- hydraulický výpočet

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Vnitřní plynovod - komíny, přívod vzduchu, odvod spalin - - hydraulický výpočet - Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. Ing. Hana Doležílkov lková Navrhování systémů TZB YNST Komíny NÁVRH KOMÍNU kdo komín n navrhuje, stavař nebo specialista TZB, čí bude ten Černý Petr? návrh podle diagramů výrobců na základz kladě výkonu a účinné výšky v současn asné době je třeba t ve většinv ině případů hydraulický výpočet klesá teplota spalin, komín n je již samostatným systémovým prvkem (vyšší cena), apod k přesnp esnému návrhu n je třeba t kvalitních vstupních dat pro hydraulický výpočet přesné údaje o spotřebi ebiči i (typ, teplota a průtok spalin, tlaková ztráta ta aj ) účinná výška komína způsob připojenp ipojení na komín n (kouřovod) ovod) přívod vzduchu pro spalování, atd podrobný výpočet obvykle poskytne výrobce komínů, či i komerční software komín n je společně se spotřebi ebičem em a přívodem p vzduchu jeden fční celek!!!, který mám velkou návaznost n na stavební část (zatížen ení,, prostupy, dilatace,vzhled budovy, ) odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT 1

Komíny ODTAH SPALIN NA FASÁDU X KOUŘOVOD OVOD S FUNKCÍ KOMÍNA X KOMÍN odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT Komíny POŽADAVKY NA VYÚST STĚNÍ komín n a kouřovod ovod musí zajistit za všech v provozních podmínek bezpečný odvod a rozptyl spalin do volného ovzduší ší,, aby nenastalo jejich hromadění a ohrožen ení bezpečnosti. - výška komínu nad objektem ČSN 7421 - šikmá střecha plochá střecha odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT 2

Komíny OCHRANNÉ VZDÁLENOSTI OD VYÚST STĚNÍ KOMÍNŮ ČSN EN 1291-1 1 / 2 Komíny ny-provádění kovových komínů-část 1: Komíny pro otevřen ené spotřebi ebiče e paliv odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT Komíny OCHRANNÉ VZDÁLENOSTI OD VYÚST STĚNÍ ODTAHU SPALIN NA FASÁDU TPG 1 /1996 Vyúst stění odtahu spalin od spotřebi ebičů na plynná paliva na venkovní zdi (fasádě) odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT

Spalinové cesty - komíny platné normy : ČSN EN 144 Komíny všeobecn eobecné požadavky (září 24) ČSN 7 421 Komíny Navrhování,, provádění a připojov p ipojování spotřebi ebičů paliv (leden 2) sjednocuje názvoslov n zvosloví a třídění t s ČSN EN 144 např.. aktuáln lní zařazen azení nového termínu pojistný komín pro případ p pad energetické krize, poruchy, přírodn p rodní katastrofy apod. doplňuje předchoz p edchozí vydání normy ČSN 7 421 o základn z kladní požadavky na přetlakov p etlakové a společné komíny a stanovuje podmínky pro odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší zejména : 1. omezuje výkon spotřebi ebičů s vyúst stěním m na fasádu 2. mění m výšku a místo m vyúst stění na fasádě. mění m ochranné pásmo smo a tvar spalinové vlečky ky Spalinové cesty - komíny Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší stále platí, že e vést v spaliny na fasádu pouze v technicky odůvodn vodněných ných případech padech!!! (absence komínu) 1. Omezení výkonu spotřebi ebičů TPG 1 řešila spotřebi ebiče e do kw ČSN 7 421 omezuje výkon na 4 kw u průmyslových objektů bez oken nad vyúst stěním omezuje výkon na 14kW u rekonstrukcí bytových domů a u rodinných domů NA FASÁDU NE : - u novostaveb bytových domů - u rodinných domů nad 14kW 4

Spalinové cesty - komíny Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší 2. Změna výšky a místa m vyúst stění TPG 1 požadovala vyúst stění min.,m a 2m nad terénem, řešila vyúst stění pod balkónem, římsou ČSN 7 421 požaduje 4m nad terénem u bytových domů, jiné případy pady neřeší spotřebi ebiče e do 7 kw ( vafky vafky ) ),m pod parapetem zakazuje vyúst stění pod balkónem a přesahuj esahující střechou Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší. Změna ochranného ho pásma p a jeho tvaru TPG 1 ČSN 7 421 Spalinové cesty - komíny tvar pásma p nezávisel na výkonu ani NOx podrobná tabulka rozměrů pásma podle výkonu a NOx

Spalinové cesty - komíny Odvod spalin stěnou fasády do volného ovzduší. Výšky komínů a vzdálenosti vyúst stění pro různ r zné situace ČSN 12 91-1 toto již rešila ila,, je však v zrušena ČSN 7 421 doplněné obrázky a textová upřesn esnění Přívod vzduchu do prostoru s plynovými spotřebi ebiči TPG 74 1 /29 Odběrn rná plynová zařízen zení a spotřebi ebiče e na plynná paliva v budovách přívod vzduchu pro větrv trání, odvod škodlivin, a pro spalování (obvykle největší ší) popisuje výpočet, problém m je ve vstupních údajích instalace spotřebi ebičů typu A a B podle TPG do obytných a jiných prostor s přirozeným větrv tráním m okny mám tato úskalí : průvzdu vzdušnost oken (dle TPG okno (dřevo, plast) i=1,2.1-4 a více, v dveře - i=1,6.1-4 a více, v přičemp emž ČSN 74-2/22 uvádí i=,.1-4 a méně, m, výrobci dokonce i=,1.1-4 a méněm přebytek vzduchu pro spalování (posuzování stavu s nejvyšší šším m přebytkem p vzduchu = obvykle snížený výkon spotřebi ebiče, e, musí udat výrobce) požadovaný objem místnosti m a předepsanp edepsaná násobnost výměny vzduchu (kde by se vzala?) existence podtlakového větrv trání,, někdy n dokonce v místnosti m se spotřebi ebičemem SPLNĚNÍ POŽADAVK ADAVKŮ TPG NA PŘÍVOD P VZDUCHU PRŮVZDU VZDUŠNOST NOSTÍ OKEN NELZE VE VĚTŠIN V INĚ PŘÍPAD PADŮ ZAJISTIT A JE NUTNÉ HLEDAT JINÉ ŘEŠEN ENÍ!!! 6

Zásobov sobování plynem ČSN a TPG PŘÍLOHA TPG OBSAHUJE ORIENTAČNÍ HODNOTY PRŮTOKU VZDUCHU OKNY V ZAVŘEN ENÉ POLOZE pro provozovaná zařízen zení nová tabulka pro rychlý odhad množstv ství vzduchu infiltrací okny zpracována na základz kladě praktických měřm ěření odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT Součinitelé spárové průvzdušnosti okenních spár Typ okna a okenní spáry Součinitel spárové průvzdušnosti [m.s -1.m -1.Pa -,67 ] Okno jednoduché dřevěné netěsněné 1,9.1-4 Okno dřevěné zdvojené, netěsněné spáry 1,4.1-4 Okna dřevěná nebo plastová, kovová těsněná,1 -,4.1-4 Okno dřevěné zdvojené s těsněním KOVOTĚS,7.1-4 Okno těsněné molitanovými pásky,.1-4 Okno těsněné neoprenovými profily,2 -,4.1-4 Požadovaná maximální hodnota součinitele spárové průvzdušnosti ilv,n dle ČSN 74 Funkční spára ve výplni otvoru Vstupní dveře do zádveří budovy při celkové výšce nadzemní části budovy do m včetně Ostatní vstupní dveře do budovy Dveře oddělující ucelenou část budovy Ostatní vnější výplně - do m včetně otvorů při celkové výšce - mezi m a 2 m nadzemní části budovy - nad 2 m včetně Požadovaná hodnota součinitele spárové průvzdušnosti i LV,N [m.s -1.m -1.Pa -,67 ] Budova s větráním Budova s větráním přirozeným nebo pouze nuceným kombinovaným nebo s klimatizací 1,6.1-4,7.1-4,7.1-4,.1-4,7.1-4,6.1-4,.1-4,1.1-4 7

Větrání moderních obytných staveb s těsnými t okny Rychlost větru v m.s - 1. p = 4, Pa mn. vzduchu 2 m.h - 1 (1osoba) Jaká musí být délka okenních spár? délka okenních spar [m] 7 6 4 2 1 64 24 1 1,4*1-4,1*1-4 1,4*1-4 1,9*1-4 součinitel spárové průvzdušnosti [m.s -1.m -1.Pa -,67 ] množství proudícího vzduchu [m.h -1 ],, 2, 2, 1, 1,,,,4 1, 1, 1,7,4*1-4,1*1-4 1,4*1-4 1,9*1-4 2,*1-4 součinitel spárové průvzdušnosti [m.s -1.m -1.Pa -,67 ] 2 Jaký musí být souč.sp.průvzdušnosti při délce spár jednoho okna 1m, aby bylo přivedeno 2 m.h -1? Přívod vzduchu pro spotřebiče typu B samostatný přívod propojení místností

Možné řešení: Přívod vzduchu do prostoru s plynovými spotřebi ebiči i typu B ÚPRAVA OKEN (kanály, štěrbiny ) SAMOST. PŘÍVOD P VZDUCHU (mřížky, ky,tubusy ) odborný seminář firmy Protherm v spolupráci s katedrou technických zařízení budov fakulty stavební ČVUT Přívod vzduchu a odvod spalin pro spotřebiče typu C společný komín odvod nad střechu odvod před zeď 9

Výpočet domovního plynovodu Princip výpočtu - posouzení nejnevýhodněji ji položen eného spotřebi ebiče resp. tlakové ztráty ty od napojení na přípojku p pojku (HUP, plynoměr) aža ke spotřebi ebiči - podmínkou pro spolehlivý a bezpečný provoz spotřebi ebiče e je přivedení dostatečného množstv ství spalovacího plynu o min. požadovan adovaném m přetlaku p (udává výrobce, pozor na nízkotlaký n rozvod!!!, citlivost spotřebi ebičů na výkyvy tlaku ) - tlaková ztráta ta můžm ůže e být u domovního plynovodu včetnv etně plynoměrů nejvíce 1 Pa (bez plynoměrů max. 1 Pa) - tlaková ztráta ta se volí tak, aby byl zajištěn n požadovaný minimáln lní provozní tlak plynu před p spotřebi ebiči i nebo regulátory tlaku plynu - výpočet posuzuje vodorovné a svislé úseky samostatně na svisléčásti sti (potrubí probíhaj hající skrze jedno a více v podlaží (ne v rámci podlaží) ) se posoudí přirozený vztlak plynu (ZP!!!) s tlakovou ztrátou, tou, na vodorovnéčásti se posoudí tlakové ztráty ty třením m a místnm stními odpory s dovolenou ztrátou tou Výpočet domovního plynovodu Postup výpočtu Návrh plynovodu 1. zakreslení izometrie celého rozvodu (popř. části s potřebnými průtoky) 2. označen ení úseků. výpočet redukované potřeby plynu pro úsek 4. zjištění délky úseku a celé trasy. stanovení předběžné tlakové ztráty ty pro celou trasu 6. návrh dimenze úseku Posouzení plynovodu 1. stanovení ekvivalentní délky potrubí 2. výpočet skutečné měrné ztráty ty třent ením. výpočet skutečné ztráty ty úseku 4. posouzení trasy s dovolenou ztrátou tou 1

Výpočet domovního plynovodu Izometrie trasa potrubí k posuzovanému!!! spotřebi ebiči Výpočet domovního plynovodu Označen ení úsek seků úsek potrubí s konstantním množstv stvím protékaj kajícího plynu s rozdělen lením na svislé a vodorovné části (svislou části se rozumí potrubí probíhaj hající skrze min. jedno podlaží a více, ne rozvod v rámci jednoho podlaží 11

Výpočet domovního plynovodu Redukovaná potřeba plynu V r = ΣV 1 K 1 + ΣV 2 K 2 + ΣV K [m /h] V 1 vaření + průtoková příprava vody U 1 =, V 2 lokální topidla, přímotopný zásobník U 2 =,1 V kotle, vč. kombikotlů U =,1 V 4 technologické spotřebiče, velkokuchyně U 4 - pozn. U 4 stanoví se individuáln lně dle druhu spotřebi ebičů čů,, počtu a způsobu provozu Koeficient současnosti podle skupiny spotřebi ebičů ki 1 = n U i i Výpočet domovního plynovodu Předb edběž ěžná tlaková ztráta ta pro celou trasu p R = 1, [Pa] l p dovolená ztráta ta tlaku pro domovní plynovod, volí se (1 Pa) 1, % přirp irážka na místnm stní odpory (kohouty, kolena, odbočky apod ) l l = délka d domovního plynovodu od hlavního ho uzávěru k nejvzdálen lenějšímu spotřebi ebiči i (bez stoupaček) zaokrouhlení směrem k většímu profilu 12

Výpočet domovního plynovodu Stanovení DN domovního plynovodu do kpa d = 19,4 Vr p 2 l s 1 d světlost potrubí [mm] Q v průtok m /h l délka potrubí [m] p tlaková ztráta ta úseku [Pa[ Pa] s hutnost plynu pro ZP s =,9 Výpočet domovního plynovodu Stanovení DN domovního plynovodu DN [m m] 1 12 1 2 2 2 4 6 7 1 Tlaková ztáta ta p v Pa na 1 m potrubí 2 1,1 2,7,61 7,42 12,9 24, 42, 7, 116, 17, 27, 41, 1,9 1,46 2,,24 9,16 17, 29,7 1, 1,7 12, 16, 29,, 1,1 2,2 4,69,19 1,2 26, 46, 7,1 17, 1, 262,,66 1, 1,1,71 6,4 12, 21, 6,6 7,, 119, 27, 4,7,92 1,62,2,79 1,7 1, 2, 1,7 76, 16, 1,, 1,4 2,7,2 9, 16,2 2,4 44, 6, 91,9 161, 2 1,14 2,4 4,1 7,9 1, 2,2 6,6,7 7, 11, 1 1,6 6 2,9, 7 9, 16, 4 2,,, 1 92, 7,6 67 1, 4 2, 7 4, 7,6 6 1, 4 21, 1 1, 4, 7, 6, 1,1 7 2,, 6,6 11, 6 1, 26, 9 7, 6,,4 1, 1,,4,9 1, 4 16, 24,, 6, 6,,9 1,6 6,, 9 9,4 1 14, 21,,, 2,2, 1,4 2,6 4,6 9,1 9 12, 9 19, 26, 46,,2,7 4 1, 2,4 4,1 9 7, 11, 6 17, 2, 7 41, 1

Výpočet domovního plynovodu Stanovení ekvivalentní délky L = l + l l [m] l přirážka na místnm stní odpory (tvarovky) závisí na : druhu a tvaru směru proudění materiálu, drsnosti potrubí,, rychlosti apod Výpočet domovního plynovodu Stanovení skutečné ztráty ty třen t ením - interpolace DN [m m] 1 12 1 2 2 2 4 6 7 1 Tlaková ztáta ta p v Pa na 1 m potrubí 2 1,1 2,7,61 7,42 12,9 24, 42, 7, 116, 17, 27, 41, 1,9 1,46 2,,24 9,16 17, 29,7 1, 1,7 12, 16, 29,, 1,1 2,2 4,69,19 1,2 26, 46, 7,1 17, 1, 262,,66 1, 1,1,71 6,4 12, 21, 6,6 7,, 119, 27, 4,7,92 1,62,2,79 1,7 1, 2, 1,7 76, 16, 1,, 1,4 2,7,2 9, 16,2 2,4 44, 6, 91,9 161, 2,2 2 1,14 2,4 4,1 7,9 1, 2,2 6,6,7 7, 11, 1 1,6 6 2,9, 7 9, 16, 4 2,,, 1 92, 7,6 67 1, 4 2, 7 4, 7,6 6 1, 4 21, 1 1, 4, 7, 6, 1,1 7 2,, 6,6 11, 6 1, 26, 9 7, 6,,4 1, 1,,4,9 1, 4 16, 24,, 6, 6,,9 1,6 6,, 9 9,4 1 14, 21,,, 2,2, 1,4 2,6 4,6 9,1 9 12, 9 19, 26, 46,,2,7 4 1, 2,4 4,1 9 7, 11, 6 17, 2, 7 41, 14

Výpočet domovního plynovodu Stanovení skutečné ztráty ty úseku p = L. p/m [Pa] L délka úseku + přirp irážky na místnm stní odpory p/m měrná ztráta ta třent ením [Pa/m] Posouzení tlakové ztráty ty p pro vodorovné úseky < zvolený tlak (1 Pa) p pro svislé úseky < vztlak vztlak : Výpočet domovního plynovodu p = 11,27 h (1 s) hutnost plynu - s =,9 pro ZP p pro ZP = Pa/m převýšení h p pro ZP = Pa/m 1

Příklad výpočtu potřebn ebného objemu místnostim Kuchyň objem 2 m okno o délce d spár r m n =? Q s = i sporáky). L. p,67 (požadovan adovaná výměna n=1 pro Okna se součinitelem spárové průvzdušnosti: i = 2,1.1-4 m 2.s -1.Pa -,67 i =,1.1-4 m 2.s -1.Pa -,67 4 6. i. L.4 6.2,1.1..4 1 n = = = 1,2h V 2 vyhovuje 4 6. i. L.4 6.,1.1..4 1 n = = =,6 h V 2 nevyhovuje Příklad výpočtu potřebn ebného množstv ství vzduchu objem 2 m spotřebi ebič typu B Požadovaný přívod vzduchu okno o délce d spár r 12 m Q = 1kW Q = Q.1,6 = 1.1,6 = 24 m h p spotřpotře Okna se součinitelem spárové průvzdušnosti: 1. i = 2,1.1-4 m 2.s -1.Pa -,67,67 4 1 1 Q s = i. L. p = 1,.1.12.4 =,64 m. s = 1,1 m. h vyhovuje i =,1.1-4 m 2.s -1.Pa -,67,67 4 1 1 Q s = i. L. p =,1.1.12.4 =,4 m. s = 1,7 m. h nevyhovuje 16

příklad : Výpočet domovního plynovodu BYTOVÝ DŮM D bytových jednotek vybavení bytu : plynový kotel 2kW a sporák k kw vedení plynu : komunikacemi s plynoměry na chodbě uzávěr r plyn : HUP na fasádě spolu s regulátorem plynový kotel 2kW spotřeba plynu: 2,7m /h plynový sporák k kw spotřeba plynu: 1,1m /h Výpočet plynovodu 1. schema izometrie 17

Výpočet plynovodu 2. označen ení úsek seků trasa pro výpočet Výpočet plynovodu. výpočet redukované potřeby Q r = Q 1 k 1 + Q k [m /h] Q r = 1,1.1 + 2,7.1 =, [m /h] 1

Výpočet plynovodu 4. předb p edběž ěžný návrh n DN DN [m m] Tlaková ztáta?p v Pa na 1 m potrubí 2 1 4 2 1,66 7, 1 1,1,9,,66,7 12 2,7 1,46 1,1 1,,92, 1,61 2, 2,2 1,1 1,62 1,4 1,14 2 7,42,24 4,69,71,2 2,7 2,4 1,66 1,4 1,17 1 2 12,9 9,16,19 6,4,79,2 4,1 2,9 2,7 2, 1 2 24, 17, 1,2 12, 1,7 9, 7,9,7 4,, Výpočet plynovodu. stanovení ekvivalentní délky l = m l = 2., +,7 = 1,9m L = + 1,9 = 4,9m 19

Výpočet plynovodu 6. hydraulické posouzení 2