Teorie pro návrh sálavého vytápění

Transkript

TECHNICKÁ PŘÍRUČKA
SÁLÁNÍ
Tento dokument zpracovaly vývojové laboratoře CarliEuklima přední nadnárodní společnost, která
vyvíjí produkty sálavého vytápění pro Evropu a Asii.
Modelové řady infrazářičů 
Tmavé infrazářiče
Xenon PLUS model Eurad MSU
Xenon ECO model Eurad MSC
Xenon ECO I model Eurad MSM
Světlé keramické infrazářiče
Neon PLUS model Euceramic HE
Neon ECO model Euceramic Eco
Nízkoteplotní infrazářiče s recirkulací spalin
EUCERK
HELIUM
Teplovodní sálavé panely
Euterm
Pro podrobnější informace k novým produktům si stáhněte nový katalog infrazářiče nebo si
prohlédněte www.4heat.cz .
Doporučujeme rovněž využít služeb návrhu případně naprojektování infrazářičů do Vámi určených
prostor našimi techniky.
Zajistíme pro Vás:
komplexní prohlídku objektu
návrh řešení
po odsouhlasení naprojektování zařízení / nebo pomoc s projekcí
kalkulaci výhodnosti
dodávku zařízení
pomoc s montáží zařízení
záruku až 10 let
roční servisní prohlídky
prohlídku termokamerou a zpracování posudku funkčnosti
Neustálý vývoj a zkvalitňování vývoje výrobků v laboratořích CarliEuklima může vést ke změnám či úpravám následujícího textu bez
předchozího upozornění.
Prosím kontaktujte pro aktuální informace obchodníka http://www.4heat.cz/kontakty
TECHNICKÁ PŘÍRUČKA
1. SÁLÁNÍ
2. TEPELNÝ KOMFORT
3. SÁLAVÉ VYTÁPĚNÍ
3.1. Volba typu sálavého vytápění CARLIEUKLIMA
3.2. Výhody sálavého vytápění oproti konvekčnímu
4. KONSTRUKČNÍ PRVKY
4.1. Metoda výpočtu potřeby tepla u systému sálání
4.1.1 Statické ztráty  T
4.1.1.1. Součinitel prostupu tepla U
4.1.1.2. Příklad výpočtu koeficientu U
4.1.1.3. Venkovní teploty pro projekty
4.1.1.4. Výpočet tepelného toku do nevytápěných prostor
4.1.1.5. Výpočet úniku přes zdi sousedící s terénem
4.1.1.6. Výpočet tepelného toku, který prostupuje podlahami
4.1.1.7. Volba provozní teploty v závislosti na typu činnosti
4.1.2. Dynamické ztráty  V
4.1.3. Navýšení a snížení u opravných koeficientů
4.1.3.1. Koeficient navýšení podle výšky instalace KAH
4.1.3.2. Koeficient navýšení u přerušovaného provozu KAI
4.1.3.3. Koeficient navýšení podle tvaru budovy KAF
4.1.3.4. Koeficient celkového snížení KRR
4.1.4 Výpočet potřeby tepla systému
4.1.5. Výpočet požadovaného tepelného výkonu
4.2. Metoda výpočtu potřeby tepla u konvekčních systémů
4.2.1. Statické a dynamické ztráty
4.2.2. Navýšení u opravných koeficientů
4.2.2.1. Koeficient navýšení u provozní teploty KOP
4.2.2.2. Koeficient navýšení pro expozici stěn KES
4.2.2.3. Koeficient navýšení u přerušovaného provozu KAI
4.2.2.4. Koeficient navýšení pro teplotní gradient KGR
4.2.3. Výpočet potřeby tepla
4.2.4. Výpočet požadovaného tepelného výkonu
4.3. Příklad výpočtu potřeby tepla
4.4. Částečné vytápění
4.4.1. Výpočet potřeby tepla
1. SÁLÁNÍ
Sálání je proces, během něhož proudí teplo z jednoho tělesa o vyšší teplotě
směrem k druhému tělesu o nižší teplotě, a to ve formě elektromagnetického
záření; základní charakteristikou přenosu tepla sáláním je, že probíhá i ve vakuu.
Všechna tělesa vyzařují energii ve formě elektromagnetického záření a jsou také
schopna tuto sálavou energii pohlcovat. Kvalita energie vyměněné sáláním záleží
na povaze těles, na jejich geometrickém tvaru, na vzájemné poloze, na teplotě
jejich povrchů a na absorpci média ležícího mezi nimi. Nejlépe propustným médiem
pro záření je vakuum. Bezbarvé plyny, tedy také vzduch, jsou považovány za stejně
propustné. Kapaliny a matné pevné látky jsou nepropustné a záření různým
způsobem a v různé míře pohlcují.
Projevy sálání se dělí podle své charakteristické vlnové délky, jak je vidět na
obrázku 1.1. Záření v intervalu vlnové délky 0,1 ÷100 µm (1 µm = 10-6 m) se nazývá
sálání a právě to umožňuje výměnu tepelné energie mezi sálavými tělesy.
Obrázek 1.1
Rozsahy vlnových
délek ve vztahu
k elektromagnetickým
jevům.
rádiové vlny
sálání tepla
infračervené
viditelné
ultrafialové
RTG záření
gama záření
Vysálaná energie se se zvyšováním teploty sálajícího tělesa velmi zvyšuje; tepelná
výměna sáláním může být při vysoké teplotě velmi intenzivní a může převzít
dominantní roli ve srovnání s jinými možnými souběžnými způsoby přenosu tepla
(vedením a prouděním). Hmotné těleso nejen vysílá záření, ale i reaguje se zářením,
které na něho dopadá. Toto záření může být částečně pohlceno, částečně odraženo
a částečně předáno, jak znázorňuje obrázek 1.2.
4
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 1.2
Pohlcování, odrážení a předávání
elektromagnetického záření.
Dopadající
Odražené
Pohlcené
Předané
Specifický výkon vysálaný hmotným tělesem v každém bodě jeho povrchu se nazývá
intenzita vyzařování E [W/m2]. V souvislosti s intenzitou vyzařování je vhodné
definovat černé těleso, které se vyznačuje tím, že pohltí veškeré dopadající záření.
Celkové vyzařování černého tělesa se definuje jako En [W/m2]. Je-li dána určitá
teplota, lze dokázat, že černá plocha vykazuje maximální emisi záření. Reálné těleso
při stejné teplotě vykazuje nižší vyzařování. Poměr mezi oběma vyzařováními je
nazývá emisivita ε.
ε = E / En
V tabulce 1.1 je uvedena emisivita různých materiálů při různých teplotách.
Tabulka 1.1
Celková emisivita (ε) v běžném
směru pro některé materiály (pro
černé těleso ε =1).
5
Verze 0407
MATERIÁL
Hliník (vyleštěný)
Hliník (zoxidovaný)
Chrom (vyleštěný)
Měď (vyleštěná)
Měď (zoxidovaná)
Ocel (vyleštěná)
Ocel (zoxidovaná)
Železo (rezavé)
Rtuť (tekutá)
Stříbro (vyleštěné)
Wolfram (vyleštěný)
Wolfram (žárovkové vlákno)
Kouřově černá
Azbestová tkanina
Křemíkové sklo
Sádrová omítka
Pálené cihly
Guma
Voda kapalná (silná vrstva)
Mramor (světle šedý leštěný)
Dubové dřevo (hoblované)
MANUÁL SÁLÁNÍ
300 K
0,04
0,09
0,08
0,02
0,56
0,07
0,79
0,70
0,02
0,02
0,04
0,32
0,96
0,93
0,93
0,92
0,93
0,86-0,84
0,96
0,93
0,90
TEPLOTA
500 K
0,04
0,12
0,17
0,02
0,61
0,10
0,79
0,02
0,02
0,06
0,32
0,96
0,94
0,89
0,92
-
800 K
0,06
0,17
0,27
0,03
0,83
0,14
0,79
0,03
0,03
0,08
0,32
0,97
0,94
0,68
-
www.4heat.cz
Sálání vyzařované určitým povrchem má obvykle určitý rozsah vlnové délky a
tedy i určité spektrum monochromatického záření (monochromatické záření je
výkon vyzářený tělesem na jednotku plochy a na jednotku vlnové délky). Na
obrázku 1.3 je znázorněn graf, který na základě dvou různých teplot černého
tělesa udává indikativní hodnoty spektra monochromatického záření (eλ)n,
2
vyjádřeného v [kcal/(h m µm)]. Lze si povšimnout, že většina tepla
vysálaného černým tělesem při 1600 °C se nachází v poli ultrafialového,
viditelného a infračerveného záření, přičemž k maximálnímu vyzařování
dochází v poli infračerveném s vlnovou délkou 1,5 µm. Totéž těleso při teplotě
250 °C vyzařuje teplo pouze v poli infračerveného záření (vlnová délka od 1
µm do 100 µm).
Monochromatické záření černého tělesa (eλ)n
2
[kcal/(h m µm]
Obrázek 1.3
Monochromatické záření černého
tělesa při různých teplotách.
ULTRAFIALOVÉ
6
Verze 0407
těleso při 1600°C
těleso při 250°C
VIDITELNÉ
INFRAČERVENÉ
MANUÁL SÁLÁNÍ
Vlnová délka μm
www.4heat.cz
2. TEPELNÝ KOMFORT
Tepelný komfort je vnitřní pocit jedince, který je spokojen s klimatickými podmínkami,
jež ho obklopují. Absolutně subjektivní charakter tohoto pocitu, se kterým jsou stejné
podmínky prostředí vnímány různými osobami, závisí na tom, jak velkou schopnost
udržovat svou vnitřní teplotu konstantní má termoregulační mechanismus lidského
těla. Z tohoto důvodu je nemožné dosáhnout stavu teplotního komfortu, který bude
platný pro všechny – lze dosáhnout pouze teplotního komfortu pro většinu
přítomných. Tepelný komfort závisí na čtyřech parametrech prostředí:




Teplota vzduchu
Ta
Střední radiační teplota
Tr
Relativní vlhkost prostředí
RHa
Rychlost vzduchu v prostředí
Va
A ze dvou individuálních parametrů:


Prováděná fyzická aktivita
Typ oděvu
Střední radiační teplota Tr určitého prostředí je vážený průměr teplot všech povrchů
uvažovaného prostředí. Vzhledem k tomu, že stav komfortu souvisí jak s teplotou
vzduchu, tak i s teplotou povrchů v místnosti, je jasné, že nízkým teplotám stěn bude
odpovídat vysoká teplota vzduchu a naopak. Aby mohlo být toto pravidlo zachováno,
je vhodné definovat provozní teplotu To jakožto ukazatel kombinovaného hodnocení
účinků teploty vzduchu a střední radiační teploty:
To =
Ta+ Tr
2
Výpočet instalovaného výkonu a řízení spotřeby týkající se dané budovy se tedy
musí odvíjet od provozní teploty a nikoliv od teploty vzduchu. Pokud je znám typ
pracovního oděvu a prováděná činnost, je pro zjištění hodnot komfortních podmínek
prostředí užitečné znázornit si křivku komfortu. Jedinec, který se při daném typu
činnosti a oděvu nachází v prostoru, jehož parametry leží na křivce komfortu, se
nachází v podmínkách pohodlí. Na obrázku 2.1 jsou znázorněny křivky pohodlí na
ploše, jejímiž souřadnicemi jsou dva parametry prostředí - střední radiační teplota a
teplota vzduchu. Hodnota relativní vlhkosti byla stanovena na 50% a byly dány tři
rychlosti vzduchu (nízká 0,1 m/s, střední 0,5 m/s a vysoká 1,5 m/s), čemuž
odpovídají tři křivky komfortu. Úroveň činnosti je středního typu (pracovník u
obráběcích strojů) a také oděv má střední krycí schopnost. Všimněte si, že při
rychlosti vzduchu 0,5 m/s lze dosáhnout komfortu při teplotě vzduchu a stěn 17°C,
nebo lze snížit teplotu vzduchu na sotva 15°C a zvýšit střední radiační teplotu na
22°C.
7
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 2.1
Křivky pohodlí pro střední činnost i oděv
při různých rychlostech vzduchu
(relativní vlhkost 50%).
relativní rychlost
1,5 m/s
Teplota vzduchu
V tabulce 2.1 jsou uvedeny optimální provozní teploty, které by měly být dosaženy
v prostředí při různých činnostech.
8
Tabulka 2.1
TYP ČINNOSTI
Ideální teploty pro různé
lidské činnosti
LEHKÁ PRÁCE
Sedavá a kancelářská práce
STŘEDNĚ LEHKÁ PRÁCE
Lehké obráběcí práce, montážní práce,
opravy drobných zařízení
STŘEDNÍ PRÁCE
Méně náročné práce s přesuny mezi pracovními stoly,
obráběcími stroji, mechanické montáže, skladování
lehkých dílců
STŘEDNĚ TĚŽKÁ PRÁCE
Strojírenská výroba, svařování, kovárna,
průmyslové montáže
TĚŽKÁ PRÁCE
Stavební práce, hutnictví, zpracování mramoru a cihel
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
Doporučená teplota
°C
17 - 20
16 - 18
15 - 17
14 – 16
10 - 15
www.4heat.cz
3. SÁLAVÉ VYTÁPĚNÍ
Principem sálavého vytápění je zahřát určitý povrch na určitou teplotu, aby
tento povrch pak mohl vyzařovat teplo do prostředí. Sálavé systémy
CARLIEUKLIMA se montují pomocí táhel ke stropu vytápěného prostoru tak,
aby teplo dopadalo přímo na podlahu, na stroje a osoby, které máme
v úmyslu ohřívat, a to beze ztrát.
Podle rozlohy vytápěného prostoru je třeba rozmístit zářiče tepla tak, aby byl
proud tepla homogenní, neboť zářiče nevytápějí přímo vzduchu, ale podlahu,
nástroje, stroje a osoby, jak je vidět na obrázku 3.1. Vzduch se ohřívá
nepřímo tím, že se dostává do kontaktu se všemi teplými povrchy.
Obrázek 3.1
Příklad vytápění zářením.
Studený
vzduch
15°C
3.1. Výběr typu zářiče CARLIEUKLIMA
Obrázek 3.2
Zářiče CARLIEUKLIMA
SÁLAVÉ SYSTÉMY CARLIEUKLIMA
TEPLOVODNÍ
SÁLAVÉ PANELY
EUTERM
PLYNOVÉ
S PŘÍMÝM SÁLÁNÍM
KERAMICKÉ ZÁŘIČE
Neon
S NEPŘÍMÝM SÁLÁNÍM
TRUBICOVÉ MODULY
Xenon
SÁLAVÉ PÁSY
EUCERK, HELIUM
Systémy sálavého vytápění CARLIEUKLIMA se dělí na systémy teplovodní
(sálavé panely EUTERM) a plynové (trubicové moduly XENON, sálavé pásy
EUCERK, HELIUM, keramické zářiče NEON). Plynové zářiče se dále dělí na
systémy s přímým sáláním (NEON), u kterých probíhá spalování na
keramickém povrchu v přímém kontaktu se vzduchem vytápěného prostoru, a
na systémy s nepřímým sáláním (XENON, EUCERK, HELIUM), u nichž
produkty spalování předávají teplo sálavému povrchu (ocelové trubce) a
následně jsou odvedeny mimo vytápěný prostor. U modulů se sálavými
trubicemi XENON jsou produkty spalování poté, co odevzdají teplo trubici,
odváděny přímo ven z vytápěného prostoru a průměrné teploty trubic se
pohybují okolo 350°C. U sálavých pásů EUCERK, HELIUM se produkty
spalování nechají několikrát projít trubicemi, než budou odvedeny ven, a
průměrné teploty trubic se pohybují okolo 200 °C.
9
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 3.1
Průvodce výběrem sálavého systému CARLIEUKLIMA pro různé charakteristiky vytápěného prostředí
CHARAKTERISTIKY
VYTÁPĚNÉHO
PROSTORU
EUTERM
EUCERK,
HELIUM
XENON
NEON
Instalace systému do
výšky menší než 4
metry

Pozor! Nutné
dodržet hygienické
předpisy.*
Pozor! Nutné
předpisy.*

výšky mezi 4 a 10
metry




výšky více než 10
metrů




Malé proudění
vzduchu




Velké proudění
vzduchu




Prostředí s takovou
výrobou a koncentrací
odpadních látek, že se
tvoří plyny, výpary nebo
prach schopné
zapříčinit požár nebo
výbuch

Pozor! Nutné
předpisy.* POZOR
na další platné
normy a předpisy
Pozor! Nutné
předpisy.* POZOR
na další platné
normy a předpisy
Pozor! Nutné
předpisy.* POZOR
na další platné
normy a předpisy
Potřeba různých zón
vytápění




Požadavek na
extrémní bezhlučnost




Instalace
v otevřených či
polootevřených
prostorech




Rychlost dosažení
podmínek komfortu




Homogenní rozložení
záření




Estetika systému




Teplá voda
využitelná
z výrobního procesu




SYSTÉM VYTÁPĚNÍ
● zcela nevhodný
●● málo vhodný
●●● docela vhodný
●●●● velmi vhodný
●●●●● optimální řešení
* zákon 361/2007 Sb.- zákoník práce - podmínky ochrany zdraví při práci, se změnami 68/2010 Sb., 93/2012Sb.,9/2013 Sb. POZOR
na další platné protipožární, hygienické, a jiné normy a předpisy řešící provoz a funkci zařízení dle prostředí.
10
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
3.2. Výhody sálavého vytápění oproti konvekčnímu
Při stejných podmínkách komfortu nabízí systém sálavého vytápění tyto výhody
oproti konvekčnímu:
VĚTŠÍ KOMFORT PŘI NIŽŠÍ TEPLOTĚ VZDUCHU
Vyšší střední radiační teplota a tedy nižší teplota vzduchu, který je prostupný pro
sálání a ohřívá se teprve až po kontaktu s podlahou a jinými povrchy, za stejných
podmínek komfortu. Tím dochází ke snížení tepelného zatížení systému, protože
energie není využívána k přímému ohřívání velkých objemů vzduchu.
ŽÁDNÝ TEPLOTNÍ GRADIENT A TEDY MENŠÍ ZTRÁTY
V prostorách vytápěných sáláním snižuje neexistence teplotního gradientu stratifikaci
vzduchu a tedy i tepelné zatížení nutné k vyhřátí prostoru. Obrázek 3.3 znázorňuje,
jak se mění teplota vzduchu se změnou výšky objektu vybaveného konvekčním
vytápěním a objektu vybaveného sálavým vytápěním. Povšimněte si, jak u
konvekčního systému stratifikace způsobuje, že v horní části objektu jsou teploty
velmi vysoké, což značně zvyšuje ztráty. V objektu se sálavým vytápěním se teplo
naopak koncentruje ve spodní části prostoru, aniž by se ohříval vzduch pod střechou.
Z tohoto důvodu nachází sálavé vytápění účinné využití především v budovách o
značné výšce.
Obrázek 3.3
Vývoj teploty vzduchu při změnách
výšky u konvekčních a sálavých
systémů vytápění.
Výška m
Systém sálavého vytápění
Konvekční vytápění
Teplota °C
11
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
ŽÁDNÝ POHYB VZDUCHU A TEDY ŽÁDNÝ PRACH VE VZDUCHU A ŽÁDNÝ
HLUK
U konvekčních systémů vytápění se ve vzduchu neustále pohybují částice prachu a
více či méně škodlivé částice z výrobního procesu, a to z důvodu ventilace, která je
pro tyto systémy typická. U sálavých systémů nedochází k pohybu vzduchu. To
značně snižuje zvedání prachu, díky čemuž je systém zářičů ideální pro použití
v jakémkoliv typu haly s jakýmkoliv typem výroby. Výběr nejvhodnějšího typu
vytápění je věcí projektanta v závislosti na charakteristikách a na činnosti
provozované v každém jednotlivém prostoru.
JEDNOTNÁ TEPLOTA PROSTŘEDÍ
Teplo distribuované sáláním topícího tělesa, umístěného na stropě, způsobuje lepší
rozložení jednotné teploty prostředí na půdorysu budovy než jiné systémy vytápění.
NÍZKÁ TEPELNÁ SETRVAČNOST
Sálavé systémy CARLIEUKLIMA mají obvykle nízkou tepelnou setrvačnost, což
umožňuje rychlé vyhřátí prostředí a tedy i kratší čas provozu než u konvekčního
systému.
MOŽNOST VYTÁPĚNÍ PO ZÓNÁCH
Pomocí systému sálavého vytápění CARLIEUKLIMA je možné vytápět jednotlivé
zóny nebo pracoviště bez nutnosti vytápění celého prostoru a kromě toho lze také
v jednotlivých zónách nastavit jinou teplotu prostředí.
ÚSPORA PALIVA
Největší předností technologie sálavého vytápění je obrovská úspora, které lze
dosáhnout: lepší účinnost ve srovnání se stejně výkonnými systémy se zřetelnými
úsporami (i přes 50%) ve spotřebě paliva. Rychlost vyhřátí prostoru i po delších
odstávkách a velmi nízké náklady na údržbu jen dokreslují obraz ekonomičnosti
provozu systémů CARLIEUKLIMA.
12
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4. KONSTRUKČNÍ PRVKY
Hlavním účelem systému vytápění je vytvořit uvnitř budovy podmínky maximálního
komfortu pro osoby, které se v ní zdržují. Je tedy nutné určit správnou hodnotu
teploty prostředí v závislosti na typu provozované činnosti. Pro tradiční systémy
vytápění je charakteristická nutnost instalace ventilátorů a konvektorů na strop nebo
velkých stacionárních ohřívačů vzduchu, ať už samostatných nebo propojených,
které teplo vyměňují a využívají proudění teplého vzduchu, jenž ohřívá tělesa a
předměty. Proudící teplý vzduch tím jen málo přispívá ke zvyšování teploty
konstrukce budovy, takže komfortní teplota (pracovní) bývá obvykle nižší než teplota
vzduchu v prostoru. Přesto existují alternativní systémy vytápění, jež jsou
předmětem této technické dokumentace, jako jsou moduly se sálavými trubicemi,
sálavé pásy s recirkulací spalin, sálavé panely a plynové zářiče. Teplo vyzařují
sáláním, což znamená šířením infračervených paprsků, které se při styku s pevnými
tělesy jakéhokoliv typu mění na teplo. Evropská norma EN 12831 (Metoda výpočtu
tepelných ztrát budov) předpokládá, že výpočet ztrát v budovách, které mají rozdíl
mezi střední radiační teplotou a teplotou vzduchu, bude upraven. CARLIEUKLIMA
vyvinula jednoduchý model výpočtu tepelných ztrát (viz níže), který zohledňuje různé
účinky teploty vzduchu i střední radiační teplotu.
4.1. Metoda výpočtu potřeby tepla u systému sálání
Systém sálavého vytápění se citelně liší od tradičních konvekčních systémů
z důvodu vyšší střední radiační teploty (Tr), kterou systém vyvolává. Je dokázáno,
že množství tepla dodávaného konvekcí systémy CARLIEUKLIMA je omezené, a že
je tedy teplotní gradient v prostředí vytápěném tímto systémem zanedbatelný a
někdy dokonce záporný. Proto jsou podlahy, konstrukce, osoby a předměty při
stejné provozní teplotě teplejší a stačí nižší přísun tepla, čimž se značně snižují
úniky střechou a ventilací. Vzhledem k důležitosti střední radiační teploty (Tr) pro
dosažení pocitu pohodlí pro lidské tělo je nezbytně nutné, a to především u sálavých
systémů, dosáhnout jednotného rozložení tepla, tedy rozmístit zářiče hustěji tam,
kde jsou vyšší tepelné ztráty (statické či dynamické). Evropská norma EN 12831
(Metoda výpočtu tepelných ztrát budov) předpokládá, že pro výpočet tepelných ztrát
budovy, způsobených venkovním vzduchem, nebude v případě vytápění sáláním
použita provozní teplota, nýbrž teplota vzduchu. Abychom se vyhnuli pracnému
výpočtu střední radiační teploty Tr a přitom určili množství sálání potřebného pro
pocit tepelného komfortu ve vytápěném prostoru, byla vyvinuta zjednodušená
metoda, kterou lze použít pro výpočet potřeby tepla a charakterizovat těmito body:
Statické ztráty vypočtené na základě provozní teploty
Celkové dynamické ztráty vypočtené na základě provozní teploty
Zvýšení/snížení prostřednictvím následujících opravných koeficientů
KAH
Koeficient pro výšku instalace
KAF
Koeficient pro tvarový faktor
KAI
Koeficient pro přerušovaný provoz
KRR
Koeficient celkového snížení
Touto metodou se zavádí Koeficient celkového snížení KRR, abychom
nezapomínali, že pro výpočet statických i dynamických ztrát se využívá provozní
teplota.
13
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.1.1. Statické ztráty  T
Statické ztráty  T se rovnají součtu tepelných ztrát stěnami budovy sousedícími
s venkovním prostředím a stěnami obrácenými do prostorů nevytápěných nebo
vytápěných na nižší teplotu (nezapomínat, že stěnami se rozumí i stropy a podlahy).
Vypočítají se pomocí tohoto vzorce, a to pro každou jednotlivou stěnu:
 T = U . A . (To - Te)
kde:
U je celkový součinitel prostupu tepla
(součinitel prostupu tepla)
[W]
[W/(m2 K)]
A je plocha stěny (nebo jednoho prvku stěny, pokud je stěna tvořena prvky
s různými koeficienty U, jako např. zdí a okny)
To je provozní teplota předepsaná pro určité prostředí
Te je teplota za stěnou
[m2]
[°C]
[°C]
4.1.1.1. Součinitel prostupu tepla U
Součinitel prostupu tepla U pro rovnou stěnu složenou ze série více homogenních
vrstev má v obecném vyjádření tvar:
U=
1
1
dj
1
+  +  Rj +
he
hi
j λj
j
kde:
hi je koeficient konvekce na vnitřní straně stěny
dj je tloušťka obecné vrstvy
λj je tepelná vodivost obecné vrstvy
Rj je měrný tepelný odpor vzduchové mezery
he je koeficient proudění na venkovní straně stěny
14
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
[W/(m2 K)]
[W/(m2 K)]
[m]
[W/(m K)]
[(m²K)/W]
[W/(m2 K)]
www.4heat.cz
Pro jednotlivé možné mechanismy tepelné výměny lze definovat měrné tepelné
odpory:
Pro vedení:
R=
d
[(m2 K)/W]
λ
Pro povrchovou výměnu:
R=
1
[(m2 K)/W]
h
Pro výpočet koeficientu U je třeba znát parametry h, λ, R pro jednotlivé materiály a
stavební konstrukce.
Obrázek 4.1
Grafické znázornění
součinitele prostupu tepla.
omítka
cihly
vzduch
deska
omítka
V tabulkách 4.1, 4.2, 4.3 a 4.4 jsou uvedeny hodnoty specifické prostupnosti U pro
nejběžnější konstrukce, v tabulkách 4.5, 4.6, 4.8 a 4.8 jsou uvedeny hodnoty
koeficientů potřebných pro výpočet prostupnosti U.
15
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.1
Hodnoty vodivosti některých materiálů při běžné teplotě
MATERIÁL
MATERIALE
Acciaio
Ocel
Aerogel(silikagel)
(gel di silica)
Aerogel
Alfol (fogli
lisci)
Alobal
(hladké
listy)
Algae/ /listy
fogli
di carta
Algae
papíru
Alluminium
Hliník
Amianto
(cartone)
Azbest
(karton)
(fibre sfuse)
(jednotlivá
vlákna)
(a spruzzo)
(stříkaný)
Amianto - cemento
Azbestocement
Amian.-cemento-press.
Azbestocement
lis.
Ardesia
Břidlice
Arenaria
Pískovec
Argillajílsecca
Suchý
Asfalto
Asfalt
Avorio kost
Slonová
Bachelite
Bakelit
Basalto
Čedič
Bitume
Živice
Bronz
Bronzo
Vápenec
C alcare
C alcestruzzo armato
Železobeton
C alcestruzzo cell.
Pórobeton
C alcestruzzo
Hubený
beton magro
C alcestruzzo
Běžný
beton ord.
C anna da
zucchero
Cukrová
třtina
(lisovaná
(compressa
do pevných
in lastre
desek)
rigide)
Třtiny
C anneobecně
in generale
(compressa
in lastre
rigide)
(lisované
do pevných
desek)
C arbone
Kusové
uhlíin pezzi
C arboneuhlí
di legna
Dřevěné
C arbone
Uhlí
(prach)(polvere)
C artaa e
cartone
Papír
karton
C arta macerata
Macerovaný
papír
(per riempimento)
(výplň)
C artone
bitumato
Živičná
lepenka
C artone
ondulato
Vlnitá
lepenka
C aucciù
Kaučuk
C elluloide
Celuloid
C ellulosa
pressata
Lisovaná
celulóza
C emento
e sabbia
Cement
s pískem
all’esterno
venkovní
all’interno
vnitřní
C enerescongl.
- cem.
Cement
popelem
C enere prach
di legno
Dřevěný
C eramica
Keramika
C otone in fiocchi
Bavlna/vata
vločky
16
Verze 0407
HUSTOTA
VODIVOST
MATERIÁL
DENSITÀ
CONDUTTIVITÀ
MATERIALE
ρ
K)]
λ W
[W/(m
K)]
 [kg/(m
kg / (m K)

/ (m K)
7850
45,357
130
0,023
4
0,033
70
0,035
2700
209,340
970
0,198
57
0,064
160
0,037
1700
0,582
1900
0,930
2700
1,977
2250
1,628
1780
0,930
2100
0,698
1800
0,523
1300
0,291
2700
3,498
1050
0,174
8000
63,965
1900
1,512
2100
1,628
2700
2,908
2800
3,489
2400
1,512
800
0,291
600
0,233
400
0,140
1800
0,930
2200
1,279
270
0,058
250
0,058
600
0,186
240
0,088
600-750
0,116
1000
0,163
56
0,041
1100
0,186
1100
0,064
1100
0,151
1400
0,209
1300
0,233
2200
1,047
2200
0,930
0,721
500
0,163
2400
1,163
80
0,042
MANUÁL SÁLÁNÍ
C otone(rohože)
(matterassini)
Bavlna
C rine
(feltri)
Žíně
(rohože)
C uoio
Kůže
Dolomite
Dolomit
Ebanite
Ebonit
Farina foss.
calcinata
Křemelina
vyžíhaná
Farina foss.
fusa
Křemelina
tavená
Farina foss.
(mattoni)
Křemelina
(cihly)
Feldspato
Živec
Ferro
Železo
Fibra
Vlákna
Fibra di
vetro
Skelná
vlákna
Gesso(suchá
(malta
asciutta)
Sádla
malta)
Gesso cellulare
Porosádra
Gessos e
fibre divlákny
legno
Sádra
dřevitými
Gessos e
seg. dřeva
Di legno
Sádra
kousky
Ghiaccio
Led
Suchý
ve vrstvách
Ghiaiaštěrk
secca
in strati
Litina
Ghisa
Litý
gilsulfát
Gilsulate
fuso
Rula
Gneiss
Měkká
guma
Gomma
molle
Tvrdá
guma
Gomma
dura
Pěnová
Gommaguma
(schiuma)
Granit
Granito
Kamenina
Gres
Omítka
Intonaco
Vápno/písek
venkovní
C alce/sabbia
esterno
Vápno/písek
vnitřní
C alce/sabbia
interno
Cement/písek
C emento/sabbia
sádra/písek
gesso/sabbi
vnitřní
gesso sádra
interno
sádra/perlit
gesso/perlite
Juta
Juta (rohože)
(materassini)
Kapok
Kapokve
invločkách
fiocchi
Lisovaný
kapok
kapok compresso
Minerální
vlna veinvločkách
Lana minerale
fiocchi
vinrohožích
materassini
Běžné
pálené
cihlyest.
venkovní
Laterizi
comuni
Běžné
pálené
cihlyinterni
vnitřní
Laterizi
comuni
HUSTOTA CONDUTTIVITÀ
VODIVOST
DENSITÀ
ρ [kg/(m
λ [W/(m
 kg / (mK)]
K)
W / (mK)]
K)
125-320
0,047
270
0,047
1000
0,163
2670
1,745
1190
0,163
280
0,067
400
0,088
400
0,105
800
0,209
2500
2,326
7850
58,150
1280
0,465
15-110
0,035
1240
0,430
200
0,064
820
0,302
920
0,198
920
2,210
1920
0,930
7250
52,335
770
0,116
2700
3,954
110
0,174
1200
0,279
72
0,030
3000
4,071
2500
3,140
1900
1,105
2500
1,861
1800
0,872
0,698
2200
1,396
1670
0,814
1200
0,523
720
0,233
94
0,064
16
0,035
96
0,066
100
0,037
150-175
0,038
2000
0,930
1800
0,872
2000
0,814
1800
0,698
2100
Cihly
obkladové
Laterizi
da paramento
Dřevo
hustota
vlákna)
Legno(normál.
(fibre flusso
normale)
450
Jedle
Abete
715
Acero
Javor
112-130
Balsa
Balsa
545
Pino
Borovice
1,303
0,116
0,192
0,047
0,151
www.4heat.cz
Tabulka 4.1
Hodnoty vodivosti některých materiálů při běžné teplotě
MATERIÁL
MATERIALE
Quercia
Dub
Legno(rovnoběžná
(fibre flusso
parallelo)
Dřevo
vlákna)
Abete
Jedle
Quercia
Dub
Legno
Dřevo
segatura
per riempimento
třísky
pro výplně
Lastre divláknité
fibre compr.
Lisované
desky
Lastre di trucioli
agglom.
Dřevotřískové
desky
cemento
scon
cementem
Lastrearigide
e compatte
Pevné
kompaktní
vláknité
di fibre
desky
Legno compensato
Překližka
Lino fibre
in sfogli
Lněná
vlákna
listy
flessibili
pružnými
semiflessibili
polopružnými
Linoleum
Linoleum
Linoleumaekorek
sughero
Linoleum
Lolla
di
riso
Rýžové slupkysfusa
sypané
konglom.
cementem
conglom.s con
cemento
Hořčík
konglom.
Magnesia
congl.
scon
cementem
cemento
Hořčík
s con
Magnesia
15%
15%azbestu
di amianto
Mramor
Marmo
Slída
Mica
Mozaika
Mosaico
Sníh
Neveveavrstvách
strati
do
3 cm
fino
a 3 cm
od
da 33do
a 7 cm
cm
od
20 cm
da 77do
a 20
cm
od
da 20
20do
a 40
40 cm
cm
Mosaz
Ottone
Lisované
sláma
Paglia compressa
Sláma
jednotlivých
Pagliavfibre
sciolte vláknech
Parafin
Paraffina
Chlupy
lisované
plsti
Pelo press.
in do
feltro
Perlit
konglom.
Perlite
conglom.
cemento
scon
cementem
Perlite
sfusa
Perlit
samostatný
Olovo
Piombo
Peří
Piuma
Pomica pomica
naturale
Přírodní
conglom.s con
cemento
konglom.
cementem
interno
vnitřní
esterno
venkovní
17
Verze 0407
HUSTOTA
VODIVOST
MATERIÁL
DENSITÀ
CONDUTTIVITÀ
MATERIALE
[kg/(m
ρkg
/ (m K) K)]  λW[W/(m
/ (m K)K)]
850
0,209
Konglom.
C
onglom.s porocementem
con cem. cell.
HUSTOTA
VODIVOST
DENSITÀ
CONDUTTIVITÀ
ρ [kg/(m
K)]
λ [W/(m
K)]
kg / (m K)
W / (m K)
1200
0,640
650
0,174
0,349
Pěnový polystyrén
Polistirolo
espanso
25
0,035
0,407
Pěnový polyuretan
Poliuretano
espanso
35
0,026
Porcelán, kachlička
Porcellana
piastrella
2600
1,047
8900
384,900
(vinyl)
(policloruro
di vinile)
1420
0,188
Suchý písek
Sabbia
secca
1500
0,582
190
0,058
Komerční
měď
Rame
commerciale
320
0,064
Syntetické
pryskyřice
Resine
sintetiche
400
0,079
Břidlice
Schisto
1000
0,204
flusso
normale
normální
směr
2800
1,396
545
0,116
flusso
parallelo
paralelní
směr
2800
2,442
1250
0,698
80
0,040
Scorie
Struska congl.
kongl. scon
cemento
Scorie
Struska per
pro výplň
riempimento
600
0,186
210
0,045
Hedvábí
spletené
Seta
in treccia
100
0,050
1200
0,186
Hedvábí
volnécascame
- koudel
Seta
sciolta
58
0,041
535
0,081
Smalt
Smalto
610
1,163
135
0,052
Steatit
Steatite
2600
2,675
380
0,081
150
0,035
700
0,174
Vlněná di
tkanina
Stoffa
lana
Korek
konglom.
Sughero conglom.
s dehtem
con
catrame
150
0,058
400
0,081
100
0,035
150
0,058
pěnový v deskách
espanso
in lastra
300
0,070
2700
3373
2700
0,430
v granulích
in
granuli
130
0,035
1,396
v deskách
in
lastre
104-130
0,035
250
0,047
1080
0,291
100
0,058
Mastek(polvere)
(prášek)
Talco
200
0,116
Plátno
Tela
300
0,233
Pálená hlína kachlička
Terra-cotta
piastrella
1800
0,930
500
0,698
Suchá hlína
Terreno
secco
2580
0,814
8500
98,855
175
0,058
140
0,055
900
0,267
100
0,037
200
0,044
mírně
vlhká umido
leggermente
vlhká
umido
Rašelina
deskách
Torba invlastre
vinlisovaných
deskách
lastre compresse
vinprášku
polvere
Trachyt
Trachiti
Tuf
Tufo
0,087
1,745
2,326
100
0,058
450
0,116
450
0,070
2300
2,908
1550
0,628
2270
1,675
112-130
0,069
260
0,085
337
0,094
650
0,227
500
0,107
415
0,107
120-150
0,044
11290
34,890
442
0,107
80
0,035
487
0,116
390
0,233
2500
0,930
800
0,291
1000
0,372
1200
0,465
800
0,407
1000
0,523
Pěnový
vermikulit
Vermiculite
espansa
jednotlivý
konglomerovaný
sciolta conglomerata
scon
cementem
cemento
Monolitické
sklo
Vetro monolitico
bezbarvé
v deskách
incolore in
lastre
Pěnové
sklo
Vetro cellulare
espanso
Zinek
Zinco
MANUÁL SÁLÁNÍ
140
0,056
7100
110,485
www.4heat.cz
Tabulka 4.2
Koeficient celkové prostupnosti
U některých stěn
(svislých zdí) [W/(m2 K)].
SPESSORE
TLOUŠŤKA
STĚNY
PARETE
m
[m]
0,08
0,12
0,25
Zeď zdi
plných
cihelpieni
Muro
mattoni
0,38
0,51
0,64
komory
2 2c amere
0,08
2
komory
Muro
di
mattoni
forati
2
c
amere
0,12
Zeď z dutých cihel
komory
3 3c amere
0,15
0,50
0,10
0,15
0,20
Betonové
zdiestruzzo
Muri
di c alc
0,25
0,30
0,40
0,50
Muri
foratoni
di c alc estruzzo
0,20
Zeď zindutých
betonových
cihel
0,20
0,30
0,40
Zeď zdikamene
(střední)
Muri
pietrame
(media)
0,50
0,60
0,80
1,00
0,02
0,04
Tavolatodesky
di legno
Dřevěné
0,05
0,10
SLOŽENÍ
COMPOSIZIONE
SVISLÉ
ZDI
MURO VERTICALE
Dvojitá
z dřevěných
desek
Doppio zeď
tavolato
in legno
c on
se
vzduchovou
interc
apedine mezerou
Zeď se
Muri
a cvzduchovou
assavuota mezerou
18
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
Ue
Ue
UiUi
(venkovní)
(esterno)
(vnitřní)
(interno)
3,30
2,90
2,00
1,50
1,30
1,00
2,40
2,30
1,90
4,10
3,50
3,10
2,80
2,60
2,30
2,00
1,70
2,00
3,10
2,70
2,30
2,00
1,90
1,50
1,30
4,00
2,90
2,70
1,70
2,70
2,10
1,50
1,20
1,00
0,90
1,90
1,70
1,50
2,70
2,40
2,30
2,10
2,00
1,70
1,50
1,60
2,40
2,20
2,00
1,70
1,60
1,30
1,20
3,00
2,40
2,20
1,40
0,02
2,00
1,70
Pieni
[m]
Plné m
0,08
0,08
0,12
0,12
0,12
0,25
0,25
Forati
[m]
Duté m
0,05
0,08
0,05
0,08
0,12
0,05
0,08
U
1,60
1,40
1,50
1,40
1,30
1,20
1,00
www.4heat.cz
Tabulka 4.3
Koeficient celkové prostupnosti
oken a dveří
[W/(m2 K)].
TYP
/ DVEŘÍ
TIPOOKNA
DI SERRAMENTO
Serramenti
Dvojitá oknadoppi
Ui
Ui (interno)
5,80
6,70
2,90
4,10
2,90
3,30
5,80
4,10
6,70
7,00
3,20
4,00
4,30
(venkovní)
Serramenti
vetro semplic
Okna s jednoduchým
skleme
Okna s dvojitým
sklem
Serramenti
vetro
doppio
Ue
Ue (esterno)
Dřevo
Legno
Kov
Metallo
Dřevo
Legno
Kov
Metallo
Dřevo
Legno
Kov
Metallo
Sklocement
Vetroc
emento
Legno
Dřevo
Kov
Metallo
Dveře
Porte
Světlíky
Luc
ernari
Izolované
Luc
ernarisvětlíky
isolati
(vnitřní)
4,10
2,90
4,30
4,40
Tabulka 4.4
Celkový součinitel prostupu U
některých vodorovných konstrukcí [W/(m2 K)].
Sotto
terrazzoterasou
con impermeabilizzante
Pod izolovanou
Sotto
mantotaškami
di tegole
Pod střešními
Pod otevřenou
půdou
Con
sovrastante
sottotetto aperto
STROPY
SOFFITTI
Pod uzavřenou
půdou
Con
sovrastante
sottotetto c hiuso
Pod místností
Sotto
loc ale sc podlahou
on pavimentolitoide
litoide
Pod místností
Sotto
loc ale sc podlahou
on pavimentoobloženou
rivestito in
Nad otevřenými
prostory
litoide
Sopra
spazi aperti
litoide
dřevo
legno
Nad suterénem
litoide
Sopra
sc antinati
litoide
PAVIMENTI
PODLAHY
dřevo
legno
Nad uzavřenými
prostory
litoide
Sopra
loc ali chiusi
litoide
A
2,30
2,60
2,20
1,70
1,90
1,60
1,90
1,70
1,70
1,50
1,50
B
4,11
4,90
3,60
2,40
3,50
2,80
3,50
2,80
2,90
2,40
2,00
C
2,80
3,10
2,60
2,00
2,40
2,10
2,40
2,10
2,20
1,90
1,60
D
3,10
3,60
2,90
2,10
2,80
2,30
2,80
2,30
2,40
2,10
1,70
B
4,11
4,90
3,60
2,40
3,50
2,80
3,50
2,80
2,90
2,40
2,00
C
2,80
3,10
2,60
2,00
2,40
2,10
2,40
2,10
2,20
1,90
1,60
A=
podlahy z betonu a duté cihly nebo duté cihly na trámech (d= 0,20 m)
B=
plná betonová deska (d=0,10 m)
C=
klenby z plných cihel na trámech
D=
E=
podlahy z dřevěných desek s pevnými spoji a pohledovými trámy zespod
stejná podlaha jako D zpevněná ze spodní strany omítnutými prkny
nebo laťkovou mříží
19
Verze 0407
F=
podlahy s oblouky z plných cihel
G=
omítnutá laťková mříž na dřevěné konstrukci
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
D
3,10
3,60
2,90
2,10
2,80
2,30
2,80
2,30
2,40
2,10
1,70
Tabulka 4.5
Hodnoty koeficientu konvekce
na vnitřní straně stěny
bez proudění vzduchu.
POVRCH
KOEFICIENT PROUDĚNÍ Hi W / m² K
Strop
9,3
Svislá zeď
8,14
Podlaha
5,82
Tabulka 4.6
Hodnoty koeficientu konvekce
na venkovní straně stěny.
KOEFICIENT PROUDĚNÍ
HI W / M² K
POVRCH
Svislé a vodorovné povrchy
(stoupavý proud tepla)
23,26
Vodorovné povrchy
(klesavý proud tepla)
16,28
Pokud konstrukce obsahují vzduchovou vrstvu (mezeru) je nutno počítat
s hodnotami měrného tepelného odporu R dle Tabulky 4.7.
Tabulka 4.7
Hodnoty měrného
tepelného odporu R.
MĚRNÝ TEPELNÝ ODPOR R W / M² K
Tloušťka vrstvy cm
20
Verze 0407
1
Vodorovná vrstva vzduchu
(stoupavý proud)
1
0,13
Svislá vrstva vzduchu
1
0,13
(klesavý proud)
1
0,13
Vodorovná vrstva vzduchu
(stoupavý proud)
2-10
0,146
2-10
0,155
(stoupavý proud)
2-10
0,189
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.8
2
Hodnoty měrného odporu R [(m K)/W].
Tloušťka
m
Měrný odpor R m² K / W
Jedna vzduchová
komora podél směru
proudění tepla
0,055
0,12
Dvě vzduchové komory
Tři vzduchové komory
0,08
0,12
0,12
0,23
0,26
0,37
0,12
0,25
0,38
0,27
0,50
0,71
0,17
0,27
0,35
0,61
0,71
0,95
MATERIÁL
Bednění z dutých cihel
Zeď z dutých cihel
Tloušťka
m
Měrný odpor R
m² K / W na stoupavý
proud tepla
Měrný odpor R
m² K / W na
klesavý proud tepla
0,08
0,12
0,16
0,20
0,13
0,23
0,28
0,32
0,16
0,26
0,31
0,34
Podlahy smíšené rozteč
0,33 - výztuže
tloušťka 6-7 cm
Čtyři vzduchové komory
Pět vzduchových komor
0,12
0,15
0,18
0,18
0,22
0,22
0,21
0,27
0,28
0,32
0,34
0,36
0,22
0,30
0,32
0,34
0,36
0,40
Podlahy smíšené rozteč
0,40 - výztuže
tloušťka 6-7 cm
0,12
0,15
0,18
0,18
0,22
0,22
0,28
0,34
0,40
0,41
0,25
0,32
0,38
0,43
0,46
Rozteč 0,65
0,25
0,30
0,35
0,40
0,41
0,43
0,48
0,46
0,50
0,52
0,53
0,55
Rozteč 0,8
0,20
0,25
0,30
0,40
0,50
0,38
0,40
0,41
0,41
0,43
0,43
0,46
0,48
0,50
0,52
Podlahy smíšené SAP
Stropy s dutinami
s výztuží cca 8 cm a
horními a spodními
deskami
V tabulce 4.8 jsou uvedeny hodnoty měrného odporu R [(m2 K)/W] u konkrétních konstrukcí.
21
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.1.1.2. PŘÍKLAD VÝPOČTU KOEFICIENTU U
Doporučujeme jednoduchý příklad výpočtu koeficientu U: Stěna složená
z následujících vrstev je znázorněna na obrázku 4.2:
1. 2 cm venkovní omítky (ρ=1800 kg/m3)
2. 25 cm děrovaných cihel
3. 5 cm pěnového polystyrénu (ρ =25 kg/m3)
4. 8 cm dutých cihel
5. 1 cm vnitřní sádrové omítky (ρ =1200 kg/m3)
Obrázek 4.2
Stěna se znázorněním
tloušťky jednotlivých vrstev [m].
Z tabulek 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8 lze získat následující údaje potřebné
pro určení koeficientu U, jak je uvedeno v tabulce 4.11
Tabulka 4.9
Příklad výpočtu
koeficientu U.
VRSTVA
STRATO
d (m)
0
1
2
3
4
5
6
0,02
0,25
0,05
0,08
0,01
h [W/(m2 K)]
λ [W/(m K)] R [(m2mK)/W
23,26
0,87
0,04
0,52
8,12
0,043
0,023
0,5
1,429
0,23
0,019
0,123
Součet měrných tepelných odporů R se rovná:
 R = 2, 367
2
[(m K)/W]
Koeficient U lze vypočítat jako:
U=
22
Verze 0407
1
R
= 0, 42
MANUÁL SÁLÁNÍ
2
[W/(m K)]
www.4heat.cz
4.1.1.3 VENKOVNÍ TEPLOTY PRO PROJEKTY
V tabulkách 4.10 a 4.11 jsou uvedeny venkovní teploty pro projekty pro největší
česká města. Pokud se jedná o lokalitu, která zde není výslovně uvedena, je
vhodné použít hodnotu venkovní teploty nejbližšího místa uvedeného v seznamu a
upravit ji podle odlišné nadmořské výšky:
● teplota zůstává stejná, pokud je rozdíl v nadmořské výšce do 200 m;
● snížení (nebo zvýšení) teploty o 1°C na každých 200 m nadmořské výšky rozdílu
nad či pod hodnotu 200 m.
Tabulka 4.10
Teploty venkovního
vzduchu podle projektu
v zimě Te [°C]
Lokalita (místo měření)
Brno
Česká Lípa
České Budějovice
Děčín
Hradec Králové
Chomutov
Jablonec nad Nisou
Jihlava
Karlovy Vary
Kladno
Liberec
Mladá Boleslav
Most
Olomouc
Opava
Ostrava
Pardubice
Plzeň
Praha
Prostějov
Přerov
Tábor
Teplice
Třebíč
Ústí nad Labem
Zlín
23
Verze 0407
Venkovní
Nadmořská
výpočtová
výška
teplota
Otopné období pro
tₑm=12°
tₑm=13°
tₑm=15°
h
tₑ
tₑs
d
tₑs
d
tₑs
d
[m]
[°C]
[°C]
[dny]
[°C]
[dny]
[°C]
[dny]
227
276
384
141
244
330
502
516
379
380
357
230
230
226
258
217
223
311
181
226
212
480
205
406
145
234
-12
-15
-15
-12
-12
-12v
-18v
-15
-15v
-15
-18
-12
-12v
-15
-15
-15
-12v
-12
-12
-15
-12
-15
-12v
-15
-12v
-12
3,6
3,3
3,4
3,8
3,4
3,7
3,1
3,0
3,3
4,0
3,1
3,5
3,7
3,4
3,5
3,6
3,7
3,3
4,0
3,4
3,5
3,0
3,8
2,5
3,6
3,6
222
232
232
225
229
223
241
243
240
243
241
225
223
221
228
219
224
233
216
220
218
236
221
247
221
216
4,0
3,8
3,8
4,2
3,9
4,1
3,6
3,5
3,8
4,5
3,6
3,9
4,1
3,8
3,9
4,0
4,1
3,6
4,3
3,9
3,5
3,5
4,1
3,1
3,9
4,0
232
245
244
236
242
233
256
257
254
258
256
235
233
231
232
229
234
242
225
228
252
250
230
263
229
226
5,1
5,1
5,1
5,5
5,2
5,2
5,1
4,8
5,1
5,0
5,1
5,1
5,2
5,0
5,2
5,2
5,2
4,8
5,1
5,0
5,1
5,0
5,3
4,6
5,0
5,1
263
282
279
269
279
264
298
296
293
300
298
267
264
262
274
260
265
272
254
261
259
289
261
306
256
257
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.11
Teplota snížení
venkovní výpočtové
teploty s ohledem
na nadmořskou
výšku Te [°C]
Snížení venkovní výpočtové teploty s ohledem na nadmořskou výšku
Venkovní výpočtová teplota
Nadmořská výška
nad 400 m n.m.
nad 600 m n.m.
nad 800 m n.m.
tₑ
Snížená venkovní výpočtová
teplota
[°C]
[°C]
-12
-15
-18
-15
-18
-21
Poznámky:
 Normy:
ČSN 38 3350 Zásobování teplem, 6/1989
ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění, 5/1994
 Použité značky:
tem [°C] - střední denní venkovní teplota pro začátek a konec otopného období
tes [°C] - střední venkovní teplota za otopné období
d [dny] - počet dnů otopného období
v - značí větrnou oblast
 Venkovní výpočtová teplota je udána bez přirážky na vnitřní stěny
24
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.1.1.4 VÝPOČET TEPELNÉHO TOKU DO NEVYTÁPĚNÝCH PROSTOR
V případě, že se v objektu vyskytují nevytápěné prostory, lze vypočítat referenční
teplotu pro výpočet tepelného toku pomocí následujícího vzorce:
T=
(AU'T')+(A'U''T'')
[K]
(AU')+(A'U'')
Kde:
A’ je plocha každé stěny, která odděluje předmětnou místnost od vytápěného
prostoru
[m²]
K’ je propustnost těchto stěn
[W/(m²K)]
T’ je teplota vytápěných prostor
[°C]
A’’ je plocha každé stěny, která odděluje předmětnou místnost od venkovního
prostoru (nebo od jiné chladnější místnosti)
[m²]
K’’ je propustnost těchto stěn
[W/(m²K)]
T’’ je venkovní teplota (nebo jiné chladnější místnosti)
[°C]
Teploty nevytápěných sousedních místností lze vyčíst také z tabulky 4.12.
Tabulka 4.12
Teplota nevytápěných
prostor v závislosti na
venkovní teplotě.
25
Verze 0407
VENKOVNÍ TEPLOTA [°C]
-5
Místnost
Sklepy s otevřenými okny
Sklepy se zavřenými okny
Nevytápěné půdní byty
Byty ve středních patrech
Byty v nejnižším vytápěném patře
Půdy
Neizolované půdy s nelepenými taškami
Neizolované půdy s lepenými taškami
Izolované půdní prostory
Prostory pod střechou nebo pod terasou se dvěma
venkovními zdmi
Teplota [°C]
-2
2,5
7
5
8
11
2
5,5
9
7
9,5
12
5
8
11
-5
0
5
2
2,5
7
0
4
8
0
4
8
MANUÁL SÁLÁNÍ
5
0
8
7
11
www.4heat.cz
Nejednotnost struktury budovy má vliv na průběh tepelného pole a tedy i na šíření
tepelného toku. V následujících kapitolách jsou uvedeny některé vzorce pro
výpočet úniku tepelného toku v teplotních mostech.
4.1.1.5. VÝPOČET ZTRÁT PŘES ZDI SOUSEDÍCÍ S TERÉNEM
Tepelný tok je následující:
 = Uequiv (To- Te) A
[W]
Kde:
A = plocha zdi sousedící s terénem v
To = provozní teplota
Te = venkovní teplota
Uequiv = koeficient ekvivalentního přenosu vypočítaný podle vzorce:
[m2]
[°C]
[°C]
kde:
Uequiv =
1
1
U
+
[W/(m2K)]
Z
λ
U = propustnost zdi
z = hloubka zdi pod zemí v m
λ = vodivost vlhké zeminy (= 2,9)
[W/(m2 K)]
[m2]
[W/(m2 K)]
4.1.1.5. VÝPOČET TEPELNÉHO TOKU, KTERÝ PROCHÁZÍ PODLAHAMI
Podlahami prochází teplo a dochází k výměně stejně jako s venkovním vzduchem a
s prostorem pod stropem, a proto se tepelný tok skládá ze dvou částí:
Tepelný tok vyměňovaný s terénem:
 = Uequiv (To- Ts) A
Kde:
A = plocha podlahy
Ts = teplota podzemní vody (= 10 – 15°C)
Uequiv =
1
1
U
26
Verze 0407
[m²]
[°C]
[°C]
+R
MANUÁL SÁLÁNÍ
[W/(m2 K)]
www.4heat.cz
Kde:
U = propustnost podlahy
R = měrný tepelný odpor terénu
[W/(m² K)]
[(m² K)/W]
Tepelný tok do vzduchu, způsobený ztrátami přes obvodové hrany podlahy
(tepelný most):
Počítá se podle tohoto vzorce
 = P [2-z] Uequiv [To- Te]
[W]
Kde:
P = obvod podlahy měřený na venkovních zdech
z = hloubka podlahy vzhledem k okolnímu terénu
[m]
[m]
[°C]
[°C]
Kde:
Uequiv =
1
1
U
+R
U = propustnost podlahy v
R = tepelný odpor terénu (= 0,57)
[W/(m2 K)]
[W/(m² K)]
m² K/W]
Ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA je pro zjednodušení výpočtu součinitel
prostupu ekvivalentního tepla Uequiv roven propustnosti podlahy U, a to jak pro
výpočet tepelného toku do terénu, tak i do vzduchu. Dále je pro tento výpočet
hloubka terénu „z“ rovna nule, a tím je jako tepelný most určen obvodový pás o
velikosti dvou metrů.
4.1.1.6. VOLBA PROVOZNÍ TEPLOTY V ZÁVISLOSTI NA TYPU ČINNOSTI
V běžných provozních podmínkách jsou uvažovány tyto průměrné pracovní teploty
v závislosti na typu převažující činnosti:
1° Úroveň činnosti
To = 20 ÷ 22 °C
Lehká sedavá činnost
Lehký oděv, minimální tělesný pohyb.
Výroba a montáž přesných elektronických komponentů.
Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává
cca 70 W
To = 19 ÷ 20 °C
Střední sedavá činnost
Lehký oděv, tělesný pohyb odpovídající výrobě nebo montáži větších
přístrojů.
Výroba a montáž přesných přístrojů, uměleckých předmětů, šperků.
Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává
cca 81 W
27
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
To = 18 °C
Standardní sedavá činnosti
Střední oděv, výroba a montáž objemných komponentů, takže trup je
v neustálém pohybu.
Výroba a montáž jemné mechaniky, hudebních nástrojů, fotografických a
elektrických přístrojů.
Teplo produkované lidským tělem (disipace), které tuto činnost vykonává.
cca 105 W
To = 17 ÷ 18 °C
Lehká činnost ve stoje
Střední oděv, nehybná pracovní pozice nebo jen s lehkými pohyby, výroba
a montáž drobných zařízení.
Balení, obuvnictví, dokončovací práce, zdravotnické přístroje, oděvy,
optika, farmaceutický průmysl, hračky apod.
cca 116 W
To = 16 ÷ 18 °C
Střední činnost ve stoje
Střední oděv, lehké pohyby při výrobě nebo montáži, které znamenají
pohyb celého těla.
cca 128 W
To = 15 ÷ 17 °C Standardní činnost ve stoje
Střední oděv, neustálý pohyb celého těla, výroba nebo montáž i
objemných zařízení, ale nikoliv těžkých.
cca 140 W
To = 14 ÷ 16 °C
Lehká činnosti v pohybu
Střední oděv, použití středně těžkých nástrojů.
Různá středně těžká kovovýroba, sklady, lehké slévárny, karosárny atd.
cca 163 W
To = 13 ÷ 15 °C
Střední činnost v pohybu
Střední oděv, neustálý pohyb a přesuny v rámci pracoviště s použitím
středně těžkých až těžkých nástrojů.
Svařovny, lodní a železniční kovovýroba, kovové konstrukce, sklady
surovin, expedice atd.
cca 204 W
To = 12÷14°C Činnost v neustálém pohybu
Střední až těžší oděv, použití těžkých nástrojů, silně větrané prostředí.
Výroba cihel, zpracování mramoru, betonové prefabrikáty apod.
cca 290 W
To = 10 ÷ 12°C Těžká činnost v neustálém pohybu
Těžký oděv, těžké nástroje, kritické pracovní prostředí.
Lomy, slévárny a ocelárny, těžký průmysl, stavebnictví.
cca 407 W
28
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.1.2. DYNAMICKÉ ZTRÁTY  v
Tepelný tok ventilací (dynamické ztráty) je způsoben především pronikáním vzduchu
z venku a vyjadřuje se jako:
v = n . V . ρ
. c . (T - T )
p
o
e
[W]
kde:
n = počet výměn za hodinu
V = objem prostoru
ρ = hustota vzduchu
Cp = měrná tepelná kapacita vzduchu při konstantním tlaku
[1/h]
[m3]
[kg/m3]
[(W h)/(kg K)]
[°C]
[°C]
Tento proud vzduchu bude mít tím větší vliv, čím menší bude objem budovy a čím
větší budou okna. Dobrým řešením pro omezení přístupu studeného vzduchu zvenku
je použití vzduchových clon do nejčastěji otevíraných vstupů.
V tabulce 4.13 je uvedeno množství vzduchu pronikajícího do budovy přirozenou
infiltrací za hodinu.
Tabulka 4.13
Indikativní objemy
výměny vzduchu
za hodinu
přirozenou infiltrací.
Typ budovy
Izolace
Dobrá
Sklady
Střední
Špatná
Dobrá
Špatná
Dílny
Lehká průmyslová
výroba apod.
Hangár
Autoopravny
Tenisové haly
Dobrá
Střední
Dobrá
Střední
Střední
Dobrá
Plocha m²
Výška
1000-3000
Přes 3000
1000-3000
Přes 3000
1000-3000
Přes 3000
500-750
500-750
1000-2500
2500-5000
Přes 5000
500-800
800-1500
500-1500
Přes 1500
500
3000
5,5
7,5
5,5
7,5
5,5
7,5
5,5
5
7,5
7,5
7,5
5
5
7,5
12
5
9
Výměna za hod. 1/h
Min
Max
0,75,
1,50
0,50
1,25
1,00
2,00
0,75
1,50
1,50
3,00
1,00
2,50
1,50
3,00
4,00
6,00
0,75
2,00
0,50
0,70
2,00
1,00
1,50
1,50
1,00
1,00
2,50
2,00
3,00
2,50
2,00
2,00
Je obtížné udržet komfortní teplotu při rychlosti vzduchu přesahující 0,2 – 0,3 m/s.
29
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.1.3. ZVÝŠENÍ A SNÍŽENÍ KOREKČNÍCH KOEFICIENTŮ
Po vypočítání úniků přes stavební struktury a přes infiltraci vzduchu se pro určení
přesné hodnoty potřebného tepelného výkonu používají následující korekční faktory.
4.1.3.1. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PODLE VÝŠKY INSTALACE KAH
Vyzařování tepla sáláním ztrácí intenzitu v závislosti na výšce instalace HInst, a to
v poměru uvedeném v tabulce 4.14.
Tabulka 4.14
Hodnota koeficientu KAH
v závislosti na výšce
instalace.
Hinst [m]
KAH
Hinst [m]
KAH
5
13
6
0,03 (+ 3%)
14
0,25 (+ 25%)
0,29 (+ 29%)
7
0,06 (+ 6%)
15
0,33 (+ 33%)
8
0,09 (+ 9%)
16
0,38 (+ 38%)
9
0,12 (+ 12%)
17
0,43 (+ 43%)
10
0,15 (+ 15%)
18
0,48 (+ 48%)
11
0,18 (+ 18%)
0,21 (+ 21%)
19
20
0,53 (+ 53%)
0,58 (+ 58%)
12
Koeficient KAH se aplikuje na statické ztráty  T:
 1 = KAH .  T
[W]
4.1.3.2. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ KAI
KAI je koeficient, který zohledňuje čas používání systému a tepelnou setrvačnost
systému pro zahřátí na provozní teplotu. V tabulce 4.15 jsou uvedeny hodnoty
koeficientu KAI pro prostředí vytápěná systémy XENON, EUCERK, HELIUM a
NEON; v tabulce 4.16 je uvedena hodnota koeficientu KAI pro prostředí vytápěná
systémem EUTERM.
Tabulka 4.14
Hodnota koeficientu
KAI v závislosti na
přerušovaném provozu
(XENON, EUCERK, HELIUM,
NEON).
Ore diPočet
funzionamento
hodin
giornaliero
každodenního
provozu
24
23
0
0,01 (+ 1%)
22
21
20
Verze 0407
Ore diPočet
funzionamento
hodin
giornaliero
každodenního
provozu
13
KAI
12
0,11 (+ 11%)
0,12 (+ 12%)
0,02 (+ 2%)
11
0,135 (+ 13,5%)
0,03 (+ 3%)
10
0,15 (+ 15%)
0,4 (+ 4%)
9
0,165 (+ 16,5%)
19
0,5 (+ 5%)
8
0,18 (+ 18%)
18
0,6 (+ 6%)
7
0,20 (+ 20%)
17
0,7 (+ 7%)
6
0,23 (+ 23%)
16
0,8 (+ 8%)
5
0,26 (+ 26%)
15
0,9 (+ 9%)
0,10 (+ 10%)
4
0,30 (+ 30%)
14
30
KAI
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.15
Hodnota koeficientu
KAI v závislosti na přerušovaném
provozu (EUTERM).
OrePočet
di funzionamento
giornaliero
hodin každodenního
provozu
24
16
12
10
8
4
KAI
0
0,08 (+ 8%)
0,14 (+ 14%)
0,18 (+ 18%)
0,26 (+ 26%)
0,50 (+ 50%)
Koeficient KAI se aplikuje na statické ztráty  T:
 2 = KAI .  T
[W]
4.1.3.3. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PODLE TVARU BUDOVY KAF
KAF je definován poměrem mezi součtem všech venkovních povrchů, přes které
dochází ke ztrátám, (∑S) a půdorysem budovy (A) a vztahuje se pouze na statické
ztráty  T.
Tento koeficient zohledňuje negativní účinek, díky kterému osoba umístěná mezi
dvě venkovní stěny, které jsou velmi blízko sebe, předává teplo těmto studenějším
stěnám, což následně snižuje pocitovou teplotu.
Aby bylo zohledněno, že pás podlahy sousedící s venkovním prostředí propouští jak
pod podlahu, tak i ven (teplotní most), je ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA
počítán pás podlahy sousedící s venkovním prostorem dvakrát.
Tabulka 4.16
Hodnoty koeficientu KAF
v závislosti na tvaru budovy.
ΣS/A
2
2,2
2,4
2,6
2,8
KAF
0
0,03 (+ 3%)
0,06 (+ 6%)
0,09 (+ 9%)
0,12 (+ 12%)
ΣS/A
3
3,2
3,4
3,6
3,8
0,16
0,20
0,24
0,28
0,32
KAF
(+ 16%)
(+ 20%)
(+ 24%)
(+ 28%)
(+ 32%)
Koeficient KAF se aplikuje na statické ztráty  T
 3 = KAF .  T
[W]
4.1.3.4. KOEFICIENT CELKOVÉHO SNÍŽENÍ KRR
Ve zjednodušené výpočtové metodě ztrát se namísto teploty vzduchu používá
provozní teplota (aby nebyl nutný složitý výpočet střední radiační teploty). Aby
nedocházelo k předimenzování potřeby tepla, používá se koeficient celkového
snížení KRR, který se aplikuje na již dříve vypočítané statické a dynamické ztráty,
aniž by došlo k jakémukoliv navýšení kvůli orientaci či expozici z důvodu statických
ztrát:
 4 = KRR . ( T +  V)
31
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
[W]
www.4heat.cz
V prostředích vytápěných vysokoteplotními sálavými systémy CARLIEUKLIMA
(moduly se sálavými trubicemi XENON, sálavé pásy EUCERK, HELIUM,
keramické zářiče NEON) je koeficient KRR funkcí rychlosti vzduchu uvnitř místnosti
(vztažené k objemu vyměňovaného vzduchu), a typu činnosti, která je zde
provozována, a počítá se podle tohoto vzorce:
KKR = 0,58 . 1,024 20-a-r
[1/h]
kde:
a = úroveň činnosti (dle odstavce 4.1.5)
r = počet výměn vzduchu za hodinu
nebo ho lze pohodlně vyčíst z následujících tabulek:
Tabulka 4.18
Koeficient KRR, funkce typu
provozované činnosti a
výměn vzduchu pro XENON,
EUCERK, HELIUM, NEON.
Coefficiente
Koeficient KRR
KRR
Úroveň
pracovní
činnosti
Livello
di attività
lavorativa
N° ricambi
Počet
výměn r [1/h]
6
5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
1
0,79
0,81
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,90
2
0,77
0,79
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
3
0,75
0,77
0,79
0,80
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
4
0,74
0,75
0,77
0,78
0,79
0,80
0,81
0,82
0,83
0,84
5
0,72
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,80
0,81
0,82
6
0,70
0,72
0,73
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,80
7
0,69
0,70
0,72
0,73
0,74
0,74
0,75
0,76
0,77
0,78
8
0,67
0,69
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,74
0,75
0,76
9
0,65
0,67
0,68
0,69
0,70
0,71
0,72
0,73
0,74
0,74
10
0,64
0,65
0,67
0,68
0,68
0,69
0,70
0,71
0,72
0,73
Tabulka 4.19
Koeficient KRR, funkce typu
provozované činnosti a
výměn vzduchu pro EUTERM.
Coefficiente
KRR
Koeficient KRR
Livello
Úroveň
di attività
pracovnílavorativa
činnosti
N° ricambi
Počet
výměn r [1/h]
2
1,5
1
0,5
32
Verze 0407
1
0,97
0,98
0,99
1,00
2
0,96
0,97
0,98
0,99
3
0,95
0,96
0,97
0,98
4
0,94
0,95
0,96
0,97
MANUÁL SÁLÁNÍ
5
0,93
0,94
0,95
0,96
6
0,92
0,93
0,94
0,95
7
0,91
0,92
0,93
0,94
8
0,90
0,91
0,92
0,93
9
0,89
0,90
0,91
0,92
10
0,88
0,89
0,90
0,90
www.4heat.cz
4.1.4. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA SYSTÉMU
   +  +  +  
[W]
4.1.5. VÝPOČET POŽADOVANÉHO TEPELNÉHO VÝKONU
Potřebný tepelný výkon se vypočítá jako podíl tepelného výkonu systému a celkové
účinnosti systému η:
'= /η
[W]
Celková účinnost systému η může být orientačně považována za rovnou 0,91
(91%), a to pro sálavé trubice XENON, sálavé pásy EUCERK, HELIUM a zářiče
NEON; u sálavých panelů EUTERM je účinnost η funkcí účinnosti teplárny,
distribuční sítě a kapaliny přinášející teplo.
4.2. Metoda výpočtu potřeby tepla konvekčních
systémů
Metoda používaná pro výpočet potřeby tepla v průmyslové budově vytápěné
konvekčním systémem je následující:



Statické ztráty vypočítané z provozní teploty
Dynamické ztráty vypočítané z provozní teploty
Navýšení pomocí následujících opravných koeficientů
KOP
Koeficient pro zohlednění provozní teploty
KES
Koeficient pro expozici stěn
KAI
Koeficient pro přerušovaný provoz
KGR
Koeficient pro tepelný gradient
4.2.1. STATICKÉ A DYNAMICKÉ ZTRÁTY
Statické a dynamické ztráty se počítají, jak je uvedeno v kapitolách 4.1.1 a 4.1.2,
se zohledněním provozní teploty (teplota pocitového komfortu).
4.2.2. NAVÝŠENÍ U OPRAVNÝCH KOEFICIENTŮ
Pro výpočet skutečné potřeby tepla a vzhledem k tomu, že v tomto případě je
nutné, aby teplota vzduchu byla vyšší než u prostorů vytápěných sálavými
systémy, se používají opravné faktory uvedené v následujících podkapitolách.
4.2.2.1. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ U PROVOZNÍ TEPLOTY KOP
Provozní teplota je teplota skutečně pociťovaná lidmi a odpovídá přibližně průměru
mezi teplotou vzduchu a průměrnou váženou teplotou zdí. Pro udržení pocitu
pohodlí musí každému snížení průměrné teploty zdí odpovídat zvýšení teploty
vzduchu a tedy i zvýšení statických ztrát. Zavádí se faktor:
KOP =
1-
33
Verze 0407
1
-1
Um
2hi
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
kde:
hi
je koeficient konvekce na vnitřní straně zdí, jehož předpokládaná hodnota
je 7,5
[W / (m2 K)]
je průměrný součinitel prostupu tepla prostoru, který se počítá podle
následujícího vzorce:
Um
Um =
Φ
[W/(m2K)]
Atot(To - Te)
kde:
∑
Atot
To
Te
je součet ztrát všech únikových zdí a tepelných mostů
je celková plocha všech zdí, stropů a podlah místnosti, včetně
nepropouštějících
je provozní teplota předepsaná pro prostředí
je minimální venkovní teplota dle projektu
[W]
[m²]
[°C]
[°C]
Průměrná teplota Tm vnitřní strany únikové zdi je dána:
Tm = Ti -
U
hi
[°C]
(Ti - Te)
kde:
To
Te
U
hi
je provozní teplota předepsaná pro prostředí
[°C]
je minimální venkovní teplota dle projektu
[°C]
je propustnost stěny
[W/(m² K)]
je koeficient konvekce na vnitřní straně stěn, který je roven 9,3 W/(m² K)
pro stropy, 8,14 W/(m² K) pro svislé zdi a 5,82 W/(m² K) pro podlahy.
4.2.2.2. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO EXPOZICI STĚN KES
Pro zohlednění různé orientace zdí se používají koeficienty dle tabulky 4.20:
Tabulka 4.20
Hodnoty koeficientu KES
pro různé světové strany zdí.
ORIENTACE
KES
JIH
0,00
JIHOZÁPAD
0,02-0,05
ZÁPAD
0,05-0,1
SEVEROZÁPAD
0,1-0,15
SEVER
0,15-0,2
SEVEROVÝCHOD
0,15-0,2
VÝCHOD
0,1-0,15
JIHOVÝCHOD
0,05-0,1
Ve výpočtovém programu CARLIEUKLIMA se pro zjednodušení používá jediný
průměrný koeficient KES odpovídající 8%, který se aplikuje na statické ztráty (KES =
0,08).
34
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.21
Procentní navýšení
potřeby tepla pro
přerušovaný provoz.
ORE DI FUNZIONAMENTO
GIORNALIERO
HODINY PROVOZU ZA
DEN
24
16
12
10
8
4
KAI
0
0,15
0,26
0,33
0,40
0,55
4.2.2.4. KOEFICIENT NAVÝŠENÍ PRO TEPLOTNÍ GRADIENT KGR
Pokud je rozdíl v teplotách mezi topícími tělesy a teplotou místnosti 40°C, lze určit
teplotu Tis dosaženou v blízkosti stropu místnosti. Hodnoty jsou uvedeny v tabulce
4.22:
Altezza
dell'edificio
Výška
budovy
Fino
metri
Doa33metrů
Mezi3 3ea44metri
metry
Tra
Tra
Mezi4 4ea66metri
metry
Mezi6 6ea99metri
metry
Tra
Mezi9 9ea13
13metri
metry
Tra
Mezi13
13ea18
18metri
metry
Tra
Mezi1818ea25
25metri
metry
Tra
Tabulka 4.22
Teplota dosažená
v blízkosti stropu pro
teplotní gradient.
T is
T is
T is
T is
T is
T is
Tis [°C]
T is = T i
= T i + 0,06 (T i = T i + 0,05 (T i = T i + 0,04 (T i = T i + 0,03 (T i = T i + 0,02 (T i = T i + 0,01 (T i -
T e)
T e)
T e)
T e)
T e)
T e)
H'
H'
H'
H'
H'
H'
Kde:
Ti
Tis
Te
je vnitřní teplota
je teplota v blízkosti zdí
[°C]
[°C]
je venkovní teplota
H’
je výška stropu měřená počínaje od výšky tří metrů od podlahy
[°C]
[m]
Pro výpočet ztrát v prostorách o značné výšce se bere jako předpokládaná teplota
prostředí:
Tis
Ti
(Tis - Ti)
pro ztráty přes stropy
[°C]
pro ztráty přes podlahy
[°C]
pro ztráty přes svislé zdi
[°C]
2
Pokud je rozdíl mezi teplotou kapaliny v topicích tělesech Tf a teplotou Ti větší než
40°C, zvyšuje se gradient poměrně ke vztahu:
[K]
(Tf - Ti)
40
35
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Pro výpočet konvekčních systémů se obvykle používá zvýšení o 2,5 % na každý
metr výšky budovy počínaje od čtvrtého metru od úrovně podlahy.
KGR = (H-4) . 0,025
Kde:
H je výška budovy
[m]
4.2.3. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA
Celkový tepelný výkon se vypočítá pomocí tohoto vzorce:
 = T KOR+ T KES (1+KOR)+  T KAI (1+KOR)+  T KGR (1+KOR)+  T+ v
[W]
4.2.4. VÝPOČET POŽADOVANÉHO TEPELNÉHO VÝKONU
Celkový tepelný výkon, který má být instalován, se počítá vydělení tepelného
výkonu systému celkovou účinností systému η:
’ =  / η
[K]
Předpokládaná hodnota celkové účinnosti systému ηmůže být indikativně rovna
0,8 (80%).
4.3. Příklad výpočtu požadavku na teplo
Příklad výpočtu je založen na budově znázorněné na obrázku 4.4 a 4.5 s těmito
charakteristikami:
Rozměry budovy:
Délka
90 m
Šířka
64 m
Celková výška 9,5 m
Stavební materiál:
Střecha
Sendvičový panel
Plech – Polyuretan – Plech
Stěny
Částečně sendvičový panel jako
střecha, částečně železobeton d = 0,2 m
Podklad
Průmyslová podlaha
Okna
Jednoduché sklo
Světlíky
Dvojsklo
Vrata
Sendvičový panel jako horní část zdí
Rozměry: 5 x 4,5 m
Počet vrat: 5
Umístění:
Město
Okres
Kraj
Stát
36
Verze 0407
Brno
Brno-město
Jihomoravský
ČR
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.4
Plánek vytápěné haly.
37
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.5
Řez strukturou
s jednotlivými materiály.
ŘEZ STRUKTUROU VČETNĚ JEDNOTLIVÝCH MATERIÁLŮ
Světlíky
z dvojskla
Krytí ze sendvičového panelu
plech – polyuretan - plech
Sendvičový panel
plech – polyuretan - plech
Okna U - Sklo
Beton 20cm
38
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Tabulka 4.23
Příklad výpočtu potřeby tepla
pomocí výpočtového
programu CARLIEUKLIMA.
VÝPOČET ZTRÁT
PLOCHA m²
PRŮMĚRNÁ VÝŠKA
VÝŠKA INSTALACE m
CELKOVÁ VÝŠKA m
OBJEM m³
POČET VÝMĚN VZDUCHU 1/h
HODINY PROVOZU SYSTÉMU h
SEZÓNA VYTÁPĚNÍ dny
STUPNĚ ZA DEN stupně za den
PROVOZNÍ TEPLOTA °C
VENKOVNÍ TEPLOTA °C
TYP ČINNOSTI
TEPLOTA PODZEMNÍ VODY °C
TYP POVRCHU
PODLAHA
STŘECHA
SVĚTLÍKY
BETONOVÉ STĚNY
PANELOVÉ STĚNY
OKNA
VRATA
ZTRÁTOVÉ POVRCHY
KONSTRUKČNÍ ZTRÁTY
ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY
POPIS TEPELNÉHO MOSTU
TEPELNÝ MOST U PODLAHY (obvod P*2)
CELKOVÉ ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY
5760
9
7,7
9,5
51840
0,5
10
180
2626
18
-5
5
7
A m²
5760
5796
2312
623
1610
340
112,5
16554
U W / (m²K)
1,4
0,8
4,1
1,9
1,2
5,8
3,5
539445
A m²
616
U W / (m²K)
1,4
ΔT K
23
616
CELKOVÉ ZTRÁTY =
STATICKÉ ZTRÁTY + DYNAMICKÉ ZTRÁTY +
AKTIVNÍ ZDROJE TEPLA + PASIVNÍ ZDROJE TEPLA W
39
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
 W
19835
19835
STATICKÉ ZTRÁTY =
ZTRÁTY KONSTRUKCÍ + ZTRÁTY TEPELNÝMI MOSTY
SHRNUTÍ
DYNAMICKÉ ZTRÁTY W
AKTIVNÍ ZDROJE TEPLA
PASIVNÍ ZDROJE TEPLA
 W
88704
106646
218022
27225
44436
45356
9056
ΔT K
11
12
12
12
12
12
12
559280
1,4
23
201067
0
0
760347
www.4heat.cz
SYSTÉM HORKOVZDUŠNÉHO VYTÁPĚNÍ
CELKOVÉ ZTRÁTY W
KOREKCE PRO KONVEKČNÍ SYSTÉM
KES PRO ORIENTACI
KOP pro zohlednění provozní teploty
KGR PRO VÝŠKU BUDOVY
KAI PRO PŘERUŠOVANÝ PROVOZ
760347
OPRAVNÝ KOEFICIENT
0,08
0,104262
0,1375
0,15
POTŘEBA TEPLA W
1041723,0
POTŘEBNÝ TEPELNÝ VÝKON W
1302154,0
SYSTÉM SÁLAVÉHO VYTÁPĚNÍ EUCERK, HELIUM, XENON, NEON
760347
KOREKCE PRO SÁLAVÝ SYSTÉM
KRR PRO PROVOZNÍ TEPLOTU
KAH PRO VÝŠKU INSTALACE
KAF PRO TVAROVÝ FAKTOR
OPRAVNÝ KOEFICIENT
0,8180453
0,82
0
0,15
751192
825486
SYSTÉM SÁLAVÉHO VYTÁPĚNÍ EUTERM
760347
KOREKCE PRO SÁLAVÝ SYSTÉM
KRR PRO PROVOZNÍ TEPLOTU
KAH PRO VÝŠKU INSTALACE
KAF PRO TVAROVÝ FAKTOR
OPRAVNÝ KOEFICIENT
0,96
0,81
0
0,18
875905
1094881
*předpokládaná celková účinnost je 0,8
40
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
4.4. Částečné vytápění
Termínem „částečné vytápění“ se rozumí vytápění otevřeného prostoru (s velkou
výměnou vzduchu) nebo ohraničeného vnitřního prostoru v nevytápěné hale.
Skutečnost, že daný prostor není ohraničen, a velká výměna vzduchu, které jsou pro
tuto situaci charakteristické, neumožňuje předávat teplo vzduchu a dostatečně ho
ohřívat. Sálání musí tedy poskytovat potřebný komfort působením přímo na osoby,
bez příspěvku tepelné kapacity od konstrukcí a vzduchu. V takových případech už
nelze mluvit o fungování celého systému (budovy a systému vytápění), nýbrž
jednotlivého stroje (nebo množiny strojů), které rychle dosáhnou jmenovité provozní
hodnoty.
4.4.1. VÝPOČET POTŘEBY TEPLA
Za této situace nelze použít výpočet celkových ztrát prostředí, neboť vytápěna je jen
minimální část celkového prostoru. Stěny, které se obvykle používají pro
nadimenzování celkového tepelného výkonu, jsou nyní představovány vzduchem,
který obklopuje vytápěnou zónu a který, až na vzácné případy, je v neustálém
pohybu a neustále odvádí z vytápěné zóny teplo. Nejpříhodnější popis dané situace
je „nekonečné ztráty“.
Pro dosažení dobrého výsledku, který by na minimum snížil počet nespokojených
osob, je třeba vzít v úvahu nepřeberné množství parametrů, lišících se případ od
případu. Abychom projektantovi zjednodušili práci, popíšeme jednoduchou cestu ke
správnému nadimenzování, ověřenou mnohaletými zkušenostmi s instalacemi, které
dosáhly uspokojujících výsledků.
Především je třeba vyčíslit provozní teplotu, která je schopná sama zajistit potřebnou
úroveň komfortu v závislosti na činnosti provozované v daném prostoru. Z hlediska
středního vysálaného výkonu potřebného k získání teplotního rozdílu ΔT = 18° C ve
výšce 1,5 metru od podlahy, je možné odhadnout přísun tepla na 235 W/m2 za
podmínek, kdy bude rychlost vzduchu nulová. Těžko ale lze dosáhnout stavu
nehybného vzduchu, především při obchodních a výrobních činnostech v prostorách,
kde jsou neustále otevřená vrata pro příjezd a vykládku materiálu nebo zboží.
Na obrázku 4.6 je znázorněno, jaká musí být hodnota specifického výkonu na
základě požadované tepelné odchylky, a množství tepla skutečně vysálaného
jednotlivými systémy za předpokladu, že rychlost vzduchu je nižší než 0,2 m/s. To
může být užitečným nástrojem pro představu o výkonech, které přicházejí v úvahu
při částečném vytápění, a také pro srovnání s výkony u celkového vytápění.
41
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.6
Potřeba specifického výkonu [W/m2]
v závislosti na požadované
teplotní odchylce ∆T
vzhledem k teplotě
vzduchu Ta.
Při stejném instalovaném výkonu se poměrná část výkonu dopadajícího na podlahu mění
v závislosti na typu instalovaného stroje, neboť u konvekce se liší účinnosti i ztráty. Pomocí
grafů na obrázcích 4.7, 4.8 a 4.9, v nichž je dána plocha k částečnému vytápění a
požadovaná teplotní odchylka, lze určit hodnotu potřebného výkonu, kterého lze dosáhnout
moduly se sálavými trubicemi XENON, sálavými pásy EUCERK, HELIUM a sálavými panely
EUTERM.
42
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.7
Teplený výkon [W], který bude potřeba,
v závislosti na požadovaném ∆T [°C]
a na ploše [m2] při vytápění moduly
se sálavými trubicemi XENON.
Plocha
XENON
43
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.8
a na ploše [m2] při vytápění
sálavými pásy EUCERK, HELIUM.
Plocha
EUCERK, HELIUM
44
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
Obrázek 4.9
a na ploše [m2] při vytápění
sálavými panely EUTERM.
Plocha
EUTERM
45
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
www.4heat.cz
POUŽITÉ SYMBOLY
Symboly používané v tomto manuálu, jsou uvedeny v následující tabulce, což je
tabulka používaná podle posledních platných norem. Hlavními rozdíly oproti dříve
používaným symbolům jsou: koeficient jednotkové propustnosti je označován
písmenem U, namísto K, a písmeno Q označuje tepelnou energii a nikoliv tok, který
je označován písmenem  .
Tabulka 2.1
Symboly a měrné jednotky.
SYMBOL
A
cp
d
h
I
n
P
Q
T
MĚRNÁ JEDNOTKA
m²
J/(kg K)
m
W/(m² K)
m
h-1
m
J
°C
v
NÁZEV
plocha o určité rozloze
měrné teplo při konstantním tlaku
tloušťka
koeficient povrchové tepelné výměny
délka
počet výměn vzduchu za hodinu
obvod podlahy
množství tepla
teplota
koeficient celkové propustnosti tepla
(tepelná propustnost)
rychlost vzduchu
V

ƞ



RH
objem
tepelné ztráty
účinnost
tepelná vodivost
hustota vzduchu
lineární propustnost tepelným mostem
relativní vlhkost
m³
W
%
W/(m K)
kg/m³
W/(m K)
%
U
46
Verze 0407
MANUÁL SÁLÁNÍ
W/(m² K)
m/s
www.4heat.cz
4heat s.r.o.
Ječná 29a
Brno 621 00
[email protected]
www.4heat.cz
Kontakty na obchod:
CZ
+420 776 186 783
+420 777 777 224
+420 730 891 891
+420 734 256 724
SK
+421 948 506 833

Teorie pro návrh sálavého vytápění

Transkript

Podobné dokumenty

2014_Pece a energetické hospodářství_ke zveřejnění - FMMI