Forum Termomodernizacja 2006

Warszawa 27.02.2006

Metodyka obliczeń zapotrzebowania na energię

do celów ogrzewania i chłodzenia

Dr inż. Dariusz HEIM
Politechnika Łódzka

OGRZEWANIE:
1. PN-EN ISO 13790:

Cieplne właściwości użytkowe budynków –

Obliczanie zużycia energii do ogrzewania (od grudnia 2004)

2. prPN-prEN 15201:

Energetyczne właściwości użytkowe budynków –

Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia (projekt 2007)

Normy związane:

CHŁODZENIE:
1. prPN-prEN 15201:

Energetyczne właściwości użytkowe budynków –

Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia (projekt 2007)

2. prPN-prEN 15255:

Cieplne właściwości użytkowe budynków –

Obliczanie wyczuwalnego chłodzenia pomieszczeń – Kryteria podstawowe i
procedury walidacji (projekt 2006)

3. prPN-prEN 15265:

Cieplne właściwości użytkowe budynków –

Obliczanie zużycia energii do chłodzenia – Kryteria podstawowe i procedury
walidacji (projekt 2006)

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Roczne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania:

Q

h

–

roczne (sezonowe) zapotrzebowanie na ciepło;

Q

r

-

ciepło odzyskane z urządzeń pomocniczych,

systemów ogrzewania i przygotowania ciepłej wody
użytkowej oraz z otaczającego środowiska uwzględniając
odnawialne źródła energii;
Q

th

-

dodatkowe straty ciepła z budynku wynikające z

niejednorodnego rozkładu temperatury w pomieszczeniu i
braku idealnego sterowania temperaturą.

(

)

th

r

h

Q

Q

Q

Q

+

−

=

Roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania:

Q

hn

-

zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania dla n-

tego

,

kolejnego okresu obliczeniowego (np. miesiąca) dla
którego Q

hn

ma wartość dodatnią.

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

∑

=

n

hn

h

Q

Q

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Zapotrzebowanie na ciepło dla pojedynczego okresu
obliczeniowego:

Q

L

-

straty ciepła;

Q

g

-

zyski ciepła;

η - współczynnik wykorzystania, zmniejszający zyski
ciepła w okresach, gdy przewyższają obliczone straty.

g

L

h

Q

Q

Q

η

−

=

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Zapotrzebowanie na ciepło dla pojedynczego okresu
obliczeniowego:

jest zależny od:
- stosunku zysków do strat ciepła:

- stałej czasowej budynku [h]:

Współczynnik wykorzystania

η

L

g

Q

Q

=

γ

H

C

=

τ

gdzie:
C - pojemność cieplna wewnętrznych elementów budynku,
H - współczynnik strat ciepła budynku.

w PN-EN ISO 13790 podano wartości

η w zależności od τ i γ dla budynków

ogrzewanych w sposób ciągły (>12h) oraz jedynie w ciągu dnia (<12h).

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Całkowite straty ciepła Q

L

dla pojedynczej strefy budynku

w danym okresie obliczeniowym:

t

)

(

H

Q

e

i

L

θ

θ

−

=

θ

i

- wewnętrzna temperatura wymagana;

θ

e

- średnia temperatura powietrza zewnętrznego w

analizowanym okresie obliczeniowym;
t -

długość okresu obliczeniowego;

H

- współczynnik strat ciepła budynku, H = H

T

+ H

V

gdzie:
H

T

- przez przenikanie wg. PN-EN ISO 13789

(dla wentylowanych elementów obudowy – ściany Trombego, wg. załącznika E)

H

V

– na podgrzanie powietrza wentylacyjnego

V

c

H

a

a

V

&

ρ

=

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Całkowite zyski ciepła Q

i

dla pojedynczej strefy budynku

w danym okresie obliczeniowym:

s

i

g

Q

Q

Q

+

=

Q

i

–

wewnętrzne zyski ciepła;

Q

s

-

zyski ciepła od promieniowania słonecznego.

z uwzględnieniem całkowitych zysków do przestrzeni ogrzewanych i
częściowych do przestrzeni nieogrzewanych (czynnik redukcyjny b
określonym w PN-EN ISO 13789)

(dla elementów nietypowych – nieogrzewane cieplarnie, wg. załącznika F)

Q

L,zy

Q

L,zy

Q

L,zy

Q

L,z

Q

L,z

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Obliczenia dla modeli wielostrefowych o różnych danych
wyjściowych, załącznik B

Obliczenia jak dla pojedynczych stref z dodatkowych uwzględnieniem strumieni
strat ciepła przez przenikanie i na podgrzanie powietrza wentylacyjnego, z oraz
do sąsiednich stref Q

L,zy

= H

zy

(

θ

z

-

θ

y

) t .

UWAGA:
Podział nie jest wymagany gdy:
• różnica temperatur pomiędzy
poszczególnymi strefami jest nie
większa niż 4 K,
• drzwi pomiędzy danymi strefami
pozostają często otwarte,
wtedy strefy traktuje się łącznie, zaś
temperaturę przyjmuje się jako
średnią ważoną z temperatur w obu
strefach w zależności od
współczynnika strat ciepła H
poszczególnych stref.

PN-EN ISO 13790: Cieplne właściwości użytkowe budynków –
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania

Obliczenia z uwzględnieniem przerw
w ogrzewaniu załącznik C

Schematy ogrzewania
przerywanego:

1 – temperatury minimalnej,

2 – wyłączenia,

3 – obniżenia mocy.

Obliczenia skorygowanej temperatury wewnętrznej
dla całego okresu ogrzewania osłabionego.

prPN-prEN 15201: Energetyczne właściwości użytkowe
budynków – Obl. zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia

Wprowadza rozróżnienie metod obliczeniowych na
symulacyjną (1h) i bilansową (1 miesiąc).

Zawiera metodykę obliczeniową wg:

1 – miesięcznej metody bilansowej,

2 – uproszczonej metody symulacyjnej,

3 – szczegółowej metody symulacyjnej.

Wybór rodzaju metody obliczeniowej dokonywany
jest na poziomie krajowym!

Planowane zakończenie prac rok 2007.