VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT

Transkript

1 VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT A. Potřebné údaje pro výpočet tepelných ztrát A.1 Výpočtová vnitřní teplota θ int,i [ C] normová hodnota z tab.3 určená podle typu a účelu místnosti A.2 Výpočtová venkovní teplota θ e [ C] normová hodnota z tab.1. a 2 pro příslušnou lokalitu stavby (okresní město a nadmořskou výšku) A.3 Teplota ve vedlejších nevytápěných prostorách θ u [ C] viz. tab. 4 A.4 Teplota přilehlé zeminy θ g [ C] viz. tab. 5 A.5 Plochy jednotlivých konstrukcí A [m 2 ] z projektové dokumentace. Pro předběžný výpočet tepelných ztrát bereme vnější rozměry budovy, pro přesný výpočet tepelné ztráty místnosti bereme vnitřní šířku a délku a konstrukční výšku. A.6 Tepelný odpor konstrukce R T [m 2.K/W] (podle EN ISO 6946) θ int,i R si R se θ e d 1 d 2 d 3 d 4 kde R T R j d j λ j R si R se je tepelný odpor konstrukce [m 2.K/W] tepelný odpor jednotlivých vrstev [m 2.K/W] tloušťka vrstvy v konstrukci [m] výpočtová tepelná vodivost materiálu z tabulek normy nebo z firemních podkladů [W/m.K] tepelný odpor při přestupu tepla z vnitřního prostředí do konstrukce [m 2.K/W] tepelný odpor při přestupu tepla z konstrukce do vnějšího prostředí [m 2.K/W] Odpor při přestupu tepla R si, R se viz. tab. 6 Pokud je součástí skladby nevětraná vzduchová mezera, bereme tepelný odpor z tab. 7 (pozor: pojistné odvodňovací otvory se nepovažují za větrací otvory)

2 Pro slabě větrané vzduchové vrstvy je výpočtový tepelný odpor je roven jedné polovině hodnoty uvedené v tabulce. Pokud ale je tepelný odpor části konstrukce mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím větší než 0,15 m 2.K/W musí se použít hodnota 0,15 m 2.K/W. Pro silně větrané vzduchové vrstvy se výpočtový tepelný odpor počítá jen pro vnitřní skladbu, vzduchová mezera a další části konstrukce mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím se zanedbávají. Odpor při přestupu tepla na vnější straně se užije hodnota jako pro vnitřní stranu téže konstrukce (hodnota při klidném vzduchu). Součinitel prostupu tepla U [W/m 2.K] se vypočítá z tepelných odporů B. Výpočet podle normy EN ISO Tepelné soustavy v budovách Výpočet tepelného výkonu B.1 Celkové tepelné ztráty vytápěného prostoru [W] kde T,i je tepelné ztráty prostupem tepla vytápěného prostoru (i)ve W V,i tepelné ztráty větráním vytápěného prostoru (i)ve W B.1.1 Tepelné ztráty prostupem tepla T,i ( ) - [W] kde H T,ie je měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) přes obvodový plášť budovy ve W/K H T,iue měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) přes nevytápěný prostor (u) ve W/K H T,ig H T,ij měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) ve W/K tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do vedlejších vytápěných prostor (j) s výrazně odlišnou teplotou, tj. přilehlé části budovy ve W/K int,i vnitřní návrhová teplota vytápěného prostoru (i) v C e venkovní teplota lokality (e) v C B Měrná tepelná ztráta H T,ie Výpočet je platný pro všechny prvky budovy a lineární tepelné mosty oddělující vytápěný prostor od venkovního prostředí, jako jsou stěny, podlaha, strop, střecha, dveře, okna. Platí vztah: θ e θ j H T,ij H T,ie θ int,i H T,iue θ u H T,ig θ g

3 kde A k plocha konstrukce budovy v m 2 e k, e l korekční činitel zahrnující klimatické vlivy, odlišnou izolaci, nasákavost, rychlost větru a teplotu. e k, e l je běžně 1,0 U k součinitel prostupu tepla konstrukce ve W/m 2.K vypočítaný podle EN ISO 6946 a (okna a dveře) nebo z technických podkladů l l délka lineárního tepelného mostu mezi vnitřním prostorem a venkovním prostředím v m l lineární činitel prostupu tepla tepelného mostu ve W/m.K. Může být určen hrubým odhadem s použitím tabulek v EN ISO výpočtem podle EN ISO zjednodušenou metodou s použitím korekčního součinitele prostupu tepla [W/(m 2.K)] kde ΔU tb je podle ČSN EN ISO ,02 konstrukce téměř bez tepelných mostů (projektový předpoklad) 0,05 konstrukce s mírnými tepelnými mosty 0,10 konstrukce s běžnými tepelnými mosty (dříve standardní) Vzorec pro výpočet se tím změní na: B Měrná tepelná ztráta H T,iue Pokud je nevytápěný prostor (u) mezi vytápěným prostorem (i) a venkovním prostředím (e) počítá se měrná tepelná ztráta H T,iue z vytápěného prostoru do venkovního prostředí podle kde b u je redukční činitel teploty zahrnující rozdíl mezi teplotou nevytápěného prostoru a teplotou venkovního prostředí Činitel b u může být stanoven třemi způsoby: - pokud je známá nebo vypočtená hodnota teploty v nevytápěných prostorách potom použijeme vztah [-] - pokud je teplota neznámá použijeme vztah [-] kde H iu je měrná tepelná ztráta z vytápěného (i) do nevytápěného prostoru (u) ve W/K zahrnující ztrátu prostupem tepla a ztrátu větráním H ue měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru (u) do venkovního prostoru (e) ve W/K - podle národního standardu z normy tab. 8.

4 10 m 10 m B Měrná tepelná ztráta H T,ig Hodnota tepelné ztráty přes podlahu a suterénní stěny v kontaktu se zeminou závisí na několika faktorech. Obsahují plochu a obvod podlahy, hloubku podlahy a tepelné vlastnosti podlahy. Hodnota měrné ztráty může být vypočtena podle EN ISO podle přesné metody nebo zjednodušeně podle následujícího. Měrná tepelná ztráta H T,ig z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) se vypočítá podle ( ) kde f g1 je korekční činitel zahrnující vliv ročního kolísání venkovní teploty. f g1 = 1,45 f g2 redukce teploty, zahrnující rozdíl mezi průměrnou roční teplotou θ m,e a výpočtovou teplotou θ e A k plocha prvku (k) v kontaktu se zeminou v m 2 U equiv,k ekvivalentní součinitel prvku (k) ve W/m 2 K G w korekční činitel zahrnující vliv podzemní vody. Pokud je vzdálenost předpokládané vodní hladiny a podlahové desky menší než 1 m, musí být její vliv zahrnut do výpočtu. Hodnota může být vypočtena podle EN ISO nebo - G w = 1,00 pokud je hladina vody více než 1 m pod podlahou - G w = 1,15 pokud je hladina vody méně než 1 m Hodnoty ekvivalentního součinitele U equiv,k lze brát z tabulek (tab. 10) nebo z normy EN ISO jako funkce parametru B. kde A g je plocha uvažované podlahové desky v m 2. P obvod uvažované podlahové desky v m. Jde o délky ochlazovaných stěn. A g =15*10 A g =15*10 P=15*2+10*2 P=15*2 B=6 B=10 15 m 15 m Pro celou budovu se B vypočítá podle rozměrů budovy, pro výpočet jednotlivých místností se vypočítá pro každou místnost podle následujícího: pro všechny místnosti bez ochlazovaných stěn a pro místnosti s izolovanou podlahou (U podl < 0,5 W/m 2 K) použijeme hodnotu B vypočtenou pro celou budovu pro ostatní místnosti se vypočítá místnost po místnosti.

5 Nevytápěný suterén Součinitel tepelných ztrát stropní konstrukce (podlahy) oddělující vytápěný prostor od nevytápěného suterénu je počítán podle B Hodnota U k je počítána stejně bez vlivu zeminy. B Měrná tepelná ztráta H T,ij Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do sousedního vytápěného prostoru (j) se vypočítá podle kde b ij je činitel teplotní redukce zahrnující rozdíl mezi teplotou přilehlého prostoru a venkovní teplotou A k je plocha prvku (k) v m 2 U k součinitel prostupu tepla prvku (k) ve W/m 2 K θ j teplota vedlejšího vytápěného prostoru ve C B.1.2 Tepelné ztráty větráním V,i Ztráta větráním V,i pro vytápěný prostor se vypočítá podle [W] kde H V,i je měrná tepelná ztráta větráním ve W/K kde V i je množství vzduchu přiváděného do místnosti (. c = 1224 pro V i v m 3 /s nebo. c = 0,34 pro V i v m 3 /h ) Hodnota V i se určí z maximální hodnoty V inf,i a V min,i B Infiltrace přes obálku budovy V inf,i se určí ze vztahu [m 3 /h] kde V m je objem vytápěného prostoru počítavý z vnitřních rozměrů v m 3 n 50 výměna vzduchu při tlaku 50 Pa mezi vnitřním prostorem a vnějším prostředím (tab. 11) e i koeficient chránění budovy (tab. 12) i korekční činitel výšky, který zahrnuje nárůst rychlosti větru s výškou prostoru nad terénem (tab. 13) B Hygienické minimum V min,i se určí ze vztahu [m 3 /h] kde n min je minimální výměna vzduchu h -1 (tab. 14)

6 B.2 Návrhový tepelný výkon Vypočte se pro vytápěný prostor, pro funkční část budovy nebo pro celou budovu, pro stanovení tepelného výkonu pro dimenzování zdroje tepla, výměníků a otopných těles. [W] kde RH,i je zátopový tepelný výkon, používán při přerušovaném vytápění prostoru (i) Zátopový tepelný výkon nemusí být užíván vždy (celodenní vytápění, snížení vytápění v době nízkých teplot apod.) Zátopový tepelný výkon musí odsouhlasit zákazník. Přesná metoda výpočtu je uvedena v normě dynamických stavů. Zjednodušenou metodu můžeme použít pro obytné budovy pro topnou přestávku do 8 hod a pro stavební konstrukce, které nejsou lehké (dřevěné trámové konstrukce apod.) nebytové budovy s přestávkou do 48 hod. o víkendu, 8 hod v pracovní dny a pro výpočtové teploty C. Zátopový tepelný výkon RH,i se určí ze vztahu kde A i je podlahová plocha vytápěného prostoru (m 2 ) f RH korekční zátopový činitel (tab. 15)