Deskryptory

ABSTRAKT NORMY

1 Wstęp

1.1 Przedmiot normy

1.2 Zakres stosowania normy

1.3 Określenia

2 Określenie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń

2.1 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń Q, W,

2.2 Straty ciepła przez przenikanie

2.3 Zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw, W

2.4 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło budynków QB, kW

3 Technika obliczania zapotrzebowania na ciepło

3.1 Dokładność obliczeń

3.2 Dane wyjściowe do obliczeń

3.3 Obliczenia współczynników przenikania ciepła

3.4 Umowne symbole przegród

Załącznik 1

Załącznik 2

Załącznik 3

INFORMACJE DODATKOWE

Polski Komitet Normalizacyjny	POLSKA NORMA	PN-B-03406
		Ogrzewnictwo	Zamiast: PN-83/B-03406
				Grupa katalogowa SKN 0724 ICS 91.040
		Obliczanie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń o kubaturze do 600 m^3

nr ref. PN-B-03406:1994

Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacyjny dnia 22 grudnia 1994 r.

(Uchwała nr 29/94-0)

SPIS TREŚCI

Deskryptory

ABSTRAKT NORMY

1 Wstęp

1.1 Przedmiot normy

1.2 Zakres stosowania normy

1.3 Określenia

2 Określenie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń

2.1 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń Q, W,

2.2 Straty ciepła przez przenikanie

2.3 Zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw, W

2.4 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło budynków Q_B, kW

3 Technika obliczania zapotrzebowania na ciepło

3.1 Dokładność obliczeń

3.2 Dane wyjściowe do obliczeń

3.3 Obliczenia współczynników przenikania ciepła

3.4 Umowne symbole przegród

Załącznik 1

Załącznik 2

Załącznik 3

INFORMACJE DODATKOWE

Deskryptory

0041689 — budynki, 0345300 — ogrzewanie, 0017842 — ciepło, 0315549 — obliczanie, 0523670 — zużycie energii

ABSTRAKT NORMY

Podano uproszczony sposób obliczeń zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń o kubaturze do 600 m³ w budynkach do 25 kondygnacji (poza budynkami inwentarskimi i przechowalniami płodów rolnych) wykonanych zgodnie z normami i przepisami dotyczącymi konstrukcji i szczelności, które są ogrzewane w sposób ciągły lub z przerwą nie dłuższą niż 12 godzin w ciągu doby.

1 Wstęp

1.1 Przedmiot normy

Przedmiotem normy są zasady ustalania obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania centralnego lub miejscowego pomieszczeń, których kubatura nie przekracza 600 m³, w budynkach o wysokości do 25 kondygnacji. Norma nie dotyczy budynków inwentarskich i przechowalni płodów rolnych.

1.2 Zakres stosowania normy

Normę należy stosować przy określaniu wielkości obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń, których przegrody odpowiadają pod względem szczelności i konstrukcji wymaganiom przepisów i norm budowlanych oraz są ogrzewane w sposób ciągły lub z przerwą nie dłuższą niż 12 h w ciągu doby, gdy średnia dobowa temperatura powietrza zewnętrznego nie jest niższa niż -5°C.

W normie podano uproszczony sposób obliczeń i dopuszcza się stosowanie metod bardziej dokładnych, teoretycznie uzasadnionych z uwzględnieniem wszystkich założeń przyjętych w danej metodzie.

1.3 Określenia

1.3.1 zapotrzebowanie na ciepło ogrzewanego pomieszczenia

— strumień ciepła, jaki w warunkach obliczeniowych ma dostarczyć do pomieszczenia urządzenie ogrzewcze.

1.3.2 straty ciepła przez przenikanie

— strumień ciepła przenikający przez przegrody zewnętrzne i wewnętrzne danego pomieszczenia w warunkach obliczeniowych.

1.3.3 zapotrzebowanie na ciepło przez przenikanie

— strumień ciepła równoważący straty ciepła przez przenikanie z uwzględnieniem dodatków.

1.3.4 straty ciepła na wentylację

— strumień ciepła niezbędnego do ogrzewania powietrza zewnętrznego, które ze względów na spełnienie wymagań higienicznych powinno dopływać do pomieszczenia.

1.3.5 zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji

— strumień ciepła równoważący straty ciepła na wentylację z uwzględnieniem wewnętrznych zysków ciepła pomieszczenia.

1.3.6 dodatki do strat ciepła przez przenikanie

— współczynniki określające dodatkowe strumienie ciepła niezbędne do:

— wyrównania wpływu niskich temperatur powierzchni przegród chłodzących pomieszczenia,

— uwzględnienia skutków nasłonecznienia przegród pomieszczenia.

2 Określenie zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń

2.1 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń Q, W,

należy określać wg wzoru

Q = Q_p (1 + d₁ + d₂) + Q_W

(1)

w którym:

Q_p — straty ciepła przez przenikanie, W,

Q_W — zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji,

W,

d₁ — dodatek do strat ciepła przez przenikanie dla wyrównania wpływu niskich temperatur powierzchni przegród chłodzących pomieszczenia,

wg 2.2.7.1,

d₂ — dodatek do strat ciepła przez przenikanie uwzględniający skutki nasłonecznienia przegród i pomieszczeń, wg 2.2.7.2.

2.2 Straty ciepła przez przenikanie

2.2.1 Straty ciepła pomieszczenia przez przenikanie Q_p, W,

należy określać wg wzoru

Q_p = Σ Q_o

(2)

w którym:

Q_o — straty ciepła poszczególnych przegród lub ich części, dla których obliczeniowy współczynnik przenikania ciepła ma jednakową wartość, W.

Straty ciepła Q_o należy obliczać wg wzoru

Q_o= k∙(t_i - t_e)∙A

(3)

w którym:

k — współczynnik przenikania ciepła, W/m²K. Dla potrzeb centralnego ogrzewania lub ogrzewania miejscowego pomieszczeń należy go obliczać zgodnie z p. 4.8, 4.9 i 4.10 PN-91/B-02020 (tj. bez uwzględniania wpływu mostków cieplnych liniowych i punktowych),

tⁱ — obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C, wg PN-82/B-02402,

t^e — obliczeniowa temperatura w przestrzeni przyległej do danej przegrody, °C, wg PN-82/B-02402 lub PN-82/B-02403,

A — powierzchnia przegrody lub jej części, m².

2.2.2 Zyski ciepła wynikające z użytkowania pomieszczenia,

a więc od urządzeń ciepłej wody, przyrządzania posiłków, pracy urządzeń elektrycznych (lodówki, pralki, telewizory itp.), oświetlenia, oraz od ludzi uwzględniane są we wzorach (8) i (9) określających zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji.

Zyski ciepła od nasłonecznienia są uwzględnione w dodatku (d₂) do strat ciepła przez przenikanie.

Zyski ciepła przez przenikanie z przyległych pomieszczeń są ujemną składową sumy strat ciepła przez przenikanie rozpatrywanego pomieszczenia.

Zyski ciepła od elementów urządzeń ogrzewania (przewody, ściany kominowe) należy uwzględniać w trakcie doboru wielkości grzejników.

2.2.3 Uwzględnianie strat i zysków ciepła przez przenikanie.

Stratę lub zysk ciepła przez przenikanie należy uwzględniać tylko wtedy, gdy różnice temperatur obliczeniowych pomieszczeń wynoszą co najmniej 4 K. Dla klatek schodowych, przy ustalaniu strat ciepła, należy przyjmować temperaturę obliczeniową wg PN-82/B-02402, jednakową na całej wysokości klatki. Przy ustalaniu zysków ciepła klatek schodowych i strat ciepła pomieszczeń przyległych obliczeniową temperaturę wewnętrzną klatki schodowej należy zwiększać, przyjmując przyrost temperatury równy 2 K na każdą kondygnację do momentu wyrównania z temperaturą obliczeniową przyległych pomieszczeń.

2.2.4 Określanie powierzchni przegród budowlanych

2.2.4.1 Ściany.

Powierzchnie ścian pomieszczenia należy obliczać przyjmując:

a) długość: pomiędzy osiami ścian prostopadłych do ściany rozpatrywanej,

b) wysokość: pomiędzy osiami stropów ograniczających ścianę rozpatrywaną.

2.2.4.2 Drzwi, okna, naświetla i świetliki.

Powierzchnie drzwi, okien, naświetli i świetlików należy obliczać wg zewnętrznych wymiarów ościeżnic.

2.2.4.3 Stropy, stropodachy i podłogi.

Powierzchnie stropów, stropodachów i podłóg należy obliczać przyjmując wymiary pomiędzy osiami ograniczających je ścian.

2.2.4.4 Części ścian przylegające do gruntu.

Powierzchnie części ściany przylegającej do gruntu należy obliczać przyjmując za jej długość — odległość pomiędzy osiami ścian prostopadłych, a za jej wysokość — średnią odległość od podłogi pomieszczenia do poziomu terenu.

Jako obliczeniową długość ściany narożnej należy przyjmować jej długość rzeczywistą zwiększoną o połowę jej zagłębienia w ziemi.

2.2.4.5 Podłogi na gruncie i poniżej poziomu terenu.

Powierzchnię podłogi przylegającej do gruntu lub zagłębionej do l m poniżej poziomu terenu dzieli się na dwie strefy. Strefę pierwszą stanowi pas gruntu o szerokości 1 m przyległy do ścian zewnętrznych, przy czym obszary nakładania się pasów (w narożach) należy liczyć podwójnie.

Strefę drugą stanowi pozostała powierzchnia podłogi. Jeśli podłoga jest zagłębiona więcej niż 1 m poniżej poziomu terenu, całą powierzchnię podłogi, liczoną wg 2.2.4.3, traktuje się jako strefę drugą.

W przypadku podłogi przylegającej do gruntu, gdy przy ścianie zewnętrznej znajduje się podpodłogowy kanał z przewodami centralnego ogrzewania, na jego długości nie liczy się strat ciepła przez przenikanie w strefie pierwszej podłogi.

2.2.5 Straty ciepła przez przenikanie do gruntu

2.2.5.1 Straty ciepła przez podłogi przylegające do gruntu należy obliczać oddzielnie dla każdej strefy podłogi.

Straty ciepła strefy pierwszej oblicza się wg wzoru (3), obliczając współczynnik przenikania ciepła wg PN-91/B-02020.

Straty ciepła strefy drugiej Q_o, W, oblicza się wg wzoru

Q_o = k (t_i - t_g)A

(4)

w którym:

k — współczynnik przenikania ciepła drugiej strefy podłogi, określany wg PN-91/B-02020, W/m²K),

t_i — obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C,

t_g — obliczeniowa dla drugiej strefy podłogi, temperatura gruntu równa 8°C, dla wszystkich stref klimatycznych Polski,

A — powierzchnia drugiej strefy podłogi, m².

2.2.5.2 Straty ciepła przez ściany przylegające do gruntu określa się wg wzoru (3).

W pomieszczeniach, w których strop jest położony poniżej poziomu terenu, straty ciepła przez ściany przylegające do gruntu należy określać jako różnicę strat przez przenikanie przez ścianę o wysokości od podłogi tego pomieszczenia do poziomu terenu i ścianę, której zagłębienie równe byłoby odległości od osi górnego stropu do powierzchni terenu.

2.2.6 Wpływ wysokości pomieszczenia na obliczanie strat ciepła przez przenikanie.

Dla pomieszczeń o wysokości w świetle większej niż 4 m, przy ustalaniu strat ciepła przez ściany, obliczeniową temperaturę powietrza w pomieszczeniu należy zwiększać o połowę wartość δt_i, K, którą określa się wg wzoru

δt_i = (h-4)β

(5)

w którym:

h — wysokość pomieszczenia, m,

β — pionowy gradient temperatury, K/m; wartości pionowego gradientu temperatury należy przyjmować:

— przy ogrzewaniu przez promieniowanie β = 0,33 K/m,

— przy ogrzewaniu grzejnikami konwekcyjnymi β = 0,5 K/m,

— przy ogrzewaniu powietrznym β = = 0,75 K/m.

Straty ciepła przez strop lub stropodach tych pomieszczeń należy określać przy obliczeniowej temperaturze powietrza w pomieszczeniu zwiększonej o wartość δt_i.

Postanowienia niniejszego punktu normy nie dotyczą klatek schodowych.

2.2.7 Dodatki do strat ciepła przez przenikanie

2.2.7.1 Dodatek dla wyrównania niskich temperatur powierzchni przegród d₁

należy przyjmować w zależności od liczby przegród chłodzących pomieszczenie wg tablicy 1.

Tablica 1

Liczba przegród chłodzących pomieszczenia		1	2	3	4 i więcej
Dodatek d1	dla pierwszego i wyższych pięter	0	0,03	0,05	0,08
		dla parteru	0,10	0,13	0,15	0,18

2.2.7.2 Dodatek uwzględniający skutki nasłonecznienia d₂

należy przyjmować w zależności od usytuowania przegród zewnętrznych pomieszczenia w stosunku do stron świata wg tablicy 2.

Dla pomieszczeń o przegrodach usytuowanych różnorodnie wartość dodatku di określa się jako średnią wartość odpowiadającą usytuowaniu każdej z przegród.

Tablica 2

Rodzaj przegrody	Dodatek d2
Stropodach	-0,05
Przegrody pionowe	dla strony świata
		NE	N	NW	W	SW	S	SE	E
		0	0	0	-0,05	-0,10	-0,10	-0,10	-0,05

2.3 Zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw, W

2.3.1 Straty depta na wentylację Q_wo, W, określa wzór

(6)

w którym:

— strumień objętości powietrza wentylacyjnego, m³/s,

c_p — ciepło właściwe powietrza, J/(kg∙K),

ρ — gęstość powietrza, kg/m³,

t_i — obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C,

t_e — obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, °C.

Dla c_p = 1,020 kJ/kgK, ρ = 1,2 kg/m³ oraz
w m³/h wzór (6) przyjmie postać:

(7)

2.3.2 Zapotrzebowania na ciepło do wentylacji Q_w, W, należy obliczać:

— dla pomieszczeń użytkowanych co najmniej 12 h w ciągu doby (np. budynki mieszkalne, zamieszkania zbiorowego, szpitale itp.) wg wzoru

Q_w = [0,34 (t_i - t_e) - 9]V

(8)

— dla pomieszczeń użytkowanych mniej niż 12 h w ciągu doby (np. budynki użyteczności publicznej) wg wzoru

Q_w = [0,34 (t_i - t_e) - 7] V

(9)

w których:

V — kubatura pomieszczenia, m³,

t_i — obliczeniowa temperatura powietrza w pomieszczeniu, °C,

t_e — obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego, °C.

We wzorach (8) i (9) uwzględniono wewnętrzne zyski ciepła w pomieszczeniach, wynikające z ich normalnego użytkowania. Zyski te odniesiono do 1 m³ kubatury ogrzewanych pomieszczeń. Określono je przy założeniu jednej wymiany powietrza na h dla warunków obliczeniowych zapotrzebowania na ciepło. W przypadkach większej liczby wymian powietrza na h należy odpowiednio zmniejszyć intensywność wentylacji pomieszczenia przy niskich temperaturach zewnętrznych. Gdy określone wg wzorów (8) i (9) Q_w < 0 należy przyjmować Q_w = 0.

2.4 Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło budynków Q_B, kW

Dla budynków zasilanych ze źródeł scentralizowanych (elektrociepłownie, kotłownie osiedlowe) obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło budynków Q_B należy określać wg wzoru

Q_B = 0,00092ΣQ

(10)

w którym:

Q — obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń, wg 2.1, W.

3 Technika obliczania zapotrzebowania na ciepło

3.1 Dokładność obliczeń

Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń należy ustalać z dokładnością do 1 W.

Wymiary liniowe należy zaokrąglić do 0,1 m, a powierzchnie przegród — do 0,1 m².

Objętości pomieszczenia należy obliczać z dokładnością do 1 m³.

Temperaturę powietrza należy przyjmować z dokładnością do 1°C.

Współczynnik przenikania ciepła należy obliczać z dokładnością do 0,01 W/(m^2∙K).

Przy stosowaniu tablic pomocniczych i innych pomocy można stosować uproszczenia w ustalaniu obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło, jeśli zapewniają one dokładność obliczeń nie mniejszą niż 3%.

3.2 Dane wyjściowe do obliczeń

Dane wyjściowe do obliczeń poprzedzające obliczenia i zawierające niezbędne informacje do ich przeprowadzenia oraz opis przyjętej techniki obliczeń zaleca się sporządzać wg wzorów podanych w załącznikach 1-3.

3.3 Obliczenia współczynników przenikania ciepła

Obliczenia współczynników przenikania ciepła stanowią część obliczeń zapotrzebowania na ciepło i powinny zawierać;

— zestawienie przyjętych wartości współczynników przenikania ciepła przegród bez obliczeń (z podaniem źródła informacji o dokumencie),

— obliczenie współczynników przenikania ciepła dla przegród nietypowych.

3.4 Umowne symbole przegród

S — ściany

O — okna, świetliki, drzwi balkonowe

D — drzwi (symbol stosowany łącznie z symbolami określającymi usytuowanie i materiał drzwi)

P — podłogi

Sf — sufity

Std — stropodachy

d — drewniane

m — metalowe

ps — pustaki szklane

z — zewnętrzne

w — wewnętrzne

1 — pojedyncze

2 — podwójne

3 — potrójne

k — komorowe (szyby zespolone komorowe)

W oznaczeniu okien, świetlików i drzwi balkonowych pierwsza cyfra oznacza liczbę ram, druga cyfra — łączną liczbę szyb.

Przykłady oznaczeń:

Od 1.1. — okna, świetliki, drzwi balkonowe — drewniane pojedyncze z oszkleniem pojedynczym,

Od 1.2. — okna, świetliki, drzwi balkonowe — drewniane pojedyncze z oszkleniem podwójnym,

Od 1.2k — okna, świetliki, drzwi balkonowe — drewniane pojedyncze z oszkleniem szybą zespoloną jednokomorową,

Od 2.3k — okna, świetliki, drzwi balkonowe — drewniane podwójne z oszkleniem potrójnym (szyba zespolona jednokomorowa i pojedyncza),

Om 1.1. — okna, świetliki, drzwi balkonowe — metalowe, pojedyncze z oszkleniem pojedynczym,

Ops — okna z pustaków szklanych,

Sw — ściany wewnętrzne,

Sz — ściany zewnętrzne,

Dzm — drzwi zewnętrzne metalowe,

Dwd — drzwi wewnętrzne drewniane.

Załączniki 3

Informacje dodatkowe

Załącznik 1

Załącznik 2

Załącznik 3

ZESTAWIENIE STRAT CIEPŁA DLA POWTARZALNYCH UKŁADÓW LUB ELEMENTÓW PRZEGRÓD¹⁾

Nazwa typowego elementu lub układu przegród	Oznaczenie	ti	Straty ciepła przez przenikanie

¹⁾ Sporządza się wówczas, jeśli jest niezbędne przy przyjętej technice obliczeń (np. przy obliczaniu w całości lub w części na planach ogrzewania).

INFORMACJE DODATKOWE

1 Instytucja opracowująca. normę

— Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Techniki Instalacyjnej INSTAL, Warszawa.

2 Istotne zmiany w stosunku do PN-83/B-03406

a) zmieniono wzór do obliczania zapotrzebowania na ciepło pomieszczeń,

b) zrezygnowano z dodatku ze względu na przerwy w działaniu ogrzewania, przewidując ciągłość działania ogrzewania przy średniej dobowej temperaturze powietrza zewnętrznego niższej niż -5°C,

c) zmieniono metodę uwzględniania wewnętrznych zysków ciepła w ogrzewanych pomieszczeniach,

d) dla potrzeb ogrzewania centralnego lub miejscowego pomieszczeń przewidziano obliczanie współczynników ciepła „k” przegród zgodnie z PN-91/B-02020, lecz bez uwzględniania wpływu mostków cieplnych liniowych i punktowych,

e) w normie uwzględniono podstawowe wymagania PN-91/B-02020

3 Normy związane

PN-91/B-02020 Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia

PN-69/B-02360 Kubatura budynków. Zasady obliczania

PN-82/B-02402 Ogrzewnictwo. Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach

PN-82/B-02403 Ogrzewnictwo. Temperatury obliczeniowe zewnętrzne

4 Normy zagraniczne

ISO-9164:1989 Thermal insulation — Calculation of space heating requirements for residental buildings

DIN 4701 Regeln für Berechnung des Wärmebedarfs von Gebaüden (Teil 1-1983, Teil 2-1983, Teil 3-1989)

5 Autorzy projektu normy

— prof. dr hab. inż. Piotr Okoń, prof. dr hab. inż. Witold Wasilewski, Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej.

6 Wyjaśnienia dodatkowe

a) rezygnacja z dodatku na przerwy w działaniu ogrzewania została podyktowana względami ekonomicznymi. Wartość tego dodatku jest dość znaczna i w krańcowym przypadku może prawie podwoić zapotrzebowanie na ciepło pomieszczenia przez przenikanie (wzrost o 90%). Powoduje to znaczne zwiększenie kosztów wszystkich elementów ogrzewania (źródła ciepła, grzejników, przewodów). W związku z tym, dla ogrzewań pracujących z przerwą do 12 h na dobę, przewidziano ciągłość ich pracy przy temperaturze powietrza zewnętrznego równej lub niższej niż -5°C. Spowoduje to pracę tych instalacji w sposób ciągły przez około 10% dni sezonu ogrzewczego.

b) we wzorach (8) i (9) określających zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji są uwzględnione zyski ciepła wynikające z użytkowania pomieszczenia. Zyski te wg badań Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej dla średniej wielkości mieszkania wynoszą około 900 W. Odnosząc tę wielkość do 1 m³ kubatury pomieszczenia, otrzymuje się dla pomieszczeń użytkowanych przez co najmniej 12 h, np. budynki zamieszkania zbiorowego, szpitale itp., wewnętrzne zyski ciepła w wysokości 9 W/m³. Natomiast dla pomieszczeń użytkowanych mniej niż 12 h na dobę, np. budynki administracji publicznej, określa się wewnętrzne zyski ciepła na 7 W/m³.

W obu przypadkach wewnętrzne zyski ciepła w ogrzewanych pomieszczeniach ustalono przy założeniu jednej wymiany powietrza na godzinę dla warunków obliczeniowych zapotrzebowania na ciepło.

 

Początek formularza

Dół formularza

---