TECHNICKÁ PŘÍRUČKA SÁLÁNÍ

TECHNICKÁ PŘÍRUČKA

SÁLÁNÍ

Tento dokument zpracovaly vývojové laboratoře CarliEuklima přední nadnárodní společnost, která vyvíjí produkty sálavého vytápění pro Evropu a Asii.

Modelové řady infrazářičů  Tmavé infrazářiče Xenon PLUS model Eurad MSU Xenon ECO model Eurad MSC Xenon ECO I model Eurad MSM Světlé keramické infrazářiče Neon PLUS model Euceramic HE Neon ECO model Euceramic Eco Nízkoteplotní infrazářiče s recirkulací spalin EUCERK HELIUM Teplovodní sálavé panely Euterm Pro podrobnější informace k novým produktům si stáhněte nový katalog infrazářiče nebo si prohlédněte www.4heat.cz . Doporučujeme rovněž využít služeb návrhu případně naprojektování infrazářičů do Vámi určených prostor našimi techniky. Zajistíme pro Vás: komplexní prohlídku objektu návrh řešení po odsouhlasení naprojektování zařízení / nebo pomoc s projekcí kalkulaci výhodnosti dodávku zařízení pomoc s montáží zařízení záruku až 10 let roční servisní prohlídky prohlídku termokamerou a zpracování posudku funkčnosti

Neustálý vývoj a zkvalitňování vývoje výrobků v laboratořích CarliEuklima může vést ke změnám či úpravám následujícího textu bez předchozího upozornění. Prosím kontaktujte pro aktuální informace obchodníka http://www.4heat.cz/kontakty

TECHNICKÁ PŘÍRUČKA 1. SÁLÁNÍ 2. TEPELNÝ KOMFORT 3. SÁLAVÉ VYTÁPĚNÍ 3.1. Volba typu sálavého vytápění CARLIEUKLIMA 3.2. Výhody sálavého vytápění oproti konvekčnímu

4. KONSTRUKČNÍ PRVKY 4.1. Metoda výpočtu potřeby tepla u systému sálání 4.1.1 Statické ztráty  T 4.1.1.1. Součinitel prostupu tepla U 4.1.1.2. Příklad výpočtu koeficientu U 4.1.1.3. Venkovní teploty pro projekty 4.1.1.4. Výpočet tepelného toku do nevytápěných prostor 4.1.1.5. Výpočet úniku přes zdi sousedící s terénem 4.1.1.6. Výpočet tepelného toku, který prostupuje podlahami 4.1.1.7. Volba provozní teploty v závislosti na typu činnosti 4.1.2. Dynamické ztráty  V 4.1.3. Navýšení a snížení u opravných koeficientů 4.1.3.1. Koeficient navýšení podle výšky instalace KAH 4.1.3.2. Koeficient navýšení u přerušovaného provozu KAI 4.1.3.3. Koeficient navýšení podle tvaru budovy KAF 4.1.3.4. Koeficient celkového snížení KRR 4.1.4 Výpočet potřeby tepla systému 4.1.5. Výpočet požadovaného tepelného výkonu 4.2. Metoda výpočtu potřeby tepla u konvekčních systémů 4.2.1. Statické a dynamické ztráty 4.2.2. Navýšení u opravných koeficientů 4.2.2.1. Koeficient navýšení u provozní teploty KOP 4.2.2.2. Koeficient navýšení pro expozici stěn KES 4.2.2.3. Koeficient navýšení u přerušovaného provozu KAI 4.2.2.4. Koeficient navýšení pro teplotní gradient KGR 4.2.3. Výpočet potřeby tepla 4.2.4. Výpočet požadovaného tepelného výkonu 4.3. Příklad výpočtu potřeby tepla 4.4. Částečné vytápění 4.4.1. Výpočet potřeby tepla

1. SÁLÁNÍ Sálání je proces, během něhož proudí teplo z jednoho tělesa o vyšší teplotě směrem k druhému tělesu o nižší teplotě, a to ve formě elektromagnetického záření; základní charakteristikou přenosu tepla sáláním je, že probíhá i ve vakuu. Všechna tělesa vyzařují energii ve formě elektromagnetického záření a jsou také schopna tuto sálavou energii pohlcovat. Kvalita energie vyměněné sáláním záleží na povaze těles, na jejich geometrickém tvaru, na vzájemné poloze, na teplotě jejich povrchů a na absorpci média ležícího mezi nimi. Nejlépe propustným médiem pro záření je vakuum. Bezbarvé plyny, tedy také vzduch, jsou považovány za stejně propustné. Kapaliny a matné pevné látky jsou nepropustné a záření různým způsobem a v různé míře pohlcují. Projevy sálání se dělí podle své charakteristické vlnové délky, jak je vidět na obrázku 1.1. Záření v intervalu vlnové délky 0,1 ÷100 µm (1 µm = 10-6 m) se nazývá sálání a právě to umožňuje výměnu tepelné energie mezi sálavými tělesy.

Obrázek 1.1 Rozsahy vlnových délek ve vztahu k elektromagnetickým jevům.

rádiové vlny

sálání tepla

infračervené viditelné ultrafialové

RTG záření

gama záření

Vysálaná energie se se zvyšováním teploty sálajícího tělesa velmi zvyšuje; tepelná výměna sáláním může být při vysoké teplotě velmi intenzivní a může převzít dominantní roli ve srovnání s jinými možnými souběžnými způsoby přenosu tepla (vedením a prouděním). Hmotné těleso nejen vysílá záření, ale i reaguje se zářením, které na něho dopadá. Toto záření může být částečně pohlceno, částečně odraženo a částečně předáno, jak znázorňuje obrázek 1.2.

4

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 1.2 Pohlcování, odrážení a předávání elektromagnetického záření.

Dopadající Odražené

Pohlcené

Předané Specifický výkon vysálaný hmotným tělesem v každém bodě jeho povrchu se nazývá intenzita vyzařování E [W/m2]. V souvislosti s intenzitou vyzařování je vhodné definovat černé těleso, které se vyznačuje tím, že pohltí veškeré dopadající záření. Celkové vyzařování černého tělesa se definuje jako En [W/m2]. Je-li dána určitá teplota, lze dokázat, že černá plocha vykazuje maximální emisi záření. Reálné těleso při stejné teplotě vykazuje nižší vyzařování. Poměr mezi oběma vyzařováními je nazývá emisivita ε.

ε = E / En V tabulce 1.1 je uvedena emisivita různých materiálů při různých teplotách. Tabulka 1.1 Celková emisivita (ε) v běžném směru pro některé materiály (pro černé těleso ε =1).

5

Verze 0407

MATERIÁL Hliník (vyleštěný) Hliník (zoxidovaný) Chrom (vyleštěný) Měď (vyleštěná) Měď (zoxidovaná) Ocel (vyleštěná) Ocel (zoxidovaná) Železo (rezavé) Rtuť (tekutá) Stříbro (vyleštěné) Wolfram (vyleštěný) Wolfram (žárovkové vlákno) Kouřově černá Azbestová tkanina Křemíkové sklo Sádrová omítka Pálené cihly Guma Voda kapalná (silná vrstva) Mramor (světle šedý leštěný) Dubové dřevo (hoblované)

MANUÁL SÁLÁNÍ

300 K 0,04 0,09 0,08 0,02 0,56 0,07 0,79 0,70 0,02 0,02 0,04 0,32 0,96 0,93 0,93 0,92 0,93 0,86-0,84 0,96 0,93 0,90

TEPLOTA 500 K 0,04 0,12 0,17 0,02 0,61 0,10 0,79 0,02 0,02 0,06 0,32 0,96 0,94 0,89 0,92 -

800 K 0,06 0,17 0,27 0,03 0,83 0,14 0,79 0,03 0,03 0,08 0,32 0,97 0,94 0,68 -

www.4heat.cz

Sálání vyzařované určitým povrchem má obvykle určitý rozsah vlnové délky a tedy i určité spektrum monochromatického záření (monochromatické záření je výkon vyzářený tělesem na jednotku plochy a na jednotku vlnové délky). Na obrázku 1.3 je znázorněn graf, který na základě dvou různých teplot černého tělesa udává indikativní hodnoty spektra monochromatického záření (eλ)n, 2 vyjádřeného v [kcal/(h m µm)]. Lze si povšimnout, že většina tepla vysálaného černým tělesem při 1600 °C se nachází v poli ultrafialového, viditelného a infračerveného záření, přičemž k maximálnímu vyzařování dochází v poli infračerveném s vlnovou délkou 1,5 µm. Totéž těleso při teplotě 250 °C vyzařuje teplo pouze v poli infračerveného záření (vlnová délka od 1 µm do 100 µm).

Monochromatické záření černého tělesa (eλ)n 2 [kcal/(h m µm]

Obrázek 1.3 Monochromatické záření černého tělesa při různých teplotách.

ULTRAFIALOVÉ

6

Verze 0407

těleso při 1600°C

těleso při 250°C

VIDITELNÉ

INFRAČERVENÉ

MANUÁL SÁLÁNÍ

Vlnová délka μm

www.4heat.cz

2. TEPELNÝ KOMFORT Tepelný komfort je vnitřní pocit jedince, který je spokojen s klimatickými podmínkami, jež ho obklopují. Absolutně subjektivní charakter tohoto pocitu, se kterým jsou stejné podmínky prostředí vnímány různými osobami, závisí na tom, jak velkou schopnost udržovat svou vnitřní teplotu konstantní má termoregulační mechanismus lidského těla. Z tohoto důvodu je nemožné dosáhnout stavu teplotního komfortu, který bude platný pro všechny – lze dosáhnout pouze teplotního komfortu pro většinu přítomných. Tepelný komfort závisí na čtyřech parametrech prostředí:

   

Teplota vzduchu

Ta

Střední radiační teplota

Tr

Relativní vlhkost prostředí

RHa

Rychlost vzduchu v prostředí

Va

A ze dvou individuálních parametrů:

 

Prováděná fyzická aktivita Typ oděvu

Střední radiační teplota Tr určitého prostředí je vážený průměr teplot všech povrchů uvažovaného prostředí. Vzhledem k tomu, že stav komfortu souvisí jak s teplotou vzduchu, tak i s teplotou povrchů v místnosti, je jasné, že nízkým teplotám stěn bude odpovídat vysoká teplota vzduchu a naopak. Aby mohlo být toto pravidlo zachováno, je vhodné definovat provozní teplotu To jakožto ukazatel kombinovaného hodnocení účinků teploty vzduchu a střední radiační teploty:

To =

Ta+ Tr 2

Výpočet instalovaného výkonu a řízení spotřeby týkající se dané budovy se tedy musí odvíjet od provozní teploty a nikoliv od teploty vzduchu. Pokud je znám typ pracovního oděvu a prováděná činnost, je pro zjištění hodnot komfortních podmínek prostředí užitečné znázornit si křivku komfortu. Jedinec, který se při daném typu činnosti a oděvu nachází v prostoru, jehož parametry leží na křivce komfortu, se nachází v podmínkách pohodlí. Na obrázku 2.1 jsou znázorněny křivky pohodlí na ploše, jejímiž souřadnicemi jsou dva parametry prostředí - střední radiační teplota a teplota vzduchu. Hodnota relativní vlhkosti byla stanovena na 50% a byly dány tři rychlosti vzduchu (nízká 0,1 m/s, střední 0,5 m/s a vysoká 1,5 m/s), čemuž odpovídají tři křivky komfortu. Úroveň činnosti je středního typu (pracovník u obráběcích strojů) a také oděv má střední krycí schopnost. Všimněte si, že při rychlosti vzduchu 0,5 m/s lze dosáhnout komfortu při teplotě vzduchu a stěn 17°C, nebo lze snížit teplotu vzduchu na sotva 15°C a zvýšit střední radiační teplotu na 22°C.

7

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 2.1 Křivky pohodlí pro střední činnost i oděv při různých rychlostech vzduchu (relativní vlhkost 50%).

relativní rychlost 1,5 m/s

Teplota vzduchu

V tabulce 2.1 jsou uvedeny optimální provozní teploty, které by měly být dosaženy v prostředí při různých činnostech.

8

Tabulka 2.1

TYP ČINNOSTI

Ideální teploty pro různé lidské činnosti

LEHKÁ PRÁCE Sedavá a kancelářská práce STŘEDNĚ LEHKÁ PRÁCE Lehké obráběcí práce, montážní práce, opravy drobných zařízení STŘEDNÍ PRÁCE Méně náročné práce s přesuny mezi pracovními stoly, obráběcími stroji, mechanické montáže, skladování lehkých dílců STŘEDNĚ TĚŽKÁ PRÁCE Strojírenská výroba, svařování, kovárna, průmyslové montáže TĚŽKÁ PRÁCE Stavební práce, hutnictví, zpracování mramoru a cihel

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

Doporučená teplota °C 17 - 20 16 - 18

15 - 17

14 – 16 10 - 15

www.4heat.cz

3. SÁLAVÉ VYTÁPĚNÍ Principem sálavého vytápění je zahřát určitý povrch na určitou teplotu, aby tento povrch pak mohl vyzařovat teplo do prostředí. Sálavé systémy CARLIEUKLIMA se montují pomocí táhel ke stropu vytápěného prostoru tak, aby teplo dopadalo přímo na podlahu, na stroje a osoby, které máme v úmyslu ohřívat, a to beze ztrát. Podle rozlohy vytápěného prostoru je třeba rozmístit zářiče tepla tak, aby byl proud tepla homogenní, neboť zářiče nevytápějí přímo vzduchu, ale podlahu, nástroje, stroje a osoby, jak je vidět na obrázku 3.1. Vzduch se ohřívá nepřímo tím, že se dostává do kontaktu se všemi teplými povrchy.

Obrázek 3.1 Příklad vytápění zářením.

Studený vzduch 15°C

3.1. Výběr typu zářiče CARLIEUKLIMA Obrázek 3.2 Zářiče CARLIEUKLIMA SÁLAVÉ SYSTÉMY CARLIEUKLIMA

TEPLOVODNÍ

SÁLAVÉ PANELY EUTERM

PLYNOVÉ

S PŘÍMÝM SÁLÁNÍM

KERAMICKÉ ZÁŘIČE Neon

S NEPŘÍMÝM SÁLÁNÍM

TRUBICOVÉ MODULY Xenon

SÁLAVÉ PÁSY EUCERK, HELIUM

Systémy sálavého vytápění CARLIEUKLIMA se dělí na systémy teplovodní (sálavé panely EUTERM) a plynové (trubicové moduly XENON, sálavé pásy EUCERK, HELIUM, keramické zářiče NEON). Plynové zářiče se dále dělí na systémy s přímým sáláním (NEON), u kterých probíhá spalování na keramickém povrchu v přímém kontaktu se vzduchem vytápěného prostoru, a na systémy s nepřímým sáláním (XENON, EUCERK, HELIUM), u nichž produkty spalování předávají teplo sálavému povrchu (ocelové trubce) a následně jsou odvedeny mimo vytápěný prostor. U modulů se sálavými trubicemi XENON jsou produkty spalování poté, co odevzdají teplo trubici, odváděny přímo ven z vytápěného prostoru a průměrné teploty trubic se pohybují okolo 350°C. U sálavých pásů EUCERK, HELIUM se produkty spalování nechají několikrát projít trubicemi, než budou odvedeny ven, a průměrné teploty trubic se pohybují okolo 200 °C.

9

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 3.1

Průvodce výběrem sálavého systému CARLIEUKLIMA pro různé charakteristiky vytápěného prostředí

CHARAKTERISTIKY VYTÁPĚNÉHO PROSTORU

EUTERM

EUCERK, HELIUM

XENON

NEON

Instalace systému do výšky menší než 4 metry



Pozor! Nutné dodržet hygienické předpisy.*

Pozor! Nutné dodržet hygienické předpisy.*



Instalace systému do výšky mezi 4 a 10 metry









Instalace systému do výšky více než 10 metrů









Malé proudění vzduchu









Velké proudění vzduchu









Prostředí s takovou výrobou a koncentrací odpadních látek, že se tvoří plyny, výpary nebo prach schopné zapříčinit požár nebo výbuch



Pozor! Nutné dodržet hygienické předpisy.* POZOR na další platné normy a předpisy

Pozor! Nutné dodržet hygienické předpisy.* POZOR na další platné normy a předpisy

Pozor! Nutné dodržet hygienické předpisy.* POZOR na další platné normy a předpisy

Potřeba různých zón vytápění









Požadavek na extrémní bezhlučnost









Instalace v otevřených či polootevřených prostorech









Rychlost dosažení podmínek komfortu









Homogenní rozložení záření









Estetika systému









Teplá voda využitelná z výrobního procesu









SYSTÉM VYTÁPĚNÍ ● zcela nevhodný ●● málo vhodný ●●● docela vhodný ●●●● velmi vhodný ●●●●● optimální řešení * zákon 361/2007 Sb.- zákoník práce - podmínky ochrany zdraví při práci, se změnami 68/2010 Sb., 93/2012Sb.,9/2013 Sb. POZOR na další platné protipožární, hygienické, a jiné normy a předpisy řešící provoz a funkci zařízení dle prostředí. 10

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

3.2. Výhody sálavého vytápění oproti konvekčnímu Při stejných podmínkách komfortu nabízí systém sálavého vytápění tyto výhody oproti konvekčnímu: VĚTŠÍ KOMFORT PŘI NIŽŠÍ TEPLOTĚ VZDUCHU Vyšší střední radiační teplota a tedy nižší teplota vzduchu, který je prostupný pro sálání a ohřívá se teprve až po kontaktu s podlahou a jinými povrchy, za stejných podmínek komfortu. Tím dochází ke snížení tepelného zatížení systému, protože energie není využívána k přímému ohřívání velkých objemů vzduchu.

ŽÁDNÝ TEPLOTNÍ GRADIENT A TEDY MENŠÍ ZTRÁTY V prostorách vytápěných sáláním snižuje neexistence teplotního gradientu stratifikaci vzduchu a tedy i tepelné zatížení nutné k vyhřátí prostoru. Obrázek 3.3 znázorňuje, jak se mění teplota vzduchu se změnou výšky objektu vybaveného konvekčním vytápěním a objektu vybaveného sálavým vytápěním. Povšimněte si, jak u konvekčního systému stratifikace způsobuje, že v horní části objektu jsou teploty velmi vysoké, což značně zvyšuje ztráty. V objektu se sálavým vytápěním se teplo naopak koncentruje ve spodní části prostoru, aniž by se ohříval vzduch pod střechou. Z tohoto důvodu nachází sálavé vytápění účinné využití především v budovách o značné výšce. Obrázek 3.3 Vývoj teploty vzduchu při změnách výšky u konvekčních a sálavých systémů vytápění.

Výška m

Systém sálavého vytápění

Konvekční vytápění

Teplota °C

11

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

ŽÁDNÝ POHYB VZDUCHU A TEDY ŽÁDNÝ PRACH VE VZDUCHU A ŽÁDNÝ HLUK U konvekčních systémů vytápění se ve vzduchu neustále pohybují částice prachu a více či méně škodlivé částice z výrobního procesu, a to z důvodu ventilace, která je pro tyto systémy typická. U sálavých systémů nedochází k pohybu vzduchu. To značně snižuje zvedání prachu, díky čemuž je systém zářičů ideální pro použití v jakémkoliv typu haly s jakýmkoliv typem výroby. Výběr nejvhodnějšího typu vytápění je věcí projektanta v závislosti na charakteristikách a na činnosti provozované v každém jednotlivém prostoru.

JEDNOTNÁ TEPLOTA PROSTŘEDÍ Teplo distribuované sáláním topícího tělesa, umístěného na stropě, způsobuje lepší rozložení jednotné teploty prostředí na půdorysu budovy než jiné systémy vytápění.

NÍZKÁ TEPELNÁ SETRVAČNOST Sálavé systémy CARLIEUKLIMA mají obvykle nízkou tepelnou setrvačnost, což umožňuje rychlé vyhřátí prostředí a tedy i kratší čas provozu než u konvekčního systému.

MOŽNOST VYTÁPĚNÍ PO ZÓNÁCH Pomocí systému sálavého vytápění CARLIEUKLIMA je možné vytápět jednotlivé zóny nebo pracoviště bez nutnosti vytápění celého prostoru a kromě toho lze také v jednotlivých zónách nastavit jinou teplotu prostředí.

ÚSPORA PALIVA Největší předností technologie sálavého vytápění je obrovská úspora, které lze dosáhnout: lepší účinnost ve srovnání se stejně výkonnými systémy se zřetelnými úsporami (i přes 50%) ve spotřebě paliva. Rychlost vyhřátí prostoru i po delších odstávkách a velmi nízké náklady na údržbu jen dokreslují obraz ekonomičnosti provozu systémů CARLIEUKLIMA.

12

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4. KONSTRUKČNÍ PRVKY Hlavním účelem systému vytápění je vytvořit uvnitř budovy podmínky maximálního komfortu pro osoby, které se v ní zdržují. Je tedy nutné určit správnou hodnotu teploty prostředí v závislosti na typu provozované činnosti. Pro tradiční systémy vytápění je charakteristická nutnost instalace ventilátorů a konvektorů na strop nebo velkých stacionárních ohřívačů vzduchu, ať už samostatných nebo propojených, které teplo vyměňují a využívají proudění teplého vzduchu, jenž ohřívá tělesa a předměty. Proudící teplý vzduch tím jen málo přispívá ke zvyšování teploty konstrukce budovy, takže komfortní teplota (pracovní) bývá obvykle nižší než teplota vzduchu v prostoru. Přesto existují alternativní systémy vytápění, jež jsou předmětem této technické dokumentace, jako jsou moduly se sálavými trubicemi, sálavé pásy s recirkulací spalin, sálavé panely a plynové zářiče. Teplo vyzařují sáláním, což znamená šířením infračervených paprsků, které se při styku s pevnými tělesy jakéhokoliv typu mění na teplo. Evropská norma EN 12831 (Metoda výpočtu tepelných ztrát budov) předpokládá, že výpočet ztrát v budovách, které mají rozdíl mezi střední radiační teplotou a teplotou vzduchu, bude upraven. CARLIEUKLIMA vyvinula jednoduchý model výpočtu tepelných ztrát (viz níže), který zohledňuje různé účinky teploty vzduchu i střední radiační teplotu.

4.1. Metoda výpočtu potřeby tepla u systému sálání Systém sálavého vytápění se citelně liší od tradičních konvekčních systémů z důvodu vyšší střední radiační teploty (Tr), kterou systém vyvolává. Je dokázáno, že množství tepla dodávaného konvekcí systémy CARLIEUKLIMA je omezené, a že je tedy teplotní gradient v prostředí vytápěném tímto systémem zanedbatelný a někdy dokonce záporný. Proto jsou podlahy, konstrukce, osoby a předměty při stejné provozní teplotě teplejší a stačí nižší přísun tepla, čimž se značně snižují úniky střechou a ventilací. Vzhledem k důležitosti střední radiační teploty (Tr) pro dosažení pocitu pohodlí pro lidské tělo je nezbytně nutné, a to především u sálavých systémů, dosáhnout jednotného rozložení tepla, tedy rozmístit zářiče hustěji tam, kde jsou vyšší tepelné ztráty (statické či dynamické). Evropská norma EN 12831 (Metoda výpočtu tepelných ztrát budov) předpokládá, že pro výpočet tepelných ztrát budovy, způsobených venkovním vzduchem, nebude v případě vytápění sáláním použita provozní teplota, nýbrž teplota vzduchu. Abychom se vyhnuli pracnému výpočtu střední radiační teploty Tr a přitom určili množství sálání potřebného pro pocit tepelného komfortu ve vytápěném prostoru, byla vyvinuta zjednodušená metoda, kterou lze použít pro výpočet potřeby tepla a charakterizovat těmito body: Statické ztráty vypočtené na základě provozní teploty Celkové dynamické ztráty vypočtené na základě provozní teploty Zvýšení/snížení prostřednictvím následujících opravných koeficientů KAH Koeficient pro výšku instalace KAF Koeficient pro tvarový faktor KAI Koeficient pro přerušovaný provoz KRR Koeficient celkového snížení Touto metodou se zavádí Koeficient celkového snížení KRR, abychom nezapomínali, že pro výpočet statických i dynamických ztrát se využívá provozní teplota.

13

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.1.1. Statické ztráty  T Statické ztráty  T se rovnají součtu tepelných ztrát stěnami budovy sousedícími s venkovním prostředím a stěnami obrácenými do prostorů nevytápěných nebo vytápěných na nižší teplotu (nezapomínat, že stěnami se rozumí i stropy a podlahy). Vypočítají se pomocí tohoto vzorce, a to pro každou jednotlivou stěnu:

 T = U . A . (To - Te) kde: U je celkový součinitel prostupu tepla (součinitel prostupu tepla)

[W]

[W/(m2 K)]

A je plocha stěny (nebo jednoho prvku stěny, pokud je stěna tvořena prvky s různými koeficienty U, jako např. zdí a okny) To je provozní teplota předepsaná pro určité prostředí Te je teplota za stěnou

[m2] [°C] [°C]

4.1.1.1. Součinitel prostupu tepla U Součinitel prostupu tepla U pro rovnou stěnu složenou ze série více homogenních vrstev má v obecném vyjádření tvar:

U=

1 1 dj 1 +  +  Rj + he hi j λj j

kde: hi je koeficient konvekce na vnitřní straně stěny dj je tloušťka obecné vrstvy λj je tepelná vodivost obecné vrstvy Rj je měrný tepelný odpor vzduchové mezery he je koeficient proudění na venkovní straně stěny

14

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

[W/(m2 K)]

[W/(m2 K)] [m] [W/(m K)] [(m²K)/W] [W/(m2 K)]

www.4heat.cz

Pro jednotlivé možné mechanismy tepelné výměny lze definovat měrné tepelné odpory:

Pro vedení: R=

d

[(m2 K)/W]

λ

Pro povrchovou výměnu:

R=

1

[(m2 K)/W]

h

Pro výpočet koeficientu U je třeba znát parametry h, λ, R pro jednotlivé materiály a stavební konstrukce.

Obrázek 4.1 Grafické znázornění součinitele prostupu tepla.

omítka cihly vzduch deska omítka

V tabulkách 4.1, 4.2, 4.3 a 4.4 jsou uvedeny hodnoty specifické prostupnosti U pro nejběžnější konstrukce, v tabulkách 4.5, 4.6, 4.8 a 4.8 jsou uvedeny hodnoty koeficientů potřebných pro výpočet prostupnosti U.

15

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.1

Hodnoty vodivosti některých materiálů při běžné teplotě

MATERIÁL

MATERIALE Acciaio Ocel Aerogel(silikagel) (gel di silica) Aerogel Alfol (fogli lisci) Alobal (hladké listy) Algae/ /listy fogli di carta Algae papíru Alluminium Hliník Amianto (cartone) Azbest (karton) (fibre sfuse) (jednotlivá vlákna) (a spruzzo) (stříkaný) Amianto - cemento Azbestocement Amian.-cemento-press. Azbestocement lis. Ardesia Břidlice Arenaria Pískovec Argillajílsecca Suchý Asfalto Asfalt Avorio kost Slonová Bachelite Bakelit Basalto Čedič Bitume Živice Bronz Bronzo Vápenec C alcare

C alcestruzzo armato Železobeton C alcestruzzo cell. Pórobeton

C alcestruzzo Hubený beton magro C alcestruzzo Běžný beton ord. C anna da zucchero Cukrová třtina (lisovaná (compressa do pevných in lastre desek) rigide) Třtiny C anneobecně in generale (compressa in lastre rigide) (lisované do pevných desek) C arbone Kusové uhlíin pezzi C arboneuhlí di legna Dřevěné C arbone Uhlí (prach)(polvere) C artaa e cartone Papír karton C arta macerata Macerovaný papír (per riempimento) (výplň) C artone bitumato Živičná lepenka C artone ondulato Vlnitá lepenka C aucciù Kaučuk C elluloide Celuloid C ellulosa pressata Lisovaná celulóza C emento e sabbia Cement s pískem all’esterno venkovní all’interno vnitřní C enerescongl. - cem. Cement popelem C enere prach di legno Dřevěný C eramica Keramika C otone in fiocchi Bavlna/vata vločky

16

Verze 0407

HUSTOTA VODIVOST MATERIÁL DENSITÀ CONDUTTIVITÀ MATERIALE ρ K)] λ W [W/(m K)]  [kg/(m kg / (m K)  / (m K) 7850

45,357

130

0,023

4

0,033

70

0,035

2700

209,340

970

0,198

57

0,064

160

0,037

1700

0,582

1900

0,930

2700

1,977

2250

1,628

1780

0,930

2100

0,698

1800

0,523

1300

0,291

2700

3,498

1050

0,174

8000

63,965

1900

1,512

2100

1,628

2700

2,908

2800

3,489

2400

1,512

800

0,291

600

0,233

400

0,140

1800

0,930

2200

1,279

270

0,058

250

0,058

600

0,186

240

0,088

600-750

0,116

1000

0,163

56

0,041

1100

0,186

1100

0,064

1100

0,151

1400

0,209

1300

0,233

2200

1,047

2200

0,930 0,721

500

0,163

2400

1,163

80

0,042

MANUÁL SÁLÁNÍ

C otone(rohože) (matterassini) Bavlna C rine (feltri) Žíně (rohože) C uoio Kůže Dolomite Dolomit Ebanite Ebonit Farina foss. calcinata Křemelina vyžíhaná Farina foss. fusa Křemelina tavená Farina foss. (mattoni) Křemelina (cihly) Feldspato Živec Ferro Železo Fibra Vlákna Fibra di vetro Skelná vlákna Gesso(suchá (malta asciutta) Sádla malta) Gesso cellulare Porosádra Gessos e fibre divlákny legno Sádra dřevitými Gessos e seg. dřeva Di legno Sádra kousky Ghiaccio Led Suchý ve vrstvách Ghiaiaštěrk secca in strati Litina Ghisa Litý gilsulfát Gilsulate fuso Rula Gneiss Měkká guma Gomma molle Tvrdá guma Gomma dura Pěnová Gommaguma (schiuma) Granit Granito

Kamenina Gres Omítka Intonaco Vápno/písek venkovní C alce/sabbia esterno Vápno/písek vnitřní C alce/sabbia interno Cement/písek C emento/sabbia sádra/písek gesso/sabbi vnitřní gesso sádra interno sádra/perlit gesso/perlite Juta Juta (rohože) (materassini) Kapok Kapokve invločkách fiocchi Lisovaný kapok kapok compresso Minerální vlna veinvločkách Lana minerale fiocchi vinrohožích materassini Běžné pálené cihlyest. venkovní Laterizi comuni Běžné pálené cihlyinterni vnitřní Laterizi comuni

HUSTOTA CONDUTTIVITÀ VODIVOST DENSITÀ ρ [kg/(m λ [W/(m  kg / (mK)] K) W / (mK)] K) 125-320

0,047

270

0,047

1000

0,163

2670

1,745

1190

0,163

280

0,067

400

0,088

400

0,105

800

0,209

2500

2,326

7850

58,150

1280

0,465

15-110

0,035

1240

0,430

200

0,064

820

0,302

920

0,198

920

2,210

1920

0,930

7250

52,335

770

0,116

2700

3,954

110

0,174

1200

0,279

72

0,030

3000

4,071

2500

3,140

1900

1,105

2500

1,861

1800

0,872 0,698

2200

1,396

1670

0,814

1200

0,523

720

0,233

94

0,064

16

0,035

96

0,066

100

0,037

150-175

0,038

2000

0,930

1800

0,872

2000

0,814

1800

0,698

2100 Cihly obkladové Laterizi da paramento Dřevo hustota vlákna) Legno(normál. (fibre flusso normale) 450 Jedle Abete 715 Acero Javor 112-130 Balsa Balsa 545 Pino Borovice

1,303 0,116 0,192 0,047 0,151

www.4heat.cz

Tabulka 4.1

Hodnoty vodivosti některých materiálů při běžné teplotě

MATERIÁL

MATERIALE Quercia Dub Legno(rovnoběžná (fibre flusso parallelo) Dřevo vlákna) Abete Jedle Quercia Dub Legno Dřevo segatura per riempimento třísky pro výplně Lastre divláknité fibre compr. Lisované desky Lastre di trucioli agglom. Dřevotřískové desky cemento scon cementem Lastrearigide e compatte Pevné kompaktní vláknité di fibre desky Legno compensato Překližka Lino fibre in sfogli Lněná vlákna listy flessibili pružnými semiflessibili polopružnými Linoleum Linoleum Linoleumaekorek sughero Linoleum Lolla di riso Rýžové slupkysfusa sypané konglom. cementem conglom.s con cemento Hořčík konglom. Magnesia congl. scon cementem cemento Hořčík s con Magnesia 15% 15%azbestu di amianto Mramor Marmo Slída Mica Mozaika Mosaico Sníh Neveveavrstvách strati do 3 cm fino a 3 cm od da 33do a 7 cm cm od 20 cm da 77do a 20 cm od da 20 20do a 40 40 cm cm Mosaz Ottone Lisované sláma Paglia compressa Sláma jednotlivých Pagliavfibre sciolte vláknech Parafin Paraffina Chlupy lisované plsti Pelo press. in do feltro

Perlit konglom. Perlite conglom. cemento scon cementem

Perlite sfusa Perlit samostatný Olovo Piombo Peří Piuma Pomica pomica naturale Přírodní conglom.s con cemento konglom. cementem interno vnitřní

esterno venkovní

17

Verze 0407

HUSTOTA VODIVOST MATERIÁL DENSITÀ CONDUTTIVITÀ MATERIALE [kg/(m ρkg / (m K) K)]  λW[W/(m / (m K)K)] 850

0,209

Konglom. C onglom.s porocementem con cem. cell.

HUSTOTA VODIVOST DENSITÀ CONDUTTIVITÀ ρ [kg/(m K)] λ [W/(m K)] kg / (m K) W / (m K) 1200

0,640

650

0,174

0,349

Pěnový polystyrén Polistirolo espanso

25

0,035

0,407

Pěnový polyuretan Poliuretano espanso

35

0,026

Porcelán, kachlička Porcellana piastrella

2600

1,047

8900

384,900

(vinyl) (policloruro di vinile)

1420

0,188

Suchý písek Sabbia secca

1500

0,582

190

0,058

Komerční měď Rame commerciale

320

0,064

Syntetické pryskyřice Resine sintetiche

400

0,079

Břidlice Schisto 1000

0,204

flusso normale normální směr

2800

1,396

545

0,116

flusso parallelo paralelní směr

2800

2,442

1250

0,698

80

0,040

Scorie Struska congl. kongl. scon cemento Scorie Struska per pro výplň riempimento

600

0,186

210

0,045

Hedvábí spletené Seta in treccia

100

0,050

1200

0,186

Hedvábí volnécascame - koudel Seta sciolta

58

0,041

535

0,081

Smalt Smalto

610

1,163

135

0,052

Steatit Steatite

2600

2,675

380

0,081

150

0,035

700

0,174

Vlněná di tkanina Stoffa lana Korek konglom. Sughero conglom. s dehtem con catrame

150

0,058

400

0,081

100

0,035

150

0,058

pěnový v deskách espanso in lastra

300

0,070

2700

3373

2700

0,430

v granulích in granuli

130

0,035

1,396

v deskách in lastre

104-130

0,035

250

0,047

1080

0,291

100

0,058

Mastek(polvere) (prášek) Talco

200

0,116

Plátno Tela

300

0,233

Pálená hlína kachlička Terra-cotta piastrella

1800

0,930

500

0,698

Suchá hlína Terreno secco

2580

0,814

8500

98,855

175

0,058

140

0,055

900

0,267

100

0,037

200

0,044

mírně vlhká umido leggermente vlhká umido Rašelina deskách Torba invlastre vinlisovaných deskách lastre compresse vinprášku polvere Trachyt Trachiti Tuf Tufo

0,087

1,745 2,326 100

0,058

450

0,116

450

0,070

2300

2,908

1550

0,628

2270

1,675

112-130

0,069

260

0,085

337

0,094

650

0,227

500

0,107

415

0,107

120-150

0,044

11290

34,890

442

0,107

80

0,035

487

0,116

390

0,233

2500

0,930

800

0,291

1000

0,372

1200

0,465

800

0,407

1000

0,523

Pěnový vermikulit Vermiculite espansa jednotlivý konglomerovaný sciolta conglomerata scon cementem cemento

Monolitické sklo Vetro monolitico bezbarvé v deskách incolore in lastre Pěnové sklo Vetro cellulare espanso Zinek Zinco

MANUÁL SÁLÁNÍ

140

0,056

7100

110,485

www.4heat.cz

Tabulka 4.2 Koeficient celkové prostupnosti U některých stěn (svislých zdí) [W/(m2 K)].

SPESSORE TLOUŠŤKA STĚNY PARETE m [m] 0,08 0,12 0,25 Zeď zdi plných cihelpieni Muro mattoni 0,38 0,51 0,64 komory 2 2c amere 0,08 2 komory Muro di mattoni forati 2 c amere 0,12 Zeď z dutých cihel komory 3 3c amere 0,15 0,50 0,10 0,15 0,20 Betonové zdiestruzzo Muri di c alc 0,25 0,30 0,40 0,50 Muri foratoni di c alc estruzzo 0,20 Zeď zindutých betonových cihel 0,20 0,30 0,40 Zeď zdikamene (střední) Muri pietrame (media) 0,50 0,60 0,80 1,00 0,02 0,04 Tavolatodesky di legno Dřevěné 0,05 0,10

SLOŽENÍ COMPOSIZIONE SVISLÉ ZDI MURO VERTICALE

Dvojitá z dřevěných desek Doppio zeď tavolato in legno c on se vzduchovou interc apedine mezerou

Zeď se Muri a cvzduchovou assavuota mezerou

18

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

Ue Ue

UiUi

(venkovní) (esterno)

(vnitřní) (interno)

3,30 2,90 2,00 1,50 1,30 1,00 2,40 2,30 1,90 4,10 3,50 3,10 2,80 2,60 2,30 2,00 1,70 2,00 3,10 2,70 2,30 2,00 1,90 1,50 1,30 4,00 2,90 2,70 1,70

2,70 2,10 1,50 1,20 1,00 0,90 1,90 1,70 1,50 2,70 2,40 2,30 2,10 2,00 1,70 1,50 1,60 2,40 2,20 2,00 1,70 1,60 1,30 1,20 3,00 2,40 2,20 1,40

0,02

2,00

1,70

Pieni [m] Plné m 0,08 0,08 0,12 0,12 0,12 0,25 0,25

Forati [m] Duté m 0,05 0,08 0,05 0,08 0,12 0,05 0,08

U 1,60 1,40 1,50 1,40 1,30 1,20 1,00

www.4heat.cz

Tabulka 4.3 Koeficient celkové prostupnosti oken a dveří [W/(m2 K)].

TYP / DVEŘÍ TIPOOKNA DI SERRAMENTO

Serramenti Dvojitá oknadoppi

Ui Ui (interno)

5,80 6,70 2,90 4,10 2,90 3,30 5,80 4,10 6,70 7,00 3,20

4,00 4,30

(venkovní)

Serramenti vetro semplic Okna s jednoduchým skleme

Okna s dvojitým sklem Serramenti vetro doppio

Ue Ue (esterno) Dřevo Legno Kov Metallo Dřevo Legno Kov Metallo Dřevo Legno Kov Metallo

Sklocement Vetroc emento Legno Dřevo Kov Metallo

Dveře Porte Světlíky Luc ernari Izolované Luc ernarisvětlíky isolati

(vnitřní)

4,10 2,90 4,30 4,40

Tabulka 4.4 Celkový součinitel prostupu U některých vodorovných konstrukcí [W/(m2 K)].

Sotto terrazzoterasou con impermeabilizzante Pod izolovanou Sotto mantotaškami di tegole Pod střešními Pod otevřenou půdou Con sovrastante sottotetto aperto STROPY SOFFITTI Pod uzavřenou půdou Con sovrastante sottotetto c hiuso Pod místností Sotto loc ale sc podlahou on pavimentolitoide litoide Pod místností Sotto loc ale sc podlahou on pavimentoobloženou rivestito in Nad otevřenými prostory litoide Sopra spazi aperti litoide dřevo legno Nad suterénem litoide Sopra sc antinati litoide PAVIMENTI PODLAHY dřevo legno Nad uzavřenými prostory litoide Sopra loc ali chiusi litoide

A 2,30 2,60 2,20 1,70 1,90 1,60 1,90 1,70 1,70 1,50 1,50

B 4,11 4,90 3,60 2,40 3,50 2,80 3,50 2,80 2,90 2,40 2,00

C 2,80 3,10 2,60 2,00 2,40 2,10 2,40 2,10 2,20 1,90 1,60

D 3,10 3,60 2,90 2,10 2,80 2,30 2,80 2,30 2,40 2,10 1,70

B 4,11 4,90 3,60 2,40 3,50 2,80 3,50 2,80 2,90 2,40 2,00

C 2,80 3,10 2,60 2,00 2,40 2,10 2,40 2,10 2,20 1,90 1,60

A=

podlahy z betonu a duté cihly nebo duté cihly na trámech (d= 0,20 m)

B=

plná betonová deska (d=0,10 m)

C=

klenby z plných cihel na trámech

D= E=

podlahy z dřevěných desek s pevnými spoji a pohledovými trámy zespod stejná podlaha jako D zpevněná ze spodní strany omítnutými prkny nebo laťkovou mříží

19

Verze 0407

F=

podlahy s oblouky z plných cihel

G=

omítnutá laťková mříž na dřevěné konstrukci

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

D 3,10 3,60 2,90 2,10 2,80 2,30 2,80 2,30 2,40 2,10 1,70

Tabulka 4.5 Hodnoty koeficientu konvekce na vnitřní straně stěny bez proudění vzduchu.

POVRCH

KOEFICIENT PROUDĚNÍ Hi W / m² K

Strop

9,3

Svislá zeď

8,14

Podlaha

5,82

Tabulka 4.6 Hodnoty koeficientu konvekce na venkovní straně stěny.

KOEFICIENT PROUDĚNÍ HI W / M² K

POVRCH Svislé a vodorovné povrchy (stoupavý proud tepla)

23,26

Vodorovné povrchy (klesavý proud tepla)

16,28

Pokud konstrukce obsahují vzduchovou vrstvu (mezeru) je nutno počítat s hodnotami měrného tepelného odporu R dle Tabulky 4.7. Tabulka 4.7 Hodnoty měrného tepelného odporu R.

MĚRNÝ TEPELNÝ ODPOR R W / M² K Tloušťka vrstvy cm

20

Verze 0407

1

Vodorovná vrstva vzduchu (stoupavý proud)

1

0,13

Svislá vrstva vzduchu

1

0,13

Svislá vrstva vzduchu (klesavý proud)

1

0,13

Vodorovná vrstva vzduchu (stoupavý proud)

2-10

0,146

Svislá vrstva vzduchu

2-10

0,155

Svislá vrstva vzduchu (stoupavý proud)

2-10

0,189

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.8 2 Hodnoty měrného odporu R [(m K)/W].

Tloušťka m

Měrný odpor R m² K / W

Jedna vzduchová komora podél směru proudění tepla

0,055

0,12

Dvě vzduchové komory Dvě vzduchové komory Tři vzduchové komory

0,08 0,12 0,12

0,23 0,26 0,37

0,12 0,25 0,38

0,27 0,50 0,71

0,17 0,27 0,35

0,61 0,71 0,95

MATERIÁL

Bednění z dutých cihel

Zeď z dutých cihel

Tloušťka m

Měrný odpor R m² K / W na stoupavý proud tepla

Měrný odpor R m² K / W na klesavý proud tepla

0,08 0,12 0,16 0,20

0,13 0,23 0,28 0,32

0,16 0,26 0,31 0,34

Podlahy smíšené rozteč 0,33 - výztuže tloušťka 6-7 cm

Dvě vzduchové komory Tři vzduchové komory Tři vzduchové komory Čtyři vzduchové komory Čtyři vzduchové komory Pět vzduchových komor

0,12 0,15 0,18 0,18 0,22 0,22

0,21 0,27 0,28 0,32 0,34 0,36

0,22 0,30 0,32 0,34 0,36 0,40

Podlahy smíšené rozteč 0,40 - výztuže tloušťka 6-7 cm

Dvě vzduchové komory Tři vzduchové komory Tři vzduchové komory Čtyři vzduchové komory Čtyři vzduchové komory

0,12 0,15 0,18 0,18 0,22

0,22 0,28 0,34 0,40 0,41

0,25 0,32 0,38 0,43 0,46

Rozteč 0,65

0,25 0,30 0,35 0,40

0,41 0,43 0,48 0,46

0,50 0,52 0,53 0,55

Rozteč 0,8

0,20 0,25 0,30 0,40 0,50

0,38 0,40 0,41 0,41 0,43

0,43 0,46 0,48 0,50 0,52

Podlahy smíšené SAP

Stropy s dutinami s výztuží cca 8 cm a horními a spodními deskami

V tabulce 4.8 jsou uvedeny hodnoty měrného odporu R [(m2 K)/W] u konkrétních konstrukcí.

21

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.1.1.2. PŘÍKLAD VÝPOČTU KOEFICIENTU U Doporučujeme jednoduchý příklad výpočtu koeficientu U: Stěna složená z následujících vrstev je znázorněna na obrázku 4.2: 1. 2 cm venkovní omítky (ρ=1800 kg/m3) 2. 25 cm děrovaných cihel 3. 5 cm pěnového polystyrénu (ρ =25 kg/m3) 4. 8 cm dutých cihel 5. 1 cm vnitřní sádrové omítky (ρ =1200 kg/m3) Obrázek 4.2 Stěna se znázorněním tloušťky jednotlivých vrstev [m].

Z tabulek 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8 lze získat následující údaje potřebné pro určení koeficientu U, jak je uvedeno v tabulce 4.11 Tabulka 4.9 Příklad výpočtu koeficientu U.

VRSTVA STRATO

d (m)

0 1 2 3 4 5 6

0,02 0,25 0,05 0,08 0,01

h [W/(m2 K)]

λ [W/(m K)] R [(m2mK)/W

23,26 0,87 0,04 0,52 8,12

0,043 0,023 0,5 1,429 0,23 0,019 0,123

Součet měrných tepelných odporů R se rovná:

 R = 2, 367

2

[(m K)/W]

Koeficient U lze vypočítat jako:

U=

22

Verze 0407

1 R

= 0, 42

MANUÁL SÁLÁNÍ

2

[W/(m K)]

www.4heat.cz

4.1.1.3 VENKOVNÍ TEPLOTY PRO PROJEKTY V tabulkách 4.10 a 4.11 jsou uvedeny venkovní teploty pro projekty pro největší česká města. Pokud se jedná o lokalitu, která zde není výslovně uvedena, je vhodné použít hodnotu venkovní teploty nejbližšího místa uvedeného v seznamu a upravit ji podle odlišné nadmořské výšky: ● teplota zůstává stejná, pokud je rozdíl v nadmořské výšce do 200 m; ● snížení (nebo zvýšení) teploty o 1°C na každých 200 m nadmořské výšky rozdílu nad či pod hodnotu 200 m. Tabulka 4.10 Teploty venkovního vzduchu podle projektu v zimě Te [°C]

Lokalita (místo měření)

Brno Česká Lípa České Budějovice Děčín Hradec Králové Chomutov Jablonec nad Nisou Jihlava Karlovy Vary Kladno Liberec Mladá Boleslav Most Olomouc Opava Ostrava Pardubice Plzeň Praha Prostějov Přerov Tábor Teplice Třebíč Ústí nad Labem Zlín

23

Verze 0407

Venkovní Nadmořská výpočtová výška teplota

Otopné období pro tₑm=12°

tₑm=13°

tₑm=15°

h

tₑ

tₑs

d

tₑs

d

tₑs

d

[m]

[°C]

[°C]

[dny]

[°C]

[dny]

[°C]

[dny]

227 276 384 141 244 330 502 516 379 380 357 230 230 226 258 217 223 311 181 226 212 480 205 406 145 234

-12 -15 -15 -12 -12 -12v -18v -15 -15v -15 -18 -12 -12v -15 -15 -15 -12v -12 -12 -15 -12 -15 -12v -15 -12v -12

3,6 3,3 3,4 3,8 3,4 3,7 3,1 3,0 3,3 4,0 3,1 3,5 3,7 3,4 3,5 3,6 3,7 3,3 4,0 3,4 3,5 3,0 3,8 2,5 3,6 3,6

222 232 232 225 229 223 241 243 240 243 241 225 223 221 228 219 224 233 216 220 218 236 221 247 221 216

4,0 3,8 3,8 4,2 3,9 4,1 3,6 3,5 3,8 4,5 3,6 3,9 4,1 3,8 3,9 4,0 4,1 3,6 4,3 3,9 3,5 3,5 4,1 3,1 3,9 4,0

232 245 244 236 242 233 256 257 254 258 256 235 233 231 232 229 234 242 225 228 252 250 230 263 229 226

5,1 5,1 5,1 5,5 5,2 5,2 5,1 4,8 5,1 5,0 5,1 5,1 5,2 5,0 5,2 5,2 5,2 4,8 5,1 5,0 5,1 5,0 5,3 4,6 5,0 5,1

263 282 279 269 279 264 298 296 293 300 298 267 264 262 274 260 265 272 254 261 259 289 261 306 256 257

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.11 Teplota snížení venkovní výpočtové teploty s ohledem na nadmořskou výšku Te [°C]

Snížení venkovní výpočtové teploty s ohledem na nadmořskou výšku Venkovní výpočtová teplota Nadmořská výška

nad 400 m n.m. nad 600 m n.m. nad 800 m n.m.

tₑ

Snížená venkovní výpočtová teplota

[°C]

[°C]

-12 -15 -18

-15 -18 -21

Poznámky:  Normy: ČSN 38 3350 Zásobování teplem, 6/1989 ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění, 5/1994  Použité značky: tem [°C] - střední denní venkovní teplota pro začátek a konec otopného období tes [°C] - střední venkovní teplota za otopné období d [dny] - počet dnů otopného období v - značí větrnou oblast  Venkovní výpočtová teplota je udána bez přirážky na vnitřní stěny

24

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.1.1.4 VÝPOČET TEPELNÉHO TOKU DO NEVYTÁPĚNÝCH PROSTOR V případě, že se v objektu vyskytují nevytápěné prostory, lze vypočítat referenční teplotu pro výpočet tepelného toku pomocí následujícího vzorce:

T=

(AU'T')+(A'U''T'')

[K]

(AU')+(A'U'')

Kde: A’ je plocha každé stěny, která odděluje předmětnou místnost od vytápěného prostoru [m²] K’ je propustnost těchto stěn [W/(m²K)] T’ je teplota vytápěných prostor [°C] A’’ je plocha každé stěny, která odděluje předmětnou místnost od venkovního prostoru (nebo od jiné chladnější místnosti) [m²] K’’ je propustnost těchto stěn [W/(m²K)] T’’ je venkovní teplota (nebo jiné chladnější místnosti) [°C]

Teploty nevytápěných sousedních místností lze vyčíst také z tabulky 4.12.

Tabulka 4.12 Teplota nevytápěných prostor v závislosti na venkovní teplotě.

25

Verze 0407

VENKOVNÍ TEPLOTA [°C]

-5

Místnost Sklepy s otevřenými okny Sklepy se zavřenými okny Nevytápěné půdní byty Byty ve středních patrech Byty v nejnižším vytápěném patře Půdy Neizolované půdy s nelepenými taškami Neizolované půdy s lepenými taškami Izolované půdní prostory Prostory pod střechou nebo pod terasou se dvěma venkovními zdmi

Teplota [°C] -2 2,5 7 5 8 11 2 5,5 9 7 9,5 12 5 8 11 -5 0 5 2 2,5 7 0 4 8 0 4 8

MANUÁL SÁLÁNÍ

5

0

8

7

11

www.4heat.cz

Nejednotnost struktury budovy má vliv na průběh tepelného pole a tedy i na šíření tepelného toku. V následujících kapitolách jsou uvedeny některé vzorce pro výpočet úniku tepelného toku v teplotních mostech.

4.1.1.5. VÝPOČET ZTRÁT PŘES ZDI SOUSEDÍCÍ S TERÉNEM Tepelný tok je následující:

 = Uequiv (To- Te) A

[W]

Kde: A = plocha zdi sousedící s terénem v To = provozní teplota Te = venkovní teplota Uequiv = koeficient ekvivalentního přenosu vypočítaný podle vzorce:

[m2] [°C] [°C]

kde:

Uequiv =

1 1 U

+

[W/(m2K)]

Z λ

U = propustnost zdi z = hloubka zdi pod zemí v m λ = vodivost vlhké zeminy (= 2,9)

[W/(m2 K)] [m2] [W/(m2 K)]

4.1.1.5. VÝPOČET TEPELNÉHO TOKU, KTERÝ PROCHÁZÍ PODLAHAMI Podlahami prochází teplo a dochází k výměně stejně jako s venkovním vzduchem a s prostorem pod stropem, a proto se tepelný tok skládá ze dvou částí: Tepelný tok vyměňovaný s terénem:

 = Uequiv (To- Ts) A

Kde: A = plocha podlahy To = provozní teplota Ts = teplota podzemní vody (= 10 – 15°C)

Uequiv =

1 1 U

26

Verze 0407

[m²] [°C] [°C]

+R

MANUÁL SÁLÁNÍ

[W/(m2 K)]

www.4heat.cz

Kde: U = propustnost podlahy R = měrný tepelný odpor terénu

[W/(m² K)] [(m² K)/W]

Tepelný tok do vzduchu, způsobený ztrátami přes obvodové hrany podlahy (tepelný most): Počítá se podle tohoto vzorce

 = P [2-z] Uequiv [To- Te]

[W]

Kde: P = obvod podlahy měřený na venkovních zdech z = hloubka podlahy vzhledem k okolnímu terénu To = provozní teplota Te = venkovní teplota

[m] [m] [°C] [°C]

Kde:

Uequiv =

1 1 U

+R

U = propustnost podlahy v R = tepelný odpor terénu (= 0,57)

[W/(m2 K)]

[W/(m² K)] m² K/W]

Ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA je pro zjednodušení výpočtu součinitel prostupu ekvivalentního tepla Uequiv roven propustnosti podlahy U, a to jak pro výpočet tepelného toku do terénu, tak i do vzduchu. Dále je pro tento výpočet hloubka terénu „z“ rovna nule, a tím je jako tepelný most určen obvodový pás o velikosti dvou metrů.

4.1.1.6. VOLBA PROVOZNÍ TEPLOTY V ZÁVISLOSTI NA TYPU ČINNOSTI V běžných provozních podmínkách jsou uvažovány tyto průměrné pracovní teploty v závislosti na typu převažující činnosti: 1° Úroveň činnosti To = 20 ÷ 22 °C Lehká sedavá činnost Lehký oděv, minimální tělesný pohyb. Výroba a montáž přesných elektronických komponentů. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává cca 70 W 2° Úroveň činnosti To = 19 ÷ 20 °C Střední sedavá činnost Lehký oděv, tělesný pohyb odpovídající výrobě nebo montáži větších přístrojů. Výroba a montáž přesných přístrojů, uměleckých předmětů, šperků. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává cca 81 W

27

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

3° Úroveň činnosti To = 18 °C Standardní sedavá činnosti Střední oděv, výroba a montáž objemných komponentů, takže trup je v neustálém pohybu. Výroba a montáž jemné mechaniky, hudebních nástrojů, fotografických a elektrických přístrojů. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 105 W 4° Úroveň činnosti To = 17 ÷ 18 °C Lehká činnost ve stoje Střední oděv, nehybná pracovní pozice nebo jen s lehkými pohyby, výroba a montáž drobných zařízení. Balení, obuvnictví, dokončovací práce, zdravotnické přístroje, oděvy, optika, farmaceutický průmysl, hračky apod. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 116 W 5° Úroveň činnosti To = 16 ÷ 18 °C Střední činnost ve stoje Střední oděv, lehké pohyby při výrobě nebo montáži, které znamenají pohyb celého těla. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 128 W 6° Úroveň činnosti To = 15 ÷ 17 °C Standardní činnost ve stoje Střední oděv, neustálý pohyb celého těla, výroba nebo montáž i objemných zařízení, ale nikoliv těžkých. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 140 W 7° Úroveň činnosti To = 14 ÷ 16 °C Lehká činnosti v pohybu Střední oděv, použití středně těžkých nástrojů. Různá středně těžká kovovýroba, sklady, lehké slévárny, karosárny atd. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 163 W 8° Úroveň činnosti To = 13 ÷ 15 °C Střední činnost v pohybu Střední oděv, neustálý pohyb a přesuny v rámci pracoviště s použitím středně těžkých až těžkých nástrojů. Svařovny, lodní a železniční kovovýroba, kovové konstrukce, sklady surovin, expedice atd. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 204 W 9° Úroveň činnosti To = 12÷14°C Činnost v neustálém pohybu Střední až těžší oděv, použití těžkých nástrojů, silně větrané prostředí. Výroba cihel, zpracování mramoru, betonové prefabrikáty apod. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 290 W 10° Úroveň činnosti To = 10 ÷ 12°C Těžká činnost v neustálém pohybu Těžký oděv, těžké nástroje, kritické pracovní prostředí. Lomy, slévárny a ocelárny, těžký průmysl, stavebnictví. Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává. cca 407 W

28

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.1.2. DYNAMICKÉ ZTRÁTY  v Tepelný tok ventilací (dynamické ztráty) je způsoben především pronikáním vzduchu z venku a vyjadřuje se jako:

v = n . V . ρ

. c . (T - T ) p o e

[W]

kde: n = počet výměn za hodinu V = objem prostoru ρ = hustota vzduchu Cp = měrná tepelná kapacita vzduchu při konstantním tlaku To = provozní teplota Te = venkovní teplota

[1/h] [m3] [kg/m3] [(W h)/(kg K)] [°C] [°C]

Tento proud vzduchu bude mít tím větší vliv, čím menší bude objem budovy a čím větší budou okna. Dobrým řešením pro omezení přístupu studeného vzduchu zvenku je použití vzduchových clon do nejčastěji otevíraných vstupů. V tabulce 4.13 je uvedeno množství vzduchu pronikajícího do budovy přirozenou infiltrací za hodinu. Tabulka 4.13 Indikativní objemy výměny vzduchu za hodinu přirozenou infiltrací.

Typ budovy

Izolace Dobrá

Sklady

Střední Špatná Dobrá Špatná

Dílny Lehká průmyslová výroba apod. Hangár Autoopravny Tenisové haly

Dobrá Střední Dobrá Střední Střední Dobrá

Plocha m²

Výška

1000-3000 Přes 3000 1000-3000 Přes 3000 1000-3000 Přes 3000 500-750 500-750 1000-2500 2500-5000 Přes 5000 500-800 800-1500 500-1500 Přes 1500 500 3000

5,5 7,5 5,5 7,5 5,5 7,5 5,5 5 7,5 7,5 7,5 5 5 7,5 12 5 9

Výměna za hod. 1/h Min Max 0,75, 1,50 0,50 1,25 1,00 2,00 0,75 1,50 1,50 3,00 1,00 2,50 1,50 3,00 4,00 6,00 0,75 2,00 0,50 0,70 2,00 1,00 1,50 1,50 1,00 1,00

2,50 2,00 3,00 2,50 2,00 2,00

Je obtížné udržet komfortní teplotu při rychlosti vzduchu přesahující 0,2 – 0,3 m/s.

29

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.1.3. ZVÝŠENÍ A SNÍŽENÍ KOREKČNÍCH KOEFICIENTŮ Po vypočítání úniků přes stavební struktury a přes infiltraci vzduchu se pro určení přesné hodnoty potřebného tepelného výkonu používají následující korekční faktory.

4.1.3.1. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PODLE VÝŠKY INSTALACE KAH Vyzařování tepla sáláním ztrácí intenzitu v závislosti na výšce instalace HInst, a to v poměru uvedeném v tabulce 4.14. Tabulka 4.14 Hodnota koeficientu KAH v závislosti na výšce instalace.

Hinst [m]

KAH

Hinst [m]

KAH

5

13

6

0,03 (+ 3%)

14

0,25 (+ 25%) 0,29 (+ 29%)

7

0,06 (+ 6%)

15

0,33 (+ 33%)

8

0,09 (+ 9%)

16

0,38 (+ 38%)

9

0,12 (+ 12%)

17

0,43 (+ 43%)

10

0,15 (+ 15%)

18

0,48 (+ 48%)

11

0,18 (+ 18%) 0,21 (+ 21%)

19 20

0,53 (+ 53%) 0,58 (+ 58%)

12

Koeficient KAH se aplikuje na statické ztráty  T:

 1 = KAH .  T

[W]

4.1.3.2. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ KAI KAI je koeficient, který zohledňuje čas používání systému a tepelnou setrvačnost systému pro zahřátí na provozní teplotu. V tabulce 4.15 jsou uvedeny hodnoty koeficientu KAI pro prostředí vytápěná systémy XENON, EUCERK, HELIUM a NEON; v tabulce 4.16 je uvedena hodnota koeficientu KAI pro prostředí vytápěná systémem EUTERM. Tabulka 4.14 Hodnota koeficientu KAI v závislosti na přerušovaném provozu (XENON, EUCERK, HELIUM, NEON).

Ore diPočet funzionamento hodin giornaliero každodenního provozu 24 23

0 0,01 (+ 1%)

22 21 20

Verze 0407

Ore diPočet funzionamento hodin giornaliero každodenního provozu 13

KAI

12

0,11 (+ 11%) 0,12 (+ 12%)

0,02 (+ 2%)

11

0,135 (+ 13,5%)

0,03 (+ 3%)

10

0,15 (+ 15%)

0,4 (+ 4%)

9

0,165 (+ 16,5%)

19

0,5 (+ 5%)

8

0,18 (+ 18%)

18

0,6 (+ 6%)

7

0,20 (+ 20%)

17

0,7 (+ 7%)

6

0,23 (+ 23%)

16

0,8 (+ 8%)

5

0,26 (+ 26%)

15

0,9 (+ 9%) 0,10 (+ 10%)

4

0,30 (+ 30%)

14

30

KAI

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.15 Hodnota koeficientu KAI v závislosti na přerušovaném provozu (EUTERM).

OrePočet di funzionamento giornaliero hodin každodenního provozu 24 16 12 10 8 4

KAI 0 0,08 (+ 8%) 0,14 (+ 14%) 0,18 (+ 18%) 0,26 (+ 26%) 0,50 (+ 50%)

Koeficient KAI se aplikuje na statické ztráty  T:

 2 = KAI .  T

[W]

4.1.3.3. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PODLE TVARU BUDOVY KAF KAF je definován poměrem mezi součtem všech venkovních povrchů, přes které dochází ke ztrátám, (∑S) a půdorysem budovy (A) a vztahuje se pouze na statické ztráty  T. Tento koeficient zohledňuje negativní účinek, díky kterému osoba umístěná mezi dvě venkovní stěny, které jsou velmi blízko sebe, předává teplo těmto studenějším stěnám, což následně snižuje pocitovou teplotu. Aby bylo zohledněno, že pás podlahy sousedící s venkovním prostředí propouští jak pod podlahu, tak i ven (teplotní most), je ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA počítán pás podlahy sousedící s venkovním prostorem dvakrát. Tabulka 4.16 Hodnoty koeficientu KAF v závislosti na tvaru budovy.

ΣS/A 2 2,2 2,4 2,6 2,8

KAF 0 0,03 (+ 3%) 0,06 (+ 6%) 0,09 (+ 9%) 0,12 (+ 12%)

ΣS/A 3 3,2 3,4 3,6 3,8

0,16 0,20 0,24 0,28 0,32

KAF (+ 16%) (+ 20%) (+ 24%) (+ 28%) (+ 32%)

Koeficient KAF se aplikuje na statické ztráty  T

 3 = KAF .  T

[W]

4.1.3.4. KOEFICIENT CELKOVÉHO SNÍŽENÍ KRR Ve zjednodušené výpočtové metodě ztrát se namísto teploty vzduchu používá provozní teplota (aby nebyl nutný složitý výpočet střední radiační teploty). Aby nedocházelo k předimenzování potřeby tepla, používá se koeficient celkového snížení KRR, který se aplikuje na již dříve vypočítané statické a dynamické ztráty, aniž by došlo k jakémukoliv navýšení kvůli orientaci či expozici z důvodu statických ztrát:

 4 = KRR . ( T +  V)

31

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

[W]

www.4heat.cz

V prostředích vytápěných vysokoteplotními sálavými systémy CARLIEUKLIMA (moduly se sálavými trubicemi XENON, sálavé pásy EUCERK, HELIUM, keramické zářiče NEON) je koeficient KRR funkcí rychlosti vzduchu uvnitř místnosti (vztažené k objemu vyměňovaného vzduchu), a typu činnosti, která je zde provozována, a počítá se podle tohoto vzorce:

KKR = 0,58 . 1,024 20-a-r

[1/h]

kde: a = úroveň činnosti (dle odstavce 4.1.5) r = počet výměn vzduchu za hodinu

nebo ho lze pohodlně vyčíst z následujících tabulek: Tabulka 4.18 Koeficient KRR, funkce typu provozované činnosti a výměn vzduchu pro XENON, EUCERK, HELIUM, NEON.

Coefficiente Koeficient KRR KRR Úroveň pracovní činnosti Livello di attività lavorativa N° ricambi Počet výměn r [1/h] 6 5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5

1 0,79 0,81 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90

2 0,77 0,79 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88

3 0,75 0,77 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86

4 0,74 0,75 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84

5 0,72 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82

6 0,70 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80

7 0,69 0,70 0,72 0,73 0,74 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78

8 0,67 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,74 0,75 0,76

9 0,65 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,74

10 0,64 0,65 0,67 0,68 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73

Tabulka 4.19 Koeficient KRR, funkce typu provozované činnosti a výměn vzduchu pro EUTERM.

Coefficiente KRR Koeficient KRR Livello Úroveň di attività pracovnílavorativa činnosti N° ricambi Počet výměn r [1/h] 2 1,5 1 0,5

32

Verze 0407

1 0,97 0,98 0,99 1,00

2 0,96 0,97 0,98 0,99

3 0,95 0,96 0,97 0,98

4 0,94 0,95 0,96 0,97

MANUÁL SÁLÁNÍ

5 0,93 0,94 0,95 0,96

6 0,92 0,93 0,94 0,95

7 0,91 0,92 0,93 0,94

8 0,90 0,91 0,92 0,93

9 0,89 0,90 0,91 0,92

10 0,88 0,89 0,90 0,90

www.4heat.cz

4.1.4. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA SYSTÉMU

   +  +  +  

[W]

4.1.5. VÝPOČET POŽADOVANÉHO TEPELNÉHO VÝKONU Potřebný tepelný výkon se vypočítá jako podíl tepelného výkonu systému a celkové účinnosti systému η:

'= /η

[W]

Celková účinnost systému η může být orientačně považována za rovnou 0,91 (91%), a to pro sálavé trubice XENON, sálavé pásy EUCERK, HELIUM a zářiče NEON; u sálavých panelů EUTERM je účinnost η funkcí účinnosti teplárny,

distribuční sítě a kapaliny přinášející teplo.

4.2. Metoda výpočtu potřeby tepla konvekčních systémů Metoda používaná pro výpočet potřeby tepla v průmyslové budově vytápěné konvekčním systémem je následující:

  

Statické ztráty vypočítané z provozní teploty Dynamické ztráty vypočítané z provozní teploty Navýšení pomocí následujících opravných koeficientů KOP Koeficient pro zohlednění provozní teploty KES Koeficient pro expozici stěn KAI Koeficient pro přerušovaný provoz KGR Koeficient pro tepelný gradient

4.2.1. STATICKÉ A DYNAMICKÉ ZTRÁTY Statické a dynamické ztráty se počítají, jak je uvedeno v kapitolách 4.1.1 a 4.1.2, se zohledněním provozní teploty (teplota pocitového komfortu). 4.2.2. NAVÝŠENÍ U OPRAVNÝCH KOEFICIENTŮ Pro výpočet skutečné potřeby tepla a vzhledem k tomu, že v tomto případě je nutné, aby teplota vzduchu byla vyšší než u prostorů vytápěných sálavými systémy, se používají opravné faktory uvedené v následujících podkapitolách.

4.2.2.1. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ U PROVOZNÍ TEPLOTY KOP Provozní teplota je teplota skutečně pociťovaná lidmi a odpovídá přibližně průměru mezi teplotou vzduchu a průměrnou váženou teplotou zdí. Pro udržení pocitu pohodlí musí každému snížení průměrné teploty zdí odpovídat zvýšení teploty vzduchu a tedy i zvýšení statických ztrát. Zavádí se faktor:

KOP = 1-

33

Verze 0407

1 -1 Um 2hi

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

kde: hi

je koeficient konvekce na vnitřní straně zdí, jehož předpokládaná hodnota je 7,5 [W / (m2 K)] je průměrný součinitel prostupu tepla prostoru, který se počítá podle následujícího vzorce:

Um

Um =

Φ

[W/(m2K)]

Atot(To - Te)

kde: ∑ Atot To Te

je součet ztrát všech únikových zdí a tepelných mostů je celková plocha všech zdí, stropů a podlah místnosti, včetně nepropouštějících je provozní teplota předepsaná pro prostředí je minimální venkovní teplota dle projektu

[W] [m²] [°C] [°C]

Průměrná teplota Tm vnitřní strany únikové zdi je dána:

Tm = Ti -

U hi

[°C]

(Ti - Te)

kde: To Te U hi

je provozní teplota předepsaná pro prostředí [°C] je minimální venkovní teplota dle projektu [°C] je propustnost stěny [W/(m² K)] je koeficient konvekce na vnitřní straně stěn, který je roven 9,3 W/(m² K) pro stropy, 8,14 W/(m² K) pro svislé zdi a 5,82 W/(m² K) pro podlahy.

4.2.2.2. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO EXPOZICI STĚN KES Pro zohlednění různé orientace zdí se používají koeficienty dle tabulky 4.20: Tabulka 4.20 Hodnoty koeficientu KES pro různé světové strany zdí.

ORIENTACE KES

JIH 0,00

JIHOZÁPAD 0,02-0,05

ZÁPAD 0,05-0,1

SEVEROZÁPAD 0,1-0,15

SEVER 0,15-0,2

SEVEROVÝCHOD 0,15-0,2

VÝCHOD 0,1-0,15

JIHOVÝCHOD 0,05-0,1

Ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA se pro zjednodušení používá jediný průměrný koeficient KES odpovídající 8%, který se aplikuje na statické ztráty (KES = 0,08).

34

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.21 Procentní navýšení potřeby tepla pro přerušovaný provoz.

ORE DI FUNZIONAMENTO GIORNALIERO HODINY PROVOZU ZA DEN 24 16 12 10 8 4

KAI 0 0,15 0,26 0,33 0,40 0,55

4.2.2.4. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO TEPLOTNÍ GRADIENT KGR Pokud je rozdíl v teplotách mezi topícími tělesy a teplotou místnosti 40°C, lze určit teplotu Tis dosaženou v blízkosti stropu místnosti. Hodnoty jsou uvedeny v tabulce 4.22: Altezza dell'edificio Výška budovy Fino metri Doa33metrů Mezi3 3ea44metri metry Tra Tra Mezi4 4ea66metri metry Mezi6 6ea99metri metry Tra Mezi9 9ea13 13metri metry Tra Mezi13 13ea18 18metri metry Tra Mezi1818ea25 25metri metry Tra

Tabulka 4.22 Teplota dosažená v blízkosti stropu pro teplotní gradient.

T is T is T is T is T is T is

Tis [°C] T is = T i = T i + 0,06 (T i = T i + 0,05 (T i = T i + 0,04 (T i = T i + 0,03 (T i = T i + 0,02 (T i = T i + 0,01 (T i -

T e) T e) T e) T e) T e) T e)

H' H' H' H' H' H'

Kde:

Ti Tis Te

je vnitřní teplota je teplota v blízkosti zdí

[°C] [°C]

je venkovní teplota

H’

je výška stropu měřená počínaje od výšky tří metrů od podlahy

[°C] [m]

Pro výpočet ztrát v prostorách o značné výšce se bere jako předpokládaná teplota prostředí:

Tis Ti (Tis - Ti)

pro ztráty přes stropy

[°C]

pro ztráty přes podlahy

[°C]

pro ztráty přes svislé zdi

[°C]

2 Pokud je rozdíl mezi teplotou kapaliny v topicích tělesech Tf a teplotou Ti větší než 40°C, zvyšuje se gradient poměrně ke vztahu:

[K]

(Tf - Ti) 40

35

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Pro výpočet konvekčních systémů se obvykle používá zvýšení o 2,5 % na každý metr výšky budovy počínaje od čtvrtého metru od úrovně podlahy. KGR = (H-4) . 0,025 Kde: H je výška budovy

[m]

4.2.3. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA Celkový tepelný výkon se vypočítá pomocí tohoto vzorce:

 = T KOR+ T KES (1+KOR)+  T KAI (1+KOR)+  T KGR (1+KOR)+  T+ v

[W]

4.2.4. VÝPOČET POŽADOVANÉHO TEPELNÉHO VÝKONU Celkový tepelný výkon, který má být instalován, se počítá vydělení tepelného výkonu systému celkovou účinností systému η:

’ =  / η

[K]

Předpokládaná hodnota celkové účinnosti systému ηmůže být indikativně rovna 0,8 (80%).

4.3. Příklad výpočtu požadavku na teplo Příklad výpočtu je založen na budově znázorněné na obrázku 4.4 a 4.5 s těmito charakteristikami: Rozměry budovy: Délka 90 m Šířka 64 m Celková výška 9,5 m Stavební materiál: Střecha Sendvičový panel Plech – Polyuretan – Plech Stěny Částečně sendvičový panel jako střecha, částečně železobeton d = 0,2 m Podklad Průmyslová podlaha Okna Jednoduché sklo Světlíky Dvojsklo Vrata Sendvičový panel jako horní část zdí Rozměry: 5 x 4,5 m Počet vrat: 5 Umístění: Město Okres Kraj Stát

36

Verze 0407

Brno Brno-město Jihomoravský ČR

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.4 Plánek vytápěné haly.

37

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.5 Řez strukturou s jednotlivými materiály. ŘEZ STRUKTUROU VČETNĚ JEDNOTLIVÝCH MATERIÁLŮ

Světlíky z dvojskla Krytí ze sendvičového panelu plech – polyuretan - plech

Sendvičový panel plech – polyuretan - plech Okna U - Sklo Beton 20cm

38

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Tabulka 4.23 Příklad výpočtu potřeby tepla pomocí výpočtového programu CARLIEUKLIMA.

VÝPOČET ZTRÁT PLOCHA m² PRŮMĚRNÁ VÝŠKA VÝŠKA INSTALACE m CELKOVÁ VÝŠKA m OBJEM m³ POČET VÝMĚN VZDUCHU 1/h HODINY PROVOZU SYSTÉMU h SEZÓNA VYTÁPĚNÍ dny STUPNĚ ZA DEN stupně za den PROVOZNÍ TEPLOTA °C VENKOVNÍ TEPLOTA °C TYP ČINNOSTI TEPLOTA PODZEMNÍ VODY °C TYP POVRCHU PODLAHA STŘECHA SVĚTLÍKY BETONOVÉ STĚNY PANELOVÉ STĚNY OKNA VRATA ZTRÁTOVÉ POVRCHY KONSTRUKČNÍ ZTRÁTY

ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY POPIS TEPELNÉHO MOSTU TEPELNÝ MOST U PODLAHY (obvod P*2) CELKOVÉ ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY

5760 9 7,7 9,5 51840 0,5 10 180 2626 18 -5 5 7 A m² 5760 5796 2312 623 1610 340 112,5 16554

U W / (m²K) 1,4 0,8 4,1 1,9 1,2 5,8 3,5

539445

A m² 616

U W / (m²K) 1,4

ΔT K 23

616

CELKOVÉ ZTRÁTY = STATICKÉ ZTRÁTY + DYNAMICKÉ ZTRÁTY + AKTIVNÍ ZDROJE TEPLA + PASIVNÍ ZDROJE TEPLA W

39

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

 W 19835 19835

STATICKÉ ZTRÁTY = ZTRÁTY KONSTRUKCÍ + ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY

SHRNUTÍ DYNAMICKÉ ZTRÁTY W AKTIVNÍ ZDROJE TEPLA PASIVNÍ ZDROJE TEPLA

 W 88704 106646 218022 27225 44436 45356 9056

ΔT K 11 12 12 12 12 12 12

559280

1,4

23

201067 0 0

760347

www.4heat.cz

SYSTÉM HORKOVZDUŠNÉHO VYTÁPĚNÍ CELKOVÉ ZTRÁTY W KOREKCE PRO KONVEKČNÍ SYSTÉM KES PRO ORIENTACI KOP pro zohlednění provozní teploty KGR PRO VÝŠKU BUDOVY KAI PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ

760347 OPRAVNÝ KOEFICIENT 0,08 0,104262 0,1375 0,15

POTŘEBA TEPLA W

1041723,0

POTŘEBNÝ TEPELNÝ VÝKON W

1302154,0

SYSTÉM SÁLAVÉHO VYTÁPĚNÍ EUCERK, HELIUM, XENON, NEON CELKOVÉ ZTRÁTY W 760347 KOREKCE PRO SÁLAVÝ SYSTÉM KRR PRO PROVOZNÍ TEPLOTU KAH PRO VÝŠKU INSTALACE KAF PRO TVAROVÝ FAKTOR KAI PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ

OPRAVNÝ KOEFICIENT 0,8180453 0,82 0 0,15

POTŘEBA TEPLA W

751192

POTŘEBNÝ TEPELNÝ VÝKON W

825486

SYSTÉM SÁLAVÉHO VYTÁPĚNÍ EUTERM CELKOVÉ ZTRÁTY W

760347

KOREKCE PRO SÁLAVÝ SYSTÉM KRR PRO PROVOZNÍ TEPLOTU KAH PRO VÝŠKU INSTALACE KAF PRO TVAROVÝ FAKTOR KAI PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ

OPRAVNÝ KOEFICIENT 0,96 0,81 0 0,18

POTŘEBA TEPLA W

875905

POTŘEBNÝ TEPELNÝ VÝKON W

1094881

*předpokládaná celková účinnost je 0,8

40

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

4.4. Částečné vytápění Termínem „částečné vytápění“ se rozumí vytápění otevřeného prostoru (s velkou výměnou vzduchu) nebo ohraničeného vnitřního prostoru v nevytápěné hale. Skutečnost, že daný prostor není ohraničen, a velká výměna vzduchu, které jsou pro tuto situaci charakteristické, neumožňuje předávat teplo vzduchu a dostatečně ho ohřívat. Sálání musí tedy poskytovat potřebný komfort působením přímo na osoby, bez příspěvku tepelné kapacity od konstrukcí a vzduchu. V takových případech už nelze mluvit o fungování celého systému (budovy a systému vytápění), nýbrž jednotlivého stroje (nebo množiny strojů), které rychle dosáhnou jmenovité provozní hodnoty.

4.4.1. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA Za této situace nelze použít výpočet celkových ztrát prostředí, neboť vytápěna je jen minimální část celkového prostoru. Stěny, které se obvykle používají pro nadimenzování celkového tepelného výkonu, jsou nyní představovány vzduchem, který obklopuje vytápěnou zónu a který, až na vzácné případy, je v neustálém pohybu a neustále odvádí z vytápěné zóny teplo. Nejpříhodnější popis dané situace je „nekonečné ztráty“. Pro dosažení dobrého výsledku, který by na minimum snížil počet nespokojených osob, je třeba vzít v úvahu nepřeberné množství parametrů, lišících se případ od případu. Abychom projektantovi zjednodušili práci, popíšeme jednoduchou cestu ke správnému nadimenzování, ověřenou mnohaletými zkušenostmi s instalacemi, které dosáhly uspokojujících výsledků. Především je třeba vyčíslit provozní teplotu, která je schopná sama zajistit potřebnou úroveň komfortu v závislosti na činnosti provozované v daném prostoru. Z hlediska středního vysálaného výkonu potřebného k získání teplotního rozdílu ΔT = 18° C ve výšce 1,5 metru od podlahy, je možné odhadnout přísun tepla na 235 W/m2 za podmínek, kdy bude rychlost vzduchu nulová. Těžko ale lze dosáhnout stavu nehybného vzduchu, především při obchodních a výrobních činnostech v prostorách, kde jsou neustále otevřená vrata pro příjezd a vykládku materiálu nebo zboží. Na obrázku 4.6 je znázorněno, jaká musí být hodnota specifického výkonu na základě požadované tepelné odchylky, a množství tepla skutečně vysálaného jednotlivými systémy za předpokladu, že rychlost vzduchu je nižší než 0,2 m/s. To může být užitečným nástrojem pro představu o výkonech, které přicházejí v úvahu při částečném vytápění, a také pro srovnání s výkony u celkového vytápění.

41

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.6 Potřeba specifického výkonu [W/m2] v závislosti na požadované teplotní odchylce ∆T vzhledem k teplotě vzduchu Ta.

Při stejném instalovaném výkonu se poměrná část výkonu dopadajícího na podlahu mění v závislosti na typu instalovaného stroje, neboť u konvekce se liší účinnosti i ztráty. Pomocí grafů na obrázcích 4.7, 4.8 a 4.9, v nichž je dána plocha k částečnému vytápění a požadovaná teplotní odchylka, lze určit hodnotu potřebného výkonu, kterého lze dosáhnout moduly se sálavými trubicemi XENON, sálavými pásy EUCERK, HELIUM a sálavými panely EUTERM.

42

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.7 Teplený výkon [W], který bude potřeba, v závislosti na požadovaném ∆T [°C] a na ploše [m2] při vytápění moduly se sálavými trubicemi XENON.

Plocha

XENON

43

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.8 Teplený výkon [W], který bude potřeba, v závislosti na požadovaném ∆T [°C] a na ploše [m2] při vytápění sálavými pásy EUCERK, HELIUM.

Plocha

EUCERK, HELIUM

44

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

Obrázek 4.9 Teplený výkon [W], který bude potřeba, v závislosti na požadovaném ∆T [°C] a na ploše [m2] při vytápění sálavými panely EUTERM.

Plocha

EUTERM

45

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

www.4heat.cz

POUŽITÉ SYMBOLY Symboly používané v tomto manuálu, jsou uvedeny v následující tabulce, což je tabulka používaná podle posledních platných norem. Hlavními rozdíly oproti dříve používaným symbolům jsou: koeficient jednotkové propustnosti je označován písmenem U, namísto K, a písmeno Q označuje tepelnou energii a nikoliv tok, který je označován písmenem  .

Tabulka 2.1 Symboly a měrné jednotky.

SYMBOL A cp d h I n P Q T

MĚRNÁ JEDNOTKA m² J/(kg K) m W/(m² K) m h-1 m J °C

v

NÁZEV plocha o určité rozloze měrné teplo při konstantním tlaku tloušťka koeficient povrchové tepelné výměny délka počet výměn vzduchu za hodinu obvod podlahy množství tepla teplota koeficient celkové propustnosti tepla (tepelná propustnost) rychlost vzduchu

V  ƞ    RH

objem tepelné ztráty účinnost tepelná vodivost hustota vzduchu lineární propustnost tepelným mostem relativní vlhkost

m³ W % W/(m K) kg/m³ W/(m K) %

U

46

Verze 0407

MANUÁL SÁLÁNÍ

W/(m² K) m/s

www.4heat.cz

4heat s.r.o. Ječná 29a Brno 621 00 [email protected] www.4heat.cz Kontakty na obchod:

CZ +420 776 186 783 +420 777 777 224 +420 730 891 891 +420 734 256 724 SK +421 948 506 833