Systémy budov TZB TZB

Transkript

1 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Systémy budov TZB Prof.Ing.Karel Kabele,CSc. Obytné budovy TZB požadavky na vnitřní prostřed edí rozhodující škodliviny, zátěžz ěže, potřeby TV, množstv ství vody způsob výpočtu, odhad hodnot energetické zdroje vhodné systémy vytápění,, větrv trání,chlazení a přípravy p pravy TV vhodné systémy zásobovz sobování vodou a odstraňov ování odpadních vod provozování,, regulace, řízení příklady konkrétn tních řešení nejčast astější poruchy a závadyz (C) prof.kabele,katedra TZB 1

2 Teplovodní vytápění Přirozen irozené větr trání Setrvačnost soustavy Využití solárních a nahodilých zisků? Nekontrolovatelné ztráty větráním Klasickéřešení Zdroj tepla Teplovodní vytápění Hybridní větr trání Přívod vzduchu regulovatelnýmí štěrbinami Odvod vzduchu nucený Vytápění tradiční - teplovodní Zdroj tepla Řízené větrání omezení množství větracího vzduchu (C) prof.kabele,katedra TZB 2

3 Teplovzdušné vytápění Přirozen irozené větr trání Lepší využití solárních zisků Chybí klasické teplovodní vytápění Ztráta větráním Zdroj tepla Teplovodní vytápění Řízen zené větr trání s rekuperací Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu Využití solárních zisků Řízené větrání Zdroj tepla (C) prof.kabele,katedra TZB 3

4 Teplovzdušné vytápění Řízen zené větr trání s rekuperací Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu Využití solárních zisků Není klasické teplovodní vytápění Zdroj tepla Teplovzdušné vytápění s předeh edehřevem evem větrac v tracího vzduchu a rekuperací Předehřev/předchlazení větracího vzduchu Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu Využití solárních zisků Není klasické teplovodní vytápění Zdroj tepla (C) prof.kabele,katedra TZB 4

5 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB Kostely Kostely Specifický provoz přerušovaný, využit ití cca 2x týdně na hodiny Různý provoz chrámov mové lodi a sakristie, kaple.. Většinou masivní stavby s velkou akumulací tepla U historických staveb s nástn stěnnými malbami, varhanami max změna teploty 1,5 K/hod Výpočtov tová vnitřní teplota C C (návštěvn( vnící se nesvlékaj kají) Pokud se používaj vají i pro koncerty 18 C Útlum na 6-8 C 6 temperování (C) prof.kabele,katedra TZB 5

6 Výpočet tepelného příkonu p Masivní stavby Prostup nekumulujícími mi konstrukcemi Q P Ztráta ta větrv tráním m Q VET Přirážka na zátop z Q AKU Q = QP + QVET + QAKU Místní kachlová kamna v menší ších kostelích a kaplích Plynová topidla infrazářiče e x spaliny Elektrické přímotopy Elektrické podlahové Teplovodní podlahové Vytápění (C) prof.kabele,katedra TZB 6

7 Vytápění Vytápěné lavice ½ -1½ hodiny zátopz 60-80W na místom Elektrické infrazářiče e a topné podhledy Vytápění Teplovzdušné Ohřev ve vzt jednotce umíst stěné ve sklepě pod oltářem; plyn, olej Cirkulace, podlahové kanály Cca 100 m 3 /hod na 1kW výkonu, max teplota 55 C (C) prof.kabele,katedra TZB 7

8 Vytápění Elektrické teplovodní akumulační Přilehlé prostory - klasické teplovodní vytápění nebo elektrické přímotopy Varhany teplota varhan = teplota okolí co nejmenší změny (ladění); varhaník k? Polohovací 3. stupňov ové těleso je přímo určen ené pro ruce varhaníka Součást stí tělesa je připojovací kabel se zástrčkou. Lze jej naklápět a tím optimáln lněji směrovat otopný výkon. ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB Obchodní domy (C) prof.kabele,katedra TZB 8

9 Energetické bilance obchodních prostor orientační hodnoty Elektřina 52,3 kwh/m a Potřeba chladu 61,4 kwh/m a Potřeba tepla 106 kwh/m a Potřeba vody 0,210 m 3 /m 2 a Provoz Chlazení Vytápění 2800 h/a 500 h/a 900 h/a Obchodní domy Zátěž ěže Osoby 6-18 W/m 2 Technologie (eskalátory...) 6,5 W/m 2 Osvětlen tlení 28 W/m 2 Výměny vzduchu Obchodní prostory 6-99 m 3 /h /m 2 Obch.prostory s velkým záborem z plochy zbožím m (nábytek bytek ) 2 m 3 /h /m 2 Prostory pro personál m 3 /h /osobu Obchodní domy (C) prof.kabele,katedra TZB 9

10 Systémy Větrání Vytápění Teplá voda Požárn rní zabezpečen ení Vzduchové clony Energetické zdroje Zásobování vodou a odstraňov ování odpadních vod Obchodní domy Principy VZT Vzduchová dveřní clona Obchodní domy (C) prof.kabele,katedra TZB 10

11 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB Zdravotnictví Nemocnice Pavilonové,, kompaktní malé do 100, středn ední do 500, velké nad 500 lůžl ůžek Všeobecné Specializované (C) prof.kabele,katedra TZB 11

12 Vyšet etřovny Čekárny Operační sály Laboratoře Lůžková část Kuchyně Prádelna Energetický zdroj Provozy Energetické nároky Pára 0,5-4 4 bar Kuchyně Desinfekce a sterilizace Prádelna mandlování Otopná voda Vytápění Vzduchotechnika Teplá voda (C) prof.kabele,katedra TZB 12

13 Energetické zdroje Teplá voda Druh objektu Měrná jednotka Činnost Spotřeba V 2P Teplo Q 2P Součinitel současnosti s Zdravotnictví polikliniky nemocnice 1 ošetřený umývání vč. 0,02 0,7 1,0 personálu 1 lůžko umývání ležící 0,020 0,7 mytí = 1,0 1 lůžko umývání + sprcha 1 lůžko umývání vč. personálu domovy důchodců 1 lůžko umýváni vč. personálu ozdravovny 1 lůžko umývání vč. personálu kojenecké ústavy 1 dítě umýváni vč. personálu jesle, dětské domovy 1 dítě umývání vč. personálu chodící 0,050 1,8 mytí + 1 sprcha = 1,0 0, ) komplexní činnost = 1,0 0,2 7 komplexní činnost = 1,0 0,1 3,5 komplexní činnost = 1,0 0,125 5 komplexní činnost = 1,0 0,07 2,5 komplexní činnost = 1,0 100 m 2 úklid 0,02 0,8 úklid = 1,2-1,5 (C) prof.kabele,katedra TZB 13

14 Vzduchotechnika Hygienicky náron ročné provozy Operační sály, JIP Třídy filtrace Filtrace (HEPA( filtr - High Efficiency Particularte Air) Cirkulace Obrazy proudění Vzduchotechnika (C) prof.kabele,katedra TZB 14

15 Vzduchotechnika Požadavky na prostory (C) prof.kabele,katedra TZB 15

16 Zdravotnictví 49/1993 Sb. Vyhláš áška ministerstva zdravotnictví České republiky ze dne 21. prosince 1992 o technických a věcných požadavc adavcíchch na vybavení zdravotnických zařízen zení Změna na: : 51/1995 Sb. Změna na: : 225/1997 Sb. Změna na: : 184/1998 Sb. Změna na: : 219/2006 Sb. Změna na: : 558/2006 Sb. 195/2005 Sb.. VYHLÁŠ ÁŠKA ze dne 18. května 2005, kterou se upravují podmínky předcházení vzniku a šířen ení infekčních onemocnění a hygienické požadavky na provoz zdravotnických zařízen zení a ústavů sociáln lní péče ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB Divadla,kina (C) prof.kabele,katedra TZB 16

17 Divadla, kina Provozy: Sál Pokladny, foyer, šatny (?) Jeviště a zákulisz kulisí Sklady kulis Šatny herců Hygienické zázemí Vytápění teplovodní Chlazení Vzduchem Vzduchotechnika Koncepce Množstv ství vzduchu Potřeba tepla Potřeba chladu Regulace Hluk Údaje: 4-6 m 3 prostoru na diváka m 3 /hod na osobu ACH Odhad tepelné zátěže W/diváka (C) prof.kabele,katedra TZB 17

18 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB Sportovní stavby tělocvi locvičny, haly, jízd j zdárny,baz rny,bazény požadavky na vnitřní prostřed edí rozhodující škodliviny, zátěžz ěže, potřeby TV, množstv ství vody způsob výpočtu, odhad hodnot energetické zdroje vhodné systémy vytápění,, větrv trání,chlazení a přípravy pravy TV vhodné systémy zásobovz sobování vodou a odstraňov ování odpadních vod provozování,, regulace, řízení příklady konkrétn tních řešení nejčast astější poruchy a závadyz (C) prof.kabele,katedra TZB 18

19 ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov SYBU - TZB ADMINISTRATIVNÍ BUDOVY Energetický systém m budovy Energetické systémy Vytápění Větrání Chlazení Elektrická energie Zajištění požadavk adavků uživatelů na Vnitřní prostřed edí Distribuci energií Přenos informací Ochrana budovy Energetický management Řízení energetických systémů (C) prof.kabele,katedra TZB 19

20 Energetický systém Zdroj primárn rní energie Konverze primárn rní energie Přenos energie Distribuce Koncepce Integrovaný x dílčíd přístup Koordinace profesí Využit itíobnovitelných (přírodn rodních) zdrojů Priority Komfort? Energie? Estetika? (C) prof.kabele,katedra TZB 20

21 Metody koncepčního řešen ení projektu energetického systému Na úrovni architektonické studie Seznam opatřen ení ke snížen ení energetické náročnosti vyjádřen ení specialistů (anketa, brain-storming storming) Návrh koncepčního řešení -integrace Modelování energetického chování budovy vybrané nestandardní prvky Formulace zadání projektu Minimalizace potřeby energie Vytápění,, chlazení Obálka budovy Provoz požadavky na vnitřní prostřed edí (místo, čas) Příprava TV Centráln lní x lokáln lní příprava prava TV? Aplikace úsporných armatur Izolace potrubí Technologie Energeticky úsporná zařízen zení ( osvětlen tlení,, kancelářsk ská technika ) (C) prof.kabele,katedra TZB 21

22 Minimalizace spotřeby energie Využití energie slunce Energetická fasáda Energetická střecha Využit ití vnitřních tepelných zisků Zpětn tné získávání tepla a chladu Kogenerace Využit ití energie Země Tepelnéčerpadlo erpadlo Zemní výměník Energie spodní vody Využit ití energie Slunce VZT jednotka s ZZT Energetická fasáda typ I Přívod čerstvého vzduchu VZT jednotka s ZZT Přívod čerstvého vzduchu do VZT Odvod teplého vzduchu z dutiny T1 T2 T1 T2 T3 T2 T3 Možnost přirozeného větrání okny Možnost přirozeného větrání okny T1 > T2 > T3 Přívod čerstvého vzduchu do dutiny T1 < T2 > T3 Přívod čerstvého vzduchu do dutiny Zimní provoz Letní provoz (C) prof.kabele,katedra TZB 22

23 Využit ití energie Slunce VZT jednotka s ZZT Energetická fasáda typ II Přívod čerstvého vzduchu VZT jednotka s ZZT Přívod čerstvého vzduchu do VZT Odvod teplého vzduchu z dutiny T1 T2 T1 T2 T3 T3 T2 Možnost přirozeného větrání okny Možnost přirozeného větrání okny T1 > T2 > T3 Možný přívod čerstvého vzduchu do dutiny T1 < T2 > T3 Možný přívod čerstvého vzduchu do dutiny Zimní provoz Letní provoz Využit ití vnitřních tepelných zisků Technologie, kancelářsk ská technika Osoby Využit ití zima x létol Pružná otopná soustava Individuáln lní regulace Vhodné umíst stění teplosměnných ploch (C) prof.kabele,katedra TZB 23

24 Zpětn tné získ skávání tepla a chladu Rekuperace,regenerace Deskové,, rotační výměníky tepla vzduch-vzduch Tepelné čerpadlo odpadní vzduch voda (vzduch) Kogenerace plynový motor s elektrickým generátorem topným zdrojem je chlazení motoru výkon např 42 kw tepla + 25 kw elektřiny hluk nesoučasnost odběru tepla a elektřiny problém s prodejem el.energie emise (C) prof.kabele,katedra TZB 24

25 Využit ití energie Země Tepelné čerpadlo Tepelný stroj, umožň žňující využit ití nízkopotenciálního tepla okolí pro energetické systémy budov. Výparník-kompresor kompresor-kondenzátor- redukční ventil Kompresorové x absorpční Topný faktor Podíl l příkonu p a výkonu, >1,opt 3 Závislý na pracovních ch podmínk nkách Chladivo Freony!!! Využit ití energie Země Zemní výměník Zařízen zení pro předehp edehřev ev (předchlazen edchlazení) čerstvého vzduchu přivp iváděného do VZT zařízen zení Zdroj tepla (C) prof.kabele,katedra TZB 25

26 Využit ití energie Země Využit ití spodní vody Přímé chlazení - vzduchotechnika, klimatické stropy Výměník Akumulace chladu RS - kotelna A3 RS - kotelna A1 Úpravna vody Zdroj chladící vody Odpad chladící vody Century Tower architekt Norman Foster do prostoru atria jsou zavěšeny velkoprostorové kanceláře. Specielní zasklení reflexními skly s meziokenními žaluziemi. Unikátní způsob řešení požární ochrany pomocí spouštěcích stěn proti šíření kouře. (C) prof.kabele,katedra TZB 26

27 Strojovna VZT pro byt Strojovna VZT pro typické dvojpodlaží kanceláří Strojovna VZT pro muzeum Strojovna VZT pro výstavní prostory Strojovna chlazení Stoupací vedení tepla, chladu a vody Strojovna VZT pro odpočinkové centrum Strojovny vytápění a větrání, zesilovací stanice vody Nádrže vody Chladící věže Kotelna Strojovna pro odpočinkové centrum a nádrže Strojovna pro odpočinkové centrum Výtah pro byt Strojovna výtahů Osobní výtahy pro kanceláře Nákladní výtahy Výtahy pro muzeum Koncepce klimatizace Rozmístění strojoven vytápění,chlazení a technologie Výtahy Záložní generátory nájemců Rozvodna NN Strojovna VZT pro podtlakové požární větrání Strojovna VZT pro přetlakové požární větrání výtahových šachet Odváděcí šachta požárního větrání Výtahy Stoupačky nájemníků Odváděcí šachta požárního větrání WC a hygienické zázemí Kanceláře Atrium Kanceláře Kuchyňka Hlavní stoupací vedení Transformátor Rozvodny NN Rozvodna Hlavní záložní generátor Požární větrání garáží Rozvodny VN Požární větrání muzea WC a hygienické zázemí Stoupačky chladu a vody tepla, Nákladní výtah Strojovna VZT pro dvojpodlaží Stoupačky chladu a vody tepla, Koncepce elektrorozvodů Požární větrání Dispoziční uspořádání typického podlaží Odvod vzduchu z meziprostoru stropu mezaninu Přívod vzduchu do meziprostoru stropu mezaninu s proměnným množstvím vzduchu Přívod chladící vody Rozvod požární vody k sprinklerům Odtah vzduchu z WC Rozvod nízkoteplotní otopné vody Požární ventilace Požární ventilace chodby mezaninu Ohřívač TUV Přístupové dveře ke stoupačkám Větrný tunel pro přívod čerstvého vzduchu Čerstvý vzduch Přístup přes WC Schodiště Odvod vzduchu z meziprostoru pevného podlaží Prefabrikovaná vzduchotechnická jednotka přes dvě podlaží Požární ventilace pevného podlaží Ventilátor pro přívod vzduchu Kanalizace Větrný tunel pro odvod vzduchu Vratné potrubí chladící vody Odvod vzduchu Jednotka i stoupačky jsou kryty obkladem Plošina z pororoštu Vstupní dveře (C) prof.kabele,katedra TZB 27

28 Přívod vzduchu Protikouřové žaluzie Požárem zasažené podlaží Zábradlí Strojovna pro přetlakové Strojovna pro větrání výtahové podtlakové šachty požární větrání Odvod vzduchu Otevřené požární klapky Požár Poznámka: PRD tlakem otevíraná klapka MFD klapka se servopohonem Přívod čerstvého vzduchu Chodba 60 Pa Schodiště 40Pa Větrací jednotky přepnuty do režimu bez odtahu vzduchu Podlaží bez požáru Přetlak vzduchu zajišťuje jeho pohyb do atria čerstvého vzduchu Přívod čerstvého vzduchu (C) prof.kabele,katedra TZB 28

29 Čtyřtrubkový fancoil při obvodu Rozvod požární Koncová jednotka vody pro Primární přívod Trubkování pro s proměnným Rozvod nízkoteplotní Lineární výústka Odvod vzduchu sprinklery upraveného vzduchu elektrické kabely (silové, množstvím vzduchu Sekundární přívod otopné a chladící kombinovaná se svítidlem falešnými difuzory Potrubí vedeno prostupem osvětlení, regulace, (VAV) upraveného vzduchu vody a svítidly v průvlaku požární zabezpečení) Obklad průvlaku Rozvod požární vody Stropní nosník Dvojité zasklení s žaluziemi mezi skly Lineární přívodní výústka v podhledu mezaninu Podlahový konvektor s ventilátorem pro ofukování prosklené fasády Podlahový konvektor s ventilátorem pro ofukování prosklené fasády Rozvod nízkoteplotní otopné vody k podlahovým konvektorům Přívod vzduchu k podlahovým konvektorům Silové, datové a telekomunikační kabely Napojovací místo elektro v podlaze Obayashi Corporation Technical Research Institute Super Energy Conservation Building. 16 let v provozu návratnost po 8 letech 87 Mcal/m2/rok =1/4 běžné spotřeby energie 98 prvků na snížení spotřeby energie (kolektory, TČ, zdvojená fasáda ) během provozu změna v rozložení tepelných zátěží (počítače) (C) prof.kabele,katedra TZB 29

30 Obayashi Corporation Technical Research Institute Millenium Tower Projekt mrakodrapu o výšce 800 m administrativní část pro administrativních pracovníků obytná část pro 2000 stálých obyvatel. Stavba je v současnosti ve stádiu projektové přípravy je technologicky zvládnutelná aplikací automatického stavění předpokládaná doba realizace je 10 let. Millenium tower.. (C) prof.kabele,katedra TZB 30