Straty ciepła. Zadania

dr inż. Michał Strzeszewski, 2003-2005
Zapotrzebowanie na ciepło
Zadania do samodzielnego rozwiązania
v. 1.11
Zadania należy wykonywać zgodnie z normą PN-B-03406 „Obliczanie zapotrzebowania ciepła pomieszczeń o kubaturze do 600 m3”.
Zadanie 1
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw dla pomieszczenia biurowego o kubaturze 60 m3. Lokalizacja: Poznań.
Rozwiązanie:
Ponieważ pomieszczenie jest użytkowane mniej niż 12 h w ciągu doby, przyjmuje się zgodnie z normą PN-B-03406
wewnętrzne zyski ciepła na poziomie 7 W/m3. Poznań leży w II strefie klimatycznej i w związku z tym obliczeniowa
temperatura zewnętrzna zgodnie z normą PN-82/B-02403 wynosi –18ºC. Natomiast obliczeniowa temperatura wewnętrzna wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” (Dz.U. Nr 75, poz. 690) wynosi dla pomieszczeń biurowych
+20ºC.
Qw = [0,34(t i − t e ) − 7]V = [0,34(20 − (− 18)) − 7]60 = 355,2 W
Odp.: Qw = 355 W.
Zadanie 2
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw dla łazienki (w budynku mieszkalnym) o kubaturze 20 m3. Lokalizacja: Białystok.
Rozwiązanie:
Ponieważ pomieszczenie jest użytkowane co najmniej niż 12 h w ciągu doby (takie założenie przyjmuje się również dla
łazienek w budynkach mieszkalnych), przyjmuje się zgodnie z normą PN-B-03406 wewnętrzne zyski ciepła na poziomie 9 W/m3. Białystok położony jest w IV strefie klimatycznej, dlatego obliczeniowa temperatura zewnętrzna zgodnie
z normą PN-82/B-02403 wynosi –22ºC. Obecnie wartość tę uwzględnia się w obliczeniach niezależnie od tego, czy
łazienka posiada okna zewnętrzne. Obliczeniowa temperatura wewnętrzna wynosi dla łazienek +24ºC. Temperaturę tę
wprowadziło Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” (Dz.U. Nr 75, poz. 690). Do tej pory obowiązywała temperatura +25ºC.
Qw = [0,34(t i − t e ) − 9]V = [0,34(24 − (− 22)) − 9]20 = 132,8 W
Odp.: Qw = 133 W.
Zadanie 3
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw dla sali gimnastycznej o kubaturze 500 m3. Lokalizacja: Płock.
Odp.: Qw = 2620 W.
Zadanie 4
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji Qw dla kuchni (w budynku mieszkalnym) o kubaturze 40 m3, wyposażonej w kuchenkę elektryczną w budynku mieszkalnym. Lokalizacja: Szczecin.
Odp.: Qw = 130 W.
Strona 1
Michał Strzeszewski: Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Zadanie 5
Oblicz stratę ciepła przez przenikanie Qo dla ściany zewnętrznej bez okna o współczynniku przenikania ciepła U =
0,290 W/m2K i powierzchni 15 m2. Ściana należy do pokoju mieszkalnego. Lokalizacja: Zakopane.
Rozwiązanie:
Qo = U ⋅ (t i − t e ) ⋅ A = 0,290 ⋅ (20 − (− 24)) ⋅15 = 191,4 W
Odp.: Qo = 191 W.
Zadanie 6
Oblicz stratę ciepła przez przenikanie Qo dla ściany wewnętrznej, oddzielającej łazienkę od pokoju mieszkalnego,
o współczynniku przenikania ciepła U = 1,990 W/m2K i powierzchni 8 m2. Lokalizacja: Gdańsk.
Odp.: Qo = 64 W.
Zadanie 7
Oblicz stratę ciepła przez przenikanie Qo dla stropu, oddzielającego pokój mieszkalny od nieogrzewanej piwnicy,
o współczynniku przenikania ciepła U = 0,295 W/m2K i powierzchni 35 m2. Piwnica posiada okna w ścianach zewnętrznych i przewody c.o. Lokalizacja: Suwałki.
Odp.: Qo = 227 W.
Zadanie 8
Oblicz stratę ciepła przez przenikanie Qo dla stropu, oddzielającego łazienkę od nieogrzewanego poddasza. Współczynnik przenikania ciepła U = 0,285 W/m2K, a powierzchnia A = 32 m2. Współczynnik przenikania ciepła dla dachu
jest większy niż 5 W/m2K. Lokalizacja: Radom.
Odp.: Qo = 383 W.
Zadanie 9
Oblicz stratę ciepła przez przenikanie Qo dla ściany zewnętrznej z oknem. Współczynnik przenikania ciepła ściany
Uś = 0,292 W/m2K, a jej powierzchni Aś = 15 m2 (brutto, tzn. wraz z powierzchnią okna). Współczynnik przenikania
ciepła okna Uok = 2,5 W/m2K, a jego wymiary to 2200 x 1400 mm. Ściana należy do pokoju mieszkalnego. Lokalizacja:
Wrocław.
Odp.: Qo = 425 W.
Zadanie 10
200
380
N
103
101
102
Pokój
Pokój
Łazienka
100
104
105
Przedpokój
Pokój
300
106
320
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło dla pomieszczenia 101 wg rysunku przy następujących założeniach:
Współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych Uz = 0,29 W/m2K.
Współczynnik przenikania ciepła ścian wewnętrznych Uw = 1,99 W/m2K.
Współczynnik przenikania ciepła stropów Us =
0,28 W/m2K.
Wymiary okna 200 x 140 cm (w świetle).
Współczynnik przenikania ciepła okien Uok = 2,0
W/m2K.
Wysokość kondygnacji w osiach stropów 3,0 m.
Kubatura: 36 m3 (w świetle).
Poniżej analizowanego pomieszczenia znajduje
się również pokój, a powyżej – nieogrzewane
poddasze (współczynnik przenikania ciepła dla
dachu jest większy niż 5 W/m2K).
Pokój
450
Strona 2
180
270
Michał Strzeszewski: Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Lokalizacja: Kielce.
Rozwiązanie:
Nazwa
przegroda
pomiesz- nazwa długość wysokość
czenia (symbol)
m
m
powierz.
m2
U
ti - te
U(ti - te)
W/m2K
K
W/m2
1
2
3
4
5
7
8
9
101 Pokój
ti = 20ºC
V = 36 m3
Sz52
Od1.3
Sz52
3,8
2,0
4,5
3,0
1,4
3,0
11,4
2,8
13,5
0,29
1,711
0,29
40
40
40
11,6
68,4
11,6
132
192
157
Sw15
Sf40
3,0
3,8
3,0
4,5
9,0
16,63
1,99
0,28
–4
38
–7,96
10,64
–72
177
Σ 585
1
6
strata 1+Σd Zapotrz. Uwagi
ciepła
na ciepło (strony
W
W
świata)
10
11
d1= 0,05
d2= -0,0252
1,025
Qw=
600
1664
Σ 766
Współczynnik przenikania ciepła dla okna zmniejszono o wartość współczynnika przenikania ciepła ściany, ponieważ
powierzchnia okna nie została odjęta przy obliczaniu strat przez ścianę zewnętrzną Sz52.
U Od 1.3 = U ok − U z = 2 − 0,290 = 1,710 W/m 2 K
2
12
3 p. chł.
N, W
Ponieważ pomieszczenia ma dwie przegrody zewnętrzne dodatek d2 oblicza się jako średnią arytmetyczną:
d2 =
0 − 0,05
= −0,025 (dla północy d2 = 0, a dla zachodu d2 = –0,05).
2
3
Asf = 3,8 ⋅ 4,5 − 0,5 = 16,6 m2
4
Qw = [0,34(t i − t e ) − 9]V = [0,34(20 − (− 20)) − 9]36 = 166 W
Odp.: Q = 766 W.
Zadanie 11
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło dla pomieszczenia 102 wg rysunku przy następujących założeniach:
Kubatura: 36 m3 (w świetle).
Pozostałe dane wg zadania 10.
Odp.: Q = 839 W (Qp = 657 W, Σd = 0,025, Qw = 166 W).
Zadanie 12
Oblicz zapotrzebowanie na ciepło dla łazienki 103 wg rysunku przy następujących założeniach:
Kubatura: 12 m3 (w świetle).
Wymiary okna 80 x 120 cm (w świetle).
Wymiary drzwi wewnętrznych 80 x 200 cm (w świetle).
Współczynnik przenikania ciepła drzwi wewnętrznych Udw = 5,1 W/m2K.
Poniżej analizowanego pomieszczenia znajduje się analogiczna łazienka (brak przenikania ciepła).
Pozostałe dane wg zadania 10. Pominąć występowanie ścianki pomiędzy brodzikiem a miską ustępową.
Odp.: Q = 493 W (Qp = 430 W, Σd = –0,02, Qw = 72 W).
Strona 3