Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Katedra Techniki Cieplnej
Projekt
Systemu ogrzewania domu jednorodzinnego
„Dom w mango 2”
Sporządził
Sławomir Witek, E1-31
Prowadzący:
dr inż. Tomasz Kujawa
SPIS TREŚCI
|
|
|
1. |
Ogólne dane o budynku……………………………………………………... |
3 |
2. |
Zdjęcia (szkic budynku)…………………………………………………...... |
5 |
3. |
Charakterystyka budowlana obiektu………………………………………... |
7 |
4. |
Charakterystyka systemu ogrzewania…………………………….………… |
8 |
5. |
Charakterystyka instalacji ciepłej wody użytkowej………………………… |
8 |
6. |
Charakterystyka systemu wentylacji………………………………………... |
8 |
7. |
Zebranie i przygotowanie danych…...……………………………………… |
8 |
|
7.1. Współczynniki przenikania ciepła przegród…………………………… |
8 |
|
7.2. Wybór danych klimatycznych niezbędnych do obliczeń……………..... |
12 |
|
7.3. Wyznaczenie współczynnika strat ciepła przez przenikanie…………… |
13 |
|
7.4. Wyznaczenie współczynnika strat ciepła na wentylację……………….. |
17 |
8. |
Obliczenie zapotrzebowania energii dla ocenianego budynku...…………… |
18 |
|
8.1. Obliczenie zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie i wentylację..……... |
18 |
|
8.2. Obliczenie zapotrzebowania ciepła na przygotowanie ciepłej wody…... |
26 |
9. |
Obliczenie wskaźnika EP oraz porównawczej wartości EP……………...…. |
27 |
10. |
Obliczenie wskaźnika EK…………………..………………………………. |
29 |
11. |
Sporządzenie świadectwa charakterystyki energetycznej….……………….. |
30 |
1. Ogólne dane o budynku
Przedmiotowy obiekt to jednorodzinny, wolnostojący budynek mieszkalny zlokalizowany w miejscowości Szczecin 1, dz. Nr 11.
Budynek mieszkalny jednorodzinny „Dom w mango 2” jest budynkiem wolnostojącym, niepodpiwniczony, parterowy z poddaszem użytkowym. Na parterze znajdują się wiatrołap, hol, łazienka, pokój, kuchnia, salon z jadalnią, schody, schowek, garaż i kotłownia. Na poddaszu mieści się hol ze schodami, 3 pokoje, pralnia, garderoba. Budynek obecnie nie istnieje, bowiem jest przedmiot opracowania teoretycznego. Dokumentacja projektowa dla budynku jest bardzo niekompletna i fragmentaryczna. Źródłem informacji niezbędnych do przeprowadzenia oceny jakości energetycznej są dane pobrane ze strony studia projektowego www.archon.pl.
Zestawienie danych powierzchniowych i kubaturowych:
- powierzchnia zabudowy - 119,19 m2
- powierzchnia użytkowa - 142,22 m2
- kubatura budynku - 701,91 m3
Zestawienie pomieszczeń na parterze budynku:
- Wiatrołap - 4,75 m2
- Hol - 2,04 m2
- Łazienka - 3,01 m2
- Pokój - 8,09 m2
- Kuchnia - 8,50 m2
- Salon + Jadalnia - 28,44 m2
- Schody - 1,96 m2
- Schowek - 2,11 m2
- Garaż - 16,99 m2
- Kotłownia - 7,69 m2
Zestawienie pomieszczeń na piętrze budynku:
- Hol i schody - 10,92 m2
- Pokój - 14,90 m2
- Łazienka - 4,73 m2
- Pokój - 10,44 m2
- Pralnia - 2,70 m2
- Pokój - 11,21 m2
- Garderoba - 2,74 m2
2. Zdjęcia (szkic budynku)
Rys. 1. Rzut parteru budynku
Rys. 2 Rzut piętra budynku
Rys. 3 Przekrój poprzeczny budynku
3. Charakterystyka budowlana obiektu
Dane konstrukcyjno - budowlane:
- fundamenty beton zwykły z kruszywa kamiennego B20 ze zbrojeniem stalowym
- ściany fundamentowe gr. 40 cm z betonu z kruszywa kamiennego B20
- ściany zewnętrzne parteru i poddasza, murowane z bloczków YTONG gr. 24 cm ocieplone wełna mineralną o łącznej gr. 30 cm
- ściany wewnętrzne wykonane z bloczków gr. 24 cm i gr. 12 cm na zaprawie
- strop między kondygnacjami gęstożebrowy Teriva, od góry izolowany styropianem i wyrównany szlichtą betonową
- dach drewniany o podstawowym układzie nośnym krokwiowo - jętkowym, kryty dachówką cementową
Stolarka okienna i drzwiowa oraz wykończenie budynku:
- okna ościeżnicowe drewniane, 3 szybowe
- drzwi zewnętrzne wejściowe drewniane
- ściany wewnętrzne i sufity pokryte 1,0 cm warstwą tynku cementowo-wapiennego
- elewacje zewnętrzne pokryte warstwą gruboziarnistego tynku mineralnego
- podłogi na parterze i piętrze wykonane z parkietu dębowego
4. Charakterystyka systemu ogrzewania
Źródłem ciepła jest powietrzna pompa ciepła firmy Danfoss o mocy 10 kW. Ogrzewanie podłogowe w pomieszczeniach z regulacją centralną.
5. Charakterystyka instalacji ciepłej wody użytkowej
Ciepła woda przygotowywana jest przez pompę ciepła z zasobnikiem ciepłej wody o pojemności 180 l.
6. Charakterystyka systemu wentylacji
W budynku zastosowano system wentylacji naturalnej - grawitacyjnej. Kratki wywiewne w kuchu, łazienkach i garażu.
7. Zebranie i przygotowanie danych
7.1 Współczynniki przenikania ciepła przegród
Wartości współczynników przenikania ciepła przegród obliczono zgodnie z normą PN-EN-ISO 6946:2008
Współczynnik przenikania przegrody obliczamy z następującego wzoru:
U = 1/RT [W/(m2·K)]
gdzie:
RT - całkowity opór cieplny przegrody, wyrażony w (m2K)/W.
Opór przewodzenia ciepła przegrody lub warstwy jednorodnej o znanej grubości oblicza się z zależności:
R = d/λ [(m2·K)/W]
gdzie:
d - grubość warstwy lub przegrody wyrażona w m,
λ - współczynnik przewodzenia ciepła materiału rozpatrywanej warstwy
wyrażony w W/(m·K)
Współczynnik przewodzenia ciepła materiału rozpatrywanej warstwy przyjęto zgodnie z wartościami tabelarycznymi dostępnymi w normie PN-EN-ISO 6946:2008
Całkowity opór cieplny przegrody jednorodnej lub warstwowej opisuje wzór:
Rt = Rsi + ∑ Rj + Rse [(m2·K)/W]
gdzie:
Rj - opór przewodzenia ciepła j-tej warstwy [(m2·K)/W],
Rsi - opór przejmowania ciepła na powierzchni od wewnętrznej strony
przegrody [(m2·K)/W],
Rse - opór przejmowania ciepła na powierzchni od zewnętrznej strony
przegrody [(m2·K)/W].
Opór przejmowania ciepła na powierzchni przegrody budowlanej przyjmuje się w zależności od kierunku przepływu strumienia cieplnego na następującym poziomie:
Rsi Rse
w górę - 0,10 w górę - 0,04
poziomy - 0,13 poziomy - 0,04
w dół - 0,17 w dół - 0,04
Otrzymane wartości współczynników przenikania ciepła poszczególnych przegród budowlanych zostały obliczone z powyższego wzoru w programie komputerowym ArCadia-TERMO Pro i zestawione w tabeli nr 1.
Tabela 1. Współczynniki przenikania ciepła dla poszczególnych przegród.
Obliczenia wartości współczynników U elementów budowlanych |
||||||
Kody Element Materiał |
Opis |
d |
|
R |
Uc |
|
|
|
m |
W/(m•K) |
m2•K/W |
W/(m2•K) |
|
1 |
Ściana zewnętrzna, przegroda jednorodna |
|||||
|
60 |
Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(poziomy strumień ciepła) |
0,04 |
- |
||
|
1 |
Tynk strukturalny Ceresit CT 36 - ziarno 2,0 mm |
0,002 |
1,000 |
0,002 |
- |
|
2 |
FASROCK MAX |
0,300 |
0,039 |
7,692 |
- |
|
3 |
YTONG PP2/0,35 S+GT ENERGO 400 mm |
0,240 |
0,095 |
2,526 |
- |
|
4 |
Tynk lub gładź cementowo-wapienna |
0,001 |
0,820 |
0,001 |
- |
|
61 |
Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(poziomy strumień ciepła) |
0,13 |
- |
||
|
Grubość całkowita i Uk |
0,54 |
- |
10,39 |
0,10 |
|
2 |
Podłoga na gruncie, przegroda jednorodna |
|||||
|
62 |
Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(strumień ciepła w dół) |
0 |
- |
||
|
5 |
Płytki ceramiczne/porcelanowe |
0,020 |
1,300 |
0,015 |
- |
|
6 |
Posadzka cementowa Ceresit CN 76 |
0,025 |
1,000 |
0,025 |
- |
|
7 |
Płyta styropianowa EPS 200-036 PODŁOGA |
0,150 |
0,036 |
4,167 |
- |
|
8 |
Beton zwykły z kruszywa kamiennego 2400 |
0,100 |
1,700 |
0,059 |
- |
|
9 |
Piasek średni |
0,200 |
0,400 |
0,500 |
- |
|
63 |
Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(strumień ciepła w dół) |
0,17 |
- |
||
|
Grubość całkowita i Uk |
0,50 |
- |
4,94 |
0,20 |
Kody Element Materiał |
Opis |
d |
|
R |
Uc |
|
|
|
m |
W/(m•K) |
m2•K/W |
W/(m2•K) |
|
3 |
Dach, przegroda jednorodna |
|||||
|
64 |
Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(strumień ciepła w górę) |
0,04 |
- |
||
|
10 |
STROPROCK |
0,200 |
0,041 |
4,878 |
- |
|
11 |
Płyta gipsowo-kartonowa |
0,012 |
0,250 |
0,048 |
- |
|
65 |
Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(strumień ciepła w górę) |
0,1 |
- |
||
|
Grubość całkowita i Uk |
0,21 |
- |
5,07 |
0,20 |
|
4 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0,68 |
|
5 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0,68 |
|
6 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0 |
|
7 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0 |
|
8 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0,68 |
|
9 |
Drzwi zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0,8 |
|
10 |
Drzwi zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
2 |
|
11 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0,68 |
|
12 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0 |
|
13 |
Okno zewnętrzne, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
0 |
Kody Element Materiał |
Opis |
d |
|
R |
Uc |
|
|
|
m |
W/(m•K) |
m2•K/W |
W/(m2•K) |
|
14 |
Okno połaciowe, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
1,4 |
|
15 |
Okno połaciowe, przegroda jednorodna |
|||||
|
Grubość całkowita i Uk |
- |
- |
- |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
7.2 Wybór danych klimatycznych niezbędnych do przeprowadzenia obliczeń.
Do dalszych obliczeń rocznego zapotrzebowania energii użytkowej QH,nd na potrzeby ogrzewania i wentylacji niezbędne są średnie wieloletnie temperatury powietrza zewnętrznego dla poszczególnych miesięcy. Dostępne są w bazie danych klimatycznych opracowanych na potrzeby wykonywania świadectw energetycznych i opublikowane na stronie internetowej Ministerstwa Infrastruktury www.mi.gov.pl.
Przyjmuje się dane z najbliższej stacji meteorologicznej. Najbliższą taką stacją dla przedmiotowego budynku mieszkalnego jest stacja Szczecin-Dąbie. W poniższej tabeli zamieszczono w/w dane:
Tabela 2. Średnie temperatury powietrza ze stacji Szczecin-Dąbie
Stacja Szczecin - Dąbie |
Miesiące |
||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
IX |
X |
XI |
XII |
najwyższe |
2 |
2 |
7 |
12 |
18 |
18 |
12 |
7 |
3 |
najniższe |
-2 |
-3 |
1 |
3 |
8 |
10 |
6 |
2 |
0 |
Dane dotyczące wartości energii promieniowania słonecznego w poszczególnych miesiącach ze stacji meteorologicznej: Szczecin-Dąbie, konieczne do obliczenia zysków od nasłonecznienia i w efekcie rocznego zapotrzebowania energii użytkowej QH,nd zamieszczono w tabeli poniżej.
Tabela 3. Wartość promieniowania słonecznego na płaszczyznę pionową.
Stacja klimatyczna |
Orientacja |
Wartość energii promieniowania słonecznego dla poszczególnych miesięcy |
||||||||
|
|
|
||||||||
Szczecin Dąbie |
|
l |
II |
III |
IV |
V |
IX |
X |
XI |
XII |
|
N |
17 031 |
22 446 |
38 875 |
60 240 |
83 026 |
56 082 |
32 257 |
18 638 |
16 394 |
|
NE |
17 031 |
22 495 |
39 400 |
63 679 |
88 643 |
56 850 |
32 310 |
18 638 |
16 394 |
|
E |
17 869 |
25 711 |
45 847 |
73 608 |
99 761 |
61 417 |
35 563 |
20 109 |
16 394 |
|
SE |
22 908 |
32 713 |
56 130 |
83 540 |
107 394 |
68 936 |
44 833 |
29 187 |
16 394 |
|
S |
25 031 |
35 411 |
61 260 |
86 902 |
109 114 |
74 516 |
52 591 |
34 281 |
16 394 |
|
SW |
22 468 |
30 565 |
54 346 |
80 575 |
109 722 |
71 321 |
48 715 |
30 212 |
16 394 |
|
W |
17 558 |
24 159 |
44 599 |
70 840 |
103 483 |
63 449 |
38 428 |
20 834 |
16 394 |
|
NW |
17 031 |
22 448 |
39 419 |
62 730 |
91 580 |
57 338 |
32 481 |
18 638 |
16 394 |
7.3 Wyznaczanie współczynnika strat ciepła przez przenikanie
Współczynnik strat ciepła przez przenikanie oblicza się ze wzoru:
Htr = ∑i [btr,i · (Ai · Ui + ∑i li · ψi)] [W/K]
gdzie:
btr,i - współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur i-tej
przegrody, dla przegród pomiędzy przestrzenią ogrzewaną a środowiskiem zewnętrznym btr = 1,
Ai - pole powierzchni i-tej przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej
temperaturze, obliczanej wg wymiarów zewnętrznych przegrody i
wyrażane w m2,
Ui - współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody pomiędzy przestrzenią
ogrzewaną i stroną zewnętrzną, obliczany w przypadku przegród
nieprzezroczystych wg normy PN-EN ISO 6946; w przypadku zaś okien i
drzwi przyjmuje się wg Aprobaty Technicznej lub zgodnie z normą
PN-EN 14351-1 [15], wyrażonego w W/(m2·K)
li - długość i-tego liniowego mostka cieplnego wyrażonego w m
ψi - liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego przyjęty wg
PN-EN ISO 14683:2008 lub obliczony zgodnie z PN-EN ISO 10211:2008,
wyrażony w W/(m·K)
W poniższej tabeli zamieszczono zestawienie obliczeń mostków cieplnych i współczynnika strat ciepłą przez przenikanie.
Tabela 4. Określenie współczynnika strat ciepła przez przenikanie
Obliczenia straty ciepła dla strefy Strefa ogrzewana |
|||||||
Straty ciepła bezpośrednio do otoczenia |
|
||||||
Kod |
Element budowlany |
Ilość |
Aobl |
U |
Aobl*U |
|
|
|
|
szt. |
m2 |
W/(m2•K) |
W/K |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
31,48 |
0,10 |
3,03 |
|
|
10 |
Drzwi zewnętrzne |
1,00 |
5,00 |
2,00 |
10,00 |
|
|
9 |
Drzwi zewnętrzne |
1,00 |
1,81 |
0,80 |
1,45 |
|
|
4 |
Okno zewnętrzne |
3,00 |
0,72 |
0,68 |
0,49 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
9,44 |
0,10 |
0,91 |
|
|
11 |
Okno zewnętrzne |
3,00 |
2,70 |
0,68 |
1,84 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
15,77 |
0,10 |
1,52 |
|
|
5 |
Okno zewnętrzne |
4,00 |
2,52 |
0,68 |
1,71 |
|
|
12 |
Okno zewnętrzne |
1,00 |
3,00 |
0,00 |
0,00 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
14,59 |
0,10 |
1,40 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
25,34 |
0,10 |
2,44 |
|
|
13 |
Okno zewnętrzne |
2,00 |
1,92 |
0,00 |
0,00 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
12,98 |
0,10 |
1,25 |
|
|
1 |
Ściana zewnętrzna |
1,00 |
22,53 |
0,10 |
2,17 |
|
|
8 |
Okno zewnętrzne |
1,00 |
2,00 |
0,68 |
1,36 |
|
|
3 |
Dach |
1,00 |
22,65 |
0,19 |
4,26 |
|
|
14 |
Okno połaciowe |
6,00 |
1,25 |
1,40 |
1,75 |
|
|
3 |
Dach |
4,00 |
5,23 |
0,19 |
0,98 |
|
|
3 |
Dach |
1,00 |
3,90 |
0,19 |
0,73 |
|
|
3 |
Dach |
1,00 |
28,38 |
0,19 |
5,34 |
|
|
15 |
Okno połaciowe |
1,00 |
0,92 |
1,40 |
1,29 |
|
|
3 |
Dach |
1,00 |
29,63 |
0,19 |
5,57 |
|
|
Suma elementów budynku |
Aobl*U |
W/K |
70,97 |
|
|||
Kod |
Mostek cieplny |
Ilość |
k |
Ik |
k*Ik |
|
|
|
|
szt. |
W/(m•K) |
m |
W/K |
|
|
Suma mostków cieplnych |
k*Ik |
W/K |
115,98 |
|
|||
Współczynnik całkowitych strat ciepła bezpośrednio do otoczenia |
HD,i= Aobl*U+ k*Ik |
W/K |
186,947 |
||||
Strata ciepła przez strefy nieogrzewane |
|
||||||
Kod |
Element budowlany |
Aobl |
U |
b |
Aobl*U*b |
|
|
|
|
m2 |
W/(m2•K) |
- |
W/K |
|
|
Suma elementów budynku |
Aobl*U*b |
W/K |
0,00 |
|
|||
Kod |
Mostek cieplny |
k |
Ik |
b |
k*b |
|
|
|
|
W/(m•K) |
m |
- |
W/K |
|
|
Suma mostków cieplnych |
k*Ik*b |
W/K |
0,00 |
|
|||
Współczynnik całkowitych strat ciepła przez strefy nieogrzewane |
HU,i= Aobl*U*b+ k*Ik*b |
W/K |
0,000 |
||||
Straty ciepła przez grunt |
|
||||||
Obliczenie B' |
Ag |
P |
B'=2*Ag/P |
|
|||
|
m2 |
m |
m |
|
|||
|
113,90 |
44,18 |
5,16 |
|
|||
Kod |
Element budowlany |
Uk |
Ueqive |
Ak |
Ak*Ueqive |
|
|
|
|
W/(m2•K) |
W/(m2•K) |
- |
W/K |
|
|
2 |
Podłoga na gruncie |
0,20 |
0,17 |
0,00 |
0,00 |
|
|
Współczynniki poprawkowe |
fg1 |
fg2 |
Gw |
fg1*fg1*Gw |
|
||
|
- |
- |
- |
- |
|
||
|
1,45 |
0,31 |
1,00 |
0,45 |
|
||
Współczynnik całkowitych strat ciepła przez grunt |
Hg,i=( Ak*Uequiv)*fg1*fg2*Gw |
W/K |
0,000 |
||||
Strata ciepła przez strefy sąsiadujące |
|
||||||
Kod |
Element budowlany |
Aobl |
U |
Aobl*U |
|
||
|
|
m2 |
W/(m2•K) |
W/K |
|
||
Suma elementów budynku |
Aobl*U |
W/K |
0,00 |
|
|||
Kod |
Mostek cieplny |
k |
Ik |
k*Ik |
|
||
|
|
W/(m•K) |
m |
W/K |
|
||
Suma mostków cieplnych |
k*Ik |
W/K |
0,00 |
|
|||
Współczynnik całkowitych strat ciepła przez strefy sąsiadujące |
Hzy,i= Aobl*U+ k*Ik |
W/K |
0,000 |
||||
Współczynnik strat ciepła przez przenikanie |
Htr,i=HD,i+Hg,i+HU,i |
W/K |
186,947 |
Zestawienie obliczeniowych współczynników strat ciepła przez przenikanie dla Strefa ogrzewana |
|||||||
Lp. |
Typ przegrody |
Symbol |
Nazwa |
A |
U |
HT |
H% |
- |
- |
- |
- |
m2 |
W/(m2•K) |
W/K |
% |
1 |
Ściana zewnętrzna |
SZ 1 |
Ściana zewnętrzna |
132,13 |
0,10 |
12,72 |
6,80 |
1 |
Drzwi zewnętrzne |
BG |
Drzwi zewnętrzne |
5,00 |
2,00 |
16,50 |
8,83 |
1 |
Drzwi zewnętrzne |
DZ 1 |
Drzwi zewnętrzne |
1,81 |
0,80 |
6,37 |
3,41 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 1 - 120/60 |
Okno zewnętrzne |
2,16 |
0,68 |
12,27 |
6,56 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 6 - 180/150 |
Okno zewnętrzne |
8,10 |
0,68 |
25,31 |
13,54 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 2 - 120/210 |
Okno zewnętrzne |
10,08 |
0,68 |
33,25 |
17,79 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 7 - 120/250 |
Okno zewnętrzne |
3,00 |
0,00 |
7,40 |
3,96 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 8 - 120/160 |
Okno zewnętrzne |
3,84 |
0,00 |
11,20 |
5,99 |
1 |
Okno zewnętrzne |
OZ 5 - 200/100 |
Okno zewnętrzne |
2,00 |
0,68 |
7,36 |
3,94 |
1 |
Podłoga na gruncie |
PG 1 |
Podłoga na gruncie |
0,00 |
0,20 |
0,00 |
0,00 |
1 |
Dach |
D 1 |
Dach |
105,49 |
0,19 |
19,84 |
10,61 |
1 |
Okno połaciowe |
OPZ 1 - 78/160 |
Okno połaciowe |
7,49 |
1,40 |
29,52 |
15,79 |
1 |
Okno połaciowe |
OPZ 2 - 78/118 |
Okno połaciowe |
0,92 |
1,40 |
5,21 |
2,79 |
|
|||||||
Całkowity współczynnik strat ciepła przez przenikanie |
HT |
186,95 |
W/K |
Współczynnik strat ciepła przez przenikanie dla ocenianego budynku wynosi 186,95 W/K.
7.4 Wyznaczenie współczynnika strat ciepła na wentylację
Współczynnik strat ciepła na wentylację wyznacza się z następującego wzoru:
Hve = ρa·ca·∑k·(bve,k·Vve,k,mn) [W/K]
gdzie:
ρa·ca - pojemność cieplna powietrza; wynosi 1200 J/(m3K),
bve,k - współczynnik korekcyjny dla strumienia k,
Vve,k,mn - uśredniony w czasie strumień powietrza wyrażony w m3/s,
k - identyfikator strumienia powietrza.
Rozpatrywany budynek posiada wentylację grawitacyjną, stąd poszczególne składniki wzoru przyjmują wartości:
bve,1 = 1 i Vve,1mn = Vo [m3/s]
bve,2 = 1 i Vve,2,mn = Vinf [m3/s]
można więc końcowy wzór uprościć do następującej postaci:
Hve = 0,33 (Vo + Vinf) [W/K]
Strumień powietrza wentylacyjnego Vo określa się z nrmy PN-83/B-03430/Az3:2000;
Tabela 5. Zestawienie obliczeniowych strumieni powietrza
Zestawienie obliczeniowych strumieni powietrza dla Strefa ogrzewana |
||||||||||
Nazwa |
Ilość |
Vmin |
VCmin |
|||||||
- |
szt. |
m3/h |
m3/h |
|||||||
Łazienka |
2 |
50,0 |
100,0 |
|||||||
Pomieszczenie pomocnicze bez okien |
1 |
15,0 |
15,0 |
|||||||
Kuchnia z oknem, M-3 wyposażona w kuchenkę elektryczną |
1 |
30,0 |
30,0 |
|||||||
|
||||||||||
Tryb pracy |
Nazwa strefy |
Vmin |
Vinf |
Vc |
hve |
Qve |
||||
- |
- |
m3/h |
m3/h |
m3/h |
W/K |
kWh/rok |
||||
Standard |
Strefa ogrzewana |
145,0 |
74,0 |
219,0 |
73,0 |
6666,3 |
Tabela 6. Zestawienie obliczeniowych wentylacyjnych strat ciepła.
WENTYLACJA GRAWITACYJNA |
|||||
Nazwa strefy |
Strefa ogrzewana |
Suma |
|||
Wewnętrzna kubatura pomieszczenia |
Vi |
m3 |
369,76 |
369,76 |
|
Temperatura zewnętrzna |
e |
oC |
-16,00 |
|
|
Obliczenia wentylacyjnych strat ciepła |
Wartości wybrane do obliczeń V*i = V*min,i + V*inf |
V*i |
m3/h |
218,95 |
218,95 |
|
Współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła |
HV,i |
W/K |
72,98 |
72,98 |
8. Obliczenie zapotrzebowania energii dla ocenianego budynku.
8.1 Obliczenie zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie i wentylację
Metoda bilansów miesięcznych to zgodnie z Rozporządzeniem MI dotyczącym metodologii wykonywania świadectw sposób na obliczanie rocznego zapotrzebowania energii użytkowej QH,nd na potrzeby ogrzewania i wentylacji. Jest ono sumą zużycia ciepła w obiekcie budowlanym w miesiącach, w których przyjmuje ono wartości dodatnie zgodnie z równaniem:
QH,nd = ∑n QH,nd,n [kWh/rok]
Wartość miesięcznego zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji obiektu budowlanego QH,nd,n należy obliczać zgodnie ze wzorem:
QH,nd,n = QH,ht - ηH,gn·QH,gn [kWh/m-c]
gdzie:
QH,ht - straty ciepła przez przenikanie i wentylację w okresie miesięcznym
wyrażone w kWh/m-c,
QH,gn - zyski ciepła wewnętrzne i od słońca w okresie miesięcznym wyrażone
w kWh/m-c,
ηH,gn - współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła.
Ogólny wzór na zyski przyjmuje wartość
QH,gn = Qsol + Qint [kWh/m-c]
gdzie:
Qsol - miesięczne zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego do strefy
ogrzewanej przez przegrody szklane wyrażone w kWh/m-c,
Qint - miesięczne zyski ciepła wewnętrzne wyrażone w kWh/m-c,
Wewnętrzne zyski ciepła obliczane są zgodnie ze wzorem:
Qint = qint·Af·tM [kWh/m-c]
gdzie:
qint - obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi [W/m2]
Af - powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze [m2]
tM - liczba godzin w miesiącu [h]
Tabela 7. Zestawienie obliczeń zysków wewnętrznych.
Obliczenia zysków wewnętrznych dla Strefa ogrzewana |
|||||||||||||
Metoda uproszczona |
|||||||||||||
Kod |
Nazwa źródła/pomieszczenia |
Af |
|
Uwagi |
|||||||||
- |
- |
m2 |
W/m2 |
- |
|||||||||
1 |
|
141,2 |
5,5 |
|
|||||||||
|
|||||||||||||
Całkowite obciążenie cieplne pomieszczeń zyskami wewnętrznymi int = |
5,50 |
W/m2 |
|||||||||||
Powierzchnia strefy o regulowanej temperaturze Af = |
141,22 |
m2 |
|||||||||||
miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Qint |
577,87 |
521,95 |
577,87 |
559,23 |
577,87 |
559,23 |
577,87 |
577,87 |
559,23 |
577,87 |
559,23 |
577,87 |
kWh/m-c |
Zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego przez przegrody szklane oblicza się zgodnie ze wzorem:
Qsol = Qs1 + Qs2 [kWh/m-c]
gdzie:
Qs1 - zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w
przegrodach pionowych w kWh/m-c
Qs2 - zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w
połaciach dachowych w kWh/m-c
Tabela 8. Zestawienie zysków ciepła od słońca.
Obliczenia zysków ciepła od słońca dla Strefa ogrzewana |
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
0 |
OZ 1 - 120/60-Okno zewnętrzne |
OZ 1 - 120/60 |
W |
1,44 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
20,16 |
25,97 |
49,75 |
80,43 |
98,82 |
- |
- |
- |
60,35 |
39,49 |
20,98 |
19,09 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
15,24 |
19,63 |
37,61 |
60,81 |
74,71 |
- |
- |
- |
45,62 |
29,85 |
15,86 |
14,43 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
1 |
OZ 6 - 180/150-Okno zewnętrzne |
OZ 6 - 180/150 |
W |
2,70 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
20,16 |
25,97 |
49,75 |
80,43 |
98,82 |
- |
- |
- |
60,35 |
39,49 |
20,98 |
19,09 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
28,57 |
36,81 |
70,51 |
114,02 |
140,08 |
- |
- |
- |
85,55 |
55,97 |
29,74 |
27,06 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
2 |
OZ 1 - 120/60-Okno zewnętrzne |
OZ 1 - 120/60 |
S |
0,72 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
35,19 |
49,96 |
62,66 |
86,20 |
107,69 |
- |
- |
- |
69,99 |
54,86 |
30,68 |
21,34 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
13,30 |
18,89 |
23,68 |
32,58 |
40,71 |
- |
- |
- |
26,46 |
20,74 |
11,60 |
8,07 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
3 |
OZ 2 - 120/210-Okno zewnętrzne |
OZ 2 - 120/210 |
S |
5,04 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
35,19 |
49,96 |
62,66 |
86,20 |
107,69 |
- |
- |
- |
69,99 |
54,86 |
30,68 |
21,34 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
93,12 |
132,20 |
165,79 |
228,07 |
284,94 |
- |
- |
- |
185,20 |
145,16 |
81,17 |
56,47 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
4 |
OZ 7 - 120/250-Okno zewnętrzne |
OZ 7 - 120/250 |
S |
3,00 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
35,19 |
49,96 |
62,66 |
86,20 |
107,69 |
- |
- |
- |
69,99 |
54,86 |
30,68 |
21,34 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
55,43 |
78,69 |
98,69 |
135,76 |
169,61 |
- |
- |
- |
110,24 |
86,41 |
48,32 |
33,61 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
5 |
OZ 6 - 180/150-Okno zewnętrzne |
OZ 6 - 180/150 |
S |
2,70 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
35,19 |
49,96 |
62,66 |
86,20 |
107,69 |
- |
- |
- |
69,99 |
54,86 |
30,68 |
21,34 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
49,89 |
70,82 |
88,82 |
122,18 |
152,65 |
- |
- |
- |
99,22 |
77,77 |
43,48 |
30,25 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
6 |
OZ 2 - 120/210-Okno zewnętrzne |
OZ 2 - 120/210 |
E |
5,04 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
20,90 |
28,60 |
51,59 |
76,52 |
106,13 |
- |
- |
- |
61,42 |
38,95 |
20,64 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
55,30 |
75,67 |
136,52 |
202,48 |
280,82 |
- |
- |
- |
162,50 |
103,05 |
54,62 |
50,38 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
7 |
OZ 8 - 120/160-Okno zewnętrzne |
OZ 8 - 120/160 |
E |
3,84 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
20,90 |
28,60 |
51,59 |
76,52 |
106,13 |
- |
- |
- |
61,42 |
38,95 |
20,64 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
42,13 |
57,65 |
104,01 |
154,27 |
213,96 |
- |
- |
- |
123,81 |
78,52 |
41,61 |
38,39 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
8 |
OZ 6 - 180/150-Okno zewnętrzne |
OZ 6 - 180/150 |
E |
2,70 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
20,90 |
28,60 |
51,59 |
76,52 |
106,13 |
- |
- |
- |
61,42 |
38,95 |
20,64 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
29,63 |
40,54 |
73,13 |
108,47 |
150,44 |
- |
- |
- |
87,06 |
55,21 |
29,26 |
26,99 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
9 |
OZ 5 - 200/100-Okno zewnętrzne |
OZ 5 - 200/100 |
N |
2,00 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
19,15 |
21,63 |
45,62 |
64,22 |
83,82 |
- |
- |
- |
54,91 |
34,94 |
19,43 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
20,10 |
22,71 |
47,90 |
67,43 |
88,01 |
- |
- |
- |
57,66 |
36,69 |
20,40 |
19,99 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
10 |
OPZ 1 - 78/160-Okno połaciowe |
OPZ 1 - 78/160 |
N |
2,50 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
19,15 |
21,63 |
45,62 |
67,87 |
97,35 |
- |
- |
- |
55,12 |
34,94 |
19,43 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
25,09 |
28,34 |
59,77 |
88,94 |
127,57 |
- |
- |
- |
72,23 |
45,79 |
25,46 |
24,95 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
11 |
OPZ 1 - 78/160-Okno połaciowe |
OPZ 1 - 78/160 |
S |
1,25 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
33,79 |
50,24 |
65,93 |
98,77 |
131,10 |
- |
- |
- |
75,15 |
55,89 |
29,95 |
21,09 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
22,14 |
32,92 |
43,19 |
64,72 |
85,90 |
- |
- |
- |
49,24 |
36,62 |
19,62 |
13,82 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
12 |
OPZ 1 - 78/160-Okno połaciowe |
OPZ 1 - 78/160 |
E |
2,50 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
22,97 |
32,87 |
55,86 |
84,78 |
122,50 |
- |
- |
- |
66,36 |
42,33 |
21,93 |
19,43 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
30,10 |
43,08 |
73,20 |
111,10 |
160,53 |
- |
- |
- |
86,95 |
55,47 |
28,73 |
25,46 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
13 |
OPZ 2 - 78/118-Okno połaciowe |
OPZ 2 - 78/118 |
N |
0,92 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
19,15 |
21,63 |
45,62 |
67,87 |
97,35 |
- |
- |
- |
55,12 |
34,94 |
19,43 |
19,04 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
9,25 |
10,45 |
22,04 |
32,80 |
47,04 |
- |
- |
- |
26,63 |
16,88 |
9,39 |
9,20 |
kWh/m-c |
|
|||||||||||||
Kod |
Element |
Symbol |
Kierunek |
A |
Z |
g |
C |
||||||
- |
- |
- |
- |
m2 |
- |
- |
- |
||||||
14 |
OPZ 1 - 78/160-Okno połaciowe |
OPZ 1 - 78/160 |
W |
1,25 |
1,00 |
0,75 |
0,70 |
||||||
Miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
- |
Isol |
22,05 |
29,64 |
53,88 |
89,01 |
113,45 |
- |
- |
- |
65,05 |
42,91 |
22,39 |
19,50 |
kW/(m2•m-c) |
Qsol |
14,45 |
19,42 |
35,30 |
58,32 |
74,33 |
- |
- |
- |
42,62 |
28,11 |
14,67 |
12,78 |
kWh/m-c |
|
Bilanse miesięczne strat i zysków oraz wyniki obliczeń zapotrzebowania na energię użytkową dla poszczególnych miesięcy i wartość rocznego zapotrzebowania energii użytkowej do celów grzewczych i wentylacji QH,nd zamieszczono w tabeli 9
Tabela 9. Obliczenia zbiorcze dla strefy.
Obliczenia zbiorcze dla strefy Strefa ogrzewana |
||||||||||||
Temperatura wewnętrzna strefy |
i |
20,00 |
oC |
|||||||||
Pole powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze |
Af |
141,2 |
m2 |
|||||||||
Obciążenia cieplne pomieszczeń zyskami wewnętrznymi |
qint |
5,5 |
W/m2 |
|||||||||
Pojemność cieplna budynku |
Cm |
23301300 |
J/K |
|||||||||
Stała czasowa budynku |
|
24,9 |
h |
|||||||||
Udział granicznych potrzeb ciepła |
γH,lim |
1,4 |
- |
|||||||||
- |
aH |
2,7 |
- |
|||||||||
Obliczenia miesięcznego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji QH,nd,n kWh/m-c |
||||||||||||
miesiąc |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Średnia temperatura zewnętrzna e, oC |
1,1 |
-0,2 |
4,0 |
7,8 |
12,7 |
15,9 |
17,6 |
17,5 |
13,9 |
8,0 |
4,9 |
2,0 |
Liczba godzin w miesiącu tm, h |
744 |
672 |
744 |
720 |
744 |
720 |
744 |
744 |
720 |
744 |
720 |
744 |
Miesięczna strata ciepła przez przenikanie QH,th=10-3*Htr*(i-e)*tm kWh/m-c |
2629 |
2538 |
2225 |
1642 |
1015 |
552 |
334 |
348 |
821 |
1669 |
2032 |
2504 |
Miesięczna strata ciepła przez wentylacje Qve=10-3*Hve*(i-e)*tm kWh/m-c |
1026 |
991 |
869 |
641 |
396 |
0 |
0 |
0 |
321 |
652 |
793 |
977 |
Miesięczna strata ciepła przez przenikanie i wentylację QH,ht=QH,t+Qve kWh/m-c |
3655 |
3528 |
3094 |
2283 |
1412 |
552 |
334 |
348 |
1142 |
2321 |
2826 |
3481 |
Miesięczne zyski ciepła od nasłonecznienia Qsol, kWh/m-c |
504 |
688 |
1080 |
1582 |
2091 |
2179 |
2194 |
1983 |
1261 |
872 |
474 |
392 |
Miesięczne wewnętrzne zyski ciepła Qint=qint*10-3*Af*tm kWh/m-c |
578 |
522 |
578 |
559 |
578 |
559 |
578 |
578 |
559 |
578 |
559 |
578 |
Miesięczne zyski ciepła QH,gn=Qsol+Qint kWh/m-c |
1082 |
1210 |
1658 |
2141 |
2669 |
2738 |
2772 |
2561 |
1820 |
1450 |
1033 |
970 |
γH=QH,gn/QH,ht |
0,30 |
0,34 |
0,54 |
0,94 |
1,89 |
3,57 |
5,97 |
5,30 |
1,59 |
0,62 |
0,37 |
0,28 |
γH,1 |
0,29 |
0,32 |
0,44 |
0,74 |
1,41 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
1,11 |
0,50 |
0,32 |
0,29 |
γH,2 |
0,32 |
0,44 |
0,74 |
1,41 |
2,73 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
3,45 |
1,11 |
0,50 |
0,32 |
fH,n |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,96 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,27 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
Współczynnik wykorzystania zysków ciepła, H,gn |
0,97 |
0,96 |
0,90 |
0,75 |
0,48 |
0,27 |
0,17 |
0,19 |
0,54 |
0,87 |
0,96 |
0,98 |
Miesięczne zapotrzebowanie na energię QH,nd,n=QH,ht - H,gn*QH,gn kWh/m-c |
2604 |
2366 |
1599 |
651 |
0 |
0 |
0 |
0 |
41 |
1060 |
1839 |
2535 |
Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową dla ogrzewania i wentylacji QH,nd=(QH,nd,n), kWh/rok |
12694,6 |
Zestawienie stref |
|||||
Numer strefy |
Nazwa strefy |
A |
V |
t |
Zapotrzebowanie na ciepło |
|
- |
m2 |
m3 |
oC |
kWh/rok |
1 |
Strefa ogrzewana |
141,22 |
369,76 |
20,00 |
12694,64 |
Całkowite zapotrzebowanie strefy |
QH,nd [kWh/rok] |
12694,64 |
W dalszych obliczeniach należy uwzględnić roczne zapotrzebowanie na energie pomocniczą związaną z systemem ogrzewania i wentylacji. Jest to energia elektryczna potrzebna do utrzymania w ruchu systemów technicznych ogrzewania i wentylacji. Ze względu wentylację grawitacyjną, nie uwzględniono urządzeń pomocniczych w systemie wentylacji.
Wzór na wyznaczenie energii pomocniczej dla systemu ogrzewania zgodnie z rozporządzeniem MI przyjmuje postać:
Eel,pom,H = ∑ qel,H,i · Af · tel,i · 10-3 [kWh/rok]
gdzie:
qel,H,i - zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu i-tego urządzenia pomocniczego w systemie ogrzewania, odniesione do powierzchni użytkowej (ogrzewanej) [W/m2]
Af - powierzchnia użytkowa (ogrzewana) [m2]
tel,i - czas dzialania urządzenia pomocniczego w ciągu roku, zależny od programu
eksploatacji budynku (instalacji) [h/rok]
W przypadku opisywanego budynku uwzględniono zużycie energii elektrycznej do napędu pompy obiegowej. Przyjęto wartość zapotrzebowania mocy dla pompy obiegowej w budynku do 250 m2 z ogrzewaniem podłogowym z regulacją centralną qel,H,I = 0,97 [W/m2], czas pracy pompy tel,i = 6000 [h/rok]
Wartość energii pomocniczej dla ogrzewania wynosi Eel,pom,H = 361,52 [kWh/rok]
8.2 Obliczenie zapotrzebowania ciepła na przygotowanie ciepłej wody użytkowej
Do obliczenia zapotrzebowania na energię cieplną na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej należy określić następujące wielkości:
- roczne zapotrzebowania energii końcowej na przygotowanie c.w.u.,
- średnią sezonową sprawność całkowitą systemu przygotowania c.w.u.,
- roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego na przygotowanie c.w.u.
Roczne zapotrzebowanie energii końcowej na potrzeby przygotowania ciepłej wody określa się ze wzoru:
QK,W = QW,nd/ηW,tot [kWh/rok]
gdzie:
QW,nd - zapotrzebowanie ciepła użytkowego do podgrzania ciepłej wody
użytkowej wyrażone w kWh/rok,
ηW,tot - całkowita sprawność systemu przygotowania c.w.u.
Sprawność całkowitą systemu przygotowania c.w.u. wyznacza się ze wzoru :
ηW,tot = ηW,g·ηW,d·ηW,s·ηW,e
gdzie:
ηW,g - sprawność wytwarzania ciepła w źródłach; przyjęto wartość 0,7
ηW,d - sprawność przesyłu ciepła; przyjęto wartość 0,7
ηW,s - sprawność akumulacji ciepła w systemie grzewczym; przyjęto 0,84
ηW,e - sprawność regulacji i wykorzystania ciepła; przyjęto wartość 1,0
Całkowita sprawność systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej dla opisywanego budynku wynosi ηW,tot = 1,56.
Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego na przygotowanie ciepłej wody wyznacza się z zależności:
QW,nd = VCWi·Li·cw·ρw·(θCW-θO)·kt·tuz/(1000·3600) [kWh/rok]
gdzie:
VCW - jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody użytkowej przyjęta na
podstawie tabeli 15 Rozporządzenia [6], wyrażone w dm3/(j.o.)·doba;
dla ocenianego budynku (budynek jednorodzinny) przyjęto 35 dm3/dobę,
Li - liczba użytkowników c.w.u.; przyjęto 5 osób,
tuz - czas użytkowania; przyjęto z uwagi na czas nieobecności (urlopy,
wakacje) zmniejszenie o 10 % tj. 365 x 0,9 = 328 dni,
kt - mnożnik korekcyjny dla temperatury c.w.u.; przyjęto 1,12 dla ciepłej wody
przygotowywanej o temperaturze 50 oC,
cw - ciepło właściwe wody, przyjmowane jako 4,19 kJ/(kg·K),
ρw - gęstość wody, przyjmowana jako 1000 kg/m3,
θCW - temperatura ciepłej wody użytkowej; przyjęto 50oC,
θO - temperatura wody zimnej; przyjęta jako 10oC,
Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej dla 2 osób zamieszkujących analizowany budynek, wynosi QW,nd = 240,87 [kWh/rok].
Wzór na wyznaczenie energii pomocniczej dla systemu ogrzewania przyjmuje postać:
Eel,pom,H = ∑ qel,W,i · Af · tel,i · 10-3 [kWh/rok]
gdzie:
qel,W,i - zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu i-tego urządzenia pomocniczego w systemie przygotowania ciepłej wody użytkowej, odniesione do powierzchni użytkowej (ogrzewanej) [W/m2]
Af - powierzchnia użytkowa (ogrzewana) [m2]
tel,i - czas dzialania urządzenia pomocniczego w ciągu roku, zależny od programu
eksploatacji budynku (instalacji) [h/rok]
Wartość energii pomocniczej dla ogrzewania wynosi Eel,pom,H = 172,85 [kWh/rok]
9. Obliczenie wskaźnika EP oraz porównawczej wartości EP
Określenie wskaźnika rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną zgodnie z Rozporządzeniem Ministerstwa Infrastruktury dotyczącym metodyki wykonywania świadectw wyznacza się z zależności:
EP = QP /Af [kWh/(m2rok)]
gdzie:
QP - roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla ogrzewania i wentylacji,
przygotowania ciepłej wody oraz do napędu urządzeń pomocniczych
wyrażone w kWh/rok,
Af - powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze budynku wyrażona
w m2.
Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz napędu urządzeń pomocniczych oblicza się zgodnie z poniższym wzorem:
QP = QP,H +QP,W [kWh/rok]
gdzie:
QP,H - roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla ogrzewania i
wentylacji wyrażone w kWh/rok,
QP,W - roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla podgrzewania ciepłej
wody wyrażone w kWh/rok.
QP,H i QP,W oblicza się z następujących zależności:
QP,H = wH·QK,H + wel·Eel,pom,H [kWh/rok]
QP,W = wW·QK,W + wel·Eel,pom,W [kWh/rok]
gdzie:
Eel,pom,H - roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną końcową do napędu
urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji wyrażone w
kWh/rok; przyjęto wartość 361,52 kWh/rok dla pompy obiegowej
ogrzewania w budynku do A=250 m2 z grzejnikami członowymi lub
płytowymi,
Eel,pom,W - roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną końcową do napędu
urządzeń pomocniczych systemu ciepłej wody użytkowej wyrażone w
kWh/rok; przyjęto wartość 172,85 kWh/rok
wi - współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i
dostarczenie nośnika energii końcowej,
wel - przyjęto wartość 3,0 dla nośnika energii - energii elektrycznej.
Na podstawie przyjętych założeń wskaźnik rocznego zapotrzebowania energii pierwotnej dla ocenianego budynku wynosi:
EP = 36.63 [kWh/m2rok].
W celu odniesienia otrzymanego współczynnika EP do wartości porównawczej konieczne jest określenie referencyjnego wskaźnika zapotrzebowania energii pierwotnej. Wartość wskaźnika referencyjnego przyjmuje się zgodnie z Warunkami Technicznymi w zależności od wartości wskaźnika zwartości bryły budynku A/Ve. Dla opisywanego przypadku wynosi on A/Ve = 0,75.
Referencyjny wskaźnik zapotrzebowania energii pierwotnej w budynku określa się dla warunku 0,2≤ A/Ve ≤ 1,05 z następującego wzoru:
EPH+W = 55+90· (A/Ve)+ΔEP [kWh/m2rok]
w którym jednostkowy dodatek pokrywający zapotrzebowanie na nieodnawialną energię na przygotowanie ciepłej wody użytkowej ΔEP= ΔEPw jest równy:
ΔEPw = 7800/(300+0,1·Af) [kWh/m2rok]
gdzie:
Af - powierzchnia użytkowa ogrzewana budynku wyrażona w m2.
Dla ocenianego budynku referencyjny wskaźnik zapotrzebowania energii pierwotnej wynosi:
EPH+W = 248,27 kWh/(m2rok).
Według WT 2008 w przypadku budynków przebudowywanych dopuszcza się zwiększenie wartości EPH+W o maksymalnie 15 %. Ostatecznie więc dla analizowanego budynku przyjęto następującą wartość porównawczą wskaźnika na następującym poziomie:
EPH+W = 285,51 kWh/(m2rok).
10. Obliczenie wskaźnika EK
Wskaźnik rocznego zapotrzebowania energii końcowej dla rozpatrywanego budynku wylicza się z zależności:
EK = (QK,H +QK,W)/Af [kWh/(m2rok)]
gdzie:
QK,H - roczne zapotrzebowanie na energię końcową dla ogrzewania i
wentylacji wyrażone w kWh/rok,
QK,W - roczne zapotrzebowanie na energię końcową dla podgrzewania ciepłej
wody wyrażone w kWh/rok.
Wskaźnik rocznego zapotrzebowania energii końcowej dla rozpatrywanego budynku wynosi
EK = 36,12 [kWh/(m2rok)].
11. Sporządzenie świadectwa charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego.
Świadectwa charakterystyki energetycznej dla budynku mieszkalnego sporządza się według Rozporządzenia MI dotyczącego metodyki wykonywania świadectw.
Świadectwo charakterystyki energetycznej ocenianego budynku zostało opracowane przy pomocy programu komputerowego ArCadia-TERMO wersja 4.3.
30