Przykłady obliczania projektowej straty ciepła przez grunt wg PN EN 12831

Transkrypt

1 OGRZEWNICTWO Przykłay obliczania projktowj straty cipła przz grunt wg PN EN 83 Dr inż. MICHAŁ STRZESZEWSKI Politchnika Warszawska Instytut Ogrzwnictwa i Wntylacji W artykul [7] przstawiono uproszczoną mtoę obliczania projktowj straty cipła przz grunt wg PN EN 83: 006 []. Przykłay obliczń wykonanych zgoni z nową normą zamiszczono poniżj. PODSTAWĄ obliczń strat cipła o gruntu zgoni z normą PN EN 83: 006 jst norma PN-EN ISO 3370 [0]. Jak wspomniano w [7], w tkści norm PN-EN 83: 006 i PN-EN ISO 3370: 00 ni jst jasno stwirzon, w jaki sposób okłani okrślać pol powirzchni i obwó połogi w wszystkich przypakach, w clu oblicznia wymiaru charaktrystyczngo połogi B'. W ninijszym artykul przyjęto intrprtację wg [7], tzn. przy okrślaniu wymiaru B', pol i obwó połogi mirzon są po wwnętrznj stroni ścian zwnętrznych (rys. ). Natomiast przy okrślaniu współczynnika straty cipła, pol połogi jst okrślan na postawi, tzw. wymiarów zwnętrznych, czyli mirząc po zwnętrznj stroni ścian. Następni obliczamy wymiar charaktrystyczny połogi: Przykła A 375 9,38 m. P 80 Obliczyć wymiar charaktrystyczny połogi la buynku w zabuowi szrgowj, przstawiongo na rys. 3: a) la całgo buynku (rys. 4), b) la sgmntu, c) la sgmntu. Przykła Obliczyć wymiar charaktrystyczny połogi na grunci w buynku wolno stojącym, przstawionym na rys.. Rys. 3. Rysunk o przykłau. Buynk w zabuowi szrgowj Rys.. Rysunk o przykłau. Buynk wolno stojący Rys. 4. Rysunk o przykłau a. Obwó zwnętrzny całgo buynku szrgowgo Rozwiązani a) la całgo buynku: Rys.. Rysunk o przykłau. Okrślni pola i obwou połogi w clu oblicznia wymiaru charaktrystyczngo połogi Rozwiązani Pol i obwó połogi obliczamy zgoni z rys. : A m P (5 + 5) 80 m. A 5 (4 3 0,3) 733,5 m P ( ,3) 7,8 m. A 733,5,48 m; P 7,8 b) la sgmntu : A 5 80 m. W przypaku sgmntu skrajngo, przy obliczaniu obwou ni uwzglęniamy boku o strony sąsinigo sgmntu (rys. 5): 4 CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA nr 5/007

2 Rozwiązani Poniważ obuowany garaż znajuj się poza izolowaną obuową buynku, to zgoni z normą PN-EN ISO 3370: 00, oblicznia wykonuj się tak, jakby go ni było (rys. 8). Rys. 5. Rysunk o przykłau b. Obwó zwnętrzny skrajngo sgmntu Przykła 4 A m P (5 + 0) 70 m A 300 8,57 m. P 70 Okrślić projktową stratę cipła o gruntu przz połogę buynku wolno stojącgo (rys. 9) la następujących założń: połoga znajuj się na poziomi gruntu, tmpratura wwnętrzna: 0 C, grubość ścian zwnętrznych buynku: 0,3 m, współczynnik prznikania cipła połogi: 0,3 W/(m K), olgłość mięzy poziomm woy gruntowj a płytą połogi: 7 m, lokalizacja: Ostrołęka. Rys. 6. Rysunk o przykłau c. Obwó zwnętrzny sgmntu wwnętrzngo P m. A 80 9,3 m; P 39 c) la sgmntu : A 5 80 m. Rozwiązani A m P (5 + 0) 50 m A 50 6,00 m. P 50 Równoważny współczynnik prznikania cipła połogi okrślimy trzma sposobami. Rys. 7. Rysunk o przykłau 3. Buynk wolno stojący z obuowanym garażm Rys. 8. Rysunk o przykłau 3. W obliczniach ni uwzglęnia się pomiszczń niogrzwanych, znajujących się poza izolowaną obuową buynku Rys. 9. Rysunk o przykłau 4. Wymiary buynku W przypaku sgmntu wwnętrzngo, przy obliczaniu obwou ni uwzglęniamy wóch boków o strony sąsinich sgmntów (rys. 6): P 4 m Przykła 3 A 80 5,00 m. P 4 Obliczyć wymiar charaktrystyczny połogi, la buynku wolno stojącgo z obuowanym garażm (rys. 7). Garaż znajuj się poza izolowaną obuową buynku. Sposób I (na postawi wykrsu) Dla obliczongo wymiaru charaktrystyczngo połogi i ango współczynnika prznikania cipła połogi, z wykrsu (rys. 0) oczytujmy: 0, W/(m K). Sposób II (na postawi tabli): Na postawi tabli (tab. w [7]) ustalamy: 0,9 W/(m K), przy czym w tym przypaku musiliśmy intrpolować wartości poan w tabli. CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA nr 5/007 5

3 Projktowa strata cipła: Φ T, i H T, ig ( i ) 4,87 [0 ( 0)] 595 W. Wartości straty cipła, uzyskan różnymi mtoami w ramach nowj normy oraz na postawi normy otychczasowj, zstawiono w tabli. Rozbiżności w ramach normy PN EN 83: 006 są stosunkowo mał (poniżj 0%), natomiast wynik, obliczony zgoni z normą PN-B-03406: 994, jst wyższy o ok. 40%. Rys. 0. Rysunk o przykłau 4. Oczytani równoważngo współczynnika prznikania cipła la połogi na grunci [] Sposób III (na postawi równania) Zgoni z mtoyką, poaną w normi PN-EN ISO 3370: 00, najpirw obliczamy grubość równoważną: λ t w + λ ( Rsi + R f + Rs ) w + 0,3 + 6,97 m. U 0,3 Poniważ t B' (połogi obrz izolowan), korzystamy z następującgo równania: U λ 0,457 + W/(m K). * * * Różnic wartości równoważngo współczynnika prznikania cipła uzyskanych 3 sposobami wynoszą poniżj 0%. Dalsz oblicznia zostały pokazan szczgółowo la wartości równoważngo współczynnika prznikania cipła, okrślongo na postawi wykrsu. Pol połogi na postawi wymiarów zwnętrznych wynosi: A 5,6 0,6 65,36 m. Buynk znajuj się w III strfi klimatycznj. W związku z tym, projktowa tmpratura zwnętrzna wynosi 0 C, a śrnia roczna tmpratura zwnętrzna 7,6 C. Współczynnik rukcji tmpratury wynosi f g : 0, ,97 quiv,k t 0 7,6 0 i m, f g i ( 0) 0,06 0,3. Współczynnik straty cipła przz prznikani obliczamy w następujący sposób: H T,ig f g f g A k G w,45 0,3 65,36 0,,0 4,87 W/K. Poniważ olgłość mięzy założonym poziomm woy gruntowj a płytą połogi jst większa niż m, współczynnik G w w powyższym równaniu przyjęto jako,0. TABELA. Porównani wyników straty cipła przz połogę na grunci, uzyskanych różnymi mtoami Mtoa wykrs PN EN 83:006 tabla równania (PN EN ISO 3370:00) PN-B :994 Jnostka U quiv 0, 0,90 0,06 W/(m K) H T,ig 4,87 4, 5,3 W/K Φ T,ig W Przykła 5 Okrślić projktową stratę cipła o gruntu przz ścianę ogrzwango pozimia (rys. ) la następujących założń: tmpratura wwnętrzna: 0 C, grubość ścian zwnętrznych buynku: 0,3 m, współczynnik prznikania cipła ściany: 0,3 W/(m K), olgłość mięzy poziomm woy gruntowj i płytą połogi: 7 m, lokalizacja: Koło. Rys.. Rysunk o przykłau 5. Wymiary ściany przylgłj o gruntu Rys.. Rysunk o przykłau 5. Oczytani równoważngo współczynnika prznikania cipła la ściany [] Rozwiązani: Równoważny współczynnik prznikania cipła ściany okrślimy 3 sposobami. Sposób I (na postawi wykrsu) Z wykrsu (rys. ) oczytujmy: 0,4 W/(m K). Sposób II (na postawi tabli) Na postawi tabli (tab. 4 w [7]) ustalamy: 0, W/(m K) 6 CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA nr 5/007

4 TABELA. Porównani wyników straty cipła przz ścianę przylgłą o gruntu, uzyskanych różnymi mtoami Mtoa wykrs PN EN 83:006 tabla przy czym, poobni jak la połogi, równiż i w tym wypaku musiliśmy intrpolować wartości poan w tabli. Sposób III (na postawi równania) Zgoni z mtoyką poaną w normi PN-EN ISO 3370: 00, najpirw obliczamy grubość równoważną: λ w λ ( Rsi + Rw + Rs ) 6,67 m. U 0,3 W tym przykłazi, równoważny współczynnik prznikania cipła ściany obliczamy przy założniu, ż grubość równoważna la ściany jst mnijsza niż la połogi, z następującgo równania: λ 0,5 w z Uquiv,k ln z + w z + ϖ + w 0,5 6,67 + ln ϖ,5 6,67 +,5 równania (PN EN ISO 3370:00),5 6,67 PN-B :994 Jnostka U quiv 0,4 0, 0,43 W/(m K) H T,ig,0,86,03 W/K Φ T,ig W + 0,43 W/(m K). * * * Dalsz oblicznia zostały szczgółowo pokazan la wartości równoważngo współczynnika prznikania cipła, okrślongo na postawi wykrsu. Pol ściany, na postawi wymiarów zwnętrznych wynosi: A,,5 8,5 m. Buynk znajuj się w II strfi klimatycznj, gzi projktowa tmpratura zwnętrzna wynosi 8 C, a śrnia roczna tmpratura zwnętrzna 7,9 C. Współczynnik rukcji tmpratury wynosi f g : 0,38. Współczynnik straty cipła przz prznikani obliczamy w następujący sposób: H T,ig f g f g A k G w,45 0,38 8,5 0,4,0,0 W/K. Olgłość mięzy założonym poziomm woy gruntowj a płytą połogi jst większa niż m. W związku z tym, współczynnik G w w powyższym równaniu wynosi,0. Projktowa strata cipła: Φ T, i H T, ig ( i ),0 [0 ( 8)] 76 W. Wartości straty cipła, uzyskan różnymi mtoami w ramach nowj normy oraz wg normy otychczasowj, zstawiono w tabli. W ramach normy PN EN 83: 006 różnic wynoszą poniżj 0%, natomiast na postawi normy PN-B-03406: 994 uzyskano wynik wukrotni wyższy. Posumowani 0 7,9 0 i m, f g i ( 8) W analizowanych przypakach straty cipła obliczon wg nowj normy są znaczni niższ w stosunku o wyników, uzyskanych na postawi normy otychczasowj. Mol obliczniowy przyjęty w nowj normi wyaj się łatwijszy w użyciu, poniważ ni zachozi koniczność żmungo zilnia połogi każgo pomiszcznia na wi strfy. Jnak nalży zwrócić uwagę na to, ż w obliczniach wykorzystuj się orintacyjn wartości współczynnika f g (,45) oraz współczynnika przwoznia cipła gruntu (,0 W/mK), co cyuj o okłaności całj mtoy. ( na str. 36) CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA nr 5/007 7

5 Zalżność tę wyznaczono przy prękości wiatru w przzial o 0,5 o ok. 4 m/s, przy zbliżonych wartościach wyporu ciplngo (rys. ). Na postawi wyników pomiarów można stwirzić, ż skutczność wntylacji oszacowana z wykorzystanim prękości przpływu powitrza w kanal wywiwnym, wzrasta: przy zwiększniu prękości wiatru, przy wzrości wyporu ciplngo powitrza, przy ograniczniu hyraulicznych oporów przpływu powitrza w kanałach wntylacyjnych. Profil prękości powitrza w kanałach wntylacyjnych o większych śrnicach spłaszcza się przy wzrości prękości wiatru. W przypaku małj różnicy tmpratury i prękości wiatru (o,5 m/s) w kanałach o użych śrnicach stwirza się znaczny uział, tzw. martwych przstrzni tj. przstrzni, w których ni stwirzono prękości przpływu powitrza > 0, m/s. Istotny wpływ na skutczność wntylacji komór ma niograniczni oziaływania wiatru na zakończniu wylotu kanału wntylacyjngo. Pozostaj to w sprzczności z zalcnim maskowania zilnią wylotów kanałów wntylacyjnych. W przypaku wykonania instalacji wntylacji komory za pomocą wóch wynisionych pona trn lmntów wntylujących (tzw. kominków) przy użych zyskach cipła lub wilgoci oba kominki spłniają funkcję lmntów wywiwnych. Wówczas powitrz zwnętrzn opływa o tj przstrzni przz niszczlności w stropi komory bąź część przkroju kanału wntylacyjngo. Ni zalca się stosowania kanałów wntylacyjnych o użych śrnicach (> DN 300 mm), gyż powoują on i to jyni okrsowo w barzo niwilkim stopniu, intnsyfikację procsu wntylowania. Posumowani Rys. 3. Uszkozon stropy i popory stał komór cipłowniczych Wntylacja komór cipłowniczych zwiększa trwałość rurociągów, armatury i konstrukcyjnych lmntów tych komór oraz poprawia warunki pracy służb ksploatacyjnych. Wynika to z poprawy mikroklimatu w komorach co z koli zwiększa nizawoność ostawy cipła. Zasaniczym warunkim zapwniającym opowinią skutczność wntylacji komór cipłowniczych jst przstrzgani wymagań projktowych otyczących buowy nawiwno wywiwnych instalacji wntylacyjnych. Intnsyfikację ziałania wntylacji grawitacyjnj można uzyskać zięki wykorzystaniu ynamiczngo oziaływania wiatru na lmnt zakończający kanał wywiwny. Prawiłow wkomponowani wlotów i wylotów powitrza, tzw. kominków wntylacyjnych, w istnijąc zagospoarowani trnu (wymagania sttyczn) zapwnia stosowani prfabrykowanych wylotów instalacji wntylacyjnj (kominków). [] Danilcki W. z zspołm: Wpływ tmpratury i wilgotności na szybkość postępu strukcji konstrukcji stalowych i żlbtowych. PZITB 983 [] Stańa J., Kała W.: Optymalizacja mikroklimatu w kanałach s.c. la ukłau cipłowniczgo zasilango z Cipłowni w Raciborzu. Politchnika Wrocławska 980 [3] Frncowicz J.: Wntylacja i klimatyzacja. Arkay 96 [4] PBCWK CEWOK Matriały pomocnicz o projktowania s.c. Zszyt 6/88, 988 [5] OBRC SPEC + PPBK PROKOM Zasay projktowania i buowy wntylacji w kanałach sici ciplnych 990 [6] OBRC SPEC Mornizacja wytycznych wntylowania M.S.C. 995 r. wraz z anksm z 996 [7] Bacciarlli J., Furtak L.: Wntylowani komór i kanałów cici cipłowniczych w aspkci ich trwałości i nizawoności pracy oraz poprawy warunków ksploatacji, Piąta Krajowa Konfrncja Mornizacja mijskich systmów cipłowniczych w Polsc, Mięzyzroj 996 [8] Bacciarlli J., Furtak L.: Wntylowani komór i kanałów cici cipłowniczych w aspkci ich trwałości i nizawoności pracy oraz poprawy warunków ksploatacyjnych. Polski Instalator 7 8/999 (Dokończni z str. 7) [] Rubik M.: Now normy z ziziny ogrzwnictwa w przniu wrożnia w Polsc Dyrktywy Europjskij 00/WE, COW 0/005 [] Markrt H.: Europäisch Norm DIN EN 83. Vrfahrn zur Brchnung r Norm-Hizlast. Di nu Norm ist gültig Übrgangsfrist für DIN 470 bis Oktobr 004, BHKS-Almanach 004 [3] Strzszwski M.: Norma PN EN 83. Now pojści o obliczania zapotrzbowania na cipło o ogrzwania buynków, COW 0/006 [4] Strzszwski M.: Wartości tmpratury stosowan w obliczniach obciążnia ciplngo pomiszczń i buynków wg PN EN 83, COW /006 [5] Strzszwski M.: Obliczani projktowj straty cipła przz prznikani wg PN EN 83, COW /007 [6] Strzszwski M.: Przykłay obliczania projktowj straty cipła przz prznikani wg PN EN 83, COW /007 [7] Strzszwski M.: Uproszczona mtoa obliczania projktowj straty cipła o gruntu wg PN-EN 83, COW 4/007 [8] Wichowski R.: Zapotrzbowani na moc ciplną. Nowa norma PN EN 83, Rynk Instalacyjny -/006 i 3/006 [9] PN-B-03406: 994. Obliczani zapotrzbowania cipła pomiszczń o kubaturz o 600 m 3 [0] PN-EN ISO 3370: 00. Właściwości cipln buynków Wymiana cipła przz grunt Mtoy obliczania [] EN 83: 003. Hating Systms in Builings Mtho for Calculation of th Dsign Hat Loa [] PN-EN 83: 006. Instalacj ogrzwcz w buynkach Mtoa obliczania projktowgo obciążnia ciplngo (Dokończni z str. 8) [] Praca zbiorowa po rakcją prof. E. Szczchowiaka: Enrgooszczęn ukłay zaopatrznia buynków w cipło buowa i ksploatacja, Poznań 994 [] Girjko R.: Obliczani szonowgo zapotrzbowania na cipło o ogrzwania buynku w różnych wariantach ociplnia przgró zwnętrznych. Praca magistrska, Politchnika Białostocka 006 [3] Krawczyk D.: Auyt nrgtyczny buynku Ośroka Zrowia, Białystok 005 [4] Robakiwicz M.: Trmomornizacja buynków i systmów grzwczych. Poranik, Funacja Poszanowania Enrgii, Warszawa 00 [5] Koczyk H.: Ogrzwnictwo: postawy projktowania ciplngo i trmomornizacji buynków. Politchnika Poznańska, Poznań 000 [6] Dz. U. 00 nr 75 poz. 690 Rozporzązni ministra infrastruktury z kwitnia 00 r. w sprawi warunków tchnicznych, jakim powinny opowiaać buynki i ich usytuowani [7] Dz. U. 00 nr poz. 4 Rozporzązni ministra infrastruktury z 5 stycznia 00 r. w sprawi szczgółowgo zakrsu i formy auytu nrgtyczngo 36 CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA nr 5/007