Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Bilans cieplny domu jednorodzinnego w technologii kompozytu wapienno-konopnego

Bilans cieplny budynku
FOT. 1. Przykładowa realizacja ściany w rozważanej technologii
FOT. 1. Przykładowa realizacja ściany w rozważanej technologii
Archiwa autorów
Ciąg dalszy artykułu...

Bilans cieplny budynku

Straty ciepła w pomieszczeniach przez przegrody zewnętrzne wyznaczono według Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 06.11.2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej [15].

Obliczenia zysków ciepła oraz zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania wykonano zgodnie z procedurą opisaną w normie PN-EN 13790:2009 [11].

Budynek zlokalizowany jest niedaleko miasta Lublin, strefa klimatyczna III.

  • Zewnętrzna temperatura projektowa dla wyżej wymienionej strefy wynosi –20°C.
  • Średnia roczna temperatura zewnętrzna wynosi 7,6°C.
  • Dane meteorologiczne oraz aktynometryczne przyjęto dla stacji Lublin-Radawiec (12,8°C - wrzesień; 8,5°C - październik; 1,3°C - listopad; –2,1°C -grudzień; –2,6°C - styczeń; –1,9°C - luty; 3,2°C - marzec; 9,2°C - kwiecień; 14,4°C - maj).
  • Bilans cieplny rozpatrywanego domu jednorodzinnego w technologii wapienno-konopnej obliczono dla sezonu grzewczego trwającego 9 miesięcy - od września do maja.
  • W budynku założono temperaturę wewnętrzną obliczoną jako średnią ważoną, równą Θint,H  =  20,29°C.
  • Przyjęto wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła o wydajności odzysku 50%.

Straty ciepła przez przenikanie lub wentylację obliczono według wzoru:

gdzie:

Hi - współczynnik strat ciepła - przez przenikanie (tr) lub przez wentylację (ve) [W/K],
Θint,H - temperatura wewnętrzna w pomieszczeniu (średnia ważona) [°C],
Θe - średnia temperatura zewnętrzna [°C],
tM - liczba godzin w miesiącu [h].

Zyski wewnętrzne zostały obliczone metodą uproszczoną.

Przyjęto wartość strumienia cieplnego odpowiednią dla domów jednorodzinnych równą 6,8 W/m2 według Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 06.11.2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej [15].

Czytaj też: Wykonywanie obiektów budowlanych zgodnie z zasadami rozwoju zrównoważonego >>>

Uwzględniono zyski od użytkowników i urządzeń. Nie uwzględniono zysków od ciepłej wody użytkowej. Poniżej przedstawiono wzór na wewnętrzne zyski ciepła:

gdzie:

Af - powierzchnia użytkowa mieszkania [m2],
qint - obciążenie cieplne zyskami wewnętrznymi [W/m2].

Zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego przez przegrody przezroczyste do przestrzeni ogrzewanej budynku obliczono z uwzględnieniem kierunków świata, związaną z nimi energią promieniowania słonecznego oraz parametrów okien zastosowanych w budynku.

Wzór na zyski ciepła od słońca jest następujący:

gdzie:

Asol - efektywne pole powierzchni zbierającej (uzależnione od powierzchni szyby, współczynnika przepuszczania energii słonecznej przez oszklenie oraz współczynnika zacienienia budynku) [m2],
Isol - średnia energia promieniowania słonecznego w rozpatrywanym miesiącu na 1 m2 płaszczyzny, w której usytuowane jest okno (na podstawie danych ze stacji aktynometrycznej Lublin-Radawiec).

Zapotrzebowanie na ciepło zostało wyliczone ze wzoru:

gdzie:

QH,ht - całkowite straty ciepła przez przenikanie i wentylację w okresie miesięcznym [kWh/m-c],
QH,gn - całkowite zyski ciepła wewnętrzne oraz od promieniowania słonecznego w okresie miesięcznym [kWh/m-c],
ηH,gn - współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła, wyznaczony ze wzoru:

gdzie:

γH - stosunek zysków i strat ciepła [-],
aH - współczynnik referencyjny [-],
τ  - stała czasowa [h].

gdzie:

aH,0 = 1,
τH,0 = 15 h.

gdzie:

Cm,A - wewnętrzna jednostkowa pojemność cieplna budynku odniesiona do powierzchni użytkowej (ogrzewanej) zgodnie z PN-EN ISO 13790:2009 [16], przyjęta dla lekkiego typu konstrukcji, równa 110  000×Af [J/K].

Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na energię do ogrzewania odniesiono po ogrzewanej powierzchni użytkowej w budynku i obliczono ze wzoru:

gdzie:

Af - użytkowa powierzchnia ogrzewana w budynku [m2].

W TAB. 4 zestawiono wyniki obliczeń miesięcznego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji.

TABELA 4. Wyniki obliczeń miesięcznego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji
TABELA 4. Wyniki obliczeń miesięcznego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji

Na podstawie wyników można stwierdzić, że zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania występuje przez cały sezon grzewczy od IX do V.

We wrześniu, kwietniu oraz maju występują duże zyski ciepła od promieniowania słonecznego, które w bilansie w znacznej mierze pokryły występujące straty cieplne. Miarą wykorzystania zysków ciepła w danym miesiącu jest współczynnik ηH,gn.

RYS. 11. Bilans cieplny w sezonie grzewczym analizowanego budynku; rys. archiwa autorów (P. Brzyski, J. Styczeń, S. Fic)
RYS. 11. Bilans cieplny w sezonie grzewczym analizowanego budynku; rys. archiwa autorów
RYS. 12. Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w poszczególnych miesiącach sezonu grzewczego; rys. archiwa autorów (P. Brzyski, J. Styczeń, S. Fic)
RYS. 12. Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w poszczególnych miesiącach sezonu grzewczego; rys. archiwa autorów 
RYS. 13–14. Udział procentowy strat oraz zysków ciepła w analizowanym budynku; rys. archiwa autorów (P. Brzyski, J. Styczeń, S. Fic)
RYS. 13-14. Udział procentowy strat oraz zysków ciepła w analizowanym budynku; rys. archiwa autorów 

Na RYS. 11 przedstawiono w formie wykresu wartości strat i zysków ciepła w okresie rocznym oraz roczne zapotrzebowanie na energię użytkową dla ogrzewania i wentylacji w analizowanym budynku.

Na RYS. 12 przedstawiono w formie graficznej zmiany zapotrzebowania na energię do ogrzewania w ciągu sezonu grzewczego.

Największy udział strat ciepła generują przegrody zewnętrzne.

Straty przez przenikanie wynoszą 5379.4 kWh/rok, z czego największy udział mają ściany zewnętrzne (36%) - z uwagi na ich największą powierzchnię, a także konieczność zastosowania kompozytu o słabszych właściwościach termoizolacyjnych niż w dachu (ze względów wytrzymałościowych).

Pomimo zastosowania kompozytu o największej wartości współczynnika przewodzenia ciepła w podłodze na gruncie i uzyskaniu najwyższego współczynnika przenikania ciepła spośród przegród pełnych, z uwagi na małą powierzchnię oraz charakter przepływu ciepła przez podłogę na gruncie (wynikający z procedury podanej w [11]), straty ciepła przez tą przegrodę są najmniejsze i stanowią 18% strat przez przenikanie).

Straty przez wentylację wynoszą 2340,4 kWh/rok, co stanowi 30% wszystkich strat w budynku (RYS. 13-14). Na fakt ten wpływa zastosowanie mechanicznej wentylacji z odzyskiem ciepła. Możliwe jest zminimalizowanie strat poprzez zastosowanie wentylacji z rekuperatorem o większej sprawczości odzysku, rzędu np. 80%.

Udział poszczególnych zysków ciepła w całościowym zestawieniu jest niemalże jednakowy (RYS. 13-14).

Największe zyski ciepła od promieniowania słonecznego występują od strony południowej elewacji i stanowią 71% całkowitych zysków ciepła od słońca (powierzchnia przeszklenia na elewacji południowej stanowi 66% całkowitej powierzchni przegród przeszkolonych).

Stosowanie największej powierzchni przeszklenia na elewacji południowej i minimalizowanie jej na elewacji północnej jest celowym zabiegiem w celu uzyskania jak najwyższej efektywności energetycznej budynku. Ma to związek z najwyższą energią promieniowania słonecznego na powierzchnię elewacji od strony południowej.

Szyby ciepłochronne, które ograniczają straty ciepła, mają również mniejszą przepuszczalność niż zwykła szyba bez powłok niskoemisyjnych. Im lepiej oszklenie ogranicza straty ciepła, tym słabiej pozyskuje ciepło od promieniowania słonecznego.

Największe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania przypada na grudzień i styczeń i stanowi 45% całkowitego zapotrzebowania.

Aby utrzymać projektową temperaturę wewnątrz pomieszczeń, obliczenia wykazały zapotrzebowanie na ciepło przez cały sezon grzewczy, jednak w sumaryczna ilość potrzebnego ciepła we wrześniu i maju stanowi jedynie 1,5% całościowego zestawienia.

Budynek osiągnął wskaźnik zapotrzebowania na energię do ogrzewania równy 58,9 kWh/m2·rok.

W budynkach o klasie niskoenergetycznej NF40 możliwe byłoby skrócenie sezonu grzewczego do np. 6 miesięcy [17].

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Dobierz najlepszy materiał termoizolacyjny. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Jak ochronić przed wodą podpiwniczenia i fundamenty?

Wykańczasz dom i potrzebne Ci wysokiej jakości materiały?

W przypadku aplikacji na podłożach wykazujących mikropęknięcia, przy wykonywaniu izolacji wodoszczelnej wanien...
czytaj dalej »

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb i rodzaju wykonywach prac... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Uszczelnianie dachu - to warto wiedzieć »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Jak przyspieszyć prace budowlane?

Zobacz, jak możesz zaoszczędzić czas (i pieniądze). Uzyskaj bezpłatną wycenę materiałów w 48 godzin!  czytaj dalej »


Łatwa hydroizolacja dachu bez mieszania i odmierzania »

Gdzie stosować izolację polimocznikową?

Wymagania dotyczące dachów płaskich będą zawsze kompleksowe. Już od dawna dachy płaskie stają się „dachami użytkowymi“, przykładowo dla urządzeń fotowoltaicznych, klimatyzacyjnych, wymienników ciepła i wielu innych...
czytaj dalej »

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »


Jak trwale zabezpieczyć budynki przed wodą?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Rozwijamy kreatywne rozwiązania dla osiągniecia pożądanego sukcesu nawet w przypadku specjalnych projektów czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



mgr inż. Przemysław Brzyski
mgr inż. Przemysław Brzyski
Autor ukończył Budownictwo na Wydziale Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej na specjalności Technologia i Organizacja Budownictwa. Pracuje w Katedrze Budownictwa Ogólnego tej uczelni jako ... więcej »
mgr inż. Joanna  Styczeń
mgr inż. Joanna  Styczeń
Autorka ukończyła Budownictwo na Wydziale Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej na specjalności Technologia i Organizacja Budownictwa. Pracuje w Katedrze Budownictwa Ogólnego tej ucze... więcej »
dr hab. inż. Stanisław Fic
dr hab. inż. Stanisław Fic
Ukończył Budownictwo na Wydziale Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej. Pracuje w Katedrze Budownictwa Ogólnego Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej jako kierownik katedry. Za... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
6/2019

Aktualny numer:

Izolacje 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Problemy eksploatacyjne tynków wewnętrznych
  • - Warunki techniczne robót murarskich
Zobacz szczegóły
Jaką technologię wykonania tarasu wybrać w naszym klimacie?

Jaką technologię wykonania tarasu wybrać w naszym klimacie?

Zarówno w starych, jak i nowo wzniesionych budynkach coraz częściej można zauważyć bardzo zły stan balkonów i tarasów. Dlaczego tak się dzieje?
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.