2010_01_20_fizyka.pdf

Optymalizacja energetyczna budynków

ĝwiadectwo energetycznej dla domu jednorodzinnego.

Instrukcja krok po kroku

Fizyka budowli z BuildDesk.

Materiały edukacyjne dla doradców

i audytorów energetycznych

Na podstawie projektu gotowego z kolekcji Muratora

M03a Moje Miejsce

Fizyka budowli z BuildDesk - materiały edukacyjne

Spis treści

1. Wprowadzenie

2. Transport energii cieplnej

3. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegród jednorod-

nych, niejednorodnych z uwzględnieniem poprawek. Norma PN - EN ISO

6946:2008

4. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegród w kontakcie

z gruntem wg metody uproszczonej. Norma PN - EN ISO 12831:2006

5. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegród w kontakcie

z gruntem wg metody dokładnej. Norma PN - EN ISO 13370:2008

6. Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania cie-

pła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne. Norma PN - EN ISO

14683:2008

Opracowanie merytoryczne

Konrad Witczak

Konsultant ds. efektywności energetycznej

BuildDesk Polska

1. Wprowadzenie.

Cykl wykładów Fizyka Budowli z BuildDesk ma na celu przedstawienie teoretycznych zasad obliczeń zapotrzebowania

budynków na ciepło do ogrzewania oraz chłodzenia. Dział Fizyka Budowli z BuildDesk składa się z 12 odcinków, stano-

wiących jedną z trzech głównych części Akademii BuildDesk.

Oprócz Fizyki budowli z BuildDesk , Akademia BuildDesk zawiera także Pytania egzaminacyjne & Odpowiedzi oraz in-

strukcję krok po kroku - Obliczenia zapotrzebowania na energię pierwotną - weryfikacja obliczeń programu BDEC PRO .

Część Akademii BuildDesk, Fizyka Budowli z BuildDesk zaczyna się od wyjaśnienia ogólnych pojęć związanych z zjawiska-

mi przepływu i bilansu ciepła, poprzez przejście w kolejnych odcinkach, przez poszczególne normy stosowane w obli-

czeniach strat ciepła przez różne elementy obudowy budynku, uwzględniania mostków cieplnych, itd…, kończąc cykl na

normie dotyczącej bilansu zapotrzebowania na ciepło i chłód dla całego budynku (PN – EN ISO 13790 : 2008).

Fizyka budowli z BuildDesk - materiały edukacyjne

2. Transport energii cieplnej – podstawowe zagadnienia.

Ocena ilości traconej energii cieplnej z budynku ma ścisły związek ze zjawiskami, którymi zajmuje się fizyka budowli.

Główną wielkość, czyli ilość energii (ilość ciepła) Q [J], oblicza się analizując zmiany strumienia ciepła [W] w czasie.

Strumień ciepła jest to ilość ciepła przepływająca między układami w jednostce czasu. Gęstość strumienia ciepła, q [W/

m 2 ], jest to strumień ciepła przepływający przez jednostkę powierzchni.



Strumień ciepła

Z punktu widzenia obliczania zapotrzebowania na energię do ogrzewania, czyli strat ciepła, ważne są trzy w/w podsta-

wowe pojęcia:

- gęstość strumienia ciepła q [W/m 2 ]

- strumienia ciepła

- energia (ciepło)



QqAW



[]

QQtJ



Na potrzeby obliczeń strat ciepła z budynku, gęstość strumienia ciepła obliczana jest ze wzoru:



U Ti

(



)

gdzie:

U – współczynnik przenikania ciepła [W/m 2 K]

(Ti – Te): różnica temperatur pomiędzy środowiskiem wewnętrznym a zewnętrznym [K]

Współczynnik przenikania ciepła (U) wyraża ilość energii (w dżulach) przepływającej przez 1m 2 przegrody w ciągu 1

sekundy przy różnicy temperatur 1K po obu stronach przegrody.

Na podstawie powyższej definicji współczynnika przenikania ciepła, widać więc, że aby obliczyć ilość energii traconej

przez całą bryłę budynku:

•

współczynniki przenikania ciepła (U, [W/(m 2 K)]) poszczególnych elementów obudowy budynku mnożymy przez ich

powierzchnię (A, [m 2 ]). Dostajemy współczynniki strat ciepła przez przenikanie (H tr , [W/K]).

•

Iloczyn współczynników strat ciepła (H tr , [W/K]) i różnicy temperatur (Te – Ti, [K]) odpowiada strumieniowi ciepła

[W]; Iloczyn ten odpowiada także mocy cieplnej, jaką należy dostarczyć do budynku w postaci ciepła aby przy da-

nych współczynnikach przenikania ciepła U i powierzchniach przegród A utrzymać w danej chwili zadaną temperatu-

rę wewnętrzną.



•

Ostatnim etapem obliczeń strat ciepła przez przenikanie jest iloczyn strumienia ciepła ( [W]) przez czas [s] trwania

zadanej różnicy temperatur, np. przez okres jednego miesiąca (lub godziny). W jego wyniku otrzymujemy ilość ener-

gii [J] traconej z budynku w wyniku przenikania ciepła w ciągu trwania założonego okresu [s] (np. miesiąc, godzina)

przy występującej w danym okresie różnicy temperatur (Te – Ti [K])

Poniżej wyjaśniono teoretyczne podstawy obliczania strat ciepła przez przenikanie.

Wymiana energii cieplnej pomiędzy układami może następować poprzez: przewodzenie, konwekcję i promieniowanie.

Większość wymiany ciepła ze środowiskiem zewnętrznym poprzez przegrody odbywa się na drodze przewodzenia, opi-

sanego prawem Fouriera.

Prawo Fouriera mówi, że gęstość przewodzonego strumienia ciepła jest wprost proporcjonalna do gradientu temperatu-

ry:





gradT







- wektor gęstości strumienia ciepła

λ - współczynnik przewodzenia ciepła

T - temperatura [K]





















Grad – (gradient) jest to operator różniczkowy, który w układzie współrzędnych kartezjańskich ma postać:



T T T



gradT

 



Gradient działając na pole skalarne, w tym wypadku pole temperatury, przyporządkowuje mu odpowiednie pole wekto-

rowe. W tym wypadku pole gęstości strumienia ciepła. Gradient wskazuje kierunek i zwrot największego wzrostu warto-

ści pola, na które działa, np. pola temperatury.





gradT

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: