Výpočet tepelné ztráty budov

Výpočet tepelné ztráty budov Doc. Ing. Vladimír Jelínek CSc.

Výpočty tepelných ztrát budov slouží nejčastěji pro stanovení výkonu vytápěcího zařízení, tj. výkonu otopné plochy místnosti, topného zdroje atd.. Výpočet tepelné ztráty zjednodušeně dělíme na tepelné ztráty prostupem tepla a tepelné ztráty z větrání. Dosavadní výpočtová schémata zaznamenávají z těchto ztrát pouze stacionární stav. Nové normové podklady se snaží o zaznamenání dynamického stavu budovy, zejména při tlumeném vytápění, o přesnější stanovení tepelných zisků, zejména od slunce, o popsání tepelných mostů plášťové konstrukce budovy, přesnější popis tepelných ztrát na větrání budovy i exaktnější výpočet prostupu tepla do zeminy apod.. Stávající výpočty tepelných ztrát se opírají nejčastěji o: ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění ČSN 73 0640.1 až 4 Tepelná ochrana budov Vyhláška MPO 291 /2001, Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách Nově jsou tyto normy a vyhláška doplněny např.: ČSN EN 832 Tepelné chování budov – Výpočet potřeby energie na vytápění – Obytné budovy ČSN EN ISO 13380 Tepelné chování budov – Přenos tepla zeminou – Výpočtové metody Zejména však: ČSN EN 12831 Vytápěcí systém budov – Metoda výpočtu tepelné ztráty Z této normy je dále pro ukázku uvedena koncepční, metodická i kriteriální část. Vzhledem k limitovanému rozsahu příspěvku zde není uvedena tabelární příloha D, na kterou jsou v textu odkazy.

Výtah z ČSN EN 12 831 (06 0206) Vytápěcí systém budov – Metoda výpočtu tepelné ztráty 1. Celková tepelná ztráta vytápěného prostoru – základní princip Celková tepelná ztráta Φi, vytápěného prostoru (i) se stanoví ze vztahu: kde

ΦT,i ΦV,i

Φi=ΦT,i+ΦV,i

(W)

tepelná ztráta prostupem tepla vytápěného prostoru (i) tepelná ztráta z větrání vytápěného prostoru (i)

(W) (W)

(1)

1.1. Tepelné ztráty prostupem Tepelné ztráty prostupem tepla ΦT,i z vytápěného prostoru (i) se stanoví ze vztahu: ΦTi = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij)(Θint,i - Θe) kde:

HT,ie HT,iue HT,ig HT,ij

32

(W)

měrná tepelná ztráta pláštěm budovy z vnitřního (i) do venkovního (e) prostoru měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostoru (e) přes nevytápěný prostor (u) měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do přilehlé zeminy (g) měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do sousedního vytápěného prostoru (j) s rozdílem teplot, tj. přilehlý vytápěný prostor je v dosahu samostatně užívané části budovy nebo je vytápěný prostor přilehlý k samostatně užívané části budovy

(2)

(W.K-1) (W.K-1) (W.K-1)

(W.K-1)

Energie pod Vaší kontrolou 2004

Θint,i Θe

vnitřní výpočtová teplota ve vytápěném prostoru (i) venkovní výpočtová teplota

(°C) (°C)

1.1.1.Přímé tepelné ztráty do venkovního prostoru – měrná tepelná ztráta HT,ie Měrná tepelná ztráta prostupem tepla HT,ie, z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostoru (e) je tvořena všemi částmi konstrukce a lineárními tepelnými mosty, oddělujícími vytápěný prostor od venkovního prostředí, jako jsou stěny, podlahy, příčky, okna. Veličina HT,ie se stanoví ze vztahu:

HT , ie = ∑k Ak ⋅ Uk ⋅ ek + ∑iΨi ⋅ Ii ⋅ ei

(W.K-1) (3)

plocha části (k) konstrukce budovy (m2) korekční činitel exponování, zahrnující klimatické podmínky, jakož i rozdílnou tepelnou izolaci, absorbci vlhkosti jednotlivých částí konstrukce, rychlost větru a teplotu, neboť tyto vlivy nebývají vždy zahrnuty ve veličině U (součinitel prostupu tepla) (EN ISO 6946) (-) ek, ei mohou být stanoveny podle národních podkladů. Nejsou-li k dispozici, jsou odpovídající hodnoty uvedeny v D.4.1 Uk součinitel prostupu tepla části konstrukce budovy (k) (W.m-2.K-1) - EN ISO 6946 (pro neprůhledné části konstrukce) - EN ISO 10077-1 (pro dveře a okna) - nebo z údajů daných Evropskými technickými pravidly Ii délka lineárního tepelného mostu (I) mezi vnitřkem a vnějškem (m) Ψi lineární činitel prostupu tepla lineárního tepelného mostu (I) (W.m-1.K-1) Ψi se stanoví jedním z následujících způsobů: - pro hrubý odhad se používají tabulky z EN ISO 14683 - nebo se počítá podle EN ISO 10211-2 Tabelární hodnoty Ψi z EN ISO 14683 jsou dány pro okolí celé budovy a ne vzájemně pro místnosti. Odpovídající hodnota Ψi mezi místnostmi závisí na návrhu projektanta. Nelineární tepelné mosty jsou zahrnuty do tohoto výpočtu. kde:

Ak ek, ei

Zjednodušený způsob lineárních tepelných ztrát prostupem Zjednodušeným způsobem se stanoví výpočet tepelné ztráty následujícím vztahem: Ukc = Uk + ∆Utb kde:

Ukc Uk ∆Utb

(W.m-2.K-1) (4)

korekční součinitel prostupu tepla části konstrukce budovy (k), uvažující lineární tepelné mosty (W.m-2.K-1) součinitel prostupu tepla části konstrukce budovy (k) (W.m-2.K-1) korekční součinitel (W.m-2.K-1) Závisí na typu části konstrukce budovy. Odpovídající hodnoty jsou uvedeny v příloze D.4.1.

1.1.2.Tepelná ztráta přes nevytápěný prostor – měrná tepelná ztráta HT,iue Je-li nevytápěný prostor (u) mezi vytápěným prostorem (i) a venkovním prostorem (e), stanoví se měrná tepelná ztráta ze vztahu:

HT , iue = ∑k Ak ⋅ Uk ⋅ bu + ∑iΨi ⋅ Ii ⋅ bu kde:

bu

součinitel redukce teploty, kterým je zohledněn rozdíl teplot mezi nevytápěným prostorem a výpočtovou venkovní teplotou

(W.K-1) (5)

(-)

Součinitel redukce teploty, bu, se může stanovit následujícími třemi metodami: a) je-li teplota nevytápěného prostoru, Φu, určena z výpočtových podmínek nebo vypočtena, je bu dáno:

bu =

Θ int, i − Θu Θ int, i − Θe


(-)

(6)

33

b) není-li Φu známo, je bu dáno vztahem:

bu = kde:

Hiu

Hue Hiu + Hue

(-)

(7)

měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do nevytápěného prostoru (u) (W.K-1), která bere v úvahu: - tepelnou ztrátu prostupem tepla (z vytápěného do nevytápěného prostoru) - tepelná ztráta z větrání (objemový průtok vzduchu mezi vytápěným a nevytápěným prostorem) měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru (u) do venkovního prostoru (e) (W.K-1) se stanovuje z: - tepelné ztráty prostupem tepla (do venkovního prostoru nebo do zeminy) - tepelné ztráty na větrání (mezi nevytápěným prostorem a venkovním prostorem)

Hue

c) Při zajištění národní přílohy k této normě se stanovují hodnoty bu pro každý případ. Není-li národní příloha k dispozici, jsou požadované hodnoty uvedeny v příloze D.4.2. 1.1.3.Tepelné ztráty do zeminy – měrná tepelná ztráta HT,ig Velikost tepelné ztráty prostupem tepla podlahou nebo suterénní stěnou, která je přímo nebo nepřímo v kontaktu se zeminou, závisí na řadě faktorů. Ty spočívají v ploše a exponovaných parametrech podlahy suterénu, hloubce podlahy pod úrovní terénu a tepelně technických vlastnostech zeminy. Pro potřeby této normy se velikost tepelné ztráty do zeminy stanovuje podle EN ISO 13370: - detailním způsobem - nebo níže popsaným zjednodušeným způsobem. V takovém případě se tepelné mosty do výpočtu měrné tepelné ztráty nezahrnují. Měrná tepelná ztráta při ustáleném výpočtovém stavu z prostupu do zeminy HT,ig, z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) se stanoví ze vztahu:

HT , ig = fg1 ⋅ fg 2 ⋅ kde:

fg1 fg2

(∑ A ⋅ U )⋅ G k

k

equiv , k

w

(W.K-1) (8)

opravný teplotní součinitel, uvažující s vlivem roční změny průběhu venkovní teploty. Tento součinitel se stanoví podle národních předpisů. Nejsou-li k dispozici národní předpisy, je jeho hodnota uvedena v D.4.3. opravný teplotní součinitel, uvažující s rozdílem mezi roční průměrnou teplotou venkovního vzduchu a venkovní výpočtovou teplotou, stanovenou ze vztahu: fg 2 =

Θ int, i − Θm, e Θ int, i − Θe

Ak plocha části konstrukce budovy (k), která je ve styku se zeminou (m2) Uequiv,k ekvivalentní součinitel prostupu tepla části budovy (k) (W.m-2.K-1) Určuje se podle typu podlahy (viz obr. 3 až 6 a Tab. 4 až 7) Gw opravný součinitel, uvažující vliv spodní vody. Při předpokládané vzdálenosti hladiny spodní vody, od úrovně podlahy suterénu, menší než 1 m se musí s tímto vlivem ve výpočtu uvažovat. Tento součinitel se stanoví podle EN ISO 13370 a stanoví se v národních předpisech. Nejsou-li národní údaje k dispozici, požadované hodnoty jsou dány v příloze D.4.3. Obrázky 3 až 6 a Tabulky 4 až 7 uvádí hodnoty Uequiv,k pro různé typy podlah, uvedené v EN ISO 13370 jako funkci U-hodnoty částí konstrukce budovy a charakteristického čísla B´. Na těchto obrázcích a v tabulkách je tepelná vodivost přilehlé zeminy λg = 2,0 W.m-1.K-1 a účinky okrajů izolací nejsou uvažovány.

34


Charakteristické číslo B´ je dáno (viz obr. 2):

B´= kde:

Ag

P

Ag 0,5 ⋅ P

(m)

(9)

odpovídající plocha podlahy sklepa (m2). Pro celou budovu je Ag celá plocha podlahy suterénu. Pro část budovy, tj. samostatně užívanou část v řadě domů, je Ag plocha uvažované části podlahy přízemí. obvod uvažované podlahy suterénu (m). Pro celou budovu je P celý obvod budovy. Pro část budovy, tj. samostatně užívanou část budovy v řadě domů, zahrnuje P pouze délku vnějších stěn, oddělujících obr. 2 Stanovení charakterisvytápěný prostor od venkovního prostředí. tického čísla B´

V EN ISO 13370 je číslo B´ stanoveno pro budovu jako celek. Pro jednotlivé místnosti se číslo B´ stanovuje pro každou místnost některým z následujících tří způsobů: - pro všechny místnosti bez venkovních stěn, oddělujících vytápěný prostor od venkovního prostředí se hodnota B´ stanoví tak, jakoby se jednalo o samostatně stojící budovu - pro všechny místnosti s dobře tepelně izolovanou podlahou (Ufloor < 0,5 W.m-2.K-1) se hodnota B´ vypočte, jakoby se jednalo o samostatnou budovu - pro všechny ostatní místnosti se hodnota B´ vypočte odděleně pro každou místnost samostatně (původní výpočet). Podlaha sklepa na úrovni terénu Ekvivalentní tepelný prostup přes podlahu nejnižší místnosti budovy je uveden na obrázku 3 a v tabulce 4 jako funkce součinitele prostupu tepla podlahou a charakteristického čísla B´. obr. 3 Hodnota U equiv, bf prostupu podlahou nejnižšího podlaží na úrovni terénu jako funkce prostupu tepla podlahou a hodnoty charakteristického čísla B´ a – betonová podlaha (bez izolace) b – hodnota charakteristického čísla B´

Tabulka 4 – Uequiv, bf prostupu podlahou nejnižšího podlaží na úrovni terénu, jako funkce prostupu tepla podlahou a hodnoty charakteristického čísla B´ Hodnota B´ (m)

Uequiv,bf (pro y=0 m) (W.m-2.K-1) neizolováno

Ufloor=2,0 W.m-2.K-1




2

1,30

0,77

0,55

0,33

0,17

4

0,88

0,59

0,45

0,30

0,17

6

0,68

0,48

0,38

0,27

0,17

8

0,55

0,41

0,33

0,25

0,16

10

0,48

0,36

0,30

0,23

0,15

12

0,41

0,32

0,27

0,21

0,14

14

0,37

0,29

0,24

0,19

0,14

16

0,33

0,26

0,22

0,18

0,13

18

0,31

0,24

0,21

0,17

0,12

20

0,28

0,22

0,19

0,16

0,12


35

Vytápěný suterén s podlahovou deskou pod úrovní terénu Výpočtové zásady ekvivalentního tepelného prostupu z vytápěného suterénu, částečně nebo zcela pod úrovní terénu, jsou shodné se zásadami pro podlaží na úrovni terénu, ale obsahuje dva typy části budovy, tj. Uequiv, bf, platící pro podlahu a Uequiv, bw, platící pro části konstrukce stěn. Ekvivalentní tepelný prostup pro části podlahy je uveden na obrázcích 4 a 5 a v tabulkách 5 a 6, jako funkce tepelného prostupu podlahou a charakteristického čísla B´. Ekvivalentní tepelný prostup pro části stěn je uveden na obrázku 6 a v tabulce 7 jako funkce tepelného prostupu stěny a hloubky pod úrovní terénu. Pro vytápěný suterén, částečně pod úrovní terénu, se přímé tepelné ztráty do venkovního prostoru, z těch částí suterénu, které jsou pod úrovní terénu, stanoví podle odst. 1.1.1, bez vlivu zeminy a odpovídá pouze těm částem budovy, které jsou nad úrovní terénu. obr. 4 U equiv, bf – hodnota pro části podlaží vytápěného suterénu s podlahou 1,5 m pod úrovní terénu, jako funkce tepelného prostupu podlahou a charakteristického čísla B´ a – betonová podlaha (neizolovaná) b – hodnota charakteristického čísla B´

Tabulka 5 – Uequiv, bf pro části podlaží vytápěného suterénu s podlahou 1,5 m pod úrovní terénu, jako funkce tepelného prostupu podlahou a charakteristického čísla B´ Uequiv,bf (pro z=1,5 m) (W.m-2.K-1)

Hodnota B´ (m)

neizolováno





2

0,86

0,58

0,44

0,28

0,16

4

0,64

0,48

0,38

0,26

0,16

6

0,52

0,40

0,33

0,25

0,15

8

0,44

0,35

0,29

0,23

0,15

10

0,38

0,31

0,26

0,21

0,14

12

0,34

0,28

0,24

0,19

0,14

14

0,30

0,25

0,22

0,18

0,13

16

0,28

0,23

0,20

0,17

0,12

18

0,25

0,22

0,19

0,16

0,12

20

0,24

0,20

0,18

0,17

0,11

obr. 5 U equiv, bf – hodnota pro části podlaží vytápěného suterénu s podlahou 3 m pod úrovní terénu, jako funkce tepelného prostupu podlahou a hodnoty charakteristického čísla B´ a – betonová podlaha (neizolovaná) b – hodnota charakteristického čísla B´

36


Tabulka 6 – Uequiv, bf hodnota pro části podlaží vytápěného suterénu s podlahou 3 m pod úrovní terénu, jako funkce tepelného prostupu podlahou a hodnoty charakteristického čísla B´ Uequiv,bf (pro z=3 m) (W.m-2.K-1)

Hodnota B´ (m)

neizolováno





2

0,63

0,46

0,35

0,24

0,14

4

0,51

0,40

0,33

0,24

0,14

6

0,43

0,35

0,29

0,22

0,14

8

0,37

0,31

0,26

0,21

0,14

10

0,32

0,27

0,24

0,19

0,13

12

0,29

0,25

0,22

0,18

0,13

14

0,26

0,23

0,20

0,17

0,12

16

0,24

0,21

0,19

0,16

0,12

18

0,22

0,20

0,18

0,15

0,11

20

0,21

0,18

0,16

0,14

0,11

obr. 6 Uequiv, bf – hodnota pro část konstrukce stěny vytápěného suterénu jako funkce tepelného prostupu stěnami a hloubky pod úrovní terénu -2 -1 a – hodnota - u stěn (W.m .K )

Tabulka 7 – Uequiv, bf hodnota pro část konstrukce stěny vytápěného suterénu jako funkce tepelného prostupu stěnami a hloubky pod úrovní terénu Uequiv,bw (W.m-2.K-1)

Uwall (W.m-2.K-1)

z=0m

z=1m

z=2m

z = 3m

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,50

0,44

0,39

0,35

0,32

0,75

0,63

0,54

0,48

0,43

1,00

0,81

0,68

0,59

0,53

1,25

0,98

0,81

0,69

0,61

1,50

1,14

0,92

0,78

0,68

1,75

1,28

1,02

0,85

0,74

2,00

1,42

1,11

0,92

0,79

2,25

1,55

1,19

0,98

0,84

2,50

1,67

1,27

1,04

0,88

2,75

1,78

1,34

1,09

0,92

3,00

1,89

1,41

1,13

0,96

Nevytápěný suterén Součinitel tepelné ztráty podlahy, která odděluje vytápěný prostor od nevytápěného prostoru, se stanovuje stejným způsobem jako pro podlahu bez vlivu zeminy, tj. vztah (8) (a v něm součinitelé fg1, fg2 a Gw) nelze použít.


37

Podlaha se vzduchovou mezerou Součinitel tepelné ztráty podlahy se vzduchovou mezerou se stanoví podle kap. 1.12. HodnotaU pro podlahu se vzduchovou mezerou se stanoví stejným způsobem jako pro podlahu bez vlivu zeminy, tj. vztah (8) ( a v něm součinitelé fg1, fg2 a Gw) nelze použít. 1.1.4.Tepelné ztráty do/z vytápěného prostoru s různou teplotou – měrná tepelná ztráta HT,ij Veličina HT,ij vyjadřuje prostup tepla z/do vytápěného prostoru (i) z/do sousedního vytápěného prostoru (j), který je vytápěn na výrazně rozdílnou teplotu. Může to být přilehlá místnost v objektu budovy (jako je např. lázeň, lékařská vyšetřovna, skladiště), místnost patřící k přilehlé samostatně užívané části budovy (např. byt) nebo místnost patřící do přilehlé budovy, která může být nevytápěná. Měrná tepelná ztráta se stanoví ze vztahu:

HT , ij = ∑k fij ⋅ Ak ⋅ Uk kde:

fij

(W.K-1) (10)

součinitel snížení teploty, zahrnující rozdíl mezi teplotou přilehlého prostoru a venkovní výpočtovou teplotou a je dán vztahem:

fij =

Θ int, i − Θadjacentspace Θ int, i − Θe

Nejsou-li v národních přílohách teploty přilehlých vytápěných prostor, pak jsou odpovídající hodnoty uvedeny v příloze D.4.4. Národní příloha k této normě, odpovídající příloze D.4.4 má poskytnout údaj o účinku vertikálního teplotního gradientu. plocha části konstrukce budovy (k) Ak Uk součinitel prostupu tepla části (k) konstrukce budovy Do tohoto výpočtu se neuvažuje účinek tepelných mostů.

(m2) (W.m-2.K-1)

1.2. Návrh tepelné ztráty z větrání Návrh tepelné ztráty z větrání FV,i vytápěného prostoru (i) se stanoví ze vztahu:

ΦV , i = HV, i ⋅ (Θ int, i − Θe ) kde:

HV,i

Θint,i Θe

(W)

(11)

(W.K-1) (°C) (°C)

měrná tepelná ztráta větráním vnitřní výpočtová teplota vytápěného prostoru výpočtová teplota venkovního prostoru

Měrná tepelná ztráta z větrání HV,i vytápěného prostoru (i) se stanoví ze vztahu:

kde:

V& i ρ cp

H V , j = V& i ⋅ ρ ⋅ c p

(W.K-1) (12)

objemový tok vzduchu ve vytápěném prostoru (i) hustota vzduchu při teplotě Θint,i měrná tepelná kapacita vzduchu při teplotě Θint,i

(m3.s-1) (kg.m-3) (kJ.kg-1.K-1)

Uvažujeme-li konstantní hodnoty ρ a cp, pak vztah (12) se zjednoduší na:

&i HV , j = 0,34 ⋅ V

(W.K-1) (13)

kde V& i je pak vyjádřen v m3.h-1. Postup výpočtu ke stanovení příslušné hodnoty objemového toku vzduchu V& i závisí na odpovídajících podmínkách, tj. s nebo bez větracího systému.

38


Objekty bez větracího systému Není-li v objektu větrací systém, započítá se přívodní vzduch s tepelně technickými parametry, platnými pro venkovní vzduch. Z toho důvodu tepelná ztráta odpovídá rozdílu teplot mezi vnitřní výpočtovou teplotou a teplotou venkovního vzduchu. Hodnota objemového toku vzduchu ve vytápěném prostoru (i), která je používána pro výpočet tepelné ztráty na větrání, je vyšší hodnota z: - objemového toku vzduchu infiltrací V& inf, i , v důsledku proudění vzduchu štěrbinami a spárami pláště budovy a - nejmenšího objemového toku vzduchu V& min, i , požadovaného z hygienických důvodů. Vyjádřeno následujícím vztahem:

(

& inf, i, V & min, i V& i = max V kde:

& inf, i V & min, i V

)

(m3.h-1) (14)

se stanoví podle odst. 1.2.2 se stanoví podle odst. 1.2.1

Objekty s větracím systém Je-li větrací systém, nemusí mít přívodní vzduch tepelně technickou charakteristiku venkovního vzduchu, např. v případech: - kdy je používáno ohřívání rekuperací - kdy venkovní vzduch je předehříván - kdy vzduch je přiváděn z přilehlého prostoru. V těchto případech součinitel teplotní redukce zahrnuje rozdíl mezi teplotou přiváděného vzduchu a venkovní výpočtovou teplotou. U systému s přebytkem odváděného objemového toku vzduchu je venkovní vzduch, vstupující do budovy pláštěm, zahrnut do výpočtu. Vztah pro stanovení objemového toku vytápěného prostoru (i), který se užívá pro stanovení součinitele tepelné ztráty z větrání, se stanoví ze vztahu:

kde:

& su, i ⋅ fV, i + V & mech, inf, i V& i = V& inf, i + V

(m3.h-1) (15)

objemový tok vzduchu vytápěného prostoru (i)

(m3.h-1)

objemový tok přiváděného vzduchu do vytápěného prostoru (i)

(m3.h-1)

V& mech , inf, i přebytek odváděného objemového toku vzduchu z vytápěného prostoru (i) fV,i součinitel teplotní redukce daný vztahem:

(m3.h-1)

& inf, i V V& su, i

fV, i =

Θ int, i − Θsu, i Θ int, i − Θe

Θsu,i

teplota přiváděného vzduchu do vytápěného prostoru (i) (buď centrálním systémem ohřevu vzduchu, ze sousedního vytápěného prostoru nebo nevytápěného prostoru nebo z venkovního prostředí) (°C) Je-li použit rekuperační ohřev, pak se Θsu,i může stanovit z účinnosti rekuperačního systému. Hodnota Θsu,i může být vyšší nebo nižší než je teplota vnitřního vzduchu. & Hodnota Vi je rovna nebo vyšší než nejmenší výměna vzduchu podle odst. 1.2.1. Způsob stanovení objemového toku vzduchu přesným způsobem výpočtu je uveden v odst. 1.2.2 a 1.2.3.


39

1.2.1.Hygienické požadavky – objemový tok vzduchu V& min, i Z hygienických důvodů se požaduje nejmenší objemový tok vzduchu V& min, i z větrání vytápěného prostoru (i) podle vztahu:

V& min, i = n min⋅ Vi

(m3.h-1) (16)

nmin nejmenší intenzita výměny venkovního vzduchu (h-1) 3 Vi objem vytápěného prostoru (i)(m ), stanovený na základě vnitřních rozměrů. Nejmenší intenzita výměny venkovního vzduchu se stanoví podle národní přílohy k této normě. Pro jiné případy jsou hodnoty uvedeny v příloze D.5.1. Další informace lze získat z CR 1752. Intenzita výměny vzduchu uvedená v příloze D.5.1 je vytvořena z vnitřních rozměrů. Pokud jsou pro výpočet objemu použity venkovní rozměry, je intenzita výměny vzduchu tak, jak je uvedena v příloze D.5.1, násobena poměrem mezi vnitřním a vnějším objemem prostoru (přibližně je tento poměr roven 0,8). U otevřených spotřebičů v místnosti se musí uvažovat s vyšší intenzitou výměny vzduchu, plynoucí z požadavku na spalovací vzduch. kde:

1.2.2.Infiltrace pláštěm budovy – objemový tok vzduchu V& inf, i Objemový tok vzduchu infiltrací, V& inf, i , vytápěného prostoru (i), způsobený větrem a komínovým efektem na plášť budovy, se stanoví podle vztahu:

V& inf, i = 2 ⋅ Vi ⋅ n50 ⋅ ei ⋅ εi kde:

n50 ei εi

(m3.h-1) (17)

intenzita výměny vzduchu (h-1), jako výsledek z tlakového rozdílu 50 Pa mezi vnitřním a venkovním prostředím budovy, včetně účinku přívodu vzduchu do budovy stínící součinitel (-) korekční součinitel na výšku, který zahrnuje zvýšení rychlosti větru ve vyšších polohách budovy od úrovně terénu (-)

Číslo 2 je uvedeno ve vztahu (17), protože hodnota n50 je dána pro celou budovu. Výpočet musí zahrnovat nejnepříznivější případ, kdy veškerou infiltrací vstupuje vzduch do budovy. Hodnota V& inf, i je rovna nebo větší než nula. Hodnoty pro n50 jsou dány národní přílohou k této normě. Pokud nejsou k dispozici, lze pro jednotlivé konstrukční typy budov použít údaje v příloze D.5.2. 1.2.3.Objemový tok vzduchu působením větracího systému 1.2.3.1. Přívodní objemový tok vzduchu V& su, i Pokud není znám systém větrání, tepelná ztráta pro jeho stanovení je shodná se stavem bez větracího systému. Pokud je znám větrací systém, objemový tok přívodního vzduchu pro větrání vytápěného prostoru (i), V& su, i , se stanovuje podle velikosti větracího systému a udává jej projektant větracího systému. Je-li přiváděn vzduch z nebo do přilehlé místnosti (přilehlých místností), má tepelnou charakteristiku vzduchu této místnosti (těchto místností). Pokud přívod vzduchu do místnosti je průduchem, je většinou vzduch ohříván. V obou případech se vzduchová cesta určuje přibližným objemovým tokem, daným parametry dotčených místností. 1.2.3.2. Přebytek odsávaného objemového toku vzduchu V& mech , inf Přebytek odsávaného vzduchu u jakéhokoliv větracího systému se určuje tak, jakoby vstupoval do interiéru rovnoměrně pláštěm budovy. Pokud přebytek odváděného vzduchu není stanoven jinak, může být vypočten pro celou budovu z následujícího vztahu: 40


(

& mech, inf = max V & ex − V & su,0 V

kde:

& ex V & su V

)

objemový tok odváděného vzduchu z celé budovy

(m3.h-1) (18) (m3.h-1)

objemový tok přiváděného vzduchu pro celou budovu (m3.h-1) U budov určených k obývání je přívodní objemový tok vzduchu pro celou budovu často vztažen k nule. Počáteční množství V& mech , inf se stanoví pro celou budovu. Následně distribuce venkovního vzduchu pro každý prostor v budově se vypočte z propustnosti příslušného prostoru podle rozložení propustnosti. Nejsou-li hodnoty propustnosti dostatečně přesné, je rozložení objemového toku vzduchu vypočteno jednoduše v proporcích k objemu jednotlivých prostor podle vztahu: & mech, inf⋅ Vi V& mech, inf, i = V Vi

∑

(m3.h-1) (19)

Kde Vi je objem prostoru (i). Tento vztah se může použít pro odpovídající určení přívodního objemového toku vzduchu každého prostoru, je-li znám objemový tok vzduchu celé budovy. 1.3. Prostory s přerušovaným vytápěním Prostory s přerušovaným vytápěním vyžadují přírůstek výkonu k dosažení požadované vnitřní výpočtové teploty po přerušení (snížení) vytápění v dosahu daného času. Přírůstek výkonu závisí na následujících faktorech: - tepelná charakteristika části budovy - doba dotápění - snížení teploty během přerušení vytápění - charakteristika regulačního systému. Přírůstek výkonu nemusí být nutný v případě, že: - kontrolní systém je schopen zrušit pokles teploty během nejchladnějších dnů - tepelná ztráta (ztráta větráním) může být snížena během teplotního poklesu (tlumeného provozu). Přírůstek výkonu musí odpovídat požadavkům klienta. Přírůstek výkonu se může stanovit podrobným způsobem jako dynamický proces výpočtu. V následujících případech, zjednodušená metoda výpočtu, uvedená dále, může stanovit přírůstek výkonu požadovaný pro topný zdroj a otopné plochy: - pro budovy určené k obývání: - doba snížení (noční útlum) je v průběhu 8 hodin - konstrukce budovy není lehká - pro ostatní budovy: - doba snížení (noční útlum) je v průběhu 48 hodin (víkendová přestávka) - doba užívání v průběhu pracovních dnů je větší než 8 hodin za den - vnitřní výpočtová teplota je v rozmezí od 20 °C do 22 °C Zjednodušená metoda pro stanovení přírůstku výkonu Přírůstek výkonu požadovaný pro vyrovnání účinku přerušovaného vytápění ΦRH,i vytápěného prostoru (i) se stanoví podle vztahu: ΦRH,i = Ai fRH

kde:

Ai fRH

(W)

(20)

2

plocha podlahy vytápěného prostoru (i) (m ) korekční součinitel závisející na době ohřívání a zahrnující pokles vnitřní teploty během přestávky (W.m-2). Tento korekční součinitel je dán národní přílohou k této normě. Pokud tomu tak není, odpovídající hodnoty jsou uvedeny v příloze D.6.


41

2.

Výpočet tepelné ztráty Výpočet tepelné ztráty může být stanoven pro vytápěný prostor v samostatně užívané části budovy a pro budovy jako celek a slouží pro návrh velikosti otopné plochy, výměníku tepla, topného zdroje atd. 2.1. Výpočet tepelné ztráty vytápěného prostoru Pro vytápěný prostor (i) se stanoví tepelná ztráta ΦHL,i ze vztahu:

kde:

ΦT,i ΦV,i ΦRH,i

ΦHL,i = ΦT,i + ΦV,i + ΦRH,i

(W)

tepelná ztráta prostupem z vytápěného prostoru (i) tepelná ztráta z větrání vytápěného prostoru (i) zvýšení výkonu požadované k vyrovnání účinku přerušovaného vytápění ve vytápěném prostoru (i)

(W) (W)

(21)

(W)

2.2. Návrh tepelné ztráty pro samostatně užívanou část budovy nebo pro budovu Při výpočtu ke stanovení tepelné ztráty samostatně užívané části budovy nebo budovy se nezahrnují tepelné ztráty prostupem a větráním mimo vytápěný plášť, tj. tepelné ztráty mezi jednotlivými byty. Návrh tepelné ztráty samostatně užívané části budovy nebo budovy, tj. ΦHL, se stanoví ze vztahu:

ΦHL = kde:

∑ΦT,i ∑ΦV,i

∑Φ

T, i

+

∑Φ

V, i

+

∑Φ

(W)

RH, i

suma tepelných ztrát prostupem všech vytápěných prostor včetně předaného tepla uvnitř samostatně užívané budovy nebo budovy tepelné ztráty všech vytápěných prostor včetně tepelné ztráty uvnitř samostatně užívané části budovy nebo budovy Vztah (22) se dotýká celého objemového toku vzduchu. Objemový tok vzduchu se stanoví podle vztahu: & i = max 0,5 ⋅ V& inf, i, V & min, i V - bez větracího systému:

(22)

(W) (W)

( ∑ ∑ ) ∑ & & & & - s větracím systémem: ∑ V = 0,5 ⋅ ∑ V + (1 − η ) ⋅ ∑ V + ∑ V i

∑ΦRH,i

42

inf, i

v

su, i

mech, inf, i

kde ηv je účinnost rekuperačního systému při odvodu vzduchu. V případě, že není rekuperační systém, se uvažuje ηv = 0. Pro velikost topného zdroje se uvažuje s průměrným využitím 24 hodin. Je-li přívodní vzduch ohříván přídavným systémem, požaduje se, aby byla tepelná ztráta započítána. součet přídavného výkonu ze všech vytápěných prostor, požadovaný k vyrovnání účinků přerušovaného vytápění (W)


Výpočet tepelné ztráty budov

Recommend Documents