Tepelně technické posuzování slaměných konstrukcí

Provozní a funkční analýza konstrukce budov

Tepelně technické posuzování slaměných konstrukcí Thermal physics assessment of straw bale structures Ing. Daniel Grmela1 Abstract

Holistic approach to design of high-quality indoor climate in residential buildings, which impeaches maximum economic, social and environmental relations and effects, is coming to aplication of straw bales with the clay plasters and renders in the building structures as the one of the ways which completely fulfil so defined requirements but in spite of its stronge potential has yet to come into its own. This paper is an introduction to the broad issue of design and assessment straw structures from the point of view of thermal physics Keywords Bale – balík, clay – hlína, jíl, environmental – mající vztah k životnímu prostředí, holistic approach – celostní přístup, straw - sláma, air permeability – průvzdušnost, thermal conductivity – tepelná vodivost, convection – proudění. 1 ÚVOD Přes zjevné výhody jako jsou minimální spotřeba energie na výrobu a provoz, nízká cena, dostatečná životnost a následná jednoduchá a ekologicky výhodná likvidace, využití lokálních zdrojů, přínos pro místní ekonomiku a vhodnost pro stavbu svépomocí brání širšímu využívání slaměných balíků ve stavebnictví zejména nedostatek tuzemských zkušeností, nedůvěra investorů a chybějící metodika pro navrhování. Tato seminární práce je úvodem do problematiky navrhování a posuzování stavebních konstrukcí ze slaměných balíků s hliněnými omítkami z hlediska tepelné techniky. V první části se zabývám jednotlivými možnými způsoby měření tepelně-technických vlastností stavebních materiálů dle stávající soustavy ČSN přicházejícími v úvahu pro měření slámy. Protože jsou však pro mě zatím zejména z finančních důvodů tato dále popisovaná měření zatím nedostupná, měřím tyto vlastnosti měřícím přístrojem Izomet, kterým disponuje laboratoř stavební fyziky našeho ústavu. Ověřuji vhodnost jeho použití pro určování tepelnětechnických vlastností slámy a hliněných omítek a přispívám k vývoji metodiky pro jeho používání, která prozatím chybí. S Ondřejem Fucimanem podávám v rámci projektu pro FRVŠ návrh na vylepšení jeho nedostatků. Izomet však není určen pro měření vlivu přenosu tepla konvekcí na velikost tepelného odporu, proto uvádím ideový návrh aparatury inspirovaný diskuzí s Janem Hollanem v rámci mezioborové konference Udržitelná energie a krajina pro měření tepelného odporu vrstvy slámy porovnávací metodou, kterou by tento vliv měřitelný byl. Vliv přenosu tepla prouděním na velikost tepelného odporu slaměné stěny analyzuji prozatím matematicky. Opírám se při tom o fyzikální teorii A. Bejana „Convection Heat Transfer“ (Přenos tepla konvekcí), v souvislosti s určováním tepelného odporu slaměných stěn publikovanou Janem Hollanem v článku „Jak fungují tepelné izolace – a kdy dokonale“. Závislost velikosti tepelného odporu vlivem přenosu tepla konvekcí jednak na teplotním spádu, jednak na tloušťce slaměné izolační vrstvy demonstruji pro názornost řadou grafů. Po sestrojení zmiňované aparatury a s využitím aparatury pro měření permeability (průvzdušnosti) stavebních materiálů darované našemu ústavu ústavem Technologie stavebních hmot a dílců (doc. Šťastníkem) budu moci v příštím semestru funkčnost a přesnost této teorie prakticky ověřit.

1


Výše uvedeným způsobem získané hodnoty tepelně-fyzikálních parametrů slámy, pak dále využiji v tepelně-technické analýze nízkoenergetického slaměného domu ve Sluneční ulici v Hradčanech – Tišnově, který budu v průběhu příštího roku měřit. (Dostaneme-li Norský grant měřil bych dům v Bouzově-Podolí). Prozatím jej analyzuji aspoň početně. Vytvářím si o tomto objektu z tepelně-technického hlediska základní přehled. S využitím balíku programů „Tepelná fyzika“ jej posuzuji dle platných ČSN. Pro vyšetření nebezpečí negativního vlivu nízké objemové hmotnosti slámy na tepelnou stabilitu místností diskutovaného v rámci mého příspěvku „Využití slaměných balíků ve stavebních konstrukcích“ na 10. odborné konferenci doktorského studia Juniorstav 2008 se nyní zaměřuji právě na tuto problematiku. 2 ZPŮSOBY MĚŘENÍ TEPELNĚ-TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ A VÝROBKŮ VHODNÉ PRO MĚŘENÍ SLÁMY A SLAMĚNÝCH KONSTRUKCÍ DLE ČSN Na této kapitole nyní pracuji, doplním ji v rámci doktorské seminární práce II. 3 OVĚŘENÍ VHODNOSTI POUŽITÍ PŘÍSTROJE IZOMET PRO MĚŘENÍ TEPELNĚ-TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ SLÁMY A HLINĚNÝCH OMÍTEK

3.1 O přístroji Izomet Stručné informace, které jsou od výrobce k přístroji k dispozici uvádím v následujícím odstavci. ISOMET (výrobce „Applied Precision“ Bratislava ) je mikroprocesorem řízený ruční přístroj na přímé měření součinitele tepelné vodivosti, měrné objemové tepelné kapacity, součinitele teplotní vodivosti a teploty kompaktních, sypkých a kapalných materiálů pomocí výměnných jehlových a plošných sond. Každá sonda obsahuje zabudovanou paměť, ve které jsou uloženy její kalibrační konstanty. Měření je založeno na analýze průběhu časové závislosti teplotní odezvy na impulsy tepelného toku Obr. 1 – Izomet do analyzovaného materiálu. Tepelný tok se vytváří rozptýleným elektrickým výkonem v odporu sondy, která je tepelně vodivě spojená s analyzovaným materiálem. Teplota odporu se snímá polovodičovým snímačem. Průběh teploty jako funkce času se v diskrétních bodech vzorkuje a těmito vzorky se prokládají regresní polynomy metodou „nejmenších čtverců“. Koeficienty regresních polynomů slouží k výpočtu termofyzikálních parametrů pomocí analytických vztahů. Rozlišovací schopnost přístroje : - součinitel tepelné vodivosti : 0.001 W/mK - měrná objemová tepelná kapacita : 1.103 J/m3 K - teplotní vodivost : 1.109 m2/s - teplota : 0.01 °C

2


Nejistota měření: - součinitel tepelné vodivosti : +/-(10% hodnoty + 0.005 W/mK) - měrná objemová tepelná kapacita : +/-(15% hodnoty + 3.103 J/m3 K) Rozsah pracovní teploty přístroje: 0 – 40 °C Postup měření: Měření sypkých vzorků probíhá v odměrném válci, který je kvůli zjištění objemové hmotnosti zvážen prázdný a se vzorkem. Lisované tvárnice jsou zváženy a poté změřeny jejich rozměry. Na vzorek se umístí měřící sonda (do sypkých vzorků sonda jehlová, na lisované tvárnice sonda příložná), která je zapojena do vlastního přístroje a spustí se měřící proces. Doba měření je závislá na tepelných parametrech měřeného materiálu. Vlastní měření, včetně kontroly a optimalizace, trvá cca 4 min (z mojí zkušenosti je to cca 20 min). Po ukončení měření se hodnoty měřených veličin zobrazí na displeji přístroje. Po měření se vlhké vzorky umístí na 24 hodin do pece o teplotě 105°C a poté zváží (nutné pro výpočet vlhkosti).

Obr. 2 – Jehlová sonda

Vzorky nepotřebují zvláštní přípravu před měřením, je pouze nutné před použitím příložných sond vytvořit hladkou plochu o průměru cca 5 cm, k zajištění dobrého přenosu tepla za sondy do vzorku. Jelikož příložnými sondami jsou zkoumány lisované tvárnice, tak již tímto lisováním (v ocelové formě) je dostatečná hladkost plochy zaručena. Obr. 3 – Příložná sonda 3.2 Měření Vzorky a) Odběr vzorků Vzorky slámy a hlíny jsem odebral přímo ze stavby nízkoenergetického přírodního domu na pozemku C3 ve Sluneční ulici v Hradčanech u Tišnova. http://www.rigi.cz/index.php?typ=RIA&showid=43 Vzorek pšeničné slámy jsem ze slaměného balíku odloupnul tak, aby nedošlo ke změně objemové hmotnosti ani orientace stébel (tak aby se stébla nepohnula).

3


Vzorek hliněné omítky mi tamější stavbyvedoucí odloupl přímo ze stěny vyšetřovaného objektu. Jde o jádrovou vrstvu vnitřní omítky v tloušťce 10 cm. Je vyrobena z místního jílu a písku (3:1) a slaměné řezanky. b) Stanovení vlhkosti vzorků Praktickou hmotnostní vlhkost vzorků (dále jen vlhkost) jsem stanovil jako: w = (mv-ms)/ms ,kde mv … hmotnost vzorku dané vlhkosti, stanovena vážením na elektronické váze vzápětí po měření tepelně-technických parametrů vzorků Izometem ms … hmotnost suchých vzorků, stanovena opakovaným vážením vzorků za tepla, po jejich opakovaném vysušování v elektrické peci při teplotě 70 °C až do ustálení hmotnosti. Pro přesné určení vlhkosti by byla třeba teplota 105 °C. S ohledem na požární Obr. 4 – Vzorky v peci bezpečnost (sláma) a časovou náročnost vysušování (sláma zvlášť, hlína zvlášť) jsem volil teplotu nižší, pro fázi hledání metodiky dostatečnou. Sláma mv = 409 g ms = 358 g w = (mv - ms)/ms = (409 – 358)/358 = 0,14 Hliněná omítka mv = 1235 g ms = 1167,5 g w = (mv - ms)/ms = (1235 – 1167,5)/1167,5 = 0,06 Sláma

Obr. 5 – Vážení vzorku

a) Ověření vlivu orientace stébel na tepelně fyzikální vlastnosti slámy Vzorek 1 – Odloupnutá část slaměného balíku

Obr. 6 – Slaměný balík

4


Tab.1 - Měření Izometem – vzorek 1 – část slaměného balíku 6

θ (°C)

orientace sondy rovnoběžně stébly

kolmo na stébla

se

λ cp10 a 3 (W/mK) (J/m K) 10 6 2 (m /s)

w ρ (%) 3 (kg/m )

19,1 0,0506

0,125

0,406

70*

20,6 0,0519

0,137

0,378

70*

20,6 0,0629

0,192

0,328

70*

14

14

*objemová hmotnost uvažována shodná s objemovou hmotností balíku použitého na stavbě Hodnoty součinitele tepelné vodivosti slámy ve slaměném balíku odpovídají v obou směrech (kolmo a podél orientace stébel) hodnotám uváděných zahraničními zdroji. b) Stanovení závislosti tepelně-fyzikálních vlastností slámy na teplotě, objemové hmotnosti a vlhkosti. Vytvoření statistického souboru dat. Vzorek 2 – snopek slámy svázaný provázkem K určení objemové hmotnosti potřebuji znát objem měřeného vzorku. Pokus o stanovení objemu slaměného vzorku (snopku) pomocí ponoření do vody: m snopek suchý = 12 g Vvoda = 415 ml Vvoda + snopek = 470 ml Vvoda po vyndání snopku = 390 ml Vvoda násak do snopku = 415 – 390 = 25 ml Vsnopek + voda násak = 470 -390 = 80 ml Vsnopek = 80 – 25 = 45 ml Zkouška porovnáním hmotností msnopek mokrý = 34 g Obr. 7 – snopek na váze mvoda násak do snopku = 34 - 12 = 22g … stanoveno vážením mválec + 500 ml vody = 621,5 g mválec = 130,5 g m500 ml vody = 491 g ρvody = 491/0,5 = 0,982 kg/m3 mvoda násak do snopku = 0,982.25 = 24,55 g … stanoveno měřením objemu a výpočtem

Obr. 8 – snopek ve vodě

5


Hodnoty hmotnosti vody (kterou snopek nasákl při určování jeho objemu), stanovené měřením hmotnosti a stanovené měřením objemu + výpočtem se liší o 11 %, proto jsem hledal vhodnější metodu:

Vzorek 3 – snopek v odměrném válci Objemová hmotnost Objem stanoven zastrčením snopku natěsno do odměrného válce a sežíznutím jeho konce tak, aby objem snopku činil 250 ml. mválec = 46,5 g; msnopek + válec = 67,5 g msnopek = 67,5 – 46,5 = 21 g; Vsnopek = 250 ml; ρsnopek = 21/0,25 = 84 kg/m3

Tepelně-fyzikální vlastnosti, statistický soubor

Obr. 9 – vzorek 3

Tab. 2 Měření Izometem – vzorek 3 – slaměný snopek – jehlová sonda rovnoběžně s orientací stébel λ cp106 (J/m3 ρ -6 2 θ (°C) (W/mK) K) a 10 (m /s) (kg/m3) w (%) 19,13 0,0506 0,166 0,305 84 14 20,57 0,0515 0,172 0,3 84 14 20,57 0,0508 0,168 0,303 84 14 20,73 0,0516 0,175 0,295 84 14 20,73 0,0511 0,17 0,3 84 14 Směrodatná odchylka б (λ) = 0,0004 W/mK. Hliněná omítka

Obr. 10 – vzorek omítky

6

Do zatvrdlé hliněné omítky, svojí konzistencí za normálních podmínek připomínající kámen, není žádná šance vpravit jehlovou sondu. Proto jsem zatím použil pouze málo přesnou sondu příložnou. Povrch vzorku jsem upravil pilkou na železo a sadou brusných papírů tak, aby byl o možná nejhladší, přesto není hladkost povrchu uspokojivá. V další měření zvažuji rozmíchání vzorku s vodou, vpravení jehlové sondy a měření po zatvrdnutí. V této první fázi jsem zatím chtěl vzorek zachovat v co možná nejméně pozměněném stavu, simulujícím stav při zabudování ve stavbě.


Vzorek 4 – část jádrové hliněné omítky Stanovení objemové hmotnosti ponořením do vody v odměrné nádobě mvzorek přirozeně vlhký = 1230,5 g m odměrná nádoba = 173 g V voda = 1425 ml V voda+vzorek = 2100 ml V voda zbytek po násaku do vzorku = 1325 ml V vzorek+násak = 2100 – 1325 = 775 ml V násak = 1425 – 1325 = 100 ml V vzorek = 775 – 100 = 675 ml Ověření přesnosti porovnáním objemu vody, kterou vzorek nasákl, určené měřením objemu a měřením hmotnosti + výpočtem m vzorek+násak = 1323 g m násak = 1323 – 1230,5 = 93 g V násak výpočet = m násak/ρ voda=93/0,982 = 95 g

Obr. 11 – Stanovení objemu

Hodnoty V násak výpočet a V násak se liší o 5 %, což lze prozatím považovat za uspokojivé. ρ vzorek = 1230,5/0,675 = 1823 kg/m3 Dále správné určení objemové hmotnosti zvažuji ověřit měřením rozměrů. Vzorek se pokusím obrousit do tvaru kvádru kotoučovou bruskou k řezání kamene. Tepelně-fyzikální vlastnosti, statistický soubor Tab. 3 Měření Izometem – vzorek 4 – kus jádrové hliněné omítky – příložná sonda θ λ cp106 a ρ w (%) (°C) (W/mK) (J/m3 10(kg/m3) 6 K) (m2/s) 20,46 0,52 0,71 0,732 1823 6 20,46 0,516 0,706 0,731 1823 6 20,46 0,542 0,707 0,766 1823 6 Směrodatná odchylka б (λ) = 0,014. Tab. 4 – hodnoty λ hliněných směsí dle[1]

Hodnoty λ naměřené Izometem odpovídají hodnotám udávaných literaturou [1], ta ovšem bohužel neuvádí, při jakých podmínkách byly zjištěny.

7


3.3 Zhodnocení Hodnoty součinitele tepelné vodivosti vyšetřovaných materiálů korespondují s hodnotami uváděnými v literatuře. Ve nasvědčuje tomu, že pomocí Izometu reálné hodnoty tepelně fyzikálních veličin slámy i hliněných omítek získat lze. S ohledem na absenci manuálu k přístroji Izomet vyplývá z mých měření zajímavé zjištění ohledně směru, ve kterém je měřena velikost součinitele tepelné vodivosti. Z porovnání jejích hodnot měřených při kolmém a rovnoběžném zavedení jehlové sondy do vzorku slámy, s hodnotami uváděnými v zahraniční literatuře vyplývá, že součinitel tepelné vodivosti je měřen ve směru kolmém k podélné ose sondy. 4 NÁVRH NA VYLEPŠENÍ IZOMETU Získání statisticky významného souboru dat je nyní z časových důvodů náročné. Jednotlivá měření trvají asi 20 minut. Poté je nutné si získaná data opsat z displeje a manuálně zpustit měření další. V rámci projektu pro FRVŠ „ Rozšíření stávajících předmětů stavební fyziky – Přírodní stavební materiály “ jsem podal návrh Ondřeje Fucimana na vytvoření softwarově-hardwarového mostu digitální váha – PC – Izomet. Přístroj bude takto možno ovládat odkudkoli z internetu a získaná data, včetně hmotnosti (pro stanovení vlhkosti) budou průběžně automaticky zapisována. Takto bude možno získávat bez jakýchkoli časových nároků na lidskou práci jakkoli rozsáhlé soubory dat. Tím bude umožněno statistické vyhodnocování zjišťovaných parametrů vyšetřovaných materiálů. 5 IDEOVÝ NÁVRH APARATURY PRO MĚŘENÍ TEPELNÉHO ODPORU SLAMĚNÉ VRSTVY S VLIVEM PŘENOSU TEPLA KONVEKCÍ

Na této kapitole nyní pracuji, doplním ji v rámci doktorské seminární práce II. „Obalit 200l barely, dalo by se u nich měřit i stacionárně, tj. tak, že se odhadne příkon, který se tam pak elektricky pošle. Když by byly barely v laboratoři se stálou teplotou, a odhadlo by se to správně, tak by se prostě jejich teplota neměnila, po nahřátí a zaregulování příkonu. Nahřát se dají ponorným vařičem, regulovat a měřit nevím čím nejlíp, ale lidi od elektřiny to jistě vymyslí. Ustálený stav nastane pro slámu později než pro polystyrén, je těžká...“ 6 MATEMATICKÁ ANALÝZA VLIVU PŘENOSU TEPLA KONVEKCÍ NA TEPELNÝ ODPOR SLAMĚNÉ STĚNY (ZPRACOVÁNO DLE [2]) V izolační vrstvě, kterou se záření těžko prodírá, se v optimálním případe vzduch nepohybuje a většina tepelného toku pak probíhá srážkami molekul vzduchu, padá tedy na vrub tepelné vodivosti vzduchu. K tomu se přidává vedení vlákny (ta jsou tak pětkrát vodivější) a záření od vlákna ke vláknu. K vodivosti samotného vzduchu oba jevy přidají třetinu až polovinu. Tok tepla je nepřímo úměrný tloušťce izolační vrstvy. A ovšem přímo úměrný rozdílu teplot, velikosti izolované plochy a vlastní tepelné vodivosti materiálu. Pro všechny izolační materiály, přírodní i tovární, přibližně platí λ = 0,04 W/(m.K); odchylky nepřevyšují dvacet procent (jen nanočásticové velmi drahé materiály izolují dvakrát lépe, ve vakuových panelech dokonce pětkrát lépe). Jinak je to ovšem, když izolační vrstvou vzduch proudí, ať již samovolně (konvekcí, teplejší směrem vzhůru, chladnější dolů) nebo vlivem proudění okolního vzduchu.

8


6.1 Konvekce teoreticky Vliv proudění na tepelný tok se vyjadřuje tzv. Nusseltovým číslem. Je-li rovno jedné, je to případ, kdy se proudění nijak tepelně neprojevuje, tepelný tok se realizuje jen zářením a vedením ve vzduchu a vedením ve vláknech. Je-li rovno dvěma, pak to znamená, že proudění snížilo tepelný odpor izolační vrstvy na polovinu. Jak ukazují americká a dánská měření (napsal jsem si o ně, na odpověď čekám – pozn. autora), a jak také vyplývá z teorie, to je právě případ slaměných balíku v situaci, kdy je venku mráz. Porézní izolační materiály proudění potlačují, kladou mu odpor. Odpor kladený proudění lze charakterizovat jediným geometrickým parametrem, permeabilitou, která má rozměr plochy a značí se obvykle K. Porézní tepelně izolační materiály ji mají v rozmezí 10-7 až 10-10 metru čtverečního, lépe se to pamatuje v milimetrech čtverečních, kdy je to od jedné desetiny do jedné desetitisíciny. Nebo ještě lépe, jako odmocnina z této hodnoty, lze si ji představit jako jakýsi průměr kanálku, to je pak od tří desetin milimetru (balíky slámy) do setiny milimetru. Abychom získali Nusseltovo číslo Nu, vyjdeme z modifikovaného Rayleighova čísla Ram pro porézní vrstvy. Ram je úměrné výšce porézní dutiny H, teplotnímu rozdílu T a permeabilitě K. Pro obvyklou zimní teplotu v dutině a obvyklé materiály s λ = 0,04 W/(m.K) je to kolem Ram = 0,7 (H / 1 dm) (T / 10 K) (K / 0,01 mm2) (1) Vodorovné homogenní vrstvy, i když v nich teplota klesá směrem vzhůru, zůstávají bez konvekce, pokud platí, že: Ram<40 (nebo <25, je-li vrstva nahoře otevřená, což by ale být neměla už kvůli možným poryvům větru). Nad tímto limitem platí: Nu = 1 + 0,04 (Ram − 40) (2) Ve svislých vrstvách, jimiž jde tepelný tok příčně, se konvekce odehrává vždy. Ale Nusseltovo číslo zůstává pod 1,1 je-li Ram nižší než 10. Má-li konvektivní buňka čtvercový průřez (to muže být případ stěn z balíku slámy, vlivem nehomogenity na rozhraní balíku) pak zhruba platí (dle [2]), že Nu = 1 + Ram/100 pro Ram < 15, Nu = 0,8 + Ram/ 36 pro 15 < Ram < 40, Nu = 1 + Ram/ 45 pro 40 < Ram < 100. (3) Jinými slovy, Ram= 20 zhoršuje izolační vlastnosti o třetinu, Ram= 90 třikrát. Sláma má K = 0,1 mm2 – to je hodně. Taková hodnota vyplývá z publikovaných měření [např. 4, str. 43] i z měření, která prováděl Jan Hollan pomocí dlouhého polyetylenového vaku, dávajícího přetlak asi 1 Pa (měřené balíky měly objemovou hmotnost kolem 75 kg/m2). K tomu, že musí být řádově takto velká, lze k ní dojít ale i úvahou. Reprezentuje totiž průřez typického póru. Kdyby byl čtvercový, pak by jeho hrana byla asi třetina milimetru, což je hodnota, která odpovídá stlačené vrstvě málo uspořádaných slaměných stébel. Sláma je ze všech izolačních materiálu nejhrubší, až na dřevěné štěpky (které už izolují zřetelně hůře), u všech ostatních vláknitých či vločkových materiálu, nemají-li objemové hmotnosti zvláště nízké, jsou póry tenčí.

9


Snížit modifikované Rayleighovo číslo lze bud snížením permeability, tedy přidáním dostatečně jemnozrnné frakce, nebo rozdělením vrstvy na menší buňky. U vodorovné vrstvy nad vytápěnými prostory stačí rozdělení na dvě poloviny (např. papírem, lepenkou nebo jakoukoliv starou fólií se spoustou dírek). Ram se sníží čtyřikrát. Dvě vrstvy balíků (celkové výšky 80 cm) by měly bez rozdělení Ram kolem 175, je-li teplotní spád 30 K. Po oddělení vrstev přepážkou, která proudění klade velký odpor, se Ram zmenší na 45. Tak lze dosáhnout hodnoty U kolem 0,06 W/m2K. Oproti tomu, pouhá jedna vodorovná vrstva standardních balíku má v takových podmínkách U velkou až 0,3W/m2K, a dvě neoddělené vrstvy asi stěží méně než 0,2! Ve zdi to není tak jednoduché. Vodorovné oddělení balíku nemůže pomoci (možná může i vadit). 80cm dvojitá vrstva se svislou bariérou proti konvekci uprostřed dává sice hodnotu U pod 0,1 (tak je izolovaný tepelný zásobník moštárny a seminárního centra v Hostětíně), ale většina lidí dává přednost tenčím stěnám. Výše uvedené hodnoty jsou převzaty z [2]. Dále uvádím hodnoty R aU tak, jak jsem je dle teorie „Přenos tepla konvekcí“ z [2] spočítal já. Z [2] však není jasné, zda lze pro výpočet Ram svislých vrstev uvažovat stejný vztah jako pro výpočet vrstev vodorovných. Prozatím uvažuji, že ano a na odpověď autora [2] na můj dotaz čekám. Počítal jsem dvěma způsoby. V prvním případě jsem závislost Nu na Ra uvažoval jako lineární lomenou funkci (3), v případě druhém jsem uvažoval kvadratickou závislost Nu na Ra, s koeficienty a, b, c určenými extrapolací z grafu 1 dle [3]. Literatura [3] totiž výpočet bohužel neuvádí, uvádí pouze graf, coby jeho výsledek. Nu = a + b.Ra + c.Ra2 a = 0.792385 b = 0.0291139 c = -4.87954.10-5 (4) Graf 1 – Na = f(Ra)

10


6.2 Srovnání aproximativních metod (funkce lineární lomená a funkce kvadratická) Uvažuji skladbu obvodového pláště reálného objektu dle kap. 7.x.x Tedy: hliněná omítka, tloušťka 80 mm, λ * = 0,526 W/m.K slaměný balík, tloušťka 500 mm, λ * = 0,051 W/m.K hliněná omítka, tloušťka 80 mm, λ * = 0,526 W/m.K * hodnoty měřené Izometem na reálných vzorcích z vyšetřovaného objektu Avšak pro větší názornost dalších souvislostí, uvádím hodnoty U a R pouze slaměného balíku v takovéto skladbě – počítám s ním tak, jako by byl ve skladbě konstrukce z obou stran neprůvzdušně uzavřen, což hliněné omítky zaručí. Neprůvzdušnot hliněných omítek mi byla potvrzena zatím pouze ústně konzutlantem z instituce Pasivní dům a odborníky dalších organizací, v literatuře jsem tuto informaci zatím nenalezl a ani ji vlastním měřením nepotvrdil. Pouze v [1] jsem nalezl tuto tabulku, hodnota rd v ní uvedená, by s průvzdušností mohla souviset, avšak [1] k ní žádný komentář neuvádí. Co značí se mi nepodařilo zjistit. Tab 3 – fyzikální vlastnosti hliněných omítek

Funkce lineární lomená Výhodou je snažší výpočet požadovných hodnot z hlavy či tužkou na papír, nevýhoudou menší přesnost. Poslouží jako prvotní odhad. Z grafu 2 je patrné, že odhad zůstává na straně bezpečné. Výtah z výpočtů z excelu

Sláma - balíky 30x50x60 cm Objemová hmotnost

ρ = 70 kg/m3

Tepelný tok rovnoběžně se stébly

Vnitřní návrhová teplota

θi (°C)

e (°C)

20

1

θai (°C) 21

11


součinitel tepelné vodivosti

relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

Rayleighovo číslo

Nusseltovo číslo

tepelný odpor bez konvekce

tepelný odpor s konvekcí

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θe (°C)

K (mm 2)

Ram .10-8(K/m)

Nu

R (m2.K/W)

Rk (m2.K/W)

0,5

0,063

< 20

0,5

0,063

-18

0,1

136,5

4,413

7,937

1,799

-15

0,1

126

4,150

7,937

1,912

0,5

0,063

-12

0,1

115,5

3,888

7,937

2,042

0,5

0,063

-9

0,1

105

3,625

7,937

2,189

0,5

0,063

-6

0,1

94,5

3,363

7,937

2,360

0,5

0,063

-3

0,1

84

3,100

7,937

2,560

0,5

0,063

0

0,1

73,5

2,838

7,937

2,797

0,5

0,063

3

0,1

63

2,575

7,937

3,082

0,5

0,063

6

0,1

52,5

2,313

7,937

3,432

0,5

0,063

9

0,1

42

2,050

7,937

3,871

0,5

0,063

12

0,1

31,5

1,788

7,937

4,440

0,5

0,063

15

0,1

21

1,525

7,937

5,204

0,5

0,063

18

0,1

10,5

1,263

7,937

6,286

0,5

0,063

20

0,1

3,5

1,088

7,937

7,298

tloušťka

* pokračování R při přestupu tepla na vnitř. povrchu

R při přestupu tepla na vnějším. povrchu

součinitel prostupu tepla bez konvekce

Rsi (m2.K/W)

Rse (m2.K/W)

U (W/m2.K)

Uk (W/m2.K)

UN,20 (W/m2.K)

UN,20 (W/m2.K)

0,130

0,040

0,123

0,508

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,480

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,452

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,424

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,395

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,366

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,337

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,307

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,278

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,247

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,217

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,186

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,155

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,134

0,25

0,15

Extrapolace z grafu pomocí vztahů: Ram = 0,7 .(H / 1 dm) .(T / 10 K). (K / 0,01 mm2) Nu = 1 + Ram/100 pro Ram=15, Nu = 0,8 + Ram/36 pro 15 < Ram < 40, Nu = 1 + Ram/45 pro 40 < Ram < 100.

12

U doporučená dle součinitel ČSN 73 540 prostupu tepla standart pasivního s konvekcí domu


Funkce kvadratická Výhodou je vyšší přesnost, nevýhodou nutnost použití výpočetní techniky. Výtah z výpočtů z excelu Sláma - balíky 30x50x60 cm Objemová hmotnost

ρ = 70 kg/m3

Tepelný tok rovnoběžně se stébly θi (°C)

e (°C)

20

1


tloušťka

θai (°C) 21


relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θi (°C)

K (mm 2)

Rayleighovo číslo Ram .108 (K/m)

Nusseltovo číslo


Nu

R (m2.K/W)

tepelný odpor s konvekcí Rk (m2.K/W)

0,5

0,063

< 20

-18

0,1

0,5

0,063

-15

0,1

136,5

3,86

7,937

2,058

126

3,69

7,937

2,153

0,5

0,063

-12

0,5

0,063

-9

0,1

115,5

3,50

7,937

2,265

0,1

105

3,31

7,937

0,5

0,063

-6

0,1

2,397

94,5

3,11

7,937

2,554

0,5

0,063

-3

0,5

0,063

0

0,1

84

2,89

7,937

2,743

0,1

73,5

2,67

7,937

0,5

0,063

3

2,974

0,1

63

2,43

7,937

3,262

0,5

0,063

0,5

0,063

6

0,1

52,5

2,19

7,937

3,630

9

0,1

42

1,93

7,937

4,114

0,5

0,063

12

0,1

31,5

1,66

7,937

4,778

0,5

0,063

15

0,1

21

1,38

7,937

5,742

0,5

0,063

18

0,1

10,5

1,09

7,937

7,263

0,5

0,063

20

0,1

3,5

1,00

7,937

7,937

*

13


*pokračování R při přestupu tepla na vnitř. povrchu Rsi (m2.K/W)

R při přestupu tepla na vnějším. povrchu Rse (m2.K/W)

0,130 0,130

součinitel prostupu tepla bez konvekce

U doporučená dle ČSN 73 540

U (W/m2.K)

součinitel prostupu tepla s konvekcí Uk (W/m2.K)

UN,20 (W/m2.K)

UN,20 (W/m2.K)

0,040

0,123

0,449

0,25

0,15

0,040

0,123

0,430

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,411

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,390

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,367

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,343

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,318

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,291

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,263

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,233

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,202

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,169

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,135

0,25

0,15

0,130

0,040

0,123

0,123

0,25

0,15

standart pasivního domu

Extrapolace z grafu kvadratickou funkcí: Nu = a + b. Ram + c.Ram2 a=

0,792385

b=

0,0291139

c=

-4,88E-05

Grafické srovnání lineární vs kvadratická Graf 2 Závislost Nusseltova čísla na teplotě (tl. izolace 500 m m )

Vnější teplota (°C)

30 20 10

Nu lineárně Nu kvadraticky

0 -10 -20 0

2

4

Nusseltovo číslo

14

6


Graf 3 Vliv přenosu tepla konvekcí na velikost tepelného odporu v závislosti na vnější teplotě (tl. izolace 0,5 m )


30 20 10

Tepelný odpor (z Nu lineárně)

0

Tepelný odpor (z Nu kvadraticky)

-10 -20 0

5

10 2

Rk (W/m K)

Graf 4 Vliv přenosu tepla konvekcí na velikost součinitele prostupu tepla v závislosti na vnější teplotě (tl. izolace 0,5 m )


30 U (z Nu lineárně)

20

U (z Nu kvadraticky)

10 0 -10 -20 0,0

0,2

0,4

0,6

2

Uk(m K/W)

Rk jako funkce tloušťky izolační vrstvy pro různé teplotní spády Autor [2] doporučuje pro snížení vlivu konvekce rozdělení izolační vrstvy vrstvami lepenky. Tím dojde k snížení tloušťky vrstvy na níž přímo úměrně klesá velikost Rayleighova čísla. Negativní vliv konvekce na velikost tepelného odporu lze takto velmi podstatně snížit. Dělení slaměných balíků na vrstvy je však pracné. Proto by bylo žádoucí počet vrstev či jejich tloušťky optimalizovat.

15


Výtah z výpočtů z excelu Sláma - vrstvy tl. 500,250,167,125 mm Objemová hmotnost

ρ = 70 kg/m3

Tepelný tok rovnoběžně se stébly θi (°C)

e (°C)

20

1


tloušťka

21


relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θi (°C)

K (mm 2)


0,5

0,063

< 20

-18

0,1

136,5

0,5

0,063

-9

0,1

105

3,31

7,937

2,397

0,5

0,063

0

0,1

73,5

2,67

7,937

2,974

0,5

0,063

9

0,1

42

1,93

7,937

4,114

0,5

0,063

18

0,1

10,5

1,09

7,937

7,263

Nusseltovo číslo


Nu

R (m2.K/W)


tloušťka

Nusseltovo číslo


Nu

R (m2.K/W)


3,86

7,937

2,058


relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θi (°C)

K (mm 2)


0,25

0,063

< 20

-18

0,1

68,25

2,55

7,937

3,110

0,25

0,063

-9

0,1

52,5

2,19

7,937

3,630

0,25

0,063

0

0,1

36,75

1,80

7,937

4,418

0,25

0,063

9

0,1

21

1,38

7,937

5,742

0,25

0,063

18

0,1

5,25

1,00

7,937

7,937

Nusseltovo číslo


Nu

R (m2.K/W)


tloušťka

16

θai (°C)


relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θi (°C)

K (mm 2)


0,167

0,063

< 20

-18

0,1

45,5

2,02

7,937

3,937

0,167

0,063

-9

0,1

35

1,75

7,937

4,531

0,167

0,063

0

0,1

24,5

1,48

7,937

5,376

0,167

0,063

9

0,1

14

1,19

7,937

6,667

0,167

0,063

18

0,1

3,5

1,00

7,937

7,937


tloušťka součinitel tepelné vodivosti

relativní vlhkost

venkovní teplota

permeabilita

H (m)

λ (W/m.K)

w (%)

θi (°C)

K (mm 2)


0,125

0,063

< 20

-18

0,1

0,125

0,063

-9

0,125

0,063

0

0,125

0,063

9

0,125

0,063

18

Nusseltovo číslo


Nu

R (m2.K/W)


34,125

1,73

7,937

4,590

0,1

26,25

1,52

7,937

5,211

0,1

18,375

1,31

7,937

6,054

0,1

10,5

1,09

7,937

7,263

0,1

2,625

1,00

7,937

7,937

Graf 5 Závislost Rk na tloušťce vrstev 20


15 10 500 mm

5

2x250 mm

0

3x167 mm

-5

4x125 mm

-10 -15 -20 0

2

4

6

8

10

2

Rk (W/m K)

6.3 Zhodnocení Z konkrétních vypočítaných hodnot Rk a Uk nemá v tuto chvíli smysl vyvozovat žádné závěry, pravděpodobně realitě odpovídat nebudou. Konvekce na velikost tepelného odporu výzamný vliv zřejmě mít bude. Dle zahraničních zkušeností však ne zas až natolik velký, jak by vyplývalo z čistě fyzikální teorie. Tato záležitost bude nyní hlavním tématem mého dalšího výzkumu. V této fázi nejde o získání přesných hodnot, ale o hledání metodiky k jejich určování. Budu-li schopen vyjádřit vliv konvekce na velikost tepelného odporu slaměné stěny jako funkci teplotního spádu a tloušťky izolace, mohu ji pak implementovat do stávajících metod dle ČSN pro výpočty tepelných ztrát, tepelné stability, bilance zkondenzované vodní páry, posouzení rizika kondenzae apod. .. Tato záležitost zůstává jakýmkoli novým poznatkům otevřená. Bohatý zdroj vědecky erudovaných a aktuálních informací týkajících se mj. také této problematiky si slibuji od knihy Bruce Kinga Design of straw bale building (2007), kterou jsem si nyní po dlouhém váhání, vzhledem k její vysoké ceně, objednal.

17


7 NÍZKOENERGETICKÝ RODINNÝ DŮM HRADČANY Objektem, na který se zaměřuje moje tepelně-technická analýza uvedená v dalších kapitolách je nízkoenergetický rodinný dům na pozemku C3 ve Sluneční ulici v Hradčanech u Tišnova. Spoustu zajímavých informací z průběhu jeho realizace lze nalézt zde: http://www.rigi.cz/index.php?typ=RIA&showid=43 Pro bližší nastínění konceptu této stavby uvádím výtah z jeho projektové dokumentace: 7.1 Z technické zprávy Urbanistické, architektonické a stavebně technické řešení a) Pozemek se nachází v údolní nivě Čebínského potoka. Jeho ochranné pásmo 6 m od hranice vodoteče zasahuje na pozemek. Západní část pozemku se nachází v záplavovém území stoleté vody. V souvislosti s vodotečí je zde zvýšená hladina spodní vody. Pozemek má rovinatý charakter, mírně se svažující k severovýchodu. b) Dům je umístěn v severovýchodním rohu pozemku, kde je jeho nejvyšší niveleta (247 m.n.m.). Při severní a západní straně pozemku je do této úrovně navršen zemní val, jenž chrání pozemek před zaplavováním stoletou vodou. Snížená část pozemku (mezi zemním valem) je využita pro zahradní jezírko přírodního charakteru. Dům se orientuje směrem do zahrady tedy k jihu a západu. celková zastavěná plocha: dům - vytápěná část: dům - nevytápěná část: přístřešek: sklep:

243 m2 109 m2 40 m2 75 m2 19 m2

celkový obestavěný prostor: dům - vytápěná část: dům - nevytápěná část přístřešek: sklep: 55 m2

1053 m3 650 m2 123 m2 255 m2

zpevněná plocha - dřevěná terasa: plocha ozeleněné střechy: plocha zahradního jezírka: plocha zpevněné příjezdové cesty:

26 m2 120 m2 266 m2 108 m2

c) Dům je navržen v duchu ekologického, přírodě blízkého stavění. Tomu odpovídají použité materiály, a to jak z hlediska architektonického tak konstrukčního. Základními materiály určujícími tento dům jsou nehraněná dřevěná kulatina, izolace slaměnými balíky, vnitřní hliněné omítky a ozeleněné vegetační střechy. Dům je dvoupodlažní, kdy horní podlaží má menší půdorysnou plochu než přízemí. Dům je zastřešen plochými ozeleněnými střechami. Střecha nad rozšířeným přízemím je na východní

18


straně přetažena do strany a vytváří zde krytý přístřešek pro dvě automobilové stání. Na opačné straně přístřešku než dům je celá konfigurace uzavřena zemním valem v němž je umístěn samostatně stojící vlhký sklep. Vlastní dům je členěn na vytápěnou – vysoce zateplenou část a nevytápěnou část s pomocnými prostory (zádveří, šatna, sklad). V přízemí se nachází společný obytný prostor, členěný na části kuchyň - jídelní kout - obytný prostor. Dále technologické a sociální zázemí a ložnice. Patro tvoří soukromou část domu s pokoji a koupelnou. Z jižní strany k domu přiléhá zimní zahrada – skleník s přímým vstupem z obytnou části domu. Ideu přírodě blízkého domu bude zachovávat i úprava pozemku, kde hlavním prvkem je navržené víceúčelové zahradní jezírko na principu biotopu. d) Dům je navržen jako nízkoenergetický, to znamená dům vysoce zateplený. Tomu odpovídá i konstrukční řešení, které odděluje funkci nosnou a výplňovou – tepelně izolační. Použité materiály respektují ideu přírodě blízkého stavění. Nosnou část domu tvoří dřevěná konstrukce z nehraněné kulatiny. Stěnové výplně jsou tvořeny slaměnými balíky uzavřenými mezi silnostěné omítky (cca 50 mm). Z vnitřní strany jsou užity omítky hliněné, které fungují zároveň jako parozábrana. Z vnější strany je omítka na bázi vápenného hydrátu MULTIBAT, jenž zaručuje prodyšnost skladby navenek. (Ve skutečnosti realizovány také jako hliněné. pozn. autora) Pro nevytápěnou část domu je obvodová konstrukce řešena jako samostatná. Konstrukční desky – na vnější straně deska WP, na vnitřní straně deska MDF, vytváří dutinu, jenž je vyplněna foukanou tepelnou izolací CLIMATIZER PLUS. Dům je zastřešen bezúdržbovými ozeleněnými vegetačními střechami. Skladba střechy odděluje funkci tepelně izolační (balíky slámy) a hydroizolační provětrávanou mezerou krokví. Hydroizolační část zajišťuje fólie POTAN G na bázi PVC chráněná z obou stran geotextilií. Oplechování a kotvení je řešeno pomocí poplastovaných plechů VIPLANYL.. e) Vytápěná část domu je zaizolována balíky slámy o šíři 350 – 500 mm. To odpovídá tepelnému odporu konstrukce 7,4 - 10,6 m2*K/W. Okna jsou zdvojená na principu špaletových oken s užitím dvojskel. Venkovní dveře jsou tepelně izolační typu EURO. f) Z hlediska vyšší hladiny podzemní vody je dům založen na základovém roštu tvořeném základovými pasy o šířce 600 mm. Rošt je uložen na masivním štěrkovém loži o mocnosti 600 mm (500 mm štěrk hrubé frakce + 100 mm štěrk jemné frakce). g) Dům je navržen ve velké míře z přírodních recyklovatelných materiálů. Svým provozem nevytváří žádné nežádoucí splodiny, hluky, vibrace, či jiné negativní účinky. h) Vjezd na pozemek z místní obslužné komunikace se nachází v jeho jihovýchodním rohu. Přístup k domu vede po zpevněné štěrkové ploše se schopností retence vodních srážek. Doprava v klidu je zajištěna přístřeškem pro dvě automobilová stání. i) Ochrana proti emanaci radonu se tohoto domu netýká, neboť způsobem založení je stavba od terénu oddělena provětrávanou mezerou o min. šířce 500 mm. V domě je navíc použit systém řízeného větrání s rekuperací, jenž je sám o sobě protiradonovým opatřením do lokalit s vysokým radonovým rizikem. j) Projekt stavby dodržuje obecně technické požadavky na výstavbu dle vyhlášky č. 137/1998 Sb.

19


7.2 Situace stavby

Obr. 12 – Sluneční ulice, umístění pozemků

Obr. 13 – NED C3 – Situace M 1:200

20


7.3 Odezva kritické místnosti na tepelnou zátěž v letním období Výpočet odezvy kritické místnosti na tepelnou zátěž v letním období jsem provedl v programu Simulace 2007. Porovnal jsem různé varianty zasklení a stínění výplní otvorů a variantu obvodového pláště realizovanou slaměnou jsem porovnal s variantou imaginární zděnou z cihel plných pálených, tedy materiálu s opačnými hodnotami tepelně fyzikálích veličin než má sláma, aby byl rozdíl, co možná nejmarkantnější.

Obr.14 - Kritická místnost - Řez příčný

Obr.15 - Kritická místnost - Pohled jižní

Obr.16 - Kritická místnost - Pohled západní 21


Obr.17 - Kritická místnost - Půdorys

Simulace nabízí dva výpočtové modely: metodu tepelné jímavosti a R-C metodu. Pro jejich osvětlení uvádím výtah z nápovědy k programu: METODA TEPELNÉ JÍMAVOSTI Výpočet odezvy místnosti na tepelnou zátěž v letním období metodou tepelné jímavosti (admittance method) vychází z ČSN EN ISO 13792, příloha A.3. Jedná se o model hodnotící místnost kvazistacionárně s použitím dynamických tepelně technických vlastností obalových konstrukcí. Na základě výpočtu verifikačních příkladů uvedených v ČSN EN ISO 13791 a 13792 lze modul používající metodu tepelné jímavosti zařadit do třídy B (střední přesnost výpočtu). V programu Simulace byly bez úprav použity všechny vztahy (A28) až (A54) s výjimkou vztahu (A38), který byl upraven do tvaru: , kde

, max. ale jen 1.

Vliv rychlosti dosažení kvazistacionárního stavu Pro vysvětlení této úpravy je nejprve nutné uvést, že původní vztah (A38) pro zisky přes jednotlivé neprůsvitné konstrukce vychází z předpokladu, že již došlo k dosažení tzv. kvazistacionárního stavu. Tedy, že uvažované teploty v exteriéru trvají tak dlouho, že už si na ně libovolná obalová konstrukce “zvykne”. Uvažuje se totiž, že přes neprůsvitné konstrukce prochází vždy teplo rovné součinu zvýšenému či sníženému jen o mírné denní variace. Čím je stěna masivnější, tím jsou tyto denní variace zanedbatelnější. Ve vztahu je průměrná teplota vnějšího prostředí působící na stěnu (průměr z ekvivalentních slunečních teplot za celý den). Jinými slovy to znamená, že se předpokládá

22


dosažení určitého ustáleného stavu v konstrukci jako základu pro výpočet zisků. Kolem tohoto “stacionárního” stavu pak probíhají mírné variace. Problémem tohoto modelu je ovšem předpoklad, že všechny konstrukce reagují na tepelnou zátěž v podstatě s podobnou časovou prodlevou. To ovšem není pravda, jak lze snadno zjistit. Předpokládejme například, že se vnější teplota dlouhodobě pohybuje kolem střední hodnoty 15 °C. Poté se teploty zvednou například na průměrných 25 °C a oscilují mezi 18 a 32 °C. Stěna složená ze SDK, minerálních vláken a SDK na toto zvýšení vnějších teplot zareaguje do cca 5 hodin. Stěna z plynosilikátu tl. 400 mm zareaguje zhruba za 48 hodin a kamenná stěna tl. 1500 mm až za téměř 12 dní. Dosažení kvazistacionárního stavu, který je jedním z východisek modelu ČSN EN ISO 13792, tak nastane u běžných konstrukcí velmi rychle (maximálně 2-3 dny), zatímco u značně masivních konstrukcí to může trvat i měsíc. Rychlost dosažení kvazistacionárního stavu by se tedy měla u místností v objektech s masivními hmotnými konstrukcemi ve výpočtu alespoň orientačně zohlednit, protože v našich klimatických podmínkách není reálné, aby trvalo extrémně horké období zcela bez ochlazení po dobu 14 a více dní. Upravený vztah (A38) byl do programu Simulace zaveden z výše komentovaných důvodů. Veličina představuje počet hodin, během kterých trvají klimatické podmínky uvažované ve výpočtu ještě před okamžikem 0, kdy se výpočet zahajuje. Veličina je počet je počet hodin, které potřebuje konstrukce, hodin od času 0 (začátku výpočtu). Hodnota aby dosáhla kvazistacionárního stavu při zvýšení průměrné venkovní teploty o předepsaný počet stupňů (v programu se stanovuje s pomocí nestacionárního 1D vedení tepla jako časový úsek, který konstrukce potřebuje, aby rozložení teplot v její skladbě - stanovené pro náhlý vzestup vnější teploty o předepsaný počet stupňů - odpovídalo stacionárnímu rozložení teplot s odchylkou 0,1 C). Prakticky se tato modifikace uplatňuje ve výpočtu pouze tehdy, pokud s ní uživatel chce počítat a pokud zadá dva parametry: * počet dnů, během kterých již před okamžikem zahájení výpočtu trvají uvažované klimatické podmínky * vzestup venkovní teploty - tj.rozdíl mezi průměrnou venkovní teplotou v době před zvýšením teplot a po něm (Tyto parametry jsem v této fázi analýzy objektu nezadával pozn. autora) Příklad: Týden trvají teploty kolem průměru 10 C, následuje zvýšení na průměrných 20 C. Cílem výpočtu je vyhodnotit chování místnosti třetí den po zvýšení teplot. Do počtu dnů se v tomto případě zadá hodnota 3 a do vzestupu teploty hodnota 10 C. Efekt diskutované úpravy je značný především u místností s velmi hmotnými konstrukcemi a s malou výměnou vzduchu. U moderních objektů s lehčími konstrukcemi či u místností dosti větraných je vliv upraveného vztahu (A38) velmi malý.

23


R-C METODA Výpočet odezvy místnosti na tepelnou zátěž v letním období R-C metodou (R-C method) vychází z ČSN EN ISO 13792, příloha A.2. Jedná se o tříbodový model vycházející z analogie mezi elektrickým obvodem a místností. Na základě výpočtu verifikačních příkladů uvedených v ČSN EN ISO 13791 a 13792 lze modul používající R-C metodu zařadit do třídy A (nejvyšší přesnost výpočtu). V programu Simulace byly bez úprav použity všechny vztahy (A1) až (A27). Vliv rychlosti dosažení kvazistacionárního stavu nebyl do modulu R-C metody zahrnut. Všechny výsledky získané R-C metodou tedy představují chování místností po dosažení kvazistacionárního stavu. 7.3.1 Varianta 1

Dveře a okna s reflexivním 4 mm sklem s velkým odrazem a světlýmí lamelovými žaluziemi zvenčí, celková propustnost slunečního záření g = 0,05. Obvodový plášť má skladbu dle projektové dokumentace konstrukce, tedy hliněná omítka 80 mm, slaměný balík 500 mm, hliněná omítka 80 mm. Metoda tepelné jímavosti

ODEZVA MÍSTNOSTI NA VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ TEPELNOU ZÁTĚŽ V LETNÍM OBDOBÍ podle ČSN EN ISO 13792 Simulace 2007

Název úlohy : Zpracovatel : Zakázka : Datum :

Tepelna Technika 2.5.2008

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT : Datum a zeměpisná šířka: Objem vzduchu v místnosti:

21. 8. , 52 st. 33.84 m3

Okrajové podmínky výpočtu:

24

Čas [h]

n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8

Intenzita slunečního záření pro jednotlivé orientace [W/m2] I,S I,J I,V I,Z I,H I,JV I,JZ I,SV

0 0 0 0 0 67 69 95 116 132

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132


11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1

142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0

Vysvětlivky: Te je zákl. teplota vnějšího vzduchu, n je násobnost výměny a Fi,i je velikost vnitřních zdrojů tepla.

Zadané neprůsvitné konstrukce: Konstrukce číslo 1 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 10.60 m2 Souč. prostupu tepla U*: 0.11 W/m2K Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Orientace kce: jih Venkovní teplota: Te1 Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem. Přesah markýzy: 0.50 m vrstva č.

Název

d [m]

1 hliněná omítka 2 slaměný balík 3 hliněná omítka Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0

Časový posun Fi: Činitel jímavosti Y:

0.03 0.27

12.0 h 3.33 W/K

Konstrukce číslo 2 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 11.14 m2 Souč. prostupu tepla U*: 0.11 W/m2K Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Orientace kce: západ Venkovní teplota: Te1 Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem. Přesah markýzy: 0.50 m vrstva č.

Název

d [m]


0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


0.03 0.27

12.0 h 3.33 W/K

Konstrukce číslo 3 ... vnitřní konstrukce Plocha konstrukce: 11.10 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: vrstva č.

Název

d [m]

1 Hliněná omítka 2 Nepálená cihla 3 Hliněná omítka Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.10 0.51

2.6 h 2.23 W/K


Název

d [m]

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

25


1 Hlliněná omítka 2 Ytong 3 Malta cementová Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.0100 0.1500 0.0100

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0


0.48 0.57

5.0 h 1.97 W/K

Konstrukce číslo 5 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.10 m2K/W Tep.odpor Rse: Orientace kce: horizont Venkovní teplota: Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění: vrstva č.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název

d [m]

hliněná omítka prkna jíl rákosová rohož balíky slámy mazanina s Multibate prkna PVC fólie Půdní substrát

Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0

3.3 h 3.10 W/K


1 2 3 4

Název

d [m]

prkna jíl s dřevěnou štěpk prkna hliněná omítka


0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.25 0.48

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W Te1 1.00

Lambda [W/mK]


0.01 0.32

1800.0 500.0 2000.0

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


2.8 h 2.37 W/K

Zadané vnější průsvitné konstrukce:

26

Konstrukce číslo 1 Plocha konstrukce: Tep.odpor Rsi: Orientace kce: Propustnost záření g: Terciální činitel Sf3: Korekční činitel clonění: Přesah markýzy: Sekundární činitel Sf2:

2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000

Souč. prostupu tepla U*: 1.06 W/m2K Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Venkovní teplota: Te1 Činitel prostupu TauE: 0.050 Korekční činitel rámu: 0.90 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem.


3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000


Činitel jímavosti Y:


0.96 W/K

0.96 W/K


VÝSLEDKY VYŠETŘOVÁNÍ ODEZVY MÍSTNOSTI: Metodika výpočtu:

metoda tepelné jímavosti

Obalová plocha místnosti At: Měrný tepelný zisk prostupem Ht: Celk. činitel jímavosti místnosti Yt: Celkový činitel povrchu F,sm: Opravný činitel f,c: Opravný činitel f,r:

67.43 m2 10.08 W/K 176.82 W/K 0.389 0.971 0.953

Výsledné vnitřní teploty a tepelná zátěž: Čas [h]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Tepelná zátěž [W]

751.0 729.6 723.5 729.5 750.8 790.6 833.6 887.2 947.3 526.1 549.7 568.3 573.3 588.2 595.6 595.1 585.9 561.9 530.8 511.6 938.2 883.0 830.9 788.0

Teplota vnitřního vzduchu [C]

Teplota střední radiační [C]

Teplota výsledná operativní [C]

26.17 26.06 26.03 26.06 26.17 26.37 26.58 26.85 27.14 27.73 27.86 27.96 27.99 28.07 28.11 28.10 28.05 27.92 27.75 27.65 27.10 26.83 26.57 26.35

26.94 26.92 26.92 26.92 26.94 26.99 27.03 27.08 27.16 27.23 27.31 27.37 27.36 27.42 27.45 27.46 27.43 27.33 27.20 27.14 27.11 27.06 27.01 26.98

26.56 26.49 26.48 26.49 26.56 26.68 26.80 26.97 27.15 27.48 27.58 27.66 27.67 27.74 27.78 27.78 27.74 27.62 27.48 27.40 27.10 26.94 26.79 26.66

Minimální hodnota: Průměrná hodnota:

26.03 27.14

26.92 27.16

26.48 27.15

Maximální hodnota:

28.11

27.46

27.78

Graf 6

27


R-C metoda




KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT : Datum a zeměpisná šířka: Objem vzduchu v místnosti: Souč. přestupu tepla prouděním: Souč. přestupu tepla sáláním: Činitel f,sa:

21. 8. , 52 st. 33.84 m3 2.50 W/m2K 5.50 W/m2K 0.10


28

Čas [h]

n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

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

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8


0 0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376


17 18 19 20 21 22 23 24

0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100

29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1

69 67 0 0 0 0 0 0

103 37 0 0 0 0 0 0

69 37 0 0 0 0 0 0

549 265 0 0 0 0 0 0

248 92 0 0 0 0 0 0

69 37 0 0 0 0 0 0

432 178 0 0 0 0 0 0

69 37 0 0 0 0 0 0

384 219 0 0 0 0 0 0

Vysvětlivky: Te je teplota vnějšího vzduchu, n je násobnost výměny v místnosti a Fi,i je velikost vnitřních zdrojů tepla.

Zadané neprůsvitné konstrukce: Konstrukce číslo 1 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 10.60 m2 Souč. prostupu tepla U*: 0.11 W/m2K Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Orientace kce: jih Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem. Přesah markýzy: 0.50 m vrstva č.

Název

1 hliněná omítka 2 slaměný balík 3 hliněná omítka

d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0

Tepelná kapacita C: 135.903 kJ/m2K Konstrukce číslo 2 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 11.14 m2 Souč. prostupu tepla U*: 0.11 W/m2K Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Orientace kce: západ Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem. Přesah markýzy: 0.50 m vrstva č.

Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0

Tepelná kapacita C: 135.903 kJ/m2K Konstrukce číslo 3 ... vnitřní konstrukce Plocha konstrukce: 11.10 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: vrstva č.

Název

1 Hliněná omítka 2 Nepálená cihla 3 Hliněná omítka Tepelná kapacita C:

d [m]

0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0

71.563 kJ/m2K


Název

1 Hlliněná omítka 2 Ytong 3 Malta cementová Tepelná kapacita C:

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

d [m]

0.0100 0.1500 0.0100

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

40.352 kJ/m2K

Konstrukce číslo 5 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.10 m2K/W Tep.odpor Rse:

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W

29


Orientace kce: Pohltivost záření: vrstva č.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

horizont 0.60

Název

Činitel oslunění: d [m]


0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


1 2 3 4

Název

d [m]


Tepelná kapacita C:

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0

66.713 kJ/m2K

Zadané vnější průsvitné konstrukce: Konstrukce číslo 1 Plocha konstrukce: Tep.odpor Rsi: Orientace kce: Propustnost záření g: Terciální činitel Sf3: Korekční činitel clonění: Přesah markýzy: Sekundární činitel Sf2:

2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000

Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rse:


0.96 W/K


3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000


1.06 W/m2K 0.07 m2K/W

1.06 W/m2K 0.07 m2K/W

Činitel prostupu TauE: 0.050 Korekční činitel rámu: 0.90 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem.

Činitel prostupu TauE: 0.050 Korekční činitel rámu: 0.90 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem. Činitel jímavosti Y:

0.96 W/K

VÝSLEDKY VYŠETŘOVÁNÍ ODEZVY MÍSTNOSTI: Metodika výpočtu: Obalová plocha místnosti At: Tepelná kapacita místnosti Cm: Ekvivalentní akumulační plocha Am: Měrný zisk vnitřní konvekcí a radiací His: Měrný zisk přes okna a lehké konstrukce Hes: Měrný zisk přes hmotné konstrukce Hth: Činitel přestupu tepla na vnitřní straně Hms: Činitel prostupu z exteriéru na povrch hmotných kcí Hem:

30

R-C metoda 67.43 m2 6277.7 kJ/K 55.52 m2 232.44 W/K 6.13 W/K 3.95 W/K 505.27 W/K 3.98 W/K



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


609.6 587.9 581.7 587.9 609.6 666.7 720.2 790.4 878.6 583.7 635.1 671.4 651.8 680.4 691.5 681.9 654.5 582.6 496.6 470.9 798.7 742.9 690.2 646.8




26.75 26.52 26.36 26.26 26.24 26.32 26.45 26.66 26.93 27.55 27.74 27.94 28.11 28.30 28.46 28.60 28.70 28.73 28.70 28.66 27.98 27.67 27.35 27.05

27.38 27.19 27.04 26.90 26.81 26.76 26.76 26.81 26.91 27.16 27.32 27.49 27.64 27.80 27.96 28.11 28.23 28.30 28.32 28.31 28.08 27.93 27.76 27.57

27.18 26.99 26.83 26.70 26.63 26.63 26.67 26.76 26.92 27.28 27.45 27.63 27.79 27.96 28.12 28.26 28.38 28.44 28.44 28.42 28.05 27.85 27.63 27.41


26.24 27.50

26.76 27.52

26.63 27.52


28.73

28.32

28.44

Graf 7

7.3.2 Varianta 2

Dveře a okna se sklem čirým obyčejným 3 mm a bez dalšího stínění, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Obvodový plášť má skladbu dle projektové dokumentace konstrukce, tedy hliněná omítka 80 mm, slaměný balík 500 mm, hliněná omítka 80 mm. 31


Metoda tepelné jímavosti





21. 8. , 52 st. 33.84 m3

Okrajové podmínky výpočtu: Čas [h]

n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1


0 0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0



32

Název

d [m]

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0



0.0800 0.5000 0.0800

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0


0.03 0.27

1800.0 70.0 1800.0

12.0 h 3.33 W/K


Název

d [m]


0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


0.03 0.27

12.0 h 3.33 W/K


Název

d [m]


0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.10 0.51

2.6 h 2.23 W/K


Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

5.0 h 1.97 W/K


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název

d [m]



0.01 0.32

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]


0.48 0.57

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W Te1 1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


Konstrukce číslo 6 ... vnitřní konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*:

3.3 h 3.10 W/K

0.95 W/m2K

33


Tep.odpor Rsi: vrstva č.

1 2 3 4

0.17 m2K/W

Název

d [m]



Tep.odpor Rse:

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


0.25 0.48

2.8 h 2.37 W/K


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050



3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050




0.96 W/K

0.96 W/K




67.43 m2 10.08 W/K 176.82 W/K 0.389 0.971 0.953


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

34


949.3 928.0 921.8 927.9 949.2 1047.3 1097.1 1175.2 1322.4 996.5 1098.2 1166.5 1015.1 1151.6 1248.6 1278.0


38.77 38.66 38.63 38.66 38.77 39.25 39.50 39.89 40.62 43.16 43.72 44.09 43.26 44.01 44.54 44.71


41.40 41.38 41.37 41.38 41.39 41.78 41.85 42.05 42.62 43.15 43.68 44.02 43.12 43.87 44.42 44.59


40.08 40.02 40.00 40.02 40.08 40.51 40.68 40.97 41.62 43.16 43.70 44.06 43.19 43.94 44.48 44.65


17 18 19 20 21 22 23 24

1246.8 1013.2 729.2 710.0 1136.6 1081.4 1029.3 986.3

44.53 43.25 41.69 41.59 39.70 39.42 39.16 38.95

44.43 43.15 41.59 41.53 41.56 41.51 41.47 41.43

44.48 43.20 41.64 41.56 40.63 40.47 40.32 40.19


38.63 41.19

41.37 42.45

40.00 41.82


44.71

44.59

44.65

Graf 8

R-C metoda





21. 8. , 52 st. 33.84 m3 2.50 W/m2K 5.50 W/m2K 0.10

35



n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1


0 0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0



Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


36

Název

d [m]

Lambda [W/mK]

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]



0.0100 0.1400 0.0100

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

71.563 kJ/m2K


Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

40.352 kJ/m2K

Konstrukce číslo 5 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.10 m2K/W Tep.odpor Rse: Orientace kce: horizont Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění: vrstva č.

1800.0 1800.0 1800.0

Název

d [m]


0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W 1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


1 2 3 4

Název

d [m]



0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0

66.713 kJ/m2K


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050



0.96 W/K

Konstrukce číslo 2 Plocha konstrukce: Tep.odpor Rsi: Orientace kce: Propustnost záření g: Terciální činitel Sf3: Korekční činitel clonění:

3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.850 0.000 1.00


1.06 W/m2K 0.07 m2K/W

1.06 W/m2K 0.07 m2K/W



37


Přesah markýzy: Sekundární činitel Sf2:

0.50 m 0.050


0.96 W/K


R-C metoda

Obalová plocha místnosti At: Tepelná kapacita místnosti Cm: Ekvivalentní akumulační plocha Am: Měrný zisk vnitřní konvekcí a radiací His: Měrný zisk přes okna a lehké konstrukce Hes: Měrný zisk přes hmotné konstrukce Hth: Činitel přestupu tepla na vnitřní straně Hms: Činitel prostupu z exteriéru na povrch hmotných kcí Hem:

67.43 m2 6277.7 kJ/K 55.52 m2 232.44 W/K 6.13 W/K 3.95 W/K 505.27 W/K 3.98 W/K


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

38


609.6 587.9 581.7 587.9 609.6 819.3 879.1 1009.1 1339.4 1322.0 1597.4 1777.4 1350.1 1648.6 1845.4 1879.6 1797.7 1218.5 496.6 470.9 798.7 742.9 690.2 646.8




41.41 40.92 40.50 40.15 39.89 39.88 39.85 39.96 40.34 42.88 43.59 44.34 44.54 45.26 46.01 46.68 47.23 47.19 46.67 46.47 43.71 43.13 42.53 41.96

43.59 43.13 42.69 42.28 41.91 41.71 41.53 41.45 41.58 42.58 43.18 43.85 44.20 44.80 45.49 46.17 46.77 46.96 46.71 46.54 45.50 45.04 44.56 44.08

42.92 42.44 42.01 41.62 41.28 41.14 41.01 40.98 41.19 42.67 43.30 44.00 44.30 44.94 45.65 46.33 46.91 47.03 46.70 46.52 44.94 44.44 43.93 43.42


39.85 43.13

41.45 44.01

40.98 43.74


47.23

46.96

47.03


Graf 9

7.3.3 Varianta 3

Dveře a okna se slem čirým obyčejným 3 mm a bez dalšího stínění, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Ve skladbě obvodového pláště dle projektové dokumentace jsou slaměné balíky nahrazeny zdivem z pálených cihel, tedy hliněná omítka 80 mm, zdivo z cihel pálených plných 500 mm, hliněná omítka 80 mm. Metoda tepelné jímavosti





21. 8. , 52 st. 33.84 m3


n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]


I,SZ

1 2 3 4 5 6 7

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5

0 0 0 0 0 67 69

0 0 0 0 0 37 69

0 0 0 0 0 37 103

0 0 0 0 0 265 549

0 0 0 0 0 37 69

0 0 0 0 0 92 248

0 0 0 0 0 178 432

0 0 0 0 0 37 69

0 0 0 0 0 219 384

39


8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1

95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0



Název

d [m]

1 hliněná omítka 2 cihla plná pálená 3 hliněná omítka Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.01 0.33

11.9 h 3.06 W/K


Název

d [m]


0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.01 0.33

11.9 h 3.06 W/K


Název

d [m]


40

0.0100 0.1400 0.0100 0.10 0.51

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


2.6 h 2.23 W/K

95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0



Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0


0.48 0.57

5.0 h 1.97 W/K


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název

d [m]



0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0

3.3 h 3.10 W/K


1 2 3 4

Název

d [m]



0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.25 0.48

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W Te1 1.00

Lambda [W/mK]


0.01 0.32

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


2.8 h 2.37 W/K


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050



3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050




0.96 W/K

0.96 W/K

41





67.43 m2 25.80 W/K 170.86 W/K 0.410 0.929 0.882


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


1332.3 1311.4 1305.4 1311.2 1332.0 1427.5 1476.0 1552.8 1696.9 1367.5 1466.4 1532.7 1385.3 1518.1 1612.6 1641.2 1610.9 1383.9 1107.5 1089.2 1516.8 1462.6 1411.3 1369.0



32.46 32.35 32.32 32.35 32.46 32.95 33.19 33.59 34.32 36.24 36.80 37.17 36.34 37.09 37.63 37.79 37.62 36.33 34.76 34.66 33.40 33.12 32.86 32.65

34.16 34.14 34.13 34.14 34.15 34.54 34.62 34.82 35.40 36.01 36.53 36.88 35.98 36.73 37.28 37.45 37.30 36.00 34.43 34.38 34.34 34.29 34.24 34.20

33.31 33.25 33.23 33.24 33.31 33.74 33.91 34.20 34.86 36.12 36.67 37.03 36.16 36.91 37.45 37.62 37.46 36.17 34.60 34.52 33.87 33.71 33.55 33.42


32.32 34.60

34.13 35.25

33.23 34.93


37.79

37.45

37.62

Graf 10

42



R-C metoda





21. 8. , 52 st. 33.84 m3 2.50 W/m2K 5.50 W/m2K 0.10


n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1


0 0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0


Zadané neprůsvitné konstrukce: Konstrukce číslo 1 ... vnější jednoplášťová konstrukce Plocha konstrukce: 10.60 m2 Souč. prostupu tepla U*: 0.84 W/m2K Tep.odpor Rsi: 0.13 m2K/W Tep.odpor Rse: 0.07 m2K/W Orientace kce: jih Pohltivost záření: 0.60 Činitel oslunění se stanovuje výpočtem.

43


Přesah markýzy: vrstva č.

0.50 m

Název

d [m]

1 hliněná omítka 2 cihla plná pálená 3 hliněná omítka

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


Název

d [m]


0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


Název

d [m]


0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0

71.563 kJ/m2K


Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

40.352 kJ/m2K


0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

Název


d [m]

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W 1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0

Tepelná kapacita C: 129.915 kJ/m2K Konstrukce číslo 6 ... vnitřní konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.17 m2K/W Tep.odpor Rse:

44

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W


vrstva č.

1 2 3 4

Název

d [m]



0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0

66.713 kJ/m2K


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050



0.96 W/K


3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.850 0.000 1.00 0.50 m 0.050


1.06 W/m2K 0.07 m2K/W

1.06 W/m2K 0.07 m2K/W



0.96 W/K


R-C metoda




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


887.8 854.5 845.0 854.5 887.8 1142.8 1224.8 1402.2 1806.4 1867.1 2210.3 2439.7 1974.0 2312.8 2531.7 2561.1


35.29 34.76 34.32 33.94 33.65 33.63 33.62 33.75 34.18 36.06 36.81 37.61 37.84 38.62 39.43 40.14


36.82 36.32 35.84 35.40 35.01 34.80 34.63 34.57 34.76 35.60 36.24 36.97 37.34 38.01 38.76 39.48


36.35 35.83 35.37 34.94 34.58 34.44 34.31 34.32 34.58 35.74 36.42 37.17 37.49 38.20 38.96 39.68

45


17 18 19 20 21 22 23 24

2450.1 1778.4 933.8 880.0 1177.4 1091.9 1011.2 944.7

40.72 40.65 40.06 39.80 37.70 37.09 36.48 35.88

40.10 40.26 39.94 39.72 38.84 38.36 37.86 37.35

40.29 40.38 39.98 39.74 38.48 37.97 37.43 36.89


33.62 36.75

34.57 37.21

34.31 37.07


40.72

40.26

40.38

Graf 11

7.3.4 Varianta 4

Dveře a okna s reflexivním 4 mm sklem s velkým odrazem a světlýmí lamelovými žaluziemi zvenčí, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Ve skladbě obvodového pláště dle projektové dokumentace jsou slaměné balíky nahrazeny zdivem z pálených cihel, tedy hliněná omítka 80 mm, zdivo z cihel pálených plných 500 mm, hliněná omítka 80 mm.

46


Metoda tepelné jímavosti





21. 8. , 52 st. 33.84 m3


n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.9 16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1


0 0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

I,SZ

0 0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0



Název

1 hliněná omítka

d [m]

0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461

1000.0

1800.0

47


2 cihla plná pálená 3 hliněná omítka Činitel poklesu F,a: Činitel povrchu F,s:

0.5000 0.0800

0.770 0.461

900.0 1000.0


0.01 0.33

1800.0 1800.0

11.9 h 3.06 W/K


Název

d [m]


0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.01 0.33

11.9 h 3.06 W/K


Název

d [m]


0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


0.10 0.51

2.6 h 2.23 W/K


Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

5.0 h 1.97 W/K


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název

d [m]



0.01 0.32

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W Te1 1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


Konstrukce číslo 6 ... vnitřní konstrukce Plocha konstrukce: 11.28 m2 Souč. prostupu tepla U*: Tep.odpor Rsi: 0.17 m2K/W Tep.odpor Rse:

48

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]


0.48 0.57

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

3.3 h 3.10 W/K

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W


vrstva č.

1 2 3 4

Název

d [m]



0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


0.25 0.48

2.8 h 2.37 W/K


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000



3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000




0.96 W/K

0.96 W/K




67.43 m2 25.80 W/K 170.86 W/K 0.410 0.929 0.882


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


1155.1 1134.2 1128.2 1134.0 1154.8 1193.5 1235.4 1288.4 1347.7 925.7 948.6 966.6 971.4 985.9 993.1 992.6 983.7


25.56 25.46 25.43 25.46 25.56 25.76 25.97 26.25 26.55 27.08 27.21 27.31 27.34 27.42 27.46 27.46 27.41


26.25 26.23 26.22 26.23 26.24 26.30 26.33 26.40 26.48 26.56 26.64 26.70 26.69 26.75 26.79 26.79 26.76


25.91 25.84 25.82 25.84 25.90 26.03 26.15 26.32 26.51 26.82 26.92 27.01 27.01 27.09 27.13 27.13 27.09

49


18 19 20 21 22 23 24

960.5 930.3 912.0 1339.6 1285.4 1234.1 1191.8

27.28 27.11 27.00 26.51 26.23 25.97 25.75

26.66 26.53 26.48 26.43 26.38 26.33 26.29

26.97 26.82 26.74 26.47 26.30 26.15 26.02


25.43 26.52

26.22 26.48

25.82 26.50


27.46

26.79

27.13

Graf 12

R-C metoda





21. 8. , 52 st. 33.84 m3 2.50 W/m2K 5.50 W/m2K 0.10


50

Čas [h]

n [1/h]

Fi,i [W]

Te [C]

1

2.3

100

16.9


0

0

0

0

0

0

0

0

I,SZ

0


2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.3 2.3 2.3 2.3

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

16.2 16.0 16.2 16.9 18.1 19.5 21.2 23.0 24.8 26.5 27.9 29.1 29.8 30.0 29.8 29.1 28.0 26.5 24.8 23.0 21.2 19.5 18.1

0 0 0 0 67 69 95 116 132 142 145 142 132 116 95 69 67 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 37 103 259 420 553 640 670 640 553 420 259 103 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 265 549 656 637 526 353 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 353 526 637 656 549 265 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 92 248 415 567 687 764 790 764 687 567 415 248 92 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 178 432 608 699 708 644 516 345 151 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 37 69 95 116 151 345 516 644 708 699 608 432 178 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 219 384 376 270 132 142 145 142 132 116 95 69 37 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 37 69 95 116 132 142 145 142 132 270 376 384 219 0 0 0 0 0 0



Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


Název


d [m]

0.0100 0.1400 0.0100

0.54 W/m2K 0.13 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0

71.563 kJ/m2K

51



Název

d [m]


0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0

40.352 kJ/m2K


1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.65 W/m2K 0.13 m2K/W

Název

d [m]


0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

0.13 W/m2K 0.07 m2K/W 1.00

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


1 2 3 4

Název

d [m]



0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

0.95 W/m2K 0.07 m2K/W

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0

66.713 kJ/m2K

Zadané vnější průsvitné konstrukce:

52


2.52 m2 0.13 m2K/W jih 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000



0.96 W/K


3.24 m2 0.13 m2K/W západ 0.050 0.000 1.00 0.50 m 0.000


1.06 W/m2K 0.07 m2K/W

1.06 W/m2K 0.07 m2K/W



0.96 W/K



R-C metoda




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


887.8 854.5 845.0 854.5 887.8 990.4 1066.2 1183.8 1346.3 1129.2 1248.6 1334.3 1276.2 1345.1 1378.4 1364.1 1307.5 1142.9 933.8 880.0 1177.4 1091.9 1011.2 944.7




26.69 26.38 26.15 25.98 25.89 25.92 26.02 26.21 26.49 27.09 27.36 27.66 27.92 28.20 28.47 28.72 28.92 29.01 28.98 28.91 28.17 27.81 27.43 27.06

27.31 27.04 26.80 26.59 26.42 26.32 26.28 26.31 26.42 26.70 26.93 27.19 27.45 27.71 27.98 28.23 28.45 28.59 28.61 28.58 28.29 28.08 27.84 27.58

27.12 26.84 26.60 26.40 26.26 26.20 26.20 26.28 26.44 26.82 27.06 27.34 27.60 27.86 28.13 28.38 28.60 28.72 28.73 28.68 28.25 28.00 27.71 27.42


25.89 27.39

26.28 27.40

26.20 27.40


29.01

28.61

28.73

Graf 13

53


7.4 Posouzení tepelné stability kritické místnosti v letním období Posouzení stability kritické místnosti v letním období jsem provedl v programu Stabilita 2007. Porovnal jsem tytéž varianty zasklení, stínění výplní otvorů a provedení obvodového pláště jako v případě posuzování odezvy kritické místnosti na tepelnou zátěž. 7.4.1 Varianta 1

Dveře a okna s reflexivním 4 mm sklem s velkým odrazem a světlýmí lamelovými žaluziemi zvenčí, celková propustnost slunečního záření g = 0,05. Obvodový plášť má skladbu dle projektové dokumentace konstrukce, tedy hliněná omítka 80 mm, slaměný balík 500 mm, hliněná omítka 80 mm.

TEPELNÁ STABILITA MÍSTNOSTI V LETNÍM OBDOBÍ podle ČSN 730540 a STN 730540 Stabilita 2007

Název ulohy: Zakázka : Zpracovatel : Datum :

Stabilita 3 NED Hradčany TT 2007 3.5.2008

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT : Teplotní oblast: Návrh.teplota int.vzduchu Tai:

A 20.0 C

Měrné objemové teplo vnitřního vzduchu: Jiné trvalé tepelné zisky či ztráty v místnosti: Objem vzduchu v hodnocené místnosti: Násobnost výměny vzduchu:

Souč. přestupu h,e: Souč. přestupu h,i:

14.3 W/m2K 7.7 W/m2K

1217.0 J/m3K 100 W 33.8 m3 0.5 1/h

Jednotlivé konstrukce v místnosti: Konstrukce číslo 1 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Obvodová Plocha konstrukce: 10.60 m2 Pohltivost vnějšího povrchu: 0.60

54


vrstva č.

Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0

Teplotní útlum: 1957.04 Fázové posunutí: Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: Orientace kce: J

23.42 h 0.0 J

Konstrukce číslo 2 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Obvodová Plocha konstrukce: 11.14 m2 Pohltivost vnějšího povrchu: 0.60 vrstva č.

Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0

Teplotní útlum: 1957.04 Fázové posunutí: Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: Orientace kce: Z

23.42 h 0.0 J

Konstrukce číslo 3 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Vnitřní neochlazovaná Plocha konstrukce: 11.10 m2 vrstva č.

Název

1 Hliněná omítka 2 Nepálená cihla 3 Hliněná omítka

d [m]

0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0

Tepelná energie akumulovaná v konstrukci:

29907944.0 J


Název

1 Hlliněná omítka 2 Ytong 3 Malta cementová

d [m]

0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0


6282623.0 J


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název


d [m]

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0

Teplotní útlum: 4375.65 Fázové posunutí: Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: Orientace kce: H

2.82 h 0.0 J

Konstrukce číslo 6 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Vnitřní neochlazovaná Plocha konstrukce: 11.28 m2

55


vrstva č.

1 2 3 4

Název


d [m]

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


23928106.0 J

Konstrukce číslo 7 ... Dveře TI Euro Typ konstrukce: Okenní vnější Plocha konstrukce: 2.52 m2 Propustnost sl. záření Tau: Orientace kce: J Konstrukce číslo 8 ... Dveře TI Euro Typ konstrukce: Okenní vnější Plocha konstrukce: 3.24 m2 Propustnost sl. záření Tau: Orientace kce: J

0.05

0.05

VÝSLEDKY VYŠETŘOVÁNÍ TEPELNÉ STABILITY V LETNÍM OBDOBÍ: I. Výpočet podle metodiky ČSN 730540-4: Tepelná energie akumulovaná v neosluněných konstrukcích: 6.011867E+0007 J Kce č.

1 2 5 7 8

Název

Neprůsvitná kce Neprůsvitná kce Neprůsvitná kce Dveře TI Euro Dveře TI Euro

Stř.intenzita záření

199.0 215.0 306.0 199.0 199.0

Tau

Tep.zisk [W]

12.0 16.0 12.0 12.0 12.0

Tepelný zisk průsvitnými konstrukcemi Qok: Modul vekt.součtu tepl.amplitud tep.zisků Qoka+Qe: Tepelný zisk od vnitřních zdrojů Qi: Tepelná ztráta větráním Qv: Celkový maximální tepelný zisk Qz: Nejvyšší denní vzestup teploty Delta Ta,max :

Doba zisku [h]

0.47 0.63 0.28 55.06 70.79

36.2 39.2 15.5 12.0 12.0

57.31 W 126.93 W 100.00 W -3.05 W (při násobnosti výměny n = 0.50 1/h) 287.29 W 8.1 C

II. Výpočet podle metodiky STN 730540-4: Tepelná energie akumulovaná v neosluněných konstrukcích:

16.875 kWh/den

Kce č.

Tep.zisk [kWh]

1 2 5 7 8

Název


Energie sl. záření [kWh/m2,den]

2792.0 3030.0 5579.0 2792.0 2792.0

325.40 432.48 502.08 351.79 452.30

Tepelný zisk průsvitnými konstrukcemi Qs: 0.804 kWh Tepelný zisk neprůsvitnými konstrukcemi Qe: 1.260 kWh Tepelný zisk od vnitřních zdrojů Qi: 2.400 kWh Tepelná ztráta větráním Qv: 0.195 kWh (při délce větrání 8 h při vnější teplotě nižší než vnitřní o 4 C dle čl. 12.1.5 STN 730540-4) Celkový denní tepelný zisk Q: 4.269 kWh Nejvyšší denní vzestup teploty Delta Ta,max :

56

5.4 C


7.4.2 Varianta 2

Dveře a okna se sklem čirým obyčejným 3 mm a bez dalšího stínění, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Obvodový plášť má skladbu dle projektové dokumentace konstrukce, tedy hliněná omítka 80 mm, slaměný balík 500 mm, hliněná omítka 80 mm.





A 20.0 C



14.3 W/m2K 7.7 W/m2K

1217.0 J/m3K 100 W 33.8 m3 0.5 1/h

Jednotlivé konstrukce v místnosti: Konstrukce číslo 1 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Obvodová Plocha konstrukce: 10.60 m2 Pohltivost vnějšího povrchu: 0.60 vrstva č.

Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


23.42 h 0.0 J


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.060 0.461

1000.0 1785.0 1000.0

1800.0 70.0 1800.0


23.42 h 0.0 J


Název

d [m]

Lambda

M.teplo

M.hmotnost

57


[W/mK]


0.0100 0.1400 0.0100

0.461 0.091 0.461

[J/kgK]

[kg/m3]

389.0 1000.0 389.0


1800.0 1800.0 1800.0 29907944.0 J


Název


d [m]

0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0


6282623.0 J


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název


d [m]

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


2.82 h 0.0 J


1 2 3 4

Název


d [m]

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0

Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: Konstrukce číslo 7 ... Dveře TI Euro Typ konstrukce: Okenní vnější Plocha konstrukce: 2.52 m2 Propustnost sl. záření Tau: Orientace kce: J Konstrukce číslo 8 ... Dveře TI Euro Typ konstrukce: Okenní vnější Plocha konstrukce: 3.24 m2 Propustnost sl. záření Tau: Orientace kce: J

23928106.0 J

0.85

0.85

VÝSLEDKY VYŠETŘOVÁNÍ TEPELNÉ STABILITY V LETNÍM OBDOBÍ: I. Výpočet podle metodiky ČSN 730540-4: Tepelná energie akumulovaná v neosluněných konstrukcích: 6.011867E+0007 J

58


Kce č.

1 2 5 7 8

Název



199.0 215.0 306.0 199.0 199.0

Tau

Tep.zisk [W]

12.0 16.0 12.0 12.0 12.0

Tepelný zisk průsvitnými konstrukcemi Qok: Modul vekt.součtu tepl.amplitud tep.zisků Qoka+Qe: Tepelný zisk od vnitřních zdrojů Qi: Tepelná ztráta větráním Qv:

Doba zisku [h]

0.47 0.63 0.28 936.05 1203.50

36.2 39.2 15.5 12.0 12.0

Celkový maximální tepelný zisk Qz:

974.30 W 2140.62 W 100.00 W -3.05 W (při násobnosti výměny n = 0.50 1/h) 3217.98 W

Nejvyšší denní vzestup teploty Delta Ta,max :

23.8 C


16.875 kWh/den

Kce č.

Tep.zisk [kWh]

1 2 5 7 8

Název



2792.0 3030.0 5579.0 2792.0 2792.0

325.40 432.48 502.08 5980.46 7689.17


15.3 C

59


7.4.3 Varianta 3

Dveře a okna se slem čirým obyčejným 3 mm a bez dalšího stínění, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Ve skladbě obvodového pláště dle projektové dokumentace jsou slaměné balíky nahrazeny zdivem z pálených cihel, tedy hliněná omítka 80 mm, zdivo z cihel pálených plných 500 mm, hliněná omítka 80 mm.





A 20.0 C



14.3 W/m2K 7.7 W/m2K

1217.0 J/m3K 100 W 33.8 m3 0.5 1/h


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


23.54 h 0.0 J


Název

1 hliněná omítka 2 cihla pálená 3 hliněná omítka

d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0

Teplotní útlum: 722.77 Fázové posunutí: Tepelná energie akumulovaná v konstrukci: Orientace kce: Z Konstrukce číslo 3 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Vnitřní neochlazovaná Plocha konstrukce: 11.10 m2

60

23.54 h 0.0 J


vrstva č.

Název


d [m]

0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


29907944.0 J


Název


d [m]

0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0


6282623.0 J


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název


d [m]

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


2.82 h 0.0 J


1 2 3 4

Název


d [m]

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


23928106.0 J

0.85

0.85


61


Kce č.

1 2 5 7 8

Název



199.0 215.0 306.0 199.0 199.0

Tau

Tep.zisk [W]

12.0 16.0 12.0 12.0 12.0

Tepelný zisk průsvitnými konstrukcemi Qok: Modul vekt.součtu tepl.amplitud tep.zisků Qoka+Qe: Tepelný zisk od vnitřních zdrojů Qi: Tepelná ztráta větráním Qv:

Doba zisku [h]

1.28 1.70 0.28 936.05 1203.50

36.3 39.3 15.5 12.0 12.0

Celkový maximální tepelný zisk Qz:



23.8 C


16.875 kWh/den

Kce č.

Tep.zisk [kWh]

1 2 5 7 8

Název



2792.0 3030.0 5579.0 2792.0 2792.0

2415.62 3210.55 502.08 5980.46 7689.17


62

17.5 C


7.4.4 Varianta 4

Dveře a okna s reflexivním 4 mm sklem s velkým odrazem a světlýmí lamelovými žaluziemi zvenčí, celková propustnost slunečního záření g = 0,85. Ve skladbě obvodového pláště dle projektové dokumentace jsou slaměné balíky nahrazeny zdivem z pálených cihel, tedy hliněná omítka 80 mm, zdivo z cihel pálených plných 500 mm, hliněná omítka 80 mm.





A 20.0 C



14.3 W/m2K 7.7 W/m2K

1217.0 J/m3K 100 W 33.8 m3 0.5 1/h


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


23.54 h 0.0 J


Název


d [m]

0.0800 0.5000 0.0800

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.770 0.461

1000.0 900.0 1000.0

1800.0 1800.0 1800.0


23.54 h 0.0 J

Konstrukce číslo 3 ... Neprůsvitná kce Typ konstrukce: Vnitřní neochlazovaná Plocha konstrukce: 11.10 m2

63


vrstva č.

Název


d [m]

0.0100 0.1400 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.091 0.461

389.0 1000.0 389.0

1800.0 1800.0 1800.0


29907944.0 J


Název


d [m]

0.0100 0.1500 0.0100

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.120 1.160

389.0 1000.0 840.0

1800.0 500.0 2000.0


6282623.0 J


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Název


d [m]

0.0500 0.0300 0.0400 0.0500 0.3500 0.0400 0.0240 0.0014 0.3000

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.461 0.180 1.130 0.054 0.060 0.870 0.180 0.200 2.300

1000.0 2510.0 1000.0 1700.0 1785.0 840.0 2510.0 1100.0 1000.0

1800.0 400.0 2000.0 90.0 70.0 1600.0 400.0 1380.0 1000.0


2.82 h 0.0 J


1 2 3 4

Název


d [m]

0.0300 0.0750 0.0300 0.0500

Lambda [W/mK]

M.teplo [J/kgK]

M.hmotnost [kg/m3]

0.180 0.200 0.180 0.461

2510.0 1300.0 2510.0 1000.0

400.0 600.0 400.0 1800.0


23928106.0 J

0.05

0.05


64


Kce č.

1 2 5 7 8

Název



199.0 215.0 306.0 199.0 199.0

Tau

Tep.zisk [W]

12.0 16.0 12.0 12.0 12.0

Tepelný zisk průsvitnými konstrukcemi Qok: Modul vekt.součtu tepl.amplitud tep.zisků Qoka+Qe: Tepelný zisk od vnitřních zdrojů Qi: Tepelná ztráta větráním Qv: Celkový maximální tepelný zisk Qz:

Doba zisku [h]

1.28 1.70 0.28 55.06 70.79

36.3 39.3 15.5 12.0 12.0



8.2 C


16.875 kWh/den

Kce č.

Tep.zisk [kWh]

1 2 5 7 8

Název



2792.0 3030.0 5579.0 2792.0 2792.0

2415.62 3210.55 502.08 351.79 452.30


10.0 C

7.5 Srovnání a zhodnocení

kombinace stíněno-sláma stíněno-zeď nestíněnosláma nestíněno-zeď stíněno-sláma stíněno-zeď nestíněnosláma nestíněno-zeď

výpočtový model

Ti (°C) 28,73 29,01

Tr (°C) 28,32 28,61

Ts (°C) 28,44 28,73

∆T (°C) 8,10 8,20

47,23 40,72 28,11 27,46

46,96 40,26 27,46 26,79

47,03 40,38 27,78 27,13

23,80 23,80 5,40 10,00

44,71 37,79

44,59 37,45

44,65 37,62

15,30 17,50

RC/ČSN

MTJ/STN

, kde Ti .. Teplota vnitřního vzduchu (°C) Tr .. Střední radiační teplota (°C) To .. Výsledná operativní teplota (°C) ∆T .. Nejvyšší denní vzestup teploty (°C)

65


stíněno realizační varianta - dveře a okna s reflexivním 4 mm sklem a světlýmí lamelovými žaluziemi zvenčí nestíněno hypotetická varianta - dveře a okna se sklem čirým 3 mm s prospustností 0,85 a bez dalších stínících prvků (kromě přesahu střechy) sláma realizační varianta - obvodový plášť má skladbu dle projektové dokumentace konstrukce zeď hypotetická varianta - ve skladbě dle projektové dokumentace jsou slaměné balíky nahrazeny zdivem z pálených cihel RC MTJ ČSN STN

R-C metoda … pro Ti, Tr,Ts metoda tepelné jímavosti … pro Ti, Tr, Ts výpočet podle metodiky ČSN 730540-4 výpočet podle metodiky STN 730540-4

Požadavek na nejvyšší denní vzestup teploty v kritické místnosti realizované varianty vyšetřovaného objektu v letním období dle ČSN 73540 – 2 není splněn: ∆T a,max = 8,1 °C > ∆T a, max, N = 5 °C Při takto velkoryse navržené ploše okenního a dveřního otvoru by však splněn nebyl, ani kdyby byl obvodový plášť místo ze slámy vyzděn z plných pálených cihel (tl. 500 mm). Hodnota ∆T a,max by dokonce byla ještě o 0,1 °C vyšší. Při užití metodiky výpočtu dle STN je pozitivní vliv slaměného obvodového pláště na nejvyšší denní vzestup teploty v letním období markantnější: sláma - ∆T a,max = 5,4 °C vs cihla pálená - ∆T a,max = 10 °C. Z porovnání způsobů stínění otvorů vyplývá, že jsou to právě tyto, jež mají na velikosti vzestupu denní teplooty v letním období lví podíl. Jejich ještě lepším zastíněním či použitím ještě kvalitnějšího zasklení či zmenšením jejich plochy (jež je takto z hlediska požadavku na denní osvětlení místnosti více než dvojnásobná) by bylo požadavku ∆T a, max, N = 5 °C možno vyhovět. Ani požadavek na nejvyšší denní teplotu vzduchu v kritické místnosti realizované varianty vyšetřovaného objektu v letním období dle ČSN 73 540 – 2 není splněn: T ai, max = 28,73 °C > T ai, max ,N = 27 °C Přesnější výpočtový model (R-C) dává pro variantu z nepálených cihel hodnotu T ai,max mírně vyšší než méně přesný model MTJ. Při použití obyčejného zasklení a při absenci stínění výplní otvorů je nutno slámě přiznat v porovnání s pálenými cihlami špatný vliv na Tai,max. Vzhledem k její nízké akumulační schopnosti je rozdíl poměrně markantní, ať už použiji tu či tu metodu výpočtu. 8 ZÁVĚR Vzhledem k pozitivním zahraničním a historickým zkušenostem se slaměným stavěním předpokládám, že správně navržené a provedené domy s obvodovým pláštěm klasické prosté skladby hliněná omítka-slaměný balík-hliněná omítka jsou schopny vyhovět všem moderním tepelně-technickým požadavkům i požadavkům na vysokou kvalitu vnitřního prostředí. Avšak prokázání tohoto předpokladu a vývoj metodiky tepelně-technického navrhování a posuzování takovýchto konstrukcí bude vyžadovat ještě mnoho studia, konstrukci hypotéz a jejich testování srovnáváním s praktickými měřeními.

66


Literatura:

[1] [2] [3] [4]

Žabičková, I.:Hliněné stavby, ERA, Brno 2002 Hollan, J.: Jak fungují tepelné izolace – a kdy dokonale, Sborník Juniorstav 2008, VUT – Brno - 2008 BEJAN, Adrian. Convection Heat Transfer. New York John Wiley & Sons 1995 (623 pages), p 556. ISBN 0-471-57972-6 MUNCH-ANDERSEN, Jørgen & ANDERSEN, Birte Møller. Halmhuse: Udformning og materialeegenskaber, By og Byg resultater 033, Statens Byggeforskningsinstitut, Hørsholm, Denmark, 2004. ISBN 87-563-1196-6. http://www.sbi.dk/byggeteknik/konstruktioner/serligekonstruktioner/halmhuse/halmhuse

67

Tepelně technické posuzování slaměných konstrukcí

Recommend Documents