PLAN PROJEKTU Z FIZYKI BUDOWLI

KARTA PRZEDMIOTU

DANE WYJŚCIOWE

Spis treści:

1. Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła U dla przegród…………………….…str

1. ściana zewnętrzna dwuwarstwowa …………………………………………….………

2. ściana stykająca się z garażem nieogrzewanym………………………………………..

3. strop pod poddaszem nieogrzewanym lub stropodach …………………………………..

4. dach krokwiowo – jętkowy (liczą wszyscy metodą” kresów” dolny i górny)…….......

5. ściana wewnętrzna………………………………………………………………..

6. podłoga na gruncie ……………………………………………………………….…….

7. strop nad piwnicą (jeśli jest)………………………………………………………………..

1. Określenie strat ciepła przez mostki cieplne w stosunku do całkowitych strat ciepła przez przenikanie w budynku……………………………………………………………………

2. Obliczenie metodą uproszczoną zapotrzebowania na energię pierwotną ………………...

1. wg normy

2. wg Rozporządzenia z dnia

1. Sprawdzenie rozkładu temperatury w przegrodzie zewnętrznej …………………….……..

2. Sprawdzenie ryzyka wystąpienia i rozwoju pleśni. Kondensacji pary wodnej
   w przegrodzie zewnętrznej …………………………………………………………………

3. LITERATURA ………………………………………………………………………….

UWAGA,

Przed każdymi obliczeniami proszę podać część teoretyczną omawianą na zajęciach, wzory, wyjaśnienia oznaczeń, jednostki

1. Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła U dla przegród.

CZEŚĆ TEORETYCZA WZORY RT, U,

Wzory na poprawki, jednostki

1. ściana zewnętrzna dwuwarstwowa

Lp.	Warstwa	Grubość d [m]	Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m·K]
1.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82
2.	styropian	0,12	0,040
3.	mur z bloczków wapienno – piaskowych Silka	0,24	0,80
4.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82

Obliczam opór przegrody R_T:

R _se – opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni, R_se = 0,04,

R _si – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni, R_si = 0,13

Obliczam współczynnik przenikania ciepła U:

Obliczam poprawki dla przegrody zewnętrznej U_c:

gdzie: ∆U – poprawki

Poprawki ∆U określam wg wzoru:

gdzie: ∆U_g – poprawka z uwagi na nieszczelność,

∆U_f – poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne,

∆U_r – poprawka z uwagi na wpływ opadów

Obliczam poprawki z uwagi na nieszczelność:

Ze względu na to, iż styropian przylega do ściany przyjmuję ∆U"=0,

a więc ∆U_g=0.

Obliczam poprawki z uwagi na łączniki mechaniczne:

gdzie: α =0,8 (gdyż całkowicie przebija warstwę izolacji),

λ_f – współczynnik przewodzenia ciepła łącznika, λ_f =58 W/ m²·K

n_f – liczba łączników na m², n_f =4

A_f – pole przekroju poprzecznego jednego łącznika [m²],

d_o – grubośc warstwy izolacyjnej zawierającej łącznik [m],

R₂ – opór cieplny warstwy izolacyjnej (styropianu) przebijajanej przez łącznik [m²·K/W],

R_T – całkowity opór przegrody

Przyjęto 4 łączniki na 1 m² o Ø4,5mm.

czyli

Zatem

Warunek przenikania ciepła został spełniony.

1. ściana stykająca się z garażem nieogrzewanym

rysunek schematyczny i obliczenia Rc i U*

1. dach krokwiowo – jętkowy (liczą wszyscy)

PRZYKŁAD 4 z zadań xero

Lp.	Warstwa	Grubość d [m]	Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m·K]	Opór RT [m^2·K/W]
1.	R Si	--------	--------	0,100
2.	suchy tynk	0,012	0,23	0,052
3.	paroizolacja	--------	--------	--------
4.	wełna mineralna	0,15	0,045	3,333
5.	pustka powietrzna	--------	--------	0,160
6.	deski 2cm	0,02	0,30	0,067
7.	papa	0,003	0,18	0,016
8.	łata 3x5cm	0,03	0,16	0,188
9.	dachówka ceramiczna	--------	--------	0,200
10.	R se	--------	--------	0,040

∑ R_T = 4,156 m²·K/W

Lp.	Warstwa	Grubość d [m]	Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m·K]	Opór RT [m^2·K/W]
1.	R Si	--------	--------	0,100
2.	suchy tynk	0,012	0,23	0,052
3.	paroizolacja	--------	--------	--------
4.	krokiew 7x18cm	0,18	0,16	1,125
5.	deski 2cm	0,02	0,30	0,067
6.	papa	0,003	0,18	0,016
7.	kontrłata 3x5cm	0,05	0,16	0,313
8.	łata 3x5cm	0,03	0,16	0,188
9.	dachówka ceramiczna	--------	--------	0,200
10.	R se	--------	--------	0,040

∑ R_T = 2,101 m²·K/W

Obliczam kres górny R_T^I:

Obliczam kres dolny R_T^II:

R_si = 0,100 m²·K/W

R₂ = 0,052 m²·K/W

R₈ = 0,188 m²·K/W

R₉ = 0,200 m²·K/W

R_se = 0,040 m²·K/W

Obliczam opór:

Obliczam współczynnik przenikania ciepła dla dachu:

Warunek przenikania ciepła nie został spełniony.

1. ściana wewnętrzna

2. podłoga na gruncie

Lp.	Warstwa	Grubość d [m]	Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m·K]	Opór RT [m^2·K/W]
1.	R Si – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni	--------	--------	0,170
2.	płytki ceramiczne	0,05	1,05	0,048
3.	gładź cementowa	0,04	1,00	0,040
4.	folia polietylenowa	--------	--------	--------
5.	wełna mineralna	0,05	0,045	1,111
6.	2 x papa	0,003	0,18	0,032
7.	beton	--------	--------	0,200
8.	ubity piasek	0,25	0,40	0,625

∑ R_T = 2,226 m²·K/W

Obliczam parametr charakterystyczny B’:

A_g – powierzchnia płyty podłogowej [m²],

P – obwód płyty podłogowej [m],

A_g = 10,08m∙6,68m=67,33m²

P = 2∙10,08m+2∙6,68m=33,52m

Określam współczynnik przenikania ciepła podłogi i ściany przy gruncie
wg PN EN 12831:2006:

Warunek przenikania ciepła został spełniony.

1. Określenie strat ciepła przez mostki cieplne w stosunku do całkowitych strat ciepła przez przenikanie w budynku

wg zadania z przykładu 8 – wykonać szkic swojego budynku, zaznaczyć na nim mostki i policzyć zgodnie z przykładem

3. Obliczenie metodą uproszczoną zapotrzebowania na energię pierwotną budynku jednorodzinnego

3.1. Dane wyjściowe:

1. Parter: 101,40 m²

- przedsionek (wiatrołap) 4,49 m²

- przedpokój 9,38 m²

- pokój do pracy lub pokój gościnny 17,64 m²

- W.C. i ogólnodostępna łazienka z kabina natryskową 8,76 m²

- kuchnia z aneksem jadalnym 15,16 m²

- pokój dzienny z kominkiem 33,91 m²

- otwarta na pokój dzienny klatka schodowa 6,72 m²

- spiżarnia 4,37 m²

1. Poddasze użytkowe: 89,05 m²

- pokój sypialno-mieszkalny dziecka 21,42 m²

- pokój sypialno-mieszkalny dziecka 21,59 m²

- pokój sypialny rodziców 16,21 m²

- łazienka 16,16 m²

- garderoba 4,34 m²

- przedpokój 9,78 m²

Łączna powierzchnia użytkowa budynku wynosi - 190,45 m²

Powierzchnia użytkowa garażu wynosi - 40,26 m²

Dane dotyczące kubatury wynoszą:

- kubatura budynku mieszkalnego 427,30 m³

.Wysokość kondygnacji parter 2,68 m, a poddasze 2,52 m.

3.2. Obliczenia potrzebnych powierzchni

1. Ściany zewnętrzne

Obliczenie pola powierzchni dla ściany południowej.

Element przegrody	Pole powierzchni A [m^2]
Ściana	12,55*2,68+2,47*1,68+(0,5*1,15*1,1)*2=40,03
Okno	2x1,00*1,50=3,00
Drzwi z oknami	3x1,97*2,37=14,00
Pole powierzchni do obliczeń	26,03

Obliczenie pola powierzchni dla ściany zachodniej.

Element przegrody	Pole powierzchni A [m^2]
Ściana	9,55*2,68+2,55*4,72+(1,97*2,5)*2=43,60
Okno	3x1,00*1,50=4,50
Drzwi	Nie wystepują
Pole powierzchni do obliczeń	38,10

Obliczenie pola powierzchni dla ściany północnej.

Element przegrody	Pole powierzchni A [m^2]
Ściana	12,55*2,68+2,47*1,68+(0,5*1,15*1,1)*2=39,00
Okno	3x1,00*1,50=4,50
Drzwi	1x1,00*2,10=2,10
Pole powierzchni do obliczeń	32,40

Obliczenie pola powierzchni dla ściany wschodniej.

Element przegrody	Pole powierzchni A [m^2]
Ściana	9,55*2,68+2,55*4,72+(1,97*2,5)*2=42,60
Okno	4x1,00*1,50=6,00
Drzwi	Brak
Pole powierzchni do obliczeń	36,60

1. okna

A=3x1,00*1,50+4x1,00*1,50+2x1,00*1,50+3x1,00*1,50= 18 m²

1. drzwi

A=1x1,00*2,10+3x1,97*2,37= 16,10 m²

1. Strop nad ostatnią kondygnacją lub dach lub stropodach

A= 119,85 m²

1. Podłoga na gruncie

Obliczenia zgodnie z zajęciami, parametr B’ obliczyć,

Pole powierzchni przegród, przez które następują straty ciepła przez przenikanie:

1.Ściany zewnętrzne (bez pola powierzchni okien)

- nr1 o orientacji północnej - 32,40 m²

- nr2 o orientacji południowej – 26,03 m²

- nr3 o orientacji wschodniej - 36,60 m²

- nr4 o orientacji zachodniej - 38,10 m²

2.okna ( pola powierzchni w świetle muru):

- w ścianie nr 1 - 4,5 m²

- w ścianie nr 2 - 3 m²

- w ścianie nr 3 - 6 m²

- w ścianie nr 4 - 4,5 m²

Pola powierzchni stropu nad ostatnią kondygnacją - 119,85 m²

Kubatura ogrzewana - 427,22 m³ (11,17*8,42*3,52)+((4,42+8,67/2)*1,68)*8,55

Pola powierzchni przegród zewnętrznych- 166,34 m²

a). wg normy

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania
Lokalizacja budynku: Grabówka
1. Dane geometryczne budynku
Kubatura ogrzewana, m^3
Pole powierzchni przegród zewnętrznych, m^2
Współczynnik kształtu, m^-1
2. Straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym
$Q_{i} = Q_{z} + Q_{o} + Q_{d} + Q_{p} + Q_{\text{pg}} + Q_{\text{sp}} + Q_{v}\ \ \lbrack\frac{\text{kWh}}{\text{rok}}\rbrack$
Rodzaj przegrody
Ściany zewnętrzne
Okna
Drzwi
Strop nad ostatnią kondygnacją
Podłoga na gruncie –
Razem straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym Qt, kWh/a
3. Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym Qv, kWh/a
Strumień powietrza wentylacyjnego
Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym
4. Zyski ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym Qs, kWh/a
Orientacja
N
S
W
E
Razem zyski od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym -, kWh/a
5. Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym Qi, kWh/a
Liczba osób N
4
6. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania Qh, kWh/a
Qh=Qt+Qv-0,9*(Qs+Qi) = 23889,81+7600-0,9(1722,6+3153,5)=27 101,32
7. Sprawdzenie wymagań
7.1. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków, kWh/(m^3*a)
E=Qh/V=27101,32/427,22=63,47
7.2. Wymagania
Współczynnik kształtu, A/V
A/V ≤0.20 0.20<A/V<1,05 A/V ≥1,05
0.20<A/V<1,05
Wskaźnik E=

Czyli E<E₀

b) wg Rozporządzenia z dnia 6.11.2008 r. w sprawie wykonywania audytów energetycznych i certyfikatów

podać wzory kartki xero „6 kroków” obliczeniowych

obliczenia wykonać w tabelce str.54-55

1. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej w obu metodach za pomocą wykresu kołowego

	Qh:
I - Ściany		34,4	%
II - Stropodach		6,3	%
III - Strop		10,2	%
IV - Stolarka		9,2	%
V - Wentylacja		39,9	%
spr. Σ:		100,0	%
= Qh =		Roczne zapotrzebowanie na ciepło:

Analogicznie do pnkt.b) wykres i dane w tabelkę

I- ŚCIANY		26,1 %
II- STROPODACH		5,2 %
III- STROP		8,7 %
IV- STOLARKA		9,7 %
V- WENTYLACJA.		50,3 %
SPR.∑		100 %
=Qh=		ROCZNE ZAPOTRZEBOWANIE NA CIEPŁO

4. Sprawdzenie rozkładu temperatury w przegrodzie zewnętrznej

Wzór obliczeń - Przykład 15 xero

Wyznaczyć rozkład temperatury i ciśnienia pary wodnej w każdym miesiącu: styczeń, luty …..

Obliczyć i przedstawić w formie graficznej – analogicznie, jak w przykładzie 15 - xero

Lp.	Warstwa	Grubość d [m]	Współczynnik przewodności cieplnej λ [W/m·K]	Opór przegrody R [m^2·K/W]	Δti [^0C]	t [^0C]
1.	Rsi	-	-	0,13	1,741	25
						23,259
2.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82	0,018	0,241
						23,018
3.	mur z bloczków wapienno – piaskowych Silka	0,24	0,80	0,30	4,017
						19,001
4.	styropian	0,12	0,040	3,00	40,171
						-21,170
5.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82	0,018	0,241
						-21,411
6.	Rse	-	-	0,04	0,536
						-22

∑ R_T = 3,51 m²·K/W

4. 5. Sprawdzenie możliwości rozwoju pleśni na wewnętrznej powierzchni przegrody zewnętrznej w całym cyklu rocznym.

4. Przykład 14 – xero

Obliczenie czynnika temperaturowego na powierzchni wewnętrznej przegrody konieczne do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni (pod katem uniknięcia rozwoju pleśni).

miesiąc	θe [^OC]	ϕ e	psat [Pa]	pe [Pa]	Δp [Pa]	1,1 Δp [Pa]	pi [Pa]	psat(θsi) [Pa]	θsi, min [^OC]	θi [^OC]	fRsi
I	-2,8	0,94	484	455	270	297	752	940	6,1	22	0,556
II	-2,2	0,88	509	448	270	297	745	931	6,0	22	0,541
III	1,4	0,80	677	542	249	274	816	1019	7,2	22	0,505
IV	6,9	0,72	995	716	167	183	900	1124	8,7	22	0,305
V	12,4	0,66	1441	951	84	92	1043	1304	10,9	22	-0,021
VI	16,7	0,58	1901	1103	20	22	1125	1406	12,0	22	-0,830
VII	17,8	0,66	2039	1346	3	3	1349	1686	14,8	22	-0,690
VIII	17,0	0,69	1937	1337	15	17	1353	1691	14,9	22	-0,380
IX	12,9	0,72	1488	1071	77	85	1156	1445	12,4	22	0,077
X	7,9	0,80	1066	853	152	167	1019	1274	10,5	22	0,355
XI	3,3	0,88	776	683	221	243	925	1157	9,1	22	0,497
XII	-0,6	0,94	582	547	270	297	844	1055	7,7	22	0,571
(GRUDZIEŃ)	fRsi,max =	0,571

Miesiąc	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Θe [°C]	ϕe [%]	pe [Pa]	Δp [Pa]	pi [Pa]	[Pa]	[°C]	Θe [°C]
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII

Wzór tabelki

Wzory do obliczeń

4. 3.

5. 4. Δp

6. 5.

7. 6.

8. 9.

9. , [(m²⋅K)/W

Tabelka nr2

Lp.	Warstwa	d [m]	λ [W/m·K]	R [m^2·K/W]	μ	Sd= μ d [m^2·K/W]	Δti [^0C]	t [^0C]	psi
1.	Rsi	-	-	0,13		0	1,078	25	3169
								23,922	2968
2.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82	0,018	6	0,09	0,149
								23,773	2950
3.	mur z bloczków wapienno – piaskowych Silka	0,080	0,80	0,10	6	0,48	0,829
								22,944	2794
4.	mur z bloczków wapienno – piaskowych Silka	0,080	0,80	0,10	6	0,48	0,829
								22,115	2661
5.	mur z bloczków wapienno – piaskowych Silka	0,080	0,80	0,10	6	0,48	0,829
								21,286	2535
6.	styropian	0,06	0,040	1,50	60	3,6	12,435
								8,851	1140
7.	styropian	0,06	0,040	1,50	60	3,6	12,435
								-3,584	454
8.	tynk cementowo - wapienny	0,015	0,82	0,018	6	0,09	0,149
								-3,733	448
9.	Rse	-	-	0,04		0	0,332
								-4,065	437

∑ R_T = 3,51 m²·K/W

gdzie:

t_e– minimalna średnia temperatura termometru suchego, dla msc. Kętrzyn wynosi - 4,1°C.

Legenda:

cienienie pary nasyconej,

ciśnienie rzeczywiste.

gdzie:

wartość 3169 jest odczytana, dla temp. 25⁰C, z tabeli nr 3 dot. ciśnień cząstkowych pary wodnej nasyconej w powietrzu, w zależności od temperatury, wartość 437 zaś dla temp. -4,1⁰C.

Literatura:

1. PN – EN ISO 6946:2007 Opór cieplny i współczynniki przenikania ciepła. Sposób obliczania.

2. PN – EN 12524:2003 Materiały i wyroby budowlane Właściwości cieplno wilgotnościowe. Tabelaryczne wartości obliczeniowe.

3. PN – B – 02025 Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego.

4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkowa oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz. U. Nr 201, poz. 1240 z 2008r.).

5. www.mi.gov.pl

6. PN-EN ISO 12831 ……

7. PN – EN ISO 14683… uzupełnić