S t r o n a

| 1

PROJEKT Z PRZEDMIOTU EKOLOGIA

WIL, gr.8

Rok akademicki 2009/2010

S t r o n a

| 2

 















·







1







· 

Ściana zewnętrzna:

d [m]

λ





·

]

R





మ

·



]

R

si

-

-

0.13

cegła pełna

0.25

0.77

0.325

wełna mineralna

0.16

0.038

4.211

cegła pełna

0.12

0.77

0.156

tynk

0.005

0.8

0.006

R

se

-

-

0.04

Σ = 4.868

4.87 



૛

·

]

U=0.21







మ

·

]

Strop nad piwnicą:

d [m]

λ





·

]

R





మ

·



]

R

si

-

-

0.17

parkiet

0.02

0.35

0.057

beton wyrównawczy

0.05

1.7

0.029

styropian

0.07

0.04

1.75

żelbet

0.2

2.5

0.08

R

se

-

-

0.17

Σ = 2.256

2.26 



૛

·

]

U=0.44







మ

·

]

Strop pod poddaszem:

d [m]

λ





·

]

R





మ

·



]

R

si

-

-

0.1

beton

0.05

1.7

0.029

wełna mineralna

0.12

0.038

3.158

żelbet

0.2

2.5

0.08

tynk

0.005

0.8

0.006

R

se

-

-

0.01

Σ = 3.473

3.47 



૛

·

]

U=0.29







మ

·

]

Szerokość ściany zewnętrznej: 0.25+0.16+0.12+0.005=0.535 [m]

Wysokość stropu nad piwnicą: 0.02+0.05+0.07+0.2=0.34 [m]

Wysokość stropu pod poddaszem: 0.05+0.12+0.2+0.005=0.375 [m]

S t r o n a

| 3

Elewacja północna :

Szerokość [m] Wysokość [m]

Ilość

[szt]

Powierzchnia

[m

2

]

Obwód [m]

Ściana (brutto)

13.57

3.32

1

45.05

33.78

Okna

1.50

1.20

2

3.60

5.40

Drzwi

1.20

2.10

1

2.52

6.60

Σ =

38.93

Σ =

45.78

Elewacja południowa:

Szerokość [m] Wysokość [m]

Ilość

[szt]

Powierzchnia

[m

2

]

Obwód [m]

Ściana (brutto)

13.57

3.32

1

45.05

33.78

Okna

1.50

1.20

2

3.60

5.40

Drzwi

-

-

-

-

-

Σ =

41.45

Σ =

39.18

Powierzchnia stropów:

Szerokość [m]

Długość [m]

Ilość

[szt]

Powierzchnia

[m

2

]

Obwód [m]

Strop nad

piwnicą

13.57

8.17

1

110.87

43.48

Strop pod

poddaszem

13.57

8.17

1

110.87

43.48

Σ =

221.74

Σ =

86.96

Powierzchnia wewnętrzna pomieszczeń:

Lp.

Nazwa

Szerokość [m]

Długość [m]

Powierzchnia [m

2

] Temperatura



5x6





· 

1.

Pokój 1

4.00

5.00

20.00

20

400

2.

Pokój 2

3.00

5.00

15.00

20

300

3.

Łazienka

3.00

2.00

6.00

25

150

4.

Holl

4.00

2.00

8.00

18

144

5.

Kuchnia

4.00

5.00

20.00

18

360

6.

Pokój 3

3.00

5.00

15.00

20

300

Σ =

84.00

Σ =

1625

A

f

= 84 [m

2

]

Średnia temperatura wewnętrzna:



ś

 





· 







S t r o n a

| 4

T

śr

=19.35 [°C]

Kubatura brutto (po obrysie zewnętrznym): (0.525*2+0.12+4+3)*13.55*3.32= 367.54 [m

3

]

Całkowity współczynnik strat ciepła przez przenikanie:

Obliczeniowe:

A[m

2

]

U[W/m

2

K]

· 



 

b

tr

·  · b







 

Ściana

80.38

0.21

16.88

1.0

16.88

Strop nad

piwnicą

110.87

0.44

48.78

0.5

24.39

Strop pod

poddaszem

110.87

0.29

32.15

1.0

32.15

Okna

7.2

1.8

12.96

1.0

12.96

Drzwi

2.52

2.6

6.55

1.0

6.55

Σ = 92.93

Normowe:

A[m

2

]

U[W/m

2

K]

· 



 

b

tr

·  · b







 

Ściana

80.38

0.3

24.11

1.0

24.11

Strop nad

piwnicą

110.87

0.45

49.89

0.5

24.95

Strop pod

poddaszem

110.87

0.25

27.72

1.0

27.72

Okna

7.2

1.8

12.96

1.0

12.96

Drzwi

2.52

2.6

6.55

1.0

6.55

Σ = 96.29

A - pole powierzchni przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej temperaturze,[m

2

]

U – współczynnik przenikania ciepła przegrody pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i
stroną zewnętrzną,







మ

·

]

b

tr

– współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur przegrody,[-]

b

tr

dla stropu nad piwnicą wynosi 0.5, podziemie bez okien/drzwi zewnętrznych,

S t r o n a

| 5

b

tr

dla stropu pod poddaszem wynosi 1.0, poddasze silnie wentylowane bez deskowania

pokrytego papą lub płyt łączonych brzegami

Całkowity współczynnik strat ciepła przez liniowe mostki cieplne:

Typ

mostka

cieplnego







·

]

l [m]

b

tr

b



·



·









]

Ściana/strop pod

poddaszem

R6

0.50

27.14

1.0

13.57

Ściana/ściana

IW5

0.00

13.28

1.0

0.00

Ściana/strop nad

piwnicą

IF5

0.60

27.14

0.5

16.28

Naroża

C2

-0.10

13.28

1.0

-1.33

Drzwi i okna

W11

0.00

17.40

1.0

0.00

Σ = 28.52





 

,

· 



· 







·











 



S t r o n a

| 6

H

tr

= 121.95







Stosując całkowite wymiary wewnętrzne, otrzymuje się współczynnik przenoszenia
ciepła przez mostki cieplne równy 23.39% całkowitej wartości współczynnika. W
takiej sytuacji poprawka do współczynnika U wynosi 0.1

Współczynnik strat ciepła na wentylację (budynek z wentylacją naturalną):





 







· 

,

· 

,, 





 



p

a

c

a

- pojemność cieplna powietrza, 1200





య

·



b

ve,k

- współczynnik korekcyjny dla strumienia k

V

ve,k,mn

- uśredniony w czasie strumień powietrza k [m

3

/s]

k - identyfikator strumienia powietrza

V

0

- strumień powietrza wentylacji naturalnej kanałowej

ilość

Strumień

powietrza wg

normy [m

3

/h]

Strumień

powietrza

[m

3

/s]

Łączne

zapotrzebowanie
powietrza [m

3

/s]

Kuchnia

1

70

0.019

0.019

Łazienka

1

50

0.014

0.014

Σ =0.033

V

0

= 0.033



య





V

inf

- strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności, spowodowany

działaniem wiatru i wyporu termicznego







.·





య



 (budynek bez próby szczelności)

V

inf

= 0.02042



య





p

a

c

a

b

v,1

b

v,2

V

ve,1

V

ve,2

H

ve

1200

1

1

0.033

0.02042

64.10

H

ve

=64.10







S t r o n a

| 7

Dane meteorologiczne: (Szczecin Dąbie)

Miesiąc

MDBT [°C]

MINDBT [°C] IN_90 [Wh/m

2

/m-c] IS_90 [kWh/m

2

/m-c]

Styczeń

1.1

-10.6

19146

35194

Luty

-0.2

-9.6

21630

49963

Marzec

4.0

-13.5

45615

62658

Kwiecień

7.8

-2.3

64219

86195

Maj

12.7

1.2

83822

107687

Czerwiec

15.9

5.9

94990

109192

Lipiec

17.6

10.6

97622

110249

Sierpień

17.5

7.5

83993

108201

Wrzesień

13.9

6.6

54912

69993

Październik

8.0

-3.0

34942

54862

Listopad

4.9

-3.8

19426

30677

Grudzień

2.0

-6.9

19041

21341

MDBT- średnia miesięczna temperatura termometru suchego [°C]

MINDBT- minimalna miesięczna temperatura termometru suchego [°C]

IN_90- suma całkowitego natężenia promieniowania słonecznego na powierzchnie o
orientacji N oraz pochyleniu do poziomu 90º

IS_90- suma całkowitego natężenia promieniowania słonecznego na powierzchnie o
orientacji S oraz pochyleniu do poziomu 90º

Średnia roczna temperatura termometru suchego: 8.8 [°C]

Minimalna średnia miesięczna temperatura termometru suchego: -0.2 [°C]

Maksymalna średnia miesięczna temperatura termometru suchego: 17.6 [°C]

Roczna amplituda średniej miesięcznej temperatury termometru suchego: 8.9[°C]

S t r o n a

| 8

Wartości miesięcznych zysków ciepła od nasłonecznienia przez okna w przegrodach
pionowych budynku:



,

 



·



· 



·  · 



· 







  

C

i

– udział pola powierzchni płaszczyzny szklonej do całkowitego pola powierzchni

okna, przyjęto 0.7

A

i

– pole powierzchni okna w świetle otworu w przegrodzie, 3.6 [m

2

]

I

i

– wartość energii promieniowania słonecznego w rozpatrywanym miesiącu na

płaszczyznę pionową, w której usytuowane jest okno o powierzchni A

i

, według danych

dotyczących najbliższego punktu pomiarów promieniowania słonecznego
[kWh/m

2

/m-c]

g - współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez
oszklenie, 0.5 (oszklenie potrójną szybą z dwiema powłokami selektywnymi)

k

a

- współczynnik korekcyjny wartości I

i

ze względu na nachylenie płaszczyzny

połaci

dachowej do poziomu, 1.0 (wg tabeli dla ściany pionowej)

Z - współczynnik zacienienia budynku ze względu na jego usytuowanie oraz przesłony
na elewacji budynku, 0.95 (budynek w mieście w otoczeniu budynków o zbliżonej
wysokości)

Miesiąc

I

i

(IN_90)

[kWh/m

2

/m-c]

I

i

(IS_90)

[kWh/m

2

/m-c]

Q

S1

[kWh/m-c]

Q

S2

[kWh/m-c]

Q

sol

=Q

S1

+ Q

S2

[kWh/m-c]

Styczeń

19.146

35.194

22.92

42.13

65.05

Luty

21.630

49.963

25.89

59.81

85.70

Marzec

45.615

62.658

54.60

75.00

129.60

Kwiecień

64.219

86.195

76.87

103.18

180.05

Maj

83.822

107.687

100.33

128.90

229.23

Czerwiec

0

0

0

0

0

Lipiec

0

0

0

0

0

Sierpień

0

0

0

0

0

Wrzesień

54.912

69.993

65.73

83.78

149.51

Październik

34.942

54.862

41.83

65.67

107.50

Listopad

19.426

30.677

23.25

36.72

59.97

Grudzień

19.041

21.341

22.79

25.55

48.34

Σ =

434.21

Σ =

620.74

Σ =

1054.95

Q

sol

= 1054.95









S t r o n a

| 9

Miesięczne wewnętrzne zyski ciepła:





 



· 

· 



· 10





 

  

q

int

- obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi [W/m

2

]

A

f

- powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze [m

2

]

Miesiąc

t

M

[h]

Q

int









Styczeń

744

187.488

Luty

672

169.344

Marzec

744

187.488

Kwiecień

720

181.440

Maj

744

187.488

Czerwiec

0

0

Lipiec

0

0

Sierpień

0

0

Wrzesień

720

181.440

Październik

744

187.488

Listopad

720

181.440

Grudzień

744

187.488

Σ =

6552

Σ =

1651.104

q

int

= 3.0 (zakładamy, że w budynku używa się żarówek energooszczędnych, a sprzęty są

średniej klasy energetycznej)

A

f

= 84 [m

2

]

Q

int

= 1651.104



 !

"#



S t r o n a

| 10

Całkowite zyski ciepła wewnętrzne i od słońca:

Q

H,gn

= Q

sol

+ Q

int









Q

int









Q

sol









Q

H,gn









Styczeń

187.488

65.05

252.538

Luty

169.344

85.70

255.044

Marzec

187.488

129.60

317.088

Kwiecień

181.440

180.05

361.490

Maj

187.488

229.23

416.718

Czerwiec

0

0

0

Lipiec

0

0

0

Sierpień

0

0

0

Wrzesień

181.440

149.51

330.950

Październik

187.488

107.50

294.988

Listopad

181.440

59.97

241.410

Grudzień

187.488

48.34

235.828

Σ =

1651.104

Σ =

1054.95

Σ =

2706.054

Q

H,gn

= 2706.054









Całkowite straty ciepła przez przenikanie i wentylację w okresie miesięcznym:



$,

 



 







  

Q

tr

- całkowity przepływ ciepła przez przenikanie w okresie miesięcznym





 



· 







 · !

%

· 10







  

Q

ve

- całkowity przepływ ciepła przez wentylację w okresie miesięcznym





 



· 







 · !

%

· 10







  

S t r o n a

| 11

(Θ

int

-Θ

e

)

t

M

Q

tr

Q

ve

Q

H,ht

Styczeń

18.25

744

1655.84

870.35

2526.19

Luty

19.55

672

1602.13

842.12

2444.25

Marzec

15.35

744

1392.72

732.05

2124.77

Kwiecień

11.55

720

1014.14

530.75

1544.89

Maj

6.65

744

603.36

317.14

920.5

Czerwiec

0

0

0

0

0

Lipiec

0

0

0

0

0

Sierpień

0

0

0

0

0

Wrzesień

5.45

720

478.53

251.53

730.06

Październik

11.35

744

1029.80

689.13

1718.93

Listopad

14.45

720

1268.77

666.90

1935.67

Grudzień

17.35

744

1574.18

827.43

2401.61

Σ =

10619.45

Σ =

5727.40

Σ =

16346.87

H

tr

= 121.95 [W/K]

H

ve

=64.10 [W/K]

Q

H,ht

= 16346.87









Sprawność

$

$,

 $

$,&

· $

$,

· $

$,'

· $

$,

η

H,g

- sprawność wytwarzania ciepła (dla ogrzewania) w źródłach

η

H,s

- sprawność układu akumulacji ciepła w systemie grzewczym

η

H,d

- sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła

η

H,e

- sprawność regulacji i wykorzystania ciepła

η

H,g

0.97

Kotły niskotemperaturowe na paliwo płynne

(olej opałowy) z zamkniętą komorą spalania i

palnikiem modulowanym 120-1200 kW

η

H,s

1.00

Brak zasobnika buforowego

η

H,d

0.97

Ogrzewanie centralne wodne z lokalnego źródła

ciepła, usytuowanego w ogrzewanym budynku,

z izolowanymi przewodami, armaturą i

urządzeniami które są zainstalowane w

pomieszczeniach nieogrzewanych

η

H,e

0.97

Ogrzewanie podłogowe lub ścienne, regulacja

centralna i miejscowa

S t r o n a

| 12

η

H,tot

= 0.91

Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego:



$,'

 

$,

 $

$,&

· 

$,&







  



 



·





%



C

m1

=370000 /budynek jest bardzo ciężki o konstrukcji murowanej/

C

m

= 31080000

& 







 



 · 3600 

τ= 46.40[h]

)

$

 1 

&

15

a

H

=4.09

+

$





$,&



$,

$

$,&



1  +

$



ಹ

1  +

$



ಹ

(

η

H,gn

- współczynnik efektywności wykorzystania zysków w trybie ogrzewania

Q

H,gn

Q

H

,

ht

γ

H

=Q

H,gn

/Q

H,ht

η

H,gn

Q

H,Nd,n

Styczeń

252.538

2526.19

0.1000

0.9999

2273.67045

Luty

255.044

2444.25

0.1043

0.9999

2189.2281

Marzec

317.088

2124.77

0.1492

0.9996

1807.79476

Kwiecień

361.490

1544.89

0.2340

0.9980

1184.12882

Maj

416.718

920.5

0.4527

0.9782

512.862653

Czerwiec

0

0

0

0

0

Lipiec

0

0

0

0

0

Sierpień

0

0

0

0

0

Wrzesień

330.950

730.06

0.4533

0.9781

406.354367

Październik

294.988

1718.93

0.1716

0.9994

1424.12288

Listopad

241.410

1935.67

0.1247

0.9998

1694.30239

Grudzień

235.828

2401.61

0.0982

0.9999

2165.79805

Σ = 13658.25

Q

H,nd

= 13658.25









S t r o n a

| 13

Energia końcowa na potrzeby ogrzewania:



,$





$,'

$

$,





,- 

Q

K,H

= 15009.07









Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego:



,'





)

· .



· 



· /



· 

)



*

 · 



· !

+,

1000 · 3600





,- 





– liczba jednostek odniesienia, 4[osoby]



)

- jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody użytkowej, 32



'

య

-./0·'.



!

+,

- czas użytkowania, 329[doby]





- mnożnik korekcyjny dla temperatury ciepłej wody innej niż 55

0], 1.12





- ciepło właściwe wody, 4.19

1



&·

2,

/



- gęstość wody, 1000



&

య

,

)

- temperatura ciepłej wody w zaworze czerpalnym, 50

0]

*

- temperatura wody zimnej, 10

0

Q

W,nd

=2195.81









Sprawność

$

,

 $

,&

· $

,

· $

,'

· $

,

η

W,g

- sprawność wytwarzania ciepła (dla ogrzewania) w źródłach

η

W,s

- sprawność układu akumulacji ciepłej wody w obrębie budynku

η

W,d

- sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepłej wody w obrębie budynku

η

W,e

- sprawność regulacji i wykorzystania ciepłej wody

S t r o n a

| 14

η

w,g

0.92

Przepływowy podgrzewacz gazowy z zapłonem elektrycznym

η

w,s

1.0

Zasobnik w systemie wg standardu z lat 1995-2000

η

w,d

0.6

Instalacje ciepłej wody w budynkach jednorodzinnych

η

w,e

1.0

-

η

W,tot

= 0.55

Energia końcowa na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej:



,





,'

$

,





,- 

Q

K,W

= 3992.39









Roczne zapotrzebowanie na energię pomocniczą:

4

1,2 ,$

 5

1,$,

·



· !

1,

· 10



6



,- 7



4

1,2 ,

 5

1,,

·



· !

1,

· 10



6



,- 7



5

1,$,

- zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu i-tego urządzenia pomocniczego

w systemie ogrzewania, odniesione do powierzchni użytkowej, 0.9





మ

 (napęd

pomocniczy i regulacja kotła do ogrzewania budynku o



do 250





),

!

1,

- czas działania urządzenia pomocniczego w ciągu roku (na potrzeby ogrzewania),

2500









E

el,pom,H

= 189.00









5

1,,

- zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu i-tego urządzenia pomocniczego

w systemie przygotowania ciepłej wody, odniesione do powierzchni użytkowej, 0.5





మ



(pompa ładująca zasobnik ciepłej wody w budynku o



do 250





),

!

1,

- czas działania urządzenia pomocniczego w ciągu roku (na potrzeby przygotowania

ciepłej wody), 300









E

el,pom,W

= 12.60









S t r o n a

| 15

Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną:



2

 

3,$

 

3,





,- 



3,$

 8

$

· 

,$

 8

1

· 4

1,2 ,$





,- 



3,

 8



· 

,

 8

1

· 4

1,2 ,

6



,- 7

8



– współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i

dostarczenie nośnika energii (lub energii) końcowej:

8

$

=1.1 (olej opałowy)

8



=1.1 (gaz ziemny)

8

1

=3.0 (produkcja mieszana)

Q

P,H

= 17076.98









Q

P,W

= 4429.43[







Q

P

= 21506.41









Wyznaczenie wskaźnika EP i EK:

49 



3



6







7  256.03 6







7

4 



,$

 

,



6







7  226.21 6







7

Współczynnik kształtu:

 45.05  45.05  110.87  110.87  311.84









 110.87 · 3.32  368.09









 0.9 0.2 A





A 1.05

Δ49

4



7800

300  0.1 ·



  25.29







· ,-

49

$(

 55  90 ·





 Δ49

4

 156.29







· ,-

S t r o n a

| 16

Wskaźnik unosu substancji zanieczyszczających powstających przy energetycznym
spalaniu paliw ciekłych:

Olej opałowy lekki: zawartość siarki 0.07%

•

tlenek siarki (IV):

19 · 0.07  1.33

&

య



•

tlenek azotu (IV): 5



&

య



•

tlenek węgla (II): 0.6



&

య



•

tlenek węgla (IV): 1650



&

య



•

pył: 1.8



&

య



Gaz ziemny wysokometanowy: zawartość siarki 40



&

య



•

tlenek siarki (IV):

2 · 40  80

&



ల

·

య



•

tlenek azotu (IV): 1920



&



ల

·

య



•

tlenek węgla (II): 270



&



ల

·

య



•

tlenek węgla (IV): 1964000



&



ల

·

య



•

pył: 14.5



&



ల

·

య





 

,$

 

,

 · 3600 · 1000 6

%

,-7

Q

K

= 68405256









Wartość opałowa dla oleju opałowego:

8



 42000000

%



Wartość opałowa dla gazu ziemnego:

8

&

 34170000

%







Ilość spalanego oleju opałowego:

C







,$

8









,-

B

o

= 1286.49

1

&



2 

5.67

5

1

య



2  1.571

య



2

S t r o n a

| 17

Ilość spalanego gazu ziemnego:

C

&





,

8

&







,-

B

g

= 420.62



య





DE



FE



E

E



pył

Spalanie oleju

opałowego

2.0881

7.8500

0.9420

2590.5000

2.8260

Spalanie gazu

ziemnego

0.0336

0.8076

0.1136

826.0977

0.0061

2.1217

 8.6576 1.0556 3416.5977 2.8321

Wnioski:

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r.

zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać budynki i ich usytuowanie, maksymalne wartości współczynnika
przenikania ciepła wynoszą:

•

ściana zewnętrzna (stykająca się z powietrzem zewnętrznym, przy

!



G 160)



%89

 0.30 1



మ

·

2:

•

stropy nad piwnicami nieogrzewanymi:



%89

 0.45 1



మ

·

2

•

stropy pod nieogrzewanymi poddaszami (przy

!



G 160): 

%89

 0.25 1



మ

·

2

Przy zadanym układzie warstw wymagań nie spełnia jedynie strop pod nieogrzewanym

poddaszem (

  0.29 1



మ

·

2) . Należy korzystniej przyjąć grubość warstwy

termoizolacyjnej w tej przegrodzie.

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r.

zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać budynki i ich usytuowanie, maksymalne wartości EP rocznego wskaźnika
obliczeniowego zapotrzebowania na nieodnawialna energię pierwotną do ogrzewania,
wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia wynosi:
49

$(

 156.29



మ

·

. Z przyjętymi instalacjami grzewczymi wskaźnik ten przyjął

wartość

49  256.03



మ

·

. Pod tym względem budynek nie spełnia wymagań

(wartość przekroczona o ponad 60%). Wynik ten można polepszyć poprzez pogrubienie
termoizolacji, ograniczenie wpływu mostków cieplnych lub zmianę nośnika energii np.
na biomasę. Zastosowanie tych środków zaradczych oraz dodatkowo zamontowanie
filtra zmniejszyłoby ilość produkowanych zanieczyszczeń.