POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA ROK AKADEMICKI 2006/07

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KIERUNEK: INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

SPECJALNOŚĆ: OGRZEWNICTWO

I WENTYLACJA

ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z PRZEDMIOTU

„ INŻYNIERIA ŚRODOWISKA WEWNETRZNEGO”

Anna Zwierzchowska

grupa 404

1.Charakterystyki przegród.

Tabela. Zestawienie poszczególnych przegród pomieszczenia biurowego.

Lp.	Rodzaj przegrody	d [m]	λ [ W/(m*K)]	R [(m^2*K)/W]	U [W/(m^2*K)]	ς [kg/m^3]
1	ŚCIANA ZEWNĘTRZNA
	1.Tynk cementowo-wapienny	0,015	0,820	0,018		1850
	2. Mur z cegły klinkierowej drążonej - typu Jopek	0,250	1,050	0,238		1900
	3. Styropian FS12	0,120	0,043	2,791		12
	4. Tynk wapienny	0,015	0,700	0,021		1700
			R si =	0,13
			R se =	0,04
	Suma =	0,4		3,238	0,31
2	ŚCIANA WEWNĘTRZNA (działowa)
	1.Tynk cementowo-wapienny	0,015	0,820	0,018		1850
	2. Mur z cegły klinkierowej drążonej - typu Jopek	0,250	1,050	0,238		1900
	3.Tynk cementowo- wapienny	0,015	0,820	0,018		1850
			R si =	0,13
			R se =	0,13
	Suma =	0,28		0,534	1,87
3.	PODŁOGA
	1.Gładz cementowa	0,015	1,000	0,015		2000
	2. Beton z keramzytu	0,082	0,900	0,091		1600
	3. Wiórobeton	0,150	0,300	0,500		1000
	4. 2 x papa na lepiku	0,003	0,180	0,017		1000
			R si =	0,10
			R se =	0,10
	Suma =	0,25		0,823	1,22
4.	STROPDACH
	1.2 x papa na lepiku	0,003	0,180	0,017		1000
	2.Gładz cementowa	0,030	1,000	0,030		2000
	3. Styropian	0,350	0,040	8,750		30
	4. 2 x papa na lepiku	0,003	0,180	0,017		1000
	5. Płyty żużlobetonowe	0,100	0,380	0,263		1300
	6. Tynk cementowo -wapienny	0,015	0,820	0,018		1850
			R si =	0,10
			R se =	0,04
	Suma =	0,5		9,235	0,11

Gdzie:

• d- grubość warstwy materiału w komponencie, m;

• λ- obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła materiału, przyjęty zgodnie z normą PN-EN ISO 6946,[W/(m²*K)];

• R- obliczeniowy opór cieplny, wyznaczony ze wzoru:

• U- współczynnik przenikania ciepła,

• ς- gęstość materiału w stanie suchym przyjęta zgodnie z normą PN-EN ISO 6946

z tablicy NC.1- Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych materiałów,[kg/m³];

• R_se- opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni,[(m²*K)/W];

• R_si- opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni,[(m²*K)/W].

W pomieszczeniu znajdują się:

• Okna zespolone drewniane oszklone potrójnie (szyba zespolona jednokomorowa i pojedyncza);

• Drzwi nieocieplane drewniane.

TABELA. Zestawienie stolarki okiennej i drzwiowej.

Lp.	Rodzaj komponentu	Ilość [szt.]	Długość [m]	Wysokość [m]	Powierzchnia [m^2]	U [W/(m^2*K)]
1.	Okno	2	4,0	2,0	8,0	2,0
2.	Drzwi	2	1,8	2,015	3,627	5,1

Współczynnik przenikania U dla okien i drzwi przyjęto z normy PN-EN ISO 6946:1999.

2. Obliczenie charakterystyki cieplnej pomieszczenia Z

[m²/kg]

Gdzie:

ΣFw- powierzchnie ścian wewnętrznych (działowych) i stropów graniczących z innymi pomieszczeniami, [m²].

ΣFw=Fw ściany wewnętrznej + Fw podłogi [m²]

Fw ściany wewnętrznej=10,25*4,875[m²]=49,97 m²

Fw podłogi=4,25*2,62 [m²]= 11,14 m²

ΣFw=49,97 + 11,14 [m²]

ΣFw=61,11 m²

ΣFz- powierzchnie ścian zewnętrznych, stropodachów, stropów graniczących z poddaszem i podłóg leżących na gruncie [m²].

ΣFz=Fz ściany zewnętrznej + Fz stropodachu [m²]

Fz ściany zewnętrznej=10,25*4,875+2*4,25*4,875[m²]=91,41 m²

Fz stropodachu =10,25*4,25[m²]=43,56 m²

ΣFz=91,41+43,56 [m²]

ΣFz=134,97 m²

f- współczynnik korygujący:

• Dla stropów z podłogą drewnianą f= 0,5÷ 0,7;

• Przy pokryciu podłogi drewnianej dywanami f=0,25÷ 0,35;

• Dla sufitów podwieszonych z niewentylowaną przestrzenią między stropem a poddaszem f=0,5; gdy przestrzeń ta jest wentylowana f=0;

• Dla pozostałych przypadków f=1,0.

Do celów projektowych przyjęto f=1,0.

Gw- masa ścian wewnętrznych (działowych) i stropów ograniczających z innymi pomieszczeniami, odniesione do 1 m² powierzchni ,[kg/m²].

Gw=Σ(d*ς) [kg/m²]

d- grubość warstwy materiału wchodzącego w skład przegrody, [m];

ς- gęstość materiału, [kg/m³].

Lp.	Rodzaj przegrody	d [m]	ς [kg/m^3]	G [kg/m^2] G = Σ (d* ς)
1.	ŚCIANA ZEWNĘTRZNA
	1.Tynk cementowo-wapienny	0,015	1850	27,75
	2. Mur z cegły klinkierowej drążonej - typu Jopek	0,250	1900	475,0
	3. Styropian FS12	0,120	12	1,44
	4. Tynk wapienny	0,015	1700	25,50
			SUMA =	529,69
2.	ŚCIANA WEWNĘTRZNA (działowa)
	1.Tynk cementowo-wapienny	0,015	1850	27,75
	2. Mur z cegły klinkierowej drążonej - typu Jopek	0,250	1900	475,0
	3.Tynk cementowo- wapienny	0,015	1850	27,75
			SUMA =	530,5
3.	PODŁOGA
	1.Gładz cementowa	0,015	2000	30,0
	2. Beton z keramzytu	0,082	1600	131,2
	3. Wiórobeton	0,150	1000	150,0
	4. 2 x papa na lepiku	0,003	1000	3,0
			SUMA =	314,2
4.	STROPDACH
	1.2 x papa na lepiku	0,003	1000	3,0
	2.Gładz cementowa	0,030	2000	60,0
	3. Styropian	0,350	30	10,5
	4. 2 x papa na lepiku	0,003	1000	3,0
	5. Płyty żużlobetonowe	0,100	1300	130,0
	6. Tynk cementowo -wapienny	0,015	1850	27,75
			SUMA =	234,25

Gw ściany wewnętrznej= 530,5 kg/m²

Gw podłogi= 314,2 kg/m²

Gz- masa ścian zewnętrznych, stropodachów, stropów graniczących z poddaszem I podłóg leżących na gruncie, odniesione do 1 m² powierzchni, [kg/m²].

Gz ściany zewnętrznej =529,69 kg/m²

Gz stropodachu= 234,25 kg/m²

[m²/kg]

[m²/kg]

Z=0,09 m²/kg

3. Obliczenie ciężaru przegród odniesionego do 1 m² podłogi.

Obliczenia dokonano ze wzoru dla pomieszczeń zewnętrznych w budynku o jednej lub kilku ścianach zewnętrznych, sąsiadujących z innymi pomieszczeniami:

[m²/kg]

Fp- powierzchnia podłogi w świetle muru, [m²]

Fp= 4,0*10,0 [m²]

Fp=40,0 m²

f- współczynnik korygujący:

• Dla podłóg pokrytych dywanami f=0,5;

• Dla sufitów podwieszonych z niewentylowaną przestrzenią między stropem a poddaszem f=0,5; gdy przestrzeń ta jest wentylowana f=0;

• Dla pozostałych przypadków f=1,0.

Do celów projektowych przyjęto f=1,0.

[m²/kg]

[m²/kg]

4. Obliczenie zysków ciepła od oświetlenia elektrycznego.

[W]

Gdzie:

P_s- zainstalowana moc oświetlenia elektrycznego, [W];

W pomieszczeniu zainstalowano 10 punktów oświetleniowych. Stanowią je lampy fluorescencyjne kompaktowe o mocy 20 W. Używane są jako źródła światła w budynkach użyteczności publicznej a także w budynkach mieszkalnych. Ich najważniejszą cechą, świadczącą o ich rosnącej popularności jest energooszczędność. Są łatwe i bezpieczne w użyciu. Ich strumień światła jest mocny i trwały niezależnie od wahań temperatury. Świetlówki kompaktowe zużywają mniej energii elektrycznej, nawet do 80%, a ich trwałość wynosi od 8000 do 12000 godzin.
P_s=10*20 [W]

P_s=200 [W]

β- współczynnik wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego, przekazanego powietrzu w pomieszczeniu, do całkowitej mocy zainstalowanej.

Przyjęto rodzaj umocowania oprawy oświetlenia: wbudowana do sufitu.

Dla tak umocowanych opraw lamp fluorescencyjnych β=0,15.

α- współczynnik wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego, odprowadzonego z powietrzem przepływającym przez oprawy wentylowane, do całkowitej mocy zainstalowanej.

Przyjęto oprawy niewentylowane.

Dla opraw niewentylowanych α=0.

φ- współczynnik jednoczesności wykorzystania mocy zainstalowanej.

Dla projektowanego pomieszczenia biurowego φ= 0,85.

K₀- współczynnik akumulacji, odczytany z podręcznika „Wentylacja i Klimatyzacja” Malickiego.

Współczynnik K₀ odczytano z nomogramu dla przegród średnio-ciężkich, dla czasu trwania oświetlenia (T) 8 godzin. Wyniki zestawiono w poniższej tabeli.

TABELA. Wartości współczynnika akumulacji K₀ oraz obliczone zyski ciepła od

oświetlenia elektrycznego.

Godz.	K0	Qoś [W]
1	0	25,5
2	0	25,5
3	0	25,5
4	0	25,5
5	0	25,5
6	0	25,5
7	0	25,5
8	0,91	156,995
9	0,7	126,65
10	0,52	100,64
11	0,42	86,19
12	0,33	73,185
13	0,25	61,625
14	0,2	54,4
15	0,14	45,73
16	0,12	42,84
17	0,1	39,95
18	0,08	37,06
19	0,07	35,615
20	0,05	32,725
21	0,04	31,28
22	0,03	29,835
23	0,02	28,39
24	0,01	26,945

5. Obliczenie zysków ciepła od ludzi Q_L

[W]

Gdzie:

φ- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi; dla pomieszczeń biurowych

wynosi 0,75÷ 0,90;

Przyjęto φ=0,85.

n- liczba osób przebywających w pomieszczeniu; przyjęto n=20 osób.

q_j- jednostkowe zyski od człowieka; q_j=120÷150 W,

q_j=140 W (zyski ciepła oddane przez człowieka normalnie ubranego, siedzącego przy lekkim zajęciu i spokojnym powietrzu)

[W]

Q_L= 2380 W

6. Obliczenie zysków ciepła przez przegrody przezroczyste Q_PP w wyniku nasłonecznienia.

[W]

Liczba okien w pomieszczeniu: 2

[W]

Okna nasłonecznione są całkowicie, bez cienia wywołanego elementami konstrukcyjnymi, takimi jak pilastry pionowe, daszki przeciwsłoneczne lub balkony.

Gdzie:

F- powierzchnia okna w świetle muru, [m²];

F=8,0 m²

φ₁- współczynnik uwzględniający udział powierzchni szkła w powierzchni okna w świetle muru;

Dla okien drewnianych skrzynkowych podwójnie oszklonych o powierzchni otworu okiennego w świetle muru 8,0 m² współczynnik φ₁=0,75

φ₂- współczynnik korygujący, uwzględniający wysokość położenia obiektu nad poziomem morza;

Budynek położony jest 500 m.n.p m ═> φ₂=1,02

φ₃- współczynnik korygujący, uwzględniający rodzaj szkła, ilość szyb, względnie urządzenia przeciwsłoneczne;

W projekcie przyjęto:

• Okna podwójnie oszklone od zewnątrz szkłem pochłaniającym 48%÷56%, wewnątrz szkło zwykłe;

• Okna zaopatrzone są w rolety listewkowe zewnętrzne całkowicie zamknięte w kolorze jasnym.

Wówczas φ₃=0,26.

R_s- stosunek powierzchni nasłonecznionej do powierzchni całkowitej okna w świetle muru;

W projektowanym budynku , dla powyżej przyjętych danych powierzchnia nasłoneczniona jest równa powierzchni całkowitej okna. Wobec tego R_s =1 a R_c =0.

R_c- stosunek powierzchni zacienionej do powierzchni całkowitej okna w świetle muru;

I_cmax, I_rmax- maksymalne wartości natężenia promieniowania słonecznego całkowitego lub rozproszonego w danym miesiącu dla szkła 3mm;

Na podstawie badań ustalono podstawowe wielkości współczynników zamglenia atmosfery:

• Dla obszarów wiejskich i miejskich nieuprzemysłowionych P=3;

• Dla obszarów dużych miast P=4;

• Dla obszarów przemysłowych P=5;

Projektowany budynek usytuowany jest na terenie Kielc. I dla takiego obszaru do odczytania wielkości I_cmax i I_rmax przyjęto zamglenie atmosfery równe 4.

I_cmax=486 kcal/(m²*h) dla kierunku południowego

I_rmax=109 kcal/(m²*h) dla kierunku północnego

1 kcal/( m²*h)=1,163 W/m²

k_c, k_r - współczynniki akumulacji dla rozpatrywanej godziny, w zależności od okresu pracy urządzenia i sposobu umieszczenia urządzeń przeciwsłonecznych; k_c- przyjęto jak dla kierunku południowego, gdyż na tą stronę świata zlokalizowane są okna.;

Wartości współczynników akumulacji k_c i k_r w wyniku nasłonecznienia okien, przy 24 godzinnej pracy urządzenia i stałej temperaturze w pomieszczeniu przyjęto dla okna z urządzeniem przeciwsłonecznym od strony pomieszczenia.

U- współczynnik przenikania ciepła dla okna; U= 2,0 W/(m²*K).

t_z - temperatura powietrza zewnętrznego o danej godzinie, [⁰C];

t_p - temperatura powietrza w pomieszczeniu, [⁰C]; t_P=24⁰C=297 K.

Dla przyjętych powyżej założeń wzór na obliczenie zysków ciepła przez przegrody przezroczyste przyjmuje następującą postać:

[W]

Następujące wielkości: φ_1, φ₂ ,φ_3, I_cmax, I_rmax, k_c, t_z odczytano z tabel umieszczonej w książce „Wentylacja i Klimatyzacja” Malickiego.

Tabela. Obliczenie zysków ciepła przez przegrody przezroczyste.

Godzina doby	Temperatura [^0C] tz (sierpień)	Temperatura [K] tz (sierpień)	kc kierunek S	Zyski ciepła przez przegrody przezroczyste QPP [W]
1	19,5	292,5	0,1	35,876
2	19,0	292	0,09	1,888
3	18,5	291,5	0,08	-32,100
4	18,0	291	0,07	-66,087
5	17,8	290,8	0,07	-72,487
6	18,0	291	0,06	-84,075
7	20,0	293	0,06	-20,075
8	23,0	296	0,23	381,714
9	24,9	297,9	0,38	712,327
10	26,1	299,1	0,51	984,566
11	27,4	300,4	0,60	1188,054
12	28,4	301,4	0,66	1327,979
13	29,3	302,3	0,67	1374,767
14	29,8	302,8	0,64	1336,804
15	30,0	303	0,59	1253,266
16	29,9	302,9	0,42	944,278
17	29,5	302,5	0,24	607,701
18	28,5	301,5	0,22	539,726
19	27,0	300	0,19	437,764
20	25,5	298,5	0,17	353,789
21	24,0	297	0,15	269,813
22	22,5	295,5	0,13	185,838
23	21,0	294	0,12	119,851
24	20,0	293	0,11	69,863

7. Obliczenie zysków ciepła przez przegrody nieprzezroczyste Q_PN w wyniku nasłonecznienia.

Obliczenia przeprowadzono dla ściany zewnętrznej i stropodachu.

U _{ściany zewn.}= 0,31 W/(m²*K) U _stropodachu= 0,11 W/(m²*K)

Gdzie:

F- powierzchnia przegrody ( bez okien i drzwi), [m²];

Fść_S=10,25*4,875-2*8 [m²]= 33,97m²

Fść_W=4,25*4,875[m²] =20,72 m²

Fść_E= 4,25*4,875[m²] =20,72 m²

Fstropodachu=43,56 m²

U- współczynnik przenikania ciepła; [W/(m²*K)]

t_{s śr}- średnia wartość słonecznej temperatury powietrza, [^oC];

[^oC]

A- współczynnik absorpcji;

Dla ściany zewnętrznej A=0,60 (charakterystyka powierzchni: kolor jasny);

Dla stropodachu A=0,60(charakterystyka powierzchni: kolor jasny);

t_z śr= 24,07 ⁰C=297,07 K

α_z- współczynnik przejmowania ciepła od strony zewnętrznej, α_z=20 W/(m²*K)

t_p - temperatura powietrza wewnątrz pomieszczenia, t_P=24⁰C=297 K;

t_s -słoneczna temperatura powietrza, [^oC];

[^oC]

t_z -temperatura powietrza na zewnątrz, mierzona w cieniu o danej godzinie, [^oC];

Tabela. Temperatura powietrza t_z do obliczenia nasłonecznienia dla obszaru Polski Środkowej ( w miesiącu sierpniu).

Godzina doby	Temperatura tz [^0C]	Temperatura tz [K]
1	19,5	292,5
2	19,0	292
3	18,5	291,5
4	18,0	291
5	17,8	290,8
6	18,0	291
7	20,0	293
8	23,0	296
9	24,9	297,9
10	26,1	299,1
11	27,4	300,4
12	28,4	301,4
13	29,3	302,3
14	29,8	302,8
15	30,0	303
16	29,9	302,9
17	29,5	302,5
18	28,5	301,5
19	27,0	300
20	25,5	298,5
21	24,0	297
22	22,5	295,5
23	21,0	294
24	20,0	293

I_c- natężenie promieniowania słonecznego całkowitego o danej godzinie, przyjęto z tablicy

nr 8 umieszczonej w normie PN-EN ISO 6946. Natężenie promieniowania odczytano dla trzech ścian skierowanych kolejno na: południe, wschód i zachód.

Tabela. Wartości natężenia promieniowania słonecznego na przegrodę pionową dla 52⁰ szerokości geograficznej północnej przy przezroczystości atmosfery P=4 w dniu 15 sierpnia.

Godzina doby	Ic dla S [kcal/m^2*h]	Ic [W/m^2] S	Ic dla W [kcal/m^2*h]	Ic [W/m^2] W	Ic dla E [kcal/m^2*h]	Ic [W/m^2] E
1	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	0	0	0
3	0	0	0	0	0	0
4	0	0	0	0	0	0
5	0	0	0	0	0	0
6	39	45,357	39	45,357	286	332,618
7	63	73,269	63	73,269	472	548,936
8	213	247,719	84	97,692	552	641,976
9	339	394,257	102	118,626	519	603,597
10	451	524,513	114	132,582	433	503,579
11	525	610,575	122	141,886	294	341,922
12	552	641,976	124	144,212	124	144,212
13	525	610,575	294	341,922	122	141,886
14	451	524,513	433	503,579	114	132,582
15	339	394,257	519	603,597	102	118,626
16	213	247,719	552	641,976	84	97,692
17	63	73,269	472	548,936	63	73,269
18	39	45,357	286	332,618	39	45,357
19	0	0	0	0	0	0
20	0	0	0	0	0	0
21	0	0	0	0	0	0
22	0	0	0	0	0	0
23	0	0	0	0	0	0
24	0	0	0	0	0	0
Icśr	293,231	341,027	246,462	286,635	246,462	286,635

Tabela. Wartości natężenia promieniowania słonecznego na przegrodę poziomą (płaski dach)

dla 52⁰ szerokości geograficznej północnej przy przezroczystości atmosfery P=4 w dniu

15 sierpnia.

Godzina doby	Ic [kcal/m^2*h]	Ic [W/m^2]
1	0	0
2	0	0
3	0	0
4	0	0
5	0	0
6	105	122,115
7	232	269,816
8	386	448,918
9	481	559,403
10	579	673,377
11	642	746,646
12	665	773,395
13	642	746,646
14	579	673,377
15	481	559,403
16	368	427,984
17	232	269,816
18	105	122,115
19	0	0
20	0	0
21	0	0
22	0	0
23	0	0
24	0	0
Icśr	422,846	491,770

Tabela. Obliczenie słonecznej temperatury powietrza (t_s), [K].

[K]

Godzina doby	ts dla ściany S	ts dla ściany W	ts dla ściany E	ts dla stropodachu
1	292,5	292,5	292,5	292,5
2	292	292	292	292
3	291,5	291,5	291,5	291,5
4	291	291	291	291
5	290,8	290,8	290,8	290,8
6	292,361	292,361	300,979	294,663
7	295,198	295,198	309,468	301,094
8	303,432	298,931	315,259	309,468
9	309,728	301,459	316,008	314,682
10	314,835	303,077	314,207	319,301
11	318,717	304,657	310,658	322,799
12	320,659	305,726	305,726	324,602
13	320,617	312,558	306,557	324,699
14	318,535	317,907	306,777	323,001
15	314,828	321,108	306,559	319,782
16	310,332	322,159	305,831	315,740
17	304,698	318,968	304,698	310,594
18	302,861	311,479	302,861	305,163
19	300	300	300	300
20	298,5	298,5	298,5	298,5
21	297	297	297	297
22	295,5	295,5	295,5	295,5
23	294	294	294	294
24	293	293	293	293

Tabela. Obliczenie średnia wartość słonecznej temperatury powietrza, (t_{s śr})

ts śr	ts śr dla ściany S	ts śr dla ściany W	ts śr dla ściany E	ts śr dla stropodachu
[K]	307,3	305,7	305,7	311,8

Dla ściany skierowanej na południe:

Dla ściany skierowanej na zachód:

Dla ściany skierowanej na wschód:

Dla stropodachu:

ν -współczynnik tłumienia amplitudy, wielkość bezwymiarowa;

Został odczytany z podręcznika Jonesa, w zależności od grubości przegrody. I tak

• współczynnik tłumienia amplitudy dla ściany zewnętrznej (grubości 400 mm) ν =0,12

• współczynnik tłumienia amplitudy dla stropodachu (grubości 500 mm ) ν =0,07

φ- współczynnik opóźnienia, godziny;

Odczytany z podręcznika Jonesa, w zależności od średniej gęstości przegrody. I tak

• współczynnik opóźnienia dla ściany zewnętrznej (o średniej gęstości ς=1365,5 kg/m³ ) φ=14 h

• współczynnik opóźnienia dla stropodachu (o średniej gęstości ς= 1196,7 kg/m³ )

φ=19 h

Tabela. Obliczenie zysków ciepła przez przegrody nieprzezroczyste Q_PN w wyniku nasłonecznienia.

[W]

Godzina doby	QPN dla S	QPN dla W	QPN dla E	QPN dla stropodachu	Σ QPN
1	129,7193	65,291	56,712	66,958	318,680
2	125,0348	67,758	56,544	66,455	315,792
3	119,3533	68,568	55,983	65,952	309,856
4	112,2337	66,109	55,110	65,448	298,901
5	109,9123	60,336	53,694	64,945	288,887
6	106,2969	51,488	51,488	64,610	273,883
7	104,4014	50,332	50,332	64,442	269,507
8	102,5058	49,176	49,176	64,275	265,133
9	100,6103	48,020	48,020	64,107	260,757
10	98,71478	46,864	46,864	63,939	256,382
11	97,4511	46,093	46,093	63,872	253,509
12	96,81926	45,707	45,707	65,168	253,401
13	96,18741	45,322	45,322	67,325	254,156
14	95,55557	44,937	44,937	70,133	255,563
15	94,92373	44,551	44,551	71,882	255,908
16	94,67099	44,397	44,397	73,432	256,897
17	96,6436	45,600	52,243	74,605	269,092
18	100,2287	47,787	58,786	75,210	282,012
19	110,6338	50,664	63,250	75,242	299,790
20	118,59	52,613	63,827	74,673	309,703
21	125,0436	53,860	62,439	73,593	314,936
22	129,9493	55,078	59,703	72,237	316,967
23	132,4033	55,902	55,902	70,511	314,718
24	132,3503	61,168	56,542	68,690	318,750

8. Obliczenie zysków ciepła od sąsiadujących pomieszczeń Q_SP.

Zyski ciepła przez przenikanie uwzględniane są tylko wtedy, gdy różnice temperatur obliczeniowych pomieszczeń wynoszą co najmniej 4 K.

Z pomieszczeniem sąsiaduje maszynownia, w której temperatura wynosi 28⁰C

[W]

Gdzie:

U- współczynnik przenikania ciepła przez przegrodę sąsiadującego pomieszczenia,[W/(m²K]

U podłogi = 1,20 W/(m²*K)

F- powierzchnia przegrody, [m²]

F podłogi=11,14 m²

∆T- różnica temperatur po obu stronach przegrody, [K]

∆T= t_p - t [K]

t_p- temperatura powietrza wewnątrz pomieszczenia, t_P=24⁰C=297 K;

t_maszynowni =28⁰C=301K

[W]

[W]

Q=53,47 W

9. Obliczenie zysków wilgoci od przebywających ludzi w pomieszczeniu.

[g/s]

Gdzie:

φ- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi; przyjęto φ=0,85.

n- liczba osób przebywających w pomieszczeniu; przyjęto n=20 osób.

w_j- jednostkowa ilość wilgoci od człowieka;

w_j=72 g/h=0,02 g/s

[g/s]

m_w=0,34 g/s

10. Obliczenie maksymalnych zysków ciepła w pomieszczeniu Q_c, [W].

Tabela. Zbiorcze zestawienie wszystkich zysków ciepła w pomieszczeniu.

Godzina doby	Qoś [W]	QL [W]	QPP [W]	Σ QPN [W]	Zyski od sąsiad. pomieszcz.	Σ Q [W]
1	25,5	2380	35,876	318,680	53,47	2813,526
2	25,5	2380	1,888	315,792	53,47	2776,65
3	25,5	2380	-32,100	309,856	53,47	2736,726
4	25,5	2380	-66,087	298,901	53,47	2691,784
5	25,5	2380	-72,487	288,887	53,47	2675,37
6	25,5	2380	-84,075	273,883	53,47	2648,778
7	25,5	2380	-20,075	269,507	53,47	2708,402
8	156,995	2380	381,714	265,133	53,47	3237,312
9	126,65	2380	712,327	260,757	53,47	3533,204
10	100,64	2380	984,566	256,382	53,47	3775,058
11	86,19	2380	1188,054	253,509	53,47	3961,223
12	73,185	2380	1327,979	253,401	53,47	4088,035
13	61,625	2380	1374,767	254,156	53,47	4124,018
14	54,4	2380	1336,804	255,563	53,47	4080,237
15	45,73	2380	1253,266	255,908	53,47	3988,374
16	42,84	2380	944,278	256,897	53,47	3677,485
17	39,95	2380	607,701	269,092	53,47	3350,213
18	37,06	2380	539,726	282,012	53,47	3292,268
19	35,615	2380	437,764	299,790	53,47	3206,639
20	32,725	2380	353,789	309,703	53,47	3129,687
21	31,28	2380	269,813	314,936	53,47	3049,499
22	29,835	2380	185,838	316,967	53,47	2966,11
23	28,39	2380	119,851	314,718	53,47	2896,429
24	26,945	2380	69,863	318,750	53,47	2849,028

11. Obliczenie współczynnika kierunkowego przemian ε.

[kJ/kg]

Gdzie:

Q_c^max- całkowite maksymalne zyski;

Q_c^max=4124,018W =4,124 kW

m_w^max- maksymalne zyski wilgoci;

m_w^max=0,34 g/s=3,4*10^-4 kg/s

[kJ/kg]

kJ/kg

ε≈12 000 kJ/kg

12. INSTALACJA DLA LATA (wykres nr 1).

Założone parametry:

• powietrza w pomieszczeniu:

• temperatura: t_p=24⁰C

• wilgotność względna: φ=40%

• powietrza na zewnątrz pomieszczenia:

• temperatura: t_z=30⁰C

• wilgotność względna: φ=45%

• różnicę temperatury nawiewu przyjęto z przedziału ΔT_N=3÷5 [K], ΔT_N=4 K

Obliczenie ilości powietrza klimatyzacyjnego
:

Gdzie:

ς- gęstość powietrza w temperaturze pomieszczenia;

W temperaturze 24⁰C powietrze ma gęstość ς=1,168 kg/m³

h_P=43 kJ/kg

h_pp=38 kJ/kg

[m³/s]

m³/s

m³/h

Obliczenie ilości powietrza świeżego
:

Gdzie:

n- liczba osób w pomieszczeniu, n=20.

- ilość powietrza świeżego przypadająca na osobę w ciągu godziny.

[m³/h]

m³/h

Obliczenie ilości powietrza recyrkulowanego z pomieszczenia
:

[m³/h]

[m³/h]

m³/h

Stosunek recyrkulacji, a:

a=0,31

Krotność wymiany, n:

V- kubatura pomieszczenia, [m³];

V=10*4*4,5[m³]

V=180 m³

Sprawność rekuperatora, η:

Gdzie:

t_R- temperatura za rekuperatorem, [⁰C];

Założenie: η=50÷90%; przyjęto η=85%=0,85

t_p=24⁰C

t_ZM -temperatura w punkcie zmieszania, [⁰C];

t_ZM=25,5⁰C (wielkość odczytana z wykresu)

Obliczenie mocy urządzeń w centrali:

Temperatura wody chłodzącej wynosi 5/10⁰C.

Z wykresu nr 1 odczytano:

• h_R= 45,05 kJ/kg

• h_C= 27,0 kJ/kg

• h_PP=38 kJ/kg

• X_R= 9 g/kg

• X_C= 8,5 g/kg

• Moc chodnicy

Temperatura wody chłodzącej wynosi 5/10⁰C.

Gdzie:

h_R - entalpia rekuperatora, [kJ/kg];

h_C - entalpia chłodnicy, [kJ/kg];

strumień powietrza klimatyzacyjnego, [kg/h];

[kg/h]

kg/h

kg/s

≈15kW

ilość wykroplonej wody;

kg/s

g/s

• Moc nagrzewnicy:

kW

13. INSTALACJA DLA ZIMY (wykres nr 2).

Założone parametry:

• powietrza w pomieszczeniu:

• temperatura: t_p=20⁰C

• wilgotność względna: φ=50%

• powietrza na zewnątrz pomieszczenia:

• temperatura: t_z= -20⁰C

• wilgotność względna: φ=100%

Z wykresu nr 2 odczytano:

• h_N= 21,5 kJ/kg

• X_N= 0,7 g/kg

• X_P= 5,8 g/kg

Sprawność rekuperatora, η:

Temperatura za rekuperatorem, t_r:

Przyjęto sprawność rekuperatora η=0,85

C

Moc nagrzewnicy,
:

Gdzie:

h_R=18,5 kJ/kg

kg/s (przyjęto tak, jak w instalacji dla lata)

kW

kW

Ilość wilgoci dostarczona do nawilżacza:

g/s

14. WYMIAROWANIE KANAŁÓW

Gdzie:

A-pole przekroju poprzecznego kanału, m²;

ω- prędkość powietrza w kanale, m/s.

m³/h

Przyjęto 4 nawiewniki.

[m³/h]

[m³/h]

Przepływ powietrza dla jednego nawiewnika:

m³/h

m³/h

=0, 18m³/s

W projekcie przyjęto nawiewnik oraz kanały doprowadzające powietrze do nawiewników o przekroju kołowym.

Wymiarowanie nawiewników:

Założenie: ω= 2,3 m/s

=0,18 m³/s

[m²]

[m²]

A=0,078 m²

[m²]

d=0,315 m

d= 315 mm

Przyjęto nawiewnik o średnicy nominalnej d=315 mm, dla którego pole przekroju poprzecznego wynosi A_c=77,9*10^-3 m².

Obliczenie rzeczywistej prędkości dla nawiewnika:

Wymiarowanie kanałów:

• działka 1= działka 2= działka 4= działka 6

=0,18 m³/s

Przyjęto jak dla nawiewników ω= 2,3 m/s

[m²]

[m²]

A=0,078 m²

Na podstawie normy PN-EN 1506 przyjęto kanał (przekrój kołowy) o średnicy nominalnej d=315 mm, dla którego pole przekroju poprzecznego wynosi A_c=77,9*10^-3 m².

Obliczenie rzeczywistej prędkości dla kanału:

• działka 3

=2*0,18 m³/s=0,36 m³/s

Przyjęto ω= 2,6 m/s

[m²]

[m²]

A=0,138 m²

Przyjęto kanał o średnicy nominalnej d=400 mm, dla którego pole przekroju poprzecznego wynosi A_c=0,126 m².

Obliczenie rzeczywistej prędkości dla kanału:

• działka 5

=3*0,18 m³/s=0,54 m³/s

Przyjęto ω= 2,9 m/s

[m²]

[m²]

A=0,186 m²

Przyjęto kanał o średnicy nominalnej d=500 mm, dla którego pole przekroju poprzecznego wynosi A_c=0,196 m².

Obliczenie rzeczywistej prędkości dla kanału:

• działka 7

=4*0,18 m³/s=0,72 m³/s

Przyjęto ω= 3,5 m/s

[m²]

[m²]

A=0,206 m²

Przyjęto kanał o średnicy nominalnej d=500 mm, dla którego pole przekroju poprzecznego wynosi A_c=0,196 m².

Obliczenie rzeczywistej prędkości dla kanału:

15. OBLICZENIE ZASIĘGU STRUGI

L=H-1,8 [m]

Gdzie:

H- wysokość pomieszczenia w świetle, [m];

1,8 m- przeciętna wysokość człowieka.

L=4,5-1,8 [m]

L=2,7 m

16. OBLICZENIE CIŚNIENIA OBIEGU Δp_Ob

Nr działki	[kg/s]	[m^3/s]	L [m]	DN [mm]	R [Pa/m]	w [m/s]	Σξ [Pa]	ΔpL [Pa]	Δpm [Pa]	Δpc [Pa]	ΔpOb [Pa]
1	0,21	0,18	2,34	315	0,18	2,3	0,42	0,42	0,13	0,55	4,02
2	0,21	0,18	2,34	315	0,18	2,3	0,42	0,42	0,13	0,55	4,02
3	0,42	0,36	1,68	400	0,25	2,9	0,6	0,42	0,30	0,72
4	0,21	0,18	2,47	315	0,18	2,3	0,84	0,44	0,26	0,7	3,45
5	0,63	0,54	0,29	500	0,19	2,8	0,1	0,06	0,05	0,11
6	0,21	0,18	2,34	315	0,18	2,3	0,42	0,42	0,13	0,55	3,19
7	0,84	0,72	5,20	500	0,3	3,7	1,33	1,56	1,08	2,64

Gdzie:

[kg/s] - strumień masowy powietrza;

[m³/s] - strumień objętościowy powietrza;

L- długość działki, [m];

DN- średnica przewodu, [mm];

R- jednostkowy spadek ciśnienia R; [Pa/m]; odczytany z nomogramu umieszczonego w załączniku nr 1;

w- prędkość powietrza w kanale, [m/s];

Σξ - straty miejscowe,[Pa];

Straty miejscowe na poszczególnych działkach:

Ł 90⁰-łuk;

T₁- trójnik przy dwustronnym dzieleniu się powietrza;

T₂- trójnik przy dzieleniu się powietrza

1) Ł, Σξ= 0,42 Pa

2) Ł, Σξ =0,42 Pa

3) T_1, Σξ=0,6 Pa

4) 2Ł, Σξ =2*0,42=0,84 Pa

5) T_2, Σξ=0,1 Pa

6) Ł, Σξ =0,42 Pa

7) 3Ł,T₂, Σξ=3*0,41+0,1=1,33 Pa

---