BH059 Tepelná technika budov

Transkript

1 BH059 Tepelná technika budov Tepelná stabilita místnosti v zimním období Tepelná stabilita místnosti v letním období Tepelná stabilita charakterizuje teplotní vlastnosti prostoru, tvořeného stavebními konstrukcemi. Místnost považujeme za tepelně stabilní, pokud její tepelný stav zůstává v daném čase v dovolených mezích. Ovlivňují ji užité materiály všech obalových konstrukcí tvořících danou místnost. Hodnocení místností z hlediska tepelné stability se provádí pro zimní a letní období na základě neustáleného teplotního stavu. Přednáška č. 5b Ing. Sylva Bantová, Ph.D. Ing. Danuše Čuprová, CSc.

2 Tepelná stabilita místnosti Určení tepelné stability místnosti vychází z podmínek tepelné pohody charakteristika tepelné pohody: teplota vzduchu v interiéru místnosti; teplota vnitřních povrchů stavebních konstrukcí tvořících danou místnost; relativní vlhkosti vnitřního vzduchu; rychlostí proudění vzduchu; oblečení člověka; optimální činnost člověka.

3 Tepelná stabilita v letním období Tento požadavek se hodnotí na základě neustáleného teplotního stavu, definovaného: průměrnou letní denní teploty venkovního vzduchu - θ eum = 20,5 C pro tep. oblast A, ČSN ; výslednou teplotní amplitudou venkovního prostředí - ČSN ; amplitudou intenzity globálního slunečního záření - ČSN ; střední intenzitou slunečního záření - ČSN ; intenzitou výměny vzduchu v místnosti hygienické předpisy; tepelnými zisky z vnitřních zdrojů tepla; odporů při přestupu tepla na vnitřní a vnější straně konstrukce.

4 Základní podmínka tepelné pohody: θ + θ θ i i,max si, m 51 C 27 C a θ si,max 27 C Hodnotícím parametrem je: nejvyšší denní teplota vnitřního vzduchu θ ai,max (dle ČSN a evropských norem); θ ai, max = t. Φ z exp E,max Φ z, max t E maximální tepelný zisk [W] doba denní periody [s], t = 86400s akumulovaná tepelná energie v neosluněných konstrukcích tvořících místnost [J] Max. tepelný zisk = tep. zisk průsvitnými kcemi + tep. zisk vnějšími kcemi

5 Hodnocení se provádí pro tzv. KRITICKOU MÍSTNOST, která je z hlediska letního období (ruční výpočet nebo pomocí výpočetní techniky): - místnost s největší plochou přímo osluněných průsvitných konstrukcí orientovaných na J, JV, JZ, Z, V. Kritická místnost musí vykazovat: nejvyšší denní teplotu vzduchu v místnosti v letním období θ ai,max [ C]: θ ai,max θ ai,max,n

6

7 V budovách s klimatizací je nutné pro výpočet uvažovat stav při výpadku klimatizace posuzují se: - θ ai,max 32 C; a do výpočtu se neuvažuje chladící výkon klimatizace a tepelné zisky od technologických zařízení a kancelářského vybavení. Budovy s klimatizací se doporučuje navrhovat a provádět pouze ve výjimečných případech, kdy prokazatelně nelze stavebním řešením splnit požadavky na zajištění tepelné stability v letním období.

8 Pro zvýšení tepelné stability v letním období lze aplikovat: vhodný architektonický návrh objektu; zvýšení akumulačních schopností všech obalových konstrukcí; vhodná povrchová úprava obalových konstrukcí (zvýšení tepelné jímavosti vnitřního povrchu konstrukce); vhodný návrh a skladba obalových konstrukcí (snížení hodnoty U, fázový posun, teplotní útlum, navrhovat ve světlých barvách kce); konstrukce s větranou vzduchovou vrstvou při vnějším povrchu; návrh transparentních obalových konstrukce a jejich redukce (zmenšit plochu průsvitných částí); snížit výměnu vzduchu (zachovat nezbytnou výměnu dle hygien. hlediska) užití stínícího zařízení (využít i přírodních stínících prvků); užití klimatizačního či chladícího zařízení.

9 Tepelná stabilita v zimním období Tepelná stabilita v zimním období se určuje na základě neustáleného teplotního stavu. Požaduje se, aby prostor, měl takové fyzikální vlastnosti, aby dovolovaly přerušení dodávky tepelné energie a teplotní stav v daném časovém úseku zůstal v dovoleném rozmezí. Cyklus průběhu teplot v místnosti při přerušovaném vytápění.

10 Hodnocení se provádí pro tzv. KRITICKOU MÍSTNOST, která je z hlediska zimního období (ruční výpočet nebo pomocí výpočetní techniky): - místnost s největší hodnotou průměrného součinitele prostupu tepla U konstrukcí ohraničujících místnost. Kritická místnost musí vykazovat na konci doby chladnutí, tj. na konci otopné přestávky t pokles výsledné teploty dle vztahu: θ v (t) θ v,n (t) θ v (t) - pokles výsledné teploty místnosti ve C.

11 Druh místnosti (prostoru) S pobytem lidí po přerušení vytápění: - při vytápění radiátory, sálavými panely a teplovzdušně; - při vytápění kamny a podlahovém vytápění. θ v,n (t) [ C] 3 4 Bez pobytu lidí po přerušení vytápění: -při přerušení vytápění otopnou přestávkou - budova masivní - budova lehká; - při předepsané nejnižší výsledné teplotě θ v,min ; - při skladování potravin; - při nebezpečí zamrznutí vody. 6 8 θ i θ v,min θ i 8 θ i 1 Nádrže s vodou (teplota vody) θ i 1

12 Pro zvýšení tepelné stability v zimním období lze aplikovat: zvýšení akumulačních schopností všech obalových konstrukcí; zvýšení tepelného odporu stavební konstrukce; zmenšení plochy průsvitných konstrukcí s ohledem na požadavek z hlediska zajištění denního osvětlení; snížit výměnu vzduchu (zachovat nezbytnou výměnu dle hygien. hlediska)