Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm · 2016-01-19 · Obliczanie strat...

3
- h 29 4 (4) 2007 Ocena cech energetycznych I stnieje jednak możliwość wykonywania obliczeń strat ciepła przez grunt w sposób uproszczony, ale zgodny z ww. normą. Taką moż- liwość stwarza norma PN-EN ISO 12831 – Metoda obliczania pro- jektowego obciążenia cieplnego [3]. Norma ta jest zatwierdzona przez prezesa PKN, a więc dopuszczona do stoso- wania. Metoda zawarta w tej normie może być wykorzystywana między innymi w audy- tach energetycznych. Podana w normie [3] metoda dotyczy wy- znaczania współczynnika przenikania ciepła przez podłogę na gruncie oraz przez ścianę pomieszczenia zagłębionego w gruncie. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła przez podłogę na gruncie Wartość tego współczynnika, oznaczanego jako U equiv,bf , dla pod- łóg jest zależny od: wielkości zagłębienia poniżej terenu z; wielkości współczynnika przenikania ciepła U obliczonego dla konstrukcji podłogi; wielkości parametru B’. Uwaga: indeks f w oznaczeniu U equiv,bf oznacza podłogę (ang. floor). Parametr B’ określa się z zależności: B’ = A g /0,5P (1) gdzie: A g – powierzchnia rozpatrywanej płyty podłogowej łącznie ze ścia- nami zewnętrznymi i wewnętrznymi [m 2 ]; P obwód rozpatrywanej płyty podłogowej [m]. W odniesieniu do budynku wolno stojącego wartość A g jest cał- kowitą powierzchnią rzutu parteru, a w odniesieniu do budynku w za- budowie szeregowej A g jest powierzchnią rzutu parteru rozpatrywa- nego fragmentu budynku. Przy rozpatrywaniu budynku wolno stojącego P jest całkowitym obwodem budynku, zaś w odniesieniu do segmentu budynku w zabudowie szeregowej P odpowiada jedynie sumie długości ścian zewnętrznych oddzielających rozpatrywaną przestrzeń ogrzewaną od środowiska zewnętrznego. Dokładnie jest to wyja- śnione na rys. 1. W celu obliczenia wartości U wyznacza się opór cieplny poszcze- gólnych warstw wg zasad podanych w normie [1] z uwzględnieniem oporu przejmowania ciepła od strony wewnętrznej budynku, a pomi- jając opór przejmowania ciepła od strony gruntu, czyli przyjmując jego wartość równą 0. Na podstawie wyliczonych wartości B’ oraz U określa się war- tości U equiv,bf przy użyciu tablicy nr 1 lub nomogramów podanych w normie [3]. Korzysta się z wartości, które są funkcją wielkości zagłębienia w terenie oraz wartości B’ i U zbliżonych do wartości występujących w rozpatrywanym budynku. Dla wartości pośred- nich U equiv,bf należy wyznaczyć stosując metodę interpolacji linio- wej. Przykład wyznaczenia współczynnika przenikania dla podłogi na gruncie Wyznaczenie oporu cieplnego podłogi na gruncie – wejściowe wartości oraz obliczenie łącznego oporu cieplnego R i współczynni- ka przenikania U podłogi zestawiono w tab. 2. Dla budynku wolno stojącego o wymiarach w planie 30x12 m je- go powierzchnia A = 360 m 2 oraz P = 84 m. Następnie oblicza się B’ = 360 m 2 /(0,5 × 84 m) = 8,57 m. Dla wartości B’ = 8,57 m oraz U podłogi = 0,476 W/m 2 ·K, przy za- głębieniu z = 2,0 m, można wyznaczyć wartość U equiv,bf korzystając z wartości zamieszczonych w tab. 1 i obliczając wartości pośrednie, stosując metodę interpolacji liniowej: Obliczanie strat ciepła przez przenikanie przez grunt obecnie wykonuje się powszechnie na podstawie załącznika G normy PN-EN ISO 6946:1999 [1]. Załącznik ten został w wydaniu tej normy z 2001 roku wycofany, gdyż wspomniane zagadnienia zostały ujęte w nowej normie PN-EN ISO 13370 [2]. Ta właśnie norma jest wymieniona w załączniku do Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki [4], a więc jest normą obowiązującą. Jednak wykonywanie obliczeń wg algorytmów podanych w tej normie jest bardzo skomplikowane i wymaga stosowania programu komputerowego, dlatego dotychczas norma nie weszła do praktycznego stosowania. *) Dr inż. Maciej ROBAKIEWICZ Prezes Zarządu Fundacji Poszanowania Energii. Maciej ROBAKIEWICZ *) Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm Rys. 1. Metoda określenia parametru B' 29-31.qxd 2007-07-03 03:21 Page 29

Transcript of Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm · 2016-01-19 · Obliczanie strat...

Page 1: Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm · 2016-01-19 · Obliczanie strat ciepła przez przenikanie przez grunt obecnie wykonuje się powszechnie na podstawie

-

hh

229944 ((44)) 22000077

OOcceennaa cceecchh eenneerrggeettyycczznnyycchh

I stnieje jednak możliwość wykonywania obliczeń strat ciepła przez

grunt w sposób uproszczony, ale zgodny z ww. normą. Taką moż-

liwość stwarza norma PN-EN ISO 12831 – Metoda obliczania pro-

jektowego obciążenia cieplnego [3]. Norma ta jest zatwierdzona przez

prezesa PKN, a więc dopuszczona do stoso-

wania. Metoda zawarta w tej normie może

być wykorzystywana między innymi w audy-

tach energetycznych.

Podana w normie [3] metoda dotyczy wy-

znaczania współczynnika przenikania ciepła

przez podłogę na gruncie oraz przez ścianę

pomieszczenia zagłębionego w gruncie.

OObblliicczzaanniiee wwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa

cciieeppłłaa pprrzzeezz ppooddłłooggęę nnaa ggrruunncciiee

Wartość tego współczynnika, oznaczanego jako Uequiv,bf, dla pod-

łóg jest zależny od:

■ wielkości zagłębienia poniżej terenu z;

■ wielkości współczynnika przenikania ciepła U obliczonego dla

konstrukcji podłogi;

■ wielkości parametru B’.

Uwaga: indeks f w oznaczeniu Uequiv,bf oznacza podłogę (ang. floor).

Parametr B’ określa się z zależności:

B’ = Ag/0,5P (1)

gdzie:

Ag – powierzchnia rozpatrywanej płyty podłogowej łącznie ze ścia-

nami zewnętrznymi i wewnętrznymi [m2];

P – obwód rozpatrywanej płyty podłogowej [m].

W odniesieniu do budynku wolno stojącego wartość Ag jest cał-

kowitą powierzchnią rzutu parteru, a w odniesieniu do budynku w za-

budowie szeregowej Ag jest powierzchnią rzutu parteru rozpatrywa-

nego fragmentu budynku.

Przy rozpatrywaniu budynku wolno stojącego P jest całkowitym

obwodem budynku, zaś w odniesieniu do segmentu budynku

w zabudowie szeregowej P odpowiada jedynie sumie długości

ścian zewnętrznych oddzielających rozpatrywaną przestrzeń

ogrzewaną od środowiska zewnętrznego. Dokładnie jest to wyja-

śnione na rys. 1.

W celu obliczenia wartości U wyznacza się opór cieplny poszcze-

gólnych warstw wg zasad podanych w normie [1] z uwzględnieniem

oporu przejmowania ciepła od strony wewnętrznej budynku, a pomi-

jając opór przejmowania ciepła od strony gruntu, czyli przyjmując

jego wartość równą 0.

Na podstawie wyliczonych wartości B’ oraz U określa się war-

tości Uequiv,bf przy użyciu tablicy nr 1 lub nomogramów podanych

w normie [3]. Korzysta się z wartości, które są funkcją wielkości

zagłębienia w terenie oraz wartości B’ i U zbliżonych do wartości

występujących w rozpatrywanym budynku. Dla wartości pośred-

nich Uequiv,bf należy wyznaczyć stosując metodę interpolacji linio-

wej.

PPrrzzyykkłłaadd wwyyzznnaacczzeenniiaa wwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa ddllaa ppooddłłooggii

nnaa ggrruunncciiee

Wyznaczenie oporu cieplnego podłogi na gruncie – wejściowe

wartości oraz obliczenie łącznego oporu cieplnego R i współczynni-

ka przenikania Upodłogi zestawiono w tab. 2.

Dla budynku wolno stojącego o wymiarach w planie 30x12 m je-

go powierzchnia A = 360 m2 oraz P = 84 m.

Następnie oblicza się B’ = 360 m2/(0,5 × 84 m) = 8,57 m.

Dla wartości B’ = 8,57 m oraz Upodłogi = 0,476 W/m2·K, przy za-

głębieniu z = 2,0 m, można wyznaczyć wartość Uequiv,bf korzystając

z wartości zamieszczonych w tab. 1 i obliczając wartości pośrednie,

stosując metodę interpolacji liniowej:

OObblliicczzaanniiee ssttrraatt cciieeppłłaa pprrzzeezz pprrzzeenniikkaanniiee pprrzzeezz ggrruunntt oobbeeccnniiee wwyykkoonnuujjee ssiięę ppoowwsszzeecchhnniiee nnaa ppooddssttaawwiiee zzaałłąącczznniikkaa GG nnoorrmmyy PPNN--EENN IISSOO 66994466::11999999

[[11]].. ZZaałłąącczznniikk tteenn zzoossttaałł ww wwyyddaanniiuu tteejj nnoorrmmyy zz 22000011 rrookkuu wwyyccooffaannyy,, ggddyyżż wwssppoommnniiaannee zzaaggaaddnniieenniiaa zzoossttaałłyy uujjęęttee ww nnoowweejj nnoorrmmiiee PPNN--EENN IISSOO 1133337700

[[22]].. TTaa wwłłaaśśnniiee nnoorrmmaa jjeesstt wwyymmiieenniioonnaa ww zzaałłąącczznniikkuu ddoo RRoozzppoorrzząąddzzeenniiaa MMiinniissttrraa IInnffrraassttrruukkttuurryy ww sspprraawwiiee wwaarruunnkkóóww tteecchhnniicczznnyycchh,, jjaakkiimm ppoowwiinnnnyy

ooddppoowwiiaaddaaćć bbuuddyynnkkii [[44]],, aa wwiięęcc jjeesstt nnoorrmmąą oobboowwiiąązzuujjąąccąą.. JJeeddnnaakk wwyykkoonnyywwaanniiee oobblliicczzeeńń wwgg aallggoorryyttmmóóww ppooddaannyycchh ww tteejj nnoorrmmiiee jjeesstt bbaarrddzzoo

sskkoommpplliikkoowwaannee ii wwyymmaaggaa ssttoossoowwaanniiaa pprrooggrraammuu kkoommppuutteerroowweeggoo,, ddllaatteeggoo ddoottyycchhcczzaass nnoorrmmaa nniiee wweesszzłłaa ddoo pprraakkttyycczznneeggoo ssttoossoowwaanniiaa..

**)) DDrr iinnżż.. MMaacciieejj RROOBBAAKKIIEEWWIICCZZ

Prezes Zarządu Fundacji Poszanowania Energii.

MMaacciieejj RROOBBAAKKIIEEWWIICCZZ**))

Obliczanie strat ciep³a przez gruntna podstawie nowych norm

RRyyss.. 11.. Metoda określenia parametru B'

29-31.qxd 2007-07-03 03:21 Page 29

Page 2: Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm · 2016-01-19 · Obliczanie strat ciepła przez przenikanie przez grunt obecnie wykonuje się powszechnie na podstawie

TTaabbeellaa 11.. WWaarrttoośśccii UUeeqquuiivv,,bbff ppooddłłooggii ooggrrzzeewwaanneeggoo ppooddzziieemmiiaa ww ffuunnkkccjjii zzaaggłłęębbiieenniiaa ppoonniiżżeejj ppoozziioommuu tteerreennuu,, wwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa cciieeppłłaappooddłłooggii ii wwaarrttoośśccii BB’’ ((nnaa ppooddssttaawwiiee nnoorrmmyy PPNN--EENN 1122883322::22000022))

TTaabbeellaa 22.. CCaałłkkoowwiittyy ooppóórr cciieeppllnnyy ii wwssppóółłcczzyynnnniikk pprrzzeenniikkaanniiaa

3300 EEnneerrggiiaa ii BBuuddyynneekk

OOcceennaa cceecchh eenneerrggeettyycczznnyycchh

29-31.qxd 2007-07-03 03:21 Page 30

Page 3: Obliczanie strat ciep³a przez grunt na podstawie nowych norm · 2016-01-19 · Obliczanie strat ciepła przez przenikanie przez grunt obecnie wykonuje się powszechnie na podstawie

331144 ((44)) 22000077

OOcceennaa cceecchh eenneerrggeettyycczznnyycchh

Można też z niewielkim błędem przyjąć, że:

z = 2,0 m = ~ 1,5 m,

B’= 8,57 m = ~ 8,0 m,

Upodłogi = 0,476 W/m2·K = ~0,5 W/m2·K.

Dla obliczonych wartości wg tab. 1 współczynnik przenikania cie-

pła przez podłogę na gruncie wynosi Uequiv,bf = 0,23 W/m2·K.

OObblliicczzaanniiee wwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa cciieeppłłaa pprrzzeezz śścciiaannęę

ssttyykkaajjąąccąą ssiięę zz ggrruunntteemm

Wartość tego współczynnika, oznaczanego jako Uequiv,bw, dla

ścian jest zależny od:

■ wielkości zagłębienia poniżej terenu;

■ wielkości współczynnika przenikania ciepła Uściany obliczonego

dla konstrukcji ściany.

Indeks w w oznaczeniu współczynnika Uequiv,bw oznacza, że odno-

si się on do ściany (ang. wall).

W celu obliczenia wartości Uściany wyznacza się opór cieplny po-

szczególnych warstw wg zasad podanych w normie [1] z uwzględ-

nieniem oporu przejmowania ciepła od strony wewnętrznej budynku,

a pomijając opór przejmowania ciepła od strony gruntu, czyli przyj-

mując jego wartość równą 0.

Na podstawie obliczonej wartości Uściany wyznacza się wartości

Uequiv,bw przy użyciu tab. 2 lub nomogramów podanych w normie [3].

Korzystając z wartości, które dotyczą wielkości zagłębie-

nia w terenie, oraz wielkości Uściany zbliżonych do wiel-

kości występujących w rozpatrywanym budynku, wyzna-

cza się Uequiv,bw dla pośrednich wartości zagłębienia,

stosując metodę interpolacji liniowej.

PPrrzzyykkłłaadd wwyyzznnaacczzeenniiaa wwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa

ddllaa śścciiaannyy ssttyykkaajjąącceejj ssiięę zz ggrruunntteemm

Ściana zagłębiona na z = 2,5 m, mur wykonany

z cegły pełnej obustronnie tynkowany, izolowany papą.

Dla U = 1,17 W/m2·K przy zagłębieniu 2,5 m wyzna-

czamy Uequiv,bwf z tabeli dla zagłębień 2,0 m oraz 3,0 m,

posługując się interpolacją liniową.

Można też z niewielkim błędem przyjąć, że:

z = 2,5 m = ~ 3,0 m,

Uściany = 1,17 W/m2·K = ~1,25 W/m2·K.

Dla obliczonych wartości wg tab. 4 wartość współczynnika prze-

nikania Uequiv,bw = 00,,6611 W/(m2·K).

LLIITTEERRAATTUURRAA

[1] PN-EN ISO 6946:1999 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór

cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.

[2] PN-EN ISO 13370:2001 Właściwości cieplne budynków – Wymiana ciepła

przez grunt. Metoda obliczania.

[3] PN-EN ISO 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda oblicza-

nia projektowego obciążenia cieplnego.

[4] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. DzU nr

690, poz. 75 z późniejszymi zmianami).

TTaabbeellaa 44.. WWaarrttoośśccii UUeeqquuiivv,,bbww śścciiaannyy ooggrrzzeewwaanneeggoo ppooddzziieemmiiaa ww ffuunnkkccjjiiwwssppóółłcczzyynnnniikkaa pprrzzeenniikkaanniiaa cciieeppłłaa śścciiaannyy ii ggłłęębbookkoośśccii zzppoonniiżżeejj tteerreennuu ((nnaa ppooddssttaawwiiee nnoorrmmyy PPNN--EENN 1122883322::22000022))

TTaabbeellaa 55.. MMeettooddaa wwyyzznnaacczzeenniiaa ooppoorruu cciieeppllnneeggoo śścciiaannyy ssttyykkaajjąącceejjssiięę zz ggrruunntteemm

TTaabbeellaa 66.. WWyyzznnaacczzaanniiee UUeeqquuiivv,,bbwwff ssttoossuujjąącc mmeettooddęę iinntteerrppoollaaccjjii lliinnnniioowweejj

TTaabbeellaa 33.. SSttaabbeellaarryyzzoowwaannee wwyynniikkii oobblliicczzeeńń wwaarrttoośśccii UUeeqquuiivv,,bbff

29-31.qxd 2007-07-03 03:21 Page 31