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


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych?


Jak powstają konstrukcje nowoczesnych hal stalowych? ZOBACZ »


Czy przysługuje Ci dofinansowanie na termomodernizację domu?


Dowiedz się, na czym polega rządowy program „Czyste Powietrze”, i sprawdź, czy przysługują Ci dotacje... ZOBACZ »


W 3 prostych krokach zaprojektuj elewację »

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Łatwo i szybko dobierz optymalny system elewacyjny dla budynku... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Czego jeszcze nie wiesz o ognioodporności płyt PIR?

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W zależności od wymagań izolacyjności, czy odporności ogniowej możemy dobrać odpowiedni rodzaj płyt...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Profile okapowe - co warto o nich wiedzieć?


Wybierz technologię wykonania tarasu, balkonu czy schodów... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Komfortowy i energooszczędny dom zapewnia swoim mieszkańcom izolację od gorąca, zimna, hałasu oraz... wysokich rachunków za ogrzewanie i klimatyzację... 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 »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
10/2019

Aktualny numer:

Izolacje 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Konserwacje i renowacje systemów ociepleń
  • - Odporność ogniowa elementów drewnianych
Zobacz szczegóły
Produkty z polistyrenu ekstrudowanego - ekologiczna i trwała izolacja

Produkty z polistyrenu ekstrudowanego - ekologiczna i trwała izolacja

Dynamiczny rozwój rynku budowlanego i coraz bardziej restrykcyjne przepisy ukierunkowane na dbałość o otaczające nas środowisko powodują, że inwestorzy, projektanci i...
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

.