ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Nová evropská legislativa ČSN EN 12831

Obsah

Směrnice 2002/91 Evropské technické normy Normy pro výpočet tepelných ztrát ČSN EN 12831 Výpočet tepelného výkonu Příklad – porovnání s ČSN 060210 SW Závěr

1

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Proces tvorby normy

Tvorba norem

Směrnice Evropského parlamentu a rady 2002/91/EC o energetické náročnosti budov Cílem směrnice je snižování energetické náročnosti budov s ohledem na klimatické podmínky a efektivnost nákladů

2

2002/91/EC o energetické náročnosti budov

Obecný rámec výpočtu celkové energetické náročnosti budov Uplatnění minimálních požadavků na energetickou náročnost nových budov a velkých renovovaných budov Energetická certifikace budov Pravidelná inspekce kotlů a klimatizačních systémů a vytápění s kotli staršími >15let

ČSN EN 12831

Řídící výbor CENu reagoval na směrnici 2002/91/EC „Energetická náročnost budov“ a rozhodnutí Evropské komise podpořit tuto směrnici normami.

CEN/TC 89 Tepelná Tepelná nároč ročnost budov a stavební stavebních prvků ů , prvk CEN/TC 156 Vě Větrá trání budov, CEN/TC 169 Svě Světlo a osvě osvětlení tlení, CEN/TC 228 Tepelné Tepelné soustavy v budová budovách, CEN/TC 247 Regulace pro soustavy TZB.

3

Tvorba norem

Při zpracování návrhu EN se obvykle jedná o prosazení zájmů nejsilnějších zemí. ČSN EN 12831 prosadily se prvky užité v německé, francouzské a severské legislativě. Podnikatel se může podílet na zpracování/ovlivňování budoucí EN.

4

Tvorba norem Tepelné soustavy v budovách

Podrobnější informace: Časopis Topenářství instalace 8/2004.

ČSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách Výpočet tepelného výkonu

5

Výpočet tepelného výkonu ČSN 060210 Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápění Vydána 1.5.1994, 1.2.1999 změna

ČSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách – Výpočet tepelného výkonu Vydána 1.7.2003 v anglickém jazyce s účinností od 1.8.2003

ČSN EN 12831 - Použití

Norma popisuje výpočet návrhového tepelného výkonu pro: vytápěný prostor pro dimenzování otopných ploch budovu nebo část budovy pro dimenzování tepelného výkonu Výpočet pro standardní případy -výška místností do 5 m, vytápění do ustáleného stavu. x zvláštní případy: budovy s vysokou výškou stropu nebo rozdílnou teplotou

6

ČSN EN 12831 – Postup výpočtu a)

Stanovení základních údajů: – výpočtové venkovní teploty – průměrné roční venkovní teploty

b)

Určení každého prostoru budovy: vytápěný ( teplota), nevytápěný

c)

Stanovení: rozměrových vlastností a tepelných vlastností • všech stavebních částí pro každý vytápěný a nevytápěný prostor.

d)

Výpočet návrhových tepelných ztrát prostupem: • (návrhový součinitel tepelné ztráty prostupem x návrhový rozdíl teplot)

e)

Výpočet návrhových tepelných ztrát větráním: • (návrhový součinitel tepelné ztráty větráním x návrhový rozdíl teplot)

f)

Výpočet celkové tepelné ztráty: (návrhová tepelná ztráta prostupem + návrhová tepelná ztráta větráním)

g)

Výpočet zátopového výkonu: (dodatečný výkon potřebný pro vyrovnání účinků přerušovaného vytápění)

h)

Výpočet návrhového celkového tepelného výkonu: (celkové návrhové tepelné ztráty + zátopový výkon)

ČSN EN 12831 – Veličiny

Nové značky starých veličin: θ .…teplota (°C) [thé théta] ta] Φ…tepelná ztráta, výkon (W) [velké velké fí] Nové veličiny: H…součinitel tepelné ztráty (W/K) ψ…lineární součinitel prostupu tepla (W/m.K) Q…množství tepla (J)

7

ČSN EN 12831 - Veličiny Výsledná teplota Θo = aritmetický průměr

teploty vnitřního vzduchu a průměrné teploty sálání. Výpočtová vnitřní teplota Θint = výsledná teplota ve středu vytápěného prostoru Předpokládá se,že za běžných podmínek jsou obě teploty sobě rovné.

ČSN EN 12831 - Klimatické údaje (NA) NA = národní příloha

Začátek a konec otopné sezóny

8

ČSN EN 12831 - Výpočtová vnitřní teplota (NA)

Výpočtová vnitřní teplota θ int,i = výsledná teplota ve středu prostoru ve výšce 0,6 -1,6m

Vyplývá z požadavku na zajištění tepelné pohody..

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát

Celková návrhová tepelná ztráta (W)

Φi = ΦT,i + ΦV,i

ΦT,i ….. ná návrhová vrhová tepelná tepelná ztrá ztráta prostupem tepla ΦV,i …..ná ..návrhová vrhová tepelná tepelná ztrá ztráta větrá tráním

9

ČSN EN 12831 Prostup tepla ΦT ,i = ( H T ,ie + H T ,iue + H T ,ig + H T ,ij ) ⋅ (θint,i − θ e )

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K) Indexy: int…..vnitřní prostor i……..vytápěný prostor e…….vnější, venkovní u…….nevytápěný prostor g…….zemina, půda j……...vytápěný prostor (na výrazně jinou teplotu)

ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru H T , ie =

∑A

K

⋅ U K ⋅ e K + ∑ Ψ i ⋅ I i ⋅ ei

K

I

stavební část

lineární tepelný most

A… plocha (m2) U… součinitel prostupu tepla (W/m2.K) e…korekční činitel vystavení povětrnosti (pokud vlivy nebyly uvažovány při výpočtu U(W/m2.K) EN ISO 6946)

10

ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru H T ,ie = ∑ AK ⋅ U K ⋅ eK + ∑ Ψ i ⋅ I i ⋅ ei K

I

stavební část

lineární tepelný most

ψ…součinitel lineárního tepelného mostu (W/m.K) →ČSN EN ISO 14683 zjednodušeně →ČSN EN ISO 10211-2 podrobný výpočet

I…délka lineárního mostu (m) e…korekční činitel vystavení povětrnosti

Tepelné mosty ?

ČSN EN ISO 14683

11

Příklad tepelného mostu

Nároží C1

Nároží C2

i...interní i...interní, oi… oi…celkové celkové vnitř vnitřní, e… e…externí externí ČSN EN ISO 14683

ČSN EN 12831 Prostup do nevytápěného prostoru HT,iue = ∑ A k ⋅U k ⋅bu + ∑ Ψl ⋅ ll ⋅ bu k l bu…redukční činitel (-) při známé θ : bu =

θ int ,i − θ u θ int ,i − θ e

jinak: bu =

H ue H iu + H ue

12

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy H T,ig = fg1 ⋅ fg2 ⋅ (

∑A

k

⋅ U equiv,k ) ⋅ G w

k

Korekční činitele: fg1…vliv ročních změn teploty fg2…vliv průměrné a venkovní výpočtové teploty Gw…vliv spodní vody (při vzdálenosti < 1m) Uequiv,k…ekvivalentní součinitel prostupu tepla – stanovený dle typu podlahy.

ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

Uequiv,k equiv,k- určí se v závislosti na U stavební části a charakteristickém parametru B´. (ČSN EN ISO 13370)

Ag…plocha podlahové konstrukce (m2) P….obvod podlahové konstrukce (m)

B′ =

Ag 0,5 ⋅ P

13


Uequiv, bf B´ a b

betonová podlaha (tepelně neizolovaná) B´ hodnota (m)


Uequiv, bf B´ a b

betonová podlaha (tepelně neizolovaná) B´ hodnota (m)

14


Uequiv, bw U (W/m2.K) a

U hodnota stěn (W/m2⋅K)

ČSN EN 12831 Prostup do/z vytápěného prostoru HT,ij =

i,j ⋅ Ak ⋅ Uk

∑f k

A…(m2) U…(W/m2.K) fij…redukční teplotní činitel

fij =

θ int ,i − θvytápěného sousední ho prostor u θ int ,i − θe

15

ČSN EN 12831 Prostup tepla celkem ΦT ,i = ( H T ,ie + H T ,iue + H T ,ig + H T ,ij ) ⋅ (θint,i − θ e )

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K) Indexy: int…..vnitřní prostor i……..vytápěný prostor e…….vnější, venkovní u…….nevytápěný prostor g…….zemina, půda j……...vytápěný prostor (na výrazně jinou teplotu)

ČSN EN 12831 Ztráta větráním

ΦV ,i = HV ,i ⋅ (θint,i − θ e ) H V ,i = V&i ⋅ ρ ⋅ c p H…součinitel návrhové tepelné ztráty větráním (W/K) Vi…výměna vzduchu (m3/s)

16

Vmech,inf

Vinf

Vex

Vsu

Vmin

Vinf Vmin

Vinf

ČSN EN 12831 Ztráta větráním Přirozené větrání V&i = max (V&inf,i , V&min,i ) Nucené větrání

V&i = V&inf, i + V&su, i . fvi + V&mech, inf, i inf…infiltrace min … hygienické minimum su…přiváděný vzduch mech,inf…nuceně odváděný - přiváděný vzduch fvi…teplotní redukční součinitel

17

ČSN EN 12831 Infiltrace obvodovým pláštěm

V&inf,i = 2 . Vi . n50 . ei . ε i n50…intenzita výměny vzduchu za hodinu při rozdílu tlaků 50 Pa 2…n50 je pro celou budovu tzn. nejhorší případ je vstup vzduchu pouze z jedné strany ei…stínící činitel (stínění prostoru zástavbou) εi…výškový korekční činitel (vliv výškového umístění

středu prostoru)

ČSN EN 12831 Infiltrace obvodovým pláštěm n50 Stavba

Stupeň Stupeň těsnosti obvodové obvodového pláš plášttě budovy (kvalita tě těsně snění oken) vysoká vysoká

stř střední ední

nízká zká

Rodinný dů dům s jední jedním bytem

<4

4 až až 10

> 10

Jiné Jiné bytové bytové domy nebo budovy

<2

2 až až 5

>5

Výš Výška vytá vytápěného prostoru nad úrovní rovní země země

ε

0 – 10 m

1,0

> 10 – 30 m

1,2

> 30 m

1,5

18

ČSN EN 12831 Větrací vzduch Vmin…hygienické množství

V&min, i = n min .V&i nmin (h-1)

Druh mí místnosti Obytná Obytná místnost (zá (základní kladní)

0,5

Kuchyně Kuchyně nebo koupelna s oknem

1,5

Kancelá Kancelář

1,0

Zasedací Zasedací místnost, školní kolní třída

2,0

ČSN EN 12831 Větrací vzduch Vsui…množství přiváděného vzduchu (m3/h) (stanoví projektant VZD) fvi…teplotní redukční činitel f v,i =

θ int,i − θ su,i θ int,i − θ e

θsu,i su,i…teplota přiváděného vzduchu (např. předehřátého, nebo ze ZZT)

19

ČSN EN 12831 Větrací vzduch Vmech, mech,inf…bilance množství vzduchu pro celou budovu (odváděný – přiváděný vzduch)

V&mech, inf = max (V&ex − V&su , 0 ) Pro místnosti rozdělení dle průvzdušnosti nebo dle objemů: V V&mech,inf,i = V&mech,inf ⋅ i ΣVi

ČSN EN 12831 Přerušované vytápění

Podrobný výpočet Zjednodušený výpočet ΦRH, i = Ai ⋅ fRH ΦRH…zátopový tepelný výkon (W) A…podlahová plocha (m2) fRH…zátopový korekční činitel (W/m2) NE pro akumulační vytápění.

20

ČSN EN 12831 Přerušované vytápění fRH

Zátopový čas (h) 1 2 3 4

W/m2 Pokles teploty (K) 1K 2K 3K Hm. vysoká Hm. vysoká Hm. vysoká vysoká vysoká vysoká 11 22 45 6 11 22 4 9 16 2 7 13

Obytné budovy - útlum < 8h

ČSN EN 12831 Návrhový tepelný výkon Pro vytápěný prostor:

ΦHL,i = ΦT,i + ΦV,i + ΦRH,i (W)

Pro budovu nebo část budovy:

ΦHL = Σ ΦT,i + Σ ΦV,i + Σ ΦRH,i (W) ΦT,i …návrhová tepelná ztráta prostupem tepla ΦV,i …návrhová tepelná ztráta větráním (* pro budovu redukováno maximum) ΦRH,i …zátopový tepelný výkon při přerušovaném vytápění

21

ČSN EN 12831 Ztráta větráním pro celou budovu

pro přirozené větrání:

∑ V&i = max (0,5.∑ V&inf, i , ∑ Vmin, i)

pro nucené větrání s větrací soustavou:

∑V& = 0,5.∑V& i

inf ,i +

(1 − ηv ) . ∑Vsu,i + ∑V&mech, inf ,i

ηv …účinnost zařízení ZZT Pro návrh zdroje 24h průměr.

ČSN EN 12831

Zjednodušený výpočet

Předpoklady: Obytné budovy n50 < 3 h-1 Použití vnějších rozměrů Celková tepelná ztráta:

Φi = ( ΦT , i + ΦV , i ) . f ∆θ , i f∆θ …teplotní korekční činitel zohledňující dodatečné vyšší ztráty (24°C)

22

ČSN EN 12831

Zjednodušený výpočet

Ztráta prostupem tepla

Ztráta větráním

ΦT,i = Σ k f k ⋅ Ak ⋅ U k ⋅(θ int,i − θ e )

ΦV,i = 0,34 ⋅V&min,i ⋅ (θ int,i − θ e ) V&min, i = nmin ⋅ Vi Celkový tepelný výkon

ΦHL = Σ ΦT,i + Σ ΦV,i + Σ ΦRH,i (W)

Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech Vysoké a rozlehlé prostory Prostory s výškou >5m…uvažuje se teplotní vertikální gradient → zvýšení tepelných ztrát střechou. Φi = (ΦT,i +ΦV,i ) ⋅ fh,i Budovy ≤ 60 W/m2 → ČSN EN 12831

Celková Celková tepelná tepelná ztrá ztráta upravena výš výškovým korekč korekčním činitelem fh,i závisí visí na způ způsobu vytá vytápění (sá (sálavé lavé, konvekč konvekční) a výš výšce vytá vytápěných prostor.

23

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních

případech fh,i …výškový korekční činitel


případech

Budovy s výrazně odlišnou teplotou vzduchu a střední teplotou sálání Pokud chyba tep.ztráty větráním > 5% →ztráta prostupem z výsledné teploty θo →ztráta větráním z teploty vnitřního vzduchu θint

24


případech Střední teplota sálání θr a vnitřní výpočtová teplota θint se odchylují >1,5K → ztráta větráním pro teplotu vzduchu θa

θ a = 2.θ o - θ r Průmysl -proudění vzduchu >0,2 m/s

θo = FB ⋅ θa + (1 − FB ) ⋅ θr

θo…výsledná teplota

Porovnání s ČSN 06 0210 přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210 Souhrn vytápěných místností

Označení místnosti

Návrhová vnitřní teplota

θ int,i °C

Plocha Objem místností místností Ai m²

Vi m³

Dílna

20

13

29

Obytná místnost

20

36,9

92,3

Kuchyně

20

9,5

23,8

Ložnice 1

20

10,9

27,3

Ložnice 2

20

10,2

25,6

Ložnice 3

20

10,5

26,3

Koupelna

24

4,6

11,5

Vstupní hala

20

7,9

19,6

Chodba

20

5,3

13,3

WC

20

1,7

4,1

110,6

272,9

Celkem

Vzorový dů dům polovina rodinné rodinného dvojdomu, dvojdomu, přízemí zemí, podzemní podzemní podlaž podlaží společ společná západní padní stě stěna přízemí zemí 0,5 m nad teré terénem Klimatická data Klimatické údaje Popis Výpočtová venkovní teplota Roční průměrná teplota vzduchu

Označení Jednotka

θe

°C

Hodnota – 10,0

°C 12 θ m,e Korekční činitelé vystavení klimatickým podmínkám e k a e l

Orientace Vše

Hodnota na jednotku 1

25

Porovnání s ČSN 06 0210 přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210 Schéma půdorysu přízemí

Základní konstrukce obvodová zeď Uk = 0,433 Wm2.K výplně otvorů Uk = 2,1 Wm2.K vnitřní příčky Uk = 2,011 Wm2.K vnitřní nosná zeď Uk = 0,742 Wm2.K podlaha Uk = 0,48 Wm2.K strop Uk = 0,469 Wm2.K

Porovnání s ČSN 06 0210 přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210 Schéma řezu

Základní konstrukce strop Uk = 0,469 Wm2.K podlaha Uk = 0,48 Wm2.K sklepní stěna do zeminy Uk = 0,606 Wm2.K do vzduchu Uk = 0,725 Wm2.K podlaha suterénu Uk = 0,457 Wm2.K

26

Porovnání s ČSN 06 0210 přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210 Porovnání tepelných ztrát podle ČSN 12831 a ČSN 060210 Zátopový výkon

Tepelný výkon podle ČSN 12831:2003 Podrobný výpočet

Větrání - přirozené

[W]

Prostup

12000

Prostup

6651 W

Větrání - přirozené

1816 W

Zátopový výkon

1438 W

Celkem

9905 W

8000

7905 W

6000

10000

Zjednodušený výpočet Prostup Větrání - přirozené

1816 W

Zátopový výkon

1438 W

Celkem

Tepelná ztráta podle ČSN 060210:1994 Prostup

2000

6316 W

Větrání - přirozené Infiltrace - špatný postup

4000

11159 W

1799 W 472 W

Celkem

ČSN EN 12831

0 1

8115 W

2

3

1 - Podrobný výpočet ČSN 12831, 2 - Zjednodušený výpočet ČSN 12831, 3 - Výpočet podle ČSN 060210,

Výpočet tepelného výkonu

27

ČSN EN 12831

Výpočet tepelného výkonu

SW Ztráty 2004

Výpočet tepelných ztrát

28

29



30


31



32

Děkuji za pozornost. bele Karel Ka [email protected]

33

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Recommend Documents