ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z FIZYKI BUDOWLI(1)

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z FIZYKI BUDOWLI

TEMAT:

OBLICZANIE ZAPOTRZEBOWANIA NA CIEPŁO DO OGRZEWANIA.

Wykonali:

Krzysztof Mysiura

Grzegorz Mieszkalski

Grupa: W2 P11

Rok akademicki 2011/2012

I. Opis techniczny budynku

1. Ogólna charakterystyka budynku:

Budynek zaprojektowany jako obiekt wolnostojący. Jest to budynek niepodpiwniczony parterowy z poddaszem użytkowym krytym dachem dwuspadowym i połaciami nachylonymi pod kątem 45. Parter budynku zaprojektowano jako strefę całodzienną. Wiatrołap jest połączony z przedpokojem, który bezpośrednio połączony jest z klatką schodową, WC, kotłownią, pokojem, kuchnią oraz salonem. Poddasze stanowi strefę dzienną i nocną. Poprzez korytarz przewidziano wejścia do pokojów, łazienki, sypialni oraz garderoby. Budynek zaprojektowany jest w technologii tradycyjnej. Ściany murowane ceramiczne. Strop nad parterem gęsto-żebrowy typu FERT 24. Schody na piętro zabiegowe żelbetowe wylewane.

2. Rozwiązania konstrukcyjne:

Ławy fundamentowe – żelbetowe, wylewane z betonu żwirowego i zbrojone

Ściany fundamentowe – murowane z bloczków betonowych

Ściany zewnętrzne – z pustaków ceramicznych POROTHERM 30 cm, ocieplone styropianem

Ściany wewnętrzne konstrukcyjne - z pustaków ceramicznych POROTHERM 30 cm

Ściany działowe – z pustaków ceramicznych POROTHERM 12cm

Stropy nad parterem – gęsto żebrowy FERT 24

Nadproża nad oknami i drzwiami –prefabrykowane żelbetowe typu L

Schody wewnętrzne na piętro – zabiegowe żelbetowe wylewane

Schodki zewnętrzne, podest wejściowy – wylewane betonowe

Kominy murowane z cegły ceramicznej pełnej , na zaprawie cementowo wapiennej

Przewód spalinowy z kotłowni murowany z wkładem ze stali kwasoodpornej

Dach – dwuspadowy, drewniany o konstrukcji płatwiowo –kleszczowej , drewno impregnowane, pokrycie dachówką karpiówką podwójnie w łuskę

3. Izolacje:

-Izolacja pozioma ław fundamentowych – z papy asfaltowej zgrzewanej

- Izolacja przeciwwilgociowa pozioma podłóg na gruncie – folia hydro-izolacyjna

- Izolacja przeciwwilgociowa pionowa ścian fundamentowych zewnętrznych – z papy asfaltowej zgrzewanej

- Izolacja dachu – folia paro-przepuszczalna

- Izolacja termiczna ścian zewnętrznych – styropian gr. 14 cm

- Izolacja termiczna ścian fundamentowych – styropian gr. 10 cm

- Izolacja termiczna podłóg na gruncie – styropian twardy gr. 13 cm

- Izolacja akustyczna stropów między piętrowych – styropian twardy gr. 8 cm

4.Wykończenie wnętrz:

Tynki wewnętrzne ścian – parteru i piętra w pokojach, kuchni, korytarzach, łazienkach, wc i kotłowni gipsowe. Powierzchnie ścian w łazienkach i wc przygotowane do wykończenia glazurą.

Tynki wewnętrzne sufitów parteru i piętra – w pokojach, kuchni, korytarzach, garderobach, łazienkach, kotłowni i wc gipsowe.

Podłogi – szlichty cementowe przygotowane pod parkiet, terakotę/gres, itp.

Parapety wewnętrzne z płyt marmurowych

5.Wykończenie zewnętrzne:

Wykończenie elewacji – na ścianach zewnętrznych parteru i pietra, ocieplenie styropianem gr. 14 cm i wykończone tynkiem cem.- wap. gr. 1,5 cm.

Okna jednoramowe z PCV, oszklone podwójnie szkłem termoizolacyjnym o współczynniku przenikania k = 1,0. Parapety okienne zewnętrzne z płyt marmurowych. Drzwi wejściowe w kolorze stolarki okiennej, o zwiększonej odporności na włamanie. Rynny i rury spustowe z PCV. Obróbki blacharskie systemowe z blachy powlekanej.

6. Dane techniczne o obiekcie:

Kubatura 352,67 m3

Powierzchnia całkowita 146,58m2

Liczba mieszkańców 4

Klasa odporności ogniowej budynku B

7. Wyposażenie budynku w instalacje

7.1. Elektryczne:

7.2. Sanitarne:

8. Warunki lokalizacyjne:

Budynek należy sytuować na działce uzbrojonej (dostęp wody, energii elektrycznej, odbioru ścieków) z zapewnionym dojazdem. Przewidziano lokalizację budynku na terenie płaskim

II. Zestawienie powierzchni podłogi, ścian zew., kolankowych, połaci dachowej oraz sufitu dla poszczególnych stref:

Nr pomieszczenia

w strefie

Pow. ściany

Zewnętrznej

[m2]

Pow. ściany

Kolankowej

[m2]

Pow. połaci

Dachowej

[m2]

Pow.

Sufitu

[m2]

Pow.

Podłogi

[m2]

PARTER
1.1 dla 20C 10,86 - - - 11,47
1.2 dla 20C 14,63 - - - 12,87
1.3 dla 20C 23,94 - - - 16,38
1.4 dla 20C 9,06 - - - 12,60
1.5 dla 20C 9,75 - - - 8,45
1.6 dla 16C 16,99 - - - 16,20
1.7 dla 24C - - - - 2,89
PODDASZE
2.1 dla 20C - 2,61 4,15 10,79 7,66
2.2 dla 20C - 4,24 1,95 2,39 3,74
2.3 dla 20C 8,14 6,88 6,75 9,29 13,51
2.4 dla 20C 9,84 4,73 7,06 12,23 16,84
2.5 dla 20C 8,28 3,82 5,50 8,12 11,70
2.6 dla 24C 9,67 3,73 5,34 9,14 12,27
SUMA POWIERZCHNI DLA STREF:
dla 16C 16,99 - - - 16,20
dla 20C 94,50 22,28 25,41 42,82 115,22
dla 24C 9,67 3,73 5,34 9,14 15,16

$$\sum_{}^{}{A \bullet U}$$
dla 16C 4,23 - - - 2,66
dla 20C 23,53 5,66 3,58 8,14 11,00
dla 24C 2,41 0,95 0,75 1,74 0,30

Nr

pomieszczenia

Typ przegrody usytuowanie

Pole

pow.

[m2]

N S
1.1 Korytarz Drzwi drewno - 2,64
Okna - -
Brama - -
1.2 Kuchnia Drzwi - -
Okna - 2,25
Brama - -
1.3 Salon Drzwi szklane 4,62 -
Okna - -
Brama - -
1.4 Pokój I Drzwi - -
Okna 1,44 -
Brama - -
1.5 Kotłownia Drzwi - -
Okna - 2,25
Brama - -
1.6 Garaż Drzwi - -
Okna 1,44 -
Brama - 6,21
1.7 WC Drzwi - -
Okna - -
Brama - -
2.1 Korytarz Drzwi - -
Okna dachowe 0,67 -
Brama - -
2.2 Garderoba Drzwi - -
Okna - -
Brama - -
2.3 Sypialnia Drzwi szklane - -
Okna dachowe - 2,18
Brama - -
2.4 Pokój II Drzwi szklane - -
Okna dachowe 1,09 -
Brama - -
2.5 Pokój III Drzwi - -
Okna dachowe i ścienne 1,09 -
Brama - -
2.5 Łazienka Drzwi - -
Okna dachowe i ścienne - 1,09
Brama - -

III. Obliczenia pól powierzchni przeszklonych w zależności od orientacji względem stron świata

W tabelarycznym zestawieniu obliczono już efektywną powierzchnię zbierająca promieniowanie słoneczne AS dla poszczególnych orientacji N, S, E, W, konieczną do wyznaczenia zysków ciepła.

Otwory okienne i drzwiowe przeszklone
Usytuowanie

SUMA powierzchni ze

wszystkich

pomieszczeń

[m2]

Otwory drzwiowe drewniane
Usytuowanie

SUMA powierzchni ze

wszystkich

pomieszczeń

[m2]

Otwór bramy garażowej
Usytuowanie

SUMA powierzchni ze

wszystkich

pomieszczeń

[m2]

IV. Powierzchnia poszczególnych przegród, przez które zachodzi wymiana ciepła (oddzielnie dla każdej ze stref)


$$\sum_{}^{}{A \bullet U}$$
szkło drewno brama

24C
45,5 2,64 -

20C
2,89 - -

16C
1,58 - 3,35

V. Obliczenia kubatur V poszczególnych stref termicznych budynku:

PARTER KUBATURA[m3]
1.1 Korytarz 28,67
1.2 Kuchnia 32,17
1.3 Salon 40,95
1.4 Pokój I 31,50
1.5 Kotłownia 21,12
1.6 Garaż 40,50
1.7 WC 7,22
PODDASZE KUBATURA[m3]
2.1 Korytarz 31,17
2.2 Garderoba 8,75
2.3 Sypialnia 27,56
2.4 Pokój II 34,65
2.5 Pokój III 22,02
2.6 Łazienka 26,36
SUMA: 352,63

VI. Zestawienie miejsc występowania liniowych mostków termicznych oraz ich długości


$$\mathbf{H}_{\mathbf{D}}\mathbf{=}\sum_{}^{}{\mathbf{A}_{\mathbf{i}}\mathbf{\bullet}\mathbf{U}_{\mathbf{i}}\mathbf{+}\sum_{}^{}{\mathbf{l}_{\mathbf{k}}\mathbf{\bullet}\mathbf{Ps}_{\mathbf{k}}}}$$

Mostki cieplne Typ mostka Ψk [W/mK]
Ściana/dach R9 -0,05
Ściana/ściana C1 -0,05
Ściana/ściana działowa IW1 0,00
Strop F1 0,00
Ściana działowa/dach IW6 0,00
Otwory okienne i drzwiowe W1 0,35
Ściana/grunt GF 0,05
STREFA 24C PARTER
Mostki cieplne Typ mostka
Ściana/ściana działowa IW1
Ściana/grunt GF
Strop F1
STREFA 20C PARTER
Ściana/ściana C1
Strop F1
Ściana/ściana działowa IW1
Otwory okienne i drzwiowe W7
Ściana/grunt GF
STREFA 16C PARTER
Ściana/grunt GF
Otwory okienne i drzwiowe W7
Ściana/ściana działowa IW1
Ściana/ściana C1
Ściana/dach R9
STREFA 24C PODDASZE
Mostki cieplne Typ mostka
Ściana/dach R9
Ściana/ściana C1
Ściana/ściana działowa IW1
Strop F1
Ściana działowa/dach IW6
Otwory okienne i drzwiowe W7
STREFA 20C PODDASZE
Ściana/dach R9
Ściana/ściana C1
Ściana/ściana działowa IW1
Strop F1
Ściana działowa/dach IW6
Otwory okienne i drzwiowe W7
STREFA 16C PODDASZE
- -

VII. Obliczenia całkowitych wartości oporów cieplnych R oraz wartości współczynnika przenikania ciepła U dla zaprojektowanych poszczególnych przegród budowlanych.

OPÓR PRZEJMOWANIA CIEPŁA $\left\lbrack \frac{m^{2}K}{W} \right\rbrack$ KIERUNEK STRUMIENIA CIEPLNEGO
W GÓRĘ
Rsi 0,10
Rse 0,04

Rsi –opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni $\frac{m^{2}K}{W}$

Rse –opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni $\frac{m^{2}K}{W}$

R1+R2+R3+…+Rn –obliczeniowe opory cieplne każdej warstwy $\frac{m^{2}K}{W}$

1.1 Ściana zewnętrzna

Lp.

Materiał warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
Rsi 0,13
1. tynk cementowo- wapienny 0,015 0,82 0,018
2. Pustak ceram. POROTHERM 0,30 0,62 0,484
3. Styropian 0,14 0,042 3,33
4. Tynk mineralny 0,015 0,80 0,019
Rse 0,040

ΣR=

4,024

$U = \frac{1}{R_{\text{si}} + \ \sum R + R_{\text{se}}}$ 0,30 [$\frac{W}{m^{2} \times K}$] ; $U = \frac{1}{R} = \frac{1}{4,024} = 0,249\frac{W}{m^{2} \bullet K}$

1.2. Podłoga na gruncie

Płytki ceramiczne gr.1,5 cm

Wylewka cementowa gr.7 cm

STREFA 24C i  20C Folia budowlana

Izolacja -styropian 13 cm

Folia hydroizolacyjna

Beton zbrojony gr. 15 cm

Lp.

Materiał warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
1. Rsi - - 0,17
2. Parkiet 0,015 1,05 0,014
3. Wylewka cementowa 0,07 1,00 0,07
4. Folia budowlana - - -
5. Styropian 0,14 0,042 3,33
6. Folia budowlana - - -
7. Płyta betonowa 0,15 1,3 0,11
8. Rse - - 0,04

ΣR=

3,74

STREFA 16C

Lp.

Materiał warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
1. Rsi - - 0,17
2. Wylewka cementowa 0,07 1,00 0,05
3. Styropian 0,14 0,042 3,33
4. Folia hydroizolacyjna - - -
5. Płyta betonowa 0,15 1,3 0,11
6. Rse - - 0,04

ΣR=

3,7

Wymiary charakterystyczne pdłogi:

B= $\frac{\mathbf{A}}{\mathbf{0,5}\mathbf{\times P}}$

Gdzie:

  1. Pole podłogi po obrysie zewnętrznym

P- Obwód podłogi po obrysie zewnętrznym

B24= $\frac{1,88 \bullet 2,55}{0,5\ \times \ (2 \bullet \ 1,88 + 2 2,55\ )}$ = 1, 082 [m]

B20= $\frac{10,3 \bullet 8,4}{0,5\ (2 \bullet \ 10,3 + 2 8,4\ )}$ B24= 4, 628 − 1, 082 = 3, 546 [m]

B16=$\ \frac{3,6 \bullet 6,6}{0,5\ (2 \bullet \ 3,6 + 2 6,6\ )} = 2,329\ \lbrack m\rbrack$

$\lambda_{sr} = \frac{1,05 \bullet 4,794 + 0,22 \bullet 86,52 + 1 \bullet 23,76}{4,794 + 86,52 + 23,76} = 0,416$

-Całkowita grubość ekwiwalentna podłogi:

dt = w + λ (Rsi+Rf+Rse)

Gdzie:

w- całkowita grubość ścian fundamentowych

λ- współczynnik przewodzenia ciepła gruntu pod podłogą

Rf- opór cieplny warstw podłogi (poniżej izolacji można pominąć)


$${d_{t}}^{24} = \ 0,50\ + \ 2\ \times \ (0,17\ + \ \frac{0,015}{0,416}\ + \ \frac{0,07}{1,0} + \ \frac{0,13}{0,042}\ + \ 0,04) = \ 7,323\ \lbrack m\rbrack$$


$${d_{t}}^{20} = \ 0,50\ + \ 2\ \times \ (0,17\ + \ \frac{0,015}{0,416}\ + \ \frac{0,07}{1,0} + \ \frac{0,13}{0,042}\ + \ 0,04) = \ 7,323\ \lbrack m\rbrack$$


$${d_{t}}^{16} = \ 0,50\ + \ 2\ \times \ (0,17\ + \ \frac{0,07}{0,416}\ + \ \frac{0,13}{0,042}\ + \ 0,04) = \ 7,447\ \lbrack m\rbrack$$

dt>B λpiasek=2,0

$\frac{W}{m^{2} \bullet K}$

$\frac{W}{m^{2} \bullet K}$

$\frac{W}{m^{2} \bullet K}$

-Dodatkowa grubość ekwiwalentna:

d= R λ

 R= Rn - $\frac{d_{n}}{\lambda}$= ($\frac{0,1}{0,042} + \ \frac{0,3}{1,3} + \frac{0,1}{0,042}$) –$\ \frac{0,5}{2}$

Gdzie:

R- dodatkowy opór wynikający z izolacji lub fundamentu

 R= Rn - $\frac{d_{n}}{\lambda}$= ($\frac{0,1}{0,042} + \ \frac{0,3}{1,3} + \frac{0,1}{0,042}$) –$\ \frac{0,5}{2}$= 4,743

d= 2 4,743 = 9,486

Czynnik korekcyjny:

Ψg, e = $- \ \frac{\lambda}{\pi}\ \bullet \ \lbrack\ ln(\ \ \frac{2\ \bullet D}{d_{t}} + \ 1) - \ ln\left( \ \frac{2\ \times D}{d_{t}\ + \ d^{'}\text{\ \ }} + \ 1 \right)\ $

Psg, e24 = =$\frac{- 2,0}{3,14}\ \times \lbrack\ ln\ $( $\frac{2\ \bullet 1}{7,323} + \ 1) - \ \ln\left( \ \frac{2\ \bullet 1}{\ 7,323 + 9,486\text{\ \ }} + \ 1 \right)\ $]= -0,0822 [ $\frac{W}{m^{2} \bullet K}$ ]

Psg, e20=-0,0822

Psg, e16=-0,0804

U=U0+2($\frac{\mathbf{Ps}_{\mathbf{g,e}}^{}}{\mathbf{B}^{\mathbf{'}}}\mathbf{)}$= $\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{\ }\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\ }$]

U24=0, 256 + 2•($\frac{- 0,0822}{1,082})$=0,104 $\lbrack\frac{W}{\ m^{2} \bullet K}\ $]

U20=0, 224 + 2•($\frac{- 0,0822}{3,546})$=0,178 $\lbrack\frac{W}{\ m^{2} \bullet K}\ $]

U16=0, 235 + 2•($\frac{- 0,0804}{2,329})$=0,164 $\lbrack\frac{W}{\ m^{2} \bullet K}\ $]

1.3 Dach

dachówka ceramiczna Karpiówka

łaty 4 x 6 cm co 16 cm

kontrłaty 2,5 x 6 cm

folia paroprzepuszczalna

krokiew 8 x 16 cm / wełna mineralna 16 cm

wełna mineralna 20 cm

folia paroizolacyjna

płyta gipsowo - kartonowa

b a

Lp.

Materiał warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
1. Rse 0,040
2. Krokiew 3a 0,16 0,16 1
3. Wełna mineralna 3b 0,36 0,04 9,00
4. Wełna mineralna 3a 0,20 0,04 5,00
5 Płyta g-k 0,0125 0,25 0,05
7. Rsi 0,10

Względne pola powierzchni poszczególnych wycinków:


$${f_{a} = \frac{A_{a}}{A} = \frac{0,16 \bullet 1mb}{0,8 \bullet 1mb} = 0,2\ \ \backslash n}{f_{b} = \frac{A_{b}}{A} = \frac{0,64 \bullet 1mb}{0,8 \bullet 1mb} = 0,8}$$

Opory cieplne warstwy materiału dla wyników a i b:


$$R_{\text{Ta}} = 0,01 + \frac{0,0125}{0,25} + \frac{0,2}{0,04} + \frac{0,16}{0,16} + 0,04 = 6,19\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$


$$R_{\text{Tb}} = 0,1 + \frac{0,0125}{0,25} + \frac{0,36}{0,04} + 0,04 = 9,19\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczanie kresu górnego:

RT = $\frac{1}{\frac{f_{a}}{R_{T}^{a}}\ + \ \frac{f_{b}}{R_{T}^{b}}}$

RT = $\frac{1}{\frac{0,2}{6,19}\ + \ \frac{0,8}{9,19}}$ = 8, 378 $\frac{m^{2} \bullet K}{W}$


λ = 0, 16 • 0, 2 + 0, 04 • 0, 8 = 0, 064 

Obliczenie kresu dolnego :


$$R_{T}^{''} = 0,01 + \frac{0,0125}{0,25} + \frac{0,36}{0,064} + 0,04 = 5,815\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczono całkowity opór cieplny dachu:


$$R_{T} = \frac{R_{T}^{'} + R_{T}^{''}}{2} = \frac{3,378 + 5,815}{2} = 7,100\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczono współczynnik przenikania ciepła dachu:


$$\mathbf{U}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{R}_{\mathbf{T}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{7,100}}\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{141}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\text{\ \ }}$$

1.4 Ściana kolankowa

Lp.

Materiał warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
1 Rsi 0,13
2. tynk cementowo- wapienny 0,015 0,82 0,012
3. Trzpień 2a 0,30 1,7 0,18
4. Pustak ceramiczny 2b 0,30 0,62 0,48
5. Styropian 0,14 0,042 3,33
6. Tynk mineralny 0,015 0,80 0,012
7. Rse 0,040

Względne pola powierzchni poszczególnych wycinków:


$${f_{a} = \frac{A_{a}}{A} = \frac{24 \bullet 1mb}{140 \bullet 1mb} = 0,171\ \ \backslash n}{f_{b} = \frac{A_{b}}{A} = \frac{116 \bullet 1mb}{140 \bullet 1mb} = 0,829}$$

Opory cieplne warstwy materiału dla wyników a i b:


$$R_{\text{Ta}} = 0,13 + \frac{0,015}{0,82} + \frac{0,3}{1,7} + \frac{0,14}{0,042} + \frac{0,015}{0,80} + 0,04 = 3,717\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$


$$R_{\text{Tb}} = 0,13 + \frac{0,015}{0,82} + \frac{0,3}{0,62} + \frac{0,14}{0,042} + \frac{0,015}{0,80} + 0,04 = 4,024\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczanie kresu górnego:

RT = $\frac{1}{\frac{f_{a}}{R_{T}^{a}}\ + \ \frac{f_{b}}{R_{T}^{b}}}$

RT = $\frac{1}{\frac{0,171}{3,717}\ + \ \frac{0,829}{4,024}}$ = 3, 968 $\frac{m^{2} \bullet K}{W}$


λ = 1, 70 • 0, 171 + 0, 62 • 0, 829 = 0, 805 

Obliczenie kresu dolnego :


$$R_{T}^{''} = 0,013 + \frac{0,015}{0,82} + \frac{0,30}{0,805} + \frac{0,14}{0,042} + \frac{0,015}{0,80} + 0,04 = 3,913\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczono całkowity opór cieplny dachu:


$$R_{T} = \frac{R_{T}^{'} + R_{T}^{''}}{2} = \frac{3,968 + 3,913}{2} = 3,940\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$

Obliczono współczynnik przenikania ciepła dla ściany kolankowej:


$$\mathbf{U}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{R}_{\mathbf{T}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{3,940}}\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{254}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\text{\ \ }}$$

1.5 Strop nad poddaszem:

Lp. Nazwa warstwy Grubość warstwy d [m] Współczynnik przewodzenia ciepła λ Opór warstwy 
1 Rsi - - 0,1
2. Tynk cem.-wap. 0,015 0,82 0,018
3. Płyta g-k 0,03 0,25 0,12
4. Wełna mineralna 0,20 0,04 5
5. Folia paroizolacyjna - - -
5. Rse - - 0,04
$\sum_{}^{}R$ 5,278


$$R_{T}^{} = 0,1 + \frac{0,015}{0,82} + \frac{0,03}{0,25} + \frac{0,2}{0,04} + 0,04 = 5,278\frac{m^{2} \bullet K}{W}$$


$$\mathbf{U}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{R}_{\mathbf{T}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{5,278}}\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{190}\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet K}}\mathbf{\text{\ \ }}$$

VIII. Miesięczne straty ciepła:


QH,ht=Qtr+Qve

Qtr- całkowite przenoszenie ciepła przez przenikanie

Qve- całkowite przenoszenie ciepła przez wentylacje

  1. Straty ciepła przez przenikanie:


Qtr=Htr(HiHe)t

Htr- całkowity współczynnik przenoszenia ciepła przez przenoszenie dla strefy

Hi – temperatura wewnętrzna

He- temperatura zewnętrzna

t –długość okresu obliczeniowego (miesiąca w [s])

1. 1. Średnia wieloletnia temperatura miesiąca w stopniach Celsjusza i czas ogrzewania.

Lokalizacja: Częstochowa

Miesiąc Te [0C] Dł. mies. [h]
Styczeń -2,9 744
Luty -1,8 672
Marzec 1,9 744
Kwiecień 7,4 720
Maj 12,5 744
Czerwiec 16,4 720
Lipiec 17,4 744
Sierpień 16,9 744
Wrzesień 13,1 720
Październik 8,3 744
Listopad 3,4 720
Grudzień -0,6 744

Roczna amplituda temperatury, Te= 9,7°C,

średnia roczna, T0 = 7, 7°C,

obliczeniowa temperatura zewnętrzna,Tmin=-20,0°C.

- Współczynnik strat ciepłą przez przenikanie:


HT = HD + Hg + Hu + HA

- Współczynnik przenoszenia ciepłą przez przenikanie:

$H_{g} = \sum_{}^{}{U \times A}$ + $\sum_{}^{}{L\ \times}$Ψ

- Współczynnik przenoszenia ciepłą przez grunt:

Hg = APUP

HU = 0

HA = 0

Strefa - 24 °C

HD24C=(2,41+0,95+075+1,74+2,89)+(1,3+3,6+2,25)(-0,05)+(1,082+1,57)

 •(-0,05)+(2(1,1+1,4)+2(0,78+1,40)) •0,35=11,47$\frac{W}{K}$

Hg24C=0

Strefa - 20 °C

HD20C=(25,53+5,66+3,58+8,14+45,9+2,64)+((10,78+22,25+0,6+4,78+2,12+2,25)

(-0,05))+((3,824+4,47) •(0,05))+(4(2(1,5+1,5))+2(1,2+1,2)+

2(2,10+2,20)+2(1,1+1,4)+2(2(1,5+1,5))+4(2 (0,78+1,4))

+21,2+2,2)+(0,66+1,02)) •0,35=116,19$\frac{W}{K}$

Hg20C=12,77$\frac{W}{K}$

Strefa - 16 °C

HD16C=(4,23+0,4134,4+1,58+3,35)(23,05) •(-0,05)+((23,3+6,6) •(-0,05)

+(2(1,2+1,2)+2(2,70+2,30)) •0,35=17,38$\frac{W}{K}$

Hg16C=3,11$\frac{W}{K}$

HTR24C=HD24C +  Hg24C=11,47$\frac{W}{K}$

HTR20C=HD20C + Hg20C=128,96$\frac{W}{K}$

HTR16C= HD16C+ Hg16C=20,49$\frac{W}{K}$

 Miesiące Qtr20 kWh Qtr24 kWh Qtr16 kWh suma Qtr kWh
1 2197,17 229,55 288,12 2714,85
2 1889,21 198,86 245,09 2333,17
3 1736,63 188,59 214,95 2140,17
4 1169,92 137,09 126,87 1433,89
5 719,59 98,14 53,35 871,09
6 334,26 62,76 -5,90 391,13
7 249,46 56,32 -21,34 284,44
8 297,43 60,59 -13,720 344,30
9 640,67 90,02 42,78 773,47
10 1122,57 133,98 117,38 1373,93
11 1541,33 170,12 185,88 1897,34
12 1976,49 209,93 253,06 2439,48

Straty ciepła przez wentylacje:


Qve =  Hve • (Oint,   HOe) • t

Hve - współczynnik przenoszenia ciepłą przez wentylacje


$$H_{\text{ve}} = \rho_{a}\ \bullet c_{a} \bullet \sum_{}^{}b_{\text{ve},\ k}\ \bullet \ g_{ve,\ k}$$


$$\rho_{a}\ \times c_{a} = 1200\frac{J}{m^{3}K}\ \ \ - objetosciowa\ pojemnosc\ cieplna\ powietrza$$


$$\sum_{}^{}b_{ve,\ k\text{\ \ }} = 1\ \ \ - czynnik\ dostosowania\ temp.dla\ strumienia\ powietrza$$

gve,  k średnia wartość strumienia powietrza

-dla łazienek, kuchni gve,  k=0,6 V $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

-dla pozostałych pomieszczeń gve,  k=0,3 V $\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$

Strefa  24oC

$q_{\text{ve}} = 0,6 \bullet \left( 7,225 + 26,36 \right) = 20,15\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$


$$H_{\text{ve}} = 1200 \bullet 1 \bullet 20,15 = \frac{24180}{3600} = 6,72\frac{W}{K}$$

Strefa  20oC

$q_{\text{ve}} = 0,3 \bullet 276,58 = 82,97\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$


$$H_{\text{ve}} = 1200 \bullet 1 \bullet 82,97 = \frac{99564}{3600} = 27,66\frac{W}{K}$$

Strefa  16oC

$q_{\text{ve}} = 0,3 \bullet 40,5 = 12,15\lbrack\frac{m^{3}}{h}\rbrack$


$$H_{\text{ve}} = 1200 \bullet 1 \bullet 12,15 = \frac{14580}{3600} = 4,05\frac{W}{K}$$

 Miesiące Qve24 kWh Qve20 kWh Qve16 kWh suma Qve kWh
1 134,49 471,26 56,95 662,70
2 116,51 405,21 48,44 570,16
3 110,49 372,48 42,49 525,46
4 80,32 250,93 25,08 356,33
5 57,49 154,34 10,55 222,38
6 36,77 71,69 -1,17 107,30
7 32,99 53,50 -4,22 82,28
8 35,49 63,79 -2,71 96,58
9 52,74 137,41 8,46 198,61
10 78,49 240,77 23,20 342,47
11 99,67 330,59 36,74 467,00
12 122,99 423,93 50,02 596,94
 Miesiące Qve+Qtr kWh
Styczeń 3377,55
Luty 2903,33
Marzec 2665,63
Kwiecień 1790,21
Maj 1093,47
Czerwiec 498,43
Lipiec 366,72
Sierpień 440,88
Wrzesień 972,08
Październik 1716,40
Listopad 2364,34
Grudzień 3036,42
Suma 21225,48

IX. Miesięczne zyski ciepła.


QH,  gh = Qint + Qsol

  1. Wewnętrzne zyski ciepła


Qint = gintAt

gint=2,5 $\frac{W}{m^{2}}$ (domek jednorodzinny)

A- powierzchnia użytkowa pomieszczenia

t- czas

Strefa  24oC

A = 2, 89 + 12, 27 = 15, 16m2

Strefa  20oC

A = 11, 47 + 12, 87 + 16, 38 + 12, 60 + 8, 45 + 7, 66 + 3, 74 + 13, 51 + 16, 84 + 11, 70 = 115, 22m2

Strefa  16oC

A = 16, 20m2

Wewnętrzne zyski ciepła
Miesiąc Qint 24 kWh Qint 20 kWh Qint 16 kWh
1 28,20 214,31 30,13
2 25,47 194,57 27,22
3 28,20 214,31 30,13
4 27,29 207,40 29,16
5 28,20 214,31 30,13
6 27,29 207,40 29,16
7 28,20 214,31 30,13
8 28,20 214,31 30,13
9 27,29 207,40 29,16
10 28,20 214,31 30,13
11 27,29 207,40 29,16
12 28,20 214,31 30,13
  1. Solarne zyski ciepła


$$Q_{\text{sol}} = \sum_{}^{}A\text{CIg}$$


C = 0, 9     − udzial pola powierzchni plaszczyzny oszklonej do calego pola powierzchni 

okna

g= 0,75 - dla szyby podwójnej

Strefa I  24oC


AS = 1, 09m2


AW = 1, 54m2

Strefa II  20oC


AN = 8, 91m2


AS = 4, 43m2


AW = 1, 54m2


AE = 9, 12m2

Strefa III  16oC


AN = 1, 44m2

Miesiąc Qsol 24 kWh Qsol 20 kWh Qsol 16 kWh SUMA Qsol kWh
1 52,75 433,55 16,11 502,41
2 81,51 642,04 22,93 746,48
3 108,93 918,53 34,17 1061,63
4 102,08 893,28 32,65 1028,01
5 131,48 1218,95 46,61 1397,04
6 122,90 1147,97 48,50 1319,37
7 129,85 1169,76 49,79 1349,40
8 121,51 1062,73 38,79 1223,03
9 92,45 797,70 26,48 916,63
10 81,38 701,26 18,93 801,57
11 41,54 348,64 10,50 400,68
12 38,34 281,29 9,64 329,27
Miesiąc Qh,gh=Qint+Qsol kWh
1 775,05
2 993,74
3 1334,27
4 1291,86
5 1669,68
6 1583,22
7 1622,04
8 1495,67
9 1180,48
10 1074,21
11 664,53
12 601,91

- Zyski ciepła od promieniowania słonecznego:

Dane obliczeniowe: Zyski ciepła od promieniowania słonecznego

(stacja aktynometryczna Chorzów) pochylenie do poziomu 90

Miesiąc S W N E
Styczeń 40,169 22,316 16,575 21,042
Luty 58,663 36,892 23,587 32,054
Marzec 73,563 52,731 35,154 52,080
Kwiecień 64,174 52,778 33,586 56,377
Maj 76,582 72,288 47,953 83,024
Czerwiec 67,392 70,532 49,893 76,464
Lipiec 70,776 74,821 51,228 75,495
Sierpień 74,325 64,291 39,909 68,299
Wrzesień 63,894 43,718 27,244 48,787
Październik 64,818 32,409 20,503 38,362
Listopad 35,100 15,120 10,800 17,820
Grudzień 32,846 13,634 9,916 15,493

6. Obliczenie współczynnika nH,  gh

Miesiąc $\mathbf{Y}_{\mathbf{H}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{Q}_{\mathbf{H,\ gh}}}{\mathbf{Q}_{\mathbf{H,\ nt}}}$ [kWh]
Styczeń 0,229
Luty 0,342
Marzec 0,500
Kwiecień 0,722
Maj 1,528
Czerwiec 3,176
Lipiec 4,423
Sierpień 3,392
Wrzesień 1,214
Październik 0,626
Listopad 0,281
Grudzień 0,198

Ponieważ YH ≠ 1, to współczynnik nH, gh obliczono ze wzoru:


$$n_{H,gh} = \frac{1 - \gamma_{H}^{a_{H}}}{1 - \gamma_{H}^{{(a}_{\text{H\ }}) + 1}}$$

gdzie: $a_{H} = a_{H,0} + \frac{T}{T_{H,0}}$

aH, 0 = 1

 TH, 0 = 15h


$$T = \frac{C_{m}}{H_{\text{tr}} + H_{\text{ve}}}$$

Wewnętrzna pojemność cieplna


Cm = ∑jiρijcijdijAij

ρij -gęstość i-tej warstwy w j-tym elemencie

cij –ciepło właściwe i-tej warstwy w j-tym elemencie

dij -grubość i-tej warstwy w j-tym elemencie

Aij –powierzchnia i-tej warstwy w j-tym elemencie

Zestawienie pojemności cieplnych poszczególnych elementów dla strefy 24oC:

Lp. Element Warstwa Gęstość ρ

ciepło właściwe C

Grubość d [m] Powierzchnia A [m2]

Pojemność cieplna C

1 Ściana działowa Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 22,52 1248171
Pustak Porotherm 12cm 1200 800 0,0375
2 Ściana nośna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 8,58 887386,5
Pustak Porotherm 25 1200 800 0,0875
3 Ściana zewnętrzna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 31,17 3223757,25
Pustak Porotherm 25 1200 800 0,0875
4 Podłoga na gruncie Płytki ceramiczne 2000 920 0,0125 3,11 620134
Wylewka cementowa 2400 840 0,0875
5 Strop od dołu Tynk cementowo – wapienny 1850 840 0,0125 12,72 1248786
Płyta żelbetowa 2500 840 0,0375
6 Strop od góry Płytki ceramiczne 2000 920 0,0125 12,72 1254192

Wylewka

Cementowa

2400 840 0,0375
RAZEM 8482426,75

Zestawienie pojemności cieplnych poszczególnych elementów dla strefy 20oC:

Lp. Element Warstwa Gęstość ρ

ciepło właściwe C

Grubość d [m] Powierzchnia A [m2]

Pojemność cieplna C

1 Ściana działowa Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 36,22 1063573,5
Pustak Porotherm 12cm 1200 800 0,0375
2 Ściana nośna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 67,7 7001872,5
Pustak Porotherm 30 1200 800 0,0875
3 Ściana zewnętrzna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 121,85 2450936,25
Pustak Porotherm 30 1200 800 0,0875
4 Podłoga na gruncie Panele podłogowe dębowe 800 2510 0,0125 58,62 11811930
Wylewka cementowa 2400 840 0,0875
5 Strop od dołu Tynk cementowo – wapienny 1850 840 0,0125 53,62 5264143,5
Płyta żelbetowa 2500 840 0,0375
6 Strop od góry Panele podłogowe dębowe 800 2510 0,0125 50,77 5112539

Wylewka

Cementowa

2400 840 0,0375
RAZEM 32704994,75

Zestawienie pojemności cieplnych poszczególnych elementów dla strefy 16oC:

Lp. Element Warstwa Gęstość ρ

ciepło właściwe C

Grubość d [m] Powierzchnia A [m2]

Pojemność cieplna C

1 Ściana nośna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 23,76 545535
Pustak Porotherm 30 1200 800 0,0875
2 Ściana zewnętrzna Tynk cementowo - wapienny 1850 840 0,0125 42,84 4430727
Pustak Porotherm 30 1200 800 0,0875
3 Podłoga na gruncie Wylewka cementowa 2400 840 0,10 16,20 3265920
RAZEM 8242182

- Korekty na przerwy i ochłodzenie ogrzewania


QH, nd, interm = aH, nd × aH, red


$$Q_{H,red} = 1 - b_{H,red\ } \times \frac{T_{H,0}}{T} \times Y_{H}(1 - f_{H,hr})$$

fH, hr- udział liczby godzin z normalną nastawą ogrzewania w tygodniu


$$f_{H,hr} = \frac{14 \times 7dni}{24 \times 7dni} = \frac{14}{24} = 0,583$$

Strefa I  24oC


$$T = \frac{8482426,75}{11,47 + 6,72} = 466323s = 129,53h$$

Strefa II  20oC

T =$\frac{\ 32704994,75}{128,96 + 27,66} = 208817,49s = 58,00h\ $

Strefa II  16oC

T =$\frac{\ \ 8242182}{20,49 + 4,05} = 335867,24 = 93,30h$

Ponieważ YH ≠ 1, to współczynnik nH, gh obliczono ze wzoru:


$$n_{H,gh} = \frac{1 - \gamma_{H}^{a_{H}}}{1 - \gamma_{H}^{{(a}_{\text{H\ }}) + 1}}$$

gdzie: $a_{H} = a_{H,0} + \frac{T}{T_{H,0}}$

aH, 0 = 1

 TH, 0 = 15h

Strefa I  24oC


$$a_{H} = a_{H,0} + \frac{T}{T_{H,0}} = 1 + \frac{129,53}{15} = 9,636$$

Strefa II  20oC


$$a_{H} = a_{H,0} + \frac{T}{T_{H,0}} = 1 + \frac{58,00}{15} = 4,867$$

Strefa II  16oC


$$a_{H} = a_{H,0} + \frac{T}{T_{H,0}} = 1 + \frac{93,30}{15} = 7,220$$

Zużycie energii na ogrzewanie:


QH, nd = QH, nt − nH, gh * QH, gh

Korekty na przerwę I osłabienie ogrzewania


$$a_{H,red} = 1 - b_{H,red\ } \times \frac{T_{H,0}}{T} \times Y_{H}(1 - f_{H,hr})$$


QH, nd, interm = QH, nd × aH, red

strefa 24 stopni
 Miesiące Qh,nt kWh Qh,gh kWh γh τ μ Qh,nd kWh
Styczeń 3377,55 775,05 0,229471 129,5343404 1,000 2602,50
Luty 2903,33 992,74 0,341932 129,5343404 1,000 1910,61
Marzec 2665,63 1334,27 0,500546 129,5343404 0,999 1332,21
Kwiecień 1790,22 1291,84 0,72161 129,5343404 0,988 514,38
Maj 1093,48 1670,68 1,527856 129,5343404 0,651 6,43
Czerwiec 498,43 1583,22 3,176414 129,5343404 0,315 0,00
Lipiec 366,72 1622,04 4,423102 129,5343404 0,226 0,00
Sierpień 440,88 1495,67 3,392465 129,5343404 0,295 0,00
Wrzesień 972,08 1180,48 1,214386 129,5343404 0,798 30,24
Październik 1716,4 1075,21 0,626433 129,5343404 0,996 645,65
Listopad 2364,34 664,53 0,281064 129,5343404 1,000 1699,81
Grudzień 3036,42 601,91 0,19823 129,5343404 1,000 2434,51
suma 11176,36
strefa 20 stopni  
 Miesiące Qh,nt kWh Qh,gh kWh γh τ μ Qh,nd kWh
Styczeń 3377,55 775,05 0,229471 58,00485739 0,999 2602,96
Luty 2903,33 992,74 0,341932 58,00485739 0,996 1914,12
Marzec 2665,63 1334,27 0,500546 58,00485739 0,982 1354,72
Kwiecień 1790,22 1291,84 0,72161 58,00485739 0,933 584,58
Maj 1093,48 1670,68 1,527856 58,00485739 0,623 52,36
Czerwiec 498,43 1583,22 3,176414 58,00485739 0,314 1,23
Lipiec 366,72 1622,04 4,423102 58,00485739 0,226 0,20
Sierpień 440,88 1495,67 3,392465 58,00485739 0,294 0,81
Wrzesień 972,08 1180,48 1,214386 58,00485739 0,740 98,05
Październik 1716,4 1075,21 0,626433 58,00485739 0,959 685,26
Listopad 2364,34 664,53 0,281064 58,00485739 0,999 1700,80
Grudzień 3036,42 601,91 0,19823 58,00485739 1,000 2434,69
suma 11429,80
strefa 16 stopni  
 Miesiące Qh,nt kWh Qh,gh kWh γh  τ μ Qh,nd kWh
Styczeń 3377,55 775,05 0,229471 93,29645477 1,000 2602,51
Luty 2903,33 992,74 0,341932 93,29645477 1,000 1910,87
Marzec 2665,63 1334,27 0,500546 93,29645477 0,997 1335,88
Kwiecień 1790,22 1291,84 0,72161 93,29645477 0,972 534,99
Maj 1093,48 1670,68 1,527856 93,29645477 0,644 18,27
Czerwiec 498,43 1583,22 3,176414 93,29645477 0,315 0,08
Lipiec 366,72 1622,04 4,423102 93,29645477 0,226 0,01
Sierpień 440,88 1495,67 3,392465 93,29645477 0,295 0,05
Wrzesień 972,08 1180,48 1,214386 93,29645477 0,779 52,94
Październik 1716,4 1075,21 0,626433 93,29645477 0,987 655,21
Listopad 2364,34 664,53 0,281064 93,29645477 1,000 1699,86
Grudzień 3036,42 601,91 0,19823 93,29645477 1,000 2434,51
suma 11245,19

Całkowite zużycie energii do ogrzewania: 33851,35 kWh

-Warunek normowy,

QH- całkowite zużycie energii do ogrzewania

V- objętość

A- pow. Użytkowa


$$E = \frac{Q}{V} = \frac{33851,35}{321,5} = ?\frac{\text{kWh}}{m^{3}}$$

-Współczynnik kształtu,

$\frac{A}{V} = ?$ Eo = ?

Wybór i ilość nośnika energii potrzebnego do ogrzania budynku oraz rocznej emisji CO2 do atmosfery związanej ze spalaniem przyjętego nośnika energii.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z FIZYKI BUDOWLI(2)
ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z FIZYKI BUDOWLI
ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z FIZYKI BUDOWLI(2)
Projekt z fizyki budowli
Projekt z Fizyki Budowli
4SPRAWOZDANIE DO CWICZENIA LABORATORYJNEGO Z FIZYKI BUDOWLI
PROJEKT Z FIZYKI BUDOWLI id 399 Nieznany
projekt z fizyki budowli Obliczenie izolacji termicznej i zapotrzebowania na ciepło w domku jednoro
projekt z fizyki budowli 2 id 3 Nieznany
wiczenie projektowe z Fizyki Budowli nr 2
SPRAWOZDANIE DO ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO Z FIZYKI BUDOWLI2
PISEMNA OBRONA ZADAŃ PROJEKTOWYCH Z FIZYKI BUDOWLI SEM V
wiczenie projektowe z Fizyki Budowli nr 2 doc
PROJEKT Z FIZYKI BUDOWLI
Ćwiczenie projektowe z Organizacji Produkcji Budowlanej, █► BUDOWLANE
REGULAMIN ZALICZENIA ĆWICZEŃ PROJEKTOWYCH wersja nowa, Studia, Technologia i Organizacja Robót Budow

więcej podobnych podstron