CT 52 Technika prostředí
LS 2013
Úvod do předmětu
Základní pojmy Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru
Působení Slunce na budovu 1. Přednáška
Ing. Olga Rubinová, Ph.D. 1
Cíl předmětu / profil absolventa
Vnitřní prostředí budov a jeho tvorba systémy techniky prostředí (vytápění + vzduchotechnika)
Budova a energie
2
Cíl předmětu / profil absolventa CÍL PŘEDMĚTU Cílem předmětu je osvojení vědomostí o vnitřním prostředí budov a technických prostředcích k jeho tvorbě. Absolvent bude: schopen rozpoznat faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostředí budov, znát složky mikroklimatu budov, schopen analyzovat kvalitu vzduchu a navrhovat opatření k její optimalizaci, schopen vyhodnotit tepelnou bilanci lidského organismu a posoudit tepelný stres člověka v konkrétních podmínkách pracovního prostředí, znát hygienické požadavky na pracovní prostředí a bude schopen navrhnout technická opatření k jejich zajištění, mít přehled o energetických systémech budov schopen určit spotřebu energie na provoz systémů vytápění, chlazení, vzduchotechniky, ohřevu teplé vody a osvětlení. mít znalosti o systémech techniky prostředí v budovách s nízkou spotřebou energie. 3
Požadované předchozí znalosti pro Techniku prostředí
4
Motivace
Kdyby lidem nevadily zima a vítr, žili by v jeskyni. Kdyby jim nevadil kouř, bydleli by v týpí s otevřeným ohništěm. Cílem budov je vytvořit příjemné, zdravé a bezpečné prostředí. Znalosti o vnitřním prostředí v budovách jsou tedy pro návrh staveb výchozí. K pochopení mechanismů, které formují vnitřní prostředí budov, k poznání způsobů, jak prostředí ovlivňuje lidské zdraví, k nastínění technických prostředků, jak prostředí cílevědomě utvářet. 5
Struktura předmětu Navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství
Ročník 1. Obor Pozemní stavby Zaměření NPS + TZB
Aktivita ve cvičení ovlivňuje výsledek zkoušky!
http://www.fce.vutbr.cz/TZB/rubinova.o
OSNOVA PŘEDMĚTU týden
přednáška
1
Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru
2
Tepelná pohoda a rovnováha člověka
3
Vlhkost v budovách
4
Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu budov
5
Vzduch, který dýcháme
6
Hodnocení a zvyšování kvality vzduchu
7
Hygienické požadavky na pracovní prostředí
8
Energetická náročnost a legislativa ČR
9
ENB – osvětlení a teplá voda
10
ENB – vytápění a chlazení
11
ENB – větrání
12
Problematika nízkoenergetických budov
13
Další složky mikroklimatu budov
Rozsah 2 + 2 Ukončení Z + ZK
PŘEDNÁŠKA
CVIČENÍ
Dílčí úlohy dokumentující roli techniky prostředí při tvorbě vnitřního prostředí budov 6
Osnova předmětu – Harmonogram přednášek týden
přednáška
1
Faktory ovlivňující kvalitu vnitřního prostoru
2
Tepelná pohoda a rovnováha člověka
3
Vlhkost v budovách
4
Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu budov
5
Vzduch, který dýcháme
6
Hodnocení a zvyšování kvality vzduchu
7
Hygienické požadavky na pracovní prostředí
8
Energetická náročnost a legislativa ČR
9
ENB – vytápění a chlazení
10
ENB – osvětlení a teplá voda
11
ENB – větrání
12
Problematika nízkoenergetických budov
13
Další složky mikroklimatu budov 7
Osnova předmětu – Harmonogram cvičení Početní příklady
experiment
1
Oslunění staveb a vnitřního prostoru
Sluneční hodiny
2
Orientace budovy a její tepelná bilance
Výkon otopného tělesa
3
Produkce tepla člověkem
Energetická bilance člověka
4
Vlhkost vzduchu a mikroklima budov
Odpar vody z volné hladiny
5
Hodnocení tepelně vlhkostního mikroklimatu
Tepelně vlhkostní MK v učebnách
6
Kvalita vzduchu a větrání
Kvalita vzduchu
7
Pracovní prostředí
Hra s vůněmi
8
Systémy vytápění a chlazení a mikroklima budov
Protisluneční ochrana budov
9
ENB – okrajové podmínky a teplá voda
10
Tepelná bilance a potřeba tepla pro vytápění
11 Energetická náročnost osvětlení 12 ENB – větrání / klasifikace
8
Osnova předmětu – Harmonogram cvičení Početní příklady
Experiment
9
Webová stránka předmětu http://www.fce.vutbr.cz/TZB/rubinova.o
10
11
Základní pojmy agencie látky hmotnostního nebo energetického charakteru působící na subjekt
zdroj agencií
optimalizace mikroklimatu = zásah do: zdroje - pole přenosu - subjekt
pole přenosu Příklad: zraková pohoda / oslnění
subjekt 12
Základní pojmy komplexní ekosystém soustava složená ze: - subjektu (člověka) - prostředí, se kterým je v interakci = pole přenosu - zdroje agencií ekosystém
zdroj agencií
pole přenosu
subjekt 13
14
Tvorba TV-IM staveb
vnější faktory klimatické podmínky čistota venkovního vzduchu
stavební konstrukce
stěna okno
výsledný stav prostředí
zeměpisná poloha nadmořská výška charakter krajiny (rovina, hory, město)
vnitřní faktory člověk technické vybavení budovy větrání vytápění klimatizace provoz budovy 15
Roční průběh teploty a vlhkosti vzduchu
16
Distribuce Slunečního záření na Zemi
http://www.eamos.cz/amos/kek/externi/kek_407/02/02.htm
17
Zeleň ohraničení prostoru snížení slunečního jasu a tepelného záření regulace obtékání budovy větrem - větrná a hluková bariéra omezení denního vzestupu teploty (adiabatickým chlazením) a nočního sálání – z listů se odpaří 10x více vody než ze stojaté hladiny se stejnou plochou. 1 m2 ostříhaného trávníku má plochu až 150 m2 čištění vzduchu a produkce kyslíku listnaté stromy v létě stíní a v zimě umožňují pasivní solární zisky 120 kWh/den (celková energie)
1 % fotosyntéza 5 – 10 % odražené světlo 5 – 10 % vysálané teplo 5 – 10 % ohřev půdy cca 60 % výpar vody (70 kWh, 250 MJ, 100l)
Průměr koruny 5m – plocha 20 m2
18
Vodní plochy Akumulace tepelné energie – zmenšení kolísání (amplitudy) vzduchu Menší noční sálání půdy v důsledku vyšší vlhkosti vzduchu
Menší výskyt jarních a podzimních mrazíků
Golfský proud
19
Teplota venkovního vzduchu a TV-IM staveb
Teplota vzduchu je stěžejním faktorem tepelné bilance v zimním období. Téměř 300 dnů v roce se venkovní teplota pohybuje v rozmezí 0 až 20°C. Aktuální teplota vnějšího vzduchu je významná zejména pro větrání (dimenzování výměníků, distribuce teplotně neupraveného vzduchu). Volba výpočtové teploty ovlivňuje tepelný komfort za extrémních klimatických podmínek a také velikost zdrojů tepla a chladu.
20
Vlhkost venkovního vzduchu a TV-IM staveb
Obsah vodní páry ve vzduchu závisí významně na jeho teplotě, proto v ročním cyklu vykazuje vlhkost vzduchu velké kolísání, nejnižší je v zimě a nejvyšší v létě. Proto je v zimě v interiéru budov suchý vzduch, zatímco v létě je vlhkost vysoká. Vlhkost vzduchu v konkrétní lokalitě ovlivňují také vodní plochy a rostliny (odparem). To ovlivňuje vlhkostní bilanci budov. Nejvyšší teploty vzduchu nejsou doprovázeny nejvyšší vlhkostí – maxima teploty a vlhkosti vzduchu nejsou současná. Nejvyšší absolutní vlhkost má venkovní vzduch při cca 20°C. 21
22
Původ veškeré energie na Zemi je ve Slunci Na každý čtvereční metr zemského povrchu dopadá v našich podmínkách za jeden rok 1 200 kWh sluneční energie, to je srovnatelné s množstvím energie uvolněné při spálení 250 kg uhlí. Přenos energie od Slunce na zemský povrch trvá přibližně 8 minut. Spektrum slunečního záření zahrnuje:
ultrafialové záření (cca 7%) viditelné záření (cca 48 %) infračervené záření (cca 45 % )
• intenzita slunečního záření (výkon) • energie slunečního záření • sluneční svit (délka trvání)
23
Nerovnoměrnost pohybu Slunce kolem Země
24
Sluneční deklinace
23,45 sin29,7M 0,98D 109
25
Délka dne a noci ve významných dnech roku
dat. kde prochází...
+90,0° severní pól +66,5° severní polární kruh +50,0° rovnoběžka v ČR +23,5° obratník Raka 0,0° rovník
trvá den noc den noc den noc den noc den noc
20-21. 3. 21. či 22. 6. 23. 9. 21. či 22. 12. (jarní) (letní) (podzimní) (zimní) rovnodenost slunovrat rovnodenost slunovrat 24 h 24 h 24 h 0h 0h 0h 0h 24 h 12 h 24 h 12 h 0h 12 h 0h 12 h 24 h 12 h 16 h 12 h 8h 12 h 8h 12 h 16 h 12 h 13,5 h 12 h 10,5 h 12 h 10,5 h 12 h 13,5 h 12 h 12 h 12 h 12 h 12 h 12 h 12 h 12 h 26
Výška Slunce nad obzorem
h arcsin sin sin cos cos cos
h 27
Azimut Slunce sin cos a 180 arcsin cos h
τ = hodinový úhel τ = 15.H
S ZÁPAD SLUNCE
VÝCHOD SLUNCE
V
Z
a
J 28
Pohyb Slunce na obloze v den rovnodennosti
29
Starověké solární observatoře Určení data letního slunovratu za využití východu Slunce: 21.června vycházející Slunce na severovýchodě vyzařuje své světlo mezi kamenem Heel stone a dopadá na oltářní kámen Altar stone ve středu Trilithonů či podkovy Stonehenge (3100-2600 př.n.l.).
Loc: 51°10'44.013"N, 1°49'34.775"W 30
Archaické sluneční hodiny v ČR 30.4. (29.4.2000) Deklinace Slunce činí při východu 14,5° (+14° 32' 11"); první paprsek se objevil (5:45:47; Azimut - 66°19') za rotundou sv. Jiří na Řípu, která byla v tom okamžiku dalekohledem velmi jasně rozpoznatelná. Zkamenělý pastýř u Klobouk 50°18´06´´N; 13°59´08´´E; 303 m n.m
31
Keltské solární dělení roku ZIMNÍ SLUNOVRAT δ= -23,3°; 21.12 PROSINEC LEDEN SAMHAIN δ= 14,5°; 2.11 LISTOPAD
IMBOLC δ= -14,5°; 5.2 ÚNOR
TMA
JARNÍ ROVNODENNOST SVĚTLO BŘEZEN δ= 0°; 21.3
ŘÍJEN
CHLAD TEPLO
ZÁŘÍ
PODZIMNÍ ROVNODENNOST δ= 0°; 23.9
SRPEN LUGNASA δ= 14,5°; 14.8
DUBEN
BELTINE δ= 14,5°; 30.4
KVĚTEN ČERVENEC
ČERVEN LETNÍ SLUNOVRAT δ= 23,3°; 21.6
32
Stínění okolní zástavbou Změna stínícího účinku budovy jejím tvarem
33
1 Příklad: Prokažte tvrzení „Na Hromnice o hodinu více“ Hromnice – 2.2 … i když to tak nevypadá, Hromnice jsou svátek jara. Měsíc únor má název podle ledových ker, které se začínaly lámat na řekách a ponořovat pod vodu. Říkalo se, že se unořují a tak vznikl název měsíce únor. Teoretická doba slunečního svitu je od východu do západu Slunce. 𝜹 = 23,45. sin 29,7. 𝑀 + 0,98. 𝐷 − 109 sin 𝒉 = sin 𝛿. sin 𝜑 + cos 𝛿. cos 𝜑. cos 𝝉 Východ a západ Slunce: h = 0° sin ℎ − sin 𝜎. sin 𝜑 = cos 𝝉 cos 𝛿. cos 𝜑 𝜏 = 15. 𝐻
𝑉𝑆 = 12 − 𝐻 ZS = 12 + H
Prodloužení dne od Vánoc do Hromnice +1,2 hodiny
49°s.š.
21.12
2.2
deklinace
-23,4°
-17,3°
max. h
17,6°
23,7°
východ S.
8:00
7:25
západ S.
16:00
16:35
TSČ
8,0
9,2 34
Sluneční deklinace
35
Doplňující otázky • Závisí sluneční deklinace na zeměpisné poloze pozorovatele? • Kdy je deklinace rovna „0“? • Co by znamenalo pro život na Zemi (v našem klimatickém pásmu), kdyby deklinace byla neměnná?
36
2 Příklad: Kdy zapadá Slunce nad Manhattanem ? Manhattan je jedním z pěti newyorských městských obvodů
Kolikrát ročně můžeme tento jev vidět?
Výchozí údaje New York 40° 42' s.š., 74° 00' z.d Západ Slunce: h = 0°
a = 300° SZZ 30°
38
Výpočet slunečních souřadnic 𝛿 = 23,45. sin 29,7. 𝑀 + 0,98. 𝐷 − 109 sin 𝑎 = sin 𝝉
cos 𝝈 cos ℎ
sin ℎ = sin 𝜹. sin 𝜑 + cos 𝜹. cos 𝜑. cos 𝝉
sin 𝑥
𝜏 = 15. 𝐻
2
cos 𝜏 =
+ cos 𝑥
2
=1
1 − sin 𝜏
2
Známe: a = 300°; h= 2° (vidíme celý sluneční kotouč); φ = 40,6°; Neznámé: δ, τ sin 𝝉 = sin 𝑎
cos ℎ cos 𝝈
sin ℎ − sin 𝝈. sin 𝜑 = cos 𝝉 cos 𝜹. cos 𝜑
δ = +23,4°; H = 19:20 h; h = 1,5°; a = 300° → 21.6. Východ slunce 4,5 h; Západ slunce 19,5 h
Doplňující otázky New York 40° 42' s.š., 74° 00' z.d.
• Jak se bude lišit místní čas od vypočteného času slunečního? • Bude v Brně v určený den teoretická doba slunečního svitu delší, nebo kratší (delší - kratší den)? • Kolik hodin bude v Brně ve vypočtenou dobu?
40
Tvar stavby Drsné studené podnebí Minimální povrch ku objemu Nárazové prostory
Mírné podnebí Dobrá tepelná izolace Zimní insolace a letní stínění
Horké suché podnebí Masivní atriová budova s malými okny 41
Tvar stavby Horké vlhké podnebí Účinné větrání Kryté verandy
Velmi horké a suché podnebí Chlazení a zvlhčování vzduchu vodou odpařovanou ze stavební konstrukce
42
3 Příklad: Kdy byla pořízena fotomapa? Odhadněte, v kolik hodin byla přibližně pořízena tato fotografická mapa.
43
4 Příklad: Do kterého okna bude 1.5 v 15 h svítit Slunce?
44
Azimut Slunce
a = 243° h = 40° ZS = 19,2 h
45
Výška Slunce nad obzorem
a = 243° h = 40° ZS = 19,2 h
46
Doplňující otázky
• Bude někdy svítit Slunce do okna v přízemí? • Porovnejte oslunění oken do ulice a do dvora. • Jak zjistíme, zda bude osluněn dvůr domu?
47
48
Intenzita sluneční radiace dopadající na stěnu
α … sklon osluněné roviny na straně odvrácené od Slunce a … azimut Slunce h … výška Slunce nad obzorem γ … azimut stěny z … součinitel znečištění atmosféry θ … prostorový úhel slunečního paprsku a normály stěny IDS …intenzita přímého záření dopadajícího na orientovanou plochu Id … intenzita difúzního záření IC … celkové (globální) sluneční záření
49
Intenzita sluneční radiace dopadající na stěnu 21.7.
Výkon (W)
Energie = výkon x čas (J)
SEVER
VÝCHOD
JIH
ZÁPAD
VODOROVNÁ
50
Průměrné měsíční hodnoty znečištění atmosféry z měsíc
ČSN 73 0548 běžné podmínky
Cihelka
Řehánek
Horské oblasti
venkov
Města
Průmyslové oblasti
Hradec Králové (280mn.m.)
Milešovka (835 m n.m.)
Leden
1,5
2,1
3,1
4,1
2,8
2,2
Únor
1,6
2,2
3,2
4,3
3,2
2,6
Březen
3
1,8
2,5
3,5
4,7
3,3
2,7
Duben
4
1,9
2,9
4,0
5,3
3,8
3,4
Květen
5
2,0
3,2
4,2
5,5
4,1
3,6
Červen
5
2,3
3,4
4,3
5,7
4,3
4,0
Červenec
5
2,3
3,5
4,4
5,8
4,1
3,8
Srpen
4
2,3
3,3
4,3
5,7
4,0
3,5
Září
4
2,1
2,9
4,0
5,3
3,8
3,1
Říjen
3
1,8
2,6
3,6
4,9
3,6
2,7
Listopad
1,6
2,3
3,3
4,5
3,0
2,5
Prosinec
1,5
2,2
3,1
4,2
2,8
2,151
1200
1000
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
dopadající sluneční záření (W/m2)
Dopadající sluneční záření na vodorovnou plochu 1400 1.6.2010
1.6.2009
23.6.2010
21.6-N
800
600
400
200 čas
0
52
Znečištění atmosféry v blízkosti velkých měst
53
Intenzita sluneční radiace procházející oknem Difúzní sluneční záření
Přímé sluneční záření
TD … propustnost přímého záření sklem Td …propustnost difúzního záření sklem θ … prostorový úhel slunečního paprsku a normály stěny IDS … intenzita přímého záření dopadajícího na orientovanou plochu Id … intenzita difúzního záření Io … sluneční záření procházející jednoduchým sklem 54
Prostup slunečního záření do budovy 500 W/m2
Prostup slunečního záření oknem je okamžitý, prostup tepla stěnou je zpožděný a vykazuje teplotní útlum.
5 W/m2
55
Výpočet tepelného zisku okna Závisí na denní a roční době, poloze osluněné roviny a oblačnosti Okno - rám
Intenzita záření
Průsvitná plocha
Stínící součinitel
Tepelný zisk
Stínění překážkami (okolní budovy, slunolamy) Propustnost okna (fólie, počet skel) Pohyblivé stínící prvky (žaluzie, rolety)
56
Dopadající sluneční záření v průběhu roku v Praze
dopadající záření (kJ/m2.den)
V létě dopadá na zemský povrch ze Slunce v ČR 10x více tepelné energie než v zimě. Racionální využívání solárních zisků musí být řízené. 2008
35000
2007
30000
2005
25000
průměr trend prumeru
20000 15000 10000 5000 0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12
57
datum
Stínící technika Cíl = řídit průchod slunečního záření do místnosti
• • • •
Okenice Venkovní rolety Venkovní žaluzie Slunolamy a markýzy
58
5 Příklad: Zhodnoťte oslunění rodinného domu
Vliv orientace ke světovým stranám Plocha oken k jednotlivým stranám
59
Dostupnost slunečního záření Je obytná místnost vhodně orientovaná?
21.6 v době, kdy h = min. 10°
21.12 v době, kdy h = min. 10°
60
Doplňující otázky • Čím je oslunění vymezeno v dny rovnodennosti?
61
Sluneční záření a TV-IM
Sluneční záření je zdrojem veškeré energie na Zemi. Od hodnoty dopadajícího slunečního záření a jeho proměnlivosti v čase se odvíjí teplota vzduchu v atmosféře. Osluněnost obálky budovy determinuje jak světelné, tak tepelné podmínky. V důsledku pohybu Slunce po obloze se oslunění budovy během roku mění. Poloha Slunce na obloze se mění se zeměpisnou šířkou. Znečištění oblohy, typ krajiny ovlivňuje množství dodaného slunečního záření až o 100%. Poloha osluněné roviny ovlivňuje přijatý tepelný tok přímou radiací, difúzní záření je stejné pro všechny směry. Vliv slunečního záření je dominantní v letním, u lehkých izolovaných staveb také v přechodném období 62
63
Tvorba tepelně vlhkostního vnitřního prostředí staveb vnější prostředí
vnější klimatické podmínky podnebí
vnitřní prostředí pohlaví věk hmotnost výška adaptace fyzická člověk aktivita potrava budova stavební materiály vnitřní zařízení
tok tepla a vodní páry
základní mikroklima prostředí 64
Tepelné zisky elektroniky administrativních budov monitor CRT monitor LCD stolní laser. tiskárna počítač
55 až 80 W 20 až 40 W 35 až 215 W 55 až 75 W
Vyrovnaná tepelná bilance – až celoroční chlazení 65
6 Příklad: Porovnejte tepelnou zátěž okny Okno osluněné, ve stínu a osluněné s venkovní žaluzií Pro polohu Slunce z předchozího příkladu (květen, 15 h)
2
1 3
66
Výpočet tepelného zisku okna Závisí na denní a roční době, poloze osluněné roviny a oblačnosti Okno - rám
Intenzita záření
Průsvitná plocha
Propustnost skla
Stínící součinitel
Tepelný zisk
Vlastnost okna Pevné nebo pohyblivé stínící prvky (žaluzie, rolety, fólie) 67
Stínící součinitel I o ,i Qor Sos .I o .co So Sos .I od .s s I o ,e
I o ,e
I o ,i
s 0,85
s 0,80
s 0,60
s 0,15 68
Výpočet solárního zisku oken Intenzita sluneční radiace I (W/m2) procházející jednoduchým oknem s ocelovým rámem 𝑸 = 𝑰. 𝒈. 𝒔. 𝑨 𝑄1 = 𝑄2 = 𝑄3 =
Směr S SV 595.0,8 = 476 𝑊/𝑚2 V 595.0,8.0,15 = 71 𝑊/𝑚2 JV 143.0,8 = 114 𝑊/𝑚2 J JZ 100 % Z SZ 15 %
𝑄1 = 𝑄2 = 𝑄3 = 24 %
8 123 445 640 532 185 123 123 123
9 143 351 610 595 316 143 143 143
10 158 215 508 595 427 158 158 158
11 167 167 354 534 500 270 167 167
12 171 171 171 421 525 421 171 171
13 167 167 167 270 500 534 354 167
14 158 158 158 158 427 595 508 215
15 143 143 143 143 316 595 610 351
16 123 123 123 123 185 532 640 445
17 139 99 99 99 99 412 582 469
2
1 3
69
7 Případová studie – prosluněný klimatizovaný byt
70
71 06:00:00
22:00:00
25.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
24.6.2010 14:00:00
T-sání
06:00:00
22:00:00
23.6.2010 14:00:00
T-ext
22:00:00
22.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
T4
21.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
T3
20.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
19.6.2010 14:00:00
T2
06:00:00
22:00:00
18.6.2010 14:00:00
T-přívod
06:00:00
22:00:00
17.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
16.6.2010 14:00:00
06:00:00
22:00:00
15.6.2010 14:00:00
teplota (°C)
Průběh teploty v klimatizované místnosti (byt) 28
26 T nastavená
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
čas (den, hodina)
8 Prognóza teploty v místnosti s oknem
• Metoda tepelné rovnováhy ZISKY (solární, vnitřní – lidé, svítidla)
72
ZTRÁTY (prostup a větrání)
Prognóza teploty v místnosti s oknem s = 0,15
s = 0,7 34,9 °C 25,6 °C
Stěna 5x3 m (dovnitř 4 m) Okno 3x1,6 m na jih s = 0,15 Q = 200 W
73
28,2 °C
9 Příklad: Porovnejte vliv orientace ke světovým stranám 3 m2 10 m2
Určete energii slunečního záření procházející oknem pro měsíce únor a červen.
74
Práce a energie Výkon ≈ intenzita = okamžitá hodnota (W, W/m2) Práce ≈ energie = VÝKON*ČAS (J, Wh) 1200
26.6
1100
2.6 2.7
1000
5.7 900
8.7 22.6
800
29.6 700
ČSN 73058
600
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
čas (h) 12:00
6:00
5:00
4:00
3:00
0
Energie 11:00
100
10:00
200
9:00
300
8:00
400
7:00
Výkon/intenzita
500
2:00
sluneční záření dopadající na vodorovnou plochu (W/m2)
Porovnání intenzity slunečního záření dle ČSN 730548 a ze stanice TUBO FAST
75
Výpočet tepelných zisků po měsících Energie dopadající na orientovanou rovinu (kWh/m2.měsíc) měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 S 7 13 23 32 47 52 47 38 J 50 56 82 95 97 87 93 100 V 15 74 104 115 100 88 26 51 JV 37 47 73 92 109 108 103 101 JZ 44 51 76 86 98 88 97 100 Z 20 28 53 72 93 88 93 88 SZ 12 20 37 49 73 73 75 63 SV 12 20 36 51 79 91 78 64 H 23 40 79 118 161 166 162 143
2) 0,8.(26.10+56.3)= 342 W
9 24 95 60 82 86 64 40 38 96
10 17 75 34 51 71 48 25 21 57
11 9 36 14 25 32 18 11 10 24
12 6 29 11 23 26 12 9 9 17
0,8.(56.10+28.3)= 515 W
0,8.(51.10+3.20)= 456 W
6) 0,8.(115.10+87.3)= 1412 W 0,8.(87.10+88.3)= 908 W
0,8.(88.10+3.73)= 879 W
QZ/QL
4,1
1,8
1,9
76
Doplňující otázky • K čemu se použije vypočtený tepelný zisk (W)? • K čemu je užitečná hodnota energie slunečního záření proniklé do budovy za 1 den/měsíc?
77
10 Příklad: Západ a východ Slunce, soumraky 24.6 Od sv. Jana Křtitele běží Slunce již k zimě a léto k horku. Svatý Jan otevírá zimě dveře. O sv. Janu Křtiteli si noc na prahu posedí. Na sv. Jana nebývá noc žádná. 𝛿 = 23,45. sin 29,7. 𝑀 + 0,98. 𝐷 − 109 sin ℎ = sin 𝛿. sin 𝜑 + cos 𝛿. cos 𝜑. cos 𝜏 Občanský soumrak – číst tisk, konat venkovní práce (do -6°)
Nautický soumrak – viditelnost hlavních hvězd k orientaci na moři (-6 až -12°) Astronomický soumrak – vhodné k pozorování hvězdné oblohy (-12 až -18 °C)
78
Děkuji za pozornost
79
