Calculul necesarului de caldura

Instalatiile din cladiri trebuie sa asigure in perioada rece a anului necesarul de caldura pentru incalzire, ventilare si preparat apa calda de consum.

Necesarul de caldura pentru incalzire

Metoda de calcul este reglementata prin STAS 1907/1-80 potrivit careia necesarul de caldura pentru incalzire se determina cu relatia:

, in care:

flux termic cedat prin transmisie, considerat in regim termic stationar, corespunzator diferentei de temperatura intre interiorul si exteriorul elementelor de constructie care delimiteaza incaperea;

sarcina termica pentru incalzirea de la temperatura exterioara conventionala de calcul a aerului infiltrat prin neetanseitatile usilor si ferestrelor si a aerului patruns la deschiderea acestora;

suma adaosurilor pentru compensarea efectului suprafetelor reci si pentru orientare, afectate fluxului termic cedat prin transmisie.

Pierderile de caldura prin transmisie

Pierderile de caldura prin transmisie se determina conform relatiei:

[W] , in care:

coeficient de masivitate termica ;

- este dependent de indicele de inertie termica al elementului de constructie.

Pentru elementele de constructie fara inertie termica (usi, ferestre), coeficientul de masivitate are valoarea cea mai mare iar pentru elemente de constructie interioare (plansee, pereti interiori), acesta capata valoarea .

suprafata elementului de constructie, [m²] ;

diferenta intre temperatura aerului interior si a aerului din camerele invecinate sau a aerului exterior , [⁰C];

Temperatura aerului interior este stabilita in STAS pentru incaperile mai des intalnite, functie de destinatia acestora. Astfel, temperatura interioara conventionala de calcul t_i are diferite valori:

rezistenta termica totala la transferul de caldura a elementului de constructie, .

Adaosurile la pierderile de caldura

La pierderile de caldura prin transmisie, calculate pentru fiecare incapere in parte , se adauga adaosuri procentuale pentru orientare si compensarea efectului suprafetelor reci .

Adaosul pentru orientare

Acest adaos se aplica in scopul diferentierii pierderilor de caldura ale incaperilor diferit expuse radiatiei solare, o singura data pentru peretele cu orientarea cea mai defavorabila.

Adaosul pentru compensarea efectelor suprafetelor reci

Acest adaos se aplica pentru imbunatatirea confortului termic in incaperile constructiilor civile, reprezentand un adaos de compensare a efectului radiatiei suprafetelor reci. Valorile acestui adaos se aleg din nomograma in functie de rezistenta totala medie a incaperii (vezi Anexe - 1).

T , unde :

suprafata totala a incaperii (pereti interiori+exteriori+planseu+pardoseala);

temperatura exterioara conventionala de calcul;

pierderile de caldura prin transmisie ale incaperii;

Exceptii:

Adaosul de compensare nu se acorda urmatoarelor incaperi :

-In care oamenii poarta imbracaminte de strada;

-Incaperilor incalzite prin radiatie;

-Incaperilor in care oamenii desfasoara o munca medie sau grea;

Necesarul de caldura pentru incalzirea aerului rece patruns in incapere

Debitul de caldura necesar pentru incalzirea aerului exterior patruns in incapere rezulta din insumarea necesarului de caldura pentru incalzirea aerului infiltrat prin neetanseitatile ferestrelor si usilor si debitul de caldura necesar incalzirii aerului patruns prin deschiderea usilor.

Debitul de caldura pentru incalzirea aerului rece infiltrat prin rosturile elementelor mobile se determina cu relatia:

[W] in care:

- sarcina termica pentru incalzirea de la temperatura exterioara conventionala de calcul la temperatura interioara conventionala de calcul, a aerului infiltrat prin neetanseitatile usil.or si ferestrelor, determinata tinand seama de numarul de schimburi de aer necesar in incapere din conditii de confort fiziologic [W];

- numarul de schimburi de aer necesar in incapere din conditii de confort fiziologic;

[s^-1];

- volumul incaperii [m³];

- densitatea aerului: ;

- caldura specifica a aerului la presiune constanta : .

Debitul de caldura :

[W], in care:

- sarcina termica pentru incalzirea de la temperatura exterioara conventionala de calcul la temperatura interioara conventionala de calcul, a aerului infiltrat prin neetanseitatile elementelor mobile, determinata de viteza conventionala a vantului de calcul, [W];

factor de corectie de inaltime, ce depinde de numarul de nivele ale cladirii; pentru cladiri civile cu mai putin de 12 nivele: ;

i - coeficient de infiltratie a aerului prin rosturi;

- se stabileste in conformitate cu SR. 1907, in functie de natura si geometria tamplariei alese (lemn / metal ; simple / duble);

L - lungimea rosturilor usilor si ferestrelor din fatadele supuse actiunii vantului, [m];

Situatii particulare:

a). In cazul in care elementele mobile se afla pe acelasi perete lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor de pe acelasi perete.

b). Daca acestea se afla pe doi pereti alaturati atunci lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor.

c). Daca se afla pe trei pereti exteriori atunci se ia in calcul maximul dintre suma lungimilor a doua rosturi aflate pe pereti alaturati.

d). Altfel daca se afla pe doi pereti opusi lungimea este egala cu maximul dintre suma lungimilor rosturilor de pe un perete.

v - viteza conventionala a vantului de calcul, functie de zona eoliana in care se afla situata localitatea, [m/s];

Tabel

Nota.

In prezentul proiect, calculul necesarului de caldura se efectueaza pentru 3 (trei) incaperi situate la nivele diferite: .

La alegerea incaperilor de calcul se va tine seama de orientarea si tipul pardoselii acestora.

Calculul efectiv al necesarului de caldura se regaseste in tabelul A.

Calculul necesarului de caldura folosind metoda indicilor

Metoda indicilor este o metoda rapida de calcul a necesarului de caldura din incaperi, insa avand dezavantajul introducerii de erori (este o metoda aproximativa).

Erorile introduse constau in:

- nu se tine seama de orientarea incaperilor;

- incaperile au aceiasi temperatura interioara indiferent de destinatia acestora;

- numarul de suprafete opace exterioare (pereti exteriori) este acelasi.

Pentru reducerea numarului de operatii, efectuarea lor in ordine logica, pentru usurinta verificarii si achizitionarea rapida a rezultatelor, datele de calcul se sistematizeaza tabelar (a se vedea Tabelul B).

Determinarea coeficientului global efectiv de izolare termica G

Coeficientul global de izolare termica - G - la cladirile civile are in vedere:

- pierderile de caldura prin transmisie Q_T, aferente tuturor suprafetelor perimetrale care delimiteaza volumul incalzit al cladirii;

- pierderile de caldura aferente unor conditii normale de reimprospatare a aerului interior - conditie de confort si igienico-sanitara;

- pierderile de caldura suplimentare datorate infiltratiei in exces a aerului exterior, prin rosturile tamplariei;

Coeficientul global nu tine seama de:

- aportul solar;

- aportul de caldura datorat ocuparii locuintelor.

Coeficientul global de izolare termica se calculeaza cu relatia: (vezi Tabel C.)

, in care:

A - aria anvelopei cladirii [m²];

V - volumul interior, incalzit, al cladirii [m³];

A_i - aria elementului de constructie i, avand rezistenta termica R_i, [m²];

- factorul de corectie a temperaturilor exterioare, calculandu-se cu relatia:

, in care:

t_u - temperatura in spatiile neincalzite din exteriorul anvelopei: t_u=8 10 [⁰C] - temperatura subsolului cladirii: ;

R_i - rezistenta termica specifica corectata, pe ansamblul cladirii, a unui element de constructie i ;

n - numarul de schimburi de aer pe ora, [h^-1]: n=0,5 [h^-1] (clasa de permeabilitate scazuta).

.

Determinarea coeficientului global normat de izloare termica GN

Valoarea coeficientului este in functie de numarul de niveluri N si de raportul dintre aria anvelopei A si volumul cladirii V.

Valorile coeficientilor globali normati sunt valabile pentru toate zonele climatice.

;

La cladirile noi (proiectate dupa 1.01.1998), valorile GN au fost reduse cu 10%.

Nivelul de izolare termica globala

Nivelul de izolare termica globala este corespunzator daca se realizeaza conditia:

G O GN . T .