ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.140.10 Listopad 2000 Tepelné chování budov Výpočet potřeby energie na vytápění Obytné budovy ČSN EN 832 73 0564 Thermal performance of buildings Calculation of energy use for heating Residential buildings Performance thermique des batiments Calcul des besoins d energie pour le chauffage Bâtiments résidentiels Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden Berechnung des Heizenergiebedarfs Wohngebäude Tato norma je českou verzí evropské normy EN 832:1998 včetně opravy EN 832:1998/AC:2000. Evropská norma EN 832:2000 má status české technické normy. This standard is the Czech version of the European standard EN 832:1998 including its Corrigendum EN 832:1998/AC:2000. The European standard EN 832:2000 has the status of a Czech standard. Český normalizační institut, 2000 60087 Podle zákona č. 22/1997 Sb. smějí být české technické normy rozmnožovány a rozšiřovány jen se souhlasem Českého normalizačního institutu.
Národní předmluva Tato norma je součástí základního souboru norem oboru tepelné ochrany budov. Předpokládá se, že po vydání celého souboru norem budou národní normy ČSN 73 0540-2 a ČSN 73 0540-4 změněny, popř. revidovány. Výpočet tepelné ztráty budovy používaný v této normě není určen k dimenzování otopné soustavy. Jako zimní zahrada je v této normě označován nevytápěný prostor, zpravidla se značným podílem zasklených ploch, přisazený k vytápěné části budovy, který může sloužit jako solární tepelněakumulační prostor. Citované normy pren 410 nahrazena EN 410 zavedena v ČSN EN 410 (70 1018) Sklo ve stavebnictví - Stanovení světelných a slunečních charakteristik zasklení EN ISO 7345 zavedena v ČSN EN ISO 7345 (73 0553) Tepelná izolace - Fyzikální veličiny a definice pren ISO 10077-1 nahrazena EN ISO 10077-1, dosud nezavedena EN ISO 13786 zavedena v ČSN EN ISO 13786 (73 0563) Tepelné chování stavebních dílců - Dynamické tepelné charakteristiky - Výpočtové metody EN ISO 13789 zavedena v ČSN EN ISO 13789 (73 0565) Tepelné chování budov - Měrná ztráta prostupem tepla - Výpočtová metoda Souvisící ČSN ČSN 73 0540-1 Tepelná ochrana budov - Část 1: Termíny, definice a veličiny pro navrhování a ověřování ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Funkční požadavky ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov - Část 3: Výpočtové hodnoty veličin pro navrhování a ověřování ČSN 73 0540-4 Tepelná ochrana budov - Část 4: Výpočtové metody pro navrhování a ověřování ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění Upozornění na zapracovanou opravu Do textu je již zapracována oprava EN 832:1998/AC:2000 z května 2000. Upozornění na národní poznámky Do normy byly v článcích 4.4.1 a 6.2 doplněny informativní národní poznámky. Vypracování normy Zpracovatel: Doc. Ing. Jan Tywoniak, CSc, Čerčany, IČO 67941478 Technická normalizační komise: TNK 43 Stavební tepelná technika Pracovník Českého normalizačního institutu: Ing. Miloslava Syrová 2
EVROPSKÁ NORMA EN 832 EUROPEAN STANDARD Září 1998 NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM ICS 91.140.10 Deskriptory: residential buildings, thermal insulation, heating, water production, computation, heat balance, heat transfer, thermodynamic properties, B coefficient, heat loss coefficient, efficiency, solar energy Tepelné chování budov - Výpočet potřeby energie na vytápění Obytné budovy Thermal performance of buildings Calculation of energy use for heating Residential buildings Performance thermique des bâtiments Calcul des besoins d energie pour le chauffage Bâtiments résidentiels Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden Berechnung des Heizenergiebedarfs Wohngebäude Tato evropská norma byla schválena CEN 1998-07-01. Členové CEN jsou povinni splnit Vnitřní předpisy CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se musí této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací dát status národní normy. Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání v Ústředním sekretariátu nebo u kteréhokoliv člena CEN. Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CEN do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Ústřednímu sekretariátu, má stejný status jako oficiální verze. Členy CEN jsou národní normalizační orgány Belgie, České republiky, Dánska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Lucemburska, Německa, Nizozemska, Norska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska. CEN Evropský výbor pro normalizaci European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Ústřední sekretariát: rue de Stassart 36, B-1050 Brusel 1998 CEN. Veškerá práva pro využití v jakékoli formě a v jakémkoliv Ref. č. EN 832:1998 E množství jsou vyhrazena národním členům CEN. 3
Předmluva Tato evropská norma byla vypracována technickou komisi CEN/TC 89 Tepelné chování budov a stavebních prvků, jejíž sekretariát byl zřízen při SIS. Této evropské normě je nutno nejpozději do března 1999 dát status národní normy, a to buď vydáním identického textu, nebo schválením k přímému používání, a národní normy, které jsou s ní v rozporu, je nutno zrušit nejpozději do prosince 2001. Podle Vnitřních předpisů CEN/CENELEC jsou tuto evropskou normu povinny zavést národní normalizační organizace následujících zemí: Belgie, České republiky, Dánska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Lucemburska, Německa, Nizozemska, Norska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska. 4
Obsah Strana Úvod... 6 1 Předmět normy... 6 2 Normativní odkazy... 6 3 Definice, značky a jednotky... 7 4 Přehled postupů výpočtu a potřebné vstupní údaje... 9 5 Tepelná ztráta při konstantní vnitřní teplotě...12 6 Solární zisky...14 7 Potřeba tepla...16 8 Roční potřeba tepla budovy...18 9 Potřeba energie na vytápění...19 10 Protokol...20 Příloha A (normativní) Použití pro stávající budovy...21 Příloha B (normativní) Výpočtová metoda pro vícezónové modely...22 Příloha C (normativní) Přídavné tepelné ztráty zvláštními prvky obvodového pláště...23 Příloha D (normativní) Solární tepelné zisky zvláštních prvků...26 Příloha E (informativní) Prvky obvodového pláště se zabudovanou otopnou plochou...31 Příloha F (informativní) Údaje pro odhad přirozeného větrání a infiltrace...32 Příloha G (informativní) Údaje pro solární zisky...34 Příloha H (informativní) Výpočet účinné tepelné kapacity...37 Příloha J (informativní) Tepelné ztráty při přerušovaném nebo tlumeném vytápění...38 Příloha K (informativní) Přesnost metody...44 Příloha L (informativní) Příklady výpočtů...45 Příloha M (informativní) Bibliografie...51 Příloha ZB (informativní) A-odchylky...52 5
Úvod Postup výpočtu podle této normy vychází z ustálené energetické bilance, která ale zohledňuje změny vnitřní a vnější teploty a která dále zohledňuje dynamický účinek vnitřních a solárních zdrojů tepla pomocí stupně využitelnosti. Tento postup lze použít v následujících případech: 1) stanovení shody s předpisy, které jsou vyjádřeny ve formě energetických cílových údajů; 2) optimalizace tepelného chování navrhované budovy tím, že se postup použije pro různé varianty řešení; 3) vyjádření smluvní úrovně tepelné ochrany stávající budovy; 4) posouzení efektu možných energetických úsporných opatření na stávající budově tím, že se vypočítá potřeba energie bez energetických úsporných opatření a s nimi; 5) předpověď budoucí potřeby energetických zdrojů na národní a mezinárodní úrovni, přičemž se potřeba energie vypočítá pro různé budovy, které jsou reprezentativní pro celkový fond budov. Uživatel této normy může použít vstupní údaje a detailní postupy výpočtu uvedené v jiných evropských normách a národních dokumentech, pokud nejsou obsaženy v této normě. V některých zemích je výpočet potřeby tepla na vytápění budov součástí národních předpisů. Údaje o národních odchylkách od této normy, které vycházejí z právních předpisů, obsahuje příloha ZB. 1 Předmět normy Tato norma obsahuje zjednodušený postup výpočtu stanovení potřeby tepla a potřeby energie na vytápění prostorů obytné budovy nebo jejích částí, dále označované jako budovy. Tento postup obsahuje výpočet: 1) tepelné ztráty budovy vytápěné na konstantní teplotu; 2) roční potřeby tepla na vytápění, tak aby byla udržována požadovaná vnitřní teplota v budově; 3) roční potřeby energie, kterou je potřeba pokrýt otopnou soustavou budovy. Budova může mít různé zóny s odlišnými požadovanými teplotami. Zóna může být vytápěna přerušovaně. Časovým úsekem výpočtu může být buď otopné období nebo jeden měsíc. Výpočet po měsících udává správné výsledky v ročním pohledu. Výsledky jednotlivých měsíců na počátku a na konci otopného období mohou vykazovat velké relativní chyby. Příloha K obsahuje další informace o přesnosti výpočtového postupu. 2 Normativní odkazy Do této normy jsou začleněny formou datovaných nebo nedatovaných odkazů ustanovení z jiných publikací. Tyto normativní odkazy jsou uvedeny na vhodných místech textu a seznam těchto publikací je uveden níže. U datovaných odkazů se pozdější změny nebo revize kterékoliv z těchto publikací vztahují na tuto evropskou normu jen tehdy, pokud do ní byly začleněny změnou nebo revizí. U nedatovaných odkazů platí poslední vydání příslušné publikace. pren 410 Sklo ve stavebnictví - Stanovení světelných a slunečních charakteristik zasklení (Glas in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing) EN ISO 7345 Tepelná izolace - Fyzikální jednotky a definice (Thermal insulation - Physical quantities and definitions (ISO 7345:1987) pren ISO 10077-1 Okna, dveře a okenice - Prostup tepla - Část 1: Zjednodušená výpočtová metoda (Windows, doors and shutters - Thermal transmittance - Part 1: Simplified calculation method) EN ISO 13786 Tepelné chování stavebních prvků - Dynamická tepelná charakteristika - Výpočtová metoda (Thermal performance of buildings components - Dynamic thermal characteristics - Calculation method (ISO 13786:1997)) EN ISO 13789 Tepelné chování budov - Měrná ztráta prostupem tepla - Výpočtová metoda (Thermal performance of buildings - Transmission heat loss coefficient - Calculation method (ISO 13789:1997)) 6
3 Definice, značky a jednotky 3.1 Definice Pro účely této normy jsou použity definice podle ISO 7345 a dále tyto definice: 3.1.1 vnější teplota (external temperature): teplota vnějšího vzduchu 3.1.2 vnitřní teplota (internal temperature): aritmetický průměr teploty vzduchu a střední sálavé teploty ve středu místnosti (vnitřní suchá výsledná teplota) 3.1.3 požadovaná teplota (set-point temperature): návrhová vnitřní teplota 3.1.4 přerušované vytápění (intermittent heating): způsob vytápění, při kterém může být teplota v určitém časovém úseku nižší, než je teplota požadovaná 3.1.5 vytápěný prostor (heated space): místnosti nebo uzavřené prostory vytápěné na jednu nebo více požadovaných teplot 3.1.6 nevytápěný prostor (unheated space): místnosti nebo uzavřené prostory, které nejsou součástí vytápěného prostoru 3.1.7 teplotní zóna (thermal zone): část vytápěného prostoru s danou požadovanou teplotou, uvnitř kterého jsou odchylky vnitřní teploty zanedbatelné 3.1.8 měrný tepelný tok (heat transfer coefficient): podíl tepelného toku mezi dvěma teplotními zónami a rozdílu teplot v obou zónách 3.1.9 tepelná ztráta (heat loss): množství tepla odvedeného za danou dobu z vytápěného prostoru do vnějšího prostředí prostupem tepla a větráním 3.1.10 měrná tepelná ztráta (heat loss coefficient): podíl tepelného toku z vytápěného prostoru do vnějšího prostředí a rozdílu teplot mezi nimi POZNÁMKA Měrná tepelná ztráta budovy může být definována pouze pro budovy s jednou teplotní zónou. 3.1.11 tepelný zisk (heat gain): teplo vznikající ve vytápěném prostoru nebo vstupující do vytápěného prostoru z jiných zdrojů, než je otopná soustava 3.1.12 stupeň využití (utilisation factor): činitel redukující celkové měsíční nebo sezónní zisky (vnitřní nebo pasivní solární) na využitelnou část 3.1.13 výpočtové období (calculation period): časový úsek pro výpočet tepelných ztrát a zisků POZNÁMKA Nejčastěji užívanými výpočtovými obdobími jsou měsíce a otopné období. 3.1.14 potřeba tepla (heat use): teplo, které je třeba dodat vytápěnému prostoru pro zajištění požadované teploty vytápěného prostoru 3.1.15 potřeba energie na vytápění (energy use for heating): energie, kterou je třeba dodat otopné soustavě pro pokrytí potřeby tepla 7
3.2 Značky a jednotky Pro účely této normy platí uvedené veličiny a značky: Tabulka 1 - Značky a jednotky Značka Fyzikální veličina Jednotka A plocha m 2 a číselný parametr pro stupeň využití - b redukční činitel pro nevytápěné zóny - C účinná tepelná kapacita zóny J/K c měrná tepelná kapacita J/(kg K) e součinitel větrné expozice - F činitel - f součinitel větrné expozice - g celková propustnost slunečního záření - H měrný tepelný tok, měrná tepelná ztráta W/K h součinitel přestupu tepla W/(m 2 K) I množství tepla nebo energie na jednotku plochy J/m 2 l délka m n intenzita výměny vzduchu s -1 nebo h -1 R tepelný odpor m 2 K/W T termodynamická teplota K t čas, časový úsek s U součinitel prostupu tepla W/(m 2 K) V objem vzduchu ve vytápěné zóně m 3 V & objemový tok vzduchu m3 /s α pohltivost povrchu pro sluneční záření - β podíl délky časového úseku, kdy je v provozu větrací zařízení, a délky výpočtového období γ podíl tepelných zisků a tepelných ztrát - δ podíl součtu rozdílů teplot mezi vnitřním a vnějším prostředím za dobu, kdy je provětrávání v provozu, a téhož součtu za výpočtové období ε emisivita povrchu pro tepelné záření - η účinnost, stupeň využití tepelných zisků - θ Celsiova teplota C κ součinitel vztažený k tepelné ztrátě větraných solárních stěn - ρ hustota kg/m 3 σ Stefan-Boltzmanova konstanta (σ = 5,67x10-8 ) W/(m 2 K) τ časová konstanta s Φ tepelný tok W χ bodový činitel prostupu tepla (tepelného mostu) W/K Ψ lineární činitel prostupu tepla (tepelného mostu) W/(m K) ω podíl celkového solárního záření dopadajícího na prvek, když je vzduchová vrstva otevřená, a celkového solárního záření dopadajícího na prvek za výpočtové období POZNÁMKA Jako časová jednotka mohou být ve všech časově závislých veličinách místo sekund použity hodiny (např. pro časové úseky nebo pro intenzitu výměny vzduchu). V takovém případě je ale jednotkou energie watthodina [Wh] místo joule. - - - 8
Tabulka 2 - Seznam indexů C D F G P S T W V a c d e sluneční clony (žaluzie, závěsy) přímý rám zemina výkonový stínění prostup stěna větrání vzduch; skutečný kapacita denní; distribuce vnější; emise ex odpadní vzduch f ventilátor g zisky gc regulace ge produkce h vytápění; vytápěný i vnitřní j,k,m,n pomocné indexy l ztráta; vrstva nh bez vytápění o výstup p dělicí stavební prvek ps trvalé zastínění pp výpočtový výkon r sálavý; rekuperovaný s solární; osluněný prostor sup přiváděný t celkový; technický u nevytápěný v větrání w okna; voda x extra; přídavný y, z označení zóny kolmý 0 základní; referenční 50 při tlakovém rozdílu 50 Pa 4 Zásady postupu výpočtu a potřebné vstupní údaje 4.1 Energetická bilance Energetická bilance obsahuje následující položky (uvažuje se pouze citelné teplo): ztráty prostupem tepla a větráním mezi vnitřním a vnějším prostředím; ztráty prostupem tepla a větráním a tepelné zisky ze sousedních zón; užitečné vnitřní tepelné zisky. Tzn. využité množství tepla z vnitřních tepelných zdrojů; využité solární zisky; ztráty při výrobě a distribuci, emisní ztráty a ztráty regulací vytápěcího systému; vstup energie do otopné soustavy. Termíny energetické bilance jsou vysvětleny na obrázku 1. Přívod energie pro vytápění Sluneční zisky Energie ze spotřebičů Q Q s Metabolické teplo Q Vnitřní zisky i Q g Teplo předané tepelným zdrojem Q t η Q g Nevyužité teplo Využité zisky Rekuperace tepla Q V Potřeba tepla na vytápění Q Q T h Ohřev teplé vody Ztráty větráním Ztráty prostupem Q w Tepelná ztráta Q l Q r Systémové ohraničení budovy Zpětně získaná energie Technické ztráty Obrázek 1 - Roční energetická bilance budovy 9
4.2 Postup Tento článek popisuje postup pro nově navrhovanou budovu. V případě použití této normy pro stávající budovy se navíc musí dodržet postup uvedený v příloze A. 1) Stanoví se hranice vytápěného prostoru a v případě potřeby hranice zón a nevytápěných prostorů podle 4.3. 2) Jednozónové budovy: měrná tepelná ztráta budovy se vypočítá podle kapitoly 5. Vícezónové budovy: postupuje se podle přílohy B. 3) Určí se požadovaná teplota a případně parametry přerušovaného vytápění. 4) Při výpočtu za otopné období se stanoví nebo vypočítá délka otopného období aklimatické údaje podle 8.2. Poté se pro každý časový úsek výpočtu provede: 5) Výpočet tepelné ztráty Q l: a) vycházející z předpokladu konstantní vnitřní teploty, podle kapitoly 5; b) případně s přerušovaným vytápěním podle 5.3; 6) Výpočet vnitřních tepelných zisků Q i, podle 6.2; 7) Výpočet solárních tepelných zisků Q s, podle 6.3; 8) Výpočet stupně využití tepelných zisků, podle 7.2; 9) Výpočet potřeby tepla podle vztahu (18); Poté se pro celý rok provede: 10) Výpočet roční potřeby tepla na vytápění prostoru podle kapitoly 8; 11)Výpočet potřeby energie na vytápění s uvažováním ztrát nebo účinnosti otopné soustavy podle kapitoly 9. 4.3 Stanovení hranic a zón 4.3.1 Hranice vytápěného prostoru Hranice vytápěného prostoru sestávají ze stěn, nejnižší podlahy a stropů nebo střech, které oddělují posuzovaný vytápěný prostor od vnějšího prostředí nebo od sousedních vytápěných zón nebo od nevytápěných prostorů. Při dálkovém zásobování teplem je hranice u připojovacího místa budovy nebo vytápěcího systému. Pro odpadní vzduch se zpětným získáváním tepla je hranicí místo odvodu vzduchu z rekuperační jednotky. 4.3.2 Teplotní zóny Podle potřeby se vytápěný prostor dělí na odlišné teplotní zóny. Pokud je vytápěný prostor vytápěn na celkově stejnou teplotu a pokud jsou solární tepelné zisky relativně malé nebo rovnoměrně rozdělené po celé budově, použije se postup výpočtu pro jednu zónu. Dělení na zóny není nutné, pokud: a) se požadované teploty mezi teplotními zónami vzájemně neodlišují o více než 4 K a pokud se dá předpokládat, že poměry tepelných ztrát a zisků se navzájem odlišují o méně než 0,4 (např. mezi severní a jižní zónou), nebo b) dveře mezi teplotními zónami jsou pravděpodobně otevřené, nebo c) zóna je malá a dá se předpokládat, že se celková potřeba tepla budovy nezmění o více než 5 %, pokud se tato zóna spojí se sousední větší zónou. V takových případech platí postup výpočtu pro jednu zónu, a to i v případě, že požadované teploty nejsou shodné. Jako vnitřní teplota se pak použije: θ = i H z z z H θ z iz kde θ iz je požadovaná teplota zóny z; H z měrná tepelná ztráta zóny z, podle kapitoly 5. V jiných případech, zejména u víceúčelových budov, se budova rozdělí na odlišné zóny. Použije se postupu výpočtu podle přílohy B. (1) 10
4.4 Vstupní údaje 4.4.1 Původ a druh vstupních údajů Pokud nejsou uvedeny odkazy na evropské normy, mohou být potřebné údaje převzaty z národních norem nebo jiných vhodných dokumentů, které jsou k dispozici. Informativní přílohy této normy udávají hodnoty nebo postupy k určení hodnot pro případ, že potřebné údaje nejsou k dispozici. Pro optimalizaci plánované budovy nebo ke zlepšení stávající budovy musí být použity nejlepší dostupné údaje a podklady pro budovu (viz příloha A). Pokud ale nejsou k dispozici žádné lepší odhady, jako první přiblížení mohou být použity smluvní hodnoty. K předpovědi potřeby tepla na vytápění nebo k posouzení shody s normami se použijí smluvní hodnoty, aby bylo možné porovnávat výsledky pro různé budovy. Používaná soustava rozměrů stavebních konstrukcí musí v celém výpočtu zůstat shodná. Mohou se používat vnitřní, vnější nebo celkové vnitřní rozměry. Zvolený přístup musí ale zůstat shodný v celém výpočtu a musí být uveden v protokolu o výpočtu. POZNÁMKA Některé hodnoty lineárních činitelů prostupu tepla tepelných mostů závisí na zvolené soustavě rozměrů. 4.4.2 Vstupní údaje o budově Vstupní údaje potřebné pro jednozónový výpočet jsou uvedeny dále. Některé tyto údaje se mohou v jednotlivých výpočtových obdobích odlišovat (např. korekční činitele stínění, intenzita výměny vzduchu v chladných měsících). V vnitřní objem vytápěného prostoru; C účinná tepelná kapacita vytápěného prostoru podle 7.2, nebo τ η h časová konstanta vytápěného prostoru; účinnost otopné soustavy. POZNÁMKA Buď je udáno C nebo τ, nikdy obě hodnoty současně. 4.4.3 Vstupní údaje pro stanovení tepelných ztrát H T měrná ztráta prostupem tepla podle EN ISO 13789 Pro výpočet tepelné ztráty větráním jsou potřebné tyto údaje: V & objemový tok vzduchu z prostoru do vnějšího prostředí; Pro stanovení tohoto objemového toku vzduchu mohou být použity některé z následujících veličin: n d návrhová intenzita výměny vzduchu; n 50 intenzita výměny vzduchu při tlakovém rozdílu 50 Pa; V & f návrhový objemový tok vzduchu větracím zařízením; η v účinnost systému zpětného získávání tepla z odpadního vzduchu. 4.4.4 Vstupní údaje pro stanovení tepelných zisků Φ i průměrné vnitřní tepelné zisky v časovém úseku výpočtu; Pro zasklené části obvodového pláště budovy musí být odděleně pro každou orientaci (vodorovnou a svislou jižní, severní, atd.) zjištěny: A plocha otvoru v obvodovém plášti budovy pro každé okno nebo dveře; F F korekční činitel okenního rámu. Podíl plochy průsvitné části nezakryté rámem k ploše A; F C korekční činitel slunečních clon. Redukce pronikání slunečního záření díky trvalé sluneční cloně; F S korekční činitel stínění. Průměrná hodnota zastíněného podílu plochy A; g celková propustnost slunečního záření NÁRODNÍ POZNÁMKY Vysvětlení vnitřních, vnějších a celkových vnitřních rozměrů obsahuje ČSN EN ISO 13789. Přednostně se doporučuje používat vnějších rozměrů, zejména v rané fázi projektování budovy. Chyba vzniklá zanedbáním energetického vlivu tepelných mostů je v tomto případě zpravidla nejmenší. Jako okenice jsou v EN ISO 10077-1 označovány různé systémy žaluzií, okenic, rolet apod. 11
Na rozdíl od 5.2 v EN ISO 13789 může být pro stanovení tepelných ztrát oken s okenicemi užito hodnot denních průměrů součinitele prostupu tepla určených na základě hodnot podle EN ISO 10077-1. POZNÁMKA Sběrné plochy, které nepřinášejí energii přímo do vytápěného prostoru (např. solární kolektory připojené k oddělenému zásobníku tepla nebo fotovoltaické články) se v této části výpočtu neuvažují. Taková zařízení se považují za část otopné soustavy. Doplňkové údaje se mají získat o těch částech obvodového pláště budovy, které obsahují vytápěcí zařízení a prvky shromažďující sluneční záření - jako jsou transparentní izolace, větrané solární stěny, zimní zahrady apod. Dále se mají získat informace pro výpočet účinku přerušovaného vytápění. Potřebné údaje jsou uvedeny v odpovídajících přílohách. 4.4.5 Klimatické údaje průměrné vnější teploty v každém měsíci nebo za otopné období, v C; θ e I s,j celkové množství energie slunečního záření na jednotkovou plochu v každém měsíci nebo za otopné období pro každou orientaci, v J/m 2. 4.4.6 Údaje o chování uživatelů θ i požadovaná vnitřní teplota, v C; Pokud se má zohlednit vliv přerušovaného vytápění, je třeba uvážit doplňkové údaje, které jsou uvedeny vpříloze J. 5 Tepelná ztráta při konstantní vnitřní teplotě 5.1 Postup Celková tepelná ztráta Q l jednozónové budovy s konstantní vnitřní teplotou během daného časového úseku se stanoví podle vztahu: Q l H ( ) t = θ i θ e (2) kde θ i je požadovaná vnitřní teplota, v C; θ e průměrná vnější teplota během časového úseku, v C; t délka časového úseku, v s; H měrná tepelná ztráta budovy, v W/K: H = H T + H V (3) kde H T je měrná ztráta prostupem tepla vypočtená podle EN ISO 13789, v W/K (prvky obvodového pláště budovy obsahující větrací zařízení viz příloha C); H V měrná tepelná ztráta větráním (viz 5.2). POZNÁMKA Výraz (θ i - θ e ) t označuje denostupně, které jsou v různých zemích definovány odlišně. Vztah (2) může být upraven na národní úrovni, aby bylo možné použít denostupňů. Výsledek upraveného vztahu musí být totožný s výsledkem vztahu (2) pro libovolnou obytnou budovu. 5.2 Měrná tepelná ztráta větráním 5.2.1 Postup Měrná tepelná ztráta větráním H V se stanoví ze vztahu: H V. = V ρ c a a (4) kde V & je objemový tok vzduchu v budově, včetně výměny vzduchu nevytápěnými prostory; ρ a c a tepelná kapacita vzduchu o jednotkovém objemu. POZNÁMKA ρ a c a = 1200 J/(m 3 K), pokud je objemový tok vzduchu V & vyjádřen v m 3 /s; ρ a c a = 0,34 Wh/(m 3 K), pokud je objemový tok vzduchu V & vyjádřen v m 3 /h. 12
Objemový tok vzduchu V & může být vypočítán ze stanovené intenzity výměny vzduchu n takto:. V = V n (5) kde V je objem vytápěného prostoru stanovený z vnitřních rozměrů. 5.2.2 Minimální větrání Z hlediska pohody prostředí a z hygienických důvodů se požaduje jistá minimální výměna vzduchu V min, když je budova užívána. Minimální výměna vzduchu se stanoví na národní úrovni s uvážením typu budovy a způsobu užívání. POZNÁMKA Pokud nejsou k dispozici žádné národní údaje, doporučuje se pro byty:. n min = 0,5 h -1 tedy V min = 0,5.V m 3 /h (6) V budovách s řízeným větráním podle potřeby, v místnostech s vysokými stropy a v budovách s dlouhými přestávkami využívání může být požadovaná intenzita výměny vzduchu nižší. 5.2.3 Přirozené větrání Celkový objemový tok vzduchu musí být určen jako větší z těchto veličin: minimální výměna vzduchu V & min a návrhová výměna vzduchu V & d.. V. max V. = min; V d (7) POZNÁMKA Pokud nejsou k dispozici žádné národní údaje, může být intenzita výměny vzduchu převzata z tabulky F.2 nebo F.3. 5.2.4 Mechanické větrací systémy Celkový objemový tok vzduchu je určen jako součet objemového toku stanoveného z průměrného objemového toku vzduchu větracím systémem v provozu V & f a přídavného toku vzduchu V & x vyvolaného větrem a vztlakem při netěsném obvodovém plášti budovy:.. V = V f + V x. Pro systémy s nuceným přívodem a odvodem vzduchu odpovídá V & f vždy větší hodnotě, buď objemovému toku přiváděného vzduchu, V & sup, nebo odváděného vzduchu, V & ex. (8) POZNÁMKA Pokud nejsou k dispozici žádné národní údaje, může být přídavný objemový tok vzduchu vypočítán takto:. V n50 e Vx = (9) 2.. f ex 1 V sup V + e V n 50 kde n 50 je intenzita výměny vzduchu při rozdílu barometrického tlaku 50 Pa mezi vnitřním a vnějším prostředím se zahrnutím vlivu otvorů pro přívod vzduchu; e a f součinitelé větrné expozice, které je možné nalézt v příloze F. Pokud není mechanické větrání v provozu nepřetržitě, výměna vzduchu se vypočítá ze vztahu: kde.... V = V 0 + V& ' x 1 x V & f V & x ( β ) + V f + V β je návrhový objemový tok vzduchu způsobený mechanickým větráním; přídavný objemový vzduchový tok infiltrací při zapnutém mechanickém větrání způsobený účinky větru a vztlaku; (10) 13
V & o V & x objemový tok vzduchu přirozeným větráním (při vypnutém mechanickém větrání) včetně toku vzduchovody větracího systému; přídavný objemový vzduchový tok infiltrací při vypnutém mechanickém větrání způsobený účinky větru a vztlaku; V & x = V n50 e; β podíl délky časového úseku, kdy je v provozu větrací zařízení, a délky výpočtového období. Pro mechanické systémy s proměnlivou návrhovou výměnou vzduchu, je V & f průměrnou výměnou vzduchu ventilátory během jejich provozní doby. 5.2.5 Mechanické větrací systémy s výměníky tepla Pro budovy s ohřevem čerstvého vzduchu teplem odpadního vzduchu jsou tepelné ztráty mechanickým větráním sníženy činitelem (1 - η V ), kde η V je účinnost systému zpětného získávání tepla ve vzduchovém výměníku. Efektivní výměna vzduchu pro výpočet tepelné ztráty se stanoví ze vztahu:.. f 1 ( ) V x V = V η + v. U systémů využívajících odpadní teplo vzduchu pro ohřev teplé užitkové vody nebo pro vytápění pomocí tepelného čerpadla se výměna vzduchu započítá bez redukce. Snížení potřeby energie jako důsledek zpětného získávání tepla se zohlední ve výpočtu potřeby energie příslušného větracího systému. 5.3 Účinek přerušovaného vytápění Při přerušovaném vytápění je tepelná ztráta snížena díky tomu, že průměrná vnitřní teplota je nižší. Tepelné ztráty při přerušovaném vytápění mohou být vypočítány podle vztahu (2), kde se nahradí návrhová teplota průměrnou vnitřní teplotou. Snížení tepelných ztrát může být také určeno přímo. POZNÁMKA Tepelná ztráta při přerušovaném vytápění může být určena podle národního postupu. Pokud národní údaje chybí, potřebný postup uvádí příloha J. (11) 6 Tepelné zisky 6.1 Celkové tepelné zisky Vnitřní tepelné zisky Q i a solární zisky Q s tvoří celkový tepelný zisk Q g : Q g = Q i + Q s (12) 6.2 Vnitřní tepelné zisky Vnitřní tepelné zisky Q i obsahují veškeré teplo, které je produkováno ve vytápěném prostoru vnitřními zdroji, které nepatří k otopné soustavě. Jedná se např. o: metabolické teplo obyvatel; teplo od spotřebičů a osvětlovacích zařízení; čisté zisky z rozvodů teplé užitkové vody a odpadní vody. Pro výpočet podle této normy je vhodné použít průměrných měsíčních nebo sezónních hodnot. V takovém případě je: Q [ Φ + ( b) Φ ] t = Φ t i = ih 1 iu i kde Φ ih je průměrný výkon vnitřních tepelných zisků ve vytápěných prostorech, ve W; Φ iu průměrný výkon vnitřních tepelných zisků v nevytápěných prostorech, ve W; (13) 14
Φ i průměrný výkon vnitřních tepelných zisků, ve W; b redukční činitel definovaný v EN ISO 13789. POZNÁMKA Mezi různými domácnostmi a mezi různými klimatickými oblastmi existují významné odlišnosti. Hodnoty se budou proto obvykle stanovovat na národní úrovni. Pokud nejsou žádné národní údaje k dispozici, doporučuje se vnitřní zisky uvažovat ve výši 5 W/m 2 podlahové plochy vytápěného prostoru. 6.2 Solární zisky 6.2.1 Základní vztahy Solární zisky vycházejí ze slunečního záření, které je obvykle v dané lokalitě k dispozici, z orientace sběrných ploch, trvalého stínění a charakteristik solární propustnosti a pohltivosti sběrných ploch. Za sběrné plochy se považují zasklení, vnitřní stěny a podlahy zimních zahrad, stěny za transparentními kryty a transparentními izolacemi. Neprůsvitné plochy vystavené slunečními záření - viz příloha D. Pro daný časový úsek se solární tepelný zisk vypočítá podle vztahu: Qs = I j s A j n snj (14) kde první suma (j) zahrnuje všechny orientace a druhá suma (n) všechny sběrné povrchy a kde I sj je celkové množství energie globálního slunečního záření na jednotku povrchu n o orientaci j během časového úseku výpočtu; A snj solárně účinná sběrná plocha povrchu n o orientaci j. Je to plocha černého tělesa, které má stejný solární zisk jako uvažovaný povrch. POZNÁMKA I sj může být nahrazeno součinitelem orientace, kterým se bude násobit celkové sluneční záření dopadající na plochu při jedné orientaci (např. na svislou jižní). Solární zisky nevytápěných prostorů se vynásobí odpovídajícím výrazem (1 - b) definovaným v EN ISO 13789 a přičtou se k solárním ziskům vytápěných prostorů (viz příloha D). 6.3.2 Účinná sběrná plocha Účinná sběrná plocha, A s, zaskleného prvku obvodového pláště budovy, např. okna je dána vztahem: A s = A FS FC FF g (15) kde A je plocha otvoru sběrné plochy (např.plocha okna); F S korekční činitel stínění; F C korekční činitel clonění (prvky protisluneční ochrany); F F korekční činitel rámu. Podíl průsvitné plochy a celkové plochy zaskleného prvku; g celková propustnost slunečního záření. POZNÁMKA V korekčním činiteli stínění se uvažuje jen trvalé stínění, které se nemění v závislosti na solárních ziscích nebo vnitřní teplotě. Zařízení protisluneční ochrany ovládané uživatelem nebo řízené automaticky se implicitně zohlední ve stupni využití. NÁRODNÍ POZNÁMKA Redukční činitel b se v EN ISO 13789 používá pro vyjádření vlivu sousedního nevytápěného prostoru na tepelnou propustnost. 15
6.3.3 Celková propustnost slunečního záření zasklení Celková propustnost slunečního záření zasklení g ve vztahu (15) je časově zprůměrovanou hodnotou podílu propuštěné energie nezastíněným prvkem k energii dopadající na jeho povrch. Pro okna a další zasklené části obvodového pláště budovy udává EN 410 metodu stanovení celkové propustnosti slunečního záření kolmé k ploše zasklení. Tato hodnota g je o něco větší než časově zprůměrovaná hodnota propustnosti. Proto se zavádí korekční činitel F W : g = F W. g (16) POZNÁMKA Informace o korekčním činiteli jsou uvedeny v příloze G, spolu s typickými hodnotami celkové propustnosti slunečního záření. 6.3.4 Korekční činitel stínění Korekční činitel stínění, F S, jehož hodnoty se pohybují v intervalu 0 až 1, představuje redukci dopadajícího slunečního záření v důsledku trvalého zastínění příslušné plochy z těchto důvodů: zastínění jinými budovami; zastínění topografické (vyvýšení terénu, stromy apod.); zastínění přečnívajícími částmi téhož prvku; zastínění jinými částmi téže budovy; umístění okna ve vztahu k rovině fasády. Korekční činitel stínění je definován jako: Is,ps FS = Is (17) kde I s,ps je celkové množství energie slunečního záření přijaté sběrnou plochou s trvalým stíněním během otopného období; I s celkové množství energie slunečního záření, které by bylo přijato sběrnou plochou bez trvalého stínění během otopného období. POZNÁMKA Další informace o korekčním činiteli stínění jsou uvedeny v příloze G. 6.3.5 Korekční činitel slunečních clon Korekční činitel slunečních clon má jinou hodnotu než jedna jen tehdy, jsou-li sluneční clony trvalé. Tento činitel je definován jako podíl průměrného množství solární energie vstupující do budovy se slunečními clonami a množství solární energie, jaká by vstupovala do budovy bez slunečních clon. Část slunečního záření, která je zadržena slunečními clonami umístěnými uvnitř budovy a přeměněna na teplo, se uvažuje jako teplo vstupující do budovy. POZNÁMKA Další informace o korekčním činiteli slunečních clon jsou uvedeny v příloze G. 6.3.6 Zvláštní prvky Zvláštní stavební prvky pro shromažďování solární energie, jako jsou solární tepelněakumulační prostory, předsazené skleníky, transparentní izolace a větrané prvky obvodového pláště, vyžadují pro stanovení tepelných ztrát a zisků zvláštní postupy výpočtu. Postupy pro některé z těchto prvků jsou uvedeny v příloze C (přídavné ztráty) a v příloze D (solární zisky). 7 Potřeba tepla 7.1 Tepelná bilance Tepelné ztráty Q l a tepelné zisky Q g se vypočítávají pro každý časový úsek výpočtu. Potřeba tepla na vytápění pro každý časový úsek výpočtu se stanoví ze vztahu: Q = Q η h l Q g přičemž Q l = 0 a η = 0, je-li průměrná vnější teplota vyšší než požadovaná vnitřní teplota. Stupeň využití tepelných zisků, η, je redukčním činitelem tepelných zisků. Zavádí se do ustálené energetické bilance pro zohlednění dynamického chování budovy. (18) 16
7.2 Stupeň využití tepelných zisků Za předpokladu dokonalé regulace vytápěcího systému mají největší vliv na stupeň využití tepelných zisků tyto veličiny: poměr tepelných zisků a tepelných ztrát, γ, který se stanoví ze vztahu: γ = Q g Q l (19) a časová konstanta τ charakterizující tepelnou setrvačnost vytápěného prostoru: C τ = H (20) kde C je účinná vnitřní tepelná kapacita. Je rovna množství tepla naakumulovanému v budově, pokud vnitřní teplota periodicky kolísá ve tvaru sinusoidy s periodou 24 h a amplitudou 1 K. POZNÁMKA Postup výpočtu účinné vnitřní tepelné kapacity je uveden v příloze H. Účinná vnitřní tepelná kapacita může být také stanovena na národní úrovni s uvážením typu konstrukce. Může se jednat o přibližnou hodnotu. Dostatečná je relativní přesnost desetkrát nižší než relativní přesnost tepelné ztráty. Časové konstanty pro typické stavební konstrukce mohou být také uvedeny na národní úrovni. Stupeň využití tepelných zisků se vypočítá ze vztahu: a 1 γ η = pro γ 1 (21) a+ 1 1 γ a η = pro γ = 1 (22) a + 1 kde a je číselný parametr závislý na časové konstantě τ definovaný ve vztahu (23): a = a 0 + τ τ 0 (23) Hodnoty a 0 a τ 0 jsou uvedeny v tabulce 3. Tabulka 3 - Číselné hodnoty parametru a 0 a časové konstanty τ 0 Postup výpočtu a 0 τ 0 [h] Po měsících 1 16 Pro otopné období 0,8 28 Obrázek 2 udává stupeň využití tepelných zisků pro postup výpočtu po měsících při různých časových konstantách. 17
Stupeň využití tepelných zisků 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 8 h 1 den 2 dny 1 týden nekonečně 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Poměr tepelných zisků a ztrát Obrázek 2 - Stupeň využití tepelných zisků pro postup výpočtu po měsících při časové konstantě rovné 8 hodinám, 1 dnu, 2 dnům, 1 týdnu a nekonečnu POZNÁMKA Stupeň využití tepelných zisků je stanoven nezávisle na vlastnostech otopné soustavy. Vychází se z předpokladu dokonalé teplotní regulace a ideálního plynulého nastavení výkonu. Účinky pomalé reakce vytápění a nedokonalé regulace systému mohou být významné a závisí na poměru tepelných zisků a tepelných ztrát. Tato skutečnost by se měla zohlednit v části výpočtu týkající se otopné soustavy (viz 9.3). 8 Roční potřeba tepla budovy 8.1 Postup výpočtu po měsících Délka otopného období není stanovena. Roční potřeba tepla je součtem hodnot ze všech měsíců, pro které je průměrná vnější teplota nižší než požadovaná vnitřní teplota: Q h = n Q hn 8.2 Postup výpočtu pro otopné období První a poslední den otopného období a tím jeho délka a průměrné meteorologické podmínky mohou být určeny na národní úrovni pro zeměpisné oblasti a pro typické budovy. Otopné období zahrnuje všechny dny, ve kterých tepelné zisky stanovené se smluvním stupněm využití tepelných zisků η 0, nevyváží tepelnou ztrátu. To je tehdy, když: ηo Qgd θ ed θ id H t d kde θ ed je denní průměrná vnější teplota; θ id denní průměrná vnitřní teplota; η o smluvní stupeň využití tepelných zisků vypočítaný pro γ = 1; Q gd denní průměr vnitřních a solárních zisků; H měrná tepelná ztráta budovy; t d počet hodin během dne. Tepelné zisky ve vztahu (25) mohou být stanoveny za pomoci smluvních národních nebo regionálních hodnot denního globálního záření a ohraničení otopného období. Měsíční průměrné hodnoty denních teplot a tepelných zisků se přiřadí vždy k 15. dnu každého měsíce. Ke stanovení hraničních dnů podle rovnice (25) se využije lineární interpolace. Potřeba tepla na vytápění pro otopné období se vypočítá postupem podle 4.2, přičemž výpočtovým obdobím je celé otopné období. (24) (25) 18
9 Potřeba energie na vytápění 9.1 Potřeba energie Účinnosti a tepelné ztráty otopné soustavy uvedené dále jsou vztaženy k tepelným tokům a použity k zjištění množství energie potřebné pro vytápění. Otopné soustavy zpravidla potřebují pomocná zařízení (čerpadla, ventilátory, regulační elektroniku, apod.), která většinou užívají elektrickou energii. Část této energie se využije ve prospěch vytápění. Tato přídavná zařízení jsou závislá na otopné soustavě a v tomto výpočtu se nezohledňují. Bez ohledu na to by měly být zahrnuty do celkové energetické bilance. Dokud neexistuje žádná evropská norma, tepelné ztráty a účinnosti se definují a počítají podle národních údajů. Pro dané období se potřeba energie Q, kterou je třeba do otopné soustavy dodat, stanoví takto: Q + Q = Q + Q + Q r h w t (26) kde Q je potřeba energie na vytápění budovy; Q r Q h Q w Q t teplo zpětně získané z přídavných zařízení, z vytápěcího systému a z okolního prostředí; potřeba tepla na vytápění budovy; potřeba tepla na ohřev teplé užitkové vody; celková tepelná ztráta vytápěcího systému. 9.2 Teplo pro ohřev teplé užitkové vody Množství tepla potřebné pro ohřev teplé užitkové vody se stanoví ze vztahu: Q w w ( θ θ ) = ρ c V + w o (27) kde ρ je hustota vody, ρ = 1000 kg/m 3 ; c V w θ w θ o měrná tepelná kapacita vody, c = 4180 J/(kg K); množství teplé vody během výpočtového období; teplota teplé užitkové vody; teplota vody na vstupu do systému ohřevu. Tepelné ztráty systému přípravy teplé vody se zahrnují do tepelných ztrát vytápěcího systému. Tepelné zisky budovy z rozvodu vody jsou obvykle stejně velké jako tepelné ztráty způsobené rozvody studené vody a odpadní vody a mohou být tedy v tepelné bilanci budovy zanedbány. Pokud se tyto ztráty a zisky budou uvažovat, měly by se uvažovat oboje. 9.3 Tepelné ztráty otopné soustavy Celkové tepelné ztráty mohou být vyjádřeny podrobněji: Q = Q + Q + Q + Q + Q t e c d ge gc (28) Jednotlivé ztráty jsou definovány takto: Q e Q c Q d Q ge Q gc je přídavná tepelná ztráta jako důsledek nerovnoměrného rozložení teplot. Tato tepelná ztráta např. obsahuje přídavnou tepelnou ztrátu obvodovými stěnami sáláním a prouděním mezi otopnými tělesy a povrchem stěny za nimi. je přídavná tepelná ztráta jako důsledek toho, že teplota v místnosti a regulace distribučního systému nejsou ideální. Tato tepelná ztráta závisí na vlastnostech regulačního zařízení (přesnost čidel, časová konstanta, oblast proporcionality, apod.) a na dynamických vlastnostech otopné soustavy. je tepelná ztráta rozvodu tepla, která se nevyužije ke krytí potřeby tepla na vytápění. Tato tepelná ztráta závisí na uspořádání potrubního systému, jeho umístění, jeho tepelné izolaci a na teplotě otopného media. je tepelná ztráta zdroje tepla během provozu a tepelné pohotovosti. je přídavná tepelná ztráta v důsledku toho, že regulace zdroje tepla není ideální. Závisí na charakteristikách regulačního zařízení a na dynamických vlastnostech otopné soustavy. 19
9.4 Účinnost otopné soustavy Potřeba energie budovy může být také vypočítána podle vztahu: Q + Q r Q = h + Q η h w kde se definuje účinnost otopné soustavy takto: Qh + Qw ηh = Q + Q + Q h t w (29) (30) POZNÁMKA η h může být vyjádřena jako dílčí účinnost vztažená na určitou část otopné soustavy. 10 Protokol Protokol, který udává hodnocení roční potřeby energie budovy v souladu s touto normou, musí obsahovat přinejmenším následující údaje: 10.1 Vstupní údaje Všechny vstupní údaje musí být uvedeny a zdůvodněny, např. odkazem na mezinárodní nebo národní normy, nebo na odpovídající přílohy této normy nebo na jiné dokumenty. Odhad přesnosti těchto vstupních údajů musí být také uveden. Předpokládá se, že smluvní údaje mají dostatečnou přesnost. Dále musí být v protokolu uvedeno: a) odkaz na tuto normu; b) účel výpočtu (např. k posouzení shody s předpisy, k optimalizaci využití energie, k posouzení efektu možných energetických úsporných opatření, k předpovědi potřeby energetických zdrojů, apod.); c) popis budovy, jejích konstrukcí a jejího umístění; d) popis rozdělení budovy na jednotlivé zóny a přiřazení místností k jednotlivým zónám, pokud bylo dělení prováděno; e) informace o tom, zda byly používány vnitřní nebo vnější rozměry; f) informace o tom, která z metod byla použita (měsíční nebo sezónní); g) potřebné informace o přerušovaném vytápění, pokud bylo uvažováno. 10.2 Výsledky 10.2.1 Pro každou zónu v budově a každý časový úsek výpočtu h) celková tepelná ztráta při požadované vnitřní teplotě; i) vnitřní tepelné zdroje; j) solární zisky; k) čistá potřeba tepla na vytápění. 10.2.2 Pro celou budovu l) roční potřeba tepla na vytápění; m) roční potřeba energie, pokud je požadována. Spotřeba energie z různých zdrojů (elektřina, topný olej, plyn, uhlí, apod.) má být uvedena jednotlivě a v součtu. Pokud jsou použity jiné vstupní údaje než smluvní, musí být proveden odhad nejistoty výsledku v důsledku nepřesností vstupních údajů. POZNÁMKY 1 Další informace o přesnosti postupu výpočtu obsahuje příloha K. 2 Příklad výpočtu a odpovídajícího protokolu je uveden v příloze L. 3 Na národní úrovni mohou být požadovány i další doplňkové informace. 20
Příloha A (normativní) Použití pro stávající budovy A.1 Možná použití Hodnocení potřeby energie se u stávajících budov provádí pro různé účely, jako jsou: 1. Transparentnost při komerčních úvahách doložením určité úrovně energetického chování; 2. Předpovědi energetických úspor, jaké mohou být různými opatřeními dosaženy - jako pomoc při plánování sanačních opatření. V protikladu k novým budovám, mohou být u stávajících budov získány užitečné informace, které zlepšují spolehlivost výsledků. Z tohoto důvodů by měl být postup výpočtu podle této normy podle možnosti přizpůsoben tak, aby takových možností využil. Využije se dále uvedený přístup. A.2 Posouzení údajů Spotřeba energie stávající budovy musí být zjištěna co nejpřesněji. K tomu slouží zaznamenané údaje, účty za energii nebo měření. Dále mají být pozorováním, měřením nebo monitorováním zjišťovány další údaje, jakými jsou skutečné klimatické údaje, vzduchová propustnost prvků obvodového pláště, účinnost otopné soustavy, skutečné vnitřní podmínky (užívání budovy, přerušované vytápění, teploty, větrání, apod.), pokud jsou dosažitelné při vynaložení přiměřených nákladů. Vstupní údaje, které nemohou být změřeny, se převezmou z národních dokumentů nebo norem shodně jako pro projektovanou budovu. POZNÁMKA Spotřeba energie se může uvést do korelace s klimatickými daty, pokud se s vhodnou periodou pravidelně zjišťují spotřeba a teploty. Takové metody jsou založeny na celkovém modelování celého systému. Mohou se odlišovat od modelu popsaného v této normě. A.3 Výpočty Potřeba energie stávající budovy se musí určit podle této normy s využitím shromážděných údajů jako vstupních dat. Musí být zhodnocena spolehlivost výsledku a porovnána se spolehlivostí experimentálních údajů spotřeby energie. Pokud je jejich shoda významná, je možné předpokládat, že model včetně určených vstupních údajů je správný. Pokud se spolehlivost výsledku a spolehlivost experimentálních dat nepřekrývají významně, je třeba provést průzkum budovy s cílem ověřit některé údaje nebo zavést další ovlivňující činitele, které dosud nebyly uvažovány, a provést opakovaný výpočet s novým souborem vstupních údajů. A.4 Energetický průkaz Pro účel 1 podle A.1 (stanovení energetického průkazu) je soubor vstupních údajů upraven tak, aby obsahoval smluvní způsob chování obyvatel (užívání budovy) a poté se potřeba energie budovy stanoví znovu. A.5 Plánování modernizačních opatření staré výstavby Pro účel 2 podle A.1 (plánování modernizačních opatření) se ve výpočtu použijí skutečná data. Pokud se dá předpokládat, že budova nebyla normálně užívána (např. nedostatečné vytápění nebo přetápění, nedostatečné nebo nadbytečné větrání), použijí se pro plánování modernizačních opatření vhodné údaje místo naměřených. Základní potřeba energie na vytápění budovy v původním stavu se pak vypočítá na základě těchto vhodných údajů. Poté se upraví vstupní údaje tak, aby odpovídaly plánovanému modernizačnímu zásahu a výpočet se provede znovu s cílem zjistit účinnost opatření (nebo souboru opatření) na potřebu energie. 21
Příloha B (normativní) Výpočtová metoda pro vícezónové modely Při výpočtu po měsících se postupuje takto: 1. Stanoví se vytápěný prostor podle 4.3.1. 2. Vytápěný prostor se rozdělí na vytápěné zóny podle 4.3.2. Pro každou zónu, z, se shromáždí vstupní údaje podle 4.4. 3. K údajům podle 4.4 se navíc shromáždí údaje mezizónové. Těmi jsou: měrná ztráta prostupem tepla mezi zónami z a y, nebo; H T,zy U j,zy součinitel prostupu tepla každého stavebního prvku j, který odděluje tyto zóny, A j,zy plocha stavebního prvku j, Ψ k,zy lineární činitel prostupu tepla dvourozměrného tepelného mostu k, l k,zy délka na které se uplatňuje dvourozměrný tepelný most k, χ n,zy bodový činitel prostupu tepla trojrozměrného tepelného mostu n, V & zy a V & yz objemové toky vzduchu mezi zónami y a z. 4. Měrná tepelná ztráta zóny, H z, se pro každou zónu stanoví odděleně, podle kapitoly 5 s použitím intenzity výměny vstupujícího vzduchu pro tepelnou ztrátu větráním. 5. Měrný tepelný tok mezi zónami z a y, H zy, se určí podobným způsobem, s uvážením přenosu tepla mezi zónami vedením tepla (stavebními prvky a zeminou) a větráním: H zy = H + ρ c T,zy a a V& zy Pak pro každý měsíc a každou zónu: 6. Vypočítají se tepelné toky zahrnující tepelné ztráty prostupem a větráním do a ze sousedních zón a mezi každou zónou a vnějším prostředím. Předpokládá se konstantní vnitřní teplota: Ql, zy = Hzy ( θ z θ y ) t a Ql, z = Ql,zy + H z ( θi θ e ) t (B.2) y Pokud je Q l,zy < 0, považuje se zóna z za nevytápěný prostor a výpočet pokračuje pro následující zónu od kroku 4. 7. Pokud je požadováno, určí se vliv přerušování vytápění. Zjednodušenou metodu uvedenou v příloze J není ale možné použít, pokud mají jednotlivé zóny rozdílné režimy tlumení a přerušování vytápění. 8. Vnitřní a solární zisky Q g,z se vypočítají podle 6.2 a 6.3. 9. Stupeň využitelnosti tepelných zisků, η z, se určí podle 7.2. 10. Potřeba tepla se stanoví jako rozdíl mezi tepelnou ztrátou a využitými tepelnými zisky: Q h,z = Q η Q l,z z g,z Celková potřeba tepla budovy pro každý měsíc je součtem všech hodnot potřeby tepla pro každou zónu: Q h = Qh,z (B.4) a roční potřeba tepla na vytápění se určí jako součet všech hodnot potřeby tepla pro jednotlivé měsíce. Potřeba tepla na vytápění se vypočítá podle kapitoly 9. Rozdělení do zón musí být popsáno v protokolu. (B.1) (B.3) 22
Příloha C (normativní) Přídavné tepelné ztráty zvláštními prvky obvodového pláště C.1 Větrané solární stěny (Trombeho stěny) Následující pravidla platí pro stěny navržené ke shromažďování solární energie podle obrázku C.1, přičemž: objemový tok vzduchu je automaticky zastaven, pokud je vzduchová vrstva chladnější než vytápěný prostor, a výměna vzduchu je mechanicky nastavena na konstantní hodnotu, V &, pokud je vzduchová vrstva teplejší než vytápěný prostor. Průsvitná krycí vrstva Vzduchová vrstva Obrázek C.1 - Proudění vzduchu ve větrané solární stěně C.1.1 Potřebné údaje A plocha větrané solární stěny; A s účinná sběrná plocha větrané solární stěny (viz 6.3.2); R i vnitřní tepelný odpor stěny, mezi vzduchovou vrstvou a vnitřním prostředím; R e vnější tepelný odpor stěny, mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím; R l tepelný odpor vzduchové vrstvy; V & návrhová hodnota objemového vzduchového toku větranou vrstvou; h c, h r součinitele přestupu tepla ve vzduchové vrstvě vlivem proudění a sálání; celkové energie slunečního záření dopadajícího na větranou solární stěnu během výpočtového období. I S C.1.2 Výpočtová metoda Výpočet tepelné ztráty vychází z požadované vnitřní teploty a z vnější teploty. Solární zisky se počítají podle D.3. Přídavná měrná tepelná ztráta takové stěny se vypočítá podle vztahu: 2. U e H = ρa ca V Ui δ κ kde ρ a a c a jsou popsány v 5.2; U i a U e součinitele prostupu tepla vnitřní a vnější části: U δ i 1 = a R R l i + 2 U e (C.1) 1 = (C.2) R R l e + 2 je podíl součtu teplotních rozdílů mezi vnitřním a vnějším prostředím v době, kdy je provětrávání v provozu, a téhož součtu za výpočtové období (viz obrázek C.2). 23