VÝPOČET TEPELNÝCH ZTRÁT A. Potřebné údaje pro výpočet tepelných ztrát A.1 Výpočtová vnitřní teplota θ int,i [ C] normová hodnota z tab.3 určená podle typu a účelu místnosti A.2 Výpočtová venkovní teplota θ e [ C] normová hodnota z tab.1. a 2 pro příslušnou lokalitu stavby (okresní město a nadmořskou výšku) A.3 Teplota ve vedlejších nevytápěných prostorách θ u [ C] viz. tab. 4 A.4 Teplota přilehlé zeminy θ g [ C] viz. tab. 5 A.5 Plochy jednotlivých konstrukcí A [m 2 ] z projektové dokumentace. Pro předběžný výpočet tepelných ztrát bereme vnější rozměry budovy, pro přesný výpočet tepelné ztráty místnosti bereme vnitřní šířku a délku a konstrukční výšku. A.6 Tepelný odpor konstrukce R T [m 2.K/W] (podle EN ISO 6946) θ int,i 1 2 3 4 R si R se θ e d 1 d 2 d 3 d 4 kde R T R j d j λ j R si R se je tepelný odpor konstrukce [m 2.K/W] tepelný odpor jednotlivých vrstev [m 2.K/W] tloušťka vrstvy v konstrukci [m] výpočtová tepelná vodivost materiálu z tabulek normy 73 0540-4 nebo z firemních podkladů [W/m.K] tepelný odpor při přestupu tepla z vnitřního prostředí do konstrukce [m 2.K/W] tepelný odpor při přestupu tepla z konstrukce do vnějšího prostředí [m 2.K/W] Odpor při přestupu tepla R si, R se viz. tab. 6 Pokud je součástí skladby nevětraná vzduchová mezera, bereme tepelný odpor z tab. 7 (pozor: pojistné odvodňovací otvory se nepovažují za větrací otvory)
Pro slabě větrané vzduchové vrstvy je výpočtový tepelný odpor je roven jedné polovině hodnoty uvedené v tabulce. Pokud ale je tepelný odpor části konstrukce mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím větší než 0,15 m 2.K/W musí se použít hodnota 0,15 m 2.K/W. Pro silně větrané vzduchové vrstvy se výpočtový tepelný odpor počítá jen pro vnitřní skladbu, vzduchová mezera a další části konstrukce mezi vzduchovou vrstvou a vnějším prostředím se zanedbávají. Odpor při přestupu tepla na vnější straně se užije hodnota jako pro vnitřní stranu téže konstrukce (hodnota při klidném vzduchu). Součinitel prostupu tepla U [W/m 2.K] se vypočítá z tepelných odporů B. Výpočet podle normy EN ISO 12831 Tepelné soustavy v budovách Výpočet tepelného výkonu B.1 Celkové tepelné ztráty vytápěného prostoru [W] kde T,i je tepelné ztráty prostupem tepla vytápěného prostoru (i)ve W V,i tepelné ztráty větráním vytápěného prostoru (i)ve W B.1.1 Tepelné ztráty prostupem tepla T,i ( ) - [W] kde H T,ie je měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) přes obvodový plášť budovy ve W/K H T,iue měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do venkovního prostředí (e) přes nevytápěný prostor (u) ve W/K H T,ig H T,ij měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) ve W/K tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do vedlejších vytápěných prostor (j) s výrazně odlišnou teplotou, tj. přilehlé části budovy ve W/K int,i vnitřní návrhová teplota vytápěného prostoru (i) v C e venkovní teplota lokality (e) v C B.1.1.1 Měrná tepelná ztráta H T,ie Výpočet je platný pro všechny prvky budovy a lineární tepelné mosty oddělující vytápěný prostor od venkovního prostředí, jako jsou stěny, podlaha, strop, střecha, dveře, okna. Platí vztah: θ e θ j H T,ij H T,ie θ int,i H T,iue θ u H T,ig θ g
kde A k plocha konstrukce budovy v m 2 e k, e l korekční činitel zahrnující klimatické vlivy, odlišnou izolaci, nasákavost, rychlost větru a teplotu. e k, e l je běžně 1,0 U k součinitel prostupu tepla konstrukce ve W/m 2.K vypočítaný podle EN ISO 6946 a 10077-1 (okna a dveře) nebo z technických podkladů l l délka lineárního tepelného mostu mezi vnitřním prostorem a venkovním prostředím v m l lineární činitel prostupu tepla tepelného mostu ve W/m.K. Může být určen hrubým odhadem s použitím tabulek v EN ISO 14883 výpočtem podle EN ISO 10211-2 zjednodušenou metodou s použitím korekčního součinitele prostupu tepla [W/(m 2.K)] kde ΔU tb je podle ČSN EN ISO 730540-4 0,02 konstrukce téměř bez tepelných mostů (projektový předpoklad) 0,05 konstrukce s mírnými tepelnými mosty 0,10 konstrukce s běžnými tepelnými mosty (dříve standardní) Vzorec pro výpočet se tím změní na: B.1.1.2 Měrná tepelná ztráta H T,iue Pokud je nevytápěný prostor (u) mezi vytápěným prostorem (i) a venkovním prostředím (e) počítá se měrná tepelná ztráta H T,iue z vytápěného prostoru do venkovního prostředí podle kde b u je redukční činitel teploty zahrnující rozdíl mezi teplotou nevytápěného prostoru a teplotou venkovního prostředí Činitel b u může být stanoven třemi způsoby: - pokud je známá nebo vypočtená hodnota teploty v nevytápěných prostorách potom použijeme vztah [-] - pokud je teplota neznámá použijeme vztah [-] kde H iu je měrná tepelná ztráta z vytápěného (i) do nevytápěného prostoru (u) ve W/K zahrnující ztrátu prostupem tepla a ztrátu větráním H ue měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru (u) do venkovního prostoru (e) ve W/K - podle národního standardu z normy tab. 8.
10 m 10 m B.1.1.3 Měrná tepelná ztráta H T,ig Hodnota tepelné ztráty přes podlahu a suterénní stěny v kontaktu se zeminou závisí na několika faktorech. Obsahují plochu a obvod podlahy, hloubku podlahy a tepelné vlastnosti podlahy. Hodnota měrné ztráty může být vypočtena podle EN ISO 13370 podle přesné metody nebo zjednodušeně podle následujícího. Měrná tepelná ztráta H T,ig z vytápěného prostoru (i) do zeminy (g) se vypočítá podle ( ) kde f g1 je korekční činitel zahrnující vliv ročního kolísání venkovní teploty. f g1 = 1,45 f g2 redukce teploty, zahrnující rozdíl mezi průměrnou roční teplotou θ m,e a výpočtovou teplotou θ e A k plocha prvku (k) v kontaktu se zeminou v m 2 U equiv,k ekvivalentní součinitel prvku (k) ve W/m 2 K G w korekční činitel zahrnující vliv podzemní vody. Pokud je vzdálenost předpokládané vodní hladiny a podlahové desky menší než 1 m, musí být její vliv zahrnut do výpočtu. Hodnota může být vypočtena podle EN ISO 13370 nebo - G w = 1,00 pokud je hladina vody více než 1 m pod podlahou - G w = 1,15 pokud je hladina vody méně než 1 m Hodnoty ekvivalentního součinitele U equiv,k lze brát z tabulek (tab. 10) nebo z normy EN ISO 13370 jako funkce parametru B. kde A g je plocha uvažované podlahové desky v m 2. P obvod uvažované podlahové desky v m. Jde o délky ochlazovaných stěn. A g =15*10 A g =15*10 P=15*2+10*2 P=15*2 B=6 B=10 15 m 15 m Pro celou budovu se B vypočítá podle rozměrů budovy, pro výpočet jednotlivých místností se vypočítá pro každou místnost podle následujícího: pro všechny místnosti bez ochlazovaných stěn a pro místnosti s izolovanou podlahou (U podl < 0,5 W/m 2 K) použijeme hodnotu B vypočtenou pro celou budovu pro ostatní místnosti se vypočítá místnost po místnosti.
Nevytápěný suterén Součinitel tepelných ztrát stropní konstrukce (podlahy) oddělující vytápěný prostor od nevytápěného suterénu je počítán podle B.1.1.2. Hodnota U k je počítána stejně bez vlivu zeminy. B.1.1.4 Měrná tepelná ztráta H T,ij Měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru (i) do sousedního vytápěného prostoru (j) se vypočítá podle kde b ij je činitel teplotní redukce zahrnující rozdíl mezi teplotou přilehlého prostoru a venkovní teplotou A k je plocha prvku (k) v m 2 U k součinitel prostupu tepla prvku (k) ve W/m 2 K θ j teplota vedlejšího vytápěného prostoru ve C B.1.2 Tepelné ztráty větráním V,i Ztráta větráním V,i pro vytápěný prostor se vypočítá podle [W] kde H V,i je měrná tepelná ztráta větráním ve W/K kde V i je množství vzduchu přiváděného do místnosti (. c = 1224 pro V i v m 3 /s nebo. c = 0,34 pro V i v m 3 /h ) Hodnota V i se určí z maximální hodnoty V inf,i a V min,i B.1.2.1 Infiltrace přes obálku budovy V inf,i se určí ze vztahu [m 3 /h] kde V m je objem vytápěného prostoru počítavý z vnitřních rozměrů v m 3 n 50 výměna vzduchu při tlaku 50 Pa mezi vnitřním prostorem a vnějším prostředím (tab. 11) e i koeficient chránění budovy (tab. 12) i korekční činitel výšky, který zahrnuje nárůst rychlosti větru s výškou prostoru nad terénem (tab. 13) B.1.2.2 Hygienické minimum V min,i se určí ze vztahu [m 3 /h] kde n min je minimální výměna vzduchu h -1 (tab. 14)
B.2 Návrhový tepelný výkon Vypočte se pro vytápěný prostor, pro funkční část budovy nebo pro celou budovu, pro stanovení tepelného výkonu pro dimenzování zdroje tepla, výměníků a otopných těles. [W] kde RH,i je zátopový tepelný výkon, používán při přerušovaném vytápění prostoru (i) Zátopový tepelný výkon nemusí být užíván vždy (celodenní vytápění, snížení vytápění v době nízkých teplot apod.) Zátopový tepelný výkon musí odsouhlasit zákazník. Přesná metoda výpočtu je uvedena v normě dynamických stavů. Zjednodušenou metodu můžeme použít pro obytné budovy pro topnou přestávku do 8 hod a pro stavební konstrukce, které nejsou lehké (dřevěné trámové konstrukce apod.) nebytové budovy s přestávkou do 48 hod. o víkendu, 8 hod v pracovní dny a pro výpočtové teploty 20 22 C. Zátopový tepelný výkon RH,i se určí ze vztahu kde A i je podlahová plocha vytápěného prostoru (m 2 ) f RH korekční zátopový činitel (tab. 15)