Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

UPROSZCZONY

SPOSÓB

OBLICZANIA

Qpg - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez podłogę pomieszczeń ogrzewanych w piwnicy do gruntu,

SEZONOWEGO ZAPOTRZEBOWANIA NA

Qsg - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez CIEPŁO DO OGRZEWANIA BUDYNKÓW

ściany pomieszczeń ogrzewanych piwnicy stykające się z grun-

MIESZKALNYCH

I

ZAMIESZKANIA

tem,

Qsp - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez ZBIOROWEGO”.

strop nad przejazdem,

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budyn-

Qv - straty ciepła w sezonie ogrzewczym na podgrzanie powietrza ków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego można określać zgod-wentylacyjnego,

nie z normą PN-B-02025 "Obliczanie sezonowego zapotrzebowa-Qs - zyski ciepła w sezonie ogrzewczym od promieniowania sło-nia na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamiesz-necznego przez okna,

kania zbiorowego”. Metodyka obliczeń w ww. normie jest dość Qi - wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym.

skomplikowana, dlatego stosowana jest głównie przy użyciu progra-mów komputerowych. Możliwe jest wykonywanie obliczeń wg meto-

Wartość wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło do

dy uproszczonej opisanej w załączniku G ww. normy.

ogrzewania oblicza się ze wzoru:

Qh

3

1

DEFINICJE

E =

[ kWh/(m ⋅ a)]

[2]

V

sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w standar-w którym:

dowym sezonie ogrzewczym: ilość ciepła, stanowiąca różnicę strat E - wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania

ciepła i wykorzystywanych zysków ciepła budynku w standardowym budynku,

sezonie ogrzewczym, przy:

V - kubatura netto ogrzewanej części budynku.

-

obliczeniowej temperaturze powietrza wewnętrznego,

-

projektowej wartości strumienia powietrza wentylacyjnego,

-

temperaturze powietrza zewnętrznego i promieniowaniu sło-

4

SKŁADNIKI STRAT CIEPŁA W SEZONIE

necznym odpowiadającym średnim wieloletnim warunkom.

wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania w stan-OGRZEWCZYM

dardowym sezonie ogrzewczym: stosunek sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania w standardowym sezonie ogrzewczym do kubatury ogrzewanej części budynku.

4.1

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez

standardowy sezon ogrzewczy: sezon ogrzewczy scharakteryzowany przenikanie przez przegrody do powietrza

przez następujące wielkości klimatyczne:

zewnętrznego (z wyłączeniem stropu nad piwnicą

-

średnie wieloletnie miesięczne temperatury powietrza ze-

nieogrzewaną i podłogi na gruncie)

wnętrznego,

-

średnie wieloletnie sumy miesięczne promieniowania słonecz-

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez nego całkowitego na różnie zorientowane powierzchnie,

ściany zewnętrzne oblicza się ze wzoru:

-

średnie wieloletnie roczne temperatury powietrza zewnętrzne-

Q = 100∑ A U

[3]

z

zi

zi

[ kWh]

go,

i

-

średnie wieloletnie roczne amplitudy powietrza zewnętrznego.

w którym:

współczynnik wykorzystania zysków ciepła: współczynnik, podający Azi - pole powierzchni i-tej ściany zewnętrznej (w osiach przegród udział wykorzystywanych zysków ciepła w każdym miesiącu sezonu

prostopadłych), pomniejszone o pole powierzchni okien w

ogrzewczego v stosunku do całkowitych miesięcznych zysków ciepła świetle ościeży,

(wewnętrznych i od promieniowania słonecznego).

Uzi - współczynnik przenikania ciepła i-tej ściany zewnętrznej (ob-temperatura obliczeniowa zewnętrzna Temin: temperatura powietrza ze-liczony wraz z mostkami cieplnymi).

wnętrznego wg PN-82/B-02403.

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez 2

DANE WSTĘPNE

okna oblicza się ze wzoru:

Q = 100∑ A U

[4]

o

oi

oi

[ kWh]

Niniejszy uproszczony sposób obliczania sezonowego zapotrzebowa-i

nia na ciepło do ogrzewania budynku można stosować w odniesieniu w którym:

do budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej w zabudowie A

jedno- i wielorodzinnej, z podpiwniczeniem lub bez, bez loggii obu-oi - pole powierzchni okien w i-tej ścianie,

U

dowanych i szklarni przylegających do budynku.

oi - współczynnik przenikania ciepła okien w i-tej ścianie.

Zakłada się, że cała ogrzewana przestrzeń budynku stanowi jedną Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez strefę o eksploatacyjnej temperaturze powietrza wewnętrznego równej stropodach oblicza się ze wzoru:

20°C. Obliczeniowe temperatury powietrza zewnętrznego uwzględ-Q = 100∑ A U

[5]

d

di

di

[ kWh]

niono w mnożnikach stałych we wzorach.

i

3

ZASADA OBLICZEŃ

w którym:

Adi - pole i-tej powierzchni stropodachu w osiach przegród prostopadłych,

Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku oblicza Udi - współczynnik przenikania ciepła i-tej części stropodachu.

się ze wzoru:

Q = Q + Q + Q + Q + Q

+ Q + Q

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez h

z

o

d

p

pg

sg

sp

[1]

strop nad przejazdem oblicza się ze wzoru:

+ Q - 0,9(Q + Q )

Q

= 100 ⋅ A U

[6]

sp

sp

sp

[ kWh]

v

s

i

[ kWh]

w którym:

w którym:

Qh - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku,

Asp - pole powierzchni stropu nad przejazdem w osiach przegród Qz - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez prostopadłych,

ściany zewnętrzne,

Usp - współczynnik przenikania ciepła stropu nad przejazdem.

Qo - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez okna,

Qd - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez stropodach,

Qp - straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez strop nad piwnicą nieogrzewaną i ściany między pomieszczeniem ogrzewanym i nieogrzewanym w piwnicy,

Strona 1

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

4.2

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez

4.5

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym na pod-

przenikanie przez strop nad piwnicą nie-

grzanie powietrza wentylacyjnego

ogrzewa przez ściany między pomieszcze-

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym na podgrzanie powietrza wenty-niem ogrzewanym i nieogrzewanym w piwni-

lacyjnego oblicza się ze wzoru:

cy

w którym:

Q = 38

ψ

[11]

v

[ kWh]

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez strop nad piwnicą nieogrzewaną lub przez między pomieszczeniem ogrzewa-w którym:

nym i nieogrzewanym w piwnicy oblicza się ze wzoru:

ψ - wymagany strumień powietrza wentylacyjnego dla budynku po-

Q = 70 ⋅ A U

[7]

liczony wg normy PN-83/B-03430 „Wentylacja w budynkach

p

p

p

[ kWh]

mieszkainych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności pu-

blicznej – Wymagania”.

w którym:

Ap - pole powierzchni stropu nad piwnicą nieogrzewaną lub ściany między pomieszczeniem ogrzewanym i nieogrzewanym w piwnicy w osiach przegród prostopadłych,

5

SKŁADNIKI ZYSKÓW CIEPŁA W SEZONIE

Up - współczynnik przenikania ciepła stropu nad piwnicą nieogrze-OGRZEWCZYM

waną lub ściany między pomieszczeniem ogrzewanym i nie-

ogrzewanym w piwnicy.

5.1

Zyski ciepła w sezonie ogrzewczym od pro-

mieniowania słonecznego

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie do gruntu przez ściany i podłogę z piwnicy nieogrzewanej pomija się.

Zyski ciepła w sezonie ogrzewczym od promieniowania słonecznego przez przegrody przezroczyste (szyby) oblicza się ze wzoru:

4.3

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez

Q = 0,6∑ A TR S

[13]

s

oi

i

i

[ kWh]

przenikanie

przez

podłogę

pomieszczeń

i

ogrzewanych w piwnicy do gruntu

w którym:

Aoi - pole powierzchni okien w świetle ościeży w ścianie o i-tej Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez podłogę orientacji,

pomieszczeń ogrzewanych w piwnicy do gruntu oblicza się oddzielnie TRi - współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego

dla każdej z dwu stref tej podłogi zdefiniowanych w sposób następu-szyb o i-tej orientacji,

jący: strefę pierwszą stanowi pas podłogi o szerokości 1 m przyległy Si - suma promieniowania całkowitego na płaszczyznę pionową o i-do ścian zewnętrznych; strefę drugą stanowi pozostała część podłogi.

tej orientacji z tablicy 1,

0,6 - średni udział pola powierzchni szyb w oknach.

UWAGA- Jeżeli górna powierzchnia podłogi jest zagłębiona więcej

niż 1 m poniżej poziomu terenu, całą powierzchnię podłogi traktuje Tablica 1 - Energia całkowitego promieniowania słonecznego dla się jako strefę drugą.

płaszczyzn pionowych o różnych orientacjach

Straty ciepła dla strefy pierwszej podłogi na gruncie oblicza się ze Orientacja płaszczyzny

Promieniowanie całkowite

wzoru:

w sezonie ogrzewczym

Q

= 100 ⋅ A U

[8]

kWh/m2

pg1

pg1

g

[ kWh]

S

350

w którym:

A

S-W

310

pg1 - pole powierzchni strefy pierwszej,

Ug - współczynnik przenikania ciepła podłogi na gruncie,

W

220

N-W

160

Straty ciepła dla strefy drugiej podłogi na gruncie oblicza się ze wzoru:

N

145

Q

= 70 ⋅ A U

[9]

N-E

165

pg 2

pg 2

g

[ kWh]

E

235

w którym:

A

S-E

320

pg2 - pole powierzchni strefy pierwszej,

Ug - współczynnik przenikania ciepła podłogi na gruncie,

5.2

Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzew-

Całkowite straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie czym

przez podłogę pomieszczeń ogrzewanych w piwnicy do gruntu oblicza się ze wzoru:

Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie ogrzewczym oblicza się zakłada-Q

= Q + Q

[10]

jąc liczbę przebywających w budynku ludzi i liczbę oraz rodzaj od-pg

pg1

pg 2

[ kWh]

biorników energii.

w którym oznaczenia jak poprzednio.

W budynkach mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego sezonowe wewnętrzne zyski ciepła oblicza się ze wzoru:

4.4

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez

Q = ,

5 3 ⋅

+

[14]

i

[80N 27 L

5 m] [

kWh]

przenikanie

przez

ściany

pomieszczeń

ogrzewanych piwnicy stykające się z gruntem

w którym:

Straty ciepła w sezonie ogrzewczym przez przenikanie przez N - liczba osób w budynku,

ściany

pomieszcze

Lm - liczba mieszkań w budynku.

ń ogrzewanych piwnicy stykające się z gruntem oblicza się

ze wzoru:

UWAGA- We wzorze (14) uwzględniono wszystkie składniki we-Q

= 100 ⋅ A U

[11]

sg

sg

g

[ kWh]

wnętrznych zysków ciepła: od ludzi, od elektrycznych urządzeń oświetleniowych, od innych urządzeń elektrycznych, od ciepłej wo-w którym:

dy użytkowej oraz od gotowania posiłków.

A

sg - pole powierzchni ścian pomieszczeń ogrzewanych piwnicy stykających się z gruntem,

Ug - współczynnik przenikania ciepła ścian pomieszczeń ogrzewa-6

PRZYKŁAD OBLICZANIA SEZONOWEGO

nych piwnicy stykających się z gruntem.

ZAPOTRZEBOWANIA

NA

CIEPŁO

DO

OGRZEWANIA BUDYNKÓW

Obliczenia sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania oraz wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło przeprowa-Strona 2

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

dzono dla budynku wielorodzinnego, 5-kondygnacyjnego, podpiwni-Tablica 2. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania

czonego. W budynku znajduje się 20 mieszkań; we wszystkich 1. Dane geometryczne budynku mieszkaniach są oddzielne łazienki i WC. Liczba mieszkańców - 80.

Kubatura ogrzewana, m3

V

4

220,40

Pole powierzchni przegród zewnętrznych, m2

A

1

372,50

Pole powierzchni przegród (w osiach przegród prostopadłych), przez Współczynnik kształtu, m-1

A/V

0

,325

które następują straty ciepła przez przenikanie;

ściany zewnętrzne (bez pola powierzchni okien):

2. Straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym Q

-

nr 1 (o orientacji S)

159,5 m2,

t, kWh/a

Q

-

nr 2 (o orientacji W)

134,9 m2,

t = Qz + Qo + Qd + Qp + Qpg + Qsg +Qsp, kWh/a

-

nr 3 {o orientacji N)

199,8 m2,

Rodzaj przegrody

A

A

i

Ui

Mnożnik

i Ui·mnożnik stały

-

nr4 (o orientacji E)

185,0 m2.

m2

W/(m2K)

stały

kWh/a

okna (pole powierzchni w świetle ościeży):

Ściana zewn.E

1

59,50

0

,40

100

6

380

-

w ścianie nr 1

38,4 m2,

Ściana zewn.W

1

34,90

0

,40

100

5

396

-

w ścianie nr 2

79,8 m2,

Ściana zewn.N

1

99,80

0

,40

100

7

992

-

w ścianie nr 3

30,0 m2,

Ściana zewn.S

1

85,00

0

,40

100

7

400

-

w ścianie nr 4

28,1 m2,

Ściana zewn

100

-

stropodach:

258,5 m2,

Okna-E

3

8,40

2

,00

100

7

680

strop nad piwnicą:

258,5 m2.

Okna-W

7

9,80

2

,00

100

1

5 960

Okna

3

0,00

2

,00

100

6

000

Łączne pole powierzchni przegród zewnętrznych:

1 372,5 m2,

Okna

2

8,10

2

,00

100

5

620

Kubatura ogrzewana:

4 220,4 m3,

Współczynnik kształtu budynku: 1 372,5 / 4 220,4 = 0,325 m-1.

Okna

100

-

Okna

100

-

Wartości współczynnika przenikania ciepła przegród przyjęto w spo-Stropodach

2

58,50

0

,30

100

7

755

sób następujący:

Stropodach

100

-

ściana nr 1

0,40 W/(m2⋅K),

Strop nad piwnicą nieogrz.

2

58,50

0

,60

70

1

0 857

ściana nr 2

0,40 W/(m2⋅K),

Ściany oddzelające pom. nieogrz.od ogrz.

70

-

ściana nr 3

0,40 W/(m2⋅K),

Podłoga na gruncie w pom. nieogrz. -strefa 1

100

-

ściana nr 4

0,40 W/(m2⋅K),

Podłoga na gruncie w pom. nieogrz. -strefa 2

70

-

strop nad piwnicą

0,60 W/(m2⋅K),

Ściany pom. ogrz. w piwnicy stykające się z gruntem

100

-

stropodach

0,30 W/(m2⋅K).

Razem straty ciepła przez przenikanie w sezonie grzewczym Qt, kWh/a 8

1 040

Okna drewniane, podwójnie oszklone, o współczynniku przenikania ciepła 2,0 W/(m2⋅K).oraz współczynniku przepuszczania promienio-4. Zyski ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie grzewczym Qs, kWh/a wania słonecznego 0,62.

Orientacja

Pole powierz-

Współczynnik

Suma promienio-

Aoi TRi Si

chni okien

przepuszczalności

wania całkowi-

Wartość strumienia powietrza wentylacyjnego przyjęto według

Aoi,

promieniowania

tego Si,

PN-83/B-03430, jak następuje:

2

2

m

TRi

kWh/(m ·a)

kWh/a

kuchnie

20 ⋅ 70 m3/h = 1 400 m3/h

S

38,4

0,62

350

8

332,80

łazienki + oddzielnie WC

20 ⋅ 80 m3/h = 1 600 m3/h

W

79,8

0,62

220

1

0 884,72

razem

3 000 m3/h

N

30

0,62

145

2

697,00

Obliczenia wykonano w formularzu wg załącznika G.5. normy PN-

E

28,1

0,62

235

4

094,17

B-02025 "Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do

-

ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego”.

Razem Aoi TRi Si, kWh/a

2

6 008,69

Zyski ciepła Qs, kWh/a

1

5 605,21

5. Wewnętrzne zyski ciepła w sezonie grzewczym Qj, kWh/a

Liczba

80 N

Liczba mieszkań

275 Lm

5,3(80 N + 275 Lm)

osób N

Lm

kWh/a

80

6400

20

5500

6

3 070

6. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania Qh, kWh/a Qh = Qt + Qv - 0,9 ( Qs + Qj )

1

24 232,31

7. Sprawdzenie wymagań

7.1. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku E, kWh/(m3·a) E = Qh/V

29,44

kWh/m3a

7.2. Wymagania

Współczynnik kształtu A/V

Graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło

3

m-1

do ogrzewania Eo, kWh/(m ·a)

A/V ? 0,20

Eo = 29

0,20 < A/V < 0,9

Eo = 26,6 + 12 A/V = 30,50

A/V ? 0,9

Eo = 37,4

Wskaźnik E =

29,44

?

30,50

= Eo

Strona 3