Ochrona cieplna [tryb zgodności] - Zachodniopomorski Uniwersytet

geometria budynku
podłoga na gruncie
Karolina Kurtz
dr inż., arch.
ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I ARCHITEKTURY
KATEDRA DRÓG, MOSTÓW I MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
1
geometria budynku w SChE
wartość graniczna EP (referencyjna) określana zgodnie
z WT zależna jest od geometrii budynku
A
EPm = f  
 Ve 
2
1
geometria budynku w SChE
wartość graniczna EP
∆EP= ∆EPW =7800/(300+0,1 Af)
budynki "rozłożyste"
26
-1
A/V, m
0,1
0,2
0,3
0,4
A/Ve ≤ 0,2
0,5
0,6
m-1
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
2
∆EPW, kWh/(m rok)
budynki o średniej
zwartości
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
budynki zwarte
2
EP H, kWh/(m rok)
wartości graniczne EPH+W w budynkach mieszkalnych
(cele: ogrzewanie z wentylacją + przygotowanie cwu)
1,3
24
22
20
18
16
Af, m
14
0
500
1000
1500
2
2000
EPH+W = 73 + ∆EP, kWh/(m2 rok)]
0,2 ≤ A/Ve ≤ 1,05
EPH+W = 55 + 90 · (A/Ve) + ∆EP
1,05 ≤ A/Ve
EPH+W = 149,5 + ∆EP
3
geometria budynku w SChE
wartość graniczna EP
w budynkach mieszkalnych EPHC+W
(cele: ogrzewanie z wentylacją, chłodzenie + przygotowanie cwu)
A  

A A
EPHC + W = EPH + W +  5 + 15 w,e  ⋅ 1 − 0,2  ⋅ f,c
Af  
Ve  A f

zależne od
współczynnika kształtu
jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną
energię pierwotną na chłodzenie
4
2
geometria budynku w SChE
wartość graniczna EP
w budynkach zamieszkania zbiorowego, użyteczności
publicznej i produkcyjnych EPHC+W+L
(cele: ogrzewanie z wentylacją, chłodzenie + przygotowanie
cwu + oświetlenie wbudowane)
A  

A A
EPHC+ W + L = EPH + W + 10 + 60 w,e  ⋅ 1 − 0,2  ⋅ f, c
Af  
Ve  A f

zależne od
współczynnika kształtu
jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną
energię pierwotną na chłodzenie
5
geometria budynku w SChE
6
3
podłoga na gruncie
PN-EN ISO 13370: 2008
7
parametry obliczeniowe
wymiar charakterystyczny podłogi
rzeczywistą wymianę ciepła do gruntu w pasie B’
gruntu przylegającego do budynku
A – pole powierzchni podłogi
P – obwód podłogi
B' =
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
A
1
P
2
8
8
4
parametry obliczeniowe
całkowita grubość równoważna /
grubość ekwiwalentna podłogi na gruncie
grubość gruntu, która ma taki sam opór cieplny jak
rozpatrywany element
uwzględnia rzeczywistą grubość przegrody oraz dodatkowy
opór cieplny gruntu przyległego
d t = w + λ (Rsi + R f + Rse )
opory przejmowania ciepła zgodnie z PN-EN ISO 6946
– wewnątrz, przepływ z góry w dół
Rsi=0,17 m2K/W
– wewnątrz, przepływ poziomy
Rsi=0,13 m2K/W
– wewnątrz, przepływ z dołu do góry
Rsi=0,10 m2K/W
– na zewnątrz, wszystkie przypadki
Rse=0,04 m2K/W
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
9
9
kategorie gruntu
współczynnik przewodzenia ciepła podłoża gruntowego
glina lub ił
piasek lub żwir
lita skała
λ = 1,5
λ = 2,0
λ = 3,5
W/(mK)
(oraz nierozpoznane podłoże gruntowe)
przypadki
podłoga typu płyta na gruncie
podłoga podniesiona
podziemie ogrzewane
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
10
10
5
podłoga typu płyta
podłoga typu płyta na gruncie – konstrukcja podłogi w bezpośrednim
kontakcie z gruntem na całej powierzchni
współczynnik przenikania ciepła podłogi U0
 πB '

2λ

ln
+ 1
'
π B + dt  dt

podłogi słabo izolowane
dt < B'
U0 =
podłogi dobrze izolowane
dt ≥ B'
U0 =
λ
0,457 B '+ d t
izolacja krawędziowa
brak izolacji krawędziowej
U = U0
izolacja krawędziowa występuje
U = U0 +
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
2 ∆ψ
B'
11
11
izolacja krawędziowa pozioma
– pozioma ∆ψ = −
– pionowa ∆ψ = −
 D

λ D 
+ 1 
ln + 1 − ln
'
π   dt 
 dt + d

λ
π
  2D 
 2D

+ 1 − ln 
+ 1 
ln 
'

 dt + d
 
  d t
dodatkowa grubość równoważna
izolacja krawędziowa pionowa
d ' = Rn ⋅ λ
Rn =
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
dn
λn
−
dn
λ
12
12
6
podłoga podniesiona
opory przejmowania ciepła:
rozpatrywane kierunki:
Rsi, Rse=Rsi
„w dół” dla przestrzeni ogrzewanej
„w górę” dla przestrzeni chłodzonej
współczynnik przenikania ciepła
1
1
1
=
+
U U f Ug +Ux
Uf – współczynnik przenikania ciepła podniesionej części podłogi
Ug – współczynnik przenikania ciepła dla strumienia ciepła przez grunt
Ux– ekwiwalentny współczynnik przenikania ciepła między przestrzenią
podpodłogową i środowiskiem zewnętrznym, uwzględnia strumień
ciepła przez ściany przestrzeni podpodłogowej i wentylację tej przestrzeni
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
13
13
podłoga podniesiona
współczynnik przenikania ciepła dla strumienia ciepła przez grunt
Ug =
 πB ' 
2λ
⋅ ln
+ 1
d

πB '+ d g
 g

d g = w + λ (Rsi + R g + Rse )
Rg – opór cieplny każdej izolacji u podstawy przestrzeni podpodłogowej
ekwiwalentny współczynnik przenikania ciepła między przestrzenią
podpodłogową i środowiskiem zewnętrznym
Ux = 2⋅
hU w
ενf w
+ 1450 ⋅
B'
B'
h – wysokość górnej powierzchni podłogi powyżej zewnętrznego poziomu gruntu, m
Uw – współczynnik przenikania ciepła ścian przestrzeni podpodłogowej powyżej
poziomu terenu, W/(m2K)
ε – pole powierzchni otworów wentylacyjnych, przypadające na długość obwodu
przestrzeni podpodłogowej, m2/m
ν– średnia prędkość wiatru na wysokości 10 m, m/s
fw – czynnik osłonięcia przed wiatrem
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
14
14
7
podziemie ogrzewane
wymiar charakterystyczny podłogi B’ liczony bez uwzględnienia grubości ścian zewn.
podłoga podziemia
d t = w + λ (R si + R f + R se )
grubość ekwiwalentna podłogi
podłogi podziemia nieizolowane lub średnio izolowane
(d t + 0,5 z ) < B'
U bf =
 πB'

2λ
⋅ ln
+ 1
πB'+ d t + 0,5 z  d t + 0,5 z 
podłogi podziemia dobrze izolowane
(d t + 0,5 z ) ≥ B'
U bf =
λ
0,457 B '+ d t + 0,5 z
z – głębokość podłogi podziemia poniżej poziomu gruntu (do górnej powierzchni podłogi)
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
15
15
ściany podziemia
d w = λ (Rsi + Rw + Rse )
grubość ekwiwalentna ścian podziemia
dw ≥ dt
U bw =

0,5d t   z
2λ 
 ⋅ ln
⋅ 1 +
+ 1
πz  d t + z   d w 
dw < dt
U bw =

0,5d w   z
2λ 
 ⋅ ln + 1
⋅ 1 +
πz  d w + z   d t

przypadki
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
16
16
8
PN-EN
12831: 2006
Instalacje ogrzewcze w budynkach – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego
współczynnik strat ciepła do gruntu
wartość ekwiwalentna współczynnika U podłogi / ściany w kontakcie z gruntem
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
17
17
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
18
18
9
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
19
19
przykład
wyznaczyć wartość ekwiwalentną współczynnika przenikania ciepła podłogi na gruncie
dane:
- współczynnik przenikania ciepła podłogi: U=0,25 W/(m2K)
- budynek bez podpiwniczenia (zagłębienie 0 m ppt)
- wymiar charakterystyczny podłogi na gruncie: B’=10 m
z, [m]
B’, [m]
bez izolacji
0,0
2
4
6
8
10
12
14
1,30
0,88
0,68
0,55
0,47
0,41
0,37
Karolina Kurtz, dr inż., arch.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Ueqiuv,bf , [W/(m2·K)]
Upodłogi, [W/(m2·K)]
2,0
1,0
0,5
0,77
0,55
0,33
0,59
0,45
0,30
0,48
0,38
0,27
0,41
0,33
0,25
0,36
0,30
0,23
0,32
0,27
0,21
0,29
0,24
0,19
0,25
0,17
0,17
0,17
0,16
0,15
0,14
0,14
20
10