CSN EN 12831 Tepeln

1
CSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách
výpocet tepelného výkonu
2
Obsah

• Smernice 2002/91
• Evropské technické normy
• CSN EN 12831 Výpocet tepelného výkonu
• Príklad porovnání s CSN 060210
• Software
• Záver

3
Tvorba norem

• Smernice Evropského parlamentu a rady 2002/91/EC
  o energetické nárocnosti budov
• Cílem smernice je snižování energetické
  nárocnosti budov s ohledem na klimatické podmínky
  a efektivnost nákladu

4
Tvorba norem

• Rídící výbor CENu reagoval na smernici 2002/91/EC
  Energetická nárocnost budov a rozhodnutí
  Evropské komise podporit tuto smernici normami.
• CEN/TC 89 Tepelná nárocnost budov a stavebních
  prvku,
• CEN/TC 156 Vetrání budov,
• CEN/TC 169 Svetlo a osvetlení,
• CEN/TC 228 Tepelné soustavy v budovách,
• CEN/TC 247 Regulace pro soustavy TZB.

5
Tvorba norem

• Tepelné soustavy v budovách

6
Tvorba norem

• Pri zpracování návrhu EN se obvykle jedná o
  prosazení zájmu nejsilnejších zemí.
• CSN EN 12831 prosadily se prvky užité v nemecké,
  francouzské a severské legislative.
• Podnikatel se muže podílet na zpracování/ovlivnová
  ní budoucí EN.

7
Podrobnejší informace Casopis Topenárství
instalace 8/2004.
8
Výpocet tepelných ztrát

• CSN EN 12831
• Tepelné soustavy v budovách Výpocet tepelného
  výkonu
• vydána 1.7.2003 v anglickém jazyce,
• v ceském jazyce vydána 1.3.2005, zmena 1.8.2005
  (tisková oprava)
• CSN 060210
• Výpocet tepelných ztrát budov pri ústredním
  vytápení
• Vydána 1.5.1994, 1.2.1999 zmena.

9
CSN EN 12831

• Norma popisuje výpocet návrhového tepelného
  výkonu pro
• vytápený prostor pro dimenzování otopných ploch
• budovu nebo cást budovy pro dimenzování tepelného
  výkonu
• Výpocet pro standardní prípady -výška místností
  do 5 m, vytápení do ustáleného stavu.
• zvláštní prípady budovy s vysokou výškou
  stropu nebo rozdílnou teplotou

10
CSN EN 12831 Postup výpoctu
a) Stanovení základních údaju výpoctové venkovní teploty prumerné rocní venkovní teploty
b) Urcení každého prostoru budovy vytápený ( teplota), nevytápený
c) Stanovení rozmerových vlastností a tepelných vlastností všech stavebních cástí pro každý vytápený a nevytápený prostor.
d) Výpocet návrhových tepelných ztrát prostupem (návrhový soucinitel tepelné ztráty prostupem x návrhový rozdíl teplot)
e) Výpocet návrhových tepelných ztrát vetráním (návrhový soucinitel tepelné ztráty vetráním x návrhový rozdíl teplot)
f) Výpocet celkové tepelné ztráty (návrhová tepelná ztráta prostupem návrhová tepelná ztráta vetráním)
g) Výpocet zátopového výkonu (dodatecný výkon potrebný pro vyrovnání úcinku prerušovaného vytápení)
h) Výpocet návrhového celkového tepelného výkonu (celkové návrhové tepelné ztráty zátopový výkon)
11
CSN EN 12831

• Nové znacky velicin
• ?.teplota (C) théta
• Ftepelná ztráta, výkon (W) velké fí
• Nové veliciny
• Hsoucinitel tepelné ztráty (W/K)
• ?lineární soucinitel prostupu tepla
  (W/m.K)
• Qmnožství tepla (J)

12
Klimatické údaje príloha
Zacátek a konec topné sezóny
13
CSN EN 12831

• ?oVýsledná teplota aritmetický prumer teploty
  vnitrního vzduchu a prumerné teploty sálání.
• ?intVýpoctová vnitrní teplota výsledná teplota
  ve stredu vytápeného prostoru
• Predpokládá se za bežných podmínek rovnost
  teplot.

14
Výpoctová vnitrní teplota (NA)
?int,i...výpoctová vnitrní teplota tzn. výsledná
teplota ve stredu prostoru ve výšce 0,6-1,6m
NA národní príloha
15
Tepelná pohoda

• Faktory prostredí teplota, vlhkost, rychlost
  proudení vzduchu, sálání
• Osobní faktory
• Mhodnota metabolismu (W/m2) - Aktivita
• 1met 60 W/m2
• I..izolace oblecení (m2.K/W) - Odev
• 1 clo0,155m2.K/W

gt3,5
clo lt0,5
0,6-1,2
16
Tepelná pohoda

• Hodnocení kvality prostredí-indexy
• PMV (Predicted Mean Vote)predpokládaná prumerná
  volbaprumerný tepelný pocit cloveka
• PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)predpok
  ládané procento nespokojených

PMV - 7stupnu 3, 2, 1, 0 ,-1,-2,-3 horko, teplo,
mírne teplo neutrálne mírne chladno, chladno,
zima
PPD
PMV
17
Tepelná pohoda

• Kategorie prostredí

Kategorie vnitrního tepelného prostredí Celkový tepelný stav tela Celkový tepelný stav tela
Kategorie vnitrního tepelného prostredí Predpokládané procento nespokojených PPD Predpokládané prumerné hodnocení PMV
A ? 6 ? 0,2 lt PMV lt 0,2
B ? 10 ? 0,5 lt PMV lt 0,5
C ? 15 ? 0,7 lt PMV lt 0,7
PMVpredicted mean vote, PPDpredicted percentage
of dissatisfied
18
Optimální výsledná teplota
Výsledná teplota
Kat.
met
clo
Budova
21 23
A
1,2
1,0
Kancelár
20 24
B
19 25
C
21 23
A
1,2
1,0
Bydlení
20 24
B
19 25
C
19
Optimální výsledná teplota
20
Optimální výsledná teplota
21
Výpoctová vnitrní teplota

• pro vetšinu známých prípadu tab.A.2 prílohy A
• rovnocenne lze použít grafy pro kategorie
  vnitrního prostredí A, B, C
• lze vycházet z CSN EN ISO 7730, ve které kvalita
  tepelné pohody je vyjádrena hodnotami PMV nebo
  PPD

22
Výpocet tepelných ztrát

• Celková návrhová tepelná ztráta (W)
• ?i ?T,i ?V,i
• ?T,i .. návrhová tepelná ztráta prostupem tepla
• ?V,i ..návrhová tepelná ztráta vetráním

23
Prostup tepla - vytápený prostor
Hsoucinitel tepelné ztráty prostupem
(W/K) Indexy int..vnitrní prostor i..vytápený
prostor e.vnejší, venkovní u.nevytápený
prostor g.zemina, puda j...vytápený prostor
(na výrazne jinou teplotu)
24
Ztráty do exteriéru
stavební cást
lineární tepelný most
A(m2) U(W/m2.K) ekorekcní cinitel vystavení
povetrnosti pokud vlivy nebyly uvažovány pri
výpoctu U(W/m2.K) EN ISO 6946
Rozmery pro výpocet plochy vnitrní, celkové
vnitrní, vnejší, - stejné pro celý výpocet
25
Ztráty do exteriéru
lineární tepelný most
stavební cást
?soucinitel lineárního tepelného mostu
(W/m.K) ?CSN EN ISO 14683 zjednodušene ?CSN EN
ISO 10211-2 podrobný výpocet Idélka lineárního
mostu (m)
26
Tepelné mosty-lineární cinitele
CSN EN ISO 14683
27
Príklad tepelného mostu

• Nároží C1

• Nároží C2

i...interní, oicelkové vnitrní, eexterní
CSN EN ISO 14683
28
Ztráty nevytápeným prostorem
buredukcní cinitel (-) pri známé ?
jinak
29
Ztráty do zeminy
Korekcní cinitelé fg1vliv rocních zmen
teploty fg2vliv prumerné a venkovní výpoctové
teploty Gwvliv spodní vody (pri vzdálenosti lt
1m)
Uequiv,kekvivalentní soucinitel prostupu tepla
stanovený dle typu podlahy.
30
Ztráty do zeminy

• Uequiv,k-urcí se v závislosti na U stavební cásti
  a charakteristickém parametru B. (CSN EN ISO
  13370)

Agplocha podlahové konstrukce (m2) P obvod
podlahové konstrukce (m)
31
Ztráty do zeminy
Uequiv, bf
B
32
Ztráty do zeminy
Uequiv, bf
B
33
Ztráty do zeminy
Uequiv, bw
U (W/m2.K)
34
Ztráta do/z vytápeného prostoru
A(m2) U(W/m2.K) fijredukcní teplotní cinitel
35
Návrhová tepelná ztráta prostupem
Hsoucinitel tepelné ztráty prostupem
(W/K) Indexy int..vnitrní prostor i..vytápený
prostor e.vnejší, venkovní u.nevytápený
prostor g.zemina, puda j...vytápený prostor
(na výrazne jinou teplotu)
36
Ztráta vetráním
Hsoucinitel návrhové tepelné ztráty vetráním
(W/K) Vivýmena vzduchu (m3/s)
37
Vetrací vzduch

• Prirozené vetrání

Nucené vetrání
infinfiltrace suprivádený vzduch mech,infrozdíl
mezi nucene odvádeným a privádeným
vzduchem fviteplotní redukcní soucinitel
38
(No Transcript)
39
Infiltrace obvodovým pláštem
Vetrací vzduch
n50intenzita výmeny vzduchu za hodinu pri
rozdílu tlaku 50 Pa 2n50 je pro celou budovu
tzn. nejhorší prípad je vstup vzduchu pouze z
jedné strany eistínící cinitel (stínení prostoru
zástavbou) eivýškový korekcní cinitel (vliv
výškového umístení stredu prostoru)
40
Infiltrace obvodovým pláštem
Stavba n50 n50 n50
Stavba Stupen tesnosti obvodového plášte budovy(kvalita tesnení oken) Stupen tesnosti obvodového plášte budovy(kvalita tesnení oken) Stupen tesnosti obvodového plášte budovy(kvalita tesnení oken)
Stavba vysoká strední nízká
Rodinný dum s jedním bytem lt 4 4 až 10 gt 10
Jiné bytové domy nebo budovy lt 2 2 až 5 gt 5
Výška vytápeného prostoru nad úrovní zeme ?
0 10 m 1,0
gt 10 30 m 1,2
gt 30 m 1,5
41
Vetrací vzduch
Hygienické množství
Druh místnosti nmin (h-1)
Obytná místnost (základní) 0,5
Kuchyne nebo koupelna s oknem 1,5
Kancelár 1,0
Zasedací místnost, školní trída 2,0
42
Vetrací vzduch

• Vsuimnožství privádeného vzduchu
  (m3/h) (stanoví projektant VZD)
• fviteplotní redukcní cinitel

?su,iteplota privádeného vzduchu (napr.
predehrátého, nebo ze ZZT)
Nejsou-li známé údaje o vetrací soustave,
tepelná ztráta vetráním se vypocte pro rešení
s prirozeným vetráním.
43
Vetrací vzduch

• Vmech,infbilance množství vzduchu pro celou
  budovu
• (odvádený privádený vzduch)
• - rozdíl (podtlak) vyrovnán
  venkovním vzduchem privádeným
• pres obálku budovy

Výpocet pro celou budovu rozdelení na místnosti
dle pruvzdušnosti nebo dle objemu
44
Návrhová tepelná ztráta vetráním
Nucené vetrání
Prirozené vetrání
Návrhová tepelná ztráta vetráním
Hsoucinitel návrhové tepelné ztráty vetráním
(W/K) Vivýmena vzduchu (m3/s)
45
Prerušované vytápení
Zátopový tepelný výkon

• Prostory s prerušovaným vytápením po útlumu
  v urceném case vyžadují zátopový tepelný výkon
  k dosažení požadované výpoctové vnitrní teploty.
• Zátopový tepelný výkon závisí na
• akumulacních vlastnostech stavebních cástí
• dobe zátopu
• teplotním poklesu po dobu útlumu
• vlastnostech regulacního a rídícího systému

46
Prerušované vytápení
Zátopový tepelný výkon

• Zátopový tepelný výkon není vždy nutný, napr.
• regulacní a rídící systém vypojí útlum vytápení
  v prubehu nejchladnejších dnu,
• tepelné ztráty (ztráty vetráním) mohou být
  omezeny behem útlumu vytápení
• Zátopový tepelný výkon musí být odsouhlasen
• zákazníkem.

47
Prerušované vytápení
Zátopový tepelný výkon

• Podrobný výpocet
• výpoctem dynamických stavu
• Zjednodušený výpocet

• FRHzátopový tepelný výkon (W)
• Apodlahová plocha (m2)
• fRHzátopový korekcní cinitel (W/m2)
• NE pro
• akumulacní vytápení,
• lehké stavební konstrukce,

48
Prerušované vytápení
Zátopový cas (h) fRHW/m2 fRHW/m2 fRHW/m2
Zátopový cas (h) Pokles teploty (K) Pokles teploty (K) Pokles teploty (K)
Zátopový cas (h) 1 K 2 K 3 K
Zátopový cas (h) Hm. vysoká Hm. vysoká Hm. vysoká
1 11 22 45
2 6 11 22
3 4 9 16
4 2 7 13
Príklad tabulky pro obytné budovy - útlum lt 8h
49
Prerušované vytápení
Zátopový tepelný výkon

• Zjednodušený výpocet lze použít
• pro obytné budovy
• pro dobu omezení (nocního útlumu) 8 h,
• pro stavební konstrukci, která není lehká (napr.
  drevená trámová konstrukce).
• pro nebytové budovy
• pro dobu omezení (víkendový útlum) 48 h,
• pro dobu užití v pracovních dnech nižší než 8 h
  za den,
• pro výpoctovou vnitrní teplotu 20C až 22C.

50
Návrhový tepelný výkon

• Pro vytápený prostor
• ?HL,i ?T,i ?V,i ?RH,i (W)
• Pro budovu nebo cást budovy
• ?HL ? ?T,i ? ?V,i ? ?RH,i (W)
• ?T,i návrhová tepelná ztráta prostupem tepla
• ?V,i návrhová tepelná ztráta vetráním
• ( pro budovu redukováno maximum)
• ?RH,i zátopový tepelný výkon pri prerušovaném
  vytápení

51
Ztráta vetráním pro budovu

• pro prirozené vetrání
• pro nucené vetrání s vetrací soustavou

?v úcinnost zarízení ZZT Pro návrh zdroje 24h
prumer.
52
Zjednodušený výpocet

• Predpoklady
• Obytné budovy n50 lt 3 h-1
• Použití vnejších rozmeru
• Celková tepelná ztráta

f?? teplotní korekcní cinitel zohlednující
dodatecné vyšší ztráty místností s vyšší teplotou
(koupelna - 24C)
53
Zjednodušený výpocet

• Ztráta prostupem tepla
• fk...
  korekcní cinitel pro zjednodušenou metodu
• Ztráta vetráním

Hygienické nejmenší množství vzduchu
Celkový tepelný výkon ?HL ? ?T,i ? ?V,i ?
?RH,i (W)
54
Výpocet tepelných ztrát ve zvláštních prípadech

• Vysoké a rozlehlé prostory
• Prostory s výškou gt5muvažuje se teplotní
  vertikální gradient ? zvýšení tepelných ztrát
  strechou.
• platí pro budovy 60 W/m2 ?
• Celková tepelná ztráta upravena výškovým
  korekcním cinitelem fh,i závisí na zpusobu
  vytápení (sálavé, konvekcní) a výšce vytápených
  prostor.

55
Výpocet tepelných ztrát ve zvláštních prípadech

• fh,i výškový korekcní cinitel

56
Výpocet tepelných ztrát ve zvláštních prípadech

• Budovy s výrazne odlišnou teplotou vzduchu a
  strední teplotou sálání
• Pokud chyba tep.ztráty vetráním gt 5
• ?ztráta prostupem z výsledné teploty ?o
• ?ztráta vetráním z teploty vnitrního vzduchu ?int
• Jinak výpocet tepelných ztrát vetráním
  (infiltrací) vede k príliš vysokým hodnotám pro
  sálavé otopné soustavy a príliš nízkým hodnotám
  pro konvekcní otopné soustavy.

57
Výpocet tepelných ztrát ve zvláštních prípadech

• Pokud
• Uwprumerná hodnota U oken a sten budovy (W/m2.K)
• prumerná teplota sálání se vypocte z vnitrních
  povrchových teplot - vypocítat pro dané U
  hodnoty, vnitrní a vnejší výpoctovou teplotu a
  teplotu otopných ploch

úprava z duvodu rozdílu teploty vzduchu a
výsledné teploty.
58
Porovnání s CSN 06 0210
prepocet vzorového výpoctu podle CSN 060210

• Vzorový dum
• polovina rodinného dvojdomu,
• prízemí, podzemní podlaží
• spolecná západní stena
• prízemí 0,5 m nad terénem

Souhrn vytápených místností
Klimatická data
59
Porovnání s CSN 06 0210
prepocet vzorového výpoctu podle CSN 060210
Schéma pudorysu prízemí
Základní konstrukce
obvodová zed Uk 0,433 Wm2.K
výplne otvoru Uk 2,1 Wm2.K
vnitrní prícky Uk 2,011 Wm2.K
vnitrní nosná zed Uk 0,742 Wm2.K
podlaha Uk 0,48 Wm2.K
strop Uk 0,469 Wm2.K
60
Porovnání s CSN 06 0210
prepocet vzorového výpoctu podle CSN 060210
Schéma rezu
Základní konstrukce
strop Uk 0,469 Wm2.K
podlaha Uk 0,48 Wm2.K
sklepní stena do zeminy Uk 0,606 Wm2.K do
vzduchu Uk 0,725 Wm2.K
podlaha suterénu Uk 0,457 Wm2.K
61
Porovnání s CSN 06 0210
prepocet vzorového výpoctu podle CSN 060210
Porovnání tepelných ztrát podle CSN 12831 a CSN
060210
62
Príklady software

• modul TV tepelný výkon (Protech)
• pripravuje se
• http//www.protech.cz/
• Ztráty 2004 (Svoboda software)
• plne funkcní
• http// www.kcad.cz
• Integracad 2005  (Lipovica)
• ceská verze bude predstavena na Aquatherm
  2005
• http//www.lipovica.cz/
• ImiLOSS (IMI International)
• pripravuje se snad na Aquathermu 2005
• http//www.imitop.net/ , http//www.imi-intern
  ational.net/cs/
• mnoho dalších

63

• ... dekuji za pozornost!
• daniel.adamovsky_at_fsv.cvut.cz