Opracowanie wskaźników energetycznych metoda miesięczna
Transkrypt
Opracowanie wskaźników energetycznych metoda miesięczna
Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Konspekt do ćwiczeń Opracowanie wskaźników energetycznych metoda miesięczna budynek mieszkalny bez inst. chłodu CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA – OBLICZENIA Zdefiniowanie granicy bilansowej budynku - wskazać pomieszczenia o regulowanej temperaturze - granicę termiczną budynku zaznaczono kolorem na rysunkach Charakterystyki termiczne przegród ograniczających kubaturę o regulowanej temperaturze Podział na strefy obliczeniowe wg PN-EN ISO 13790:2009 Obliczenia charakterystyki energetycznej Współczynnik strat ciepła przez przenikanie przez obudowę budynku Wzór H tr = ∑ btr ,i ⋅ Ai ⋅ U i + ∑ l i ⋅ψ i , i i opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka W/K 1 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Bilans mostków termicznych Tabl.1 Mostek w Element przegrodzie Ściana Ściana zewnętrzna zewnętrzna Ściana wewnętrzna Strop międzykondygn. Mostek cieplny/ uwagi Narożniki wypukłe Narożniki wklęsłe Połać dachowa Połać dachu 0 Część przy drzwiach wejściowych Podciąg podcienia C5 0,05 R11 0,05 R9 W -0,05 GF5 1 0,60 2 1 -0,05 2 R9 Domknięcie detalu GF5 Ozn. *** Analogia do rozwiązań B3 IF3 IW3 Kalenica lukarny kosze Okna połaciowe Komin analogia Strop na jętkach Podział detalu (btr stropu <1) Strop na jętkach le m W/(mK) -0,05 6x3,77 0,05 2x3,77 0 IF1 obliczono poza projektem wg schematu w notatkach Podłoga na Podział mostka na pół – gruncie bo btr podłogi <1 Strop na jętkach podział mostka bo dla stropu btr<1 Ściana zewnętrzna Ściany wewnętrzne ψe Obwód bez podcienia Dach Okna i drzwi Podłoga na gruncie Typ mostka C1 C5 IW1 C4 C8 W4 B4 IF4 C4 Ściana zewnętrzna Połać dachowa Domknięcie detalu R9 Domknięcie detalu C4 Komin analogia B4 IF4 opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 0,5x 0,60 0,90 -0,15 0,10 0,15 0,70 0,5x (-0,15) 0,5x (-0,05) 0,5x (-0,15) 0,70 49,8+ -1,2+ -2,05 1,2 +2,05 1,2 +2,05 50,68 ψei.le W/K -1,131 0,377 0 0 0,163 0,163 -2,534 6,618 49,80 14,94 2x2,27 -0,114 razem 49,80 18,482 14,94 Ok. 35 31,50 razem 4,15 2x4,98 17,44 0,48 +1,24 2x14,65 46,45 -0,623 0,996 2,616 1,204 -2,198 razem 2x2,27 1,995 -0,114 2x14,65 -2,198 0,48 +0,73 razem 0,847 -1,465 2 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Tabl. 2 Lp. Przegroda Ak,e, m2 Uk,e, W/(m2K) 1. Podłoga na gruncie 137,20 0,22 2. Ściana zewnętrzna 208,53 0,215 3. Okna 23,02 1,258 4. Okna połaciowe 4,37 1,36 5. Luksfery 1,92 2,56 6. Drzwi zewnętrzne 2,40 1,24 7. Strop nad wejściem 3,92 0,11 8. Dach 143,68 0,211 9. Strop podwieszony piętra 33,26 0,230 ∑l ψ j ,e j ,e W/K Razem 557,27 btr,k - Htr, W/K Razem Współczynnik strat ciepła na wentylację H Ve = ρ a ⋅ c a ∑ (b ve , k ⋅ Vve,k ,mn ) , W/K k Budynek bez próby szczelności Stąd strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności Vinf = 0,2 ⋅ (kubatura wentylowana ) 3 m /s 3600 - kubatura wewnętrzna: ........485............. m 3 Obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego (wg PN-83/B-03430 + zmiana z 2000 r.): 3 - kuchnia z kuchenką gazową 70 m /h - łazienka x2 50 x2 - pom.kotła 70 - WC 30 - pom. 1.5 15 3 3 suma: ............285.............m /h = ........0,079.....m /s Wentylacja naturalna stąd współczynniki korekcyjne dla strumieni k bve,1= 1 dla strumienia projektowanego Vo bv,2= 1 Zał.5, wz. 1.17 dla strumienia powietrza infiltrującego Współczynnik strat ciepła na wentylację opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 3 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Straty ciepła przez przenikanie i wentylację Q H ,ht = Qtr + Qve , kWh/m-c Qtr = H tr (θ int, H − θ e ) t M ⋅ 10 −3 , Qve = H ve (θ int, H − θ e ) t M ⋅ 10 −3 , kWh/m-c kWh/m-c H = Htr + Hve = 189,0 + 127,20 =316,20 W/K Temperatura obliczeniowa w strefie: θint,H ∑ A ⋅θ = ∑A f ,s int, s , H s f ,s s o 2 +20 C (powierzchnia pomieszczeń): 207,45 m o Uwaga: kołownia i wiatrołap – ich temperatura do obliczeń została podniesiona do 20 C o +24 C (powierzchnia pomieszczeń): 6,10 + 5,65 = 11,75 m Af = 219,20 m 2 2 całego budynku Temperatura powietrza zewnętrznego (średnia miesięczna): Lokalizacja Szczecin www.transport.gov.pl -> typowy rok meteorologiczny: Szczecin Dąbie, m-c styczeń: θ e = 1,1 0C Liczba godzin w m-c styczniu t M = 24 x 31 = 744 h Straty ciepła przez przenikanie i wentylację w miesiącu styczniu: Pozostałe obliczenia przeprowadzono w tablicy zbiorczej. opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 4 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Q H , gn = Q sol + Qint Zyski ciepła Słoneczne zyski ciepła Qsol = QS1 + QS 2 QS 1 / S 2 = C i ⋅ Ai ⋅ g ⋅ I ⋅ Z ⋅ kα Oszklenie zespolone z wypełnieniem gazem szlachetnym, bez powłok niskoemisyjnych Okna pionowe orientacja N E S 60 150 + 150 150 Ai, m 2 O: 150 40 +L2 110 240 2 150 120 60 100 + + + 150 150 150 100 W 150 300 150 + + 150 240 110 3,15 O:1,65 L:1,92 8,20 11,1 Ci 0,7 O:0,7 L: 0,95 0,7 0,7 g 0,75 O: 0,75 L: 0,5 0,75 0,75 kα 1 1 1 1 Z 1 0,95 1 0,95 1,65 1,69 4,31 5,54 Ai Ci g kα Z, m 2 Okna połaciowe: kąt nachylenia połaci = 38 st orientacja 78 N: 2 E 140 Ai, m 2 S: 2 78 140 2,18 2,18 Ci 0,7 0,7 g 0,75 0,75 kα 1,29 1,1 1 1 1,48 1,26 Łącznie człon (Ai Ci g kα Z) od okien pionowych i połaciowych orientacja N E 2 1,65+1,48=3,13 1,69 Σ(Ai Ci g kα Z), m S 5,57 Z Ai Ci g kα Z, m 2 W W 5,54 Natężenie promieniowania słonecznego, m-c styczeń 2 I_N_90 styczeń: 19,146 kWh/(m m-c) I_E_90 styczeń: 20,900 I_S_90 styczeń: 35,194 I_W_90 styczeń: 20,157 Zyski słoneczne w miesiącu styczniu: Pozostałe obliczenia przeprowadzono w tablicy zbiorczej. opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 5 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Wewnętrzne zyski ciepła Qint = qint ⋅ A f ⋅ t M ⋅ 10 −3 , kWh/m-c qint= Af = 219,20 m 2 Wewnętrzne zyski ciepła w miesiącu styczniu: Całkowite zyski ciepła w m-c styczniu: Q H , gn = Pozostałe obliczenia przeprowadzono w tablicy zbiorczej. Miesięczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i wentylacji Q H ,nd ,n = Q H ,ht − η H , gn Q H , gn , kWh/m-c wewnętrzna pojemność cieplna strefy budynku lub całego budynku C m = ∑ χ j A j = ∑∑ (ρ ij ⋅ cij ⋅ d ij ⋅ A j ) , j J/K i ............................................................................... Pojemność cieplna budynku wg metody uproszczonej (opisana w notatkach) Stała czasowa dla strefy budynku lub całego budynku τ= Cm h 3600(H tr + H vej ) Htr = Hve = Parametr numeryczny a H = a H ,0 + τ τ H ,0 Stosunek zysków do strat ciepła γH = QH , gn QS + Qint = QH , ht QH , ht m-u styczniu: opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 6 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Współczynnik efektywności wykorzystania zysków w trybie ogrzewania - gdy stosunek zysków ciepła do strat jest różny od jedności: η H , gn 1 − γ Ha H = 1 − γ Ha H +1 dla γH = QH , gn QH ,ht ≠ 1, w m-u styczniu: Zapotrzebowanie energii użytkowej na cele ogrzewania i wentylacji Q H ,nd ,n = Q H ,ht − η H , gn Q H , gn , kWh/m-c w m-u styczniu: Pozostałe obliczenia przeprowadzono w tablicy zbiorczej. Roczne zapotrzebowanie na energii użytkowej na cele ogrzewania i wentylacji QH,nd = Roczne zapotrzebowanie energii końcowej na cele ogrzewania i wentylacji QK ,H = QH ,nd η H ,tot kWh/a Średniosezonowa sprawność systemu ogrzewania ηH ,tot = ηH ,g ⋅ ηH , s ⋅ ηH , d ⋅ ηH , e ηH,g ηH,s ηH,d ηH,e opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 7 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego na przygotowanie ciepłej wody QW ,nd = VCWi ⋅ Li ⋅ cW ⋅ ρW ⋅ (θ CW − θ O ) ⋅ kt ⋅ tUZ kWh/rok 3,6 ⋅10 6 Zał.5, wz. 1.29 VCWi Li cw ρw θCW θO kt tUZ Roczne zapotrzebowanie energii końcowej na potrzeby przygotowania ciepłej wody QK ,W = QW ,nd ηW ,tot kWh/a średnia sezonowa sprawność całkowita systemu przygotowania ciepłej wody ηW ,tot = ηW , g ⋅ ηW , d ⋅ ηW , s ⋅ ηW , e ηW,g ηW,d ηW,s ηW,e opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 8 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Roczne zapotrzebowanie energii pomocniczej E el , pom ,H = ∑ qel ,H , i ⋅ A f ⋅ t el , i ⋅ 10 −3 i E el , pom ,V = ∑ q el ,V ,i ⋅ A f ⋅ t el ,i ⋅ 10 −3 kWh/a i E el , pom ,W = ∑ qel ,W , i ⋅ A f ⋅ t el , i ⋅ 10 −3 i qel,H,1 tel,1 qel,V,i tel,i qel,W,i tel,i Roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej na ogrzewanie i wentylację oraz przygotowania ciepłej wody QP = QP ,H + QP ,W kWh/rok Q P , H = wH ⋅ Q K , H + wel ⋅ E el , pom , H , kWh/rok Q P ,W = wW ⋅ Q K ,W + wel ⋅ E el , pom ,W kWh/rok nośniki energii: - ogrzewanie + wentylacja: gaz ziemny wi = - ciepła woda użytkowa: gaz ziemny wi = - wspomaganie – energia elektryczna wel = opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 9 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Wskaźnik rocznego zapotrzebowania energii pierwotnej budynku EP = QP A f kWh/(m2 rok) Wskaźnik rocznego zapotrzebowania energii końcowej budynku EK = QK ,H + QK ,W 2 Af kWh/(m rok) Wartość referencyjna zapotrzebowania energii pierwotnej budynku wg WT2013 opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 10 Konspekt do wykładu/ ćwiczeń Obliczeniowe zapotrzebowanie na energię 2 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/(m rok)] Nośnik energii Ogrzewanie Ciepła woda Urządzenia 1) i wentylacja pomocnicze 1) Suma łącznie z chłodzeniem pomieszczeń Podział zapotrzebowania na energię 2 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową [kWh/(m rok)] Ogrzewanie Ciepła woda Urządzenia 1) i wentylacja pomocnicze Wartość 2 [kWh/m rok)] Udział [%] 2 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/(m rok)] Ogrzewanie Ciepła woda Urządzenia 1) i wentylacja pomocnicze Wartość 2 [kWh/m rok)] Udział [%] 2 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię pierwotną [kWh/(m rok)] Ogrzewanie Ciepła woda Urządzenia 1) i wentylacja pomocnicze Wartość 2 [kWh/m rok) Suma Suma Suma Udział [%] Sumaryczne roczne jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię: ● pierwotną 2 kWh/(m rok) opracowanie: dr inż., arch. Karolina Kurtz-Orecka 11