Opracowanie wskaźników energetycznych metoda miesięczna budynek mieszkalny bez inst. chłodu

Transkrypt

1 Zachodnopomorsk Unwersytet Technologczny w Szczecne Wydzał Budownctwa Archtektury Studa dzenne, S2, rok IV Konspekt do ćwczeń Opracowane wskaźnków energetycznych metoda mesęczna budynek meszkalny bez nst. chłodu część 1 projektu Charakterystyka energetyczna budynku Rozpoznane obektu (wzja lokalna, dokumentacja projektowa Zdefnowane celów użytkowych Budynek meszkalny bez nstalacj chłodu ogrzewane wentylacja ( przygotowane cwu (W Oblczena : ogrzewane wentylacja 1. Współczynnk przenkana cepła U przegród budowlanych 2. Współczynnk strat cepła przez przenkane wentylację 3. Mesęczne straty cepła przez przenkane wentylację 4. Zysk cepła (wewnętrzne solarne 5. Mesęczne roczne zapotrzebowane energ użytkowej na potrzeby ogrzewana wentylacj 6. Długość trwana sezonu ogrzewczego 7. Roczne zapotrzebowane energ końcowej do ogrzewana wentylacj przygotowane cwu 8. Roczne zapotrzebowane cepła użytkowego do przygotowana cepłej wody 9. Roczne zapotrzebowane energ końcowej na potrzeby cepłej wody energa pomocncza w systeme co cwu 10. Roczne zapotrzebowane energ pomocnczej opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 1

2 wskaźnk energetyczne wartość referencyjna 11. Roczne zapotrzebowane energ perwotnej 12. Wskaźnka rocznego zapotrzebowana energę perwotnej budynku 13. Wskaźnka rocznego zapotrzebowana energę końcowej budynku 14. Referencyjne zapotrzebowane energ perwotnej zgodne z WT 2008 opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 2

3 CARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA OBLICZENIA Zdefnowane grancy blansowej budynku 2.1. Charakterystyk termczne przegród ogranczających kubaturę o regulowanej temperaturze wg opsu techncznego Oblczena charakterystyk energetycznej Współczynnk strat cepła przez przenkane przez obudowę budynku Wzór tr btr, A U + l ψ, W/K Lp. Przegroda A k,e, m 2 U k,e, W/(m 2 K l j, eψ j, e b tr,k - tr, W/K W/K 1. Podłoga na grunce 136,87 0,218 46,450 0,6 45,77 2. Ścana zewnętrzna 208,53 0,240 18, ,63 3. Okna 23,02 1, ,66 4. Okna połacowe 4,37 1, ,94 5. Luksfery 1,92 2, ,92 6. Drzw zewnętrzne 2,40 1, ,98 7. Strop nad wejścem 3,92 0, ,43 8. Dach 143,68 0,231 1, ,19 9. Strop podweszony pętra 32,23 0,230-1,465 0,7 4,16 556,94 m 2 Razem 196,88 Blans mostków termcznych: Mostek w Element przegrodze Ścana zewnętrzna Mostek ceplny/ uwag Ścana Narożnk wypukłe zewnętrzna Narożnk wklęsłe Ścana wewnętrzna Strop Ne pokrywa pełnego mędzykondygn. obwodu budynku Część przy drzwach wejścowych, ozn. * Typ mostka ψ e W/(mK -0,05 0,05 l e m ψ e. l e W/K C1 C5 6x3,77 2x3,77-1,131 0,377 IW1 0 0 IF1 0 49,80-0 2,05-1,20 C5* 0,05 2,05+1,2 0,163 opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 10

4 Podłoga na grunce Połać dachowa Strop na jętkach analoga rozwązana (C5 Podcąg podcena, ozn. ** Analoga rozw.(r11 R11** 0,05 2,05+1,2 0,163 Dach R9-0,05 50,68-2,534 Okna drzw oblczono poza W 6,618 projektem wg schematu w notatkach Podłoga na grunce Podzał detalu (btr!!! GF5 0,5x 0,60 49,80 14,94 Strop na jętkach Podzał detalu (btr!!! R9 0,5x (-0,050 2x2,27-0,114 razem 18,482 Ścana Domknęce detalu GF5 0,5x 49,80 14,94 zewnętrzna Ścany wewnętrzne Ozn. *** Analoga do rozwązań B3 IF3 IW3 0,60 0,90 Ok ,50 razem 46,45 Połać dachu Kalenca lukarny C4-0,15 4,15-0,623 kosze C8 0,10 2x4,98 0,996 Okna połacowe W4 0,15 17,44 2,616 Komn analoga B4 0,70 0,48 1,204 IF4 +1,24 Strop na jętkach Podzał detalu (btr C4 0,5x 2x14,65-2,198 stropu <1 (-0,15 razem 1,995 Ścana Domknęce detalu R9 0,5x 2x2,27-0,114 zewnętrzna (-0,05 Połać dachowa Domknęce detalu C4 0,5x 2x14,65-2,198 (-0,15 Komn analoga B4 0,70 0,48 0,847 IF4 +0,73 razem -1,465 Współczynnk strat cepła na wentylację Ve ρ a ca ( b k Vve k mn ve,,,, W/K Zał.5, wzór 1.16 k Budynek bez próby szczelnośc Stąd strumeń powetrza nfltrującego przez neszczelnośc ( kubatura wentylowana Vnf 0,2 m 3 /s Zał. 5, wzór V nf 0,2 0,027m / s kubatura wewnętrzna: m 3 Oblczenowy strumeń powetrza wentylacyjnego (wg PN-83/B zmana z 2000 r.: opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 11

5 - kuchna ψ70 m 3 /h kuchenka gazowa - łazenka parter 50 m 3 /h - kotłowna 70 m 3 /h - WC 30 m 3 /h - łazenka 50 m 3 /h - garderoba 15 m 3 /h ne zaprojektowano wentylacj ale przyjmuje sę normatywne warunk użytkowana suma: m 3 /h...0,079...m 3 /s Wentylacja naturalna stąd współczynnk korekcyjne dla strumen k b ve,1 1 dla strumena projektowanego V o b v, 2 1 dla strumena powetrza nfltrującego Współczynnk strat cepła na wentylację ve , , ,20W/ ( K Straty cepła przez przenkane wentylację, ht tr + ve, /m-c Zał. 5, wz ( nt, 10 θ e t 3 ( θ t 10 tr tr M θ, /m-c 1.12 ve ve nt, e M θ, /m-c 1.13 Ze względu na występujący w budynku system wentylacj grawtacyjnej (system co podgrzewa powetrze wentylacyjne jednocześne kompensuje straty cepła przez przenkane przez przegrody zewnętrzne można zsumować na początek współczynnk start cepła przez przenkane tr wentylację ve tr + ve 196, ,20 324,08 W/K W sytuacj występowana nnego systemu wentylacj dzałana tego ne wolno wykonać. 3 ( θ θ t, nt, 10 ht e M Temperatura oblczenowa w strefe: Af, s θnt, s, s , ,75 o θ nt, 20, 2 C Zał.6, wzór 2.16 A 219,20 s f, s A f powerzchn pomeszczeń o regulowanej temperaturze lczona po powerzchn podłóg +20 o C (powerzchna pomeszczeń: (+16 st.c pom. kotła watrołap: 3,50 + 3,05 Parter: 11,60+9,60+30,35+6,70+10,20+9,50+3,45+2,25+10,05 Pętro: 9,0+18,95+37,45+10,60+31,20 Suma: 207,45 m o C (powerzchna pomeszczeń: 6,10+5,65 11,75 m 2 A f 219,20 m 2 opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 12

6 Temperatura powetrza zewnętrznego (średna mesęczna: Lokalzacja Szczecn -> typowy rok meteorologczny: Szczecn Dąbe, m-c styczeń: 0 θ 1,1 C e Lczba godzn w m-c stycznu t 24 x h M Straty cepła przez przenkane wentylację w mesącu stycznu:, ht 324,08 ( 20,2 1,1 744/ , 306 m c Pozostałe oblczena przeprowadzono w tablcy zborczej. Zysk cepła Zał. 5, wzór 1.23, gn sol + nt Solarne zysk cepła + sol S1/ S 2 S1 C A g I Z S 2 k α Zał. 5, wzór Oszklene zespolone z wypełnenem gazem szlachetnym, bez powłok nskoemsyjnych Okna ponowe orentacja N E S W A, m 2 3,15 O:1,65 + L:1,92 8,20 11,10 C 0,7 O:0,7 L:0,95 0,7 0,7 g 0,75 O:0,75 L:0,50 0,75 0,75 k α Z 1 0,95 1 0,95 A C g k α Z, m 2 1,65 1,70 4,30 5,54 Okna połacowe; kąt pochylena połac dachowej 38 st. orentacja N E S W A, m 2 2,18 2,18 C 0,7 0,7 g 0,75 0,75 k α 1,29 1,1 Z 1 1 A C g k α Z, m 2 1,48 1,26 Łączne człon (A C g k α Z od oken ponowych połacowych orentacja N E S W Σ(A C g k α Z, m 2 1,65+1,483,13 1,70 5,56 5,54 Natężene promenowana słonecznego, m-c styczeń I_N_90 styczeń: 19,146 /(m 2 m-c I_E_90 styczeń: 20,900 opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 13

7 I_S_90 styczeń: 35,194 I_W_90 styczeń: 20,157 Zysk solarne w mesącu stycznu: sol ( 3,13 19,146 N + ( 1,70 20,90 E + ( 5,56 35,194 S + ( 5,54 20,157 W 402, 805 m c Pozostałe oblczena przeprowadzono w tablcy zborczej. Wewnętrzne zysk cepła 3 q A 10 f t, /m-c Zał. 5, wzór 1.26 nt nt M q nt 3 W/m 2 A f 219,20 m 2 Tabl. 10, wartość średna z zakresu Wewnętrzne zysk cepła w mesącu stycznu: 3 nt 3 219, ,254 m c Całkowte zysk cepła w m-c stycznu: 402, , ,059 /m-c, gn Pozostałe oblczena przeprowadzono w tablcy zborczej. Mesęczne zapotrzebowane na cepło do ogrzewana wentylacj, /m-c Zał.5, 1.8, nd, n, ht, gn, gn wewnętrzna pojemność ceplna strefy budynku lub całego budynku C χ A ρ c d A, J/K Zał. 5, wzór m j j ( j j j j j... Przykład: pojemność ceplna 1 m 2 ścany nośnej (wewnętrznej, zewnętrznej Tynk c-w, gr. 1,5 cm, c p 840 J/(kg K, ρ 1850 kg/m 3 Pustak Porotherm: gr. 25 cm, c p 880 J/(kg K, ρ 800 kg/m 3 ( 840 0, ( 0,1 0,015 C m Metoda uproszczona lczena pojemnośc ceplnej PN-EN ISO 13790:2009 C m f (rodzaj konstrukcj; A f J K k. bardzo lekka k. lekka C m A f C m A f opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 14

8 k. średna k. cężka k. bardzo cężka C m A f C m A f C m A f cężar 1 m 2 powerzchn podłog/ stropy k. lekka: cężar < 300 kg/m 2 k. średna: kg/m 2 k. cężka: > 600 kg/m 2 Konstrukcja budynku: strop mędzykondygnacyjny drewnany, belkowy konstrukcja lekka C m A f x 219, J/K Stała czasowa dla strefy budynku lub całego budynku τ Cm h ( tr τ 20,7h 3600( 324,08 tr + ve 196, ,20 324,08 W/K Parametr numeryczny τ a a,0 + τ a,0 vej 20, ,38 15 Stosunek zysków do strat cepła, gn S + nt, ht, ht w m-u stycznu: 892,09, styczeń 0, ,306 Współczynnk efektywnośc wykorzystana zysków w trybe ogrzewana - gdy stosunek zysków cepła do strat jest różny od jednośc: a 1, gn, gn a dla 1 + 1, Zał.5, wzór 1.9 1, ht w m-u stycznu: 2,38 1 0,194, gn 0,984 2, ,194 Zapotrzebowane energ użytkowej na cele ogrzewana wentylacj, /m-c, nd, n, ht, gn, gn w m-u stycznu: opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 15

9 , nd, styczeń 4605,306 0, , , 489 m c Pozostałe oblczena przeprowadzono w tablcy zborczej. Roczne zapotrzebowane energ końcowej na cele ogrzewana wentylacj, nd K, /a, tot Średnosezonowa sprawność systemu ogrzewana 0,91*1*0,98*0,970,865, tot, g, s, d, e,g 0,91,s 1,d 0,98,e 0,97 Tabl.2, poz. 8 Tabl. 5, poz. 18 (do 50 kw górny zakres nowy kocoł Tabl. 4.2, poz. 5 brak zasobnka buforowego Tabl.4.1., poz. 3, górny zakres nowa ntslacja, nd 20197,538 K, 23349, 755 0,865, tot Długość trwana sezonu ogrzewczego L 12 f, m m 1 granczny udzał potrzeb ceplnych budynku a + 1,lm a Wartość na początku mesąca w m-u stycznu:, m, p rok, m 1 + 2, m Wartość na końcu mesąca w m-u stycznu:, m, k, m + 2, m+ 1 Oznaczene:, 1 mn (, m, p ;, m, k, 2 max (, m, p ;, m, k Względna długość czasu ogrzewana w m-tym mesącu f 1 - należy do sezonu ogrzewczego, m... f 0 - poza sezonem ogrzewczym, m długość trwana sezonu w m-u.. f,m opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 16

10 długość trwana sezonu w m-u.. f,m Roczne zapotrzebowane cepła użytkowego na przygotowane cepłej wody W, nd V L c ρ 3,6 10 ( θ θ k t CW W W CW O t UZ 6 /rok Zał.5, wzór 1.29 V CW 35 dm 3 /(j.o. doba L 5 osób c w 41,9 kj/(kg K ρ w 1000 kg/m 3 θ CW 55 stc θ O 10 stc k t 1 paramtery cwu 5/60 stc, tabl. 14, poz. 1 t UZ % ,5 doby ( , ,5 W 3010, , nd rok Roczne zapotrzebowane energ końcowej na potrzeby przygotowana cepłej wody W, nd K, W /a W, tot średna sezonowa sprawność całkowta systemu przygotowana cepłej wody 0,90*0,70*0,86*10,542 W, tot W, g W, d W, s W, e W,g 0,90 tabl. 12, poz. 5, górny zakres nowy kocoł W,d 0,70 tabl. 13.1, poz. 5, nstalacja mała W,s 0,86 tabl. 13, 2, poz. 4, górny zakres nowe urządzene W,e ,908 K, 5555, 181 0,542 rok W Roczne zapotrzebowane energ pomocnczej E E q A t 10 3 ( ,45 219,20/ , 528 el, pom, el,, f el, E 3 el, pom, V qel, V, Af tel, 10 /a q A t 10 3 ( 0, , ,20/ , 393 el, pomw, el, W, f el, /a /a q el,,1 0,45 W/m 2 pompa obegowa (tabl. 19,poz.1 0,45W/m 2 sterownk kotła (poz.13 opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 17

11 t el, h q el,v, ---- t el, ---- q el,w, 0,25 W/m 2 pompa cyrkulacyjna (poz.4 t el, % h 2200 h 1,25 W/m 2 sterownk kotła (poz h Roczne zapotrzebowane energ perwotnej na ogrzewane wentylację oraz przygotowana cepłej wody /rok Zał. 5, wz. 1.2 P P, + P, W P, w K, + wel Eel, pom, P, W ww K, W + wel Eel, pom, W, /rok Zał.5, wz. 1.3 /rok wz. 1.4 nośnk energ: - ogrzewane + wentylacja: gaz zemny w 1,1 - cepła woda użytkowa: gaz zemny w 1,1 - wspomagane energa elektryczna w el 3, 23349,775 *1,1+ 759,528* ,337 /rok P, 5555,181 *1, ,393 *3 7632,878 /rok P W P ,215 /rok Wskaźnk rocznego zapotrzebowana energ perwotnej budynku P EP /(m 2 rok A f EP 35596, ,39 219,20 m 2 rok Wskaźnk rocznego zapotrzebowana energ końcowej budynku K, + K, W EK /(m 2 rok A f EK 23349, , ,87 219,20 m 2 rok Wartość referencyjna zapotrzebowana energ perwotnej budynku wg WT2008 Współczynnk kształtu budynku ocenanego A556,94 m 2 V e 778 m 3 A/V e 0,716 m -1 Wskaźnk referencyjny zapotrzebowana energ perwotnej na pokryce celów użytkowych opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 18

12 EP + W EP EP A EP V w e ,1A f , ,1 219,20 m rok EP + W , ,23 143,67 2 m rok EP 162,39 < EP + W 143,67 zależale NIE spełpełn 2 m rok Budynek ne spełna wymagań w zakrese EP Oblczenowe zapotrzebowane na energę Roczne jednostkowe zapotrzebowane na energę końcową [/(m 2 rok] Nośnk Ogrzewane Cepła woda Urządzena energ wentylacja pomocncze 1 Gaz zemny 23349, , ,52 25, ,20 219,20 Suma 131,86 Energa 759, ,393 5,78 elektryczna 5, ,20 1 łączne z chłodzenem pomeszczeń Podzał zapotrzebowana na energę Roczne jednostkowe zapotrzebowane na energę użytkową [/(m 2 rok] Ogrzewane Cepła woda Urządzena Suma wentylacja pomocncze 1 Wartość 5,78 111,66 [/m 2 rok] 20197, ,908 92,14 13, ,20 219,20 Udzał [%] 82,52 12,31 5, Roczne jednostkowe zapotrzebowane na energę końcową [/(m 2 rok] Ogrzewane Cepła woda Urządzena Suma wentylacja pomocncze 1 Wartość 106,52 25,34 5,78 137,64 [/m 2 rok] Udzał [%] 77,39 18,41 4, Roczne jednostkowe zapotrzebowane na energę perwotną [/(m 2 rok] Ogrzewane Cepła woda Urządzena wentylacja pomocncze 1 Wartość [/m 2 rok Energa pomocncza 1 suma 1,1 106,52 117,17 1,1 25,34 27, ,78 17, ,38 Udzał [%] 72,16 17,16 10, Sumaryczne roczne jednostkowe zapotrzebowane na neodnawalną energę: perwotną 162,38 /(m 2 rok opracowane: dr nż., arch. Karolna Kurtz 19