ENERGETICKÉ VÝPO ČTY - tzb.fsv.cvut.cztzb.fsv.cvut.cz/files/vyuka/125esb1,125esbb/...Celkový...

Podklady k přednáškam 125 ESB1,125ESBB

(c) Katedra TZB FSv ČVUT v Praze 1

ENERGETICKÉ VÝPOČTY

125ESB1,ESBB 2011/2012 39prof.Karel Kabele

Podklady pro navrhování OS- energetické výpočty

Stanovení potřebného výkonu – tepelné ztráty [kW]Předběžný výpočetČSN O60210 Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápěníČSN EN 12831 Tepelné soustavy. Stanovení tepelného příkonu

Stanovení roční potřeby energie [kWh, GJ]Denostupňová metodaČSN EN 832ČSN EN13790Vyhláška MPO č.148/2007 o energetické náročnosti budov

Matematické modelováníPorovnání variant řešeníNestandardní řešení




Předběžný výpočet tepelné ztrátyObálková metoda

Výpočet dle tepelné charakteristiky

291/2001 – neplatná vyhláška, nicméně fyzika platí


ČSN O60210 Výpočet tepelných ztrát při ústředním vytápění

JE určena prodimenzování otopných soustav UT při nepřerušovaném vytápění

stanovení tepelné charakteristiky budovy dle ČSN 730540

NENÍ určena pro výpočet tepelných ztrát prostorů vytápěných sálavými plochami

výpočet potřeby tepla pro úpravu vzduchu pro klimatizaci




Výpočet tepelného výkonu

Prostup tepla125ESB1,ESBB 2011/2012 43prof.Karel Kabele

Výpočet tepelné ztráty dle ČSN060210

Větrání

nebo




Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

Stěny přiléhající k zemiMístnosti vyšší než 8mVelké zasklené plochy v místnostech se zdrojem vlhkostiVysoké budovy nad 25 mMasivní stavbyAkumulační vytápění


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




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 – Postup výpočtu


ČSN EN 12831 – Veličiny

Značení veličin:θ .…teplota ( C) [théta]

Φ…tepelná ztráta, výkon (W) [velké fí]

H…součinitel tepelné ztráty (W/K)ψ…lineární součinitel prostupu tepla

(W/m.K)Q…množství tepla (J)




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)

Začátek a konec otopné sezónyNA = národní příloha




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..125ESB1,ESBB 2011/2012 51prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát

Celková návrhová tepelná ztráta (W)

Φi = ΦT,i + ΦV,i

ΦT,i ….. návrhová tepelná ztráta prostupem teplaΦV,i …..návrhová tepelná ztráta větráním




ČSN EN 12831 Prostup tepla

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K)

Indexy:int…..vnitřní prostori……..vytápěný prostore…….vnější, venkovníu…….nevytápěný prostorg…….zemina, půdaj……...vytápěný prostor

(na výrazně jinou teplotu)125ESB1,ESBB 2011/2012 53prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru

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)

stavební část lineární tepelný most




ČSN EN 12831 Prostup do exteriéru

ψ…součinitel lineárního tepelného mostu (W/m.K)→ČSN EN ISO 14683

zjednodušeně→ČSN EN ISO 10211-2

podrobný výpočetI…délka lineárního mostu

(m)e…korekční činitel vystavení povětrnosti

lineární tepelný moststavební část


Tepelné mosty ?

ČSN EN ISO 14683125ESB1,ESBB 2011/2012 56prof.Karel Kabele



Příklad tepelného mostu

Nároží C1 Nároží C2

ČSN EN ISO 14683

i...interní, oi…celkové vnitřní, e…externí


ČSN EN 12831 Prostup do nevytápěného prostoru

bu…redukční činitel (-) při známé θ :

jinak:




ČSN EN 12831 Prostup do zeminy

Korekční činitele:fg1…vliv ročních změn

teplotyfg2…vliv průměrné a venkovní výpočtové teplotyGw…vliv spodní vody (při

vzdálenosti < 1m)

Uequiv,k…ekvivalentní součinitel prostupu tepla –stanovený dle typu podlahy.



Uequiv,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)





Uequiv, bf

B´a betonová podlaha (tepelně neizolovaná)b B´ hodnota (m) 125ESB1,ESBB 2011/2012 61prof.Karel Kabele


Uequiv, bf

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





Uequiv, bw

U (W/m2.K)

a U hodnota stěn (W/m2⋅K)125ESB1,ESBB 2011/2012 63prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Prostup do/z vytápěného prostoru

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




ČSN EN 12831 Prostup tepla celkem

H…součinitel tepelné ztráty prostupem (W/K)

Indexy:int…..vnitřní prostori……..vytápěný prostore…….vnější, venkovníu…….nevytápěný prostorg…….zemina, půdaj……...vytápěný prostor

(na výrazně jinou teplotu)125ESB1,ESBB 2011/2012 65prof.Karel Kabele

ČSN EN 12831 Ztráta větráním

H…součinitel návrhové tepelné ztráty větráním (W/K)

Vi…výměna vzduchu (m3/s)




Vinf

Vmin

Vinf

Vmin

VinfVsuVex

Vmech,inf


ČSN EN 12831 Ztráta větránímPřirozené větrání

Nucené větrání

inf…infiltrace

min … hygienické minimum

su…přiváděný vzduch

mech,inf…nuceně odváděný - přiváděný vzduch

fvi…teplotní redukční součinitel125ESB1,ESBB 2011/2012 68prof.Karel Kabele



ČSN EN 12831 Infiltrace obvodovým pláštěm

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

Stavba

n50

Stupeň těsnosti obvodového pláště budovy(kvalita těsnění oken)

vysoká střední nízká

Rodinný dům s jedním bytem

< 4 4 až 10 > 10

Jiné bytové domy nebo budovy

< 2 2 až 5 > 5

Výška vytápěného prostoru nad úrovní země ε

0 – 10 m 1,0

> 10 – 30 m 1,2

> 30 m 1,5125ESB1,ESBB 2011/2012 70prof.Karel Kabele



ČSN EN 12831 Větrací vzduch

Druh místnosti nmin (h-1)

Obytná místnost (základní) 0,5

Kuchyně nebo koupelna s oknem 1,5

Kancelář 1,0

Zasedací místnost, školní třída 2,0

Vmin…hygienické množství



Vsui…množství přiváděného vzduchu (m3/h)(stanoví projektant VZD)

fvi…teplotní redukční činitel

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





Vmech,inf…bilance množství vzduchu pro celou budovu

(odváděný – přiváděný vzduch)

Pro místnosti rozdělení dle průvzdušnosti

nebo dle objemů:


ČSN EN 12831 Přerušované vytápění

Podrobný výpočet

Zjednodušený výpočet

ΦRH…zátopový tepelný výkon (W)A…podlahová plocha (m2)fRH…zátopový korekční činitel (W/m2)

NE pro akumulační vytápění.




ČSN EN 12831 Přerušované vytápění

Obytné budovy - útlum < 8h

Zátopový čas(h)

fRHW/m2

Pokles teploty (K)

1 K 2 K 3 K

Hm. vysoká Hm. vysoká Hm. vysoká

1 11 22 45

2 6 11 22

3 4 9 16

4 2 7 13


ČSN EN 12831 Návrhový tepelný výkonPro 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

vytápění125ESB1,ESBB 2011/2012 76prof.Karel Kabele



ČSN EN 12831 Ztráta větráním pro celou budovu

pro přirozené větrání:

pro nucené větrání s větrací soustavou:

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:

fΔθ …teplotní korekční činitel zohledňující dodatečné vyšší ztráty (24°C)




ČSN EN 12831 Zjednodušený výpočet

Ztráta prostupem tepla

Ztráta větráním

Celkový tepelný výkon

ΦHL = Σ ΦT,i + Σ ΦV,i + Σ ΦRH,i (W)


ČSN EN 12831 Výpočet tepelných ztrát ve zvláštních případech

Vysoké a rozlehlé prostory

Prostory s výškou >5m…uvažuje se teplotní vertikální gradient → zvýšení tepelných ztrát střechou.

Budovy ≤ 60 W/m2 →Celková tepelná ztráta upravena výškovým korekčním činitelem fh,i závisí na způsobu vytápění (sálavé, konvekční) a výšce vytápěných prostor.





fh,i …výškový korekční činitel



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





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

Průmysl -proudění vzduchu >0,2 m/s

θo…výsledná teplota


Porovnání s ČSN 06 0210

Vzorový důmpolovina rodinného dvojdomu,přízemí, podzemní podlažíspolečná západní stěnapřízemí 0,5 m nad terénem

přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210

Souhrn vytápěných místností

Klimatická data




Porovnání s ČSN 06 0210přepočet vzorového výpočtu podle ČSN 060210

Schéma půdorysu přízemí Základní konstrukce

obvodová zeďUk = 0,433 Wm2.K

výplně otvorůUk = 2,1 Wm2.K

vnitřní příčkyUk = 2,011 Wm2.K

vnitřní nosná zeďUk = 0,742 Wm2.K

podlahaUk = 0,48 Wm2.K

stropUk = 0,469 Wm2.K



Schéma řezu Základní konstrukce

sklepní stěnado zeminyUk = 0,606 Wm2.Kdo vzduchuUk = 0,725 Wm2.K

podlaha suterénuUk = 0,457 Wm2.K

stropUk = 0,469 Wm2.K

podlahaUk = 0,48 Wm2.K





Porovnání tepelných ztrát podle ČSN 12831 a ČSN 060210


ČSN EN 12831 Výpočet tepelného výkonu




INFO 1

Výběrové řízení na místa 2 studentských vědeckých sil na katedře TZB

700 Kč/měs

1-2 hod týdně

Termín přihlášení: do středy 5.10. 18:00 na email [email protected]

Jméno, ročník, zaměření; proč byste chtěl(-a) být SVS na katedře TZB?


Výpočet roční potřeby tepla

kWh, GJ, MJ




Roční průběh potřebného výkonu


Roční potřeba tepla na vytápěníDenostupňová metoda

ei -nesoučasnost infiltrace a prostupu (0,8 -0,9)et -snížení teploty během dne (0,8 ¸ 7)ed -zkrácení doby s vyt. přestávkami (0,8 ¸ 1)nr -účinnost rozvodů (0,95 ¸ 0,98)no -účinnost obsluhy (0,9 ¸ 1)125ESB1,ESBB 2011/2012 100prof.Karel Kabele



ČSN EN ISO 13790Tepelné chování budov - výpočet potřeby tepla na vytápění


Energetická bilance budovy




Roční potřeba energie

apotřeba

tepla

•Proměnné klimatické podmínky•Prostup a větrání•Vnitřní a vnější zisky•Účinnost výroby a distribuce energie

•ČSN EN 13790

•Předpokládaná spotřeba paliva •Certifikace budov

GJ, kWh


Potřeba tepla na vytápění

Qh potřeba tepla na vytápění budovy

Qr teplo zpětně získané, včetně obnovitelných zdrojů, pokud není přímo zohledněno v redukci tepelné ztráty

Qth celková tepelná ztráta vytápěcího systému,včetně zpětně získané tepelné ztráty soustavy. Také vliv nerovnoměrné teploty místností a nedokonalé regulace




Potřeba tepla

Tepelné ztráty QL a tepelné zisky Qg se vypočítávají pro každý časový úsek výpočtu.

Potřeba tepla Qh je součtem potřeb tepla za kratší časové období (měsíce).


Celková tepelná ztráta QL jednozónové budovy s konstantní vnitřní teplotou θi během daného časového

úseku t při průměrné venkovní teplotě θe

H = HT + HV

Potřeba energie na vytápění




Tepelné zisky Qg

Vnitřní tepelné zisky – využitelnéVytápěné a nevtápěné místnosti.

Solární zisky


Date post:	01-Dec-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	2 times
Download:	0 times

ENERGETICKÉ VÝPO ČTY - tzb.fsv.cvut.cztzb.fsv.cvut.cz/files/vyuka/125esb1,125esbb/...Celkový...

Documents