Mat1_Straty_ciepl.PDF

Materialy do cwiczen z ogrzewnictwa

Strona 1

1. OBLICZANIE ZAPOTRZEBOWANIA

NA MOC CIEPLNA DLA
OGRZEWANYCH POMIESZCZEN

Zapotrzebowanie na moc cieplna dla ogrzewanych po-

mieszczen nalezy okreslac zgodnie z wymaganiami aktualnie
obowiazujacej normy PN-94/B -03406 "Obliczanie zapotrz e -
bowania ciepla pomieszczen o kubaturze do 600 m

". Obli-

czeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna pomieszczen sklada sie
ze strat ciepla przez przenik anie oraz z ciepla na ogrzewanie
powietrza zewnetrznego doplywajacego do pomieszczenia. Obli-
czenia rozpoczyna sie od okreslenia obliczeniowych temperatur
powietrza na zewnatrz budynku oraz w jego pomieszczeniach.
Kolejnym krokiem jest wyznaczenie wspólczynników przenik a-
nia ciepla U dla przegród budowlanych. Nastepnie nalezy okreslic
strumienie objetosciowe powietrza wentylacyjnego doplywajacego
do ogrzewanych pomieszczen i obliczeniowe zapotrzebowanie na
moc cieplna dla pomieszczen.

Obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna dla ogrze-

wanego pomieszczenia okresla zaleznosc:

[1.1]

gdzie:

Q w -

straty ciepla na wentylacje, [W], wzór, [1.2],

[1.3]

Q p - straty ciepla przez przenikanie, [W], wzór [1.4],
d1 - dodatek dla wyrównywania niskich temperatur po-

wierzchni przegród, tablica 1.1

d2 - dodatek uwzgledniajacy skutki naslonecznienia, tablica

1.2.

1.1. STRATY CIEPLA NA WENTYLACJE Qw

Straty ciepla na wentylacje opisuje wzór:

•

dla pomieszczen uzytkowanych co najmniej 12 h w ciagu
doby (np. budynki mieszkalne)

[1.2]

•

dla pomieszczen uzytkowanych mniej niz 12 h w ciagu doby
(np. budynki uzytecznosci publicznej)

[1.3]

gdzie:

V - obliczeniowy strumien objetosci powietrza doplywaja-

cego do pomieszczenia, [m3/h] (jedna wymiana na go-
dzine),

ti - obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu,

[

C], tablica 1.7.,

tw - obliczeniowa temperatura powietrza wentylacyjnego,

[

C], tablica. 1.5.

1.2. STRATY CIEPLA PRZEZ PRZENIKANIE Q

Straty ciepla przez przenikanie okresla zaleznosc:

[1.4]

gdzie:

n - liczba przegród,
Q pi -

straty (lub zyski) ciepla przez przenikanie przez

i-ta przegrode ograniczajaca pomieszczenie, [W],
Wielkosc ta opisuje wzór:

[1.5]

gdzie:

Ui - wspólczynnik przenikania ciepla przez i-ta

przegrode, [W/m 2

⋅

K], obliczony ze wzoru

[1.6]

ti - obliczeniowa temperatura powietrza w po-

mieszczeniu, [

C], tablica ,

tei - obliczeniowa temperatura powietrza po ze-

wnetrznej stronie i-tej przegrody, [

C], tablica

1.5.

Ai - pole powierzchni i-tej przegrody, m

Zyski i straty ciepla przez przenikanie przez przegrode

nalezy obliczac gdy róznica miedzy |ti - tei |≥ 4 K

Rys. 1.1. Wymiary przegród

Pola powierzchni przegród (scian, stropów itp.) nalezy

okreslac w oparciu o ich wymiary w osiach przegród ogra-

niczajacych. W przypadku okien, drzwi i swietlików nale -

zy przyjmowac z e wnetrzne wymiary oscieznic (rys. 1.1).

1.3. DODATKI d1, d2

Dodatek d1 uwzglednia wplyw niskiej temperatury

powierzchni przegród. Wartosc dodatku d1 w zaleznosci od
liczby przegród chlodzacych i kondygnacji, na której znajduje sie
pomieszczenie, przedstawiono w tablicy 1.1

Przegroda chlodzaca to przegroda, dla której róznica te m -
peratury po obu jej stronach jest wieksza lub równa 18 K.

Tablica 1.1. Dodatek dla wyrównywania niskiej tempera-

tury przegród d1

Dodatek d2 uwzglednia skutki naslonecznienia. Jego
wartosc w zaleznosci od usytuowania przegród zewnetrznych
pomieszczenia w stosunku do stron swiata podano w tablicy 1.2..
Jezeli pomieszczenie ma przegrody skierowane w rózne strony
swiata, to dodatek d2 okresla sie jako srednia arytmetyczna do-
datków dla poszczególnych przegród.

Tablica 1.2. Dodatek d2 uwzgledniajacy skutki naslonecznienia.

Materialy do cwiczen z ogrzewnictwa

Strona 2

1.4. WYMAGANIA DOTYCZACE ROZWIAZAN

ARCHITEKTONICZNO-KONSTRUKCYJNYCH
BUDYNKU

Maksymalne aktualnie obowiazujace wartosci wspólczyn-

ników przenikania ciepla U dla scian, stropów, stropodachów,
okien i drzwi balkonowych podano w zalaczniku do „Rozporz a-
dzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpo-
wiadac budynki i ich usytuowanie” (Dz.U. Nr 75, poz. 690
z pózn. zmianami) – patrz tabele nr 1.3. i 1.4.

Tablice 1.3. Maksymalne wartosci wspólczynnika U scian,

stropów i stropodachów w budynkach mieszkalnych je d-

norodzinnych i uzytecznosci publicznej

Tablice 1.4. Maksymalne wartosci wspólczynnika U

okien, drzwi balkonowych, swietlików i drzwi zewnetrz -

nych w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych i uzy-

tecznosci publicznej, oraz minimalne wartosci sumy opo-

rów cieplnych dla podlóg ukladanych na gruncie.

1.5. OBLICZENIOWA TEMPERATURA

POWIETRZA NA ZEWNATRZ BUDYNKU

Obliczeniowa temperature na zewnatrz budynku t

nalezy

przyjmowac zgodnie z obowiazujaca norma (PN-82/B -02403
"Te mperatury obliczeniowe zewnetrzne". Polska zostala
podzielona na piec stref klimatycznych (Zal. 2.1). Kazdej strefie
odpowiada inna obliczeniowa temperatura powietrza na zewnatrz
budynku (Tablica 1.5.). W przypadku gdy miejscowosc, w której
znajduje sie budynek, lezy na granicy dwóch stref klimatycznych,
jako obliczeniowa temperature powietrza zewnetrznego nalezy
przyjac temperature dla strefy o wiekszym numerze (nizszej tem-
peraturze t

Tablica 1.5. Obliczeniowe temperatury powietrza na z e -

wnatrz budynku

Materialy do cwiczen z ogrzewnictwa

Strona 4

1.7. OBLICZENIOWE TEMPERATURY POWIETRZA W POMIESZCZENIACH OGRZEWANYCH

Obliczeniowe temperatury powietrza w ogrzewanych pomieszczeniach okresla obecnie (od 16 grudnia 2002) „Rozporzadzenia

Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i
ich usytuowanie” (Dz.U. Nr 75, poz. 690 z pózn. zmianami). W tablicy 1.7. podano obliczeniowe temperatury wewnetrzne w zaleznosci
od przeznaczenia pomieszczen.

Tablica 1.7. Obliczeniowe temperatury powietrza w pomieszczeniach ogrzewanych.

Temperatury obli-

czeniowe

Przeznaczenie lub sposób wykorzystania pomieszczen

Przyklady pomieszczen

+5°C

– nieprzeznaczone na pobyt ludzi,
– przemyslowe – podczas dzialania ogrzewania dyzurnego
(jezeli pozwalaja na to wzgledy technologiczne)

magazyny bez stalej obslugi, garaze indywidualne, hale
postojowe (bez remontów), akumulatornie, maszy-
nownie i szyby dzwigów osobowych

+8°C

– w których nie wystepuja zyski ciepla, a jednorazowy pobyt
osób znajdujacych sie w ruchu i w okryciach zewnetrznych
nie przekracza l h.
– w których wystepuja zyski ciepla od urzadzen technolo-
gicznych, oswietlenia itp., przekraczajace 25 W na l m

kubatury pomieszczenia

klatki schodowe w budynkach mieszkalnych, hale
sprezarek, pompownie, kuznie, hartownie, wydzialy
obróbki cieplnej

+12°C

– w których nie wystepuja zyski ciepla, przeznaczone do
stalego pobytu ludzi, znajdujacych sie w okryciach zewnetrz-
nych lub wykonujacych prace fizyczna o wydatku energe-
tycznym powyzej 300 W,
– w których wystepuja zyski ciepla od urzadzen technolo-
gicznych, oswietlenia itp., wynoszace od 10 do 25 W na l m

kubatury pomieszczenia

magazyny i sklady wymagajace stalej obslugi, hole
wejsciowe, poczekalnie przy salach widowiskowych
bez szatni,

hale pracy fizycznej o wydatku energetycznym powy-
zej 300 W, hale formierni, maszynownie chlodni,
ladownie akumulatorów, hale targowe, sklepy rybne i
miesne

+16°C

– w których nie wystepuja zyski ciepla, przeznaczone na
pobyt ludzi:

– w okryciach zewnetrznych w pozycji siedzacej i
stojacej,
– bez okryc zewnetrznych, znajdujacych sie w ruchu
lub wykonujacych prace fizyczna o wydatku energe-
tycznym do 300 W,

– w których wystepuja zyski ciepla od urzadzen technolo-
gicznych, oswietlenia itp., nieprzekraczajace 10 W na l m

kubatury pomieszczenia

sale widowiskowe bez szatni, ustepy publiczne, szatnie
okryc zewnetrznych, hale produkcyjne, sale gimna-
styczne,

kuchnie indywidualne wyposazone w paleniska weglo-
we

+20°C

– przeznaczone na staly pobyt ludzi bez okryc zewnetrz-
nych, niewykonujacych w sposób ciagly pracy fizycznej

pokoje mieszkalne, przedpokoje, kuchnie indywidua l-
ne wyposazone w paleniska gazowe lub elektryczne,
pokoje biurowe, sale posiedzen

+24°C

**)

– przeznaczone do rozbierania,
– przeznaczone na pobyt ludzi bez odziezy

lazienki, rozbieralnie, szatnie, umywalnie, natryskow-
nie, hale plywalni, gabinety lekarskie z rozbieraniem
pacjentów, sale niemowlat i sale dzieciece w zlobkach,
sale operacyjne

Dopuszcza sie przyjmowanie innych temperatur obliczeniowych dla ogrzewanych pomieszczen niz jest to okreslone w tabeli, jezeli wyni-

ka to z wymagan technologicznych.

**)

Poprzednio obowiazywala zgodnie z norma PN-82/B-02402 temperatura +25°C.

1.8. OBLICZANIE WSPÓLCZYNNIKA

PRZENIKANIA CIEPLA U (dawne ozn. k)

Zasady obliczania wartosci wspólczynnika przenikania

ciepla U dla przegród okresla norma  PN-EN ISO 6946:2004
“Komponenty budowlane i elementy budynku  - Opór
cieplny i wspólczynnik przenikania ciepla  - Metoda obl i -
czania”.

Wspólczynniki przenik ania ciepla dla przegród budo w-

lanych, nie powinny przekraczac wielkosci zamieszczonych w
tablicy 1.3..
Wielkosc wspólczynnika przenikania ciepla U dla scian i stropów
i stropodachów nalezy obliczac ze wzoru:









⋅

[1.6]

gdzie:

, R

- jednostkowe opory cieplne przejmowania ciepla,

⋅

K/W], tablica 1.8.,

- jednostkowy opór przewodzenia ciepla przez prze-

grode, [m

⋅

K/W], obliczony na podstawie zalezno-

sci [1.7], [1.8], lub odczytany z zalacznika 2.3.

Tablica 1.8. Obliczeniowe wartosci oporów przejmowania ciepla Ri i Re

Materialy do cwiczen z ogrzewnictwa

Strona 5

Opór przewodzenia ciepla przez przegrode

Opór przewodzenia ciepla przez przegrode R w zaleznosci od
typu przegrody okresla sie nastepujaco:
a) Opór cieplny przegrody lub warstwy jednorodnej wch o-

dzacej w sklad przegrody:













⋅

[1.7]

gdzie:

- grubosc przegrody lub warstwy, [m],

λ - obliczeniowa wartosc wspólczynnika przewodzenia

ciepla materialu przegrody, [W/m

⋅

K] wg zalacznika

nr 2.2.

Przegrody budynków mieszkalnych, które ograniczaja

pomiesz czenia o duzej wilgotnosci np. pralnie, suszarnie

bielizny, hydroforownie, kuchnie gastronomiczne i kwi a-

ciarnie nalezy traktowac jako znajdujace sie w waru n -

kach wilgotnych.

b) Opór cieplny przegrody zlozonej z warstw jednorod-

nych i z niewentylowanymi warstwami powietrza:













⋅

∑

[1.8]

gdzie:
Ri - jednostkowy opór cieplny i-tej warstwy, [m

⋅

K/W],

obliczony wg wzoru [1.7],

Rj - jednostkowy opór cieplny j-tej niewentylowanej szcze-

liny powietrznej, [m2

⋅

K/W] odczytany z tablicy 1.9..

m - liczba warstw;
n - liczba niewentylowanych szczelin powietrznych.

Tablica 1.9. Wartosci obliczeniowe oporu cieplnego niewentylowanej warstwy powietrznej

c) Opór cieplny przegrody lub warstwy o budowie niejednorodnej nalezy okreslac eksperymentalnie. Wartosc jednostkowego oporu

cieplnego przegrody powinna znajdowac sie w normach przedmiotowych, swiadectwach dopuszczenia do powszechnego stosowania w
budownictwie oraz w katalogach elementów i przegród. W zalaczniku nr 2.3 podano wartosci jednostkowego oporu cieplnego dla naj-
czesciej stosowanych przegród o budowie niejednorodnej.

d) Opór cieplny slabo wentylowanej warstwy powietrza jest polowa odpowiedniej wartosci podanej w tablicy 2. Jezeli wartosc oporu

cieplnego przekracza 0,15 m

K/W, do obliczen nalezy przyjmowac 0,15 m

K/W.

e) Opór cieplny dobrze wentylowanej warstwy powietrza. Calkowity opór cieplny komponentu budowlanego z dobrze wentylowana

oblicza sie pomijajac opór cieplny tej warstwy i innych warstw znajdujacych sie miedzy warstwa powietrza a srodowiskiem zewnetrz-
nym i dodajac wartosc zewnetrznego oporu przejmowania ciepla, odpowiadajacej nieruchomemu powietrzu.:

Okna i drzwi

Wspólczynnik przenikania ciepla U dla okien, swietlików, wrót i drzwi w przypadku, gdy znany jest ich producent, przyjmuje sie wg

norm lub aprobat technicznych. W innych przypadkach wartosci obliczeniowe przyjmuje sie z tablicy nr 1.10.

Tablica 1.10. Wartosci obliczeniowe wspólczynnika przenikania ciepla U (k) okien, swietlików, wrót i drzwi.

Materialy do cwiczen z ogrzewnictwa

Strona 10

NORMY

PN-EN ISO 6946:2004 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i wspólczynnik przenikania ciepla.
Metoda obliczania. (zamiast PN-91/B-02020 Ochrona cieplna budynków. Wymagania i badania.)

PN-B-02025:1999 Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na cieplo do ogrzewania budynków mieszkalnych.

PN-82/B-02402 Ogrzewnictwo. Temperatury ogrzewanych pomieszczen w budynkach.

PN-82/B-02403 Ogrzewnictwo. Temperatury obliczeniowe zewnetrzne.

PN-94/B-03406 Ogrzewnictwo. Obliczanie zapotrzebowania na cieplo pomieszczen o kubaturze do 600 m

PN-B-03430:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i uzytecznosci publicznej. Wyma-
gania.

Odpowiedniki krajowe norm powolanych w nowej normie: PN-EN 12831 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda
obliczania projektowego obciazenia cieplnego:

Normy powolane

Odpowiedniki krajowe

EN 673:1997

PN–EN 673:1999 Szklo w budownictwie – Okreslenie wspólczynnika przenikania ciepla "U" –
Metoda obliczeniowa

EN ISO 6946:1996

PN–EN ISO 6946:2004 Komponenty budowlane i elementy budynku – Opór cieplny i wspól-
czynnik przenikania ciepla – Metoda obliczania

EN ISO 10077–1:2000

PN–EN ISO 10077–1:2002 Wlasciwosci cieplne okien, drzwi i zaluzji – Obliczanie wspólczyn-
nika przenikania ciepla – Czesc 1: Metoda uproszczona

EN ISO 10077–2:2003

PN–EN ISO 10077–2:2005 Cieplne wlasciwosci uzytkowe okien, drzwi i zaluzji – Obliczanie
wspólczynnika przenikania ciepla – Czesc 2: Metoda komputerowa dla ram

EN ISO 10211–1:1995

PN–EN ISO 10211–1:2005 Mostki cieplne w budynkach – Obliczanie strumieni cieplnych i
temperatury powierzchni – Czesc 1: Metody ogólne

EN ISO 10211–2:2001

PN–EN ISO 10211–2:2002 Mostki cieplne w budynkach – Obliczanie strumieni cieplnych i
temperatury powierzchni – Czesc 2: Liniowe mostki cieplne

EN ISO 10456:1999

PN–EN ISO 10456:2004 Materialy i wyroby budowlane – Procedury okreslania deklarowa-
nych i obliczeniowych wartosci cieplnych

EN 12524:2000

PN–EN 12524:2003 Materialy i wyroby budowlane – Wlasciwosci cieplno–wilgotnosciowe –
Tabelaryczne wartosci obliczeniowe

EN ISO 13370:1998

PN–EN ISO 13370:2001 Wlasciwosci cieplne budynków – Wymiana ciepla przez grunt – Me-
tody obliczania

EN ISO 14683:1999

PN–EN ISO 14683:2001 Mostki cieplne w budynkach – Liniowy wspólczynnik przenikania
ciepla – Metody uproszczone i wartosci orientacyjne