KLIMATIZACE A VĚTRÁNÍ SPOLEČENSKÉHO SÁLU

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE KLIMATIZACE A VĚTRÁNÍ SPOLEČENSKÉHO SÁLU AIR-CONDITIONING AND AND VENTILATION OF SOCIAL HALL DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Bc. PETR POTOČNÍK doc. Ing. EVA JANOTKOVÁ, CSc. BRNO 2011

2

3 Abstrakt Cílem diplomové práce je návrh a dimenzování zařízení pro klimatizaci společenského sálu a větrání bufetu, šaten a hygienických zařízení. Dílčími cíli této diplomové práce jsou výpočet tepelné zátěže klimatizovaného prostoru, psychrometrické výpočty pro letní i zimní provoz, návrh distribuce vzduchu, strojovny klimatizace, návrh a dimenzování systému vzduchovodů, ventilátorů, rozpis materiálu a zpracování potřebné výkresové dokumentace. Abstract The aim of this diploma thesis is to design and suggest dimensions of air conditioners for ballroom and ventilation of cafeteria, cloakrooms and sanitary rooms. Sub-goals are next heat-load calculation of air-conditioned space, psychrometric calculations for summer and winter environment conditions, design of air distribution, machinery room of air conditioning, to design and suggest dimensions of air distribution system, specification of materials and design of necessary technical drawings. Klíčová slova Klimatizace, větrání, společenský sál. Keywords Air-condition, ventilation, ballroom. Bibliografická citace POTOČNÍK, P. Klimatizace a větrání společenského sálu. Brno. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 86 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Eva Janotková, CSc.

4

5 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci vykonal samostatně pod vedením vedoucí diplomové práce doc. Ing. Evy Janotkové, CSc a za použití uvedených zdrojů. V Brně dne

6

7 Poděkování Rád bych poděkoval paní doc. Ing. Evě Janotkové, CSc. za pečlivé, vstřícné a trpělivé vedení diplomové práce. Rád bych také poděkoval svým rodičům, bratrovi, partnerce a prarodičům za trvalou, všestrannou a nevyčerpatelnou podporu ve studiu.

8 Obsah 1. Teoretická část klimatizace a větrání společenského sálu Mikroklima Činitelé ovlivňující kvalitu mikroklimatu Tepelná pohoda Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení Klimatizační systémy Vzduchové klimatizační systémy Kombinovaný systém (vzduch-voda) s indukčními jednotkami Vodní systém Chladivové klimatizační systémy Okenní klimatizátory Mobilní klimatizační jednotky Dělené chladivové systémy (SPLIT) Charakteristika objektu Popis budovy Klimatické údaje Složení stavebních konstrukcí a tepelně-technické vlastnosti Celkové tloušťky stavebních konstrukcí Součinitelé prostupu tepla stavebních konstrukcí Množství větracího vzduchu Množství větracího vzduchu pro společenský sál (101) Množství větracího vzduchu v šatně pro diváky (102) Množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující (103) Množství větracího vzduchu pro kuchyni (104) Množství větracího vzduchu pro místnosti se sociálním zařízením Výpočet tepelné zátěže Tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla ve společenském sále (místnost 101) Produkce tepla od lidí Produkce tepla od svítidel Tepelné zisky od technologií Produkce tepla ventilátorů Prostup tepla ze sousedních místností Tepelné zisky z vnějšího prostředí Tepelné zisky prostupem tepla okny... 25

9 4.2.2 Tepelné zisky sluneční radiací okny Tepelné zisky prostupem tepla stěnami Tepelné zisky prostupem tepla venkovními dveřmi Tepelné zisky z přívodu venkovního větracího vzduchu do klimatizačního zařízení Celková tepelná zátěž klimatizovaného prostoru citelným teplem Tepelná zátěž klimatizačního zařízení citelným teplem Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při letním provozu klimatizačního zařízení Tepelná zátěž vnitřního prostoru vázaným teplem při zimním provozu klimatizačního zařízení Psychrometrické výpočty Letní provoz Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet letního provozu Výpočet Zimní provoz Počáteční hodnoty pro psychrometrický výpočet zimního provozu Výpočet Návrh a dimenzování klimatizačního a větracího systému Návrh a dimenzování vyústek Přiváděcí vyústky Odváděcí vyústky Návrh potrubní sítě Projekční návrh sítě vzduchovodů Zaregulování sítě vzduchovodů Návrh a dimenzování klimatizační jednotky Návrh protidešťových žaluzií Návrh a dimenzování větracího zařízení Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro diváky (102, 107 a 108) Návrh ohřívače Návrh vyústek Návrh potrubní sítě Návrh ventilátorů Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti kuchyně a hygienických zařízení pro obsluhu kuchyně (104 a 109)... 80

10 7.3 Návrh a dimenzování větracího zařízení pro místnosti šatny a hygienických zařízení pro účinkující (103, 105 a 106) Závěr Použitá literatura Seznam příloh Seznam výkresové dokumentace Použité symboly Zkratky a vysvětlivky... 89

11 Úvod Diplomová práce se věnuje návrhu a dimenzování zařízení pro klimatizaci společenského sálu a větrání bufetu, šaten a hygienických zařízení. Budova společenského sálu je jednopodlažní s rovnou střechou. Hlavní část budovy je vystavěna na obdélníkovém půdorysu. Uvnitř níž jsou umístěny společenský sál, foyer, šatna a sociální zařízení pro diváky. K hlavní části jsou připojeny provozní a sociální místnosti (kuchyně, šatny a toalety pro účinkující aj.). Rozměry budovy, její orientace a dispozice, složení stavebních materiálů a jejich tepelně-technické vlastnosti byly zadány a jsou v diplomové práci uvedeny. Budova je vybavena teplovodní otopnou soustavou. Budova společenského sálu se nachází v lokalitě s letní výpočtovou teplotou 30 C a relativní vlhkostí 33,5 % a zimní výpočtovou teplotou 12 C. Diplomová práce si klade za cíl návrh kvalitního a funkčního vzduchotechnického systému. 1

12 1. Teoretická část klimatizace a větrání společenského sálu Teoretická část diplomové práce se věnuje zejména problematice komfortních klimatizací. Tedy zařízení zajišťujících kvalitu mikroklimatu s ohledem na pobyt osob. Komfortní klimatizace jsou jednou ze dvou hlavních oblastí použití klimatizačních systémů. Druhou jsou klimatizace průmyslové, které zajišťují vnitřní podmínky s ohledem na požadavky technologií. 1.1 Mikroklima S vylehčováním stavebních konstrukcí, se zvyšováním množství času stráveného ve vnitřním prostředí, se zhoršující se kvalitou vzduchu ve vnějším prostředí (zejména ve velkých městech), se zvyšují požadavky na kvalitu vnitřního prostředí. Ke strojní úpravě vzduchu v interiérech a zabezpečení jeho požadovaného stavu slouží větrací a klimatizační zařízení (dále označovaná VKZ) Činitelé ovlivňující kvalitu mikroklimatu Kvalita vnitřního prostředí s ohledem na člověka je současně ovlivňována více činiteli. Při návrhu komfortních klimatizací je nutno tato kritéria znát. Činitelé ovlivňující stav mikroklimatu jsou [7]: 1. Čistota vzduchu 2. Teplota vzduchu 3. Teplota povrchu stěn a předmětů 4. Rychlost proudění vzduchu 5. Vlhkost vzduchu 6. Oděv 7. Intenzita osvětlení 8. Hluk, vibrace, ultrazvuk 9. Koncentrace iontů 10. Intenzita elektrických a magnetických polí 11. Intenzita ionizujícího záření 12. Prostorové a estetické řešení prostředí 13. Tělesná konstituce člověka 14. Činnost člověka 15. Schopnost aklimatizace 16. Klima, rasové zvláštnosti a návyky lidí 17. Další vlivy tlak vzduchu, psychostavy Optimální stav vnitřního prostředí vytváří člověku podmínky pro zdravý pobyt a tvořivou práci [7]. Tento stav nazýváme pohodou prostředí. Pohoda prostředí je dále členěna na dílčí pohody: tepelnou, světelnou, akustickou, toxickou, aerosolovou aj. Činitele 1 až 11 lze ovlivnit technickými opatřeními. Jimi jsou větrací, klimatizační aj. zařízení pro úpravu čistoty, teploty a vlhkosti vnitřního vzduchu, protihluková opatření, osvětlovací zařízení, zařízení upravující iontové složení vzduchu atd. Činitele 12 až 17 řeší ergonomie. Činitelé 2 až 6, 13 a 14 se vzájemně ovlivňují a jejich vhodné hodnoty vytváří tepelnou pohodu [7]. 2

13 1.1.2 Tepelná pohoda Tepelná pohoda je definována jako stav, kdy je člověk spokojen s tepelným stavem prostředí [7]. Rovnice tepelné pohody vychází ze tří podmínek dosažení tepelné pohody. První podmínkou je splnění tepelné rovnováhy dle rovnice (1.1). 1 (1.1) kde je metabolický tepelný tok [W] mechanická účinnost lidského těla [ ] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí vedením [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí konvekcí [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí radiací [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí vypařováním [W] tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí dýcháním [W] Druhá a třetí podmínka vychází z předpokladu, že tepelné rovnováhy musí být dosaženo při minimálním zásahu tělesné termoregulace. Druhá podmínka je stanovena rovnicí střední teploty pokožky v závislosti na činnosti člověka viz rovnice (1.2). 35,7 0,0275 (1.2) kde je střední teplota pokožky [ C] hustota metabolického tepelného toku [W. m 2 ] Třetí rovnice (1.3) stanovuje tepelný tok mokrým pocením při stavu tepelné pohody. 0,42 58 (1.3) kde tepelný tok přenášený z lidského těla do okolí mokrým pocením [W] plocha povrchu těla [m 2 ] Podrobnou definicí, určením vztahů jednotlivých veličin ze vzorců (1.1), (1.2) a (1.3) a řešením rovnice tepelné pohody z těchto vztahů se zabývá lit. [7]. Po vyřešení vztahů uvádí lit. [7] funkční závislost rovnice tepelné pohody viz rovnice (1.4).,,,,, (1.4) kde je metabolický tepelný tok [W] tepelný odpor oděvu [m 2. K 1. W] poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu lidského těla [ ] teplota okolního vzduchu [ C] rychlost proudění vzduchu [m. s 1 ] střední radiační teplota okolních ploch [ C] relativní vlhkost vzduchu [%] Metabolický tepelný tok charakterizuje činnost člověka. Tepelný odpor oděvu a poměr povrchu oblečeného člověka k povrchu lidského těla v rovnici zastupují vlastnosti oděvu. Teplota okolního vzduchu, rychlost proudění vzduchu, střední radiační teplota okolních ploch a relativní vlhkost vzduchu popisují tepelný stav prostředí. 1.2 Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení Větrací a klimatizační zařízení lze třídit a rozlišovat dle více rozličných nezávislých hledisek. Důležitými hledisky pro zařazení konkrétního větracího a 3

14 klimatizačního zařízení jsou zajišťování přívodu venkovního větracího vzduchu a čtyř psychrometrických funkcí (chlazení, ohřev, zvlhčování a odvlhčování) viz obr. 1.1 [2]. Větrací a klimatizační zařízení zabezpečující přívod venkovního větracího vzduchu lze dále dělit podle zajišťování psychrometrických funkcí viz obr Pokud je zařízení zajišťuje plně, jedná se o klimatizační zařízení. Pokud částečně, jedná se neúplné klimatizační zařízení. Pokud je nezajišťuje vůbec, větrací zařízení. [2] Větrací a klimatizační zařízení nezabezpečující přívod venkovního větracího vzduchu lze dále dělit podle zajišťování psychrometrických funkcí viz obr Pokud je zařízení zajišťuje plně, jedná se o cirkulační zařízení, která pracují pouze s oběhovým vzduchem. Pokud částečně, zařízení pro chlazení (případně odvlhčení vzduchu). Pokud psychrometrické funkce nezajišťuje vůbec, jedná se o zařízení pro odvod vzduchu. [2] Obr. 1.1 Rozdělení větracích a klimatizačních zařízení dle přívodu venkovního větracího vzduchu a zajišťování psychrometrických funkcí Dále se tato kapitola diplomové práce podrobněji zaměřuje na klimatizační systémy a jejich rozdělení. Pro jednotlivé systémy jsou popsány základní konstrukční a funkční parametry, výhody či nevýhody systémů, případně vhodné aplikace. 1.3 Klimatizační systémy Základním kritériem třídění klimatizačních systémů je médium přenášející energii pro chlazení nebo vytápění. Dle tohoto kritéria se klimatizační systémy rozdělují na vzduchové, kombinované, vodní a chladivové systémy Vzduchové klimatizační systémy V případě vzduchových klimatizačních systémů je tepelná zátěž prostoru kompenzována pouze vzduchem. Při použití klasických vyústek je v letním provozu možný jen malý pracovní rozdíl teplot nepřekračující 8 K, z čehož plyne nutnost velké výměny vzduchu a použití oběhového vzduchu. Oběhový vzduch snižuje požadovanou kvalitu přiváděného vzduchu, proto je od těchto systému ustupováno. [1] V současné době se přechází k systémům pracujících s proměnlivým přívodem čerstvého vzduchu podle momentální potřeby a použití anemostatů a vířivých vyústek. Díky intenzivnějšímu promíchávání přiváděného vzduchu se vzduchem v místnosti, umožňují tyto distribuční elementy zvýšení pracovního rozdíl teplot až na 15 K. [1] 4

15 Vzduchovody je nutno tepelně izolovat. Při letním provozu izolace minimalizuje riziko kondenzace vzdušné vlhkosti na površích vzduchovodů nebo lépe tomuto nežádoucímu jevu zcela zabraňuje. V zimním provozu izolace snižuje tepelné ztráty z přívodního vzduchovodu. Tyto ztráty mohou být značné, protože pracovní rozdíl teplot při zimním provozu může dosahovat až 30 K. [1] Za průměrné hodnoty intenzit výměny vzduchu je považováno rozmezí od 4 do 10 h -1. Nižší hodnoty jsou považovány za nízké, vyšší za intenzivní větrání. [1] K těmto klimatizačním systémům patří: nízkotlaký systém jednokanálový, vysokotlaký systém jednokanálový, vysokotlaký systém dvoukanálový. A. Nízkotlaký systém jednokanálový Tento systém je charakterizován rychlostí, nikoli tlakem. Rychlosti v hlavním rozváděcím potrubí nepřesahují 12 m. s -1. Je navrhován v těchto alternativách: a) Do místnosti je přiváděn pouze upravený venkovní větrací vzduch a z ní je odváděný vyfukován ven. U této alternativy je výhodné použití zpětného získávání tepla pro předehřev vzduchu na vstupu do zařízení. [1] b) Do místnosti je přiváděna směs venkovního větracího vzduchu a oběhového vzduchu upravena klimatizačním zařízením. Poměr zastoupení venkovního větracího vzduchu ve směsi je dán venkovní teplotou a u komfortních klimatizací i tepelnou zátěží klimatizovaného prostoru od lidí. Tato varianta může být použita i u objektů vybavených samostatným otopným systémem. Vytápění je zajištěno otopným systémem a klimatizační zařízení upravuje vzduch pouze na požadovanou teplotu v místnosti. Alternativou mohou být také systémy, kdy otopná soustava zajišťuje pouze temperování prostoru na určitou teplotu (např. 10 C). Dotápění a regulace jsou zajišťování klimatizačním zařízením. [1] c) Pro rozlehlé místnosti, haly apod., kde by byly potřebné velmi rozměrné rozvody, jsou vhodné vícenásobné systémy. Tyto systémy jsou tvořeny několika samostatnými klimatizačními jednotkami. Jednotky mohou být umístěny na střeše, pod stropem nebo na stěnách haly. U vícenásobných systémů jsou požadovány nejkratší možné rozvody. Vzduch je přímo upravován na požadovaný stav. [1] Výhodami nízkotlakých jednokanálových systémů bývá jednoduchost a nízká cena. Nevýhodou je možnost umístění čidla automatické regulace pouze na jedno místo. Tato nevýhoda neplatí pro vícenásobné systémy. B. Vysokotlaký systém jednokanálový Systém je charakterizován rychlostí v hlavním rozváděcím potrubí od 12 do 20 m. s -1. U tohoto systému jsou vyšší nároky na těsnost a aerodynamické řešení potrubí. Výhodami jsou snadnější regulace a menší rozměry potrubí, následně i menší zastavěný prostor. Nevýhodami jsou vyšší provozní náklady a hlučnost zařízení. [1] Koncovými prvky u těchto systémů jsou expanzní skříně, které se nejčastěji umísťují do sníženého podhledu chodeb. Za expanzními skříněmi bývá umístěn tlumič vzduchu a krátká nízkotlaká větev s klasickými vyústkami. Při regulaci přiváděného vzduchu je u těchto systémů, pro zachování tlakových poměrů, nutná regulace množství odváděného vzduchu. Regulace může být prováděna škrcením nebo změnou otáček odváděcího ventilátoru. [1] Systém je vhodný pro prostory, kde změna teploty je úměrná změně množství vznikajících škodlivin. Při větší návštěvnosti prostoru se současně začne zvětšovat tepelná zátěž od lidí i množství jimi produkovaných škodlivin. Používání tohoto systému 5

16 se více rozšiřuje díky menším prostorovým nárokům a jednoduššímu zregulování systému. [1] C. Vysokotlaký systém dvoukanálový Ve strojovně je vzduch upravován na dva stavy chladný a teplý, jež jsou rozváděny po budově samostatnými vzduchovody. Pro každou zónu nebo místnost je vzduch připravován na požadovaný stav míšením rozváděných proudů ve směšovacích skříních. Poměr jednotlivých proudů vzduchu ve směšovacích skříních zajišťuje klapková část. Klapka je ovládána automatickou regulací. Stálý průtok nezávislý na kolísání tlaku v jednotlivých proudech je samočinně zajišťován průtokovou regulační částí. Tuto část tvoří např. hruškové šoupě s předpětím zajištěným pružinami. Za směšovací skříň se zařazuje tlumič hluku. Skříně se umisťují v mezistropu nebo mohou být v parapetním provedení. Přívod vzduchu bývá zpravidla zajišťován anemostaty, méně často podokenními vyústkami. Odvod vzduchu je nízkotlaký. [1] Tepelné ztráty mohou být hrazeny pouze teplým vzduchem. Lepším řešením je současně navrhnout temperovací zařízení. Mimo provozní dobu (např. v noci) je zařízením prostor temperován na 12 C a klimatizační systém je možno vypnout. [1] Jedná se o vysoce komfortní systém. Nevýhodou je velký zastavěný prostor. [1] 1.4 Kombinovaný systém (vzduch-voda) s indukčními jednotkami Systém je vhodný pro výškové budovy s vysokou tepelnou zátěží. Výhodnost spočívá v úspoře zastavěného prostoru (odpadnou rozměrné vzduchovody) a použitelnosti systému v budovách, v nichž nelze otvírat okna. (Pozn.: Z důvodu vzniku nežádoucího komínového efektu nelze zpravidla ve výškových budovách otevírat okna.) Po budově je vysokotlakým rozvodem rozváděno pouze nutné množství primárního (venkovního větracího) vzduchu. Výhodou vysokotlakého rozvodu je čtvrtinový průřez proti nízkotlakému rozvodu. Hlavním nositelem tepla a chladu je voda. Část tepelné zátěže a tepelných ztrát může kompenzovat i primární vzduch. [1] Odvádění vzduchu z klimatizované místnosti je prováděno přetlakově přes otvory ve stavebních konstrukcích. Vzduch je odváděn do chodeb a částečně do hygienických zařízení, odkud je odsáván. Pokud je odsávací potrubí umístěno mimo strojovnu, je zpětné získávání tepla možné pouze pomocí lamelových výměníků s teplonosným médiem. [1] Koncovými prvky jsou indukční jednotky umístěné v každé místnosti. Indukční jednotky zajišťují přisávání a tepelnou úpravu sekundárního vzduchu. Primární vzduch prochází soustavou dýz. Sekundární vzduch je ejekčním účinkem přisáván do indukční jednotky přes výměník. Indukční poměr (množství sekundárního k primárnímu vzduchu) je 2 až 8. Indukční jednotky se umisťují pod okny, do stropu a výjimečně do podlahy. Jednotky jsou vybaveny jedním nebo dvěma výměníky tepla. Regulace topného výkonu může být prováděna změnou průtoku vody nebo změnou průtoku vzduchu. Indukční jednotky je kvůli dýzám nutno pravidelně, alespoň jednou za půl roku, čistit. Hlučnost dýzy se zanášením výrazně zvyšuje. [1] Rozvod topné a chladicí vody může být dvoutrubkový přepínací, dvoutrubkový nepřepínací nebo čtyřtrubkový. Rozvody jsou složitější než u otopných soustav. Přívod vody do jednotek musí být rovnoměrný. [1] Jedna strojovna primárního vzduchu může zajišťovat nejvíce deset podlaží nad a deset podlaží pod strojovnou. [1] 6

17 Nejdokonalejší, nejpoužívanější a nejdražší variantou kombinovaného systému je čtyřtrubkový systém s indukčními jednotkami se dvěma výměníky a regulací klapkami na straně vzduchu. [1] Specifickou a progresivní oblastí jsou systémy pracující s chladicími trámci. Chladicí trámce jsou vhodné pro kancelářské budovy, hotely, nemocnice a obchody. Umisťují se do podhledu nebo se zavěšují pod strop. Trámce mohou být pasivní nebo aktivní. Pasivní chladicí trámce jsou vhodné pro objekty s požadavky pouze na chlazení. Jsou tvořeny lamelových výměníkem, jímž proudí chladicí voda. Jednotky mají obvykle chladicí výkon do 70 W. m 2. Tento chladicí výkon je z 50 % přenášen radiací a z 50 % přirozenou konvekcí. Aktivní chladicí trámce jsou svou podstatou horizontálními indukčními jednotkami. Do trámce je přiváděn primární větrací vzduch, upravený ve strojovně. Vzduch proudí přes dýzy a indukcí přisává přes lamelový výměník sekundární vzduch z místnosti. Z chladicího trámce vytéká vzduch dvěma štěrbinami. Systém je primárně používán pro větrání a chlazení. Lze jej použít i pro vytápění. Systém je pak nutno konstruovat jako čtyřtrubkový. Teplota vzduchu je regulována na straně vody. Chladicí výkon je až 350 W. m 1 (výkon je vztažen k metru délky trámce). Jedná se o komfortní systém, zejména s aktivními chladicími trámci. Systém má nízkou hlučnost. Trámce lze individuálně regulovat. Další výhodou jsou nižší provozní náklady než u klima-konvektorů při obdobné pořizovací ceně. [12] 1.5 Vodní systém U vodních systémů zajišťuje vytápění a chlazení výhradně voda. Ventilátorové jednotky, nazývány klima-konvektory, fan-coily či méně vhodně konvektory, jsou připojeny na dvoutrubkový přepínací nebo čtyřtrubkový rozvod teplé a chladicí vody. Nejčastěji mohou být parapetního provedení, dále pak podstropního, podlahového, nástěnného nebo u prosklených fasád nízkého provedení. Výhodami systému jsou jednoduchost, spolehlivost, dobrá ovladatelnost, regulovatelnost příslušných jednotek a velmi široké možnosti použití. Vyhovuje téměř všem typům budov. Je snadno použitelný při adaptacích, kde může být napojen i na běžný vytápěcí systém. Do této kategorie spadají i systémy jednotek s tepelnými čerpadly. Odpadají strojovny a rozvod vzduchu, proto bývá levnější než centrální systém. Proti předcházejícím typům je méně komfortní. Venkovní větrací vzduch je zajišťován: a) přívodem do parapetní jednotky otvorem ve fasádě s ručně stavitelným podílem větracího a oběhového vzduchu, b) otevíratelnými okny (jednodušší, levnější, nejžádanější), c) přívodem z centrálního beztlakového kanálu, odkud si jednotky vzduch nasávají (vzduch může být filtrován a předehříván ve strojovně), d) přívodem z nízkotlakého přetlakového systému (nejdokonalejší systém vysoké náklady, umožňuje zpětné získávání tepla, jednotky pracují pouze s oběhovým vzduchem). Regulace tepelného výkonu bývá nejčastěji s manuálním ovládáním na straně vody a otáčkami ventilátoru. Motor ventilátoru může být dvouotáčkový, tříotáčkový nebo s plynulou regulací. Další možností regulace je elektromechanické ovládání termostatem. Sofistikovanou regulací je univerzální řídicí systém s možností centrálního ovládání a 7

18 časovým programováním. Nevýhodou univerzálního řídicího systému je vyšší cena, přičemž vodní systémy obvykle nezajišťují zvlhčování vzduchu. Při nízkých teplotách, kdy hrozí zamrznutí výměníku v jednotce, musí být zachován průtok topné vody, i když zařízení nepracuje. Výhodou je temperování prostoru, nevýhodou provozní náklady. 1.6 Chladivové klimatizační systémy Chladivové klimatizační systémy se podle konstrukce dělí na okenní klimatizátory, mobilní klimatizační jednotky a dělené chladivové systémy Okenní klimatizátory Jedná se o malé klimatizační jednotky umisťované do oken či otvorů ve venkovní stěně tak, aby jedna část jednotky (kondenzátor chlazený vzduchem) byla ve venkovním prostoru a druhá část (výparník) ve vnitřním prostoru. Obsahují chladicí zařízení, které je u některých typů okenních klimatizátorů schopno obrátit chod a pracovat jako tepelné čerpadlo. Chladicí výkony zařízení se běžně pohybují v rozsahu od 2 až 5 kw, výjimečně až 10 kw. Objemový tok vzduchu zařízením bývá do 0,16 m 3. s 1. Hladina akustického tlaku vážená filtrem A obvykle nepřesahuje 50 db Mobilní klimatizační jednotky Chladicí zařízení mobilních klimatizačních jednotek mají kondenzátor chlazený vzduchem. Vzduch pro jeho ochlazení se nasává z místnosti a je pružnou hadicí odváděn do vnějšího prostředí. Nevýhodou systému je nízký chladicí výkon Dělené chladivové systémy (SPLIT) Klimatizační zařízení je rozděleno na vnitřní a venkovní jednotku. Vnitřní jednotka, umístěna v klimatizované místnosti, může být provedena jako nástěnná, podstropní nebo kazetová. Uvnitř jednotky je umístěn výparník a ventilátor. Venkovní jednotka může být situována na venkovní fasádě nebo na střeše. V jednotce je umístěn kondenzátor chlazený vzduchem, chladicí kompresor a expanzní ventil. Jedna venkovní jednotka může být propojena s jednou až pěti vnitřními jednotkami (multisplit systém). V dnešní době se velmi rozšiřují multisplit systémy s proměnlivým průtokem chladiva (VRV systém). U těchto systémů lze na jednu vnější jednotku napojit až 64 vnitřních jednotek. Expanzní ventil se umisťuje před každou vnitřní jednotku. Výhodné je používání kazetových jednotek, které jsou schopny přisávat z kanálu venkovní větrací vzduch. Dělená klimatizační zařízení se vyrábí v provedeních zajišťující: provoz pouze chlazení, provozy chlazení i topení (možnost reverzace chodu) současné chlazení i topení (u systémů VRV mohou některé jednotky pracovat v režimu chlazení a některé v režimu vytápění). 8

19 2. Charakteristika objektu 2.1 Popis budovy Budova společenského sálu má jedno patro a sklep, plochou střechu a výšku 7 m. Konstrukční výška podlaží je 4 m. Sál sdílí stěnu u pódia s přilehlou restaurací. Restaurace je propojena se sálem dvoukřídlovými dveřmi o rozměrech mm. V sále je 400 míst na sezení. K bufetu pro 20 až 25 osob přiléhá kuchyňka. U kuchyně je umístěna toaleta se sprchou. Pro účinkující je k dispozici společná šatna s 25 místy a oddělené toalety pro muže i pro ženy. Šatna a toalety pro diváky jsou umístěny ve foyer sálu. Budova má obdélníkový tvar o půdorysu m k níž jsou na severozápadní straně připojeny místnosti šaten a toalet pro účinkující a kuchyňka viz přiložená výkresová dokumentace. Sál budovy je osazen 22 okny o rozměrech mm. Jihovýchodně je orientováno 12 oken a severozápadně 10. Budova společenského sálu má dva vchody tvořené vždy párem dvoukřídlových dveří o rozměrech mm. Přímý vstup do sálu na jihovýchodní straně a vstup do šatny pro diváky na severozápadní straně. 2.2 Klimatické údaje Budova společenského sálu je podélně orientována ve směru severovýchodjihozápad viz přiložená výkresová dokumentace. Objekt spadá do klimatické oblasti s letní výpočtovou teplotou 30 C a relativní vlhkostí 33,5 % a s výpočtovou zimní teplotou 12 C. 2.3 Složení stavebních konstrukcí a tepelně-technické vlastnosti Objekt společenského sálu má čtyři typy základních stavebních konstrukcí: vnější stěny panelové, vnitřní stěny panelové, strop a podlahu. Stavební materiály a jejich tloušťky byly zadány. Pro všechny materiály jednotlivých stavebních konstrukcí byly z firemních podkladů výrobců materiálů [14] nebo z normy [8] vyhledány součinitelé tepelné vodivosti. Součinitelé prostupu tepla oken a dveří byly zadány. Vnější stěna panelová Omítka vápenocementová Tloušťka δ 30 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,99 W m K Beton z keramzitu Tloušťka δ 260 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,56 W m K Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,12 W m K Příčky a vnitřní stěny panelové Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,12 W m K Železobeton 9

20 Tloušťka δ ž 150 mm Součinitel tepelné vodivosti λ ž 1,58 W m K Omítka perlitová vnitřní Tloušťka δ 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,12 W m K Střecha (strop) Asfaltové pásy Tloušťka δ 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,21 W m K Lepenka Tloušťka δ 10 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,2 W m K Hutný beton Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 1,3 W m K Beton z perlitu Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,13 W m K Hutný beton Tloušťka δ 20 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 1,3 W m K Stropní konstrukce z keramických tvarovek Hurdis Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,6 W m K Spáry vyplněné MC50 Malta vápenocementová Tloušťka δ 15 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,97 W m K Podlaha Hutný beton Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 1,3 W m K Beton z perlitu Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,13 W m K Hutný beton Tloušťka δ 20 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 1,3 W m K Stropní konstrukce z keramických tvarovek Hurdisk Tloušťka δ 80 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,6 W m K Spáry vyplněné MC50 Malta vápenocementová 10

21 Tloušťka δ 15 mm Součinitel tepelné vodivosti λ 0,97 W m K Okna dřevěná s dvojitým zasklením Součinitel prostupu tepla U 1,3 W m K Dveře venkovní dřevěné s jedním sklem Součinitel prostupu tepla U 4 W m K Dveře vnitřní dřevěné s jedním sklem 3,6 1,97 m Součinitel prostupu tepla U 3,5 W m K Dveře vnitřní dřevěné plné 1,8 1,97 m Součinitel prostupu tepla U 2 W m K 2.4 Celkové tloušťky stavebních konstrukcí V dalším výpočtu je třeba znát tloušťky jednotlivých stavebních konstrukcí. Celkové tloušťky stavebních konstrukcí jsou vypočítány dle vztahu (2.1) sečtením tloušťek jednotlivých vrstev. kde je počet vrstev materiálu, z nichž je složena stavební konstrukce [ ] tloušťka vrstvy [m] Tloušťka vnější stěny panelové δ δ δ 0,03 0,26 0,01 0,3 m Tloušťka příček a vnitřních panelových stěn δ δ δ ž δ 0,01 0,15 0,1 0,17 m Tloušťka stropu δ δ δ δ δ δ δ δ δ 0,01 0,01 0,08 0,08 0,02 0,08 0,015 0,295 m Tloušťka podlahy δ δ δ δ δ δ δ 0,08 0,08 0,02 0,08 0,015 0,275 m 2.5 Součinitelé prostupu tepla stavebních konstrukcí (2.1) V rámci práce není potřeba vypočítat tepelné ztráty objektu a je potřeba provést výpočet teplené zátěže objektu společenského sálu, proto je nutno určit součinitele prostupu tepla pro letní období. Pro každou stavební konstrukci byl výpočet proveden dle vztahu (2.2). 11

22 1 1 1 (2.2) λ kde je součinitel přestupu tepla na vnitřní straně viz níže [W. m 2. K 1 ] součinitel přestupu tepla na vnější straně viz níže [W. m 2. K 1 ] tloušťka vrstvy [m] λ součinitel tepelné vodivosti vrstvy [W. m 1. K 1 ] Součinitele přestupu tepla a, jež je nutno dosadit do vztahu (2.2), jsou určeny normou [3]. Součinitel přestupu tepla na svislé vnitřní stěně 8 W m K, součinitel na vodorovné vnitřní ploše neomezující volné proudění 8 W m K a na vodorovné vnitřní ploše omezující volné proudění 6 W m K. Součinitel přestupu tepla na vnější straně stěny 15 W m K. Do vztahu (2.2) jsou pro názornost dosazeny hodnoty vnější stěny panelové a celkový výpočet je uveden v příloze 1 tab λ λ λ 1 1 0,03 0,26 0,01 8 0,99 0,56 0,12 1 1,299 W m K 15 12

23 3. Množství větracího vzduchu Množství větracího vzduchu je stanoveno jednotlivě vždy pro každou místnost celé budovy. 3.1 Množství větracího vzduchu pro společenský sál (101) Množství větracího vzduchu pro společenský sál je vypočítáno převážně z dávek vzduchu na osobu. Dle lit. [1] je do výpočtu dosazena běžně užívaná hodnota množství venkovního vzduchu 40 m 3. h 1. os 1, která splňuje požadavek minimální dávky venkovního vzduchu na osobu pro divadla, koncertní sály, kina aj. doporučenou v literatuře [2] v rozsahu 30 až 50 m 3. h 1. os 1. Ve společenském sále je 400 osob. Potřebné množství větracího vzduchu je vypočítáno dle rovnice (3.1) m h (3.1) kde je počet osob v sále [ ] dávka vzduchu na osobu [m3. h 1 ] 3.2 Množství větracího vzduchu v šatně pro diváky (102) Množství větracího vzduchu pro šatnu pro diváky a foyer je vypočítáno z intenzity výměny vzduchu dle vzorce (3.2). Jako intenzitu výměny vzduchu v šatnách dosazena běžně užívaná hodnota pro foyer divadla z lit. [2] 2,9 h. 518,7 2,9 1504, m h (3.2) kde objem místnosti šatny [m 3 ] intenzita výměny vzduchu v šatně [h 1 ] Objem vzduchu šatny a foyer je vypočítán dle vzorce (3.3). Plocha podlahy je zadána a činí 140 m , ,7 m (3.3) kde je plocha podlahy v šatně [m 2 ] výška místnosti (od podlahy ke stropu) [m] Výšku místnosti je vypočítána dle vzorce (3.4) z konstrukční výšky 4 m a tloušťky stropu 0,295 m. 4 0,295 3,705 m (3.4) kde konstrukční výška sálu [m] tloušťka stropu [m] 3.3 Množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující (103) V šatně pro účinkující je umístěno 25 šatních míst. NV č. 361/2007 Sb. [9] stanovuje 20 m 3. h 1 větracího vzduchu na jedno šatní místo. Celkové množství větracího vzduchu v šatně pro účinkující je vypočítáno dle vztahu (3.5). š š m h (3.5) kde š počet šatních míst v šatně pro účinkující [ ] š množství větracího vzduchu na jedno šatní místo [m3. h 1 ] 13

24 3.4 Množství větracího vzduchu pro kuchyni (104) Kuchyně společenského sálu je vybavena oknem a může být větrána přirozeným větráním. V kuchyni společenského sálu je umístěn odsavač s maximálním sacím výkonem 320 m 3. h 1. Toto množství větracího vzduchu bude do kuchyně přiváděno ze sálu obdélníkovými otvory nad dveřmi. O toto množství je tedy potřeba přivádět do společenského sálu více větracího vzduchu. 3.5 Množství větracího vzduchu pro místnosti se sociálním zařízením V místnostech 105, 106, 107, 108 a 109 jsou umístěna hygienická zařízení. Výpočet množství větracího vzduchu pro sanitární techniku je řešena v NV č. 361/2007 Sb., kde jsou stanoveny požadované hodnoty odváděného vzduchu od jednotlivých zařízení viz tab Tab. 3.1 Výsledné teploty a výměna vzduchu v sanitárních zařízeních [9] Zařízení Výsledná teplota [ C] Výměna vzduchu Šatny m 3.h 1 na 1 šatní místo Umývárny m 3.h 1 na 1 umyvadlo Sprchy až 200 m 3.h 1 na 1 sprchu Záchody m 3.h 1 na 1 kabinu 25 m 3.h 1 na 1 pisoár Pro sprchy byla zvolena hodnotu 150 m 3. h 1 na jednu sprchu. Výsledné množství odváděného vzduchu z místnosti je vypočítáno pro osazení dané místnosti sanitární technikou dle rovnice (3.6). š š (3.6) Kde počet umyvadel [ ] množství větracího vzduchu na jedno umyvadlo [m3. h 1 ] počet sprch [ ] množství větracího vzduchu na jednu sprchu [m3. h 1 ] počet kabin WC [ ] množství větracího vzduchu na jednu kabinu WC [m3. h 1 ] počet pisoárů [ ] množství větracího vzduchu na jeden pisoár [m3. h 1 ] Do rovnice (3.6) jsou pro názornost dosazeny hodnoty místnosti m h Výsledné hodnoty odváděného vzduchu pro místnosti se sanitární technikou vypočtené dle rovnice (3.6) jsou uvedeny v tab

25 Tab. 3.2 Obsazení místností sanitární technikou a výpočet objemového toku větracího vzduchu pro jednotlivé místnosti Počet Objemový tok větracího Název místnosti vzduchu Číslo místnosti Šatních míst Umyvadel Sprch Kabin WC Pisoárů n šat n umy n spr n kwc n pis [-] [-] [-] [-] [-] [m 3. hod -1 ] Šatna pro účinkující WC - dámské pro účinkující WC - pánské pro účinkující WC - dámské pro diváky WC - pánské pro diváky Šatna a WC - pro kuchyňku Výsledná celková množství venkovního větracího vzduchu pro jednotlivé místnosti jsou uvedeny v tabulce 3.3. V této tabulce jsou u místností, jež nebyly počítány pomocí dané intenzity výměny vzduchu, uvedeny orientační hodnoty intenzit výměny vzduchu [h 1 ] vypočítané dle vztahu (3.7). Kde množství venkovního větracího vzduchu pro místnost [m3. h 1 ] objem místnosti [m 3 ] (3.7) Tab. 3.3 Celkové množství větracího vzduchu pro budovu společenského sálu, množství větracího vzduchu a intenzita výměny vzduchu pro jednotlivé místnosti Intenzita Objemový výměny Plocha Objem tok vzduchu pro Číslo místnosti místnosti větracího Název místnosti danou místnosti vzduchu místnost [m 2 ] [m 3 ] [h 1 ] [m 3. h 1 ] Společenský sál ,22 6, Šatna pro diváky ,70 2, Šatna pro účinkující 103 7,48 27,71 18,0 500 Kuchyňka ,75 50,94 6,3 320 WC dámské pro účinkující 105 9,75 36,12 7,8 280 WC pánské pro účinkující 106 9,75 36,12 7,8 280 WC dámské pro diváky ,10 2,6 190 WC pánské pro diváky ,10 2,6 190 Šatna a WC pro kuchyňku 109 7,5 27,79 10,4 290 Výška stropu [m] 3,705 Σ

26 Klimatizovat je nutno pouze společenský sál. Je předpokládáno, že odváděný vzduch ze společenského sálu bude použit pro větrání přilehlých místností na severozápadní straně. Místnostmi jsou kuchyně, šatna a WC pro kuchyňku, WC dámské i pánské pro účinkující a šatna pro účinkující. Celkové množství venkovního větracího vzduchu procházejícího klimatizačním zařízením je rovno množství větracího vzduchu požadovaného pro společenský sál navýšené o množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 dle vztahu (3.8) viz tab m h (3.8) kde je množství větracího vzduchu pro společenský sál [m3. h 1 ] množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 [m3. h 1 ] Množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 104, 105, 106 a 109 je vypočteno dle vztahu (3.9) m h (3.9) kde je množství větracího vzduchu pro místnosti 104 a 109 [m3. h 1 ] je množství větracího vzduchu pro místnosti 103, 105 a 106 [m3. h 1 ] Množství větracího vzduchu pro kuchyňku a hygienické zařízení pro kuchyňku je vypočteno ze vztahu (3.10) m h (3.10) kde je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 104 [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 109 [m3. h 1 ] Množství větracího vzduchu pro šatnu pro účinkující (103) a hygienická zařízení pro účinkující (105, 106) je vypočítáno dle vztahu (3.11) m h (3.11) kde je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 103 [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 105 [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 106 [m3. h 1 ] Vypočítané množství větracího vzduchu, jež je potřeba klimatizačním zařízením vhánět do společenského sálu a přilehlých místností, je m 3. h 1. Pro výpočet produkce tepla ventilátoru je k tomuto množství vzduchu připočítána záloha, kterou volíme v rozsahu 20 až 25 %. Při výpočtu produkce tepla ventilátoru počítáme s hodnotou m 3. h 1. Množství venkovního větracího vzduchu pro místnosti pro diváky (102,107 a 108) je vypočítáno dle vztahu (3.12) m h (3.12) kde je množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 102 [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 107 [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnost 108 [m3. h 1 ] 16

27 Celkové množství venkovního větracího vzduchu pro celou budovu společenského sálu je vypočítáno dle vztahu (3.13) m h (3.13) kde je množství venkovního větracího vzduchu procházející KZ [m3. h 1 ] množství venkovního větracího vzduchu pro místnosti pro diváky [m3. h 1 ] 17

28 4. Výpočet tepelné zátěže Výpočet tepelné zátěže byl proveden dle ČSN [3] s předpokladem maximálního rozdílu teplot ve dvou místech nepřevyšující 2 K. Výpočet byl realizován samostatně pro klimatizovanou místnost pro slunný den 21. července, pro interval po jedné hodině v době využívání místností a pro teplotu v klimatizovaných místnostech 26 C s korekcí kolísání teploty o 1 K. Do výpočtových vztahů byly dosazovány vnitřní rozměry místnosti. Společenský sál bude klimatizován. Ostatní místnosti budou pouze větrány. Společenský sál je využíván během celého dne, proto je pro výpočet tepelné zátěže uvažována celá dobu osvitu od 5 do 19 hodin. Tepelná zátěž klimatizovaného prostoru zahrnuje tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla a tepelné zisky z vnějšího prostředí. V kapitole je uveden kompletní názorný výpočet, uvedení příslušných vzorců a dosazení do nich pro klimatizovanou místnost 101 (sál). Dispozice budovy společenského sálu je zobrazena na obr Tepelné zisky od vnitřních zdrojů tepla ve společenském sále (místnost 101) Produkce tepla od lidí Zde se zahrnuje pouze teplo citelné, které závisí na tělesné práci, teplotě vzduchu a složení skupiny osob. Ve společenském sále je umístěno 400 židlí. Je předpokládáno, že všechny budou plně obsazeny sedícími muži 400. Tepelná zátěž je vypočítána pomocí vztahů (4.1) a (h). Vztah (4.1) určuje tepelnou zátěž od osob v místnosti s ohledem na korekci kolísání vnitřní teploty místnosti. V případě, kdy korekce na kolísání teploty v místnosti činí 1 K, se do vztahu (4.1) dosazuje hodnota vnitřní teploty místnosti 26 C navýšená o tuto korekci, tedy teplota 27 C. Vztah (4.1) respektuje korekci kolísání teploty vzduchu, proto do něj lze dosazovat produkci citelného tepla muže z tab. 6 lit. [3] při teplotě venkovního vzduchu 26 C. Tato produkce pro sedícího (odpočívajícího) muže je rovna 62 W. 0,1 36 0, W (4.1) kde je produkce tepla lidí v sále korigovaná na kolísání vnitřní teploty [W] počet lidí ve společenském sále [ ] produkce citelného tepla muže pro daný stupeň tělesné práce a vnitřní teplotu vzduchu v sálu 26 C [W] korigovaná vnitřní teplota sálu [ C] Produkce tepla od svítidel Při výpočtu je i v době největších tepelných zisků nutno předpokládat umělé osvětlení ve vzdálenostech větších než 5 m od oken. Plocha S sv, na kterou je nutno použít umělé osvětlení, je stanovena dle rovnice (4.2) m (4.2) kde a je délka společenského sálu [m] b šířka společenského sálu [m] a ok délka společenského sálu osazená okny na severozápadní straně [m] 18

29 Obr. 4.1 Dispozice společenského sálu 19

30 Intenzita osvětlení společenského sálu není zadána. Pro společenský sál lze předpokládat hodnoty podobné restauracím a divadlům dle tab. 7 z lit. [3] tzn. intenzitu osvětlení 120 lx a použití zářivek. Pro tyto parametry osvětlení odpovídají produkce tepla 7 až 9 W. m 2. Je předpokládána horší varianta 9 W. m 2. Je uvažováno současné svícení všech světel a dobré provětrání místnosti, tzn. součinitel současnosti c 1 =1 a zbytkový součinitel c 2 =1. Celkový příkon od svítidel je vypočítán pronásobením uměle osvětlené plochy a produkce tepla zářivek vztaženého na jednotkovou plochu dle vzorce (4.3) W (4.3) kde je plocha umělého osvětlení viz obr. 4.2 [m 2 ] měrné teplo ze zářivek [W. m 2 ] Tepelnou zátěž od svítidel vypočteme dle vztahu (4.4) W (4.4) Kde je celkový příkon od svítidel [W] c 1 součinitel současnosti používání svítidel [ ] c 2 zbytkový součinitel [ ] Obr. 4.2 Vyšrafovaná část zobrazuje plochu, na níž je nutno použít umělé osvětlení Tepelné zisky od technologií Do produkce tepelných zisků od technologií spadají produkce tepla elektronických zařízení, produkce tepla od kuchyňských strojů, ventilátorů, produkce tepla od jídel a jiné zdroje tepla. Celkové tepelné zisky od technologií vypočítáme dle vzorce (4.5) W (4.5) 20

31 a) Produkce tepla elektronických zařízení Ve společenském sále je předpokládáno použití jednoduché osvětlovací a zvučící techniky pódia s výkonem 5 kw a zatížení těchto elektrických přístrojů 50 %. Všechna technika je využita současně =1. Produkce tepla z osvětlovací a ozvučovací techniky je vypočítána dle vzorce (4.6). Zdroje s trvalým příkonem menším než 100 W nejsou uvažovány. 1 0, W (4.6) kde je součinitel současnosti chodu elektronických zařízení [ ] součinitel zatížení stroje [ ] celkový příkon elektronického zařízení [W] b) Produkce tepla od kuchyňských strojů V místnosti společenského sálu je předpokládáno používání průmyslového kávovaru o výkonu do 3 kw. Tepelné zisky z kávovaru jsou brány přímo rovné příkonu zařízení dle lit. [3] viz (4.7) W (4.7) kde je produkce tepla kuchyňských strojů [W] příkon průmyslového kávovaru [W] c) Produkce tepla od jídel Do společenského sálu mohou být přinášena jídla z přilehlé restaurace. Maximální počet jídel při restauračním provozu je 100 jídel za hodinu. Dle lit. [3] je uvažovaná produkce tepla na jedno jídlo 5 Wh. Produkci tepla od jídel pro hodinu s maximálním tepelným ziskem je vypočítána dle vztahu (4.8) W (4.8) 1 kde je energie uvolněná z jednoho jídla [Wh] Doba uvolňování energie z jídla [h] Počet jídel [ ] Produkce tepla ventilátorů Je předpokládáno použití sestaveného klimatizačního zařízení, ve kterém je umístěn ventilátor i jeho elektromotor v proudu vzduchu, kde je vzduch při průchodu ohříván. Celkové množství vzduchu procházející zařízením je předpokládáno m 3. h 1, z čehož plyne výpočet produkce tepla ventilátoru viz rovnice (4.9). Předpokládané parametry: Celkový tlak ventilátoru je 500 Pa. Účinnost ventilátoru je 80 %. Účinnost elektromotoru 70 % W (4.9) 0,8 0,7 kde průtok vzduchu ventilátorem [m 3. h 1 ] celkový tlak ventilátoru [Pa] účinnost ventilátoru [ ] učinnost elektromotoru [ ] 21

32 4.1.5 Prostup tepla ze sousedních místností Místnost společenského sálu sdílí společné stěny s přilehlou restaurací, se šatnou pro diváky, s kuchyňkou a jejím sociálním zařízením, se šatnou pro účinkující a sklepem. Přilehlá restaurace je, obdobně jako místnost společenského sálu, klimatizována a teploty vzduchu v těchto místnostech jsou shodné. Prostup tepla jejich společnou stěnou je tedy nulový. Šatna pro diváky, kuchyňka, šatna a WC pro kuchyňku nejsou klimatizovány, proto je uvažována vnitřní teplota vzduchu v těchto místnostech rovna 30 C. Při výpočtu prostupu tepla podlahou společenského sálu ze sklepa je ve výpočtu uvažována teplota vzduchu ve sklepě mezi 20 až 22 C. Tepelné zisky z místností, v nichž je jiná teplota než v klimatizovaném prostoru, sousedících se společenským sálem jsou vypočítány dle rovnice (4.10) a jsou uvedeny v tab (4.10) kde je součinitel prostupu tepla [W. m 2. K 1 ] povrch stěny [m 2 ] teplota vzduchu v sousední místnosti [ C] teplota vzduchu v klimatizované místnosti [ C] Do vztahu (4.10) byly pro názornost dosazeny hodnoty pro výpočet tepelných zisků stěnou ze šatny pro diváky. 1,95 50, W Celkové tepelné zisky ze sousedních místností jsou vypočítány součtem tepelných zisků z jednotlivých místností viz vztah (4.11). (4.11) W kde je tepelný zisk ze šatny pro diváky [W] tepelný zisk ze šatny pro účinkující [W] tepelný zisk z kuchyňky [W] tepelný zisk ze šatny a WC pro kuchyňku [W] tepelný zisk ze sklepa [W] 4.2 Tepelné zisky z vnějšího prostředí K tepelným ziskům z vnějšího prostředí dochází konvekcí a radiací okny, prostupem tepla vnějšími stěnami a infiltrací venkovního vzduchu. Výpočet je proveden v intervalu slunečního osvitu od 5 do 19 hodin. Pro názornost jsou do vzorců dosazovány hodnoty pro 10 hodinu, kdy jsou předpokládány největší celkové tepelné zisky z vnějšího prostředí Tepelné zisky prostupem tepla okny Prostup tepla oknem je vypočítán ze vzorce (4.12). Okna jsou dřevěná s dvojitým zasklením a součinitelem prostupu tepla U 1,3 W m K. 22

33 Ve společenském sále je 22 oken o rozměrech mm. Na jihovýchodní stranu je orientováno 12 oken a na stranu severozápadní 10 oken. 22 1,3 5 24, W (4.12) kde je počet oken v sále [ ] součinitel prostupu tepla oknem [W. m 2. K 1 ] plocha okna včetně rámu [m 2 ] teplota venkovního vzduchu, kterou vypočteme dle vztahu (4.13) [ C] Tab. 4.1 Prostup tepla ze sousedních místností Součinitel prostupu tepla stěny Povrch stěny Teplota vzduchu v sousední místnosti Prostup tepla ze sousedních místností [W. m 2. K 1 ] [m 2 ] [ C] [W] Šatna pro diváky 1,95 50, Šatna pro účinkující 1,30 20, Kuchyňka 1,30 10, Šatna a WC pro kuchyňku 1,30 17, Sklep 0,15 655, Celkový prostup tepla ze sousedních místností [W] 164 Teplota venkovního vzduchu Průběh teplot venkovního vzduchu během dne je vypočítán dle vzorce (4.13) a uveden v tab. D. Do vztahu (4.13) je uvažována amplituda kolísání teplot z lit. [3] 7 K a jako sluneční čas dosazován přímo středoevropský čas (4.13) kde je maximální teplota vzduchu v příslušném dnu [ C] amplituda kolísání teplot venkovního vzduchu [K] sluneční čas [h] Tab. D Průběh teploty venkovního vzduchu a tepelné zisky prostupem tepla okny Hodina [-] Venkovní teplota [ C] 18,1 19,5 21,2 23,0 24,8 26,5 27,9 29,1 Prostupem tepla okny [W] Hodina [-] Venkovní teplota [ C] 29,8 30,0 29,8 29,1 27,9 26,5 24,8 23,0 Prostupem tepla okny [W]

34 4.2.2 Tepelné zisky sluneční radiací okny a) Základní výpočet přímých tepelných zisků radiací okny bez akumulace Tepelné zisky oknem sluneční radiací jsou vypočítány dle vztahu (4.14). (4.14) kde je osluněný povrch okna vypočten dle vztahu (s) [m 2 ] celková intenzita sluneční radiace procházející standardním oknem [W. m 2 ], dle vztahu (4.24) korekce na čistotu atmosféry [ ], uvažována hodnotu 1 pro velká města intenzita difuzní sluneční radiace procházející standardním oknem [W. m 2 ] viz vztah (4.30) stínící součinitel [ ] Jak již bylo zmíněno, ve společenském sále jsou okna orientována směrem na jihovýchodní a severozápadní stranu. Je nutno tedy počítat tepelné zisky ze sluneční radiace pro každou orientaci oken zvlášť. Hodnoty pro názorný výpočet jsou dosazovány pro 10 hodinu SEČ pro jihovýchodní orientaci oken. Pro severozápadní orientaci oken je výpočet proveden obdobně. Kompletní výpočet pro celou dobu provozu společenského sálu je uveden tabelárně, viz příloha 3 a příloha 4. Na jihovýchodní straně místnosti společenského sálu je 12 oken. Celkové tepelné zisky sluneční radiací všemi okny na jihovýchodní straně jsou vypočítány dle vztahu (4.15) , W (4.15) kde je počet oken na jihovýchodní straně místnosti společenského sálu [ ] tepelné zisky sluneční radiací jedním oknem na jihovýchodní straně [W] Tepelné zisky sluneční radiací jedním oknem orientovaným v místnosti společenského sálu na jihovýchodní stranu byly vypočítány dosazením do vztahu (4.14). Stínící součinitel určíme z tab. 11 v lit. [3] pro dvojité sklo 0,9. 4, , , ,9 0,9 2002,2 W Osluněnou část okna je vypočítána dle vzorce (4.16), přičemž jsou do něj dosazeny rozměry naznačené na obr (4.16) 1,76 0,008 0,12 2,26 0,129 0,12 4,214 m kde je šířka zasklené části okna [m] délka stínu od okraje svislé části slunolamu dle vztahu (t) [m] odstup svislé části okna od okraje slunolamu [m] výška zasklené části okna [m] délka stínu od okraje vodorovné části slunolamu dle vztahu (u) [m] odstup vodorovné části okna od okraje slunolamu [m] Šířka okna je A=2000 mm, výška okna B=2500 mm, šířka rámů okna f=g=120 mm, šířka a výška zasklené části okna jsou vypočítány dle vztahů (4.17) a (4.18) ,12 1,76 m (4.17) 2 2,5 2,5 0,12 2,26 m (4.18) 24