EUco

Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową na potrzeby ogrzewania
i wentylacji oraz wskaźnika EUco
1.
Całkowity współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie
Obliczany jest na podstawie nory PN-EN 12831 / metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego/.
Zgodnie z Rozporządzeniem obliczenia należy wykonywać dla każdej strefy oddzielnie.
Htr , s  Htr ,ie  Htr ,iue  Htr ,ij  Htr ,ig
gdzie:
Htr,ie – współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie ze strefy ogrzewanej (i) bezpośrednio do
środowiska zewnętrznego (e) [W/K]
Htr,iue – współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie ze strefy ogrzewanej (i) przez przyległe
przestrzenie nieogrzewane w budynku lub przyległym budynku (u) do otoczenia (e) [W/K]
Htr,ig – współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie ze strefy ogrzewanej (i) do gruntu (g) [W/K]
Htr,ij – współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie ze strefy ogrzewanej (i) do przyległej strefy
ogrzewanej w budynku lub przyległym budynku (j) [W/K]
Współczynniki strat ciepła przez przenikanie oblicza się ze wzoru:
[W/K]
gdzie:
btr,i – współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur i-tej przegrody
Ai – pole powierzchni i-tej przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej temperaturze, obliczanej po
wymiarach zewnętrznych przegrody [m2]
Ui – współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody [W/(m2·K)]
li – długość i-tego liniowego mostka cieplnego [m],
Ψi – liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego [W/(m·K)].
Współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatury btr:
Lp.
Rodzaj przestrzeni nieogrzewanej oddzielonej rozpatrywaną przegrodą od
ogrzewanej przestrzeni budynku
1
Pomieszczenie:
a) tylko z 1 ścianą zewnętrzną
b) z przynajmniej 2 ścianami zewnętrznymi bez drzwi zewnętrznych
c) z przynajmniej 2 ścianami zewnętrznymi z drzwiami zewnętrznymi (np. hale, garaże)
d) z trzema ścianami zewnętrznymi (np. zewnętrzna klatka schodowa)
0,4
0,5
0,6
0,8
Podziemie:
a) bez okien/drzwi zewnętrznych
b) z oknami/drzwiami zewnętrznymi
0,5
0,8
2
3
Poddasze:
a) przestrzeń poddasza silnie wentylowana (np. pokrycie dachu z dachówek lub innych
materiałów tworzących pokrycie nieciągłe) bez deskowania pokrytego papą lub płyt
łączonych brzegami
b) inne nieizolowane dachy
c) izolowany dach
Wewnętrzne przestrzenie komunikacyjne
(bez zewnętrznych ścian, krotność wymiany powietrza mniejsza niż 0,5h -1)
btr
1,0
0,9
0,7
0
4
Swobodnie wentylowane przestrzenie komunikacyjne
(powierzchnia otworów/kubatura powierzchni >0.005 m 2/m3)
1,0
5
Przestrzeń podpodłogowa:
a) podłoga nad przestrzenią nieprzechodnią
b) podłoga na gruncie
Przejścia lub bramy przelotowe nieogrzewane, obustronnie zamknięte
0,8
0,6
0,9
6
strona 1
Współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie (obliczany dla każdej strefy osobno):
Ai
Ui
btr,i
Ai · Ui · btr,i
2
2
Przegrody:
m
W/(m ·K)
W/K

Ściany zewnętrzne (bez okien i drzwi)
Dach / stropodach
Strop piwnicy/podłoga na gruncie
/podłoga w piwnicy
Ściany stykające się z gruntem
Okna zewnętrzne
Drzwi zewnętrzne
…….
Dodatki na mostki cieplne
li
btr,i
Ai · li · btr,i
i
m
W/(m·K)
…….
…….
Razem współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie strefy temperaturowej 1:
Ai
m2
Przegrody:
Ściany zewnętrzne (bez okien i drzwi)
Dach / stropodach
Strop piwnicy/podłoga na gruncie
/podłoga w piwnicy
Ściany stykające się z gruntem
Okna zewnętrzne
Drzwi zewnętrzne
…….
Dodatki na mostki cieplne
li
…….
…….
…….
Ui
W/(m2·K)
btr,i

Ai · Ui · btr,i
W/K
i
W/(m·K)
btr,i
Ai · li · btr,i
Razem współczynnik przenoszenia ciepła przez przenikanie strefy temperaturowej 2:
2.
Współczynnik przenoszenia przez wentylację
𝐻𝑣𝑒,𝑠 = 𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 ∙ ∑ 𝑏𝑣𝑒,𝑘 ∙ 𝑉𝑣𝑒,𝑘,𝑛 [
𝑘
𝑘𝑊ℎ
],
𝑚−𝑐
gdzie:
𝐻𝑣𝑒,𝑠 – współczynnik przenoszenia ciepła przez wentylację ze strefy ogrzewanej, [W/K]
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 – pojemność cieplna powietrza (równa jest 1200), [J/(m3 K)]
𝑏𝑣𝑒,𝑘 – czynnik korekty temperatury dla strumienia powietrza zewnętrznego k, [−]
𝑉𝑣𝑒,𝑘,𝑛 – uśredniony w czasie strumień powietrza zewnętrznego k w strefie ogrzewanej, [m3 /s]
przyjmowany z tabeli 23 Rozporządzenia,
𝑘 – identyfikator strumienia powietrza zewnętrznego, [−]
𝑉𝑣𝑒,1,𝑛 = 𝑉𝑣𝑒,1,𝑠 · 𝐴𝑓,𝑠
strona 2
𝑉𝑣𝑒,2,𝑠 = 𝑉𝑖𝑛𝑓 = 𝑛 · 𝑉/3600
n=0,2 w budynkach wzniesionych po 1995 r. oraz w budynkach wzniesionych wcześniej, w których po
1995 r. zostały wymienione okna i drzwi balkonowe
n=0,3 w pozostałych budynkach
Opis strefy wentylowanej
k
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎
J/(m3 K)
𝑏𝑣𝑒,1

𝑉𝑣𝑒,1,𝑠
m /(s · m2 )
As
m2
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 · 𝑏𝑣𝑒,1 · 𝑉𝑣𝑒,1,𝑛 · As
W/K
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎
J/(m3 K)
𝑏𝑣𝑒,2
n


𝑉
m3
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 · 𝑏𝑣𝑒,𝑘 · 𝑛 · 𝑉/3600
W/K
3
1
Pomieszczenia mieszkalne
k
2
Razem współczynnik przenoszenia ciepła przez wentylację
Opis strefy wentylowanej
k
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎
J/(m3 K)
𝑏𝑣𝑒,1

𝑉𝑣𝑒,1,𝑠
m /(s · m2 )
As
m2
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 · 𝑏𝑣𝑒,1 · 𝑉𝑣𝑒,1,𝑛 · As
W/K
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎
J/(m3 K)
𝑏𝑣𝑒,2
n


𝑉
m3
𝜌𝑎 ∙ 𝑐𝑎 · 𝑏𝑣𝑒,𝑘 · 𝑛 · 𝑉/3600
W/K
3
1
Klatki schodowe
k
2
Razem współczynnik przenoszenia ciepła przez wentylację
3.
Wewnętrzne zyski ciepła
Wartości średniej mocy jednostkowej wewnętrznych zysków ciepła (bez zysków od instalacji grzewczych
i ciepłej wody) odniesionej do jednostki powierzchni wynoszą (tabela 26 Rozporządzenia):
dla budynku jednorodzinnego qint = 6,8 W/m2
dla mieszkania w budynku wielorodzinnym qint = 7,1 W/m2 (mieszkania) oraz 1,0 (klatki
schodowe)
4.
Zyski od słońca
𝑄𝑠𝑜𝑙,𝐻 = ∑ 𝐶𝑖 ∙ 𝐴𝑖 ∙ 𝐼𝑖 ∙ 𝐹𝑠ℎ,𝑔𝑙 ∙ 𝐹𝑠ℎ ∙ 𝑔𝑔𝑙 [
𝑖
𝑘𝑊ℎ
],
𝑚−𝑐
gdzie:
𝐶𝑖 – udział pola powierzchni oszklenia do całkowitego pola powierzchni okna (wartość średnia równa jest
0,7), [−]
𝐴𝑖 – pole powierzchni okna, drzwi balkonowych lub powierzchni oszklonej w świetle otworu w
przegrodzie, [𝑚2 ]
𝐼𝑖 – energia promieniowania słonecznego padające w danym miesiącu na płaszczyznę, w której
usytuowane jest okno, drzwi balkonowe lub powierzchnia oszklona, według danych klimatycznych
z najbliższej względem lokalizacji budynku stacji meteorologicznej, [𝑘𝑊ℎ/𝑚2 𝑚 − 𝑐]
𝐹𝑠ℎ,𝑔𝑙 – czynnik redukcyjny ze względu na zacienienie dla ruchomych urządzeń zacieniających
wyznaczony według Polskiej Normy dotyczącej energetycznych właściwości użytkowych
budynków – obliczanie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia, [−]
𝐹𝑠ℎ – czynnik redukcyjny ze względu na zacienienie od przegród zewnętrznych wyznaczony według
Polskiej Normy dotyczącej energetycznych właściwości użytkowych budynków – obliczanie
zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia, [−]
strona 3
𝑔𝑔𝑙 – całkowita przepuszczalność energii promieniowania słonecznego dla przezroczystej części okna,
drzwi balkonowych lub powierzchni oszklonej wyznaczona według Polskiej Normy dotyczącej
energetycznych właściwości użytkowych budynków – obliczanie zużycia energii na potrzeby
ogrzewania i chłodzenia, [−]
Współczynniki przepuszczalności całkowitej energii słonecznej dla najczęściej występujących rozwiązań
oszklenia [PN-EN ISO 13790]
Rodzaj oszklenia
współczynnik przepuszczalności całkowitej energii słonecznej
Pojedynczo szklone
Podwójnie szklone
Podwójnie szklone z powłoką selektywną
Potrójnie szklone
Potrójnie szklone z powłoką selektywną
Okna podwójne
g
0,85
0,75
0,67
0,70
0,50
0,75
W zasadzie, całkowita transmitancja energii promieniowania słonecznego g jest uśrednionym po czasie
stosunkiem energii przechodzącej przez niezacieniony element do energii na niego padającej. Dla okien
lub innych oszklonych elementów obudowy, norma ISO 9050 podaje metodę obliczania transmitancji
promieniowania słonecznego dla promieniowania padającego prostopadle do powierzchni. Wartość ta, g,
jest nieco większa od uśrednionej po czasie transmitancji promieniowania słonecznego, dlatego należy
zastosować czynnik korekcyjny Fw :
g = Fw g
UWAGA Wartości g oraz zasady stosowania czynnika korekcyjnego podane są w załączniku H PN 13790 wraz z typowymi
czynnikami transmitancji promieniowania całkowitego.
Do obliczeń miesięcznych wymagana jest uśredniona wartość dla wszystkich kątów padania.
Współczynnik Fw określony jest w przybliżeniu równy:
Fw 
g
 0,9
g
i zależy od rodzaju szyb, szerokości geograficznej i orientacji.
strona 4
Zyski od słońca (obliczane dla każdej strefy temperaturowej oddzielnie):
Orientacja
Pole powierzchni okien i drzwi
Udział pola
Czynnik redukcyjny
powierzchni
zacienienia od
oszklenia
ruchomych urządzeń
Czynnik redukcyjny
zacienienia od przegród
zewnętrznych
Całkowita
przepuszczalność
energii
promieniowania
Powierzchnia oszklenia po
uwzględnieniu wskaźników
Ai ·Ci ·Fsh,gl ·Fsh ·g gl
m2
Ai
Ci
Fsh,gl
Fsh
g gl
2




m
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
Dane
klimatyczne
Orientacja
I
II
Ii - wartość promieniowania słonecznego w miesiącu w Wh ma 1 m2
III
IV
V
IX
X
XI
XII
………………
Powierzchnia
oszklenia po
uwzględnieniu
wskaźników [m2]
Suma zysków od
promieniowania
słonecznego
Orientacja
Wartość promieniowania słonecznego w miesiącu w Wh
Wartość promieniowania słonecznego w miesiącu w Wh
strona 5
5.
Energia na cele ogrzewania i wentylacji
Zgodnie z Rozporządzeniem obliczenia należy wykonywać dla każdej strefy oddzielnie.
Dane dla miesięcy
l
Średnia temp. miesięczna
Θe
Temperatura wewnętrzna
Θint,H
Liczba godzin
[kWh]
Zyski Qsol
[kWh]
Moc zysków cieplnych q int
[W/m2]
Zyski wew. Qi=qint*Ac*tM /1000
[kWh]
Zyski cał QH,gn=Qsol+Qint
[kWh]
IV
V
IX
X
XI
XII
γ =QH,gn/QH,ht
Cm - wew. poj. cieplna budynku
[J/K]
Stała czasowa τ =(Cm/3600)/(Htr+Hve)
Parametr numeryczny
III
tM
Straty QH,ht =H*(Θint,H-Θe)*tM
Stosunek zysków do strat
II
[h]
αH=1+τ/15
Efektywność wykorzystania zysków
ηH,gh=(1-γαH)/(1-γαH+1)
QH,nd,s,n =QH,ht - ηH,gn*QH,gn
[kWh]
Wskaźnik rocznego zapotrzebowania na energię użytkową na potrzeby ogrzewania wentylacji (dla całego budynku, nie dla każdej strefy osobno):
EUco= QH,nd,s,n/ Af [kWh/(m2·rok)]
strona 6
Wewnętrzna pojemność cieplna budynku (PN-EN 13790 pkt. 9.2.3)
Wewnętrzną pojemność cieplną budynku, C, oblicza się jako sumę pojemności cieplnych wszystkich elementów budynku
w bezpośrednim kontakcie termicznym z powietrzem wewnętrznym rozpatrywanej strefy termicznej:
C =  j Aj = ji ij cij dij Aj
gdzie
j
jest wewnętrzną pojemnością cieplną na jednostkę powierzchni elementu budynku j;
Aj
jest polem powierzchni elementu j;
ij
jest gęstością materiału warstwy i - tej w elemencie j;
cij
jest ciepłem właściwym materiału warstwy i - tej w elemencie j;
dij
jest grubością warstwy i - tej w elemencie j.
Sumowania dokonuje się dla wszystkich warstw każdego z elementów, zaczynając od powierzchni wewnętrznej,
a kończąc w zależności od tego, który z przypadków występuje jako pierwszy: na pierwszej warstwie izolacji cieplnej,
maksymalnej grubości warstwy akumulującej podanej w tablicy 3 lub połowie grubości elementu.
Maksymalna grubość brana pod uwagę na potrzeby obliczeń wewnętrznej pojemności cieplnej
Określanie współczynnika wykorzystania
Maksymalna grubość
[cm]
10
Efekty związane z ogrzewaniem przerywanym
3
Zastosowanie
Wewnętrzną pojemność cieplną budynku można obliczać jako sumę wewnętrznych pojemności cieplnych wszystkich
elementów obliczonych zgodnie z PN-EN ISO 13786, lub z danych krajowych, uwzględniających rodzaj konstrukcji. Ta
wartość może być uproszczona, a względna niepewność dziesięć razy wyższa niż dopuszczalna dla strat ciepła.
Orientacyjne wartości wewnętrznej pojemności cieplnej różnych rodzajów budynków z przykładową charakterystyką ich
konstrukcji
Wartość Cm
[J/K]
Bardzo lekki 80 000·Af
Lekki 110 000·Af
Rodzaj budynku
Średni 165 000·Af
Ciężki 260 000·Af
Bardzo ciężki 370 000·Af
Przykładowa charakterystyka konstrukcji
Budynek drewniany
Budynek o szkielecie stalowym lub żelbetowym z lekkimi ścianami
osłonowymi
Budynek ze ścianami warstwowymi lub o konstrukcji jednowarstwowej z
lekkiego betonu lub ceramiki poryzowanej
Budynek wielkopłytowy
Budynek murowany z cegły pełnej
strona 7
Obliczenie wewnętrznej pojemności cieplnej budynku Cm
ściany zewnętrze
warstwa
tynk cw
cegła pełna
d [m]
0,015
0,085
ściany zewnętrze poddasza
warstwa
d
tynk cw
gazobeton
 [kg/m3]
1850
1850
cp [J/(kg·K)]
840
840
A [m2]
470,6
470,6
Cm [J/K]
10 970 385
62 165 517
73 135 902
ρ
cp
A
Cm [J/K]
ρ
cp
A
Cm [J/K]
ściany wewnętrzne (liczone dwustronnie)
warstwa
d
ρ
tynk cw
cegła pełna
cp
A
Cm [J/K]
ρ
cp
A
Cm [J/K]
ρ
cp
A
Cm [J/K]
ρ
cp
A
Cm [J/K]
ρ
cp
A
Cm [J/K]
okna
warstwa
oszklenie
ramy
d
strop ostatniej kondygnacji
warstwa
d
tynk cw
strop
strop piwnicy
warstwa
sosna
strop
d
stropy wewnętrzne (góra)
warstwa
d
sosna
strop DZ-3
stropy wewnętrzne (dół)
warstwa
strop
tynk cw
d
Suma:
strona 8