.

1.1 Mikroklima S vylehčováním stavebních konstrukcí, se zvyšováním množství času stráveného ve vnitřním prostředí, se zhoršující se kvalitou vzduchu ve vnějším prostředí (zejména ve velkých městech), se zvyšují požadavky na kvalitu vnitřního prostředí. Ke strojní úpravě vzduchu v interiérech a zabezpečení jeho požadovaného stavu slouží větrací a klimatizační zařízení (dále označovaná VKZ).

1.1.1 Činitelé ovlivňující kvalitu mikroklimatu Kvalita vnitřního prostředí s ohledem na člověka je současně ovlivňována více činiteli. Při návrhu komfortních klimatizací je nutno tato kritéria znát. Činitelé ovlivňující stav mikroklimatu jsou [7]: 1. Čistota vzduchu 2. Teplota vzduchu 3. Teplota povrchu stěn a předmětů 4. Rychlost proudění vzduchu 5. Vlhkost vzduchu 6. Oděv 7. Intenzita osvětlení 8. Hluk, vibrace, ultrazvuk 9. Koncentrace iontů 10. Intenzita elektrických a magnetických polí 11. Intenzita ionizujícího záření 12. Prostorové a estetické řešení prostředí 13. Tělesná konstituce člověka 14. Činnost člověka 15. Schopnost aklimatizace 16. Klima, rasové zvláštnosti a návyky lidí 17. Další vlivy – tlak vzduchu, psychostavy Optimální stav vnitřního prostředí vytváří člověku podmínky pro zdravý pobyt a tvořivou práci [7]. Tento stav nazýváme pohodou prostředí. Pohoda prostředí je dále členěna na dílčí pohody: tepelnou, světelnou, akustickou, toxickou, aerosolovou aj. Činitele 1 až 11 lze ovlivnit technickými opatřeními. Jimi jsou větrací, klimatizační aj. zařízení pro úpravu čistoty, teploty a vlhkosti vnitřního vzduchu, protihluková opatření, osvětlovací zařízení, zařízení upravující iontové složení vzduchu atd. Činitele 12 až 17 řeší ergonomie. Činitelé 2 až 6, 13 a 14 se vzájemně ovlivňují a jejich vhodné hodnoty vytváří tepelnou pohodu [7]. 2

1.1.2 Tepelná pohoda Tepelná pohoda je definována jako stav, kdy je člověk spokojen s tepelným stavem prostředí [7]. Rovnice tepelné pohody vychází ze tří podmínek dosažení tepelné pohody. První podmínkou je splnění tepelné rovnováhy dle rovnice (1.1). 1 (1.1) kde je metabolický tepelný tok [W] mechanická účinnost lidského těla [–] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí vedením [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí konvekcí [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí radiací [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí vypařováním [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí dýcháním [W] Druhá a třetí podmínka vychází z předpokladu, že tepelné rovnováhy musí být dosaženo při minimálním zásahu tělesné termoregulace. Druhá podmínka je stanovena rovnicí střední teploty pokožky v závislosti na činnosti člověka viz rovnice (1.2). 35,7 0,0275 · kde je střední teplota pokožky [°C] hustota metabolického tepelného toku [W.m–2]

(1.2)

Třetí rovnice (1.3) stanovuje tepelný tok mokrým pocením při stavu tepelné pohody. 0,42 · 58 (1.3) kde tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí mokrým pocením [W] plocha povrchu těla [m2] Podrobnou definicí, určením vztahů jednotlivých veličin ze vzorců (1.1), (1.2) a (1.3) a řešením rovnice tepelné pohody z těchto vztahů se zabývá lit. [7]. Po vyřešení vztahů uvádí lit. [7] funkční závislost rovnice tepelné pohody viz rovnice (1.4). , , , ", , #$ kde je metabolický tepelný tok [W] tepelný odpor oděvu [m2.K–1.W] poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu lidského těla [–] teplota okolního vzduchu [°C] " rychlost proudění vzduchu [m.s–1] střední radiační teplota okolních ploch [°C] # relativní vlhkost vzduchu [%]

(1.4)

Metabolický tepelný tok charakterizuje činnost člověka. Tepelný odpor oděvu a poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu lidského těla v rovnici zastupují vlastnosti oděvu. Teplota okolního vzduchu , rychlost proudění vzduchu ", střední radiační teplota okolních ploch a relativní vlhkost vzduchu popisují # tepelný stav prostředí.

1.2 Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení Větrací a klimatizační zařízení lze třídit a rozlišovat dle více rozličných nezávislých hledisek. Důležitými hledisky pro zařazení konkrétního větracího a

3

klimatizačního zařízení jsou zajišťování přívodu venkovního větracího vzduchu a čtyř psychrometrických funkcí (chlazení, ohřev, zvlhčování a odvlhčování) viz obr. 1.1 [2]. Větrací a klimatizační zařízení zabezpečující přívod venkovního větracího vzduchu lze dále dělit podle zajišťování psychrometrických funkcí viz obr. 1.1. Pokud je zařízení zajišťuje plně, jedná se o klimatizační zařízení. Pokud částečně, jedná se neúplné klimatizační zařízení. Pokud je nezajišťuje vůbec, větrací zařízení. [2] Větrací a klimatizační zařízení nezabezpečující přívod venkovního větracího vzduchu lze dále dělit podle zajišťování psychrometrických funkcí viz obr. 1.1. Pokud je zařízení zajišťuje plně, jedná se o cirkulační zařízení, která pracují pouze s oběhovým vzduchem. Pokud částečně, zařízení pro chlazení (případně odvlhčení vzduchu). Pokud psychrometrické funkce nezajišťuje vůbec, jedná se o zařízení pro odvod vzduchu. [2]

Obr. 1.1 Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení dle přívodu venkovního větracího vzduchu a zajišťování psychrometrických funkcí Dále se tato kapitola diplomové práce podrobněji zaměřuje na klimatizační systémy a jejich rozdělení. Pro jednotlivé systémy jsou popsány základní konstrukční a funkční parametry, výhody či nevýhody systémů, případně vhodné aplikace.

1.3 Klimatizační systémy Základním kritériem třídění klimatizačních systémů je médium přenášející energii pro chlazení nebo vytápění. Dle tohoto kritéria se klimatizační systémy rozdělují na vzduchové, kombinované, vodní a chladivové systémy.

1.3.1 Vzduchové klimatizační systémy V případě vzduchových klimatizačních systémů je tepelná zátěž prostoru kompenzována pouze vzduchem. Při použití klasických vyústek je v letním provozu možný jen malý pracovní rozdíl teplot nepřekračující 8 K, z čehož plyne nutnost velké výměny vzduchu a použití oběhového vzduchu. Oběhový vzduch snižuje požadovanou kvalitu přiváděného vzduchu, proto je od těchto systému ustupováno. [1] V současné době se přechází k systémům pracujících s proměnlivým přívodem čerstvého vzduchu podle momentální potřeby a použití anemostatů a vířivých vyústek. Díky intenzivnějšímu promíchávání přiváděného vzduchu se vzduchem v místnosti, umožňují tyto distribuční elementy zvýšení pracovního rozdíl teplot až na 15 K. [1] 4

Vzduchovody je nutno tepelně izolovat. Při letním provozu izolace minimalizuje riziko kondenzace vzdušné vlhkosti na površích vzduchovodů nebo lépe tomuto nežádoucímu jevu zcela zabraňuje. V zimním provozu izolace snižuje tepelné ztráty z přívodního vzduchovodu. Tyto ztráty mohou být značné, protože pracovní rozdíl teplot při zimním provozu může dosahovat až 30 K. [1] Za průměrné hodnoty intenzit výměny vzduchu je považováno rozmezí od 4 do -1 10 h . Nižší hodnoty jsou považovány za nízké, vyšší za intenzivní větrání. [1] K těmto klimatizačním systémům patří: nízkotlaký systém jednokanálový, vysokotlaký systém jednokanálový, vysokotlaký systém dvoukanálový. A. Nízkotlaký systém jednokanálový Tento systém je charakterizován rychlostí, nikoli tlakem. Rychlosti v hlavním rozváděcím potrubí nepřesahují 12 m.s-1. Je navrhován v těchto alternativách: a) Do místnosti je přiváděn pouze upravený venkovní větrací vzduch a z ní je odváděný vyfukován ven. U této alternativy je výhodné použití zpětného získávání tepla pro předehřev vzduchu na vstupu do zařízení. [1] b) Do místnosti je přiváděna směs venkovního větracího vzduchu a oběhového vzduchu upravena klimatizačním zařízením. Poměr zastoupení venkovního větracího vzduchu ve směsi je dán venkovní teplotou a u komfortních klimatizací i tepelnou zátěží klimatizovaného prostoru od lidí. Tato varianta může být použita i u objektů vybavených samostatným otopným systémem. Vytápění je zajištěno otopným systémem a klimatizační zařízení upravuje vzduch pouze na požadovanou teplotu v místnosti. Alternativou mohou být také systémy, kdy otopná soustava zajišťuje pouze temperování prostoru na určitou teplotu (např. 10 °C). Dotápění a regulace jsou zajišťování klimatizačním zařízením. [1] c) Pro rozlehlé místnosti, haly apod., kde by byly potřebné velmi rozměrné rozvody, jsou vhodné vícenásobné systémy. Tyto systémy jsou tvořeny několika samostatnými klimatizačními jednotkami. Jednotky mohou být umístěny na střeše, pod stropem nebo na stěnách haly. U vícenásobných systémů jsou požadovány nejkratší možné rozvody. Vzduch je přímo upravován na požadovaný stav. [1] Výhodami nízkotlakých jednokanálových systémů bývá jednoduchost a nízká cena. Nevýhodou je možnost umístění čidla automatické regulace pouze na jedno místo. Tato nevýhoda neplatí pro vícenásobné systémy. B. Vysokotlaký systém jednokanálový Systém je charakterizován rychlostí v hlavním rozváděcím potrubí od 12 do . -1 20 m s . U tohoto systému jsou vyšší nároky na těsnost a aerodynamické řešení potrubí. Výhodami jsou snadnější regulace a menší rozměry potrubí, následně i menší zastavěný prostor. Nevýhodami jsou vyšší provozní náklady a hlučnost zařízení. [1] Koncovými prvky u těchto systémů jsou expanzní skříně, které se nejčastěji umísťují do sníženého podhledu chodeb. Za expanzními skříněmi bývá umístěn tlumič vzduchu a krátká nízkotlaká větev s klasickými vyústkami. Při regulaci přiváděného vzduchu je u těchto systémů, pro zachování tlakových poměrů, nutná regulace množství odváděného vzduchu. Regulace může být prováděna škrcením nebo změnou otáček odváděcího ventilátoru. [1] Systém je vhodný pro prostory, kde změna teploty je úměrná změně množství vznikajících škodlivin. Při větší návštěvnosti prostoru se současně začne zvětšovat tepelná zátěž od lidí i množství jimi produkovaných škodlivin. Používání tohoto systému

5

se více rozšiřuje díky menším prostorovým nárokům a jednoduššímu zregulování systému. [1] C. Vysokotlaký systém dvoukanálový Ve strojovně je vzduch upravován na dva stavy – „chladný“ a „teplý“, jež jsou rozváděny po budově samostatnými vzduchovody. Pro každou zónu nebo místnost je vzduch připravován na požadovaný stav míšením rozváděných proudů ve směšovacích skříních. Poměr jednotlivých proudů vzduchu ve směšovacích skříních zajišťuje klapková část. Klapka je ovládána automatickou regulací. Stálý průtok nezávislý na kolísání tlaku v jednotlivých proudech je samočinně zajišťován průtokovou regulační částí. Tuto část tvoří např. hruškové šoupě s předpětím zajištěným pružinami. Za směšovací skříň se zařazuje tlumič hluku. Skříně se umisťují v mezistropu nebo mohou být v parapetním provedení. Přívod vzduchu bývá zpravidla zajišťován anemostaty, méně často podokenními vyústkami. Odvod vzduchu je nízkotlaký. [1] Tepelné ztráty mohou být hrazeny pouze teplým vzduchem. Lepším řešením je současně navrhnout temperovací zařízení. Mimo provozní dobu (např. v noci) je zařízením prostor temperován na 12 °C a klimatizační systém je možno vypnout. [1] Jedná se o vysoce komfortní systém. Nevýhodou je velký zastavěný prostor. [1]

1.4 Kombinovaný systém (vzduch-voda) s indukčními jednotkami Systém je vhodný pro výškové budovy s vysokou tepelnou zátěží. Výhodnost spočívá v úspoře zastavěného prostoru (odpadnou rozměrné vzduchovody) a použitelnosti systému v budovách, v nichž nelze otvírat okna. (Pozn.: Z důvodu vzniku nežádoucího komínového efektu nelze zpravidla ve výškových budovách otevírat okna.) Po budově je vysokotlakým rozvodem rozváděno pouze nutné množství primárního (venkovního větracího) vzduchu. Výhodou vysokotlakého rozvodu je čtvrtinový průřez proti nízkotlakému rozvodu. Hlavním nositelem tepla a chladu je voda. Část tepelné zátěže a tepelných ztrát může kompenzovat i primární vzduch. [1] Odvádění vzduchu z klimatizované místnosti je prováděno přetlakově přes otvory ve stavebních konstrukcích. Vzduch je odváděn do chodeb a částečně do hygienických zařízení, odkud je odsáván. Pokud je odsávací potrubí umístěno mimo strojovnu, je zpětné získávání tepla možné pouze pomocí lamelových výměníků s teplonosným médiem. [1] Koncovými prvky jsou indukční jednotky umístěné v každé místnosti. Indukční jednotky zajišťují přisávání a tepelnou úpravu sekundárního vzduchu. Primární vzduch prochází soustavou dýz. Sekundární vzduch je ejekčním účinkem přisáván do indukční jednotky přes výměník. Indukční poměr (množství sekundárního k primárnímu vzduchu) je 2 až 8. Indukční jednotky se umisťují pod okny, do stropu a výjimečně do podlahy. Jednotky jsou vybaveny jedním nebo dvěma výměníky tepla. Regulace topného výkonu může být prováděna změnou průtoku vody nebo změnou průtoku vzduchu. Indukční jednotky je kvůli dýzám nutno pravidelně, alespoň jednou za půl roku, čistit. Hlučnost dýzy se zanášením výrazně zvyšuje. [1] Rozvod topné a chladicí vody může být dvoutrubkový přepínací, dvoutrubkový nepřepínací nebo čtyřtrubkový. Rozvody jsou složitější než u otopných soustav. Přívod vody do jednotek musí být rovnoměrný. [1] Jedna strojovna primárního vzduchu může zajišťovat nejvíce deset podlaží nad a deset podlaží pod strojovnou. [1]

6

Nejdokonalejší, nejpoužívanější a nejdražší variantou kombinovaného systému je čtyřtrubkový systém s indukčními jednotkami se dvěma výměníky a regulací klapkami na straně vzduchu. [1] Specifickou a progresivní oblastí jsou systémy pracující s chladicími trámci. Chladicí trámce jsou vhodné pro kancelářské budovy, hotely, nemocnice a obchody. Umisťují se do podhledu nebo se zavěšují pod strop. Trámce mohou být pasivní nebo aktivní. Pasivní chladicí trámce jsou vhodné pro objekty s požadavky pouze na chlazení. Jsou tvořeny lamelových výměníkem, jímž proudí chladicí voda. Jednotky mají obvykle chladicí výkon do 70 W.m–2. Tento chladicí výkon je z 50 % přenášen radiací a z 50 % přirozenou konvekcí. Aktivní chladicí trámce jsou svou podstatou horizontálními indukčními jednotkami. Do trámce je přiváděn primární větrací vzduch, upravený ve strojovně. Vzduch proudí přes dýzy a indukcí přisává přes lamelový výměník sekundární vzduch z místnosti. Z chladicího trámce vytéká vzduch dvěma štěrbinami. Systém je primárně používán pro větrání a chlazení. Lze jej použít i pro vytápění. Systém je pak nutno konstruovat jako čtyřtrubkový. Teplota vzduchu je regulována na straně vody. Chladicí výkon je až 350 W.m–1 (výkon je vztažen k metru délky trámce). Jedná se o komfortní systém, zejména s aktivními chladicími trámci. Systém má nízkou hlučnost. Trámce lze individuálně regulovat. Další výhodou jsou nižší provozní náklady než u klima-konvektorů při obdobné pořizovací ceně. [12]

1.5 Vodní systém U vodních systémů zajišťuje vytápění a chlazení výhradně voda. Ventilátorové jednotky, nazývány klima-konvektory, fan-coily či méně vhodně konvektory, jsou připojeny na dvoutrubkový přepínací nebo čtyřtrubkový rozvod teplé a chladicí vody. Nejčastěji mohou být parapetního provedení, dále pak podstropního, podlahového, nástěnného nebo u prosklených fasád nízkého provedení. Výhodami systému jsou jednoduchost, spolehlivost, dobrá ovladatelnost, regulovatelnost příslušných jednotek a velmi široké možnosti použití. Vyhovuje téměř všem typům budov. Je snadno použitelný při adaptacích, kde může být napojen i na běžný vytápěcí systém. Do této kategorie spadají i systémy jednotek s tepelnými čerpadly. Odpadají strojovny a rozvod vzduchu, proto bývá levnější než centrální systém. Proti předcházejícím typům je méně komfortní. Venkovní větrací vzduch je zajišťován: a) přívodem do parapetní jednotky otvorem ve fasádě s ručně stavitelným podílem větracího a oběhového vzduchu, b) otevíratelnými okny (jednodušší, levnější, nejžádanější), c) přívodem z centrálního beztlakového kanálu, odkud si jednotky vzduch nasávají (vzduch může být filtrován a předehříván ve strojovně), d) přívodem z nízkotlakého přetlakového systému (nejdokonalejší systém – vysoké náklady, umožňuje zpětné získávání tepla, jednotky pracují pouze s oběhovým vzduchem). Regulace tepelného výkonu bývá nejčastěji s manuálním ovládáním na straně vody a otáčkami ventilátoru. Motor ventilátoru může být dvouotáčkový, tříotáčkový nebo s plynulou regulací. Další možností regulace je elektromechanické ovládání termostatem. Sofistikovanou regulací je univerzální řídicí systém s možností centrálního ovládání a 7

časovým programováním. Nevýhodou univerzálního řídicího systému je vyšší cena, přičemž vodní systémy obvykle nezajišťují zvlhčování vzduchu. Při nízkých teplotách, kdy hrozí zamrznutí výměníku v jednotce, musí být zachován průtok topné vody, i když zařízení nepracuje. Výhodou je temperování prostoru, nevýhodou provozní náklady.

1.6 Chladivové klimatizační systémy Chladivové klimatizační systémy se podle konstrukce dělí na okenní klimatizátory, mobilní klimatizační jednotky a dělené chladivové systémy.

1.6.1 Okenní klimatizátory Jedná se o malé klimatizační jednotky umisťované do oken či otvorů ve venkovní stěně tak, aby jedna část jednotky (kondenzátor chlazený vzduchem) byla ve venkovním prostoru a druhá část (výparník) ve vnitřním prostoru. Obsahují chladicí zařízení, které je u některých typů okenních klimatizátorů schopno obrátit chod a pracovat jako tepelné čerpadlo. Chladicí výkony zařízení se běžně pohybují v rozsahu od 2 až 5 kW, výjimečně až 10 kW. Objemový tok vzduchu zařízením bývá do 0,16 m3.s–1. Hladina akustického tlaku vážená filtrem A obvykle nepřesahuje 50 dB.

1.6.2 Mobilní klimatizační jednotky Chladicí zařízení mobilních klimatizačních jednotek mají kondenzátor chlazený vzduchem. Vzduch pro jeho ochlazení se nasává z místnosti a je pružnou hadicí odváděn do vnějšího prostředí. Nevýhodou systému je nízký chladicí výkon.

1.6.3 Dělené chladivové systémy (SPLIT) Klimatizační zařízení je rozděleno na vnitřní a venkovní jednotku. Vnitřní jednotka, umístěna v klimatizované místnosti, může být provedena jako nástěnná, podstropní nebo kazetová. Uvnitř jednotky je umístěn výparník a ventilátor. Venkovní jednotka může být situována na venkovní fasádě nebo na střeše. V jednotce je umístěn kondenzátor chlazený vzduchem, chladicí kompresor a expanzní ventil. Jedna venkovní jednotka může být propojena s jednou až pěti vnitřními jednotkami (multisplit systém). V dnešní době se velmi rozšiřují multisplit systémy s proměnlivým průtokem chladiva (VRV systém). U těchto systémů lze na jednu vnější jednotku napojit až 64 vnitřních jednotek. Expanzní ventil se umisťuje před každou vnitřní jednotku. Výhodné je používání kazetových jednotek, které jsou schopny přisávat z kanálu venkovní větrací vzduch. Dělená klimatizační zařízení se vyrábí v provedeních zajišťující: – provoz pouze chlazení, – provozy chlazení i topení (možnost reverzace chodu) – současné chlazení i topení (u systémů VRV mohou některé jednotky pracovat v režimu chlazení a některé v režimu vytápění).

8

2. Charakteristika objektu 2.1 Popis budovy Budova společenského sálu má jedno patro a sklep, plochou střechu a výšku 7 m. Konstrukční výška podlaží je 4 m. Sál sdílí stěnu u pódia s přilehlou restaurací. Restaurace je propojena se sálem dvoukřídlovými dveřmi o rozměrech 1800×1970 mm. V sále je 400 míst na sezení. K bufetu pro 20 až 25 osob přiléhá kuchyňka. U kuchyně je umístěna toaleta se sprchou. Pro účinkující je k dispozici společná šatna s 25 místy a oddělené toalety pro muže i pro ženy. Šatna a toalety pro diváky jsou umístěny ve foyer sálu. Budova má obdélníkový tvar o půdorysu 48×18 m k níž jsou na severozápadní straně připojeny místnosti šaten a toalet pro účinkující a kuchyňka viz přiložená výkresová dokumentace. Sál budovy je osazen 22 okny o rozměrech 2000×2500 mm. Jihovýchodně je orientováno 12 oken a severozápadně 10. Budova společenského sálu má dva vchody tvořené vždy párem dvoukřídlových dveří o rozměrech 1800×1970 mm. Přímý vstup do sálu na jihovýchodní straně a vstup do šatny pro diváky na severozápadní straně.

2.2 Klimatické údaje Budova společenského sálu je podélně orientována ve směru severovýchodjihozápad viz přiložená výkresová dokumentace. Objekt spadá do klimatické oblasti s letní výpočtovou teplotou 30 °C a relativní vlhkostí 33,5 % a s výpočtovou zimní teplotou –12 °C.

2.3 Složení stavebních konstrukcí a tepelně-technické vlastnosti Objekt společenského sálu má čtyři typy základních stavebních konstrukcí: vnější stěny panelové, vnitřní stěny panelové, strop a podlahu. Stavební materiály a jejich tloušťky byly zadány. Pro všechny materiály jednotlivých stavebních konstrukcí byly z firemních podkladů výrobců materiálů [14] nebo z normy [8] vyhledány součinitelé tepelné vodivosti. Součinitelé prostupu tepla oken a dveří byly zadány. Vnější stěna panelová − Omítka vápenocementová Tloušťka δ&' 30 mm Součinitel tepelné vodivosti λ&' 0,99 W · m,- · K ,/ − Beton z keramzitu Tloušťka δ01 260 mm Součinitel tepelné vodivosti λ01 0,56 W · m,- · K ,/ − Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ&3 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ&3 0,12 W · m,- · K ,/ Příčky a vnitřní stěny panelové − Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ&3 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ&3 0,12 W · m,- · K ,/ − Železobeton 9

Tloušťka δž0 150 mm Součinitel tepelné vodivosti λž0 1,58 W · m,- · K ,/ − Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ&3 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ&3 0,12 W · m,- · K ,/

Střecha (strop) − Asfaltové pásy Tloušťka δ53 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ53 0,21 W · m,- · K ,/ − Lepenka Tloušťka δ673 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ673 0,2 W · m,- · K ,/ − Hutný beton Tloušťka δ80 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ80 1,3 W · m,- · K ,/ − Beton z perlitu Tloušťka δ03 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ03 0,13 W · m,- · K ,/ − Hutný beton Tloušťka δ80 20 mm Součinitel tepelné vodivosti λ80 1,3 W · m,- · K ,/ − Stropní konstrukce z keramických tvarovek Hurdis Tloušťka δ89: 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ89: 0,6 W · m,- · K ,/ − Spáry vyplněné MC50 − Malta vápenocementová Tloušťka δ;' 15 mm Součinitel tepelné vodivosti λ;' 0,97 W · m,- · K ,/

Podlaha − Hutný beton Tloušťka δ80 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ80 1,3 W · m,- · K ,/ − Beton z perlitu Tloušťka δ03 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ03 0,13 W · m,- · K ,/ − Hutný beton Tloušťka δ80 20 mm Součinitel tepelné vodivosti λ80 1,3 W · m,- · K ,/ − Stropní konstrukce z keramických tvarovek Hurdisk Tloušťka δ89: 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ89: 0,6 W · m,- · K ,/ − Spáry vyplněné MC50 − Malta vápenocementová 10

Tloušťka δ;' 15 mm Součinitel tepelné vodivosti λ;' 0,97 W · m,- · K ,/

Okna dřevěná s dvojitým zasklením Součinitel prostupu tepla U&1 1,3 W · m,- · K ,/ Dveře venkovní dřevěné s jedním sklem Součinitel prostupu tepla U7 4 W · m,- · K ,/

Dveře vnitřní dřevěné s jedním sklem 3,6×1,97 m Součinitel prostupu tepla U=> 3,5 W · m,- · K ,/ Dveře vnitřní dřevěné plné 1,8×1,97 m Součinitel prostupu tepla U=3 2 W · m,- · K ,/

2.4 Celkové tloušťky stavebních konstrukcí V dalším výpočtu je třeba znát tloušťky jednotlivých stavebních konstrukcí. Celkové tloušťky stavebních konstrukcí ?@ jsou vypočítány dle vztahu (2.1) sečtením tloušťek jednotlivých vrstev ?A . C

?@ B ?A AD/

kde E je počet vrstev materiálu, z nichž je složena stavební konstrukce [–] ?A tloušťka vrstvy F [m]

(2.1)

?GH δ&' δ01 δ&3 0,03 0,26 0,01 0,3 m

Tloušťka vnější stěny panelové

δ>=3 δ&3 δž0 δ&3 0,01 0,15 0,1 0,17 m

Tloušťka příček a vnitřních panelových stěn

δ>I:&3 δ53 δ673 δ80 δ03 δ80 δ89: δ;' δ>I:&3 0,01 0,01 0,08 0,08 0,02 0,08 0,015 0,295 m

Tloušťka stropu

δ3&J6 δ80 δ03 δ80 δ89: δ;' δ3&J6 0,08 0,08 0,02 0,08 0,015 0,275 m

Tloušťka podlahy

2.5 Součinitelé prostupu tepla stavebních konstrukcí V rámci práce není potřeba vypočítat tepelné ztráty objektu a je potřeba provést výpočet teplené zátěže objektu společenského sálu, proto je nutno určit součinitele prostupu tepla K pro letní období. Pro každou stavební konstrukci byl výpočet proveden dle vztahu (2.2).

11

K

1

?A 1 1

∑CAD/ L@ λA L kde L@ je součinitel přestupu tepla na vnitřní straně viz níže [W.m–2.K–1] L součinitel přestupu tepla na vnější straně viz níže [W.m–2.K–1] ?A tloušťka vrstvy F [m] λA součinitel tepelné vodivosti vrstvy F [W.m–1.K–1]

(2.2)

Součinitele přestupu tepla L@ a L , jež je nutno dosadit do vztahu (2.2), jsou určeny normou [3]. Součinitel přestupu tepla na svislé vnitřní stěně L@ 8 W · m,- · K ,/ , součinitel na vodorovné vnitřní ploše neomezující volné proudění L@ 8 W · m,- · K ,/ a na vodorovné vnitřní ploše omezující volné proudění L@ 6 W · m,- · K ,/ . Součinitel přestupu tepla na vnější straně stěny L 15 W · m,- · K ,/ . Do vztahu (2.2) jsou pro názornost dosazeny hodnoty vnější stěny panelové a celkový výpočet je uveden v příloze 1 tab. 1. 1 KGH 1 ?N ?O ?NH 1

L@ λN λO λNH L 1 KGH 1,299 W · m,- · K ,/ 1 0,03 0,26 0,01 1 8 0,99 0,56 0,12 15

12

3. Množství větracího vzduchu Množství větracího vzduchu je stanoveno jednotlivě vždy pro každou místnost celé budovy.

3.1 Množství větracího vzduchu pro společenský sál (101)

Množství větracího vzduchu pro společenský sál P /Q/ je vypočítáno převážně z dávek vzduchu na osobu. Dle lit. [1] je do výpočtu dosazena běžně užívaná hodnota množství venkovního vzduchu 40 m3.h–1.os–1, která splňuje požadavek minimální dávky venkovního vzduchu na osobu pro divadla, koncertní sály, kina aj. doporučenou v literatuře [2] v rozsahu 30 až 50 m3.h–1.os–1. Ve společenském sále je R 400 osob. Potřebné množství větracího vzduchu je vypočítáno dle rovnice (3.1). P R · P 400 · 40 16000 mS · h,/ (3.1) /Q/

NG

kde R je počet osob v sále [–] P NG dávka vzduchu na osobu [m3.h–1]

3.2 Množství větracího vzduchu v šatně pro diváky (102)

Množství větracího vzduchu pro šatnu pro diváky a foyer P /Q- je vypočítáno z intenzity výměny vzduchu dle vzorce (3.2). Jako intenzitu výměny vzduchu E v šatnách dosazena běžně užívaná hodnota pro foyer divadla z lit. [2] E/Q- 2,9 h,/ . P U/Q- · E/Q- 518,7 · 2,9 1504,23 1504 mS · h,/ (3.2) /Q-

kde U/Q- objem místnosti šatny [m3] E/Q- intenzita výměny vzduchu v šatně [h–1]

Objem vzduchu šatny a foyer U/Q- je vypočítán dle vzorce (3.3). Plocha podlahy V/Q- je zadána a činí V/Q- 140 m- . U/Q- V/Q- · WX 140 · 3,705 518,7 mS kde V/Q- je plocha podlahy v šatně [m2] WX výška místnosti (od podlahy ke stropu) [m]

(3.3)

Výšku místnosti WX je vypočítána dle vzorce (3.4) z konstrukční výšky W 4 m a tloušťky stropu ?GYNH 0,295 m. WX W ?GYNH 4 0,295 3,705 m kde W konstrukční výška sálu [m] ?GYNH tloušťka stropu [m]

(3.4)

3.3 Množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující (103) V šatně pro účinkující je umístěno 25 šatních míst. NV č. 361/2007 Sb. [9] stanovuje 20 m3.h–1 větracího vzduchu na jedno šatní místo. Celkové množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující P /QS je vypočítáno dle vztahu (3.5). P /QS Eš/QS · P š 25 · 20 500 mS · h,/ kde Eš /QS počet šatních míst v šatně pro účinkující [–] P š množství větracího vzduchu na jedno šatní místo [m3.h–1] 13

(3.5)

3.4 Množství větracího vzduchu pro kuchyni (104) Kuchyně společenského sálu je vybavena oknem a může být větrána přirozeným větráním. V kuchyni společenského sálu je umístěn odsavač s maximálním sacím výkonem 320 m3.h–1. Toto množství větracího vzduchu bude do kuchyně přiváděno ze sálu obdélníkovými otvory nad dveřmi. O toto množství je tedy potřeba přivádět do společenského sálu více větracího vzduchu.

3.5 Množství větracího vzduchu pro místnosti se sociálním zařízením V místnostech 105, 106, 107, 108 a 109 jsou umístěna hygienická zařízení. Výpočet množství větracího vzduchu pro sanitární techniku je řešena v NV č. 361/2007 Sb., kde jsou stanoveny požadované hodnoty odváděného vzduchu od jednotlivých zařízení viz tab. 3.1. Tab. 3.1 Výsledné teploty a výměna vzduchu v sanitárních zařízeních [9] Zařízení Výsledná Výměna vzduchu teplota [°C] P @ Šatny 20 20 m3.h–1 na 1 šatní místo Umývárny 22 30 m3.h–1 na 1 umyvadlo Sprchy 25 150 až 200 m3.h–1 na 1 sprchu Záchody 18 50 m3.h–1 na 1 kabinu 25 m3.h–1 na 1 pisoár Pro sprchy byla zvolena hodnotu 150 m3.h–1 na jednu sprchu. Výsledné množství odváděného vzduchu z místnosti je vypočítáno pro osazení dané místnosti sanitární technikou dle rovnice (3.6). P Eš · P

E[\ · P

EGH · P

E] · P

EH@G · P (3.6) @

š

[\

GH

]

Kde E[\ počet umyvadel [–] P [\ množství větracího vzduchu na jedno umyvadlo [m3.h–1] EGH počet sprch [–] P GH množství větracího vzduchu na jednu sprchu [m3.h–1] E] počet kabin WC [–] P ] množství větracího vzduchu na jednu kabinu WC [m3.h–1] EH@G počet pisoárů [–] P H@G množství větracího vzduchu na jeden pisoár [m3.h–1]

Do rovnice (3.6) jsou pro názornost dosazeny hodnoty místnosti 105. P 0 · 20 1 · 30 1 · 150 2 · 50 0 · 25 280 mS · h,/

H@G

/Q^

Výsledné hodnoty odváděného vzduchu pro místnosti se sanitární technikou vypočtené dle rovnice (3.6) jsou uvedeny v tab. 3.2.

14

Sprch

Kabin WC

Pisoárů

103 105 106 107 108 109

Umyvadel

Šatna pro účinkující WC - dámské pro účinkující WC - pánské pro účinkující WC - dámské pro diváky WC - pánské pro diváky Šatna a WC - pro kuchyňku

Šatních míst

Tab. 3.2 Obsazení místností sanitární technikou a výpočet objemového toku větracího vzduchu pro jednotlivé místnosti Počet Objemový tok větracího Číslo Název místnosti vzduchu místnosti nšat

numy

nspr

nkwc

npis

[-] 25 0 0 0 0 3

[-] 0 1 1 3 3 1

[-] 0 1 1 0 0 1

[-] 0 2 2 2 2 1

[-] 0 0 0 0 0 0

P @

[m3.hod-1] 500 280 280 190 190 290

Výsledná celková množství venkovního větracího vzduchu pro jednotlivé místnosti jsou uvedeny v tabulce 3.3. V této tabulce jsou u místností, jež nebyly počítány pomocí dané intenzity výměny vzduchu, uvedeny orientační hodnoty intenzit výměny vzduchu E@ [h–1] vypočítané dle vztahu (3.7). P E@ @ (3.7) U@ Kde P @ množství venkovního větracího vzduchu pro místnost R [m3.h–1] U@ objem místnosti [m3] Tab. 3.3 Celkové množství větracího vzduchu pro budovu společenského sálu, množství větracího vzduchu a intenzita výměny vzduchu pro jednotlivé místnosti Intenzita Objemový výměny Plocha Objem tok vzduchu pro místnosti místnosti větracího Číslo danou Název místnosti vzduchu místnosti místnost P @ V@ U@ E@ Společenský sál Šatna pro diváky Šatna pro účinkující Kuchyňka WC – dámské pro účinkující WC – pánské pro účinkující WC – dámské pro diváky WC – pánské pro diváky Šatna a WC – pro kuchyňku

101 102 103 104 105 106 107 108 109

[m2] 684 140 7,48 13,75 9,75 9,75 20 20 7,5

Výška stropu

[m]

3,705

15

[m3] 2534,22 518,70 27,71 50,94 36,12 36,12 74,10 74,10 27,79

[h–1] 6,3 2,9 18,0 6,3 7,8 7,8 2,6 2,6 10,4 ΣP

[m3.h–1] 16 000 1504 500 320 280 280 190 190 290 19 554

Klimatizovat je nutno pouze společenský sál. Je předpokládáno, že odváděný vzduch ze společenského sálu bude použit pro větrání přilehlých místností na severozápadní straně. Místnostmi jsou kuchyně, šatna a WC pro kuchyňku, WC dámské i pánské pro účinkující a šatna pro účinkující. Celkové množství venkovního větracího vzduchu procházejícího klimatizačním zařízením P _ je rovno množství větracího vzduchu požadovaného pro společenský sál P /Q/ navýšené o množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 dle vztahu (3.8) viz tab. 3.3. P _ P /Q/ P 16 000 1670 17 670 mS · h,/ (3.8) 3. –1 kde P /Q/ je množství větracího vzduchu pro společenský sál [m h ] P množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 [m3.h–1]

Množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 je vypočteno dle vztahu (3.9). P P P [ 610 1060 1670 mS · h,/ (3.9) 3. –1 kde P je množství větracího vzduchu pro místnosti 104 a 109 [m h ] P je množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 105 a 106 [m3.h–1] [

Množství větracího vzduchu pro kuchyňku a hygienické zařízení pro kuchyňku P je vypočteno ze vztahu (3.10). P P /Q` P /Qa 320 290 610 mS · h,/ (3.10) 3. –1 kde P /Q` je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 104 [m h ] P množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 109 [m3.h–1] /Qa

Množství větracího vzduchu pro šatnu pro účinkující (103) a hygienická zařízení pro účinkující (105, 106) P [ je vypočítáno dle vztahu (3.11). P [ P /QS P /Q^ P /Qb 500 280 280 1060 mS · h,/ (3.11) 3. –1 kde P /QS je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 103 [m h ] P /Q^ množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 105 [m3.h–1] P množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 106 [m3.h–1] /Qb

Vypočítané množství větracího vzduchu, jež je potřeba klimatizačním zařízením vhánět do společenského sálu a přilehlých místností, je 17 670 m3.h–1. Pro výpočet produkce tepla ventilátoru je k tomuto množství vzduchu připočítána záloha, kterou volíme v rozsahu 20 až 25 %. Při výpočtu produkce tepla ventilátoru počítáme s hodnotou 22 000 m3.h–1.

Množství venkovního větracího vzduchu pro místnosti pro diváky (102,107 a 108) P je vypočítáno dle vztahu (3.12). P P /Q- P /Qc P /Qd 1504 190 190 1884 mS · h,/ (3.12) 3. –1 kde P /Q- je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 102 [m h ] P /Qc množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 107 [m3.h–1] P množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 108 [m3.h–1] /Qd

16

Celkové množství venkovního větracího vzduchu pro celou budovu společenského sálu P je vypočítáno dle vztahu (3.13). P P _ P 17 670 1884 19 554 mS · h,/ (3.13) 3. –1 kde P _ je množství venkovního větracího vzduchu procházející KZ [m h ] P množství venkovního větracího vzduchu pro místnosti pro diváky [m3.h–1]

17

4. Výpočet tepelné zátěže Výpočet tepelné zátěže byl proveden dle ČSN 73 0548 [3] s předpokladem maximálního rozdílu teplot ve dvou místech nepřevyšující 2 K. Výpočet byl realizován samostatně pro klimatizovanou místnost pro slunný den 21. července, pro interval po jedné hodině v době využívání místností a pro teplotu v klimatizovaných místnostech 26 °C s korekcí kolísání teploty o 1 K. Do výpočtových vztahů byly dosazovány vnitřní rozměry místnosti. Společenský sál bude klimatizován. Ostatní místnosti budou pouze větrány. Společenský sál je využíván během celého dne, proto je pro výpočet tepelné zátěže uvažována celá dobu osvitu od 5 do 19 hodin. Tepelná zátěž klimatizovaného prostoru zahrnuje tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla a tepelné zisky z vnějšího prostředí. V kapitole je uveden kompletní názorný výpočet, uvedení příslušných vzorců a dosazení do nich pro klimatizovanou místnost 101 (sál). Dispozice budovy společenského sálu je zobrazena na obr. 4.1.

4.1 Tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla ve společenském sále (místnost 101) 4.1.1 Produkce tepla od lidí Zde se zahrnuje pouze teplo citelné, které závisí na tělesné práci, teplotě vzduchu a složení skupiny osob. Ve společenském sále je umístěno 400 židlí. Je předpokládáno, že všechny budou plně obsazeny sedícími muži R/ 400. Tepelná zátěž je vypočítána pomocí vztahů (4.1) a (h). Vztah (4.1) určuje tepelnou zátěž od osob v místnosti s ohledem na korekci kolísání vnitřní teploty místnosti. V případě, kdy korekce na kolísání teploty v místnosti činí 1 K, se do vztahu (4.1) dosazuje hodnota vnitřní teploty místnosti 26 °C navýšená o tuto korekci, tedy teplota 27 °C. Vztah (4.1) respektuje korekci kolísání teploty vzduchu, proto do něj lze dosazovat produkci citelného tepla muže z tab. 6 lit. [3] při teplotě venkovního vzduchu 26 °C. Tato produkce pro sedícího (odpočívajícího) muže je rovna 62 W. / 0,1 · R/ · / 36 @ 0,1 · 400 · 62 · 36 27 22 320 W (4.1) kde / je produkce tepla lidí v sále korigovaná na kolísání vnitřní teploty [W] R/ počet lidí ve společenském sále [–] / produkce citelného tepla muže pro daný stupeň tělesné práce a vnitřní teplotu vzduchu v sálu 26 °C [W] @ korigovaná vnitřní teplota sálu [°C]

4.1.2 Produkce tepla od svítidel

Při výpočtu je i v době největších tepelných zisků nutno předpokládat umělé osvětlení ve vzdálenostech větších než 5 m od oken. Plocha Ssv, na kterou je nutno použít umělé osvětlení, je stanovena dle rovnice (4.2). G e · f 5e eN 38 · 18 538 23 379 mkde a je délka společenského sálu [m] b šířka společenského sálu [m] aok délka společenského sálu osazená okny na severozápadní straně [m]

18

(4.2)

Obr. 4.1 Dispozice společenského sálu 19

Intenzita osvětlení společenského sálu není zadána. Pro společenský sál lze předpokládat hodnoty podobné restauracím a divadlům dle tab. 7 z lit. [3] tzn. intenzitu osvětlení 120 lx a použití zářivek. Pro tyto parametry osvětlení odpovídají produkce tepla 7 až 9 W.m–2. Je předpokládána horší varianta 9 W.m–2. Je uvažováno současné svícení všech světel a dobré provětrání místnosti, tzn. součinitel současnosti c1=1 a zbytkový součinitel c2=1. Celkový příkon g od svítidel je vypočítán pronásobením uměle osvětlené plochy G a produkce tepla zářivek vztaženého na jednotkovou plochu G dle vzorce (4.3) g G · G 379 · 9 3411 W (4.3) kde G je plocha umělého osvětlení viz obr. 4.2 [m2] G měrné teplo ze zářivek [W.m–2] vypočteme dle vztahu (4.4). Tepelnou zátěž od svítidel G

g · h/ · h- 3411 · 1 · 1 3411 W G

Kde g je celkový příkon od svítidel [W] c1 součinitel současnosti používání svítidel [–] c2 zbytkový součinitel [–]

(4.4)

Obr. 4.2 Vyšrafovaná část zobrazuje plochu G , na níž je nutno použít umělé osvětlení

Do produkce tepelných zisků od technologií Y spadají produkce tepla , produkce tepla od kuchyňských strojů G , ventilátorů , elektronických zařízení _ produkce tepla od jídel i a jiné zdroje tepla. Celkové tepelné zisky od technologií Y vypočítáme dle vzorce (4.5).

4.1.3 Tepelné zisky od technologií

i G 2500 500 3000 5456 11 456 W Y _ 20

(4.5)

a) Produkce tepla elektronických zařízení Ve společenském sále je předpokládáno použití jednoduché osvětlovací a zvučící techniky pódia s výkonem 5 kW a zatížení těchto elektrických přístrojů 50 %. Všechna technika je využita současně h/=1. Produkce tepla z osvětlovací a ozvučovací techniky je vypočítána dle vzorce (4.6). Zdroje s trvalým příkonem menším než 100 W nejsou uvažovány. h/ · hS · B g_ 1 · 0,5 · B 5000 2500 W _ _ _

kde h/ _ je součinitel současnosti chodu elektronických zařízení [–] hS _ součinitel zatížení stroje [–] celkový příkon elektronického zařízení [W] ∑ g_

(4.6)

b) Produkce tepla od kuchyňských strojů

V místnosti společenského sálu je předpokládáno používání průmyslového kávovaru o výkonu do 3 kW. Tepelné zisky z kávovaru jsou brány přímo rovné příkonu zařízení dle lit. [3] viz (4.7). 3000 W G gH (4.7) kde G je produkce tepla kuchyňských strojů [W] příkon průmyslového kávovaru [W] gH

c) Produkce tepla od jídel

Do společenského sálu mohou být přinášena jídla z přilehlé restaurace. Maximální počet jídel při restauračním provozu je 100 jídel za hodinu. Dle lit. [3] je uvažovaná produkce tepla na jedno jídlo 5 Wh. Produkci tepla od jídel i pro hodinu s maximálním tepelným ziskem je vypočítána dle vztahu (4.8). jA 5 i · RA · 100 500 W (4.8) kA 1 kde jA je energie uvolněná z jednoho jídla [Wh] kA Doba uvolňování energie z jídla [h] RA Počet jídel [–]

4.1.4 Produkce tepla ventilátorů

Je předpokládáno použití sestaveného klimatizačního zařízení, ve kterém je umístěn ventilátor i jeho elektromotor v proudu vzduchu, kde je vzduch při průchodu ohříván. Celkové množství vzduchu procházející zařízením je předpokládáno 22 000 m3.h–1, z čehož plyne výpočet produkce tepla ventilátoru viz rovnice (4.9). Předpokládané parametry: Celkový tlak ventilátoru je 500 Pa. Účinnost ventilátoru je 80 %. Účinnost elektromotoru 70 %. 22 000 · 500 P · ∆m 3600 5456 W (4.9) · 0,8 · 0,7 kde P průtok vzduchu ventilátorem [m3.h–1] ∆m celkový tlak ventilátoru [Pa] účinnost ventilátoru [–] učinnost elektromotoru [–] 21

4.1.5 Prostup tepla ze sousedních místností Místnost společenského sálu sdílí společné stěny s přilehlou restaurací, se šatnou pro diváky, s kuchyňkou a jejím sociálním zařízením, se šatnou pro účinkující a sklepem. Přilehlá restaurace je, obdobně jako místnost společenského sálu, klimatizována a teploty vzduchu v těchto místnostech jsou shodné. Prostup tepla jejich společnou stěnou je tedy nulový. Šatna pro diváky, kuchyňka, šatna a WC pro kuchyňku nejsou klimatizovány, proto je uvažována vnitřní teplota vzduchu v těchto místnostech rovna 30 °C. Při výpočtu prostupu tepla podlahou společenského sálu ze sklepa je ve výpočtu uvažována teplota vzduchu ve sklepě mezi 20 až 22 °C. Tepelné zisky z místností, v nichž je jiná teplota než v klimatizovaném prostoru, sousedících se společenským sálem jsou vypočítány dle rovnice (4.10) a jsou uvedeny v tab. 4.1. KXA · XA @X @ ni (4.10) . –2. –1 kde KG je součinitel prostupu tepla [W m K ] G povrch stěny [m2] @G teplota vzduchu v sousední místnosti [°C] @ teplota vzduchu v klimatizované místnosti [°C] Do vztahu (4.10) byly pro názornost dosazeny hodnoty pro výpočet tepelných zisků stěnou ze šatny pro diváky. n /Q- KX@H · X /Q- @X @ n /Q- 1,95 · 50,2830 26 393 W

Celkové tepelné zisky ze sousedních místností n jsou vypočítány součtem tepelných zisků z jednotlivých místností viz vztah (4.11). n /Q- n /QS n /Q` n /Qa n G H n B ni n 393 106 55 90 480 164 W kde n /Q- je tepelný zisk ze šatny pro diváky [W] n /QS tepelný zisk ze šatny pro účinkující [W] n /Q` tepelný zisk z kuchyňky [W] n /Qa tepelný zisk ze šatny a WC pro kuchyňku [W] n G H tepelný zisk ze sklepa [W]

(4.11)

4.2 Tepelné zisky z vnějšího prostředí

K tepelným ziskům z vnějšího prostředí dochází konvekcí a radiací okny, prostupem tepla vnějšími stěnami a infiltrací venkovního vzduchu. Výpočet je proveden v intervalu slunečního osvitu od 5 do 19 hodin. Pro názornost jsou do vzorců dosazovány hodnoty pro 10 hodinu, kdy jsou předpokládány největší celkové tepelné zisky z vnějšího prostředí. je vypočítán ze vzorce (4.12). Okna jsou dřevěná Prostup tepla oknem N s dvojitým zasklením a součinitelem prostupu tepla U&1 1,3 W · m,- · K ,/.

4.2.1 Tepelné zisky prostupem tepla okny

22

Ve společenském sále je 22 oken o rozměrech 2000×2500 mm. Na jihovýchodní stranu je orientováno 12 oken a na stranu severozápadní 10 oken. EN · KN · N @ 22 · 1,3 · 5 · 24,8 26 170 W N (4.12) kde EN je počet oken v sále [–] KN součinitel prostupu tepla oknem [W.m–2.K–1] N plocha okna včetně rámu [m2] teplota venkovního vzduchu, kterou vypočteme dle vztahu (4.13) [°C] Tab. 4.1 Prostup tepla ze sousedních místností Součinitel prostupu tepla stěny

Povrch stěny

Teplota vzduchu v sousední místnosti

Prostup tepla ze sousedních místností

[W]

KXA

[W.m–2.K–1]

[m2]

[°C]

nA

Šatna pro diváky

1,95

50,28

30

393

Šatna pro účinkující

1,30

20,37

30

106

Kuchyňka

1,30

10,49

30

55

Šatna a WC pro kuchyňku

1,30

17,30

30

90

Sklep

0,15

655,98

n

21

–480

[W]

164

Celkový prostup tepla ze sousedních místností

XA

@X

Teplota venkovního vzduchu Průběh teplot venkovního vzduchu během dne je vypočítán dle vzorce (4.13) a uveden v tab. D. Do vztahu (4.13) je uvažována amplituda kolísání teplot z lit. [3] V 7 K a jako sluneční čas dosazován přímo středoevropský čas. op Vq1 15 · k 135r kde op je maximální teplota vzduchu v příslušném dnu [°C] V amplituda kolísání teplot venkovního vzduchu [K] k sluneční čas [h]

Tab. D Průběh teploty venkovního vzduchu Hodina [-] 6 s Venkovní teplota [°C] 18,1 Prostupem tepla okny N [W] -1137 Hodina [-] 14 s Venkovní teplota [°C] 29,8 Prostupem tepla okny N [W] 538

23

(4.13)

a tepelné zisky prostupem tepla okny N 7 8 9 10 11 12 19,5 21,2 23,0 24,8 26,5 27,9 -930 -688 -429 -170 72 279 15 16 17 18 19 20 30,0 29,8 29,1 27,9 26,5 24,8 572 538 438 279 72 -170

13 29,1 438 21 23,0 -429

4.2.2 Tepelné zisky sluneční radiací okny a) Základní výpočet přímých tepelných zisků radiací okny bez akumulace jsou vypočítány dle vztahu (4.14). Tepelné zisky oknem sluneční radiací N

tNG · uN · hN N NG · uN @v w · x N (4.14) 2 kde NG je osluněný povrch okna vypočten dle vztahu (s) [m ] uN celková intenzita sluneční radiace procházející standardním oknem [W.m–2], dle vztahu (4.24) hN korekce na čistotu atmosféry [–], uvažována hodnotu hN 1 pro velká města uN @v intenzita difuzní sluneční radiace procházející standardním oknem [W.m–2] viz vztah (4.30) x stínící součinitel [–]

Jak již bylo zmíněno, ve společenském sále jsou okna orientována směrem na jihovýchodní a severozápadní stranu. Je nutno tedy počítat tepelné zisky ze sluneční radiace pro každou orientaci oken zvlášť. Hodnoty pro názorný výpočet jsou dosazovány pro 10 hodinu SEČ pro jihovýchodní orientaci oken N A . Pro severozápadní orientaci oken je výpočet proveden obdobně. Kompletní výpočet pro celou dobu provozu společenského sálu je uveden tabelárně, viz příloha 3 a příloha 4. Na jihovýchodní straně místnosti společenského sálu je 12 oken. Celkové tepelné zisky sluneční radiací všemi okny na jihovýchodní straně jsou vypočítány dle vztahu (4.15). N A EN A · N A 12 · 2002,2 24 026 W (4.15) kde EN A je počet oken na jihovýchodní straně místnosti společenského sálu [–] N A tepelné zisky sluneční radiací jedním oknem na jihovýchodní straně [W]

Tepelné zisky sluneční radiací jedním oknem orientovaným v místnosti společenského sálu na jihovýchodní stranu byly vypočítány dosazením do vztahu (4.14). Stínící součinitel určíme z tab. 11 v lit. [3] pro dvojité sklo x 0,9. N A q4,214 · 503,5 · 1 5 4,214 · 130,9r · 0,9 2002,2 W

Osluněnou část okna NG je vypočítána dle vzorce (4.16), přičemž jsou do něj dosazeny rozměry naznačené na obr. 4.3. NG qyz {/ r · qy| {- }r NG q1,76 0,008 0,12r · q2,26 0,129 0,12r 4,214 mkde yz je šířka zasklené části okna [m] {/ délka stínu od okraje svislé části slunolamu dle vztahu (t) [m] odstup svislé části okna od okraje slunolamu [m] y| výška zasklené části okna [m] {- délka stínu od okraje vodorovné části slunolamu dle vztahu (u) [m] } odstup vodorovné části okna od okraje slunolamu [m]

(4.16)

Šířka okna je A=2000 mm, výška okna B=2500 mm, šířka rámů okna f=g=120 mm, šířka a výška zasklené části okna jsou vypočítány dle vztahů (4.17) a (4.18). yz V 2 · 2 2 · 0,12 1,76 m y| ~ 2 · } 2,5 2,5 · 0,12 2,26 m 24

(4.17) (4.18)

Obr. 4.3 Značení rozměrů okna, osluněné a zastíněné části okna Délky stínů jsou počítány pro polohy slunce v každé hodině. Délku stínu od okraje svislé části slunolamu dle vztahu (4.19) a délku stínu od okraje vodorovné částí dle (4.20). {/ · } |e | 0,1 · } |130,34 135| 0,008 m kde je hloubka okna [m] e sluneční azimut [°] azimutový úhel normály stěny [°] } s } 52,04 0,1 0,129 m |cose | |cos130,34 135| kde c je hloubka okna vzhledem h horní stínící desce [m]

{- h

(4.19)

(4.20)

Sluneční azimut e určený ve směru otáčení hodinových ručiček od směru sever je vypočítán ze vztahu (4.21). sin15 · k · cos ? e 180 ehxRE cos s sin15 · 10 · cos 20,35 e 180 ehxRE 130,34° cos 52,04 kde ? je sluneční deklinace [°] s výška slunce nad obzorem [°]

25

(4.21)

Sluneční deklinaci, tedy zeměpisnou šířku, kde je v daný den v měsíci ve 12 hodin Slunce kolmo nad obzorem, lze vypočítat ze vztahu (4.22). ? 23,5 · sinq 1 · 30 81r ? 23,5 · sinq7 1 · 30 21 81r 20,35° kde je číslo měsíce (1..12) [–] číslo dne v měsíci (1..31) [–]

Výšku slunce nad obzorem s je vypočítána dle vztahu (4.23).

s ehxREq0,766 · sin ? 0,643 · cos ? cos15 · kr s ehxREq0,766 · sin 20,35 0,643 · cos 20,35 · cos15 · 10r 52,04°

(4.22)

(4.23)

Azimutový úhel normály stěny , určený obdobně jako sluneční azimut ve směru otáčení hodinových ručiček od směru sever viz obr. 4.3, je pro jihovýchodní stěnu A 135° a pro stěnu severozápadní G 325°.

Celková intenzita sluneční radiace procházející standardním oknem uN , jež je potřeba dosadit do vztahu (4.14), je vypočítána ze vzorce (4.24). uN @v 372,6 130,9 503,5 W · m,uN uN (4.24) . –2 je intenzita přímé sluneční radiace standardním oknem [W m ] kde uN uN @v intenzita difuzní sluneční radiace standardním oknem [W.m–2]

byla vypočítána dle vzorce Intenzita přímé sluneční radiace standardním oknem uN (4.25). u · 458,3 · 0,813 372,6 W · m,uN (4.25) kde u je intenzita přímé sluneční radiace na plochu libovoně skloněnou a libovolně orientovanou ke světovým stranám [W.m–2] celková poměrná propustnost přímé sluneční radiace standardním oknem [–] Celková poměrná propustnost přímé sluneční radiace standardním oknem je vypočítána ze vzorce (4.26) ^ 52,19 ^ 0,87 1,47 0,87 1,47 0,813 100 100 kde je úhel mezi normálou osluněné plochy a slunečními paprsky [°]

(4.26)

Intenzita přímé sluneční radiace na plochu libovolně orientovanou ke směru slunečních paprsků u je vypočítána dle vzorce (4.27) · cos 747,6 · cos 52,19 458,3 W · m,u u (4.27) kde u je intenzita přímé sluneční radiace na plochu kolmou ke směru slunečních paprsků [W.m–2] je Intenzita přímé sluneční radiace na ploše kolmé ke směru slunečních paprsků u vypočítána dle vzorce (4.28). u

16 000 W Q,d uQ · {m 0,1 · 16 000 W sin s 26

(4.28)

u

16 000 230 Q,d 1350 · {m 0,1 · 5 16 000 230 sin 52,04

747,6 W · m,u kde uQ je intenzita sluneční radiace na hranici atmosféry [W.m–2] součinitel znečištění atmosféry [–] Wnadmořská výška [m]

Intenzita sluneční radiace na hranici atmosféry je uvažována uQ 1350 W · m,- . Pro velké město a měsíc červenec je předpokládán součinitel znečištění atmosféry 5. Nadmořská výška je W 230 .

Úhel dopadu slunečních paprsků je vypočítán dle vztahu (4.29).

ehhxqsin s · cos L cos s · sin L · cose r ehhxqsin 52,04 · cos 90 cos 52,04 · sin 90 · cos130,34 135r 52,19° kde L je úhel stěny s vodorovnou rovinou odměřený na odvrácené straně od slunce [°]

(4.29)

Jihovýchodní stěna svírá s vodorovnou rovinou pravý úhel L 90°.

Intenzita difuzní sluneční radiace standardním oknem uN @v [W.m–2] je vypočítána dle vzorce (4.30). · @v 153,9 · 0,85 130,9 W · m,uN @v u @v (4.30) . –2 kde u @v je intenzita difuzní sluneční radiace [W m ] @v celková poměrná propustnost difuzní sluneční radiace standardním oknem [–] Celková poměrná propustnost difuzní sluneční radiace standardním oknem je brána pro všechny případy @v 0,85.

Difuzní sluneční radiace je vypočítána dle vztahu (4.31). L sin s uQ u 1080 1,4 · u $ · sin- u @v 2 3

1350 747,6 1080 1,4 · 747,6 · sinu @v 153,9 W · m,u @v

90 sin 52,04 2 3

(4.31)

V obr. 4.4 jsou vykresleny tři křivky znázorňující časový průběh celkových tepelných zisků sluneční radiací okny na jihovýchodní straně (N A ), na severozápadní straně (N G_ ) a součet celkových tepelných zisků sluneční radiací všemi okny v místnosti společenského sálu (N ). Obr. 4.4 potvrzuje předpoklad maximálních tepelných zisků citelným teplem z vnějšího prostředí v 10 hodin.

27

30000

Tepelné zisky radiací okny [W]

25000

20000

Q˙cor jv i

15000

Q˙cor sz i Q˙or i [W]

10000

5000

0 5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Středoevropský čas [h]

Obr. 4.4 Průběh tepelných zisků radiací okny během dne b) Snížení maximálních tepelných zisků od osluněných oken Ve společenském sále je povoleno kolísání výpočtové vnitřní teploty vzduchu o 1 K, proto se budou maximální hodnoty tepelných zisků od oslunění okna lišit o část zisků, jež se akumulovaly do vnitřních obvodových stěn místnosti, podlahy a stropu. Toto snížení tepelných zisků od osluněných oken ∆ lze vypočítat dle vztahu (4.32). ∆ 0,05 · · ∆ 0,05 · 155 364 · 1 9993 W (4.32) kde je hmotnosti obvodových stěn (bez vnější stěny), podlahy a stropu přicházející v úvahu pro akumulaci [kg] ∆ maximální přípustné překročení požadované teploty v klimatizovaném prostoru [°C]

V případě společenského sálu mají příčky, strop a podlaha tloušťku větší než 0,16 m, proto je pro výpočet hmotnosti těchto stavebních konstrukcí dle lit. [3] počítáno s tloušťkou 0,08 m. Celková hmotnost části obvodových stěn uvažována pro akumulaci je vypočítána dle vztahu (4.33). Kompletní výpočet je uveden v příloze 3 v tab. 3. H

B @ G A_ GY HN @D/

8649 5101 71 179 114 932 199 861 kg kde m je počet obvodových stěn, podlahy a stropu [–] @ hmotnost stavební části R ze vzorce (4.34) [kg] 28

(4.33)

Hmotnost stavební části @ uvažované pro akumulaci je vypočítána součtem hmotností jednotlivých vrstev dle vztahu (4.34). Pro názornost jsou dosazovány hodnoty pro severovýchodní stěnu.

@ B @A

(4.34)

AD/

kde je počet vrstev stavební konstrukce, které jsou uvažovány pro akumulaci [–] @A hmotnost vrstvy stavební konstrukce uvažované pro akumulaci [kg]

G G NH G žO 201 8448 8649 kg kde G NH je hmotnost omítky perlitové vnitřní na severovýchodní stěně [kg] G žO hmotnost železobetonu severovýchodní stěny dle vztahu (4.35) [kg]

@A P @ · ¡@ (4.35) kde P @ objem stavební části, jež je uvažována pro akumulaci dle vztahu (4.36) [m3] ¡@ hustota materiálu stavební části (viz příloha 2) [kg.m–3] G žO P G žO · ¡G žO 3,52 · 2400 8448 kg kde P G žO je objem železobetonové části severovýchodní stěny pro akumulaci [m3] ¡G žO hustota železobetonu v severovýchodní stěně [kg.m–3]

Objem stavebních částí (stěn, podlahy a stropu) uvažovaných pro akumulaci vypočítáme dle vztahu (4.36). P @ ¢y@ · W@ B E@ · @ £ @

kde y@ je délka stavební části [m] W@ výška stavební části (pro podlahu a strop označeno šířka stavební části š@ ) [m] E@ počet stavebních otvorů stejné plochy [–] @ plocha stavebního otvoru (okno, dveře) [m2] @ tloušťka stavební části [m]

(4.36)

Do vztahu (4.36) jsou dosazeny hodnoty pro železobeton, jež je hlavní nosnou konstrukcí severovýchodní stěny. Pro akumulaci je uvažována tloušťky stěny pouze 0,08 m. Vnitřní perlitová omítka má tloušťku G NH 0,01 , pro akumulaci do železobetonu je uvažován doplněk do 0,08 m, tedy G žO 0,07 . Objem železobetonu P G žO je vypočten dle vzorce (4.36). V severovýchodní stěně jsou umístěny čtvery dveře o rozměrech 1970×1800 mm. P G žO yG · ¤G EG · G G žO P G žO 17,4 · 3,705 4 · 3,5460,07 3,52 mS kde yG je délka severovýchodní stěny [m] WG výška severovýchodní stěny [m] EG počet dveří v severovýchodní stěně [–] G plocha dveří v severovýchodní stěně [m2] G žO tloušťka severovýchodní stěny [m]

Vypočítané hodnoty hmotností stěn, do nichž se akumuluje část tepelných zisků od oslunění oken, jsou uvedeny v příloze 2. 29

c) Kontrola maximálních tepelných zisků Kontrola maximálních tepelných zisků je provedena porovnáním maximálních tepelných zisků od oslunění snížených o akumulaci N op ∆ s průměrnými tepelnými zisky v době provozu společenského sálu N , jež lze určit výpočtem dle rovnice (4.37). N

C

1 B N @ E @D/

kde E je počet hodin provozu společenského sálu

(4.37)

Výpočet průměrných tepelných zisků radiací v době provozu společenského sálu N je uveden v tab. G. Celkové tepelné zisky sluneční radiací okny v danou hodinu N @ byly vypočítány dle vztahu (4.38) a uvedeny v tab. G. N @ N A @ N G_ @ 24 026 5888 29 914 W (4.38) kde N A @ je tepelný zisk v dané hodině sluneční radiací oknem na jihovýchodní straně [W] N G_ @ je tepelný zisk v dané hodině sluneční radiací oknem na severozápadní straně [W]

Tab. G Tepelné zisky sluneční radiací okny – celkové, průměrné a stanovené jednotlivě po hodinách pro obě orientace oken Prostup tepla okny sluneční radiací ve společenském sále Celkový prostup tepla (101) Hod. okny v danou hodinu Jihovýchodní strana Severozápadní strana N A @ N G_ @ N @ h [–] [W] [W] [W] 5 4305 1107 5412 6 13 682 2415 16 097 7 16 897 3539 20 436 8 21 059 4505 25 563 9 24 036 5297 29 333 10 24 026 5888 29 914 11 20 544 6255 26 799 12 14 717 6379 21 096 13 8927 6255 15 182 14 7066 5888 12 954 15 6356 6147 12 503 16 5405 9227 14 632 17 4246 10 180 14 427 18 2898 4930 7828 19 1328 1271 2600 Celkové zisky sluneční radiací v době provozu zařízení ΣN @ [W] 254 776 Počet hodin provozu zařízení [–] 15 16 985 Průměrné tepelné zisky v době provozu zařízení N [W] 30

Maximální tepelné zisky od oslunění oken N op snížené o akumulaci ∆ jsou větší než průměrné tepelné zisky od oslunění v době provozu zařízení N , dále je nutno počítat s vyšší z hodnot tepelných zisků od oslunění viz (4.39), tedy N 19 921 W. N op ∆ 29 914 9993 19921 ¥ ¦ N 16 985 W

(4.39)

4.2.3 Tepelné zisky prostupem tepla stěnami

Před výpočtem tepelných zisků prostupem tepla stěnami je potřeba zařadit každou obvodovou stěnu společenského sálu do jedné ze tří kategorií, jež byly vytvořeny pro usnadnění výpočtu a pro něž jsou odvozeny konkrétní vztahy. Vždy je nutno pro danou kategorii použít příslušný výpočetní vztah. Venkovní stěny se v lit. [3] rozdělují dle tloušťky na lehké (? § 0,08 m), středně těžké a těžké (? ¦ 0,45 m). Stěny lehké mají malou tepelnou kapacitu. Doba kdy se projeví změna teploty vnějšího povrchu na vnitřním je malá tzn. malá fázová posunutí teplotních kmitů. Proto se v této kategorii uvažuje ustálený prostup tepla. Těžké stěny mají díky velké tepelné kapacitě zanedbatelné kolísání teplot na vnitřním povrchu. U středně těžkých stěn je prostup tepla ovlivněn kolísáním teplot. Středně těžké stěny se počítají podle vztahu (4.40). Tento vztah přibližně platí pro stěny o tloušťce od 0,08 m d 0,45 m. Všechny stěny společenského sálu spadají do této kategorie stěn. Pro názornost jsou do výpočtu dosazovány hodnoty pro jihovýchodní stěnu. Celý výpočet je uveden v příloze tab. BB. X @ KG @ · G @ @ @ $ ¨ @ @ kde KG @ je součinitel prostupu tepla [W.m–2.K–1] G @ povrch stěny [m2] @ průměrná rovnocenná sluneční teplota vzduchu za 24 hodin [°C] @ součinitel zmenšení teplotního kolísání při prostupu tepla stěnou [–] ¨ rovnocenná sluneční teplota v době o © dřívější [°C]

(4.40)

@

Zmenšení teplotního kolísání lze pro běžné vlastnosti stěn určit dle vztahu (4.41). Jihovýchodní stěna má tloušťku ?@ 0,3 m. 1 7,6 · ?@ 1 7,6 · ?A 1 7,6 · 0,3 @ 0,3137 (4.41) 2500Q,S 2500ª« 2500ª¬ kde ? je tloušťka i-té stěny [m]

Fázové posunutí teplotních kmitů © [h] můžeme přibližně vypočítat dle vztahu (4.42). © 32 · ? 0,5 32 · 0,3 0,5 9,1 9 h

(4.42)

Vypočítané hodnoty zmenšení teplotního kolísání , fázového posunutí teplotních kmitů ©, ploch stěn bez oken a bez dveří jsou uvedeny v tab. GA. Dále jsou v tabulce uvedeny průměrné rovnocenné sluneční teploty za 24 hodin pro dané orientace stěn @ dle [3], součinitelé prostupu tepla KG @ a tloušťky jednotlivých stěn ?@ .

Rovnocenná sluneční teplota ¨ dosazována pro čas o fázové posunutí © dřívější, a to pouze u stěn osluněných, jinak dosazována venkovní teplotu vzduchu taktéž v čase o © dřívější. Rovnocenné sluneční teploty vzduchu ¨ jsou zjišťovány z tab. 13 v lit. [3]. Pro názornost jsou do rovnice (4.40) dosazeny hodnoty pro 10 hodin. Fázové posunutí je 9 hodin viz výše. Rovnocenná sluneční teplota ¨ je vyhledávána z tab. 13 pro čas o fázové posunutí dřívější, tedy pro 1 hodinu ráno. V této době není stěna 31

osluněna, proto je místo rovnocenné sluneční teploty dosazována venkovní teplotu vzduchu 16,9 °C. Průměrná rovnocenná sluneční teplota pro jihovýchodní stěnu je A 30,2 °C. Součinitel prostupu tepla vnější panelové stěny je KG Cě 1,3 W · m,- · K ,/. Plocha jihovýchodní stěny bez dveří a bez oken je G A 72 m- . X A KG Cě · G A ¢ A @ £ ¨ A A

X A 1,3 · 72q30,2 26 0,313716,9 30,2r 2,6 W

Tab. GA Konstanty pro výpočet tepelných zisků prostupem tepla stěnami Průměrná Součinitel rovnocenná Součinitel Plocha Tloušťk zmenšení prostupu sluneční stěny a stěny teplotního tepla teplota za 24 kolísání Stěna hodin KG @ G @ @ ?@ [W.m-2.K-1]

Jihovýchod Severozápad Strop

[m2]

[°C]

1,2993953 72 1,2993953 35,215 0,94009349 653,022

[m]

30,2 27,8 33,6

Fázová posunutí teplotníc h kmitů ©

[-]

[h]

0,3 0,31368362 0,3 0,31368362 0,295 0,32241906

9,1 9,1 8,94

N N N N N N N N N O O O O O O

[°C]

24,8 23,0 21,2 19,5 18,1 16,9 16,2 16,0 16,2 19,1 27,2 35,8 42,8 47,4 49,4

[W]

234,3 181,5 128,7 78,9 37,8 2,6 -17,9 -23,8 -17,9 67,1 304,7 556,9 762,3 897,2 955,8

Osluněno

20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Osluněno

Osluněno

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Čas v době o ψ dřívější

Čas

Tab. GB Kompletní výpočet tepelných zisků prostupem tepla stěnami Jihovýchodní stěna Severozápadní stěna Strop RovnoRovnoRovnocenná cenná cenná Celkový Tepelný Tepelný Tepelný tepelný sluneční sluneční sluneční tok tok tok teplota teplota v teplota v tok stěnou stěnou stropem v době o době o ψ době o ψ stěnami ψ dřívější dřívější dřívější ¨ ¨ ¨ X A

X G_ X G_ X A

GYNH G_ [°C]

N N N N N N N N N N N N N N N

24,8 23,0 21,2 19,5 18,1 16,9 16,2 16,0 16,2 16,9 18,1 19,5 21,2 23,0 24,8 32

[W]

39,3 13,5 -12,4 -36,8 -56,9 -74,1 -84,1 -87,0 -84,1 -74,1 -56,9 -36,8 -12,4 13,5 39,3

[°C]

N N N N N N N N N O O O O O O

24,8 23,0 21,2 19,5 18,1 16,9 16,2 16,0 16,2 19,1 25,1 32,8 40,8 48,4 54,7

[W]

[W]

2923,8 2567,6 2211,3 1874,8 1597,7 1360,2 1221,6 1182,0 1221,6 1795,6 2983,2 4507,3 6090,8 7595,1 8842,1

3197,5 2762,6 2327,6 1916,9 1578,6 1288,7 1119,6 1071,2 1119,6 1788,7 3231,1 5027,5 6840,7 8505,7 9837,2

Kompletní výpočet je uveden v tab. GB. Pro každý čas v tabulce je zobrazen čas v době o fázové posunutí dřívější a je naznačeno, zdali v této době byla daná stěna osluněna či neosluněna (O – osluněna, N – neosluněna). Pro stěny osluněné v čase o fázové posunutí dřívější je v tabulce vypsána rovnocenná sluneční teplota, pro neosluněné venkovní teplota vzduchu.

4.2.4 Tepelné zisky prostupem tepla venkovními dveřmi V jihovýchodní stěně budovy jsou umístěny dřevěné dveře s jedním sklem, které ústí přímo do společenského sálu. Rozměry dveří jsou 3,6×1,97 m. Plocha dveří 7,092 m- . Součinitel prostupu tepla K 4 W · m,- · K ,/. Jihovýchodní stěna je osluněna od 5 do 13 hodin. V tomto čase je dosazována rovnocenná sluneční teplota . Od 14 hodiny je stěna zastíněna a je nutno dosazovat venkovní teplotu . Kompletní výpočet pro celou dobu provozu je proveden dle (4.43) a uveden v tab. GC. K · @ 4 · 7,09227,2 26 34 W (4.43) kde K je součinitel prostupu tepla [W.m–2.K–1] plocha venkovních dveří [m2] rovnocenná sluneční teplota vzduchu [°C]

Osluněno

Tab. GC Tepelné zisky z přívodu venkovního větracího vzduchu do klimatizačního zařízení Rovnocenná Tepelný tok Čas sluneční dveřmi teplota k [h] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

[°C]

O O O O O O O O O N N N N N N

[W]

16,9 16,2 16 16,2 19,1 27,2 35,8 42,8 47,4 29,8 30 29,8 29,1 27,9 26,5

-258 -278 -284 -278 -196 34 278 477 607 108 113 108 88 54 14

4.2.5 Tepelné zisky z přívodu venkovního větracího vzduchu do klimatizačního zařízení

Pro stanovení tepelné zátěže klimatizačního zařízení je potřeba stanovit tepelné zisky z přiváděného venkovního vzduchu . Výpočet těchto zisků je proveden dle rovnice (4.44) a výsledky vypsány do tab. GD. Při dovoleném kolísání vnitřní teploty 33

společenského sálu o 1 K je třeba do vztahu (4.44) dosazovat maximální přípustnou vnitřní teplotu @ 26 1 27 °C. Měrná tepelná kapacita venkovního vzduchu je hH 1013 J · kg ,/ · K ,/ a hustota standardního vzduchu je ¡ 1,2 kg · m,S. Kompletní výpočet tepelných zisků plynoucích z přívodu venkovního větracího vzduchu je uveden v tab. GC2. 19 554 P · ¡ · hH @ · 1,2 · 101324,8 27 14 525 W 3600 kde P je přívod venkovního větracího vzduchu [m3.s–1] ¡ hustota standardního vzduchu [kg.m–3] hH měrná tepelná kapacita vzduchu [J.kg–1.K–1]

(4.44)

Tab. GC2 Tepelné zisky plynoucí z přívodu venkovního větracího vzduchu Čas

Teplota venkovního vzduchu

Tepelné zisky plynoucí z přívodu venkovního větracího vzduchu

[h]

[°C]

[W]

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

16,9 18,1 19,5 21,2 23 24,8 26,5 27,9 29,1 29,8 30 29,8 29,1 27,9 26,5

-66688 -58764 -49521 -38296 -26411 -14526 -3301 5942 13866 18488 19808 18488 13866 5942 -3301

k

4.3 Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem ² je v každé hodině stanovena součtem dílčích tepelných zisků od vnitřních zdrojů tepla a tepelných zisků z vnějšího prostředí dle vztahu (4.45). Výsledky výpočtů jsou vypsány v tab. I. a technologie Y . Do technologií produkující Vnitřními zdroji jsou lidé / , svítidla G

teplo spadá osvětlovací a ozvučovací technika, ventilátor a také jídla přinášená do společenského sálu viz kapitola 4.1.3. Tepelné zisky z vnějšího prostředí zahrnují zisky a prostupem stěnami X . Pro názornost prostupem tepla okny N , sluneční radiací N jsou do vztahu (4.45) dosazeny hodnoty pro 10 hodinu. Y N N X n ² / G

(4.45) ² 25 641 3411 11 952 170 29 914 164 128 71 041 34

4.4 Tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem

Pro výpočet celkové tepelné zátěže klimatizačního zařízení citelným teplem jsou k celkovým tepelným ziskům citelným teplem klimatizovaného prostoru připočítány tepelné zisky citelného tepla z přívodu venkovního větracího vzduchu . Celková tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem je vypočítána dle vztahu (4.46) a uvedena v tab. I. Y N N X n / G

(4.46) ² 71 041 14 526 56 515 W Tab. I Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru

35

X [W] 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164 164

n [W] -2041 -1669 -1235 -770 -305 128 501 786 966 1027 966 786 501 128 -305

[W] -66688 -58764 -49521 -38296 -26411 -14526 -3301 5942 13866 18488 19808 18488 13866 5942 -3301

² [W] 42747 53963 58943 64777 69271 70545 68043 62833 57257 55191 54713 56629 56037 48907 43038

Celková tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem

N [W] 5412 16 097 20 436 25 563 29 333 29 914 26 799 21 096 15 182 12 954 12 503 14 632 14 427 7828 2600

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem

N [W] -1296 -1137 -930 -688 -429 -170 72 279 438 538 572 538 438 279 72

Tepelné zisky z přívodu venkovního větracího vzduchu

Y [W] 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456 11 456

Celkový prostup tepla ze sousedních místností

Tepelné zisky prostupem okny

G

[W] 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411 3411

Tepelné zisky vnějšími stěnami

Produkce tepla od technologií

/ [W] 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641 25 641

Tepelné zisky sluneční radiací okny

Produkce tepla od svítidel

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Tepelné zisky z vnějšího prostředí

Produkce tepla od lidí

Čas

Tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla

[W] -23941 -4801 9422 26481 42860 56019 64742 68775 71123 73679 74521 75116 69903 54850 39737

Z dat v tab. I, vypočítané tepelné zátěže klimatizačního zařízení v průběhu jeho provozu a dílčích tepelných zisků, byl vytvořen graf viz obr. 4.5. Tento graf znázorňuje průběh celkové tepelné zátěže klimatizačního zařízení citelným teplem , celkové tepelné zátěže klimatizovaného prostoru citelným teplem ² , tepelných zisků citelného tepla z přívodu venkovního větracího vzduchu , celkového prostupu tepla ze sousedních místností n , tepelných zisků venkovními stěnami X , tepelných zisků , tepelných zisků prostupem okny N . Produkce citelného tepla sluneční radiací okny N a od technologií Y jsou pro výpočet brány jako konstantní od lidí /, od svítidel G

hodnoty, které mohou nastat v jakémkoliv okamžiku v průběhu provozu klimatizačního zařízení. Hodnoty v tab. I dokazují, že předpoklad maximální celkové tepelné zátěže klimatizovaného prostoru v 10 hodin byl správný. Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru je v tuto dobu ² 70 545 W. Celková teplená zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem dosahuje maxima v 16 hodin 75 116 W. Názorněji jsou průběhy tepelných zátěží v čase a maxima zobrazena na obr. 4.5.

4.5 Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem Při provozu společenského sálu jsou do jeho prostoru uvolňovány páry produkováné člověkem a odpařováním z jídel. Při tomto odpařování, kdy má povrch, z něhož se voda odpařuje, vyšší teplotu, než okolní vzduch, nedochází k významnému odebírání tepla z tohoto vzduchu [2]. Teplo pro odpaření je odebíráno povrchu s vyšší teplotou.

4.5.1 Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při letním provozu klimatizačního zařízení Celková tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem je vypočítána součtem tepelné zátěže vázaným teplem z produkce par člověkem a tepelné zátěže vázaným teplem získané odpařováním od jídel viz vztah (4.47). @ @ NG @ A 21 944 694 22 638 W (4.47) kde @ NG je tepelná zátěž vázaným teplem z produkce par člověkem [W] @ A tepelná zátěž vázaným teplem z produkce par jídel [W]

Tepelnou zátěž vázaným teplem z produkce par člověkem @ NG lze vypočítat dle vztahu (4.48). Do vztahu byly dosazeny tyto hodnoty: počet osob v sále R/ 400, produkce par od jednoho sedícího, odpočívajícího muže v prostředí s teplotou vzduchu 26 °C z lit. [3] ] NG 79 g · h,/ , měrné výparné teplo vody z lit. [5] y-S 2500 kJ · kg ,/ . 79 @ NG R/ · ] NG · y-S 400 · · 2500 21 944 W (4.48) 3600 kde R/ je počet osob (mužů) v sále viz. 4.1.1 [–] ] NG hmotnostní tok páry produkovaný jedním mužem sedícím, odpočívajícím v místnosti s teplotou vzduchu 26 °C dle lit. [3] [g.h-1] y-S měrné výparné teplo vody [kJ.kg-1]

36

85000 80000 75000 70000 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000

Tepelné zisky a tepelná zátěž [W]

30000 25000 20000

Q˙1 [W]

15000

Q˙sv [W]

10000

Q˙t [W] Q˙ok [W]

5000

Q˙or i [W] 0 -5000 5

7

9

11

13

15

17

19

Q˙S [W] Q˙M [W]

-10000

Q˙L [W]

-15000

Qic [W]

-20000

Q˙c [W]

-25000 -30000 -35000 -40000 -45000 -50000 -55000 -60000 -65000 -70000 -75000 -80000

Středoevropský čas [h]

Obr. 4.5 Tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem a její dílčí tepelné zisky 37

Tepelná zátěž vázaným teplem uvolněná do místnosti společenského sálu při odpařování z jídel @ A je vypočítána dosazením do vztahu (4.49). Do místnosti je dopravováno maximálně 100 jídel za hodinu (kA 1 h) viz kap. 4.1.3, přičemž z každého se může uvolnit 10 g páry (] A 10 g · h,/ ) viz lit. [3]. RA 100 · ] A · y-S · 10 · 2500 694 W kA 1 · 3600 kde RA je počet jídel dopravovaných v čase kA [–] kA doba uvolňování par z jídel [h] ] A hmotnostní tok páry z jednoho jídla dle lit. [3] @ A

(4.49)

4.5.2 Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při zimním provozu klimatizačního zařízení

Pro výpočet celkové tepelné zátěže vázaným teplem při zimním provozu klimatizačního zařízení @ _ jsou použity stejné vztahy (4.47) a (4.48) jako při výpočtu v letním provozu v kap. 4.5.1. Jediným rozdílem je hmotnostní tok páry produkovaný jedním sedícím odpočívajícím mužem ] NG , který se při zimním provozu vztahuje k místnosti s vnitřní teplotou vzduchu @ 20 °C. Pro teplotu vzduchu v místnosti 21 °C lit. [3] tento hmotnostní tok páry od jednoho sedícího odpočívajícího muže uvádí roven 33 g.h–1. Pro teplotu v místnosti @ 20 °C je předpokládán hmotnostní tok ] NG _ 30 g · h,/ . @ _ @ NG _ @ A 8333 694 9027 W kde @ _ je celková tepelná zátěž vázaným teplem při zimním provozu KZ [W] @ NG _ tepelná zátěž vázaným teplem z produkce par člověkem při zimním provozu KZ [W] 30 · 2500 8333 W 3600 kde je ] NG _ hmotnostní tok páry produkovaný jedním mužem sedícím, odpočívajícím v místnosti s teplotou vzduchu 20 °C dle lit. [3] [g.h-1] @ NG _ R/ · ] NG _ · y-S 400 ·

38

5. Psychrometrické výpočty Označení psychrometrický výpočet se ustálil pro graficko-výpočetní řešení dimenzování klimatizačních zařízení pomocí i-x diagramů. Velikost klimatizačního zařízení je určena psychrometrickým výpočtem letního provozu. Následně této velikosti je přizpůsoben zimní provoz. Při psychrometrických výpočtech jsou v běžné praxi uvažována tato zjednodušení [3]: • Používání následujících hodnot jako konstant a zanedbání jejich nepatrných změn závislých na změnách teploty a tlaku − Výparné teplo vody při 0 °C y-S 2500 kJ · kg ,/ − Měrná tepelná kapacita vody h] 4,2 kJ · kg ,/ · K ,/ − Měrná tepelná kapacita vzduchu hH 1,013 kJ · kg ,/ · K ,/ − Hustota standardního vzduchu ¡ 1,2 kg · m,S • Neuvažování ohřátí vzduchu ve ventilátoru a ztráty tepla v rozvodných potrubích • Zvlhčování vodou je zjednodušeně bráno jako izoentalpický děj • Zvlhčování parou jako izotermický děj

5.1 Letní provoz Na počátku výpočtu letního provozu klimatizačního zařízení je nutno znát parametry jednoznačně určující stav venkovního a vnitřního vzduchu (např. teplotu a relativní vlhkost), tepelnou zátěž klimatizovaného prostoru citelným @ a vázaným teplem @ a hmotnostní tok venkovního vzduchu . Tyto parametry byly přímo zadány nebo již byly vypočítány v předchozích kapitolách. Další parametry, měrné vlhkosti a entalpie ( , R , @ , R@ ), byly odečteny z i-x diagramu. Pro přesnější určení odečítaných hodnot byl použit software Vlhký vzduch 3.0 vyvinutý FSI VUT Brno [13]. Jednotlivé úpravy vzduchu jsou zakresleny v Mollierově psychrometrickém diagramu viz obr. 5.1, kde stav venkovního vzduchu je označen bodem j, stav vnitřního vzduchu bodem u.

Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet letního provozu

Stav venkovního vzduchu j 30 °C (zadáno) # 33,5 % (zadáno) ,/ ,/ 8,9788 g · kg >.'. 8,9788 · 10,S kg · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13]) ,/ ,/ R 53, 2507 kJ · kg >.'. 53 250,7 J · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13])

Stav vnitřního vzduchu u @ 26 °C (viz kap. 4.1.1) #@ 40 % (zvoleno) ,/ ,/ @ 8,4849 g · kg >.'. 8,4849 · 10,S kg · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13]) ,/ ,/ R@ 47,8858 kJ · kg >.'. 47 885,8 J · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13])

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem ² 70 545 W (viz kap. 4.3)

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru vázaným teplem @ 22 638 W (viz kap. 4.5) 39

Celkový objemový tok venkovního větracího vzduchu P 17 670 mS · h,/ 4,91 mS · s ,/ (viz kap. 3)

Výpočet 1.

2.

3.

4.

5.

Faktor citelného tepla klimatizovaného prostoru ´@ je vypočten dle vztahu (5.1) [2]. ² 70 545 ´@ 0,757 (5.1) 93 183 @ Kde je @ celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru dle vztahu (5.2) [W] @ @ @ 70 545 22 638 93 183 W

(5.2)

Byl zvolen pracovní rozdíl teplot ∆H 11 K. Pracovní rozdíl teplot je zvolen z dovoleného rozsahu daného pro předpokládaný typ vyústek. Pro vířivé vyústky, jejichž použití je uvažováno, může být rozdíl teploty vnitřního a přívodního vzduchu až 15 K. Z tohoto pracovního rozdílu teplot je následně vypočítána teplota přívodního vzduchu H dle vztahu (5.3). ∆H @ H µ H H @ ∆H 26 11 15 K

(5.3)

Stav přiváděného vzduchu g je stanoven průsečíkem izotermy vyjadřující jeho teplotu H 15 K a přímky procházející bodem u se směrnicí určenou přímkou vedenou pólem a faktorem citelného tepla klimatizovaného prostoru ´@ viz obr. 5.1. Hodnoty určujících stav přiváděného vzduchu jsou orientačně zvýrazněny v diagramu na obr. 5.1. Pro jejich přesnější odečet byl použit program Vzduch 3.0: − Teplota přiváděného vzduchu H 15 °C − Relativní vlhkost přiváděného vzduchu #H 65,78 % − Měrná vlhkost přiváděného vzduchu H 7,0593 g · kg ,/ >.'. ,/ ,/ 32 999,4 J · kg >.'. − Entalpie přiváděného vzduchu RH 32,9994 kJ · kg >.'. Hmotnostní tok přiváděného vzduchu H je vypočítán dle vztahu (5.4).

@ H · R@ RH $ ¶ H · R@ RH $ µ H @ 93 183 H 6,26 kg · s ,/ 22 536 kg · h,/ R@ RH 47 885,8 32 999,4 kde H je hmotnostní tok přiváděného vzduchu [kg.s–1]

(5.4)

Při výpočtech je použito praktické zjednodušení P · ¡, tedy hmotnostní tok suchého vzduchu je roven hmotnostnímu toku vzduchu . G 6,26 5,89 0,37 kg · s,/ kde G je hmotnostní tok směsi vzduchů dle (5.6) [kg.s–1]

Hmotnostní tok cirkulačního vzduchu je určen dle vzorce (5.5)

(5.5)

Ze zjednodušení uvažující pro tyto výpočty zanedbatelnou závislost hustoty vzduchu na teplotě plyne vztah (5.6), tedy rovnost hmotnostního toku přiváděného vzduchu H a hmotnostního toku směsi G . 40

G H 6,26 kg · s ,/

6.

7.

8.

(5.6)

Hmotnostní tok venkovního vzduchu byl přepočítán z objemového toku venkovního vzduchu P dle vztahu (5.7). P · ¡ 4,91 · 1,2 5,89 kg · s ,/ (5.7) Stav směsi cirkulačního a venkovního větracího vzduchu je určen průsečíkem izoentalpy směsi se směšovací úsečkou uj viz obr. 5.1. Entalpie směsi je vypočítána z bilance míšení dle rovnice (5.8). · R · R@ G · RG · R · R@ µ RG (5.8) G 5,89 · 53 250,7 0,37 · 47 885,8 ,/ RG 52 934 J · kg >.'. 6,26

Průsečík přímky SP a křivky nasycení # 1 určuje rosný bod chladiče . Rosnému bodu odpovídá povrchová teplota chladiče H·¸ . Hodnoty určující stav rosného bodu chladiče jsou orientačně zvýrazněny v diagramu na obr. 5.1. Pro jejich přesnější odečet byl použit program Vzduch 3.0: − Rosný bod chladiče H·¸ 5,8 °C ,/ − Měrná vlhkost vzduchu v rosném bodě chladiče H 5,7921 g · kg >.'. ,/ ,/ − Entalpie rosného bodu chladiče R¹ 22 kJ · kg >.'. 22 000 J · kg >.'. Chladicí výkon ·¸ je vypočítán dle vztahu (5.9).

·¸ H · RH RG $ 6,26 · 32 999,4 52 934 124 782 W

(5.9)

5.2 Zimní provoz

Na počátku výpočtu zimního provozu klimatizačního zařízení je nutno znát parametry určující stav venkovního a vnitřního vzduchu, tepelnou zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem @ , tepelnou zátěž klimatizovaného prostoru vázaným teplem @ , hmotnostní toky venkovního větracího vzduchu a vzduchu vstupujícího do klimatizačního zařízení / . Relativní vlhkost vnitřního vzduchu volíme #@ 50 %. Tepelné ztráty jsou pokryty teplovodním vytápěním. Klimatizační zařízení musí zajišťovat ohřev venkovního přiváděného vzduchu na teplotu vzduchu v místnosti. Tepelná zátěž klimatizovaného prostoru vázaným teplem je při zimním provozu klimatizačního zařízení @ 9027 W viz kap. 4.5.2. Klimatizační zařízení není vybaveno obtokem, tudíž hmotnostní tok vzduchu vstupujícího do zařízení / se rovná hmotnostnímu toku vzduchu přiváděnému do klimatizovaného prostoru H 6,26 kg · s ,/ 22 536 kg · h,/ .

Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet zimního provozu

Stav venkovního vzduchu j 12 °C (zadáno) # 75 % (předpokládáno) ,/ ,/ 1,0164 g · kg >.'. 1,0164 · 10,S kg · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13]) ,/ ,/ R 9,6005 kJ · kg >.'. 9600,5 J · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13]) 41

Stav vnitřního vzduchu u @ 20 °C (určeno z normy [7]) #@ 50 % (zvoleno) ,/ ,/ @ 7,3624 g · kg >.'. 7,3624 · 10,S kg · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13]) ,/ ,/ R@ 38,8836 kJ · kg >.'. 38 883,6 J · kg >.'. (odečteno pomocí softwaru [13])

Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem ² _ 0 W (KZ ohřívá vzduch na teplotu vnitřního vzduchu, nepokrývá tepelné ztráty) Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru vázaným teplem @ 9027 W (viz kap. 4.5)

Celkový hmotnostní tok venkovního větracího vzduchu 5,89 kg · s ,/ (viz kap. 5.1)

Hmotnostní tok vzduchu vstupující do klimatizačního zařízení / H G 6,26 kg · s ,/

Výpočet 1.

Nejprve je nutno venkovní vzduch předehřát z teploty 12 °C na teplotu 5 až 10 °C. Byl předpokládán předehřev na teplotu 10 °C. V i-x diagramu na obr. 5.2 je tento předehřev zakreslen pomocí spojnice stavu venkovního vzduchu E a stavu předehřátého vzduchu K. Odečet hodnot určující stav vzduchu po smíšení byl proveden pomocí programu Vzduch 3.0: − Teplota vzduchu na vstupu do zařízení 10 °C − Relativní vlhkost vzduchu na vstupu do zařízení # 13,28 % ,/ − Měrná vlhkost vzduchu na vstupu do zařízení 1,0164 g · kg >.'. ,/ − Entalpie vzduchu na vstupu do zařízení R 12,6606 kJ · kg >.'.

2.

Stav vzduchu na vstupu do zařízení , tj. stav po smíšení venkovního a oběhového vzduchu, je určen pomocí rovnice (5.10). · @ · / · G · @ · µ G (5.10) / 0,37 · 7,3624 · 10,S 5,89 · 1,0164 · 10,S ,/ G 1,3911 · 10,S kg · kg >.'. 6,26 Odečet hodnot určující stav vzduchu po smíšení byl proveden pomocí programu Vzduch 3.0: − Teplota vzduchu na vstupu do zařízení G 10,46 °C − Relativní vlhkost vzduchu na vstupu do zařízení #G 17,46 % ,/ − Entalpie vzduchu na vstupu do zařízení RG 14,209 kJ · kg >.'. 42

3.

4.

V klimatizačním zařízení je použito parní vlhčení. Vlhčení parou zjednodušujeme jako izotermický děj. V i-x diagramu je vlhčení zaznamenáno izotermou ze stavu vzduchu na vstupu do zařízení na stav vzduchu před ohřevem v ohřívači U viz obr. 5.2. Stav vzduchu před ohřevem je dán průsečíkem izotermy X a přímky konstantní měrné vlhkosti @ procházející bodem znázorňujícím stav vnitřního vzduchu u. Odečet hodnot určující stav vzduchu před ohřevem v ohřívači byl proveden pomocí i-x diagramu na obr. 5.2: − Teplota vzduchu na vstupu do zařízení N 10,46 °C − Relativní vlhkost vzduchu na vstupu do zařízení #N 92,35 % ,/ − Měrná vlhkost vzduchu na vstupu do zařízení N @ 7,3624 g · kg >.'. ,/ − Entalpie vzduchu na vstupu do zařízení RN 29,1189 kJ · kg >.'. Výkon předehřívače º¹ je určen ze vztahu (5.11). º¹ · R R 5,89 · 12 660,6 9 600,5 145 100 W

Výkon ohřívače »¸ je určen ze vztahu (5.12). »¸ H · R@ RN 6,26 · 38 883,6 29 118,9 61 127 W

Výkon parního zvlhčovače _ je vypočítán dle vztahu (5.13).

_ H · N G _ 6,26 · 7,3624 · 10,S 1,3911 · 10,S 0,0374 kg · s,/

Příkon zvlhčovače k vývinu páry ¼_ je vypočítán ze vztahu (5.14). ¼_ _ · y-S 0,0374 · 2500 · 10S 93 500 W

43

(5.11)

(5.12)

(5.13)

(5.14)

Obr. 5.1 Letní provoz klimatizačního zařízení

44

Obr. 5.2 Zimní provoz klimatizačního zařízení

45

6. Návrh a dimenzování klimatizačního a větracího systému Správný návrh rozmístění a dimenzování koncových prvků přivádějících vzduch do klimatizované místnosti významně ovlivňuje obrazy proudění, správné provětrání prostor a snížení teplotních rozdílu mezi jednotlivými částmi místnosti. U rozlehlých prostorů kulturních sálů a jiných společenských objektů není, z důvodu narušení těchto obrazů proudění, následného snížení provětrání a zvýšení teplotních rozdílů, možná regulace proměnlivým průtokem vzduchu koncovými jednotkami [1]. U kulturních objektů se zpravidla používají nízkotlaká centrální zařízení [1]. Při běžném provozu společenského zařízení většinou pro zvlhčování vzduchu stačí produkce vlhkosti lidmi [1]. Při zimním provozu, zejména při provětrání prostoru před příchodem lidí, může klesnout relativní vlhkost až na 20 % [1]. U prostor, kde toto snížení relativní vlhkosti nevadí, je možno navrhnout zařízení bez zvlhčování vzduchu [1]. V kulturních objektech, převážně v divadlech, je nejčastěji přiváděn vzduch spodem a odsáván pod stropem, což je výhodné pro odvod vzduchu, znehodnoceného produkcí tepla člověkem, ve směru konvektivních proudů [1]. U společenského sálu není stanoveno pevné umístění stolů a židlí. Proto byla zvolena varianta přívodu vzduchu vyústkami ve stropním podhledu a odvodu části vzduchu zpět do klimatizačního zařízení (čtyřhrannými vyústkami umístěnými ve stropním podhledu těsně u stěny) a části vzduchu přes místnosti pro účinkující a kuchyni. Při tomto řešení je velmi důležité zamezit zkratu, tedy nastavení a rozmístění vyústek, při kterém by hrozilo přímé odsávání části přiváděného vzduchu bez užitku.

6.1 Návrh a dimenzování vyústek V oblasti pobytu osob, ve výšce do 1,8 m od podlahy, nesmí rychlosti vzduchu překročit 0,2 m.s-1. Návrh a dimenzování vyústek bylo provedeno pomocí technického a výrobního katalogu výrobního sortimentu české firmy MANDÍK [15]. Pro přívod vzduchu do společenského sálu byl vybrán typ vyústí s vířivým výtokem vzduchu označen VVM. Pro odvod vzduchu byl vybrán typ čtyřhranných vyústí s označením SVM.

6.1.1 Přiváděcí vyústky Zadané veličiny pro návrh a dimenzování vyústek – Výška stropu WX 3,705 m (viz kap. 3.2) – Hmotnostní tok přiváděného vzduchu H 6,26 kg · s ,/ (viz kap. 5.1) – Požadovaná maximální teplota vzduchu v klimatizovaném prostoru @ 26 °C (viz kap. 4.1.1) – Pracovní rozdíl teplot ∆H 11 K (viz kap. 5.1)

Podmínky a požadavky – Zadaná podmínka rychlosti v pobytové zóně osob "¸/ ½ 0,2 m · s ,/.

46

Obr. 6.1 Schéma rozmístění přívodních vyústek a výpočtových bodů rychlostí [15] Postup výpočtu: 1. Počet přiváděcích vířivých vyústek byl zvolen s ohledem na rovnoměrné rozmístění po ploše stropu společenského sálu. Vzdálenost krajních vyústek od stěn byla volena s ohledem na nebezpečí zkratu ¾ 3 m. EH 44

Z rozměrů stropu společenského sálu, rovnoměrného rozmístění a zvoleného počtu vyústek vychází vzdálenosti mezi jednotlivými vyústkami V a ~. V 3,17 m ~ 3,8 m

Vodorovná a svislá vzdálenost od osy vyústky do pobytové zóny mezi vyústkami ¿/ je vypočtena dle vztahu (6.1). V 3,17 ¿/ W/

1,4 2,985 m (6.1) 2 2 kde W/ je výška podhledu nad pobytovou zónou [m]

Vodorovná a svislá vzdálenost od osy vyústky do pobytové zóny mezi vyústkami ¿je vypočtena dle vztahu (6.2). ~ ¿- W/ 3,8 1,4 3,3 m (6.2) 2

Vodorovná a svislá vzdálenost od osy vyústky do pobytové zóny měřená na stropu a stěně ¿S je vypočtena dle vztahu (6.3). ¿S ¾ W/ 3 1,4 4,4 m

(6.3)

47

W/ WXº 1,8 3,2 1,8 1,4 m kde WXº je výška stropního podhledu nad podlahou [m]

Výška podhledu nad pobytovou zónou je vypočítána ze vztahu (6.4). (6.4)

WXº WX Wº 3,705 0,505 3,2 m kde Wº je výška podhledu [m], která je zvolena Wº 0,505 m

Výška stropního podhledu nad podlahou je vypočítána ze vztahu (6.5).

2.

(6.5)

Objemový tok vzduchu přiváděného jednou vyústkou PH/ je vypočítán dle vztahu (6.6). PH 18 780 PH/ 426,8 mS · h,/ (6.6) EH

44 kde PH je objemový tok přiváděného vzduchu do společenského sálu [m3.h–1]

Objemový tok vzduchu přiváděného do společenského sálu PH je přepočítán z hmotnostního toku H dle vztahu (6.7). PH

3.

H 6,26 5,267 mS · s ,/ 18 780 mS · h,/ ¡ 1,2

(6.7)

Z firemního katalogu [15] je podle objemového toku navrhnut typ vířivé vyústky vhodné pro výšku stropu od 2,6 do 4 m VVM 600 C/V/P/24/R TPM 001/96 (C – čelní čtvercová deska, V – vodorovné připojení, P – přívod vzduchu, 24 – 24 lamel, R – regulační klapka). Schéma vyústky je uvedeno na obr. 6.2 a hlavní rozměry v tab. 6.1. Vyústky budou umístěny do podhledu.

Obr. 6.2 Schéma vyústky VVM 600 C/V/P/24/R TPM 001/96 [15] Tab. 6.1 Hlavní rozměry vyústky VVM 600 C/V/P/24/R TPM 001/96

4.

Počet lamel

Jmenovitý rozměr

CV

ØDV

ØBV

AV

HV1

24

600

598

248

559

600

350

Tlaková ztráta vyústky ∆m a hladina akustického výkonu vážená filtrem A ¿Àz při daném průtoku vzduchu vyústkou byly určeny z diagramu na obr. 6.3 z lit. [15]. ∆m 15 Pa ¿Àz 28 dB 48

Střední rychlost proudění vzduchu na stěně " Å Æ v pobytové zóně byla odečtena pro vzdálenost ¿S z diagramu na obr. 6.4 z lit. [15]. " Å Æ 0,14 m · s ,/

Pro vzduch proudící do pobytové zóny mezi vyústkami a na stěně ve vzdálenostech ¿/ , ¿- a ¿S byly odečteny teplotní koeficienty z grafu 6.4 z lit. [15]. ∆Æ/ 0,036 µ ∆Æ/ ∆H

kde ∆Æ/ je rozdíl teplot vzduchu v ose proudu v délce ¿/ a teplotou v místnosti [°C] ∆H pracovní rozdíl teplot (viz kap. 5.1) [°C] ∆Æ 0,032 ∆H ∆ÆS 0,024 ∆H

Z odečtených hodnot byly vypočítány rozdíly teplot vzduchu v ose proudu v délkách ¿/ , ¿- a ¿S a teplotou místnosti dle vztahů (6.8), (6.9) a (6.10). ∆Æ/ 0,036 · ∆H 0,036 · 11 0,396 °C ∆Æ- 0,032 · ∆H 0,032 · 11 0,352 °C ∆ÆS 0,024 · ∆H 0,024 · 11 0,264 °C

(6.8) (6.9) (6.10)

Obr. 6.4 Rychlost proudění vzduchu a teplotní rozdíl [15]

Obr. 6.3 Tlaková ztráta a hladina akustického výkonu [15]

Střední rychlost proudění vzduchu mezi dvěma vyústkami " Å ¸/ ve vzdálenosti W/ byla odečtena z diagramu na obr. 6.5 z lit. [15]. Diagram je vytvořen pro uspořádání vyústí jednořadé nebo víceřadé ~ Ç 4 m. Je předpokládáno, že pro vzdálenost mezi vyústkami ~ 3,8 m, bude skutečná rychlost " Å ¸/ mírně vyšší, ale nepřekročí zadanou podmínku rychlosti "¸/ ½ 0,2 m · s ,/ . " Å ¸/ 0,11 m · s ,/ 49

Obr. 6.5 Střední rychlost proudění " Å ¸/ [15]

Při použití navržené vyústky budou splněny zadané podmínky rychlosti proudění vzduchu v pobytové zóně a požadované teploty vzduchu. Vyústka VVM 600 C/V/P/24 TPM 001/96 splňuje požadavky. Pro přívod vzduchu do společenského sálu bude použito 44 vířivých vyústek.

6.1.2 Odváděcí vyústky Ze společenského sálu je část vzduchu odváděna přes přilehlé místnosti (103, 104, 105, 106 a 109) a část odváděcími vyústkami. Množství vzduchu odváděného přes místnosti PN je určen z množství přiváděného vzduchu poměrem odpovídající požadovanému množství větracího vzduchu pro tyto místnosti P (viz kap. 3). Výpočet byl proveden dle rovnice (6.11) Při předpokladu rovnotlaké klimatizace je tedy ze společenského sálu nutno přímo odvádět množství vzduchu PN /Q/ určené z množství přiváděného vzduchu PH sníženého o vzduch odvedený přes místnosti. Výpočet byl proveden dle rovnice (6.12). Množství vzduchu odváděného přes místnosti P 1670 PN · PH · 18 780 1774,9 mS · h,/ (6.11) 17 670 P _ Kde P je množství větracího vzduchu pro místnosti 103 až 106 a 109 [m3.h–1] (viz kap. 3) P _ množství venkovního větracího vzduchu procházejícího KZ [m3.h–1] (viz kap. 3) PH objemový tok vzduchu přiváděného do společenského sálu [m3.h–1] PN /Q/ PH PN 18 780 1774,9 17 005,1 mS · h,/

Množství vzduchu přímo odváděného ze společenského sálu

50

(6.12)

Vyústky pro odvod vzduchu přímo ze společenského sálu Postup výpočtu: 1. Počet odváděcích vyústek byl zvolen s ohledem na rovnoměrné odvádění vzduchu u stropu společenského sálu. Rozmístění jednotlivých vyústek je schematicky zobrazeno na obr. 6.10 – vyústky jsou umístěny v koncových bodech I’ až XX’.

2.

3.

EN 20

Objemový tok vzduchu odváděného jednou vyústkou PN/ je vypočítán dle vztahu (6.13). PN 17 005,1 PN/ /Q/ 850,26 mS · h,/ (6.13) 20 EN

È Efektivní plocha vyústky v pro výběr vyústky je vypočítána ze vztahu (6.14) z objemového toku vyústkou a požadované rychlosti proudění vzduchu touto efektivní plochou "v N . Rychlost proudění je zvolena "v N 3 m · s ,/ . È v

4.

PN/

"v op

850,26 3600 0,0787 m3

(6.14)

Podle vypočítané efektivní plochy je z katalogu firmy Mandík [15] vybrán typ čtyřhranné stěnové vyústky SVM PV 20 300×325/R1 TPM 016/01 (PV – pevné vodorovné lamely, 20 – rozteč lamel 20 mm, 200×425 – šířka a výška vyústky, R1 – regulace s protiběžnými listy). Pro doregulování ve vzduchotechnické síti jsou vyústky vybaveny regulací s protiběžnými listy. Vyústky budou umístěny ve sníženém podhledu. Hlavní rozměry jsou zakresleny na obr. 6.6 (Š – šířka vyústky, V – výška vyústky.

Obr. 6.6 Vyústka s pevnými vodorovnými lamelami o rozteči 20 mm (PV 20) [15]

Efektivní plocha vybrané vyústky je odečtena z tab. č.3 v lit. [15] v 0,0766 m- . 51

5.

6.

Skutečná rychlost proudění efektivním průřezem vyústky je vypočítána dle vztahu (6.15). 850,26 PN/ "v 3600 3,08 m · s ,/ (6.15) v 0,0766

Skutečna efektivní rychlost proudu vzduchu vstupující do vyústky "v je velmi blízká zvolené rychlosti "v N 3 m · s ,/ , vyústka vyhovuje.

Celková tlaková ztráta ∆m a hladina akustického výkonu vážená filtrem A ¿Àz jsou odečteny z grafu na obr. 6.7 z lit. [15]. Obě hodnoty jsou závislé na procentuálním nastavení průtoku vyústkou přivíráním regulačních protiběžných listů od 100 % průtoku až po 25 %. Odečtené hodnoty jsou uvedeny v rozsahu od plného otevření po čtvrtinové otevření regulace. ∆m 8,5 É 100 Pa ¿Àz 23 É 46 dB

Obr. 6.7 Celková tlaková ztráta a hladina akustického výkonu v závislosti na procentuálním otevření regulace [15]

Stěnové vyústky pro odvod vzduchu ze společenského sálu přes přilehlé místnosti Postup výpočtu: 1. Pro návrh stěnových vyústek pro odvod vzduchu ze společenského sálu přes přilehlé místnosti je použit obdobný postup výpočtu jako pro vyústky pro přímý odvod ze sálu viz výše. Vzduch odváděný ze společenského sálu pro větrání přilehlých místností bude odcházet stěnovými vyústkami nejlépe umístěnými nad dveřmi. Pro kuchyňku a přilehlé hygienické zázemí je objemový tok odváděného vzduchu PN vypočítán jako poměrná část vzduchu odváděného přes přilehlé místnosti dle vztahu 52

(6.16). Pro šatnu pro účinkující a přilehlé hygienické zázemí je potřebný objemový tok odváděného vzduchu PN [ vypočítán dle vztahu (6.17) Místnosti kuchyně: P 610 PN · PN · 1774,9 648,3 mS · h,/ (6.16) P 1670 kde P je množství větracího vzduchu pro místnosti 104 a 109 [m3.h–1] (viz kap. 3) P množství větracího vzduchu pro místnosti 103 až 106 a 109 [m3.h–1] (viz kap. 3) PN množství vzduchu odváděného přes místnosti 103 až 106 a 109 [m3.h–1]

Místnosti pro účinkující: PN PN P 1774,9 648,3 1126,6 mS · h,/ [

2.

3.

(6.17)

Pro odvádění vzduchu ze společenského sálu přes místnosti kuchyně předpokládáme použití jediné stěnové vyústky PN 648,3 mS · h,/. Pro odvádění vzduchu přes místnosti pro účinkující předpokládáme použití dvou mřížek EN 2. Objemový tok vzduchu odváděný jednou vyústkou vypočítáme ze vztahu (6.18). PN 1126,6 PN [/ [ 563,3 mS · h,/ (6.18) EN 2 kde PN [ množství vzduchu odváděného přes místnosti pro účinkující [m3.h–1] EN počet odváděcích mřížek [–]

Pro minimalizaci celkové tlakové ztráty je zvolena nízká rychlost proudění vzduchu stěnovou mřížkou "v N 1 m · s ,/ . Volba musí být provedena i s ohledem na případnou schopnost regulace proudění vyústkou viz obr. 6.9. Z volené rychlosti a objemového toku odváděného vzduchu jednou vyústkou jsou pomocí vztahu (6.14) vypočítány návrhové efektivní plochy vyústek pro odvádění vzduchu přes místnosti È È kuchyně v a místnosti pro účinkující v [/ . 648,3 P N È v 3600 0,18 m "v N 1 563,3 PN [/ È v [/ 3600 0,156 m"v N 1

Podle návrhových efektivních ploch vyústek jsou z katalogu výrobce vybrány vyústky [15]. Preferovány jsou vyústky o šířce blížící se šířce dveří. Pro odvod vzduchu přes místností kuchyně jsou zvoleny rozměry stěnové vyústky 1000×400 mm. Pro odvod vzduchu přes místnosti pro účinkující jsou zvoleny dvě stěnové vyústky o rozměrech 1000×350 mm. Místnosti kuchyně: Stěnová vyústka SVM PV 20 1000×225 R1 TPM 016/01 Místnosti pro účinkující: 2× Stěnová vyústka SVM PV 20 1000×200 R1 TPM 016/01

53

4.

5.

SVM PV 20 1000×225 R1 TPM 016/01µ v 0,179 mSVM PV 20 1000×200 R1 TPM 016/01µ v [/ 0,1586 m-

Efektivní plochy vybraných mřížek byly odečteny z tabulky č. 4 v lit. [15].

Skutečná rychlost proudění vzduchu efektivním průřezem stěnové vyústky pro místnosti kuchyně "v je vypočítána dle vztahu (6.19). "v

648,3 PN 3600 1,006 m · s,/ v 0,179

"v [

563,3 PN [/ 3600 0,987 m · s,/ v [/ 0,1586

(6.19)

Skutečná rychlost proudění vzduchu efektivním průřezem stěnové vyústky pro místnosti pro účinkující "v [ je vypočítána dle vztahu (6.20)

6.

(6.20)

Celková tlaková ztráta stěnové vyústky je závislá na efektivní rychlosti proudění viz obr. 6.9 z lit. [15]. Obě skutečné efektivní rychlosti proudění vzduchu mřížkami vychází malé a téměř totožné, z čehož plyne předpoklad stejné tlakové ztráty všech odváděcích stěnových vyústek. Z obr. 6.9 plyne minimální tlaková ztráta obou mřížek ∆m ¶ ∆m [ 0 Pa, navržené stěnové vyústky vyhovují.

Obr. 6.9 Celková tlaková ztráta mřížky ∆m v závislosti na efektivní rychlosti proudění [15] Z obr. 6.9 dále vyplývá schopnost regulace tlakové ztráty do 10 Pa při 25 % otevření stěnové vyústky. Navržené vyústky pro přívod vzduchu z klimatizačního zařízení do společenského sálu jsou uvedeny v tab. 6.2. Navržené vyústky pro odvod vzduchu ze společenského sálu zpět do klimatizačního zařízení a vyústky pro odvod přes přilehlé místnosti do venkovního prostředí jsou uvedeny v tab. 6.2. Všechny navržené typy vyústek vyhovují zadání.

54

Tab. 6.2 Navržené vyústky pro společenský sál (101) ks Typ prvku Výrobce Označení výrobku 44

Vířivá vyústka

Mandík VVM 600 C/V/P/24/R TPM 001/96

Přímo

20

Stěnová vyústka

Mandík SVM PV 20 300×325/R1 TPM 016/01

Místnostmi kuchyně

1

Stěnová vyústka

Mandík SVM PV 20 1000×225 R1 TPM 016/01

Místnostmi pro účinkující

2

Stěnová vyústka

Mandík SVM PV 20 1000×200 R1 TPM 016/01

Odvod

Přívod

6.2 Návrh potrubní sítě Vzduchotechnická potrubní síť je tvořena potrubím, dále vyústkami, regulačními, protipožárními, uzavíracími klapkami, čistícími otvory, žaluziemi, regulátory průtoku, spoji, závěsy, izolacemi apod. Účelem sítě je přívod vzduchu z klimatizačního zařízení a odvod znečištěného vzduchu. Správnost návrhu a následná realizace vzduchotechnické sítě jsou velmi důležité pro správnou funkčnost, kvalitu, investiční a zejména provozní náročnost celého větracího a klimatizačního systému. Provozní náklady systému jsou závislé na tlakové ztrátě potrubí. [1][2] Vzduchovody jsou nejčastěji konstruovány z tenkého pozinkovaného ocelového plechu, dále mohou být z hliníkového plechu, eternitu, novoduru, polyetylénových či silonových folií nebo textilií. Vzduchovody bývají čtyřhranného nebo kruhového průřezu. Pro lepší umístění do stavby se u nás spíše používají vzduchovody čtyřhranného průřezu. Poměr šířky čtyřhranného vzduchovodu k jeho výšce by neměl přesahovat hodnotu 4. Výhodami kruhových vzduchovodů jsou menší spotřeba materiálu, menší tlakové ztráty a menší hlučnost [11].

6.2.1 Projekční návrh sítě vzduchovodů Projekční návrh sítě vzduchovodů zahrnuje: – Volbu typu vzduchovodu – kruhový nebo čtyřhranný – Návrh vedení tras jednotlivých větví, jež vychází z umístění vyústek s ohledem na konstrukční řešení budovy – Dimenzování úseků – stanovení rozměrů a tlakových ztrát – Stanovení dopravního tlaku ventilátoru – Návrh tepelné izolace – Návrh tlumičů hluku Pro budovu společenského sálu je zvolen čtyřhranný vzduchovod z pozinkovaného plechu se standardní drsností Ê 0,15 mm. Návrh vedení jednotlivých větví je zobrazen na obr. 6.10. Na obrázku je přívodní potrubí naznačeno modrou barvou a předpokládaná magistrála barvou zelenou (viz níže). Přívodní potrubí vychází z klimatizačního zařízení (úsek 35), svisle prochází stropem budovy a je rozděleno do dvou směrů (rozdělení je na obr. 6.10 označeno bodem M). Myšlená rovina, kolmá k podlaze, vedená bodem M podélně budovou tvoří pomyslnou osu symetrie vzduchotechnické sítě přívodního potrubí. Díky této symetrii lze zjednodušit výpočet a dimenzovat pouze úseky v jedné části, druhá část bude stejná. Odváděcí potrubí 55

je na obrázku znázorněno oranžovou barvou a předpokládaná magistrála barvou červenou. Odváděcí potrubí tvoří dvě větve, jež se spojují v bodě J’ do jednoho potrubí. Toto potrubí dále prochází stropem na střechu budovy, kde je napojeno do klimatizační jednotky. Výpočet vzduchotechnických potrubí spočívá v provedení aerodynamického výpočtu. V potrubí jsou velmi malé tlaky, proto není potřeba provádět pevnostní výpočet. Cílem aerodynamického výpočtu je stanovení rozměrů jednotlivých úseků potrubní sítě tak, aby při dané trase potrubí procházely koncovými místy požadované objemové toky. Pro výpočet byla zvolena metoda celkových tlaků. Výchozí aerodynamickou podmínkou proudění vzduchu v síti je rovnost tlakových ztrát větví příslušných jednotlivým uzlům sítě. Dle této podmínky jsou vytvořeny příslušné vztahy popisující požadované rovnosti tlakových ztrát větví příslušných jednotlivým uzlům. Příkladem jsou vztahy pro uzel B. V místě připojení bočních větví 4 a 5 musí pro tlakové ztráty těchto větví ∆m_` a ∆m_^ platit rovnice (6.21) a (6.22). Pro ostatní uzly jsou vztahy vytvořeny obdobně. ∆m_` ∆m_/ ∆m_S ∆m_^ ∆m_/ ∆m_S

(6.21) (6.22)

∆m_` ½ ∆m_/ ∆m_S ∆m_^ ½ ∆m_/ ∆m_S

(6.23) (6.24)

Při praktických výpočtech je rovnost těžko dosažitelná, proto je dovoleno, aby tlaková ztráta bočních větví byla menší nebo rovna dle rovnic (6.23) a (6.24).

Rovnosti je dosaženo při doregulování vzduchovodu. Při menších rozdílech příslušných tlakových ztrát je doregulování možno provést pomocí distribučních prvků, při větších rozdílech vložením regulační armatury do bočních větví. Výpočet vzduchovodů metodou celkových tlaků 1. Navržená potrubní síť je rozdělena na jednotlivé úseky dle obr. 6.10. Sací i výtlačná potrubní sítě jsou počítány každá samostatně. Úseky přívodního potrubí jsou označeny arabskými číslicemi 1 až 69, koncové body jsou označeny římskými číslicemi I až XXXXIV a uzly sítě jsou označeny velkými písmeny A až Y. Úseky odváděcího potrubí jsou v obr. 6.10 označeny arabskými číslicemi 70 až 90, koncové body jsou označeny římskými číslicemi s apostrofem I’ až XX’ a uzly sítě jsou značeny velkými písmeny s apostrofem A’ až S’. 2.

3. 4.

Na základě předběžného výpočtu jsou stanoveny hlavní větve sítě tzv. magistrály. Magistrála je definována jako souhrn na sebe navazujících úseků, z nichž jeden je připojen na ventilátor a druhý na výtlak nebo na sací potrubí, přičemž tato kombinace má největší tlakovou ztrátu. Hlavní větve sítě jsou barevně vyznačeny na obr. 6.10.

Pro jednotlivé úseky jsou stanoveny jejich délky y@ a uvedeny v tab. 6.4 a 6.5.

Dle požadovaných objemových toků jednotlivými koncovými body jsou stanoveny průtoky vzduchu jednotlivými úseky sítě a uvedeny v tab. 6.3 a 6.4. V každém z koncových bodů přiváděcího potrubí je objemový tok vzduchu dán požadovaným objemovým tokem vzduchu do příslušného distribučního prvku PH/ 426,8 mS · h,/ , v každém z koncových bodů odváděcího potrubí PN/ 850,26 mS · h,/ .

56

57

Obr. 6.10 Návrh vedení jednotlivých větví vzduchovodu

3. -1

[m h ]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

426,82 426,82 853,64 426,82 426,82 1707,27 426,82 426,82 2560,91 426,82 426,82 3414,55 426,82 426,82 4268,18 426,82 426,82

3. -1

[m]

0,12 0,12 0,24 0,12 0,12 0,47 0,12 0,12 0,71 0,12 0,12 0,95 0,12 0,12 1,19 0,12 0,12

1,54 1,54 3,17 1,54 1,54 3,17 1,54 1,54 3,17 1,54 1,54 3,17 1,54 1,54 3,17 1,54 1,54

[m s ]

. -1

[m s ]

3 3 3,8 3 3 3,8 3 3 4,3 3 3 4,5 3 3 4,8 3 3

2

Ztráty vyústky

Celkové tlakové ztráty

Místní ztráty

Průměr

Součinitel místních odporů

Výška

Ztráty třením

Šířka

Tlakový spád

Průřez

Ekvivalentní průměr potrubí

Rychlost

Rychlost proudění

Délka úseku

Skutečná plocha potrubí

Objemový tok

Úsek

Tab. 6.4 Dimenze, rychlosti proudění a tlakové ztráty v jednotlivých úsecích přiváděcího vzduchovodu klimatizačního zařízení Návrh Rozměry potrubí

∆

∑ζ

∆

∆

∆

2

[m ]

[mm]

[mm]

[mm]

[m ]

0,0395 0,0395 0,0624 0,0395 0,0395 0,1248 0,0395 0,0395 0,1654 0,0395 0,0395 0,2108 0,0395 0,0395 0,2470 0,0395 0,0395

– – 250 – – 315 – – 400 – – 500 – – 560 – –

– – 250 – – 355 – – 400 – – 400 – – 400 – –

200 200 – 200 200 – 200 200 – 200 200 – 200 200 – 200 200

0,0314 0,0314 0,0625 0,0314 0,0314 0,1118 0,0314 0,0314 0,1600 0,0314 0,0314 0,2000 0,0314 0,0314 0,2240 0,0314 0,0314

. -1

[m]

.

3,77 3,77 3,79 3,77 3,77 4,24 3,77 3,77 4,45 3,77 3,77 4,74 3,77 3,77 5,29 3,77 3,77

0,200 0,200 0,250 0,200 0,200 0,334 0,200 0,200 0,400 0,200 0,200 0,444 0,200 0,200 0,467 0,200 0,200

[m s ]

-1

[Pa m ]

1,07 1,07 0,82 1,07 1,07 0,71 1,07 1,07 0,62 1,07 1,07 0,61 1,07 1,07 0,71 1,07 1,07

[Pa]

[–]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

0,000 0,000 1,725 2,250 2,250 0,150 2,350 2,350 0,080 2,500 2,500 0,065 2,950 2,950 0,026 3,100 3,100

0,00 0,00 7,45 9,61 9,61 0,81 10,04 10,04 0,47 10,68 10,68 0,44 12,60 12,60 0,22 13,25 13,25

15 15 – 15 15 – 15 15 – 15 15 – 15 15 – 15 15

16,65 16,65 10,06 26,27 26,27 3,06 26,69 26,69 2,44 27,33 27,33 2,38 29,26 29,26 2,47 29,90 29,90

1,65 1,65 2,61 1,65 1,65 2,25 1,65 1,65 1,96 1,65 1,65 1,95 1,65 1,65 2,25 1,65 1,65

[m h ]

5121,82 4268,18 426,82 426,82 3414,55 426,82 426,82 2560,91 426,82 426,82 1707,27 426,82 426,82 853,64 426,82 426,82 9390,00 18780,00

3. -1

[m s ]

[m]

1,42 1,585 1,19 3,17 0,12 1,54 0,12 1,54 0,95 3,17 0,12 1,54 0,12 1,54 0,71 3,17 0,12 1,54 0,12 1,54 0,47 3,17 0,12 1,54 0,12 1,54 0,24 3,17 0,12 1,54 0,12 1,54 2,61 3,8 5,22 4,5

. -1

[m s ]

5,3 4,8 3 3 4,5 3 3 4,3 3 3 3,8 3 3 3,8 3 3 5,7 5,7

2

[m ]

Místní ztráty

Ztráty vyústky



Průměr

Ztráty třením

Výška

Tlakový spád

Šířka


Průřez

Rychlost proudění

Rychlost


Délka úseku

Rozměry potrubí

3. -1

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Návrh

Objemový tok

Úsek

Tab. 6.4 (pokračování)

∆

∑ζ

∆

∆

∆

2

[mm]

[mm]

[mm]

[m ]

0,2684 630 0,2470 560 0,0395 – 0,0395 – 0,2108 500 0,0395 – 0,0395 – 0,1654 400 0,0395 – 0,0395 – 0,1248 315 0,0395 – 0,0395 – 0,0624 250 0,0395 – 0,0395 – 0,4576 1120 0,9152 1120

400 400 – – 400 – – 400 – – 355 – – 250 – – 400 800

– – 200 200 – 200 200 – 200 200 – 200 200 – 200 200

0,2520 0,2240 0,0314 0,0314 0,2000 0,0314 0,0314 0,1600 0,0314 0,0314 0,1118 0,0314 0,0314 0,0625 0,0314 0,0314 0,4480 0,8960

. -1

[m]

.

5,65 5,29 3,77 3,77 4,74 3,77 3,77 4,45 3,77 3,77 4,24 3,77 3,77 3,79 3,77 3,77 5,82 5,82

0,489 0,467 0,200 0,200 0,444 0,200 0,200 0,400 0,200 0,200 0,334 0,200 0,200 0,250 0,200 0,200 0,589 0,933

[m s ]

-1

[Pa m ]

0,76 0,71 1,07 1,07 0,61 1,07 1,07 0,62 1,07 1,07 0,71 1,07 1,07 0,82 1,07 1,07 0,64 0,36

[Pa]

[–]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

1,430 1,553 2,950 2,950 0,065 2,500 2,500 0,080 2,350 2,350 0,150 2,250 2,250 1,725 0,000 0,000 1,340 1,944

13,67 13,05 12,60 12,60 0,44 10,68 10,68 0,47 10,04 10,04 0,81 9,61 9,61 7,45 0,00 0,00 13,63 19,77

– – 15 15 – 15 15 – 15 15 – 15 15 – 15 15 – –

14,87 14,25 29,26 29,26 2,38 27,33 27,33 2,44 26,69 26,69 3,06 26,27 26,27 10,06 16,65 16,65 16,04 21,39

1,20 1,20 1,65 1,65 1,95 1,65 1,65 1,96 1,65 1,65 2,25 1,65 1,65 2,61 1,65 1,65 2,42 1,62

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

850,26 1700,51 2550,77 3401,02 4251,28 5101,53 5951,79 6802,04 7652,30 8502,55 17005,10 8502,55 7652,30 6802,04 5951,79 5101,53 4251,28 3401,02

0,24 3,17 0,47 3,17 0,71 3,17 0,94 3,17 1,18 3,17 1,42 8,89 1,65 3,80 1,89 3,80 2,13 8,89 2,36 1,59 4,72 17,30 2,36 1,59 2,13 3,17 1,89 3,17 1,65 3,17 1,42 3,17 1,18 3,17 0,94 3,17

Rychlost proudění


Tlakový spád

[m ]

[mm]

[mm]

[m ]

3 3,15 3,35 3,55 3,75 4,16 4,5 4,6 4,73 4,75 5,27 4,75 4,73 4,6 4,5 4,16 3,75 3,55

0,0787 0,1500 0,2115 0,2661 0,3149 0,3406 0,3674 0,4108 0,4494 0,4972 0,8963 0,4972 0,4494 0,4108 0,3674 0,3406 0,3149 0,2661

315 355 500 630 710 800 900 1000 1120 1120 1120 1120 1120 1000 900 800 710 630

225 400 400 400 400 400 400 400 400 400 800 400 400 400 400 400 400 400

0,0709 0,1420 0,2000 0,2520 0,2840 0,3200 0,3600 0,4000 0,4480 0,4480 0,8960 0,4480 0,4480 0,4000 0,3600 0,3200 0,2840 0,2520

[m s ]

2

. -1

[m]

.

3,33 3,33 3,54 3,75 4,16 4,43 4,59 4,72 4,74 5,27 5,27 5,27 4,74 4,72 4,59 4,43 4,16 3,75

0,263 0,376 0,444 0,489 0,512 0,533 0,554 0,571 0,589 0,589 0,933 0,589 0,589 0,571 0,554 0,533 0,512 0,489

[m s ]

-1

[Pa m ]

0,61 0,39 0,36 0,35 0,40 0,43 0,44 0,45 0,43 0,53 0,30 0,53 0,43 0,45 0,44 0,43 0,40 0,35



Výška

2

Ztráty vyústky

[m]

. -1

Místní ztráty

[m s ]


[m h ]

3. -1

Ztráty třením

3. -1

Šířka

Průřez

Délka úseku

Rychlost

Objemový tok

Úsek

Tab. 6.5 Dimenze, rychlosti proudění a tlakové ztráty v jednotlivých úsecích odváděcího vzduchovodu klimatizačního zařízení Rozměry Návrh potrubí

∆

∑ζ

∆

∆

∆

[Pa]

[–]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

1,92 1,23 1,13 1,11 1,28 3,83 1,67 1,70 3,85 0,84 5,18 0,84 1,37 1,42 1,40 1,37 1,28 1,11

2,000 6,66 8,50 – 0,129 0,43 – 0,054 0,20 – 0,029 0,12 – 0,229 1,19 – 0,229 1,35 – 0,020 0,12 – 0,020 0,13 – 0,020 0,13 – 0,009 0,08 – 2,791 23,27 0,009 0,08 – 0,020 0,13 – 0,020 0,13 – 0,020 0,12 – 0,229 1,35 – 0,229 1,19 – 0,029 0,12 –

17,09 1,66 1,33 1,24 2,47 5,18 1,80 1,83 3,99 0,91 28,45 0,91 1,51 1,55 1,52 2,72 2,47 1,24

Objemový tok

Délka úseku

Rychlost

Průřez

Šířka

Výška


Rychlost proudění


Tlakový spád

Ztráty třením


Místní ztráty

Ztráty vyústky


Úsek

Tab. 6.5 (pokračování)

∆

∑ζ

∆

∆

∆

[m]

[m.s-1]

[m2]

[mm]

[mm]

[m2]

[m.s-1]

[m]

[Pa.m-1]

[Pa]

[–]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

500 355 315

400 400 225

0,2000 0,1420 0,0709

[m3.h-1]

88 89 90

2550,77 1700,51 850,26

[m3.s-1]

0,71 0,47 0,24

3,17 3,17 3,17

Návrh

3,35 0,2115 3,15 0,1500 3 0,0787

Rozměry potrubí

3,54 0,444 3,33 0,376 3,33 0,263

0,36 0,39 0,61

1,13 0,054 1,23 0,129 1,92 2,000

0,20 – 0,43 – 6,66 8,50

Tab. 6.8 Rozdíl celkových tlakových ztrát v jednotlivých uzlech magistrály odváděcího potrubí Uzel A´ B´ C´ D´ E´ F´ G´ H´ I´ J´

Regulovaný koncový bod

Příslušná část magistrály

II´ I´+70 III´ I´+70+71 IV´ I´+70+71+72 V´ I´+70+71+72+73 VI´ I´+70+71+72+73+74 VII´ I´+70+71+72+73+74+75 VIII´ I´+70+71+72+73+74+75+76 IX´ I´+70+71+72+73+74+75+76+77 X´ I´+70+71+72+73+74+75+76+77+78 70+71+72+73+74+75+76+77+78+79 90+89+88+87+86+85+84+83+82+81

Rozdíl celkových tlakových ztrát [Pa] 3,50 5,11 6,48 7,41 10,14 13,04 14,61 16,33 17,16 5,50

1,33 1,66 17,09

5.

Je zvolena rychlost proudění v koncovém bodě hlavní větve sítě "@È a stanovena návrhová plocha průřezu vzduchovodu @È dle rovnice (6.25), podle níž jsou zvoleny rozměry vzduchovodu eH , fH (případně H pro flexi potrubí) o ploše průřezu @ nejbližší nižší. Rozměry vzduchovodu jsou vybírány z řady jmenovitých rozměrů. Hodnoty "@È , @È , eH , fH , H a @ jsou uvedeny v tab. 6.3 a 6.4. P@ "@È Kde @È je návrhový průřez vzduchovodu úseku i [m2] P@ objemový tok vzduchu proudící úsekem i [m3.s-1] "@È navrhovaná rychlost proudění vzduchu vzduchovodem i [m.s-1]

@È

(6.25)

Pro volbu rychlosti proudění v úseku a v následujících úsecích je nutno respektovat pravidlo vzrůstající rychlosti směrem k ventilátoru dle rovnice (6.26) Rychlost v žádném úseku potrubí nesmí překročit maximální rychlosti doporučené s ohledem na účel zařízení, polohu úseku v síti a na přípustnou hlučnost v lit. [1]. V přívodním potrubí za ventilátorem rychlost vzduchu nesmí překročit 11 m.s–1, v hlavních stupačkách 8 m.s–1 odbočkách v rozvodu v podlaží 6,5 m.s–1 a v odváděcím potrubí 5,5 m.s–1. "@Ë/ Ç1 (6.26) "@ Kde "@ rychlost proudění vzduchu v úseku i [m.s-1] "@Ë/ rychlost proudění vzduchu následujícím úseku i+1 [m.s-1]

6.

Skutečná rychlost proudění vzduchu "@ úsekem i o zvoleném průřezu @ je vypočítaná dle vztahu (6.27) a uvedena v tab. 6.3 a 6.4. P@ "@ (6.27) @ kde "@ skutečná rychlost proudění vzduchu úsekem i [m3.s-1] @ plocha průřezu zvoleného úseku potrubí i [m2]

Tlaková ztráta úseku je rovna součtu tlakové ztráty třením (délkové) ∆mY a tlakové ztráty místními odpory ∆m dle rovnice (6.28) a je uvedena v tab. 6.3 a 6.4. ∆m_ ∆mY ∆m kde ∆m_ tlaková ztráta úseku [Pa] ∆mY tlaková ztráta úseku třením [Pa] ∆m tlaková ztráta úseku místními odpory [Pa]

(6.28)

Pro určení tlakové ztráty třením ∆mY je nutno nejprve stanovit tlakový spád dle rovnice (6.29). Tlakový spád je uveden v tab. 6.3 a 6.4. ,/,-S^ 0,01218 · "@/,dc^ · ] (6.29) . -1 kde tlakový spád [Pa m ] ] ekvivalentní průměr potrubí [m2]

Ekvivalentní průměr potrubí ] (hydraulický průměr čtyřhranného potrubí) dosazený do rovnice (6.29) byl vypočítán dle rovnice (6.30) a je uveden v tab. 6.3 a 6.4. 62

2 · eH · fH eH fH kde ] ekvivalentní průměr potrubí [m2] eH , fH šířka a výška potrubí v daném úseku [m2] ]

(6.30)

Tlaková ztráta třením ∆mY je vypočítána dle rovnice (6.31) a uvedena v tab. 6.3 a 6.4. ∆mY · y@ (6.31) kde y@ délka úseku i [m]

Tlaková ztráta místními odpory ∆m je vypočítána dle vztahu (6.32) a uvedena v tab. 6.3 a 6.4. Místní odpory vznikají v obloucích, kolenech, při rozdělení či spojení proudu, v odbočkách aj. Součinitelé místních odporů jsou vyhledávány z tabulek v lit. [10]. 1 ∆m · ¡ · "@- · B ζ (6.32) 2 . –3 kde ¡ hustota standardního vzduchu [kg m ] ∑ ζ součet součinitelů místních odporů pro daný úsek [–]

Do úseku 35 přívodního vzduchovodu a úseku 80 v odváděcím vzduchovodu je nutno zabudovat protipožární klapky. Protipožární klapky jsou části vzduchovodu zabraňující šíření kouře a požáru mezi požárními úseky. Klapky jsou uzavřeny po přetavení tavné pojistky, ke kterému dojde po překročení 73 °C. Protipožární klapky jsou vybrány od výrobce Mandík: 2× POŽÁRNÍ KLAPKA PKTM – 90/CZ 1120×800 TPM 018/01 .40. Požární klapky budou zabudovány ve stropní konstrukci. Součinitel místních odporů vybraného typu požární klapky je určen z tab. č.5 z lit. [12] ζ 0,179. Celkové tlakové ztráty hlavních větví jsou stanoveny součtem celkových tlakových ztrát úseků, z nichž jsou magistrály sestaveny, a jsou uvedeny v tab. 6.5. Tab. 6.5 Tlakové ztráty hlavních větví Úseky Potrubí R Přívodní 1+3+6+9+12+15+18+34+35 Odváděcí 70+71+72+73+74+75+76+77+78+79+80

∆m_ 89,37 63,95

Celková tlaková ztráta

Pro stanovení dopravního tlaku přívodního ventilátoru je třeba znát nejenom tlakovou ztrátu magistrály přívodního potrubí, ale i tlakové ztráty vzniklé v jednotlivých komorách a částech klimatizačního zařízení, jimiž je vzduch přiváděn. Pro stanovení dopravního tlaku odváděcího ventilátoru jsou podmínky obdobné jako pro přívod. Návrh klimatizačního zařízení, tlakové ztráty jednotlivých komponentů a návrh ventilátoru budou uvedeny v kap. 6.3.

6.2.2 Zaregulování sítě vzduchovodů Schopnost zaregulování přiváděcího i odváděcího potrubí je, u dobře navržené sítě, primárně dána schopností regulace koncových prvků. V případě překročení maximálního rozdílu mezi tlakovými ztrátami příslušných větví uzlu přes míru, kterou regulace v distribučních prvcích není schopna regulovat, je třeba navrhnout regulační prvek. Rozdíly mezi celkovými tlakovými ztrátami v uzlech jsou určeny z rovnic 63

vycházejících z aerodynamické podmínky. Pro magistrálu přívodního potrubí jsou uvedeny v tab. 6.6. Tab. 6.6 Rozdíly celkových tlakových ztrát magistrály přívodního potrubí Rozdíl celkových Regulovaná větev Příslušná část magistrály Uzel tlakových ztrát [Pa] A 2 1 0,00 B 4 1+3 0,44 C 7 1+3+6 3,07 D 10 1+3+6+9 4,87 E 13 1+3+6+9+12 5,33 F 16 1+3+6+9+12+15 7,16 G 32+31+28+25+22+19 1+3+6+9+12+15+18 3,09 M 37+39+42+45+48+51+54+36 1+3+6+9+12+15+18+34 0,00 Uzly A až G a M náleží magistrále. Tlakové ztráty v uzlech A až F budou zaregulovány pomocí vířivých vyústek s regulační klapkou, jež jsou umístěny v koncových bodech I až XII na schématu obr. 6.10. Pro zaregulování uzlu G je nutno kompenzovat tlakovou ztrátu vedlejší větve. Největší tlakovou ztrátu vedlejší větve mají úseky 32, 31, 28, 25, 22 a 19 viz obr. 6.10. Porovnáním tlakové ztráty části magistrály po uzel G s tlakovou ztrátou vedlejší větve je zjištěn jejich rozdíl ∆m 3,09 Pa, jenž je možný zaregulovat pomocí regulace ve vířivé vyústce v koncovém bodě XXI umístěném na konci trasy úseků vedlejší větve s největší tlakovou ztrátou. Vyústka v koncovém bodě XXII musí být zaregulována stejně jako vyústka XXI. Po nastavení tlakové ztráty vyústek v koncových bodech XXI a XXII na hodnotu ∆m ÌÌÍ , jež je vypočítána dle vztahu (6.33) přičtením rozdílu mezi hlavní a regulovanou vedlejší větví vzduchovodu ∆m k tlakové ztrátě neregulované vyústky ∆m 15 Pa, je možno zaregulovat zbývající úseky vedlejší větve. ∆m ÌÌÍ ∆m ∆m 15 3,09 18,09 Pa (6.33) kde ∆m ÌÌÍ celková tlaková ztráta vyústky XXI po zaregulování [Pa] ∆m celková tlaková ztráta vyústky XXI [Pa] ∆m rozdíl celkových tlakových ztrát, jež je potřeba zaregulovat na vyústce [Pa]

Regulace zbývajících úseků vedlejší větve (20, 21, 23, 24, 26, 27, 29 a 30) je provedeno obdobně jako regulace jednotlivých větví ústících do bodů A až F viz tab. 6.7. Tab. 6.7 Rozdíl celkových tlakových ztrát vedlejší přívodní větve po zaregulování uzlu G Rozdíl celkových Uzel Regulovaná větev Příslušná část magistrály tlakových ztrát [Pa] L 33 32 0,00 K 29 32+31 3,53 J 26 32+31+28 6,16 I 23 32+31+28+25 7,96 H 20 32+31+28+25+22 8,42 Regulace symetrické části přívodního potrubí úseků 36 až 69, uzlů N až Y a koncových boů XXIII až XXXXIV je provedena stejně jako první část.

64

Zaregulování uzlů A’ až I’ hlavní větve odváděcího potrubí je provedeno pomocí vyústek v koncových bodech II’ až X’. Rozdíl celkových tlakových ztrát v jednotlivých uzlech magistrály odváděcího potrubí je uveden v tab. 6.8. Pro zaregulování vedlejší větve odváděcího potrubí je potřeba pomocí vyústky v koncovém bodě XX’ zvýšit tlakovou ztrátu této větve o rozdíl celkových tlakových ztrát proti celkové tlakové ztrátě magistrály odváděcího potrubí. Tento rozdíl vztažený k uzlu J’ činí 5,5 Pa viz tab. 6.8. Celková tlaková ztráta čtyřhranné vyústky je ∆m 15 Pa viz kap. 6.1.2. Celková ztráta vyústky v koncovém bodě XX’ po zaregulování je tedy určena obdobně jako pro vyústku v koncovém bodě XXI přiváděcího potrubí dle vztahu (6.33) ∆m ÌÌÈ 7,5 5,5 13 Pa. Po nastavení této tlakové ztráty jsou dopočítány rozdíly celkových tlakových ztrát v uzlech K’ až S’ vedlejší větve odváděcího potrubí viz tab. 6.9. Tyto rozdíly budou regulovány pomocí vyústek v koncových bodech XI’ až XIX’. Tab. 6.9 Rozdíl celkových tlakových ztrát vedlejší odváděcí větve po zaregulování uzlu J’ Regulovaný Rozdíl celkových Uzel Příslušná část magistrály koncový bod tlakových ztrát [Pa] XIX´ XX´+90 9,00 S´ XVIII´ XX´+90+89 10,61 R´ XVII´ XX´+90+89+88 11,98 Q´ XVI´ XX´+90+89+88+87 12,91 P´ XV´ XX´+90+89+88+87+86 15,64 O´ XIV´ XX´+90+89+88+87+86+85 18,54 N´ XIII´ XX´+90+89+88+87+86+85+84 20,11 M´ XII´ XX´+90+89+88+87+86+85+84+83 21,83 L´ XI´ XX´+90+89+88+87+86+85+84+83+82 22,66 K´ Předchozí výpočty dokazují, že navržená vzduchotechnická síť je zaregulovatelná pomocí regulace ve vyústkách. Maximální rozdíl celkových tlakových ztrát je potřeba zaregulovat v uzlu K’ odváděcího potrubí. Po zaregulování vyústky umístěné v koncovém bodě XI’ budou protiběžné regulační listy otevřeny přibližně na 60 % viz obr. 6.7, čímž je celková tlaková ztráta vyústky zvýšena o potřebných 22,66 Pa. Při tomto nastavení regulačních listů je hladina akustického výkonu vážená filtrem A rovna 33 dB.

6.3 Návrh a dimenzování klimatizační jednotky Základním kritériem pro volbu klimatizační jednotky je průtok vzduchu jednotkou. Do místnosti společenského sálu je potřeba přivádět PH 18 780 mS · h,/ (viz kap. 6). Množství vzduchu odváděného ze společenského sálu zpět přes klimatizační zařízení je vypočítáno v kap. 6 PN /Q/ 17 005,1 mS · h,/. Pro klimatizaci společenského sálu je vybráno sestavné klimatizační zařízení Senátor 25 KLM vhodné pro průtoky vzduchu od 14 000 do 33 400 m3.h–1. Pro následný výběr jednotlivých modulů klimatizačního zařízení je potřeba znát psychrometrické procesy, jimiž je dosaženo požadovaného stavu přiváděného vzduchu a následně požadovaného stavu vzduchu v místnosti. Chladicí výkon, výkon ohřívače, předehřívače a parního zvlhčovače jsou určeny v kap. 6.

65

Konečný výběr, sestavení a vzájemné řazení jednotlivých součástí je provedeno společně s Ing. Kamilem Derkou, regionálním obchodním zástupcem firmy Janka Engineering, pomocí firemního softwaru Climacal. Schéma jednotky s označením modulů je uvedena na obr. 6.11. Parametry jednotlivých modulů jsou uvedeny tabelárně. Část jednotky obstarávající odváděcí vzduch je v tab. 6.10 až 6.15. Přívodní vzduch je v tab. 6.16 až 6.22.

Obr. 6.11 Schéma klimatizační jednotky

Při návrhu byly nastaveny vypočítané průtoky vzduchu na přívodu a na odvodu z klimatizačního zařízení a a tlakové ztráty přívodního a odváděcího potrubí. Magistrála přívodního potrubí má tlakovou ztrátu 90 Pa a magistrála odváděcího potrubí 64 Pa viz výše. Tlaková ztráta přiváděcí sekce klimatizační jednotky činí 397 Pa a ventilátor musí vyvolat dynamický tlak 41 Pa. Součtem tlakové ztráty připojené magistrály, tlakové ztráty přívodní sekce jednotky a dynamického tlaku byl stanoven celkový tlak 582 Pa, jež musí ventilátor vyvolat. Tlaková ztráta odváděcí části jednotky činí 213 Pa a ventilátor musí vyvolat dynamický tlak 33 Pa. Ventilátor odváděcí sekce musí překonat celkový tlak 310 Pa. Dle těchto parametrů byly vybrány ventilátory. Pracovní body vybraných ventilátorů jsou uvedeny na obr. 6.12 a 6.13. 66

Odvodní vzduch

67

Přívodní vzduch

Do jednotky je pro předehřev vzduchu při zimním provozu navrženo zpětné získávání tepla s hygroskopickým rotačním výměníkem. Dle výpočtů v kap. 5 byla volena teplota vzduchu po předehřátí 10 °C. Při použití rotačního výměníku vychází tato teplota 11 °C, což vyhovuje. Výhodou je zisk vlhkosti pomocí hygroskopického povrchu. Výměník je schopen při předehřevu vzduch zároveň navlhčit až na 48 %. Při letním provozu je možno výměník odstavit obtokem nebo dále provozovat. Při teplotě odváděného vzduchu 26 °C z klimatizovaného prostoru a teplotě přiváděného vzduchu 30 °C je vhodné zvážit jeho použití.

68

69

Obr. 6.12 Pracovní bod odváděcího ventilátoru

Obr. 6.13 Pracovní bod přívodního ventilátoru 70

6.4 Návrh protidešťových žaluzií Klimatizační jednotka je na střeše obestavěna. Pro přívod a odvod vzduchu z jednotky jsou navrženy dva krátké přímé vzduchovody o průřezech shodných s průřezy na jednotce. Pro přívod vzduchu do jednotky je navrženo potrubí o průřezu 1500×1500 ukončené na fasádě obestavěného prostoru protidešťovou žaluzií. Žaluzie je zvolena PŽA-K-IV 1500×1500 dle TPJ 28-12-2002 z katalogu výrobce Proclima [18]. Pro odvod vzduchu z jednotky do venkovního prostředí je navrženo potrubí o průřezu 630×1400. Potrubí je ukončeno na fasádě obestavěného prostoru protidešťovou žaluzií. Žaluzie je zvolena PŽA-K-IV 630×1400 dle TPJ 28-12-2002 z katalogu výrobce Proclima [18]. Tlakové ztráty protidešťových žaluzií jsou zahrnuty v návrhu klimatizační jednotky.

71

7. Návrh a dimenzování větracího zařízení 7.1 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro diváky (102, 107 a 108) Pro místnosti šatny a přilehlých hygienických místností pro diváky (102, 107 a 108) je nutno navrhnout větrací zařízení. Množství venkovního větracího vzduchu pro tyto místnosti bylo vypočteno v kap. 3. Do prostoru šatny pro diváky (102) je přiváděno celkové množství větracího vzduchu pro místnosti 102, 107 a 108 P 1884 mS · h,/ čtyřhranným potrubím s obdélníkovými nastavitelnými vyústkami. Průchod vzduchu z místnosti 102 do místností 107 a 108 je umožněn stěnovými vyústkami umístěnými nad dveřmi do těchto místností. Množství odváděného vzduchu z místnosti 107 je rovno výpočtovému množství větracího vzduchu pro tuto místnost P /Qc 190 mS · h,/ . Obdobně z místnosti 108 je odváděno množství vzduchu rovno P /Qd 190 mS · h,/ . Zbývající část vzduchu je z místnosti 102 přetlakově odváděna do vnějšího prostředí přes stěnovou vyústku a protidešťovou žaluzii. Při zimním provozu je potřeba vzduch před přívodem do místnosti ohřívat na teplotu vzduchu v místnosti. Ohřívač bude společně s filtrem a ventilátorem umístěn přímo do přívodního potrubí.

Obr. 7.1 Nákres umístění přívodního potrubí a značení jednotlivých vyústek

7.1.1 Návrh ohřívače

Výpočtová venkovní teplota vzduchu je zadána 12 °C. Výpočtová vnitřní teplota vzduchu pro zimní provoz je určena @ 20 °C (viz kap. 5). Hodnota entalpie ,/ venkovního R 9600,5 J · kg >.'. potřebná pro výpočet výkonu ohřívače je převzata ,/ z kap. 5. Entalpie přiváděného vzduchu RH 22 737,7 J · kg >.'. je pro měrnou vlhkost ,/ 1,0164 g · kg >.'. a teplotu vnitřního vzduchu odečtena pomocí softwaru [13]. Výkon ohřívače je vypočítán dle vztahu (7.1). 72

»¸ P · ¡ · R@ R »¸

1884 · 1,2 · 22737,7 9600,5 20 308,4 W 3600

(7.1)

Z [16] byl vybrán elektrický ohřívač typu IBE 285/22,5 T. Základní technické parametry ohřívače jsou uvedeny v tab. 7.1. Tab. 7.1 Základní technické parametry ohřívače [16] Příkon Topné sekce Kompatibilní velikost ventilátorů ILB/ILT [kW] [kW] 285

22,2

4×5,5

Napětí [V] 3×400

7.1.2 Návrh vyústek Přívodní vyústky Vzduch do místnosti 102 je přiváděn přívodním potrubím. Potrubí se čtyřhrannými vyústkami je umístěno pod stropem u stěny společné se společenským sálem viz obr. 7.1. Proud vzduchu z vyústek je orientován souběžně se stropem směrem do místnosti. Zadané parametry Objemový tok přiváděného vzduchu P 1884 mS · h,/ Výška místnosti WX 3,705 m (kap. 3.2) Šířka místnosti V/Q- 9,55 m Délka místnosti ~/Q- 17,4 m Výška pobytové zóny WºÎ 1,8 m Vzdálenost vyústky od stěny

0,7 m

Postup výpočtu 1. Dosah proudu je vypočítán dle vztahu (7.2). Ve výpočtu je výška místnosti snížena o výšku pobytové zóny 1,8 m a šířka místnosti zmenšena o vzdálenost umístění vyústky od stěny 0,7 m. Æ V/Q-

WX WºÎ (7.2) 9,55 3,705 Æ 0,7 1,8 10,755 m 2.

3.

Počet vyústek je stanoven ze vztahu (7.3) [1]. V/Q17,4 E /Q- 4,85 µ ZVOLENO E /Q- 5 y/Q- 3,585 kde y/Q- je rozteč vyústek přívodního potrubí pro místnost 102 [m]

Rozteč vyústek přívodního potrubí y/Q- je vypočítána dle vztahu (7.4). Æ 10,755 y/Q- 3,585 m 3 3 Objemový tok jednou vyústkou je vypočítán dle vztahu (7.5). P 1884 P / 376,8 mS · h,/ E /Q5 73

(7.3)

(7.4)

(7.5)

4.

Podle zvolené efektivní rychlosti "v /Q- N 2,1 m · s ,/ je vypočítána návrhová È efektivní plocha vyústky v /Q- dle vztahu (7.6). È v /Q-

5.

7.

6.

P /

"v /Q- N

376,8 3600 0,0498 m2,1

(7.6)

Dle návrhové efektivní plochy je z katalogu výrobce [15] zvolena vyústka s označením: VYÚSTKA VNM 1 220×325/UR/R1 TPM 015/01 Efektivní plocha zvolené vyústky: v /Q- 0,0503 mEfektivní rychlost proudění skutečnou vyústkou je vypočítána dle vztahu (7.7). 376,8 P / "v /Q- 3600 2,08 m · s ,/ (7.7) v /Q- 0,0503

Celková tlaková ztráta vyústky ∆m a hladina akustického výkonu ¿Àz jsou odečteny na obr. 7.2. Odečtené hodnoty jsou uvedeny v rozsahu od plného otevření po čtvrtinové otevření regulace. ∆m 2,7 É 46 Pa ¿Àz 19 É 46 dB

Obr 7.2 Celková tlaková ztráta vyústky ∆m a hladina akustického výkonu ¿Àz

Rychlost proudění vzduchu v dosahu proudu "pÏ 0,22 m · s ,/ je odečtena z diagramu výrobce obr. 7.3. Rychlost je menší než 0,4 m.s–1. Vyústka vyhovuje. 74

Obr. 7.3 Rychlost proudění vzduchu v dosahu proudu Odváděcí vyústky Pro odvod vzduchu z místnosti 102 do místností 107 a 108 jsou navrženy stěnové vyústky. Postup výpočtu je shodný s výpočty v kap. 6. Vstupní a výstupní hodnoty jsou uvedeny v tab. 7.2. Tab. 7.2 Návrh odváděcích vyústek z místnosti 102 do místností 107 a 108 Objemový Návrhová Návrhová Skutečná tok efektivní plocha plocha vzduchu rychlost vyústky vyústky È P /Qc,/Qd v "v N v 3. -1 . -1 2 [m s ] [m s ] [m ] [m2] 190 1 0,0527778 0,0536

Skutečná efektivní rychlost "v [m.s-1] 0,98466

Celková tlaková ztráta ∆m [Pa] Ð0

Hladina akustického výkonu ¿Àz [dB] §20

Označení stěnové vyústky pro místnost 107: SVM PV 20 525×125 R1 TPM 016/01 Označení stěnové vyústky pro místnost 108: SVM PV 20 525×125 R1 TPM 016/01

7.1.3 Návrh potrubní sítě Návrh potrubní sítě je proveden dle postupu uvedeného v kap. 6. Schéma přívodního potrubí je uvedeno na obr. 7.4. Vypočítané hodnoty jsou uvedeny v tab. 7.3. Rozdíly celkových tlakových ztrát v jednotlivých uzlech uvedeny v tab. 7.4.

Obr. 7.4 Návrh vzduchovodu – značení 75

Tab. 7.4 Rozdíl celkových tlakových ztrát v jednotlivých uzlech magistrály přívodního potrubí pro místnost 102 Uzel

Regulovaný koncový bod

Příslušná část magistrály

Rozdíl celkových tlakových ztrát [Pa]

A"' B"' C"' D"'

II"' III"' IV"' V"'

I´+70 I´+70+71 I´+70+71+72 I´+70+71+72+73

0,60 3,37 8,24 10,12

Na vstupu vzduchu do přívodního potrubí na fasádě je umístěna protidešťová žaluzie IWG 285/60-30. Její tlaková ztráta je uvedena v tab. 7.5. Tab. 7.5 Celková tlaková ztráta potrubí Tlakové ztráty Typ magistrály Místnost potrubí [Pa] 102 Přívodní 23,85 105 Odváděcí 11,47 106 Odváděcí 11,47 109 Odváděcí 11,69

Tlaková ztráta protidešťové žaluzie

Celková tlaková ztráta

[Pa] 13 8 8 8

[Pa] 36,85 19,47 19,47 19,69

7.1.4 Návrh ventilátorů

Návrh ventilátoru pro přívod vzduchu Požadovaný průtok ventilátorem je P 1884 mS · h,/ . Z lit. [17] je vybrán ventilátor zabudovatelný do přívodního potrubí. Technické podmínky ventilátoru jsou uvedeny v tab. 7.6. Výkonová charakteristika ventilátoru je uvedena na obr. 7.4. Pracovní bod je v obrázku naznačen červenou barvou. Označení vybraného ventilátoru: Radiální ventilátor ILB/6-285 IP55

Obr. 7.4 Výkonová charakteristika ventilátoru [17] 76

Otáčky

Průtok (0 Pa)

Výkon

Napětí

Proud

Maximální teplota

Rozměr potrubí

Akustický tlak

Hmotnost

Tab. 7.6 Základní technické parametry ventilátoru [16]

[m-1]

[m3.s-1]

[kW]

[V]

[A]

[°C]

[mm]

[dB]

[kg]

825

2650

0,66

230

3,2

60

600×300

62

32

Návrh ventilátorů pro odvod vzduchu z hygienických místností 107 a 108 Z místností 107 a 108 je nutno odvádět množství vzduchu vypočítané v kap. 3 P P /Qc 190 mS · h,/ . Pro odvádění vzduchu z těchto místností je zvolen malý /Qc axiální ventilátor zabudovaný do stěny vyvedený krátkým kruhovým potrubím na fasádu. Potrubí je na fasádě osazeno protidešťovou žaluzií (klapkou) PER 160 W vhodnou pro vybraný typ ventilátoru [16]. Technické parametry ventilátoru jsou uvedeny v tab. 7.7. Výkonová charakteristika ventilátoru je uvedena na obr. 7.5. Označení vybraného ventilátoru: DECOR 300 CZ IPX4

Průtok (0 Pa)

Výkon

Proud

Max. teplota

Průměr potrubí

Akustický tlak

Hmotnost

[m-1]

[m3.s-1]

[W]

[A]

[°C]

[mm]

[dB]

[kg]

2200

280

35

3,2

60

150

47

1,44

Regulátor

Otáčky

Tab. 7.7 Technické parametry ventilátoru DECOR 300 CZ IPX4

REB 1

Obr. 7.5 Výkonová charakteristika ventilátoru DECOR 300 CZ IPX4 [16]

7.2 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti kuchyně a hygienických zařízení pro obsluhu kuchyně (104 a 109) Pro větrání kuchyňky a přilehlé hygienické místnosti pro obsluhu kuchyně (104 a 109) je využito vzduchu ze společenského sálu (101) přiváděného stěnovou vyústkou 77

umístěnou nad vstupními dveřmi do kuchyně navrženou v kap. 6. Stejný typ vyústky bude použit nad dveřmi mezi místnostmi 104 a 109 pro přívod vzduchu k hygienickým zařízením, kde bude místně odsáván. Pro zaregulování množství přívodního vzduchu přicházejícího ze sálu do místností jsou vyústky vybaveny regulací R1. Pro odsávání vzduchu je projektován krátký vzduchovod se dvěma vyústkami a ventilátorem umístěným přímo do vzduchovodu. Byl zvolen typ vyústek VNM od firmy Mandík vhodných pro umístění přímo do vzduchovodu. Návrh a dimenzování vyústek je provedeno dle postupu uvedeného v kap. 6 a uveden v tab. 7.8. Množství vzduchu odváděného vyústkami je vypočítán dle vztahu (6.16) PN 648,3 mS · h,/ , počet vyústek 2 a umístění nad toaletami v místnosti 109. Odvod vzduchu je veden na fasádu budovy. Vyústky jsou vybaveny regulací typu R3.

3. –1

109

648,32

VYÚSTKA VNM 1 – 320×140/UR/R3 – TPM 015/01

2

Tlaková ztráta

PN /

[m h ]

v

[m ]

"v

[m s ]

∆m ¿Àz [Pa] [dB]

324,16

0,0311

2,895

4,5

3. –1

[m h ]

Hladina akustického výkonu A

PN

Efektivní rychlost

ks

Efektivní plocha vyústky

Typ vyústek

Množství odváděného vzduchu jednou vyústkou

Množství odváděného vzduchu

Místnost

Tab. 7.8 Návrh vyústek pro odsávání vzduchu z hygienických zařízení pro kuchyni

2

. –1

28

Návrh a dimenzování vzduchovodu je provedeno dle postupu uvedeného v kap. 6 a uveden v tab. 7.9. Návrh vzduchovodu a jeho značení je vyobrazen na obr. 7.6.

Obr. 7.6 Návrh odváděcího vzduchovodu pro místnosti 109 – značení

78

0,72 0,72 1,20 0,72 0,72 1,20 0,47 0,47 1,10 3,48 3,48 3,48 3,48 2,07 0,70

2 2 2,2 2 2 2,2 2 2 2 2,3 2,3 2,3 2,4 2,9 2,9


Rychlost proudění


Tlakový spád

Výška

[m s ]

2

[m ]

[mm]

[mm]

[m ]

0,0391 0,0391 0,0711 0,0391 0,0391 0,0711 0,0450 0,0450 0,0900 0,0455 0,0910 0,1365 0,1744 0,1805 0,1805

180 180 315 180 180 315 200 315 400 160 300 450 560 600 600

200 200 225 200 200 225 200 225 200 280 300 300 300 300 300

0,0360 0,0360 0,0709 0,0360 0,0360 0,0709 0,0400 0,0709 0,0800 0,0448 0,0900 0,1350 0,1680 0,1800 0,1800

. -1

[m]

.

2,17 2,17 2,21 2,17 2,17 2,21 2,25 1,27 2,25 2,33 2,33 2,33 2,49 2,91 2,91

0,189 0,189 0,263 0,189 0,189 0,263 0,200 0,263 0,267 0,204 0,300 0,360 0,391 0,400 0,400

[m s ]

-1

[Pa m ]

0,41 0,41 0,28 0,41 0,41 0,28 0,41 0,10 0,29 0,43 0,26 0,21 0,22 0,28 0,28


0,08 0,08 0,16 0,08 0,08 0,16 0,09 0,09 0,18 0,10 0,21 0,31 0,42 0,52 0,52

2

Ztráty vyústky

281,65 281,65 563,29 281,65 281,65 563,29 324,16 324,16 648,32 376,80 753,60 1130,40 1507,20 1884,00 1884,00

. -1

Místní ztráty

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

[m]

[m s ]


[m h ]

3. -1

Ztráty třením

3. -1

Šířka

Průřez

Délka úseku

Rychlost

Objemový tok

Úsek

Tab. 7.9 Dimenze, rychlosti proudění a tlakové ztráty v jednotlivých úsecích větracích vzduchovodů Rozměry Návrh potrubí

∆

∑ζ

∆

∆

∆

[Pa]

[–]

[Pa]

[Pa]

[Pa]

2,83 2,83 3,51 2,83 2,83 3,51 3,04 0,97 3,65 3,28 3,25 3,25 4,12 1,31 1,31

4,50 4,50 – 4,50 4,50 – 4,50 4,50 – 2,70 – – – – –

7,63 7,63 3,85 7,63 7,63 3,85 7,73 5,52 3,96 7,46 4,16 3,97 4,87 1,88 1,50

0,29 0,29 0,34 0,29 0,29 0,34 0,19 0,05 0,31 1,49 0,91 0,73 0,75 0,58 0,20

2,000 2,000 2,400 2,000 2,000 2,400 2,000 2,000 2,400 2,000 2,000 2,000 2,210 0,515 0,515

Volba ventilátoru byla provedena s ohledem na požadovaný průtok vzduchu pro odvětrávání přes místnost 109 a dopravní tlak. Je zvolen potrubní radiální ventilátor Soler & Palau ILB/4–200 pro čtyřhranné potrubí o průřezu 400×200, jež je schopen dodávat až 1090 m3.h–1 při chodu bez zátěže. Ventilátor je regulovaný transformátorovým regulátorem otáček. Charakteristika ventilátoru je uvedena na obr. 7.7. Pracovní bod je naznačen červenou barvou.

Obr. 7.7 Charakteristika ventilátoru Soler & Palau ILB/4–200 Odsávací potrubí ukončené na fasádě je vybaveno protidešťovou žaluzií IWG 200/40-2. Žaluzie je vhodná pro potrubí o rozměrech 400×200 mm. Tlakové ztráty jsou odečteny z nomogramu výrobce [16] viz obr. 7.8.

Obr. 7.8 Tlakové ztráty protidešťové žaluzie IWG 200/40-2

7.3 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro účinkující (103, 105 a 106) Vzduch odváděný ze společenského sálu přes stěnové vyústky prochází přes místnosti šaten a hygienických zařízení pro účinkující a zajišťuje jejich větrání. Množství 80

odváděného vzduchu je vypočítáno v kap. 3. Pro odvod vzduchu u hygienických zařízení jsou projektovány dva krátké vzduchovody. Každý z nich odsává vzduch přes dvě čtyřhranné vyústky. Odváděcí ventilátor je umístěn přímo do potrubí. Potrubí je na fasádě ukončeno protidešťovou žaluzií. Tlaková ztráta protidešťové žaluzie je uvedena v tab. 7.5. Návrh vyústek pro odsávání vzduchu z hygienických zařízení účinkující je uveden v tab. 7.10. Návrh a dimenzování vzduchovodu je provedeno dle postupu uvedeného v kap. 6. Schéma navržených vzduchovodů a jejich značení je uvedeno na obr. 7.9. Zadané a vypočtené hodnoty návrhu potrubí jsou uvedeny v tab. 7.9. Celková tlaková ztráta potrubí je uvedena v tab. 7.5. Pro odvod vzduchu z místností 105 a 106 je navržen stejný ventilátor jako pro místnost 109: Soler & Palau ILB/4–200. Charakteristika ventilátoru je uvedena na obr. 7.7. Pracovní bod je naznačen modru barvou.

Efektivní rychlost

Tlaková ztráta

PN /

Hladina akustického výkonu A

[m h ]

v

[m ]

"v

[m s ]

∆m [Pa]

¿Àz [dB]

2

281,65

0,0270

2,90

4,5

28

2

281,65

0,0270

2,90

4,5

28

ks

PN

3. –1

3. –1

[m h ] 105

563,29

106

563,29

VYÚSTKA VNM 1 – 280×140/UR/R3 – TPM 015/01 VYÚSTKA VNM 1 – 280×140/UR/R3 – TPM 015/01

Efektivní plocha vyústky

Typ vyústek

Množství odváděného vzduchu jednou vyústkou

Množství odváděného vzduchu

Místnost

Tab. 7.10 Návrh vyústek pro odsávání vzduchu z hygienických zařízení účinkující

2

. –1

Obr. 7.9 Návrh odváděcích vzduchovodů pro místnosti 105 a 106 – značení

81

Závěr Diplomová práce se zabývá návrhem kompletního systému klimatizace a větrání pro budovu společenského sálu, přičemž stávající objekt společenského sálu je již vybaven teplovodním vytápěním. V budově společenského sálu je 9 místností. Hlavní část budovy je tvořena společenským sálem, dále pak šatnou a hygienickými zařízeními pro diváky. K hlavní části budovy jsou připojeny místnosti šaten pro účinkující, hygienická zařízení pro účinkující a kuchyňka s vlastním hygienický zařízením. Klimatizační zařízení je navrženo od firmy Janka Engineering. Zařízení je umístěno na střeše. Zařízení nasává venkovní větrací vzduch přes rotační hygroskopický výměník. Zařízení je vybaveno chladičem, ohřívačem a parním vlhčením. Upravený vzduch je do místnosti společenského sálu vháněn vířivými vyústkami. Část vzduchu odváděného ze společenského sálu je použita pro větrání místností pro účinkující a kuchyňky s vlastním hygienickým zařízením. Průchod vzduchu mezi místnostmi je zajištěn regulovatelnými stěnovými vyústkami. Odsávání zbylé části vzduchu ze společenského sálu zpět do klimatizačního zařízení je zajištěno čtyřhranným vzduchovodem s obdélníkovými vyústkami. Odsávání vzduchu z přilehlých místností větraných vzduchem ze sálu je zajištěno krátkými čtyřhrannými vzduchovody. Odsávací ventilátory jsou navrženy pro umístění do vzduchovodu. Přívod vzduchu pro větrání šaten pro diváky je zajištěn čtyřhranným potrubím s 5 obdélníkovými vyústkami. Ventilátor, ohřívač a filtr jsou umístěny v potrubí. Část vzduchu odváděného ze šaten je použita pro větrání hygienických zařízení pro diváky. Zbylá část vzduchu ze šaten je přetlakově odváděna otvorem ve fasádě. Dílčími cíli této diplomové práce jsou výpočet tepelné zátěže klimatizovaného prostoru, psychrometrické výpočty pro letní i zimní provoz, návrh distribuce vzduchu, strojovny klimatizace, návrh a dimenzování systému vzduchovodů, ventilátorů, rozpis materiálu a zpracování potřebné výkresové dokumentace.

82

Použitá literatura [1] CHÝSKÝ, Jaroslav; HEMZAL, Karel. Větrání a klimatizace : Technický průvodce, svazek 31. Vydání třetí, zcela přepracované. Brno : BOLIT – B press, 1993. 490 s. ISBN 80–901574–0–8. [2] SZÉKYOVÁ, Marta; FERSTL, Karol; NOVÝ, Richard. Větrání a klimatizace. První české vydání. Bratislava : JAGA GROUP, 2006. 359 s. ISBN 80-8076-037-3. [3] ČSN 73 0548. Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů. Praha 10 – Hostivař : Vydavatelství ÚNM, 1985. 32 s. [4] MATHAUSEROVÁ, Zuzana, et al. Větrání kuchyní. Praha : Společnost pro techniku prostředí, 1999. 56 s. ISBN 80–02–01288–7. [5] PAVELEK, Milan, et al. Termomechanika. 3. přeprac. vyd. Brno : Akademické nakladatelství CERM, 2003. 284 s. ISBN 80–214–2409–5. [7] ČSN EN 12831. Tepelné soustavy v budovách - Výpočet tepelného výkonu. Praha : Český normalizační institut, 2005. 76 s [8] ČSN 73 0540–3. Tepelná ochrana budov – část 3: Návrhové hodnoty veličin. Praha : Český normalizační institut, 2005. 96 s. [9] NV č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci [10] KREJČÍ, Vladimír. Větrání a klimatizace I – Součinitele místních ztrát. 2010. [11] JANOTKOVÁ, Eva. Větrání a klimatizace I. 2010. [12] JANOTKOVÁ, Eva. Větrání a klimatizace II. 2011. [13] Software Vlhký vzduch 3.0 [14] Hurdis, firemní podklady. [15] Mandík, a.s. firemní podklady – katalogy VVM, SVM, VNM, PKTM90 a PDZM [16] Elektrodesign ventilátory, s.r.o., firemní podklady. [17] Ventilátory.net [online]. [cit. 2011-05-22] Dostupné z: <www.ventilatory.net> [18] PROCLIMA-SVAMP spol. s r.o. Dolní Bousov, firemní podklady.

83

Seznam příloh Příloha 1 Výpočet tepelně technických vlastností společenského sálu Příloha 2 Výpočet tepelné zátěže společenského sálu místnost 101 Příloha 3 Výpočet prostupu tepla sluneční radiací pro jihovýchodní stěnu Příloha 4 Výpočet prostupu tepla sluneční radiací pro severozápadní stěnu Příloha 5 Rozpis materiálu přívodního potrubí místnosti 101 Příloha 6 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 101 Příloha 7 Rozpis materiálu přívodního potrubí místnosti 102 Příloha 8 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 105 a 106 Příloha 9 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 109 Příloha 10 Rozpis materiálu použitých komponent

Seznam výkresové dokumentace VUT-TP-DP-01

SPOLEČENSKÝ SÁL (STAVEBNÍ VÝKRES)

VUT-TP-DP-02

SPOLEČENSKÝ SÁL (VZDUCHOTECHNIKA)

VUT-TP-DP-03

SPOLEČENSKÝ SÁL (STROJOVNA & ŘEZY – A AŽ J)

84

Použité symboly

V plocha V amplituda V šířka ~ výška číslo dne j uvolněná energie W výška ¿ vzdálenost ¿Àz hladina akustického výkonu vážená filtrem A číslo měsíce hmotnost ¼ příkon U objem g příkon tepelný tok R tepelný odpor tlakový spád plocha poměrná propustnost sluneční radiace U součinitel prostupu tepla P objem P objemový tok u intenzita sluneční radiace a délka e sluneční azimut b šířka c součinitel hH měrná tepelná kapacita vzduchu hloubka tloušťka průměr { délka poměr šířka } šířka s výška R počet R entalpie vzduchu y šířka, výška y-S měrné výparné teplo vody dávka vzduchu součinitel E počet ∆m tlaková ztráta teplota měrná vlhkost vzduchu vzdálenost 85

[m2] [K] [m] [m] [–] [Wh] [m] [m] [dB] [–] [kg] [W] [m3] [W] [W] [m2.K–1.W] [Pa.m-1] [m2] [–] [W.m–2.K–1] [m3] [m3.hod–1] [W.m–2] [m] [°] [m] [–] [J.kg–1.K–1] [m] [m] [m] [m] [–] [m] [m] [m] [–] [J.kgs.v.–1] [m] [kJ.kg-1] [m3.hod–1.os–1] [–] [–] [Pa] [°C] [kg.kgs.v.–1] [m]

" rychlost proudění vzduchu součinitel hmotnostní tok měrný tepelný tok L součinitel přestupu tepla L úhel úhel δ tloušťka δ úhel Ê drsnost vzduchovodu účinnost úhel ´ faktor citelného tepla λ součinitel tepelné vodivosti ζ součinitel místních odporů ¡ hustota k čas, doba # relativní vlhkost vzduchu © fázové posunutí

[m.s–1] [–] [kg.s–1] [W.m–2] [W.m–2.K–1] [°] [°] [m] [°] [mm] [–] [°] [–] [W.m–2.K–1] [–] [kg.m–3] [h] [%] [h]

Zkratky a vysvětlivky kap. – kapitola ks – kusů KZ – Klimatizační zařízení

86

Příloha 1 Výpočet tepelně technických vlastností společenského sálu Popis Kódy d λ . St. č. Materiál m W/m K Označení stavebních částí Kód Název vnitřní laminární vrstvy Kód Název materiálu d1 λ1 Kódy stavebních … … … … částí Kód Název materiálu dn λn Kód Název vnější laminární vrstvy Celková tloušťka a Uk ∑di Vnější stěna panelová 45 Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně (vodorovný tepelný tok) 7 Omítka perlitová vnitřní 0,01 0,12 1 1 Beton z keramzitu 0,26 0,56 6 Omítka vápenocementová 0,03 0,99 46 Odpor při přestupu tepla na vnější straně (vodorovný tepelný tok) Celková tloušťka a Uk 0,3 Vnitřní stěna panelová 45 Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně (vodorovný tepelný tok) 7 Omítka perlitová vnitřní 0,01 0,12 2 2 Železobeton 0,15 1,58 7 Omítka perlitová vnitřní 0,01 0,12 45 Odpor při přestupu tepla na vnitřní straně (vodorovný tepelný tok) Celková tloušťka a Uk 0,17 Strop 9 Asfaltové pásy 0,01 0,21 10 Lepenka 0,01 0,2 3 Hutný beton 0,08 1,3 4 Beton z perlitu 0,08 0,13 3 3 Hutný beton 0,02 1,3 5 Stropní konstrukce z keram. tvarovek Hurdisk 0,08 0,6 8 Malta vápenocementová 0,015 0,97 47 Vodorovných plochách v místnosti neomezující volné proudění αi Celková tloušťka a Uk 0,295 Podlaha 3 Hutný beton 0,08 1,3 4 Beton z perlitu 0,08 0,13 3 Hutný beton 0,02 1,3 3 5 Stropní konstrukce z keram. tvarovek Hurdis 0,08 0,6 8 Malta vápenocementová 0,015 0,97 48 na vodorovných plochách v místnosti omezující volné proudění αi Celková tloušťka a Uk 0,275 Okna dřevěná s dvojitým zasklením 10 Uok Venkovní dveře dřevěné s jedním sklem 11 Ue Vnitřní dveře dřevěné s jedním sklem 3,6 m x 1,97 m 11 Uis Vnitřní dveře plné 1,8 m x 1,97 m 11 Uip -

R 2. m K/W

Us 2. W/m K

Rsi=1/αi R1=d1/λ1 … Rn=dn/λn Rse=1/αe ∑Ri 1/∑Ri 0,125 0,0833 0,4643 0,0303 0,0667 0,7696

1,2994

0,125 0,0833 0,0949 0,0833 0,125 0,5116

1,9546

0,0476 0,05 0,0615 0,6154 0,0154 0,1333 0,0155 0,125 1,0637

0,9401

0,0615 0,6154 0,0154 0,1333 0,0155 0,1667 1,0078

0,9923

-

1,3

-

4

-

3,5

-

2

Příloha 2 Výpočet tepelné zátěže společenského sálu místnost 101 Hlavní rozměry stavební části Délka Výška Omítka perlitová vnitřní

Železobeton

Severovýchodní stěna (společná s šatnou)

Rozměry otvorů

[m]

3,705

[kg m ]

400

Tloušťka

0,01

.

-3

dsv op

[m]

Hustosta materiálu

ρsv žb

.

[kg m ]

2400

Tloušťka

dsv žb

[m]

0,07

Počet dveří

nsv dv

[-]

Objem omítky perlitové vnitřní

Ssv dv Vm sv op

-3

4 2

3,546

3

0,503

3

[m ] [m ]

Objem železobetonu pro akumulaci

Vm sv žb

[m ]

3,520

Hmotnost omítky perlitové vnitřní

Msv op

[kg]

201

Hmotnost železobetonu pro akumulaci

Msv žb

[kg]

8448

Hmotnost severozápadní stěny pro akumulaci

Msv

[kg]

8649

Hlavní rozměry stavební části Délka

ljz

[m]

17,4

Hjz

[m]

Beton z keramzitu Jihozápadní stěna (společná s restaurací)

Hsv

17,4

ρsv op

Plocha dveří

Omítka perlitová vnitřní

Rozměry otvorů

3,705

Hustosta materiálu

ρjz op

[kg m ]

Tloušťka

.

-3

400

djz op

[m]

Hustosta materiálu

ρjz bk

.

[kg m ]

1200

Tloušťka

djz bk

[m]

0,065

Počet dveří

njz dv

[-]

Plocha dveří

0,015 -3

1 2

Sjz dv

[m ]

3,743

Hmotnost omítky perlitové vnitřní

Mjz op

[kg]

364

Hmotnost betonu z keramzitu pro akumulaci

Mjz bk

[kg]

4736

Hmotnost jihozápadní stěny pro akumulaci

Mjz

[kg]

5101


lst

[m]

37,53

Šířka

šst

[m]

Malta vápenocementová Keramické tvarovky Hurdis

Strop

[m]

Hustosta materiálu

Výška

17,4

Hustosta materiálu

ρst vc

[kg m ]

1850

Tloušťka

0,015

.

-3

dst vc

[m]

Hustosta materiálu

ρst hd

.

[kg m ]

1250

Tloušťka

-3

dst hd

[m]

0,065

Hmotnost malty vápenocementové

Mst vc

[kg]

18 121

Hmotnost keramických tvarovek Hurdis pro akumulaci Hmotnost stropu pro akumulaci

Mst hd

[kg]

53 058

Mst

[kg]

71 179


lpo

[m]

37,53

Šířka

špo

[m]

Hutný beton Podlaha

lsv

17,4

Hustosta materiálu

ρpo hb

[kg m ]

2200

Tloušťka

dpo hb

[m]

0,08

Mpo M

[kg] [kg]

114 932 199 861

Hmotnost podlahy pro akumulaci Celková hmotnost stavebních konstrukcí pro akumulaci

.

-3

Prostup tepla oknem sluneční radiací

Osluněný povrch okna

Celková intenzita sluneční radiace - standardním oknem

Intenzita difuzní sluneční radiace standardním oknem

Délka svislého stínu

Délka vodorovného stínu

Sluneční azimut

Výška slunce nad obzorem

Intenzita přímé sluneční radiace standardním oknem

Intenzita přímé sluneční radiace libovolně skloněná plocha

Celková poměrná propustnost přímé sluneční radiace standardním oknem

Intenzita přímé sluneční radiace kolmo k paprskům

Úhel mezi normálou osluněné plochy a slunečními paprsky

Intenzita difuzní sluneční radiace

h

Prostup tepla okny sluneční radiací

Hodina

Příloha 3 Výpočet prostupu tepla sluneční radiací pro jihovýchodní stěnu

Q ˙or

Q ˙or

Sos

I ˙o

I ˙odiff

e1

e2

a

h

I ˙oD

I ˙D

TD

I ˙DK

θ

I ˙diff

[-]

[W]

[W]

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

4305,2 13681,9 16896,8 21058,7 24036,2 24026,1 20544,5 14717,1 8926,9 7065,9 6355,9 5405,4 4246,5 2897,6 1328,2

358,8 1140,2 1408,1 1754,9 2003,0 2002,2 1712,0 1226,4 743,9 588,8 529,7 450,5 353,9 241,5 110,7

2

[m ]

4,363 4,269 4,142 4,151 4,189 4,214 4,087 3,794 2,901 0 0 0 0 0 0

.

-2

.

[W m ]

87,8 287,6 361,4 449,3 508,5 503,5 434,4 314,1 184,4 130,9 117,7 100,1 78,6 53,7 24,6

-2

[W m ]

[m]

[m]

24,6 0,038 0,012 53,7 0,061 0,032 78,6 0,092 0,063 100,1 0,071 0,085 117,7 0,040 0,103 130,9 0,008 0,129 139,0 0,032 0,168 141,7 0,100 0,249 139,0 0,314 0,528 130,9 117,7 jihovýchodní 100,1 strana budovy 78,6 je zastíněna 53,7 24,6

[°]

114,33 103,41 92,36 99,45 113,19 130,34 152,69 180,00 207,31 229,66 246,81 260,55 267,64 256,59 245,67

[°]

.

.

6,34 15,45 24,99 34,60 43,84 52,04 58,07 60,37 58,07 52,04 43,84 34,60 24,99 15,45 6,34

-2

-2

[W m ]

[W m ]

63,2 233,9 282,8 349,2 390,8 372,6 295,4 172,4 45,4 0 0 0 0 0 0

72,7 271,2 340,0 419,3 469,3 458,3 389,6 273,2 124,3 0 0 0 0 0 0

[-]

.

[°]

[W.m-2]

0,869 0,862 0,832 0,833 0,833 0,813 0,758 0,631 0,365 0 0 0 0 0 0

-2

[W m ]

78,2 330,3 509,9 626,0 700,9 747,6 773,3 781,5 773,3 747,6 700,9 626,0 509,9 330,3 78,2

21,58 34,81 48,19 47,95 47,96 52,19 59,75 69,54 80,75 92,86 105,54 118,59 127,88 120,32 110,54

28,9 63,1 92,5 117,8 138,5 153,9 163,5 166,8 163,5 153,9 138,5 117,8 92,5 63,1 28,9

5 1106,8 110,7 6 2414,7 241,5 7 3538,7 353,9 8 4504,5 450,5 9 5296,6 529,7 10 5888,3 588,8 11 6254,6 625,5 12 6378,7 637,9 13 6254,6 625,5 14 5888,3 588,8 15 6147,3 614,7 16 9227,0 922,7 17 10180,2 1018,0 18 4930,5 493,0 19 1271,5 127,1

I ˙o

I ˙odiff

.

.

[m ]

-2

-2

[W m ]

[W m ]

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2,678 3,709 3,954 3,751 3,130

24,6 53,7 78,6 100,1 117,7 130,9 139,0 141,7 139,0 130,9 153,0 241,6 265,3 128,2 30,4

24,6 53,7 78,6 100,1 117,7 130,9 139,0 141,7 139,0 130,9 117,7 100,1 78,6 53,7 24,6

e1 [m]

e2 [m]

severozápadní strana budovy je zastíněna

0,478 0,209 0,156 0,253 0,531

0,469 0,160 0,086 0,075 0,060

I ˙DK

θ

I ˙diff

[W m ]

[-]

.

[W m ]

[°]

[W.m-2]

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 103,5 222,2 249,3 117,1 14,4

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,341 0,637 0,749 0,636 0,406

78,2 330,3 509,9 626,0 700,9 747,6 773,3 781,5 773,3 747,6 700,9 626,0 509,9 330,3 78,2

148,74 136,13 123,36 125,20 127,80 126,51 121,61 113,89 104,22 93,28 81,51 69,21 60,73 69,23 79,39

28,9 63,1 92,5 117,8 138,5 153,9 163,5 166,8 163,5 153,9 138,5 117,8 92,5 63,1 28,9

.

114,33 103,41 92,36 99,45 113,19 130,34 152,69 180,00 207,31 229,66 246,81 260,55 267,64 256,59 245,67

Sluneční azimut

Výška slunce nad obzorem

[°]

.

[°]

-2

[W m ]

6,34 15,45 24,99 34,60 43,84 52,04 58,07 60,37 58,07 52,04 43,84 34,60 24,99 15,45 6,34

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 35,3 141,5 186,6 74,5 5,8

-2

-2

Intenzita difuzní sluneční radiace

TD

I ˙oD

a

Úhel mezi normálou osluněné plochy a slunečními paprsky

I ˙D

h

Délka vodorovného stínu

Délka svislého stínu

Intenzita difuzní sluneční radiace standardním oknem

Celková intenzita sluneční radiace standardním oknem

Osluněný povrch okna 2

Intenzita přímé sluneční radiace kolmo k paprskům

[W]

Sos

Celková poměrná propustnost přímé sluneční radiace standardním oknem

[W]

Q ˙or

Intenzita přímé sluneční radiace libovolně skloněná plocha

[-]

Q ˙or

Intenzita přímé sluneční radiace standardním oknem

h

Prostup tepla oknem sluneční radiací

Hodina

Prostup tepla okny sluneční radiací

Příloha 4 Výpočet prostupu tepla sluneční radiací pro severozápadní stěnu

Příloha 3 Rozpis materiálu přívodního potrubí místnosti 101 Pozice Název 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32

Flexo - přímá Odbočka Přímá trouba Přímá trouba Symetrický přechod Odbočka Přímá trouba Přímá trouba Symetrický přechod Odbočka Přímá trouba Přímá trouba Symetrický přechod Odbočka Přímá trouba Přímá trouba Symetrický přechod Odbočka Rozbočka Odbočka Symetrický přechod Přímá trouba Přímá trouba Přímá trouba Přímá trouba Přímá trouba Rozbočka Přímá trouba Oblouk Symetrický přechod Přímá trouba Přímá trouba

Rozměry [mm] Ø200 250×250 – Ø200 – Ø200 250×250 250×250 250×250 – 355×315 355×315 – Ø200 – Ø200 (2×90 °) 355×315 355×315 355×315 – 400×400 400×400 – Ø200 – Ø200 (2×90 °) 400×400 400×400 400×400 – 500×400 500×400 – Ø200 – Ø200 (2×90 °) 500×400 500×400 500×400 – 560×400 560×400 – Ø200 – Ø200 (2×90 °) 2× 630×400 – 1120×400 630×400 – Ø200 – Ø200 (2×90 °) 560×400 – 630×400 560×400 560×400 560×400 1120×400 1120×400 2× 1120×400 – 1120×800 1120×800 1120×800 R300 1120×800 – 1540×1540 1500×1500 1500×1500

Délka [m] 66 0,5 1 1,5 0,1 0,57 1 1,5 0,1 0,57 1 1,5 0,1 0,57 1 1,5 0,1 0,975 1,72 0,57 0,1 1,5 1 0,15 1,5 0,985 1,4 1,5 – 1 1 0,95

Počet kusů – 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1

Příloha 4 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 101 Pozice Název Rozměry [mm] 2.01 Koncová trouba 315×225 2.02 Přímá trouba 315×225 2.03 Jednostranný přechod 315×225 – 355×400 2.04 Přímá trouba 355×400 2.05 Přímá trouba 355×400 2.06 Jednostranný přechod 355×400 – 500×400 2.07 Přímá trouba 500×400 2.08 Jednostranný přechod 500×400 – 630×400 2.09 Přímá trouba 630×400 2.10 Přímá trouba 630×400 2.11 Jednostranný přechod 630×400 – 710×400 2.12 Přímá trouba 710×400 2.13 Přímá trouba 710×400 2.14 Jednostranný přechod 710×400 – 800×400 2.15 Přímá trouba 800×400 2.16 Přímá trouba 800×400 2.17 Jednostranný přechod 800×400 – 900×400 2.18 Přímá trouba 900×400 2.19 Přímá trouba 900×400 2.20 Jednostranný přechod 900×400 – 1000×400 2.21 Přímá trouba 1000×400 2.22 Přímá trouba 1000×400 2.23 Jednostranný přechod 1000×400 – 1120×400 2.24 Přímá trouba 1120×400 2.25 Přímá trouba 1120×400 2.26 Rozbočka 2× 1120×400 – 1120×800 2.27 Oblouk 800×400 R300 2.28 Přímá trouba 500×400 2.29 Přímá trouba 800×400 2.30 Přímá trouba 1120×400 2.31 Přímá trouba 1120×400 2.32 Přímá trouba 800×400 2.33 Přímá trouba 1120×800 2.34 Oblouk 1120×800 R300 2.35 Oblouk 800×1120 R300 2.36 Symetrický přechod 1120×800 – 1500×1500 2.37 Přímá trouba 1120×800 2.38 Přímá trouba 1120×800 2.39 Přímá trouba 630×1400 2.40 Přímá trouba 1120×801 2.41 Přímá trouba 1120×802

Délka [m] 1,5 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,5 1,27 0,4 1,5 1,375 1,4 – 1,5 0,7 0,95 0,7 1,48 1,5 – – 1 0,8 0,386 0,395 1 0,725

Počet kusů 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 1 2 3 1 2 3 1 2 6 1 1 1 2 1 1 1 1 4 1 3 1 2 1 1 1 1

Příloha 5 Rozpis materiálu přívodního potrubí místnosti 102 Pozice Název Rozměry [mm] 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17

Koncová trouba Přímá trouba Přímá trouba Jednostranný přechod Přímá trouba Přímá trouba Jednostranný přechod Přímá trouba Přímá trouba Jednostranný přechod Přímá trouba Přímá trouba Jednostranný přechod Přímá trouba Oblouk Přímá trouba Přímá trouba

160×280 160×280 160×280 160×280 – 300×300 300×300 300×300 300×300 – 450×300 450×300 450×300 450×300 – 560×300 560×300 560×300 560×300 – 600×300 600×300 600×300 R150 600×300 600×300

Délka [m] 1 1 1,08 0,4 1 1,08 0,4 1 1,08 0,4 1 1,08 0,4 1,152 – 0,3 1

Příloha 6 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 105 a 106 Pozice Název Rozměry [mm] Délka [m] 4.01 4.02 4.03 4.04

Koncový kus Rozbočka Jednostranný přechod Přímá trouba

200×180 2× 200×180 – 400×180 400×180 – 400×200 400×200

Příloha 7 Rozpis materiálu odváděcího potrubí místnosti 109 Pozice Název Rozměry [mm] 5.01 5.02 5.03

Koncový kus Rozbočka Přímá trouba

200×200 2× 200×200 – 400×200 400×200

0,55 0,7 0,1 0,35

Délka [m] 0,365 0,7 0,35

Počet kusů 1 1 1 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 1 2 1 1

Počet kusů 4 2 2 2

Počet kusů 2 1 1

Příloha 8 Rozpis materiálu použitých komponent Pozice Název Rozměry 6.01 6.02 6.03 6.04 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20 6.21

Klimatizační jednotka Vířivá vyústka Stěnová vyústka Stěnová vyústka Stěnová vyústka Elektrický ohřívač Vyústka Vyústka Vyústka Stěnová vyústka Radiální ventilátor Radiální ventilátor Odtahový venitlátor Protidešťová žaluzie Protidešťová žaluzie Protidešťová žaluzie Protidešťová žaluzie Kapsový filtr Stěnová vyústka Protidešťová žaluzie Žaluziová klapka

Janka Engineering Senator 25 Mandík VVM 600 C/V/P/24/R TPM 001/96 Mandík SVM PV 20 300×325/R1 TPM 016/01 Mandík SVM PV 20 1000×200 R1 TPM 016/01 Mandík SVM PV 20 1000×225 R1 TPM 016/01 IBE 285/22,5 T VNM 1 – 220×325/UR/R1 TPM 015/01 VNM 1 – 280×140/UR/R3 – TPM 015/01 VNM 1 – 320×140/UR/R3 – TPM 015/01 Mandík SVM PV 20 700×400 R1 TPM 016/01 ILB/6-285 IP55 IWG 200/40-2 DECOR 300 CZ IPX4 IWG 355/70-40 IWG 200/40-2 IWG 285/60-30 PŽA-K-IV 630×1400 IFL 285/60-30 SVM PV 20 525×125 R1 TPM 016/01 PŽA-K-IV 1500×1500 PER 160 W

Počet kusů 1 44 20 1 2 1 5 4 2 3 1 2 2 3 3 1 2 1 1 1 2

KLIMATIZACE A VĚTRÁNÍ SPOLEČENSKÉHO SÁLU

Recommend Documents