dnes je 29.6.2022

Input:

Tepelná stabilita místnosti v letním období

4.5.2012, Zdroj: Verlag Dashöfer

11.2.6
Tepelná stabilita místnosti v letním období

Hodnocení tepelné stability místnosti zkoumá chování vnitřního prostoru v případě, že je místnost v letním období osluněna a dochází k nárůstu teploty vnitřního vzduchu.

NORMOVÉ POŽADAVKY

Výpočtové posouzení letní tepelné stability se provádí pro tzv. kritickou místnost, to znamená pro prostor s předpokládanou nejvyšší tepelnou zátěží. Tímto prostorem jsou obvykle místnosti s největšími přímo osluněnými prosklenými plochami, orientovanými především na východ, západ, jih, jihovýchod a jihozápad.

Normové požadavky

Revidovaná norma ČSN 73 0540-2/2011 uvádí jako kritérium pro hodnocení letní tepelné stability hodnotu nejvyšší denní teploty vzduchu v místnosti θai, max.

Kritická místnost je z hlediska tepelné stability v letním období vyhovující, platí-li, že hodnota nejvyšší denní teploty vzduchu v místnosti θai,max je nižší nebo rovna její normou požadované hodnotě θai,max,N, takže

θai,max ≤ θai,max,N

Normou požadované hodnoty nejvyšší denní teploty vzduchu v místnosti jsou uvedeny v tab. T6.1.

Druh budovy Nejvyšší denní teplota vzduchu v místnosti
v letním období θai,max,N (°C)
Nevýrobní 1) 27,0
Ostatní s vnitřním
zdrojem tepla
do 25 W/m3 včetně 29,5
nad 25 W/m3 31,5

Tab. T 6.1: Nejvyšší denní teplota vzduchu v místnosti v letním období

Požadavky na klimatizované budovy

Budovy s klimatizací musí v případě výpadku klimatizačního zařízení splňovat podmínku

θai,max ≤ 32,0 °C.

Při hodnocení klimatizovaných místností se do výpočtu nezahrnuje chladicí výkon klimatizačního zařízení, ani tepelné zisky od technologických zařízení nebo kancelářského vybavení.

VÝPOČET

Pro výpočet nejvyšší denní teploty vzduchu v místnosti se obvykle používá některá z metodik, převzatá z evropských norem, ovšem s použitím okrajových podmínek podle ČSN 73 0540-3 (4).

ZÁSADY PRO NAVRHOVÁNÍ

Z hlediska letní tepelné stability místnosti jsou limitujícím prvkem průsvitné konstrukce. Jejich plocha, orientace a případné clonění mají rozhodující vliv na teplotu vnitřního vzduchu při oslunění místnosti.

V případě, že otopný systém objektu je v zimním období schopen akceptovat energetické zisky od slunečního záření, jsou průsvitné konstrukce jednoznačně aktivním prvkem v celkové energetické bilanci budovy. Je tedy návrh průsvitných prvků obalových konstrukcí budovy svázán se dvěma v podstatě protichůdnými požadavky, to je s minimalizací tepelných zisků v letním období a získáním co největšího množství solární energie v období zimním.

Návrh průsvitných konstrukcí proto obvykle upřednostňuje akceptaci solárních zisků v zimním období, pro letní období je pak třeba zajistit takovou míru clonění otvorových výplní, aby byly zajištěny nezbytné požadavky na kvalitu vnitřního mikroklimatu. Z popsané situace vyplývá, že navržené clony by měly umožňovat případnou regulaci tepelných zisků pomocí manipulace s clonícími prvky. Z tohoto pohledu jsou preferovány všechny typy žaluzií - nejvyšší účinnost mají žaluzie na vnější straně oken, naopak nejméně účinné jsou žaluzie vnitřní.

Optimálním řešením je obvykle kombinace nastavitelných stínících prvků s pevnými clonícími stavebními prvky, jako jsou markýzy, římsy, balkónové desky nebo i přesahující střešní konstrukce. Návrh těchto pevných clonících prvků však musí být velmi pečlivě prověřen jak s ohledem na orientace cloněné stěny vůči světovým stranám, tak i z hlediska kvality denního osvětlení interiérů a možnosti aktivního využití solárních zisků v zimním období.

Použití reflexních fólií a speciálních skel je – především z hlediska energetických zisků v zimním období – problematické.

Mezi další faktory, které jsou schopny příznivě ovlivnit letní stabilitu místnosti, patří:

  • snížení tepelného toku neprůsvitnými obalovými konstrukcemi vhodnou volbou barvy a struktury jejich vnějšího povrchu - výhodné jsou především světlé barvy,

  • návrh obalových konstrukcí budovy formou dvouplášťových konstrukcí s provětrávanou vzduchovou vrstvou, kdy vnější plášť konstrukce působí jako radiační clona, snižující prostup energie do interiéru,

  • návrh obalových konstrukcí se zvýšenou akumulační schopností – to znamená preference situování vrstev s vysokou objemovou hmotností k vnitřnímu líci konstrukce,

  • návrh akumulačních prvků uvnitř budovy – jedná se především o stropní konstrukce a vnitřní dělící konstrukce, realizované jako masivní konstrukce se zvýšenou akumulační schopností.

PŘÍKLAD VÝPOČTU

Pro výpočet je použit program Simulace 2011. Původně používaný program Stabilita nelze – s ohledem na zásadní změnu normových požadavků na hodnocení letní tepelné stability místnosti – již nadále používat.

Výpočtové hodnocení bude provedeno prostřednictvím RC modelu, který hodnotí místnost na základě analogie s elektrickým obvodem. Uvedená metodika pracuje se shodným průběhem venkovní teploty pro obalové konstrukce i pro větrací vzduch.

Variantní možností je v tomto případě výpočet s využitím metody tepelné jímavosti, která lépe zohledňuje vliv akumulace tepla a je proto ideální pro hodnocení konstrukcí s extrémními akumulačními schopnostmi.

Výpočet využívá dynamických tepelně technických vlastností obalových konstrukcí a lze při něm uvažovat i s rozdílnými venkovními teplotami pro obalové konstrukce a pro větrací vzduch.

Vstupní údaje

Zadávané údaje jsou patrné z následujících tabulek. Tabulka s označením Vnitřní zdroje tepla zůstává nevyplněna, protože v souladu s normovými požadavky probíhá hodnocení bez vlivu vnitřních tepelných zisků.

Tiskový výstup

Tiskový výstup obsahuje kromě rekapitulace vstupních údajů a výsledků výpočtu i vyhodnocení výsledků podle ČSN 73 0540-2/2011.

ODEZVA MÍSTNOSTI NA VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ TEPELNOU ZÁTĚŽ V LETNÍM OBDOBÍ

podle ČSN EN ISO 13792

Simulace 2011

Název úlohy: DAS6

Zpracovatel: FK

Zakázka: DAS

Datum: 03/2012

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT :

Datum a zeměpisná šířka: 21. 8., 52 st.
Objem vzduchu v místnosti: 48.00 m3
Souč. přestupu tepla prouděním: 2.50 W/m2K
Souč. přestupu tepla sáláním: 5.50 W/m2K
Činitel f,sa: 0.10

Okrajové podmínky výpočtu:

Čas n Fi,i Te Intenzita slunečního záření pro jednotlivé orientace [W/m2]
[h] [1/h] [W] [C] I,S I,J I,V I,Z I,H I,JV I,JZ I,SV I,SZ
1 4.0 0 16.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 4.0 0 16.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 4.0 0 16.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 4.0 0 16.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 4.0 0 16.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 3.0 0 18.1 67 37 265 37 92 178 37 219 37
7 1.5 0 19.5 69 103 549 69 248 432 69 384 69
8 1.5 0 21.2 95 259 656 95 415 608 95 376 95
9 1.5 0 23.0 116 420 637 116 567 699 116 270 116
10 1.5 0 24.8 132 553 526 132 687 708 151 132 132
11 1.5 0 26.5 142 640 353 142 764 644 345 142 142
12 1.5 0 27.9 145 670 145 145 790 516 516 145 145
13 1.5 0 29.1 142 640 142 353 764 345 644 142 142
14 1.5 0 29.8 132 553 132 526 687 151 708 132 132
15 1.5 0 30.0 116 420 116 637 567 116 699 116 270
16 1.5 0 29.8 95 259 95 656 415 95 608 95 376
17 1.5 0 29.1 69 103 69 549 248 69 432 69 384
18 1.5 0 28.0 67 37 37 265 92 37 178 37 219
19 1.5 0 26.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
20 3.0 0 24.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0
21 4.0 0 23.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Nahrávám...
Nahrávám...