Fizyka budowli
Piotr Pilarczyk
gr.2(x2) środa 12:15-15:00
nr indeksu 179221

Sprawozdanie nr 4

Liniowe mostki cieplne oraz bilans budynku mieszkalnego

1. Liniowe mostki cieplne

Mostek cieplny	Symbol	Ψe [W/mK]	le [m]	Ψe* le [W/K]
Ściana –ściana	C1	-0,05	6*3,3=19,8	-0,99
Ściana –ściana	C5	0,05	4*3,3=13,2	0,66
Nadproże -okno nr 1 -okno nr 2 -okno nr 3		0,10
			6*1,50=10,5	1,05
			2*0,60=1,2	0,12
			1*1,80=1,80	0,18
Podoknie -okno nr 1 -okno nr 2 -okno nr 3		0,10
			6*1,50=10,5	1,05
			2*0,60=1,2	0,12
			1*1,80=1,80	0,18
Podłoga – ściana	GF1	0,65	57,3	37,25
Ściana wewnętrzna	IW5	0,00	-	0,00
Otwory okienne i drzwiowe	W1	0,00	-	0,00
Dachy	R1	0,55	57,3	31,52
Σ Ψe* le=	71,14

1. Bilans budynku mieszkalnego

Obiekt jest jednokondygnacyjny, bez podpiwniczenia, ze stropodachem drewnianym zlokalizowanym na obrzeżach Warszawy. Geometrię budynku wraz z wymiarami stolarki okiennej i drzwiowej przedstawiono w załączniku graficznym. Do obliczeń przyjęto wysokość kondygnacji 3,3m.

Zestawienie elementów konstrukcyjnych

Dla U_equiv dla podłogi wynoszącym 0,22 [W/m²K]

Lp.	Przegroda	Ai [m^2]	Ui [W/m^2K]	btr i [-]	btr i (Ai Ui) [W/K]
1	Ściana zewnętrzna	161,33	0,52	1	83,89
2	Stropodach	181,55	0,29	0,7	36,86
3	Podłoga na gruncie	181,55	0,22	0,6	23,96
4	Okno nr 1	13,5	2,15	1	29,03
	Okno nr 2	1,8	2,24	1	4,03
	Okno nr 3	2,7	2,11	1	5,70
	Okno nr 4	8,28	1,95	1	16,15
5	Drzwi	10,48/2,2	2,5	1	26,20
6	Mostki liniowe	-	-	-	71,14
Razem	280,75

Miesięczne straty ciepła przez przenikanie i wentylację budynku oblicza się ze wzoru:

$$Q_{H,\ ht\ } = Q_{\text{tr}} + Q_{\text{ve}}\ \left\lbrack \frac{\text{kWh}}{m - c} \right\rbrack$$

w którym straty ciepła przez przenikanie Q_tr i wentylację Q_ve wyznacza się z zależności:

$$Q_{\text{tr}} = H_{\text{tr}}\left( \theta_{int,H} - \theta_{e} \right)t_{M} \times 10^{- 3}\ \left\lbrack \frac{\text{kWh}}{m - c} \right\rbrack$$

$$Q_{\text{ve}} = H_{\text{ve}}\left( \theta_{int,H} - \theta_{e} \right)t_{M} \times 10^{- 3}\ \left\lbrack \frac{\text{kWh}}{m - c} \right\rbrack$$

gdzie:

θ_int, H-temperatura wewnętrzna dla okresu grzewczego w budynku/ lokalu, mieszkalnym/samodzielnej części budynku, według przepisów techniczno-budowalnych, [°C]

ϴ_e – średnia temperatura powietrza zewnętrznego w analizowanym okresie miesięcznym wg danych z najbliższej stacji meteorologicznej [°C]

t_M – liczba godzin w m-tym miesiącu [h]

a) Współczynnik strat ciepła przez przenikanie oblicza się ze wzoru:

$$H_{\text{tr}} = \sum_{i}^{}\left\lbrack b_{tr,i} \times \left( A_{i} \times U_{i} + \sum_{i}^{}{l_{i} \times \psi_{i}} \right) \right\rbrack\ \left\lbrack \frac{W}{K} \right\rbrack$$

b_tr,i – współczynnik redukcyjny różnicy temperatury, [-], w przypadku przegród oddzielających przestrzeń ogrzewaną od nieogrzewanej przyjmuje się go wg tabl. 6.6,dla przegród pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i środowiskiem zewnętrznym b_tr,i=1,

A_i – pole powierzchni i-tej przegrody ograniczającej kubaturę o regulowanej temperaturze, obliczanie według wymiarów zewnętrznych (powierzchnia stolarki otworowej obliczana wg wymiarów w świetle ościeży) [m²]

U_i – współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i stroną zewnętrzną

I_i- długość i-tego mostka cieplnego [m]

Ψ_i – liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego, [W/(mK)] wyznaczany dla mostków na podstawie dokumentacji technicznej, tablic mostków cieplnych, obliczeń szczegółowych mostków cieplnych.

Q_tr=H_tr*(ϴ_int,H-ϴ_e)*t_M*10^-3=280,75*(20-(-1))*744*10^-3=4386,44 [kWh/m-c]

H_ve=ρ_ac_a * $\sum_{k}^{}{(b\text{ve},k*Vve,k,mn)}$

ρ_ac_a – pojemność cieplna powietrza, 1200 J/(m*3K)

b_ve,_k – współczynnik korekcyjny dla strumienia k [-]

V_ve,k,mn – uśredniony w czasie strumień powietrza k [m³/s]

K – identyfikator strumienia powietrza [-]

V_inf=(0,2*A_f*H_{w świetle})/3600=(0,2*147,68*3)/3600=0,0246 [m³/s]

A_f – wielkość powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze w budynku lub w lokalu mieszkalnym

Zestawienie strumieni powietrza wentylacyjnego i infiltrującego przez nieszczelności:

Pomieszczenie	$$V_{o}\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$$
Kuchnia z kuchenką elektr.	70
Spiżarnia	15
Łazienka	50
WC	30

H_ve=1200*[(70+15+50+30)/3600+0,0246]=1200*( 0, 0194 + 0, 0042 + 0, 014 + 0, 0083 + 0,0246)=84,6 [W/K]

Q_ve=H_ve*(ϴ_int,H-ϴ_e)*t_M*10^-3=84,6*(20-(-1))*744*10^-3= 1321,79 [kWh/m-c]

Q_H,ht=Q_tr+Q_ve=4386,44+1321,79=5708,23 [kWh/m-c]

Zestawienie charakterystyki solarnej okien:

Orientacja	Ci(uszklenie)	Ai[m^2]	Is,i $$\mathbf{\lbrack}\frac{\mathbf{\text{KWh}}}{\mathbf{m}^{\mathbf{2}}\mathbf{\bullet}\mathbf{m - c}}\mathbf{\rbrack}$$	g [-]	Z[-]	Ci * Ai * Ig,i * g * z [$\frac{\mathbf{\text{KWh}}}{\mathbf{m - c}}\mathbf{\rbrack}$
N	0,75/0,68	7,2	19,379	0,67	0,95	66,61
E	0,72/0,65	2,79	22,642	0,67	0,95	28,95
S	0,74/0,71	4,5	46,632	0,67	0,95	98,84
W	0,72/0,65	2,79	21,986	0,67	0,95	28,11
Razem=	222,51

Zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego do przestrzeni o regulowanej temperaturze przez przegrody przezroczyste, wyznaczone zgodnie z metodą uproszczoną wyznaczania wskaźnika rocznego zapotrzebowania na ciepło, przy przyjęciu oszklenia okien szybą podwójną:

Q_sol= 222,51/381,23[kWh/a]

Obliczenie zysków wewnętrznych:

Przyjęto obciążenie cieplne pomieszczenia q_int=3 [W/m²]

Q_wew= q_int*A_f*t_M*10^-3 = 3*147,68*744*10^-3=329,62 [kWh/m-c]

Zapotrzebowanie energetyczne dla budynku w styczniu wynosi:

Q_styczeń= Q_H,ht – 0,95*( Q_sol + Q_wew)=5708,23 – 0,95*(222,51+329,62)=5183,71 [kWh/m-c]