temperaturze okresu kondensacji
i odpowiadającemu jej ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej w powietrzu

.

Wyniki tych obliczeń zostały zawarte w tabeli na str. 19.

Strefę kondensacji wyznaczono graficznie na poniższym rysunku:

Z rozwiązania graficznego
wynika, iż kondensacja wilgoci wewnątrz przegrody wystąpi w płaszczyźnie - nie występuje w przegrodzie strefa kondensacji, a jedynie płaszczyzna kondensacji, która przebiega na granicy warstw styropianu i muru ceglanego.

Ilość kondensatu powstającego w przegrodzie w całym okresie kondensacji określono jako

, gdzie:

T_z = 1536 h , p_i = 12,87 hPa , p_e = 3,27 hPa , p'_s = p”_s = 4,61 hPa

,

Po podstawieniu danych otrzymano

Przyrost wilgotności w styropianie:

Przyrost wilgotności w murze z cegły ceramicznej pełnej:

Średnia temperatura powietrza dla okresu wysychania:

i jego średnia wilgotność względna:

.

Dla obliczonej temperatury i wilgotności względnej powietrza na zewnątrz w okresie wysychania obliczono ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu na zewnątrz:

Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wewnątrz pomieszczenia:

.

Temperatura w płaszczyźnie strefy kondensacji (temp. na powierzchni styku styropian - cegła ceramiczna pełna):

Ciśnienie pary nasyconej w płaszczyźnie kondensacji

Długość okresu kondensacji

Ilość wysychającej wilgoci

Ilość wilgoci gromadzącej się w przegrodzie w okresie kondensacji jest mniejsza od obliczonej ilości wilgoci, która może wyschnąć w okresie letnim. W przegrodzie nie nastąpi postępujący z każdym rokiem wzrost zawilgocenia materiałów.

• Sprawdzenie stateczności cieplnej przegrody w okresie letnim i zimowym

Sprawdzenie stateczności cieplnej przeprowadzono dla ściany warstwowej zewnętrznej (SZ).

1. Stateczność cieplna przegrody w okresie zimowym

Wskaźnik stateczności

Przy ocenie wskaźnika stateczności cieplnej
przegrody wprowadza się założenie, że średnia temperatura powietrza t_i wewnątrz pomieszczenia oraz temperatura powietrza t_e na zewnątrz pomieszczenia są ustalone w czasie, a wahaniom ulega jedynie temperatura na wewnętrznej powierzchni przegrody od
do
.

Przy obliczaniu wskaźnika stateczności cieplnej przegrody wykorzystuje się zależność

, gdzie

- wskaźnik stateczności cieplnej przegrody,

- opór przenikania ciepła przez przegrodę,
,

- opór przejmowania ciepła powierzchni od strony pomieszczenia,
,

- współczynnik nierównomierności oddawania ciepła przez urządzenia

grzewcze (wg tab. 2.26 w skrypcie odczytano dla przyjętego typu

ogrzewania budynku: Centralne ogrzewanie wodne czynne 12 h w ciągu doby - m = 0,75),

U_i - współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię przegrody od strony

pomieszczenia,
.

Obliczenie współczynnika przyswajania ciepła przez powierzchnię przegrody od strony pomieszczenia:

Nr w - wy	Materiał warstwy				Opór cieplny w - wy Ri	Współcz. przyswajania ciepła przez mat. w-wy	Wskaźnik bezwładności cieplnej w-wy Di
									-
1	Tynk gipsowy	1300	0,015	0,600	0,025	6,88	0,172
2	Cegła ceramiczna pełna	1800	0,250	0,770	0,325	9,45	3,071
3	Styropian	40	0,140	0,036	3,889	0,44	1,711
4	Gazobeton 500	500	0,120	0,250	0,480	2,75	1,320
5	Tynk cement. - wapienny	1850	0,020	0,820	0,024	10,60	0,254

Strefa wyraźnych wahań temperatury obejmuje tynk gipsowy i cegłę ceramiczną pełną, ponieważ zachodzi warunek

D₁ < 1, ale D₁ + D₂ >1.

Oznacza to, iż współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię U_i zależy od właściwości materiałów zarówno pierwszej jak i drugiej warstwy, a jego wartość wyniesie

Wskaźnik stateczności cieplnej przegrody

Stateczność cieplna zaprojektowanej przegrody warstwowej jest w okresie zimowym wystarczająca.

2. Stateczność cieplna przegrody w okresie letnim

Obliczenie wartości współczynnika tłumienia
dla przegrody wielowarstwowej metodą przybliżoną (Szkłowera)

, gdzie

- suma wskaźników bezwładności wszystkich warstw przegrody,

s_n - współczynnik przyswajania ciepła przez materiał n-tej warstwy,
,

U₁,…,U_n - współczynniki przyswajania ciepła przez powierzchnie kolejnych

warstw materiału, licząc od 1 do n,
,

- współczynniki przejmowania ciepła,
.

Po określeniu wartości parametru

obliczono

.

Przy ocenie stateczności cieplnej przegród budowlanych w okresie letnim przyjmuje się zazwyczaj wartość współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni od strony otoczenia
, ponieważ obliczeń dokonuje się przy założeniu bezwietrznej pogody. Natomiast w celu uwzględnienia różnicy spowodowanej wiatrem można również przyjmować wartość
.

W dalszych obliczeniach przyjęto uwzględnienie wpływu wiatru na ocenę stateczności cieplnej rozpatrywanej przegrody -
.

Wartości współczynników przyswajania ciepła przez powierzchnię kolejnych warstw przegrody:

• jeżeli dla pierwszej warstwy wskaźnik

• jeśli dla k-tej warstwy

• 
  

• 
  

Stąd:

• jeżeli dla ostatniej warstwy przegrody wskaźnik

Wartość współczynnika tłumienia amplitudy wahań temperatury

Przybliżona wartość przesunięcia faz fal temperatur dla przegrody wielowarstwowej

, gdzie

- przesunięcie faz fal temperatur, h,

D - współczynnik bezwładności cieplnej,

U_i - współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię przegrody od strony

pomieszczenia, obliczany dla okresu letniego,
,

U_e - współczynnik przyswajania ciepła przez n-tą powierzchnię warstwy

umieszczonej od strony zewnętrznej przegrody, obliczany dla okresu

letniego,
,

- współczynniki przejmowania ciepła,
.

Zalecana wartość przesunięcia fazy fal temperatury
dla ściany skierowanej na zachód i południowy zachód wynosi (wg tab. 2.31 w skrypcie)
.

• Sprawdzenie stateczności cieplnej wybranego pomieszczenia

Sprawdzenia stateczności cieplnej pomieszczenia dokonano dla SALONU o pow. 30,1 m² znajdującego się na parterze rozpatrywanego budynku.

Stateczność cieplna pomieszczenia charakteryzowana jest wielkością amplitudy wahań temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia, która zależy od nierównomierności dopływu ciepła do pomieszczenia.

Amplituda wahań temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia

, gdzie

- współczynnik niejednorodności oddawania ciepła przez urządzenia

ogrzewcze; m. = 0,75 (patrz p. 6.1),

- średnia wartość strumienia ciepła dostarczonego do pomieszczenia przez

urządzenia ogrzewcze równa strumieniowi ciepła przenikającego przez

przegrody budowlane pomieszczenia, W,

B - współczynnik pochłaniania ciepła przez powierzchnię przegrody

otaczającej pomieszczenie,
,

A - powierzchnia przegród otaczających pomieszczenie obliczana według

wymiarów pomieszczenia w świetle otaczających przegród, m².

Obliczenie średniej wartości strumienia ciepła
dostarczonego do pomieszczenia przez urządzenia ogrzewcze a równą strumieniowi ciepła przenikającego przez wszystkie przegrody pomieszczenia, inaczej równą stratom ciepła przez przenikanie z pomieszczenia:

, gdzie

- strata ciepła przez przenikanie poszczególnych przegród lub ich części,

dla których obliczeniowy współczynnik przenikania ciepła ma jednakową

wartość, W,

- dodatki do strat ciepła

Wartość strat ciepła

, gdzie

- końcowy współczynnik przenikania ciepła;

(patrz p. 1.1.1 f) ),

t_i - obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu; t_i = 20 °C,

t_e - obliczeniowa temperatura powietrza w przestrzeni przyległej do danej

przegrody - w badanym przypadku pomieszczenie otoczone jest z trzech

stron przez ściany konstrukcyjne zewnętrzne (t_e = -20 °C), a czwartą

przegrodą wydzielającą pomieszczenie jest wewnętrzna ściana nośna,

która styka się z pomieszczeniami ogrzewanymi (t_e = t_i = 20 °C),

A' - powierzchnia przegrody lub jej części, m².

Dodatki do strat ciepła

, gdzie

d₁ - dodatek dla wyrównania niskich temperatur powierzchni przegród,

przyjmowany w zależności od liczby przegród chłodzących pomieszczenie

(wg tab. 2.37 w skrypcie),

d₂ - dodatek ze względu na przerwy w działaniu ogrzewania, przyjmowany w

zależności od długości przerw, masy konstrukcji budynku i rodzaju źródła

ciepła (wg tab. 2.,38 w skrypcie),

d₃ - dodatek uwzględniający skutki nasłonecznienia, przyjmowany w

zależności od usytuowania przegród zewnętrznych pomieszczenia w

stosunku do stron świata (wg tab. 2.39 w skrypcie).

Nr w-wy	Nazwa przegrody i w-wy	ρ	d	λ	s24	R	D
					m				-
	Ściany zewnętrzne
1	Tynk wewn. gipsowy	1300	0,015	0,6	6,88	0,03	0,21
2	Mur z cegły ceram. Pełnej	1800	0,25	0,77	9,45	0,32	3,02
3	Styropian	40	0,14	0,036	0,44	3,89	1,71
4	Gazobeton 500	500	0,12	0,25	2,75	0,48	1,32
5	Tynk zewn. cement.- wapienny	1850	0,02	0,82	10,6	0,03	0,32
	Ściany wewnętrzne
1	Tynk gipsowy	1300	0,015	0,6	6,88	0,03	0,21
2	Mur z bloczków gazobetonowych 500	500	0,24	0,25	2,75	0,96	2,64
3	Tynk gipsowy	1300	0,015	0,6	6,88	0,03	0,21
	Stropy między kondygnacjami
1	Klepka dębowa	800	0,017	0,22	5,65	0,08	0,45
2	Głądź cementowa	2000	0,03	1,2	12,07	0,03	0,36
3	2x papa na lepiku	1000	0,003	0,18	4,36	0,003	0,02
4	Styropian	40	0,02	0,036	0,44	0,55	0,24
5	Strop Fert - 60	800	0,24	0,79	9,28	0,31	2,88
6	Tynk wapienny	1700	0,015	0,9	9,64	0,02	0,19

Dane:

temperatura powietrza w pomieszczeniu:

,

temperatura obliczeniowa powietrza na zewnątrz pomieszczenia w III strefie klimatycznej:

,

współczynnik nierównomierności oddawania ciepła przez urządzenia ogrzewcze (patrz punkt 6.1):

m = 0,75

opór przejmowania ciepła:

- ściany zewnętrzne i wewnętrzne,

- stropy (kierunek strumienia cieplnego : w górę),

- ściany zewnętrzne, wewnętrzne i stropy.

współczynnik przenikania ciepła dla okien:

Współczynniki przyswajania ciepła przez powierzchnię U_i oraz przenikania ciepła U:

Ściana zewnętrzna

Strefa wyraźnych wahań temperatury obejmuje tynk gipsowy i częściowo mur z cegły ceramicznej pełnej

Ściana wewnętrzna

Przekrój ściany jest symetryczny, założono zatem, że w środku przekroju współczynnik przyswajania ciepła przez materiał s = 0. Opór cieplny połowy grubości ściany wynosi
.

Stropy między kondygnacjami

Umowny środek przekroju stropu wyznacza połowa wartości sumy wskaźników bezwładności, która wynosi
. Od powierzchni podłogi do umownego środka przekroju przegrody wchodzą następujące warstwy:

• podłoga:

• warstwa klepek dębowych D = 0,45

• gładź cementowa D = 0,36

• 2x papa na lepiku D = 0,02

• styropian D = 0,24

• część stropu Fert - 60, dla której D = 1,05.

• sufit:

• tynk wapienny D = 0,19

• część stropu Fert - 60, dla której D = 1,93.

Opór cieplny części stropu Fert - 60

• podłoga:

,

natomiast grubość tej warstwy

• sufit:

,

natomiast grubość tej warstwy

Współczynnik przyswajania ciepła przez powierzchnię

• podłoga

• sufit

Współczynnik przenikania ciepła

Współczynnik pochłaniania ciepła:

• ściana zewnętrzna

• okna

• podłoga

• sufit

• ściany wewnętrzne

Obliczenia strat ciepła i pochłaniania ciepła przez poszczególne przegrody:

Przegrody	Straty ciepła				Pochłanianie ciepła
		U	A	ti -te			B	A
			m^2	K	%	W		m^2
Ściany zewnętrzne:
skierowane na zachód	0,20	14,34	40	75	160	2,92	11,4	33,29
skierowane na południe	0,20	8,19	40	70	87	2,92	6,4	18,69
skierowane na północ	0,20	8,19	40	80	92	2,92	6,4	18,69
Okna:
skierowane na zachód	1,4	7,28	40	75	713	1,3	7,28	9,46
skierowane na południe	1,4	2,73	40	70	260	1,3	2,73	3,55
skierowane na północ	1,4	2,73	40	80	275	1,3	2,73	3,55
Strop nad piwnicą	0,88	33,17	0	0	0	3,61	30,1	108,66
Strop nad parterem	0,88	33,17	0	0	0	5,94	30,1	178,79
Ściany wewnętrzne	0,84	18,61	0	0	0	3,7	15,67	57,98

Amplituda wahań temperatury powietrza w pomieszczeniu

Stateczność cieplna pomieszczenia jest wystarczająca, gdyż amplituda wahań temperatury powietrza w pomieszczeniu
jest mniejsza niż 3 K.

• Sprawdzenie aktywności cieplnej podłogi w wybranym pomieszczeniu

Sprawdzenia aktywności cieplnej podłogi dokonano dla SYPIALNI 2-OSOBOWEJ znajdującej się na piętrze rozpatrywanego budynku.

Na wartość aktywności cieplnej podłogi wpływa tylko materiał wierzchniej warstwy podłogi - w tym przypadku klepka dębowa, jeśli spełniony jest warunek

, w którym

d₁ - grubość wierzchniej warstwy podłogi, d₁ = 0,017 m,

• - czas kontaktu stopy z podłogą, który przyjmuje się 720 s,

a₁ - współczynnik wyrównywania temperatury dla materiału pierwszej

(wierzchniej) warstwy,
.

Wartość współczynnika wyrównywania temperatury dla pierwszej warstwy podłogi wyznacza się ze wzoru

, w którym

- współczynnik przewodności cieplnej materiału,
,

c₁ - ciepło właściwe materiału,
,

- gęstość objętościowa materiału,
.

Zatem

- warunek spełniony.

Na aktywność cieplną podłogi ma wpływ tylko warstwa klepki dębowej.

Aktywność cieplna podłogi

Podłoga może być zastosowana w pokojach mieszkalnych.

• Zestawienie rodzaju i ilości zastosowanych materiałów termoizolacyjnych

Nazwa i rodzaj materiału termoizolacyjnego	Zużycie na :				Razem: m^3
		ściany konstrukcyjne zewnętrzne m^3	podłogi na gruncie m^3	podłogi pływające na stropach między kondygnacjami m^3		dach m^3
Styropian w płytach 100x50x14 cm	48,9	-	-	-	48,9
Styropian w płytach 100x50x4 cm	-	74,7	-	-	74,7
Styropian w płytach 100x50x2 cm	-	-	3,47	-	3,47
STYROPIAN					127,07
Wełna mineralna ISOVER GULLFIBER w płytach gr. 150 mm	-	-	-	44,8	44,8
WEŁNA MINERALNA					44,8
MATERIAŁY TERMOIZOLACYJNE - ŁĄCZNIE					171,87 m^3

II Wyznaczenie wartości wskaźnika sezonowego

zapotrzebowania na ciepło ogrzewania budynku

(wskaźnik E
)

Obliczenia sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania (oraz wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło) przeprowadzone zostaną wg Załącznika G normy „PN - B - 02025: 1999, Obliczanie sezonowego zapotrzebo-wania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej” dla domu jednorodzinnego, częściowo podpiwniczonego, zlokalizowanego w Prudniku - III strefa klimatyczna. W budynku zastosowano okna z profili 3- komorowych ALUPLAST^® firmy TERMAT - system IDEAL 3000. Budynek nie jest zacieniany.

Pola powierzchni przegród (w świetle przegród prostopadłych), przez które następują straty ciepła przez przenikanie:

Ściany zewnętrzne

• skierowane na północ
  ,

• skierowane na wschód
  ,

• skierowane na południe
  ,

• skierowane na zachód
  .

Okna

• w ścianach skierowanych na północ
  ,

• w ścianach skierowanych na wschód
  ,

• w ścianach skierowanych na południe
  ,

• w ścianach skierowanych na zachód
  ,

Dach
,

Podłoga na gruncie w

pomieszczeniach ogrzewanych
,

Ściany pomieszczeń ogrzewanych

w piwnicy stykające się z gruntem
,

______________________________ __________

Łączne pole powierzchni przegród
,

Kubatura ogrzewana
.

Wartości współczynnika przenikania ciepła przegród przyjęto zgodnie z wyliczeniami w części pierwszej projektu.

Ściany zewnętrzne
,

Okna
,

Podłoga na gruncie
,

Ściany stykające się z gruntem


Dach
.

Wartość współczynnika przepuszczalności promieniowania słonecznego TR = 0,55 (wg Załącznika E (normatywnego), Tablica E1, Lp. 5).

Wartość strumienia powietrza wentylacyjnego przyjęto zgodnie z wymaganiami PN - 83/B - 03430 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej” :

• kuchnia z oknem zewnętrznym,

wyposażona w kuchenkę elektryczną

w mieszkaniu dla więcej niż 3 osób 50 m³/h,

• łazienka (z WC lub bez) 3 x 50 m³/h,

• osobne WC 30 m³/h,

_____________

Razem dla całego budynku: 230 m³/h.

Liczba mieszkańców - 5 osób.

Wartość wskaźnika zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania w sezonie ogrzewczym oblicza się korzystając z następującej zależności:


,gdzie:

E - wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania

budynku,
,

Q_h - zapotrzebowanie na ciepło w całym sezonie ogrzewczym,
,

V - kubatura części nadziemnej budynku (wg zaleceń PN - ISO 9836: 1997).

Obliczenia wielkości niezbędnych do wyznaczenia wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło przeprowadzono w układzie tabelarycznym.

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania
1. Dane geometryczne budynku
Kubatura ogrzewana, m^3 V = 965,0 Pole powierzchni przegród zewnętrznych, m^2 A = 697,93 Współczynnik kształtu, m.^-1
2. Straty ciepła przez przenikanie w sezonie ogrzewczym
Rodzaj przegrody	Ai	Ui	Mnożnik stały	mnożnik stały,
Ściany zewnętrzne	73,37	0,28	100	2054
		70,91	0,28	100	1985
		72,18	0,28	100	2021
		78,82	0,28	100	2207
	Okna	7,93	1,4	100	1110
		7,21	1,4	100	1009
		9,04	1,4	100	1266
		12,21	1,4	100	1709
Dach	209,0	0,26	100	5434
Podłoga na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych	89,2	0,38	70	2373
Ściany pomieszczeń ogrzewanych w piwnicy stykające się z gruntem	68,06	0,21	100	1429
Razem straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym, Qt,				22597

3. Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym Qv,
Strumień powietrza wentylacyjnego	230
Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym	8740

3. Straty ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym Qs,
Orientacja	Pole powierzchni okien, A0i	Współczynnik przepuszcz. promieniowania TRi	Suma promieniowania całkowitego, Si
N	7,93	0,55	145	632,42
E	7,21	0,55	235	931,89
S	9,04	0,55	350	1740,20
W	12,21	0,55	220	1477,41
Razem zyski ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym				4781,92

5. Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym Qi,
Liczba osób N		Liczba mieszkań Lm		,
5	400	1	275	3577,5

6. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania Qh,
	23813,52

7. Sprawdzenie wymagań
7.1 Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku
7.2 Wymagania
Współczynnik kształtu	Graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania E0

Wskaźnik E =

24,68 ≤ 35,28

= E0

Wniosek:

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania zaprojektowanego budynku znajduje się na poziomie zapewniającym nieprzekroczenie granicznego wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania. W połączeniu ze spełnieniem wymogów dotyczących układu warstw dla wszystkich przegród ograniczających ogrzewaną kubaturę budynku (o których mowa w punktach 1 - 9 tego ćwiczenia) sprawia to, iż budynek ten spełnia wszelkie wymogi stawiane budynkom mieszkalnym w zakresie ochrony cieplnej.




---