1. Rozkład temperatury w przegrodzie

Rozkład temperatury w skali grubości dla przegrody nr 1

Rozkład temperatury w skali oporu dla przegrody nr 1

Ćwiczenie nr 2

Wyznaczanie oporu szczeliny dla przegrody zewnętrznej z pustką powietrzną bez

folii aluminiowej.

Schemat przegrody

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	5,53	20
												14,47
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,76
													13,71
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	12,33
													1,38
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,220	9,35
													-7,97
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	12,33
													-20,3
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,7
												-22
			RT				0,988

Wstępnie przyjęty opór pustki powietrznej - R = 0,220(m²K)/W

Grubość szczeliny - d = 0,05m

Temperatura na ściankach szczeliny wynosi od strony wewnętrznej (pomieszczenie) odpowiednio:

t₁ = 1,38 ^oC

t₂ = -7,97 ^oC

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły pełnej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły pełnej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,73 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [2] Rys. Z.5 dla t₁ = 1,38^oC, t₂ = -7,97^oC

ε_1-2 = 0,87 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,50⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -3,30^oC wynosi
, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Obliczony opór pustki powietrznej - R = 0,250(m²K)/W

Grubość szczeliny - d = 0,05m

Temperatura na ściankach szczeliny wynosi od strony wewnętrznej (pomieszczenie) odpowiednio:

t₁ = 1,78^oC

t₂ = -8,26 ^oC

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	5,36	20
												14,64
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,74
													13,9
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	11,97
													1,93
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,250	10,31
													-8,38
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	11,97
													-20,35
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,65
												-22
			RT				1,018

Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z betonu komórkowego wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły klinkierowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,73 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 1,93^oC, t₂ = -8,38^oC

ε_1-2 = 0,87 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,49⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -3,23^oC wynosi
, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Obliczony opór pustki powietrznej - R = 0,200 (m²K)/W

Grubość szczeliny - d = 0,05m

Temperatura na ściankach szczeliny wynosi od strony wewnętrznej (pomieszczenie) odpowiednio:

t₁ = 1,00^oC

t₂ = -7,68 ^oC

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	5,64	20
												14,36
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,78
													13,58
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	12,58
													1,00
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,200	8,68
													-7,68
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	12,58
													-20,26
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,74
												-22
			RT				0,968

Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z betonu komórkowego wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły klinkierowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,73 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 1,00^oC, t₂ = -7,68^oC

ε_1-2 = 0,87 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,49⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t =- 3,34^oC wynosi
, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

1. Wyznaczanie oporu szczeliny dla przegrody zewnętrznej z pustką powietrzną w

której wewnętrzna ścianka jest wyłożona folią aluminiową.

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	5,31	20
												14,69
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,74
													13,95
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	11,85
													2,10
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,260	10,62
													-8,52
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	11,85
													-20,37
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,63
												-22
			RT				1,028

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły pełnej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,73 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 2,10^oC, t₂ = -8,52^oC

ε_1-2 = 0,055 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,49⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -3,21^oC wynosi
, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	3,88	20
												16,12
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,54
													15,58
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	8,65
													6,93
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,640	19,09
													-12,16
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	8,65
													-20,81
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,19
												-22
			RT				1,408

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły klinkierowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,75 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 6,93^oC, t₂ = -12,16^oC

ε_1-2 = 0,055 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,64⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -2,62^oC wynosi
, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	4,18	20
												15,82
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,58
													15,24
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	9,31
													5,93
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,540	17,34
													-11,41
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	9,31
													-20,72
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,28
												-22
			RT				1,308

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,93 - współczynnik absorpcji dla ściany z cegły klinkierowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,75 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 5,93^oC, t₂ = -11,41^oC

ε_1-2 = 0,055 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,60⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -2,79^oC wynosi

, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

2. Wyznaczanie oporu szczeliny dla przegrody zewnętrznej z pustką powietrzną w

której obie ścianki są wyłożone folią aluminiową.

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	3,86	20
												16,14
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,53
													15,61
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	8,59
													7,02
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,650	19,25
													-12,23
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	8,59
													-20,82
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,18
												-22
			RT				1,418

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,76 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 7,02^oC, t₂ = -12,23^oC

ε_1-2 = 0,028 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,65⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -2,60^oC wynosi

, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Lp	Nazwa warstwy	di	λi	Ri	∆tj	T
				[m]	[W/(m∙K)]	[(m^2∙K)/W]	[ºC]	[ºC]
		1	wewnętrzna warstwa powietrza	-	-	0,130	4,10	20
												15,90
		2	tynk wewnętrzny cem.- wap.					0,015	0,82	0,018	0,56
													15,34
		3	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	9,1
													6,24
		4	pustka powietrzna					0,05	-	0,570	17,89
													-11,65
		5	Cegła szczelinowa					0,18	0,62	0,290	9,1
													-20,75
		6	zewnętrzna warstwa powietrza					-	-	0,040	1,25
												-22
			RT				1,338

- Wyznaczenie współczynnika emisyjności zastępczej:

gdzie:

ε₁ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

ε₂ = 0,055 - współczynnik absorpcji dla folii aluminiowej wg [2] tabl. T4,

- Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła:

gdzie:

φ_1-2 = 1 - kątowy współczynnik promieniowania,

b_1-2 = 0,73 - współczynnik temperaturowy przy wymianie ciepła przez promieniowanie

między powierzchniami wg [3] Rys. Z.5 dla t₁ = 6,24^oC, t₂ = -11,65^oC

ε_1-2 = 0,028 - emisyjność zastępcza,

C_o = 5,77 - stała promieniowania ciała doskonale czarnego,

- Wyznaczenie liczby Grasshoffa:

gdzie:

β - współczynnik rozszerzalności liniowej,

d = 0,05m - grubość szczeliny powietrznej,

Δt - różnica temperatur,

g = 9,81[m/s²]- przyśpieszenie ziemskie,

ν = 12,61⋅10^-6 - lepkość kinematyczna powietrza wg [2] tabl.T2.

Zakres stosowalności powyższego równania:

λ dla średniej temperatury w szczelinie powietrznej t = -2,71^oC wynosi

, wg [2] tabl.T2.

- Wyznaczenie oporu cieplnego:

Stosowanie pustek powietrznych z folią aluminiową na ich wewnętrznej powierzchni jest uzasadnione - opór cieplny pustki znacznie wzrasta. Wyłożenie obydwu ścianek folią aluminiową poprawia termo-izolacyjność przegrody, lecz jest nieuzasadnione ze względów ekonomicznych - zyski z niższych strat w ogrzewaniu są niewspółmierne w stosunku do poniesionych kosztów.

Ćwiczenie nr 3a

(garaż - nieogrzewany)

3.1.a. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło E.

3.1.1.a. Obliczenie kubatury ogrzewanej V.

Kubatura ogrzewana parteru

V_I = (13,6m²*2,7m)+(10,8m²*2,7m)+(11m²*2,7m)+(15,7 m²*2,7m)+(11,4m²*2,7) +

+ (5,2m²*2,7m)+(9,9m²*2,7m)=169,02 m³

V=169,02 m³

3.1.2.a. Obliczenie powierzchni przegród zewnętrznych A.

3.1.2.1.a. Obliczenie powierzchni okien A_oi.

Orientacja Pn

Okno - ściana nr 1 - parter - 034s - 1,51*1,51 =2,28m²

Okno - ściana nr 1 - poddasze - 020a - 1,81*1,21 =2,19m²

Okno - ściana nr 2 - parter - 04 - 0,61*0,91 =0,56m²

Okno - połać dachowa - poddasze - okno połaciowe „VELUX” 304- 0,78*0,98 =0,76m²

Orientacja Pd

Okno - ściana nr 1 - parter - 034s - 1,51*1,51 =2,28m²

Okno - ściana nr 1 - parter - 036a - 1,81*1,51 =2,73m²

Drzwi balkonowe - ściana nr 2 - parter - 0BD18s - 1,81*2,35 =4,25m²

Drzwi balkonowe - ściana nr 2 - poddasze - 0B4 - 0,91*2,15 =1,96m²

Okno - ściana nr 2 - poddasze - 010 - 0,61*1,21 =0,74m²

Drzwi balkonowe - ściana nr 2 - poddasze - 0B3 - 0,91*2,15 =1,96m²

Okno - ściana nr 2 - poddasze - 011 - 0,61*1,21 =0,74m²

Okno - połać dachowa - poddasze - okno połaciowe „VELUX” 308- 0,78*1,40 =1,09m²

Orientacja Wsch

Mur z pustaków szklanych - ściana nr 1 - parter : 0,84*1,25 = 1,05m²

Mur z pustaków szklanych - ściana nr 1 - poddasze : 1,24*0,50 = 0,62m²

Orientacja Zach

Okno - ściana nr 1 - parter - 035s - 1,51*1,51 =2,28m²

Okno - ściana nr 1 - parter - 033a - 1,21*1,51 =1,83m²

Okno - ściana nr 1 - poddasze - 018s - 1,51*1,21 =1,83m²

Okno - ściana nr 1 - poddasze - 017a - 1,21*1,21 =1,46m²

3.1.2.2.a. Obliczenie powierzchni ścian zewnętrznych A_zi.

Orientacja Pn

ściana nr 1

(3,05*2,735)-(1,51*1,51)+(3,65*1,90)+[(3,49+3,65)/2*0,65]-(1,81*1,21)+(2,82*0,84) =15,05m²

ściana nr 2

(2,45*2,5)-(0,61*0,91)+(2,14*2,5)-(1,21*2,31) = 8,12m²

Orientacja Pd

ściana nr 1

(2,82*2,735)-(1,51*1,51)+(4,02*2,735)-(1,81*1,51)+(2,82*0,84)+(4,02*0,84) = 19,44m²

ściana nr 2

(1,50*4,85)+[(4,85+3,49)/2*1,20]+(3,65*2,735)-(1,81*2,35)-(0,61*1,21)*2-(0,19*2,51)*2 = =15,57m²

Orientacja Wsch

ściana nr 1

(3,65*2,735)+(1,68*2,735)-(0,84*1,25)+(9,90*0,84)+0,5*(9,90+6,37)*(2,555-0,84)+(0,54*1,9) = 36,83m²

ściana nr 2

(0,54*4,135) = 2,23m²

Orientacja Zach

ściana nr 1

(9,90*2,735)-(1,51*1,51)-(1,21*1,51)+(9,90*0,84)+0,5*(9,90+6,37)*(2,555-0,84)+ +(1,44*1,9)-(1,51*1,21)-(1,21*1,21) = 44,68m²

ściana nr 2

(0,54*2,735)+(0,54*4,135) =3,71m²

3.1.2.3.a. Obliczenie powierzchni połaci dachowych A_di.

Orientacja Pn

(2,94*3,1)-( 0,78*0,98)+(2,82*2,94) = 16,64m²

Orientacja Pd

(2,82*3,1)-(0,78*1,40)+(2,82*2,82) = 15,60m²

Orientacja Wsch

(1,37*0,54)+(0,65*1,44)-(0,64*0,38) = 1,43m²

Orientacja Zach

(1,37*0,54)+(0,65*1,44) = 1, 68 m²

3.1.2.4.a. Obliczenie powierzchni podłogi na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych:

A_pg1 - strefa I A_pg1 = (9,9*11,81)-(8,9*10,81)-(2,05*2,83) = 14,91m²

A_pg2 - strefa II A_pg2 = (8,9*10,81)-(2,05*2,83) = 90,41m²

3.1.2.5.a. Obliczenie powierzchni ścian wewnętrznych oddzielających pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych (garaż) A_p1.

A_p1 = (3,05*2,735) + (2,10*2,735) + (2,65*2,735) = 21,33 m²

3.1.2.6.a. Obliczenie powierzcni stropu oddzielającego pomieszczenie ogrzewane od

nieogrzewanego (garaż) A_p2.

A_p2 = 2,94*2,140 = 6,29 m²

3.1.2.7.a. Obliczenie powierzchni stropu wysuniętej części budynku A_sp.

A_sp = (0,64*0,82) + (0,52*4,69) = 2,96m²

3.1.2.8.a. Obliczenie powierzchni stropu nad poddaszem użytkowym A_su.

A_su = (12,35m*3,49m) + (6,37m*4,34m)*2 = 98,39m²

A = 448,68m²

3.1.3.a. Obliczenie współczynnika kształtu dachu A/V.

A/V =448,68m²/606,87m³= 0,8 m^-1

3.1.4.a. Obliczenie strumienia powietrza wentylacyjnego ψ.

3.1.4.1.a. Obliczenie wartości strumienia powietrza wentylacyjnego dla kuchni:

Wartości przyjęto dla kuchni z oknem zewnętrznym, wyposażoną w kuchnię gazową wg PN-83/B-03430 punkt 2.1.2

70[m³/h]×1 = 70 [m³/h]

3.1.4.2.a. Obliczenie wartości strumienia powietrza wentylacyjnego dla łazienki:

Wartości przyjęto dla łazienki wg PN-83/B-03430 punkt 2.1.2

50[m³/h]×2 = 100 [m³/h]

3.1.4.3.a. Obliczenie wartości strumienia powietrza wentylacyjnego dla holu:

Wartości przyjęto dla pomocniczego pomieszczenia bezokiennego

wg PN-83/B-03430 punkt 2.1.2

15[m³/h]×1 = 15 [m³/h]

3.1.4.4.a. Obliczenie wartości strumienia powietrza wentylacyjnego dla pokoju dziennego, sypialni :

15[m³/h]×5= 75 [m³/h]

3.1.4.5.a. Obliczenie wartości strumienia powietrza dla kotłowni i pralni :

Wartości przyjęto dla łazienki wg PN-83/B-03430 punkt 2.1.2

50[m³/h]×2 = 100 [m³/h]

Obliczenie całkowitego strumienia powietrza wentylacyjnego (ψ):

ψ = 70+100+15+75+100 = 360 [m³/h]

SEZONOWE ZAPOTRZEBOWANIE NA CIEPŁO DO OGRZEWANIA
1. Dane geometryczne budynku
Kubatura ogrzewana w [m^3] V= 606,87m^3 Pole powierzchni przegród zewnętrznych [m^2] A= 448,68m^2 Współczynnik kształtu [m^-1] A/V= 0,8 m^-1
2. Straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym [kWh/a]
Rodzaj przegrody	Ai [m^2]	Ui [W/m^2K]	Mnożnik stały	Ai*Ui*mnożnik stały
Ściana zewnętrzna nr 1 (Pn)	15,05	0,33	100	496,65
Ściana zewnętrzna nr 1 (Pd.)	19,44	0,33	100	641,52
Ściana zewnętrzna nr 1 (Wsch)	36,83	0,33	100	1215,39
Ściana zewnętrzna nr 1 (Zach.)	44,68	0,33	100	1474,44
Ściana zewnętrzna nr 2 (Pn)	8,12	0,32	100	259,84
Ściana zewnętrzna nr 2 (Pd)	15,57	0,32	100	498,24
Ściana zewnętrzna nr 2 (Wsch)	2,23	0,32	100	71,36
Ściana zewnętrzna nr 2 (Zach)	3,71	0,32	100	118,72
Okna (Pn)	5,79	2,60	100	1505,40
Okna (Pd.)	15,75	2,60	100	4095,00
Okna (Wsch) - Mur z pustaków szklanych gr. 8mm	1,67	2,58	100	430,86
Okna (Zach)	7,40	2,60	100	1924,00
Ścina oddzielająca pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego (garaż)	21,33	0,79	70	1179,55
Strop oddzielający pomieszczenie ogrzewane od nieogrzewanego (garaż)	6,29	0,26	70	114,48
Podłoga na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych strefa 1	14,91	0,38	100	566,58
Podłoga na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych strefa 2	90,41	0,32	70	2025,18
Strop nad poddaszem użytkowym	98,39	0,23	100	2262,97
Strop wysuniętej części budynku	2,96	0,27	100	79,92
Połać dachowa	35,35	0,27	100	954,45
Razem straty ciepła przez przenikanie Qt [kWh/a]				19914,55
3. Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego wentylacyjnego w sezonie ogrzewczym Qv, [kWh/a]
Strumień powietrza wentylacyjnego		Ψ, m^3/h		360
Straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego wentylacyjnego w sezonie grzewczym		38*Ψ, [kWh/a]		13680

4. Zyski ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym Qs, [kWh/a]
Orientacja	Pole powierzchni okien Aoi [m^2]		Współczynnik przep. promien. TRi	Suma promieniowania całkowitego Si [Kw/(m^2a)]		Aoi* TRi* Si [kWh/a]
Północ	5,79		0,70	145		587,685
Południe	15,75		0,70	350		3858,750
Wschód	1,67		0,50	235		196,255
Zachód	7,40		0,70	220		1139,600
Razem zyski od promieniowania słonecznego w sezonie ogrzewczym 0,6*∑ Aoi* TRi* Si, [kWh/Kw.]						5782,30
5. Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym Qi, [kWh/a]
Liczba osób N	80*N		Liczba mieszkań Lm	275*Lm		5,3(80*N+275*Lm) kWh/a
5	400		1	275		3577,5
6. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania Qh, [kWh/a]
Qh = Qt+Qv-0,9*(Qs+Qi)= 19914,55+13680-0,9*(5782,30+3577,50) = 25170,7
7. Sprawdzenie wymagań
7.1. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku [kWh/(m^3a)]
E=Qh/V= 41,4
7. 2. Wymagania
Współczynnik kształtu A/V [m^-1]	Graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania E0 [kWh/m^3a]
A/V≤0,2 0,20<A/V<0,9 A/V≥0,9	Eo=29,0 Eo=26,6+12*A/V=26,6+12*0,8=36,2 Eo=37,4
Wskaźnik E = 41,4		>			36,2 = E0

Obliczenie Czynnika Temperaturowego Na Wewnętrznej Powierzchni

Dla Uniknięcia Krytycznej Wilgotności Powierzchni

Na Podstawie Klas Wilgotności Wewnętrznej

Lokalizacja budynku: Kielce

Średnie wieloletnie temperatury miesiąca i liczba dni ogrzewanania
Miesiąc	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Te(m)	-3,9	-2,7	1,0	7,0	12,3	16,2	17,3	16,7	12,7	7,7	2,9	1,2
Ld(m)	31	28	31	30	5	0	0	0	5	31	30	31

Obliczenie f_Rsi,max na podstawie klas wilgotności wewnętrznej

Miesiąc	1	2	3	4	5	6	7	8	9
		θe °C	ϕe	pe Pa	Δp Pa	pi Pa	psat(θsi) Pa	θsi,min °C	θi °C	fRsi
Styczeń	-3,9	0,91	440	968	1465	1831	16,1	18	0,913
Luty	-2,7	0,9	489	919	1451	1814	16	18	0,903
Marzec	1	0,84	657	770	1398	1748	15,4	18	0,847
Kwiecień	7	0,8	1002	527	1381	1726	15,2	18	0,745
Maj	12,3	0,77	1431	312	1445	1806	15,9	18	0,632
Czerwiec	16,2	0,79	1841	154	1624	2030	17,7	18	0,833
Lipiec	17,3	0,81	1976	109	1721	2151	18,6	18	1,857
Sierpień	16,7	0,83	1901	134	1725	2156	18,7	18	1,538
Wrzesień	12,7	0,86	1470	296	1589	1987	17,4	18	0,887
Październik	7,7	0,89	1052	498	1484	1855	16,3	18	0,835
Listopad	2,9	0,9	753	693	1440	1799	15,8	18	0,854
Grudzień	1,2	0,91	667	761	1445	1806	15,9	18	0,875

θ_e - średnia miesięczna temperatura zewnętrzna, odczytana z [7] dla danej lokalizacji budynku (Stacja meteorologiczna Kielce),

ϕ_e - wilgotność względna powietrza,

p_e - zewnętrzne ciśnienie pary wodnej, wartość odczytaną z [1] tabl. NA.3, dla danej średniej miesięcznej temperatury zewnętrznej θ_e należy pomnożyć przez ϕ_e

Δ_p - nadwyżka wewnętrznego ciśnienia pary wodnej odczytana jako funkcja średniej miesięcznej temperatury zewnętrznej θ_e, z linii granicznej między klasami 3 i 4 na rysunku A1 z [6]; klasa wilgotności - 3 odczytana z tabl. A.1 z [6] w zależności od rodzaju budynku (mieszkania mało zagęszczone)

p_i - ciśnienie wewnętrzne pary wodnej, obliczane ze wzoru:

p_i = p_e+1,1*Δ_p

p_sat(θ_si) - minimalne dopuszczalne ciśnienie pary nasyconej, obliczane ze wzoru (11) z [6]:

p_sat(θ_si) = p_i/0,8

θ_si,min - minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni odczytana z tabl. NA.3. z PN-EN ISO 6946

θ_i - temperatura wewnętrzna, wartość zadana w projekcie t_i=18°C

f_Rsi - czynnik temperaturowy na powierzchni zewnętrznej, obliczany ze wzoru (1) z [6]:

Z tabeli „Obliczenie f_Rsi,max na podstawie klas wilgotności wewnętrznej” wynika, że miesiącem krytycznym jest lipiec, a f_Rsi,max=1,857. Elementy budynku według PN-EN ISO 13788:2001- „Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku - Temperatura powierzchni wewnętrznej dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji między warstwowej - Metody obliczania”, należy tak projektować element budynku, aby f_Rsi,max było zawsze przekraczane, tzn. f_Rsi>f_Rsi,max.

Na podstawie [6] dla danego projektu budynku w przypadku elementów płaskich można otrzymać efektywne wartości f_Rsi - z równania:

gdzie:

U - współczynnik przenikania ciepła komponentu lub elementu [W/(m²K)],

R_si - opór przejmownia ciepła na powierzchni wewnętrznej, tabl.2 z [6],

Obliczenia wykonano dla ściany zewnętrznej (schemat przegrody nr 1) dla której współczynnik przenikania ciepła wyniósł U = 0,52W/(m²K) (wartość bez dodatku wyrażającego wpływ mostków termicznych). Wartość R_si=0,25(m²K)/W oporu przejmownia ciepła na powierzchni wewnętrznej przyjęto dla powierzchni wewnętrznych z wyjątkiem oszkleń i ram z tabl.2 z [6].

warunek normowy nie został spełniony

Obliczenie Czynnika Temperaturowego Na Wewnętrznej Powierzchni

Dla Uniknięcia Krytycznej Wilgotności Powierzchni

Na Podstawie Kontrolowanej Wilgotności Wewnętrznej

Obliczenie f_Rsi,max na podstawie kontrolowanej wilgotności wewnętrznej

Miesiąc	1	2	3	4	5	6	7
		θe °C	θi °C	ϕi	pi Pa	psat(θsi) Pa	θsi,min °C	fRsi
Styczeń	-3,9	18	0,5	1033	1291	10,7	0,667
Luty	-2,7	18	0,5	1033	1291	10,7	0,647
Marzec	1	18	0,5	1033	1291	10,7	0,571
Kwiecień	7	18	0,5	1033	1291	10,7	0,336
Maj	12,3	18	0,5	1033	1291	10,7	-0,281
Czerwiec	16,2	18	0,5	1033	1291	10,7	-3,056
Lipiec	17,3	18	0,5	1033	1291	10,7	-9,429
Sierpień	16,7	18	0,5	1033	1291	10,7	-4,615
Wrzesień	12,7	18	0,5	1033	1291	10,7	0,377
Październik	7,7	18	0,5	1033	1291	10,7	0,291
Listopad	2,9	18	0,5	1033	1291	10,7	0,517
Grudzień	1,2	18	0,5	1033	1291	10,7	0,565

θ_e - średnia miesięczna temperatura zewnętrzna, odczytana z [7] dla danej lokalizacji budynku (Stacja meteorologiczna Kielce),

θ_i - temperatura wewnętrzna, wartość zadana w projekcie t_i=18°C

ϕ_i - wilgotność względna powietrza zadana w projekcie 50%

p_i - ciśnienie wewnętrzne pary wodnej, obliczane ze wzoru:

p_i =ϕ_i*p_e = 0,50*2065 = 1033Pa

p_sat(θ_si) - minimalne dopuszczalne ciśnienie pary nasyconej, obliczane ze wzoru (11) z [6]:

p_sat(θ_si) = p_i/0,8 = 1033/0,8 = 1291Pa

θ_si,min - minimalna dopuszczalna temperatura powierzchni odczytana z tabl. NA.3. z PN-EN ISO 6946

f_Rsi - czynnik temperaturowy na powierzchni zewnętrznej, obliczany ze wzoru (1) z [6]:

Z tabeli „Obliczenie f_Rsi,max na podstawie kontrolowanej wilgotności wewnętrznej” wynika, że miesiącem krytycznym jest styczeń, a f_Rsi,max=0,667. Elementy budynku według PN-EN ISO 13788:2001- „Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku - Temperatura powierzchni wewnętrznej dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji między warstwowej - Metody obliczania”, należy tak projektować element budynku, aby f_Rsi,max było zawsze przekraczane, tzn. f_Rsi>f_Rsi,max.

Na podstawie [6] dla danego projektu budynku w przypadku elementów płaskich można otrzymać efektywne wartości f_Rsi - z równania:

gdzie:

U - współczynnik przenikania ciepła komponentu lub elementu [W/(m²K)],

R_si - opór przejmownia ciepła na powierzchni wewnętrznej, tabl.2 z [6],

Obliczenia wykonano dla ściany zewnętrznej (schemat przegrody nr 1 ) dla której współczynnik przenikania ciepła wyniósł U = 0,52W/(m²K) (wartość bez dodatku wyrażającego wpływ mostków termicznych). Wartość R_si=0,25(m²K)/W oporu przejmownia ciepła na powierzchni wewnętrznej przyjęto dla powierzchni wewnętrznych z wyjątkiem oszkleń i ram z tabl.2 z [6].

warunek normowy został spełniony

LITERATURA:

[1] PN-EN ISO 6946:1999 -Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła

- Metoda obliczania.

[2] Pogorzelski J.A.: Fizyka budowli. Warszawa PWN 1976.

[3] Michalak H., Pyrak S.:Domy jednorodzinne-konstruowanie i obliczanie. Arkady 2002.

[4] Ickiewicz I., Sarosiek W., Ickiewicz J.: Fizyka budowli - Wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej 2000r.

[5] Rozporządzenie Ministra Ministra dnia 30 września 1997r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 28 października 1997r.)

[6] PN-EN ISO 13788:2001

[7] PN-B-02025

[8] PN-87/B-02151/01

[9] PN-87/B-02151/02

[10] PN-87/B-02151/03

Str. 34

Ćwiczenia projektowe z Fizyki Budowli

P.B. K.P.B. I F.B.

P.B. K.P.B. I F.B.

Ćwiczenia projektowe z Fizyki Budowli

Str. 23

- Obliczenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego.

- Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach.

p_e - zewnętrzne ciśnienie pary wodnej, wartość odczytana z [1] tabl. NA.3, dla θ_i=18°C wynosi 2065 hPa.

- Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Wymagania ogólne i środki techniczne ochrony przed hałasem.

- Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów i budowlanych elementów budynku - Temperatura powierzchni wewnętrznej dla uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji między warstwowej - Metody obliczania.

- Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna przegród budowlanych. Wymagania.

---