dnes je 13.7.2024

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/m2
Souč. přestupu tepla sáláním:  5.50 W/m2
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 
4.0  16.9 
4.0  16.2 
4.0  16.0 
4.0  16.2 
4.0  16.9 
3.0  18.1  67  37  265  37  92  178  37  219  37 
1.5  19.5  69  103  549  69  248  432  69  384  69 
1.5  21.2  95  259  656  95  415  608  95  376  95 
1.5  23.0  116  420  637  116  567  699  116  270  116 
10  1.5  24.8  132  553  526  132  687  708  151  132  132 
11  1.5  26.5  142  640  353  142  764  644  345  142  142 
12  1.5  27.9  145  670  145  145  790  516  516  145  145 
13  1.5  29.1  142  640  142  353  764  345  644  142  142 
14  1.5  29.8  132  553  132  526  687  151  708  132  132 
15  1.5  30.0  116  420  116  637  567  116  699  116  270 
16  1.5  29.8  95  259  95  656  415  95  608  95  376 
17  1.5  29.1  69  103  69  549  248  69  432  69  384 
18  1.5  28.0  67  37  37  265  92  37  178  37  219 
19  1.5  26.5 
20  3.0  24.8 
21  4.0  23.0 
22  4.0  21.2 
Nahrávám...
Nahrávám...