Omezit pro: 
listopad 2018
TZB - modul TZ: VÝPOČET TEPLOTY VNITŘNÍHO VZDUCHU
2. 11. 2018 | Autor: Ing. Martin Varga
2.11.2018 byla vystavena nová verze programu TZB 3.1.0. S touto verzí programu byla do modulu tepelné ztráty (TZ) doplněna již delší čas avizovaná funkce pro výpočet teploty vnitřního vzduchu místnosti a také funkce pro výpočet tepelných ztrát v závislosti na měnící se exteriérové teplotě. V tomto článku představíme tuto funkci podrobněji.
květen 2018
Zadání tepelných ztrát pro případy s VZT jednotkou
10. 5. 2018 | Autor: Ing. Martin Varga
V tomto článku blíže vysvětlíme na praktických příkladech, jak správně v modulu TEPELNÉ ZTRÁTY programu TZB zadat vstupy pro výpočet tepelných ztrát jednotlivých místností i tepelných ztrát celého objektu v případě, že v objektu je instalováno VZT zařízení. Vzhledem ke snižování ENB jsou tyto případy stále častější.
3.1.2019 - aktualizace. V článku, resp. vzorových souborech byly změněny průtoky vzduchu z průměrných na návrhové, což je samozřejmě nutné pro stanovení návrhového topného výkonu.

Jednotlivé případy zadání si uvedeme na vzorovém RD uprostřed řadové zástavby. Dům má 2 NP a 1 PP (nevytápěný suterén). V 1.NP se nachází nevytápěná garáž. Jedná se o zadání RD, který naleznete mezi vzorovými soubory. Níže v článku se zaměříme jen na způsob zadání tepelných ztrát větráním, která nás v tomto případě budou zajímat.











Poznámka: U místností v sousední budově je u vzorových souborů zadána návrhová teplota dle účelu místnosti. V reálné praxi je však doporučeno uvažovat s tím, že vedlejší objekt nemusí být zrovna užíván - vytápěn, proto je nutno i u vytápěných místností sousední budovy uvažovat s nižší teplotou (výpočet, resp. návrh tak bude na straně bezpečnosti).

1)
v prvním případě jde o klasické zadání s teplovodní otopnou soustavou a otopnými tělesy v jednotlivých místnostech a objekt je větrán přirozeně. Vzorový soubor je vystaven pod názvem: 005b_vzor_rd2_(modul TZ).


U všech místností byla uvažována hodnota vyjadřující míru netěsnosti obálky místnosti (přilehlé k exteriéru) n50=3,00 1/h (projektový předpoklad při přirozeném větrání). Návrhová hodnota výměny vzduchu byla uvažována n=0,50 1/h u všech místností (včetně chodeb) kromě WC, kde byla zadána násobnost výměny vzduchu n=3,00 1/h kvůli dodržení min. návrhové výměny 25 m3/(h.os). 

Alternativně je možno zadat u chodeb výměnu vzduchu např. n=0,10 1/h. Při přirozeném větrání se uvažuje v programu veškerá výměna vzduchu větráním u místnosti pro teplotní rozdíl interiér-exteriér. U chodeb je předpoklad, že budou plně nebo částečně provětrávány odpadním vzduchem z přilehlých místností. Pokud tomu tak je, můžeme adekvátně snížit zadanou výměnu vzduchu pro teplotní rozdíl interiér-exteriéru u chodby. Nižší zadaná hodnota výměny vzduchu pak ve výsledku "průměruje" tepelné ztráty z odpadního a čerstvého vzduchu, které reálně chodbu větrají.

Zde například zadání pro místnost 1.01 (obývací místnost + kuchyň):



Zde například zadání pro místnost 1.02 (chodba):


Po kompletním zadání objektu a výpočtu je souhrn tepelných ztrát a návrhových výkonů otopných těles v místnosti tento:
 

Zde by nás například mohla zarazit záporná návrhová tepelná ztráta prostupem tepla u místnosti 2.03 (chodba a schodiště v 2.NP).  Nicméně po zhlédnutí půdorysu objektu je patrné, že chodba je obklopena z větší části místnostmi s vyšší návrhovou teplotou. Tepelné zisky prostupem skrz dělící konstrukce proto více než kompenzují tepelnou ztrátu této místnosti přes obvodovou stěnu a střechu do exteriéru. Návrhová tepelná ztráta větráním je u všech místností kladná, protože se výpočtově vždy u přirozeného větrání v programu předpokládá, že se větrá mezi interiérem a exteriérem.

2)
v druhém případě jde o kombinaci zadání vzduchotechnické centrální jednotky bez rekuperace a bez ohřevu vzduchu s teplovodní otopnou soustavou a otopnými tělesy v jednotlivých místnostech. Objekt je větrán nuceně. Vzorový soubor pro tento případ zadání je vystaven pod názvem: 005c_vzor_rd2_(modul TZ). Schéma větrání včetně objemů větraného vzduchu je uvedeno u příkladu 4) -  viz níže.


Nutno ještě dodat, že nucené větrání je navrženo a zadáno jako rovnotlaké (za celý objekt) - objem vzduchu přívodního a odvodního je zadán shodný. U všech místností byla hodnota n50=0,60 1/h (projektový předpoklad při nuceném větrání).

Zde například  zadání pro místnost 1.01 (obývací místnost + kuchyň):


Zde například  zadání pro místnost 1.02 (chodba):


Po kompletním zadání objektu a výpočtu je souhrn tepelných ztrát a návrhových výkonů otopných těles v místností tento:



Porovnat tyto tabulky pro příklad 2) a pro příklad 1) plně nelze, protože máme zadané jiné objemy větrání.  Navíc nežádoucí infiltrace vlivem netěsnosti obálky budovy u případu č. 2) - tj. při nuceném větrání - se vždy přičítá k tepelným ztrátám, kdežto u přirozeného větrání ad 1) se do výměny vzduchu pro tepelné ztráty uvažuje vždy pouze vyšší hodnota ze zadaného požadovaného větrání a infiltrace.

Více se k tomuto tématu věnuje tento článek:
Vliv hodnoty n50 na potřebu tepla na vytápění

3)
v třetím případě jde o kombinaci zadání vzduchotechnické centrální jednotky s rekuperací a bez ohřevu vzduchu s teplovodní otopnou soustavou a otopnými tělesy v jednotlivých místnostech. Objekt je větrán nuceně. Vzorový soubor pro tento případ zadání je vystaven pod názvem: 005d_vzor_rd2_(modul TZ). Schéma větrání včetně objemů větraného vzduchu je uvedeno u příkladu 4) -  viz níže.

Nutno ještě dodat, že nucené větrání je navrženo a zadáno jako rovnotlaké (za celý objekt) - objem vzduchu přívodního a odvodního je zadán shodný. U všech místností byla hodnota n50=0,60 1/h (projektový předpoklad při nuceném větrání). Účinnost rekuperace při extrémní návrhové teplotě je uvažována 80%.

Zde například zadání pro místnost 1.01 (obývací místnost + kuchyň):


Zde například zadání pro místnost 1.02 (chodba):


Po kompletním zadání objektu a výpočtu je souhrn tepelných ztrát a návrhových výkonů otopných těles v místnostech tento:



Při porovnání této tabulky pro příklad 3) a tabulkou pro příklad 2)  zjistíme, že podstatně klesly tepelné ztráty větráním vlivem instalace rekuperace ve VZT jednotce. Pokles tepelných ztrát větráním není přesně o 80% (= uvažovaná účinnost rekuperace), ale o něco méně. Pokles tepelných ztrát větráním o 80% je pouze z části objemu vzduchu dopravovaného VZT jednotkou. K tepelným ztrátám je ale nutno vždy ještě přičíst tepelné ztráty vlivem nežádoucí infiltrace. Kdyby infiltrace byla u všech místností nulová, pokles by byl přesně o 80%.

4)
v čtvrtém případě jde o kombinaci zadání vzduchotechnické centrální jednotky s rekuperací a s ohřevem vzduchu s teplovodní otopnou soustavou a otopnými tělesy v jednotlivých místnostech. Objekt je větrán nuceně. Vzorový soubor pro tento případ zadání je vystaven pod názvem: 005e_vzor_rd2_(modul TZ).

Nutno ještě dodat, že nucené větrání je navrženo a zadáno jako rovnotlaké (za celý objekt) - objem vzduchu přívodního a odvodního je zadán shodný. Při nuceném větrání se předpokládá, že část místností je větrána "odpadním" vzduchem nasávaným z vedlejších místností (koupelny, WC, chodby). U všech místností byla hodnota n50=0,60 1/h (projektový předpoklad při nuceném větrání). Účinnost rekuperace při extrémní návrhové teplotě je uvažována 80%. Současně je přiváděný vzduch také dohříván centrální VZT jednotkou na 20°C.

Schéma přiváděných a odváděných objemů vzduchu v 1.NP:


Schéma přiváděných a odváděných objemů vzduchu v 2.NP:


Tabulkový přehled rekapitulace zadání pro část větrání na základě schémat výše:


U místností, které jsou větrány odváděným vzduchem z vedlejších místností, v zadání vyplníme účinnost rekuperace 0%! Tato hodnota značí, že vzduch je přiváděn do místnosti o návrhové teplotě dle přilehlé místnosti, a není nijak teplotně upravován (větrání těchto místností nevstupuje do celkového návrhového tepelného výkonu za celý objekt).


Zde například  zadání pro místnost 1.01, do které je vzduch VZT přiváděn (110 m3/h) a odváděn (80 m3/h), plus 30 m3/h je nasáváno do chodby řízenými netěsnostmi ve dveřích mezi obývacím pokojem a chodbou:




Zde například  zadání pro místnost 2.03 -   chodba, přes kterou je vzduch nasávaný z obytných místností veden k odvodu v hygienickém zázemí (koupelny, WC):




Zde například  zadání pro místnost  koupelny 1.03, ze které je vzduch odváděn a do níž je přiváděn z chodby: Teplota přiváděného vzduchu je zadána 15°C.

Komentář: Teplotu vzduchu přiváděného z vedlejší místnosti doporučujeme zadat dle návrhové teploty přilehlé místnosti. Taková úvaha je na straně bezpečnosti. Reálně může být teplota v přilehlé místnosti vyšší, v důsledku umístění místnosti ve středu půdorysu stavby obklopené místnostmi s vyšší návrhovou teplotou apod.


Od verze 2.0.2 programu TZB je v zadání na záložce pro stanovení tepelných ztrát větráním Hv,ie doplněna roleta dotazující se na to, zda-li místnost je větrána "odpadním" vzduchem nasávaných z vedlejších místností či nikoliv,

Po kompletním zadání objektu a výpočtu je souhrn tepelných ztrát a návrhových výkonů otopných těles v místností tento:



Od verze 2.0.2 programu TZB je v protokolech v této tabulce doplněn řádek pro návrhový tepelný výkon ohřívače ve vzduchotechnickém zařízení. Toto doplnění bylo nutné pro případy, kdy byl zadán dohřev vzduchu přiváděného do místnosti. Tepelný výkon pro tento dohřev byl přiváděného vzduchu se samozřejmě odečítá od návrhového tepelného výkonu, který musí pokrýt otopná tělesa v takové místnosti, ale musí být zahrnut do celkového návrhového tepelného výkonu pro tepelný zdroj  pro celý objekt (viz červeně vyznačený řádek v tabulce).

V tabulce výše jsou některé návrhové tepelné ztráty větráním záporné. To značí, že do místnosti je dopravován teplejší vzduch, než je návrhová teplota této místnosti. V tomto případě se jedná o chodbu se schodištěm (místnosti 1.02 a 2.03) protože jejich návrhová teplota je 15°C a přiváděný odpadní vzduchu z vedlejších místností má teplotu 20°C. Přiváděný teplý vzduchu tedy pokrývá v tomto případě i část tepelných ztrát prostupem tepla.  Analogicky může být záporná i tepelná ztráta prostupem. Pokud je celková ztráta místnosti záporná, bude reálně dosaženo vyšší teploty v místnosti, než návrhové. Návrhovou teplotu můžete u takové místnosti ponechat, pak jsou tepelné ztráty přilehlých místností stanoveny na straně bezpečnosti (vyšší), nebo zvýšit její návrhovou teplotu tak, aby její celkové tepelné ztráty (prostup+větrání) byly přibližně nulové.

U obytných místností je tepelná ztráta větráním větší jak 0, ačkoliv je do místností dopravován vzduch o stejné teplotě jako, je její návrhová teplota. Je to způsobeno infiltrací.  Pokud by byla hodnota n50=0,00 1/h (zadáno je n50=0,60 1/h),  byla by u těchto místností tepelná ztráta větráním v tomto případě také 0.

Pokud bychom měli v tomto případě ad 4) (soubor 005e) zvlášť tepelný zdroj pro teplovodní vytápění, tak by musel být dimenzován na návrhový tepelný výkon 5,77 kW a tepelný zdroj ve VZT jednotce by musel  být dimenzován na návrhový tepelný výkon cca 0,60 kW (Již po zahrnutí vlivu rekuperace. Pro ilustraci v tomto článku není řešen případně další nutný zdroj tepla pro předehřev vzduchu příchozího do VZT jednotky při nízkých teplotách).