Strona dla uczniów technikum sanitarnego i ochrony środowiska

 

Strona główna

Galeria Mapa strony Historia Kontakt      

Technik urządzeń sanitarnych

 

     Projektowanie instalacji i sieci sanitarnychPowrót

  Projektowanie instalacji centralnego ogrzewania
Ustawy i rozporządzenia

 

 1.Obliczanie oporu cieplnego przegród budowlanych

 2. Obliczanie współczynnika przenikania ciepłaTu jesteś

 3. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło w budynku

 4. Obliczanie średnic przewodów grzewczych i ciśnienia dyspozycyjnego

 5. Obliczanie strat ciepła w przewodach (dobór izolacji) 

 6. Obliczanie i dobór grzejników

 7. Zasady projektowania ogrzewania podłogowego

 8. Ogólne zasady doboru kotłów

 9. Dobór pompy w instalacji c.o.

 10. Dobór wysokości i przekroju komina

 11. Projektowanie kolektorów słonecznych

 12. Projekty i przykłady obliczeniowe

 13. Tablice i nomogramy

 14. Dobór naczynia wzbiorczego.


 

2.1 Wymagania dotyczące wartości współczynników przenikania ciepła w budynku

 

 

      Dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego i zamieszkania zbiorowego wymagania
uznaje się za spełnione, jeżeli wartość wskaźnika Ev określającego obliczeniowe
zapotrzebowanie na energię końcową (ciepło) do ogrzewania budynku w sezonie grzewczym,
wyrażone ilością energii przypadającej w ciągu roku na 1 m3 kubatury ogrzewanej części
budynku, jest mniejszy od wartości granicznej Evo.
       Dla budynku mieszkalnego w zabudowie jednorodzinnej wymagania uznaje się za
spełnione, jeżeli:
1) wartość wskaźnika Ev, jest mniejsza od wartości granicznej Evo lub
2) przegrody zewnętrzne odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz innym
wymaganiom związanym z oszczędnością energii.


Tabela 1.1 Maksymalne wartości współczynników przenikania ciepła dla ścian, stropów
i stropodachów w budynkach mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej:

 

 

Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła w budynkach wielorodzinnych i
zamieszkania zbiorowego przedstawia tab. 1.2.


Tablica 1.2. Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła w budynkach
wielorodzinnych i zamieszkania zbiorowego

 

Wymagania dotyczące izolacyjności przegród budowlanych dla budynków Użyteczności
publicznej zawarto w tab. 1.3, a dla budynków produkcyjnych w tab. 1.4.
Tablica 1.3. Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła w budynkach Użyteczności
publicznej

 

Tabela 1.4 Maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła w budynkach produkcyjnych

 

Zgodnie z aktualnymi przepisami [Rozp. Z 12-04-2002], w budynku mieszkalnym, zamieszkania zbiorowego, budynku Użyteczności publicznej, a także budynku produkcyjnym podłoga na gruncie w ogrzewanym pomieszczeniu powinna być izolowana dodatkową izolacją cieplną. Suma oporów cieplnych warstw podłogowych, dodatkowej izolacji cieplnej (poziomej lub pionowej) i gruntu, obliczona zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła, nie powinna być
mniejsza od wartości określonych w poniższej tabeli:


Tablica 1.12. Minimalne wartości oporów cieplnych dla podłóg układanych na gruncie

 

Podłogom stykającym się z gruntem w pomieszczeniach o ti ≤ 8oC oraz podłogom
usytuowanym poniżej 0,6 m od poziomu terenu nie stawia się żadnych wymagań odnośnie
izolacyjności cieplnej.
Wartości oporów cieplnych ścian stykających się z gruntem na odcinku ściany równym 1,0
m licząc od poziomu terenu, nie mogą być mniejsze niż:
1,0 [m2.K/W], przy ti > 16oC,
0,8 [m2.K/W], przy 4oC < ti ≤ 16oC.
Wartościom oporów ścian przylegających do gruntu na pozostałej części powierzchni -
poniżej 1 m w gruncie, licząc od poziomu terenu, nie stawia się żadnych wymagań.

 

Wymagania dotyczące wartości wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło E


Budynki wraz z ich całą infrastrukturą powinny być zaprojektowane i wykonane w
taki sposób, aby ilość ciepła potrzebnego do ich Ubytkowania zgodnie z przeznaczeniem,
była na racjonalnie niskim poziomie. Jako kryterium określające wymagania co do oszczędności energii w budynkach przyjęto wartość wskaźnika sezonowego zapotrzebowania ciepła E, określającego obliczeniowe zapotrzebowanie na energię końcową (ciepło) do ogrzewania budynku w sezonie
grzewczym, wyrażone ilością energii przypadającej w ciągu roku na 1 m3 kubatury
ogrzewanej części budynku, zgodnie z wzorem:

 

gdzie:
Qh- sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania – ilość ciepła stanowiąca różnicę strat ciepła oraz wykorzystywanych do ogrzewania zysków ciepła w skali sezonu grzewczego,
V - kubatura netto przestrzeni ogrzewanej budynku, obliczana jako kubatura brutto budynku pomniejszona o kubaturę wydzielonych klatek schodowych, szybów dźwigowych, a także zewnętrznych, nie zamkniętych ze wszystkich stron części budynku, takich jak: podcienia, balkony, tarasy, loggie i galerie.


Graniczne wartości wskaźnika sezonowego zapotrzebowania energii na ciepło do
ogrzewania Evo, w zależności od współczynnika kształtu budynku A/V, dla budynków
mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego:

A/V:                                              Evo [kWh/(m3×rok)]:                                 Evo [MJ/(m3×rok)]:

A/V £ 0,20                                                 29                                                               104,4

0,20 < A/V < 0,90                              26,6 + 12 A/V                                             95,76 + 43,2 A/V

A/V ³ 0,90                                                 37,4                                                             134,64


A – suma pól powierzchni wszystkich ścian zewnętrznych (wraz z oknami i drzwiami
balkonowymi), dachów i stropodachów, podłóg na gruncie lub stropów nad piwnicą nie
ogrzewaną, stropów nad przejazdami, oddzielających część ogrzewaną budynku od powietrza
zewnętrznego, liczonych po obrysie zewnętrznym,
V – kubatura ogrzewanej części budynku, obliczona zgodnie z Polską Normą dotyczącą
obliczania kubatury budynków, powiększoną o kubaturę ogrzewanych pomieszczeń na
poddaszu użytkowym lub w piwnicy i pomniejszoną o kubaturę wydzielonych klatek
schodowych, szybów, wind, otwartych wnęk, loggi i galerii.

 

Maksymalne wartości współczynników przenikania ciepła okien, drzwi
balkonowych i drzwi zewnętrznych, w budynkach mieszkalnych w zabudowie
jednorodzinnej
:
1) okna (w tym połaciowe), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne
w pomieszczeniach o ti > 20°C
a) w I, II, III strefie klimatycznej 2,6 [W/(m2×K)],
b) w IV i V strefie klimatycznej 2,0 [W/(m2×K)],
2) okna w ścianach oddzielających pomieszczenia ogrzewane od nie ogrzewanych
4,0 [W/(m2×K)],
3) okna pomieszczeń piwnicznych i poddaszy nie ogrzewanych oraz nad klatkami
schodowymi nie ogrzewanymi bez wymagań,
4) drzwi zewnętrzne wejściowe 2,6 [W/(m2×K)].


Wymiar charakterystyczny podłogi B’ jest kluczowym pojęciem dla określania strat ciepła
przez podłogę do gruntu, należy obliczać ze wzoru:
B’ = A/(½P) [m]
A – pole powierzchni podłogi [m2],
P – obwód podłogi (uwzględniający tylko ściany zewnętrzne, [m].
Obwód podłogi P uwzględnia długość całkowitą ścian zewnętrznych, oddzielających
ogrzewany budynek od otoczenia zewnętrznego lub nieogrzewanej przestrzeni, leżącej poza
izolowaną obudową budynku (np. dobudowane garaże, pomieszczenia gospodarcze itp.).
Powyższego wzoru nie da się zastosować dla pomieszczeń bez ścian zewnętrznych, gdyż
obwód P wynosi wówczas zero (stosuje się wtedy wartość obliczoną dla całego budynku).


Wymiar charakterystyczny podłogi B’ zdefiniowany jest w normie PN–EN ISO
13370:2001 w odniesieniu do całego budynku. Natomiast zgodnie z PN–EN 12831:2006
wymiar ten dla poszczególnych pomieszczeń powinien być określany w jeden
z następujących sposobów:
1) dla pomieszczeń bez ścian zewnętrznych stosuje się wartość B’ obliczoną dla całego
budynku,
2) dla wszystkich pomieszczeń z dobrze izolowaną podłogą (Ug < 0,5 [W/(m2×K)]) również
stosuje się wartość B’ obliczoną dla całego budynku,
3) dla pozostałych pomieszczeń (pomieszczenia ze ścianami zewnętrznymi oraz
jednocześnie ze słabo izolowaną podłogą) wartość B’ należy obliczać oddzielnie dla
każdego pomieszczenia.


Wartości równoważnego współczynnika przenikania ciepła podłóg i ścian stykających się
z gruntem można odczytać z wykresów lub tabel opracowanych dla wybranych przypadków
w normie PN–EN 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach – Metoda obliczania
projektowego obciążenia cieplnego.

 

2.2 Obliczanie współczynnika przenikania ciepła

 

Współczynnik przenikania ciepła U przegrody budowlanej oblicza się ze wzoru:
 


Rsi, Rse – jednostkowe opory przejmowania ciepła, (napływu i odpływu) [m2×K/W],
RT – całkowity opór cieplny przegrody budowlanej [m2×K/W],
R – jednostkowy opór przewodzenia ciepła przez przegrodę [m2×K/W].
W obliczeniach cieplnych przegród budynków rozróżnia się opór przejmowania ciepła na
wewnętrznej powierzchni przegrody: Rsi = 1/hi [m2×K/W] oraz opór przejmowania ciepła na
zewnętrznej powierzchni przegrody Rse = 1/he [m2×K/W].
W praktyce projektowej opór przejmowania ciepła przyjmuje się w zależności od
kierunku strumienia cieplnego (tabela 2).

 

Tabela 2 Opory przejmowania ciepła [źródło własne]
 


Uwaga: W przypadku wewnętrznych elementów budowlanych (ścian działowych) lub elementów pomiędzy przestrzenia ogrzewaną i nieogrzewaną Rse przyjmuje się o wartości Rsi.

 

 

Opór cieplny przegrody złożonej z warstw jednorodnych prostopadłych do kierunku
przepływu ciepła, ewentualnie z niewentylowanymi warstwami powietrza, oblicza się
z zależności:

 

 

 

R1 + R2 +... + Rn – obliczeniowe opory cieplne przewodzenia poszczególnych warstw
przegrody wraz z niewentylowanymi warstwami powietrza.
Dla przegród budowlanych wewnętrznych pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi
o różnych temperaturach powietrza wewnętrznego lub pomiędzy pomieszczeniem
ogrzewanym i nieogrzewanym opór przejmowania ciepła Re stosuje się dla obydwu stron.
 
Obliczenie całkowitego oporu cieplnego przegrody budowlanej złożonej z warstw
jednorodnych i niejednorodnych, wykonuje się metodą uproszczoną, polegającą na obliczeniu
kresu górnego i kresu dolnego całkowitego oporu cieplnego. Obliczenie to należy wykonać,
dzieląc przegrodę budowlaną na wycinki i warstwy w taki sposób, aby uzyskać części
jednorodne termicznie.
Całkowity opór cieplny RT przegrody budowlanej składającej się z warstw termicznie
jednorodnych i niejednorodnych równoległych do powierzchni oblicza się jako średnią
arytmetyczną górnego i dolnego kresu całkowitego oporu cieplnego według wzoru:

 

 

Współczynnik przenikania ciepła przegrody jest odwrotnością całkowitego oporu
cieplnego RT:

 

 

Współczynniki przenikania ciepła podłóg i ścian przyległych do gruntu


Współczynnik przenikania ciepła Ug podłóg i ścian przylegających do gruntu należy
obliczać ze wzoru:

 

 


gdzie:
RT – całkowity opór cieplny przewodzenia ciepła przegrody wraz z oporami przejmowania ciepła, [(m2.K)/W], przy czym Ri = 0,17, Re = 0.
Rg – opór gruntu, [(m2.K)/W].

 

Przy zagłębieniu górnej powierzchni podłogi w stosunku do powierzchni terenu na głębokość mniejszą lub równą 1 m, powierzchnia podłogi dzieli się na dwie strefy. Strefa I jest powierzchnią podłogi o szerokości 1 m przylegającą do ścian zewnętrznych. Pozostała część powierzchni podłogi stanowi strefę II.

 

 

Podział podłogi na gruncie na strefy, Oznaczenia: te- obliczeniowa (projektowa) temperatura zewnętrzna,                  tg- obliczeniowa temperatura gruntu dla II strefy podłogi, tg = 8° C

 

W przypadku nakładania się pasów strefy I - w narożach należy powierzchnię liczyć
podwójnie. Gdy przy ścianie zewnętrznej podłogi na gruncie w strefie I znajduje się kanał z
przewodami c.o., nie należy liczyć strat ciepła przez przenikanie w strefie I podłogi.
Wartości oporu cieplnego gruntu Rg należy przyjmować:
- dla strefy I

 

- dla strefy II Rg przyjmuje się w zależności od szerokości strefy II wg tablicy 1.3, lecz nie może ona przekraczać wartości Rg max, wyznaczonej wg wzoru:

gdzie:
Z – wysokość górnej powierzchni podłogi od poziomu zwierciadła wody gruntowej,
[m].
Przy zagłębieniu górnej powierzchni podłogi większym niż 1 m poniżej powierzchni terenu
całą powierzchnię podłogi traktuje się jako strefę II,

Wartości oporu cieplnego gruntu przylegającego do podłogi określa się w zależności od szerokości strefy II [m], wg tab. 1.3.

Tablica 1.3. Wartości oporu cieplnego gruntu przylegającego do podłogi

Opór cieplny Rg gruntu przylegającego do ścian wraz z oporami przejmowania ciepła należy przyjmować wg tablicy 1.4, w zależności od zagłębienia ściany w gruncie H.

Tablica 1.4. Wartości oporu cieplnego gruntu przylegającego do ścian

Długość części ściany przy gruncie do obliczeń jej powierzchni należy przyjmować w osiach ścian prostopadłych do danej, a przypadku ściany narożnej, długość rzeczywistą należy zwiększyć o połowę jej zagłębienia.


Opór cieplny przestrzeni nieogrzewanych

Wśród przestrzeni nieogrzewanych możemy wyróżnić: przestrzenie dachowe i przestrzenie
przylegające do budynku.
 Przestrzenie dachowe w przypadku dachów stromych z płaskim izolowanym stropem w
obliczeniach całkowitego oporu cieplnego można uznać za warstwy termicznie jednorodne
o oporze cieplnym podanym w tablicy 1.5.
Tablica 1.5. Opór cieplny wentylowanych przestrzeni dachowych

Opór cieplny przestrzeni dachowej Ru uwzględnia opór przestrzeni wentylowanej i pokrycia, ale nie uwzględnia oporów przejmowania ciepła Rsi, Rse.

Rys. Opory cieplne przestrzeni dachowych

Stąd współczynnik przenikania ciepła stropu pod przestrzenią dachową oblicza się wg
wzoru:
 


W przypadku małych nieogrzewanych pomieszczeń przylegających do budynku w
obliczeniach całkowitego oporu cieplnego uwzględnia się nieogrzewane pomieszczenie
jako dodatkową niejednorodną warstwę o oporze cieplnym Ru

Rys.   Opór przestrzeni nieogrzewanej, a) rzut fragmentu budynku z przestrzenią nieogrzewaną, b) przekrój fragmentu budynku z przestrzenią nieogrzewaną

 

Wartość oporu cieplnego przestrzeni nieogrzewanej wyznacza się z zależności:

z zachowaniem warunku Ru ≤ 0,5 [(m2.K)/W]
gdzie:
Aj – łączna powierzchnia wszystkich komponentów między środowiskiem
wewnętrznym a nieogrzewanym pomieszczeniem, [m2],
Ae – łączna powierzchnia wszystkich komponentów między nieogrzewanym
pomieszczeniem a środowiskiem zewnętrznym, [m2].
Stąd współczynnik przenikania ciepła ściany, do której przylega przestrzeń nieogrzewana
oblicza się wg wzoru:

  Współczynnik przenikania ciepła przegrody z mostkami cieplnymi
Współczynnik przenikania ciepła U przegród z mostkami liniowymi oblicza się według
wzoru:


w którym:
Uo – współczynnik przenikania ciepła przegrody bez uwzględnienia wpływu
mostków cieplnych liniowych [W/(m2K)],
ψi – liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka liniowego o numerze i,
[W/(m2K)],
Li – długość mostka liniowego o numerze i, [m],
A – pole powierzchni przegrody w świetle przegród do niej prostopadłych,
pomniejszonej o pole powierzchni ewentualnych okien i drzwi
balkonowych, obliczone w świetle ościeżnicy, [m2].
Dla budynków mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego, budynków Użyteczności
publicznej oraz budynków przemysłowych o kubaturze ogrzewanej do 1500 m3 dopuszcza
się stosowanie uproszczonego sposobu obliczeń według wzoru :



w którym:
Uo – współczynnik przenikania ciepła przegrody bez uwzględniania wpływu
mostków cieplnych liniowych, [W/(m2K)],
Uo – dodatek do współczynnika Uo wyrażającego wpływ mostków
termicznych, [W/(m2K)], (tablica 1.6).


Tablica 1.6. Wartości dodatku Uo uwzględniającego wpływ mostków termicznych 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Testy
Egzamin zawodowy
Materiały do zajęć
Vademecum instalacji sanitarnych

Ciekawe linki


 

Free Web Counter