Министерство на регионалното развитие благоустройството министерство на енергетиката

Средната стойност на външната температура през годината

“Температура на усещане”

Средно аритметично между вътрешната температура на въздуха и средната радиационна температура

“Топлинна зона”

Част от отопляваното пространство, което е със зададена температура и с незначителни пространствени изменения на тази температура.

“Неотоплявано пространство”

Помещение, което не е част от отопляваното пространство.

“Вентилационна система”

Система, която осигурява определен дебит пресен въздух.

“Зона”

4. ПРИНЦИПИ НА ИЗЧИСЛИТЕЛНИЯ МЕТОД

За основните случаи изчислителният метод се основава на следните хипотези:

- температурното разпределение (температурата на въздуха и изчислителната температура) се приема да бъде равномерно;

- топлинните загуби се изчисляват при стационарни условия, приемайки постоянни стойности за температурата, характеристиката на строителните елементи и т.н.

За основните случаи процедурата може да се използва за по-голяма част от сградите:

- с етажна височина не по-голяма от 5 m;

- отоплявани или приемайки да бъдат отоплявани със зададени постоянни температури;

- където е възможно температурата на въздуха и температурата на усещане да се приемат с еднакви стойности.

В лошо изолираните сгради и/или през периоди на дозагряване с топлоотдаващи системи с мощно конвективно топлоотдаване или с големи отопляващи повърхности със значителни лъчисти елементи (например подово лъчисто отопление) може да има значителни разлики между температурата на въздуха и температурата на усещане, както и отклонение от равномерността на температурата в стаята. Тези случаи са разгледани като специални случаи в приложение Б. Случаят на неравномерност на температурното разпределение е разгледан също и в т. 7.1.4.

Първоначално се изчисляват топлинните загуби, след което резултатите от тях се използват за определяне на топлинния товар.

За изчисляване на топлинните загуби на отоплявано пространство трябва да бъдат разгледани следните елементи:

- изчислителните загуби от топлопреминаване, които са топлинни загуби в резултат на топлопроводност през ограждащите елементи, както и на топлопреминаване към съседни помещения, отоплявани до различна температура;

- топлинните загуби от вентилация, които са топлинни загуби за загряване на външен въздух от вентилация или инфилтрация или на постъпил от съседно, по-студено помещение въздух.

5. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1. ИЗЧИСЛИТЕЛЕН МЕТОД ЗА ОТОПЛЯВАНО Пространство

Стъпките при изчислителния метод за отоплявано пространство са показани на фиг.1 и са, както следва:

а) определяне стойностите на външната изчислителна температура и на средногодишната външна температура;

б) определяне на вида на пространството (отоплявано или неотоплявано) и на стойностите на вътрешната температура за всяко пространство;

в) определяне на всички размери и топлинни характеристики на строителните елементи за всяко отоплявано и неотоплявано пространство;

г) изчисляване на коефициента на топлопреминаване и умножаване с температурната разлика, за да се получат топлинните загуби от топлопреминаване в отопляваното пространство;

д) изчисляване на коефициента за вентилация и умножаване с температурната разлика, за да се получат топлинните загуби от вентилация в отопляваното пространство;

е) получаване на пълните топлинни загуби в отопляваното пространство като сума на топлинните загуби от топлопреминаване и топлинните загуби от вентилация;

ж) изчисляване на топлинната мощност за донагряване на отопляваното пространство, т.е. допълнително необходимата мощност, която да компенсира ефекта на прекъсване на отоплението;

з) получаване на топлинния товар на отопляваното пространство чрез сумиране на топлинните загуби и мощността за донагряване.

5.2. ИЗЧИСЛИТЕЛЕН МЕТОД ЗА ЧАСТ ОТ СГРАДАТА ИЛИ ЗА ЦЯЛАТА СГРАДА

За оразмеряване на топлоснабдяването, т.е. на топлообменник в абонатна станция или котел, се изчисляват общите топлинни товари на частта от сградата или на цялата сграда. Процедурата се основава на резултатите от изчисленията “пространство по пространство”.

Стъпките на изчислителната процедура за частта от сградата или за цялата сграда са следните:

а) сумират се топлините загуби за всички отоплявани пространства, без да се има предвид топлопреминаването вътре в границите на системата, за да може да се изчислят общите топлинни загуби на частта от сградата или на цялата сграда;

б) сумират се загубите от вентилация за всички отоплявани пространства, без да се има предвид вентилацията вътре в границите на системата, за да може да се изчислят общите загуби от вентилация на частта от сградата или на цялата сграда;

в) изчисляват се общите топлинни загуби на частта от сградата или на цялата сграда чрез сумиране на загубите от топлопреминаване и вентилационните загуби;

г) сумират се мощностите за донагряване на всички отоплявани пространства, за да се получи общата мощност за донагряване на частта от сградата или на сградата, необходима за компенсиране ефекта на прекъсване на отоплението;

д) изчислява се общият отоплителен товар на частта от сградата или на сградата като сума от общите топлинни загуби и общата мощност за донагряване.

5.3. ИЗЧИСЛИТЕЛЕН МЕТОД ЗА ОПРОСТЕНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ

Изчисляването по опростения метод следва процедурите, описани в т. 5.1 и 5.2. Тези опростени изчисления се използват за съставяне на задание за проектиране, за изработване на идейни проекти, за извършване на експресни оценки, за прединвестиционни проучвания. Този метод е показан в т. 9.

Фиг. 1. Изчислителна процедура за отоплявано пространство

6. НЕОБХОДИМИ ДАННИ

Необходимите данни за определяне на топлинния товар са:

6.1. КЛИМАТИЧНИ ДАННИ

- външна изчислителна температура (µ §) за изчисляване на топлинните загуби;

- средногодишна изчислителна температура (µ §) за изчисляване на топлинните загуби към земята.

6.2. ВЪТРЕШНА ИЗЧИСЛИТЕЛНА ТЕМПЕРАТУРА

Вътрешната температура, която се използва за изчисляване на топлинните загуби, е вътрешната изчислителна температура (µ §). За основните случаи температурата на усещане и вътрешната температура на въздуха се приемат с еднакви стойности. В случаите, когато това е неприложимо, приложение Б съдържа повече информация.

6.3. ДАННИ ЗА СГРАДАТА

Входните данни, които се изискват за изчисляването “стая по стая”, са:

- µ § - вътрешен обем на всяка стая (отоплявани или неотоплявани пространства), m3;

- µ § - площ на всеки елемент от сградата ,m2;

- µ § - коефициент на топлопреминаване на всеки елемент от сградата ,W/m2K;

- µ § - линеен коефициент на топлопреминаване на топлинен мост,W/mK;

- µ § - дължина на топлинен мост, m.

Изчисляването на коефициента на топлопреминаване (U-стойностите) на сградните елементи трябва да се прави с оглед на граничните условия и характеристиките на материала, които са дефинирани и препоръчани в конкретните стандарти. Обобщаването на всички параметри, които са използвани за изчисляването на U-стойностите на сградата, заедно с отнасянето към подходящи за използване стандарти, са дадени в табл. 3.

Таблица 3

Параметри за изчисляване на U-стойности

Символи и единициНаименование на параметъраСтандартиRsi(m2K/W)Съпротивление на топлопредаване на вътрешната повърхностБДС EN ISO 6946Rse(m2K/W)Съпротивление на топлопредаване на външната повърхностБДС EN ISO 6946µ §(W/mK)Коефициент на топлопроводност (хомогенни материали)определяне на обявени и изчислителни стойности (процедура)БДС EN ISO 10456таблични проектни стойностиБДС EN 12524 типове земяБДС EN ISO 13370R(m2K/W)Термично съпротивление на (не)хомогенни материалиБДС EN ISO 6946Ra(m2K/W)Термично съпротивление на въздушни слоеве или кухини невентилирани, слабо и добре вентилирани въздушни слоевеБДС EN ISO 6946слепени и двойни прозорциБДС EN ISO 10077-1U(W/m2K)Коефициент на топлопреминаванеобщ метод за изчисляванеБДС EN ISO 6946прозорци, врати (изчислени и таблични стойности)БДС EN ISO 10077-1рамки (числен метод)БДС EN ISO 10077-2остъкляванеБДС EN 673µ §(W/mK)Линеен коефициент на топлопреминаване (топлинни мостове)детайлизирано изчисляване (числено-3D)БДС EN ISO 10211-1детайлизирано изчисляване (2D)БДС EN ISO 10211-2опростено изчисляванеБДС EN ISO 14683µ §(W/K)Точкова топлопроводност (3D топлинни мостове)БДС EN ISO 10211-1За изчисляване на коефициента на топлинни загуби от вентилация са използвани следващите величини:

- nmin - минимална кратност на въздухоoбмена на час, h-1 ;

- n50 - кратност на въздухообмена при разлика между наляганията във и извън сградата 50 Pa, h-1;

- µ § - дебит на инфилтрирания въздушен поток през неуплътнените ограждащи елементи;

- µ § - дебит на приточния въздушен поток, m3/s;

- µ § - дебит на отработения въздушен поток, m3/s;

- µ § - ефективност на система за оползотворяване топлината на отработения въздух.

Изборът на размерите на сградата трябва да бъде ясно посочен и да не се променя при изчисленията. Независимо от избора трябва да се включат загубите през пълната площ на външна стена. Съгласно БДС EN ISO 13789 може да се използват вътрешни, външни и осови размери, но стандартът не покрива подхода “стая по стая”.

7. ОБЩИ ТОПЛИННИ ЗАГУБИ ЗА ОТОПЛЯВАНИ ПРОСТРАНСТВА. ОСНОВНИ СЛУЧАИ

Пълните топлинни загуби за отопляваното пространство (i), (µ §) се изчисляват по формулата:

(1) µ §, W,

където:

µ § са изчислителните топлинни загуби от топлопреминаване за отопляваното пространство (i), W,

7.1. ТОПЛИННИ ЗАГУБИ ОТ ТОПЛОПРеминаване

Топлинните загуби от топлопреминаване за отопляваното пространство (i) се изчисляват по формулата:

(2) µ §, W,

където:

µ § е коефициентът на директни топлинни загуби от топлопреминаване през ограждащи елементи, граничещи с външния въздух, W/K;

µ § - коефициентът на топлинни загуби при стационарен режим през елементи, разположени върху земята, W/K;

µ § - коефициентът на топлинни загуби от отопляваното пространство (i) към съседното пространство, отоплявано със значително по-различна температура (j), т.е.съседни отоплявани пространства в частта от сградата или отоплявано пространство в съседната част от сградата, W/K;

µ § - вътрешната изчислителна температура на отопляваното пространство ( j ), oC;

µ § - външната изчислителна температура, oC.

7.1.1. ДИРЕКТНИ ТОПЛИННИ ЗАГУБИ. КОЕФИЦИЕНТ НА ДИРЕКТНИ ТОПЛИННИ ЗАГУБИ HT,ie

Коефициентът на директни топлинни загуби се отнася за всички елементи на сградата и за линейните топлинни мостове, разделящи отопляваното пространство от околната среда, като стени, подове, тавани, врати, прозорци. Той се изчислява по формулата:

(3) µ §, W/K,

където:

µ § е площта на елемент от сградата (к), m2;

µ § е коефициентът на топлопреминаване за елемент на сградата, изчислен съгласно следните стандарти:

- БДС EN ISO 6946 - за непрозрачни елементи;

- БДС EN ISO 10007-1 - за врати и прозорци;

µ § - дължината на линеен топлинен мост (l) между вътрешността и околната среда, m;

µ § - линейният коефициент на топлопреминаване на топлинен мост (l), W/mK, който може да се изчисли по един от двата начина:

- за груба оценка се изпозват табличните стойности съгласно БДС EN ISO 14683;

- изчисляване съгласно БДС EN ISO 10211-2.

Табличните стойности на µ § в БДС EN ISO 14683 могат да се използват при подхода “изчисляване на сградата като цяло” и не се прилагат при подхода “стая по стая”. Пропорционалното разделяне на µ §-стойностите между стаите е по преценка на проектанта.

Нелинейните топлинни мостове не се третират в това изчисление.

Опростени методи за отчитане на линейните загуби от топлопреминаване

За изчисляване на линейните загуби от топлопреминаване може да се използва следният опростен метод:

(4) µ §, W/m2K,

където:

µ § - коефициентът на топлопреминаване за елементите на сградите, W/m2K;

Дµ § - корекционен фактор, който зависи от вида на елемента на сградата, W/m2K.

Нормативни стойности са дадени във 10.4.1.

7.1.2. ТОПЛИННИ ЗАГУБИ ПРЕЗ НЕОТОПЛЯВАНИ ПРОСТРАНСТВА. КОЕФИЦИЕНТ НА ТОПЛИННИ ЗАГУБИ HT,iue

Ако между отопляваното пространство (i) и външната среда (e) има неотоплявано пространство (u), изчислителният коефициент на топлинните загуби (HT,iue) от отопляваното пространство навън се изчислява, както следва:

(5) µ §,

където µ § е факторът за намаляване на температурата, който отчита температурната разлика между неотопляваното пространство и външната изчислителна температура.

Този фактор се изчислява по един от следните три метода:

а) ако температурата на неотопляваното пространство µ § е приета или изчислена при изчислителни условия, µ § се определя по формулата:

(6) µ §;

б) ако стойността на µ § е неизвестна, µ § се определя по формулата:

(7) µ §,

където:

- топлинните загуби от топлопреминаване (от отоплявано към неотоплявано пространство)

- топлинните загуби от вентилация (дебитът на въздуха между отопляваното

и неотопляваното пространство );

Hue - коефициентът на топлинни загуби от неотопляваното пространство (u) към външната среда (e), W/K, като се имат предвид:

- топлинните загуби от топлопреминаване (към външната среда и земята);

- топлинните загуби от вентилация (между неотопляваното пространство и външната среда);

в) нормативни стойности на bu са дадени във 10.4.2.

7.1.3. TОПЛИННИ ЗАГУБИ ПРИ СТАЦИОНАРЕН РЕЖИМ ПРЕЗ ЕЛЕМЕНТИ, РАЗПОЛОЖЕНИ ВЪРХУ ЗЕМЯТА. КОЕФИЦИЕНТ НА ТОПЛИННИ ЗАГУБИ HT,ig

Топлинните загуби през подовете и сутеренните стени, директно или индиректно в контакт със земята, зависят от няколко фактора: площта и изложения периметър на подовата плоча, дълбочината на подовата плоча под земното ниво и термичните свойства на земята.

Топлинните загуби могат да се изчислят съгласно БДС EN ISO 13370, както следва:

- по детайлизиран начин;

- по опростения метод показан по-долу; в този случай топлинните загуби през топлинните мостове не са взети предвид.

Изчислителният стационарен коефициент на топлинни загуби през под HT,ig от отопляваното пространство (i) към земята (g) се определя, както следва:

(8) µ §,W/K,

където:

µ § - температурният фактор, отчитащ разликата между средногодишната температура и изчислителната външна температура; определя се по формулата:

(9) µ §

Аk - площта на елемент от сградата (k) в контакт с почвата, m2;

GW - корекционен фактор, отчитащ влиянието на подпочвените води, което се взема предвид, ако разстоянието между приетото водно ниво и нивото на пода на сутерена (подова плоча) е по-малко от 1 m; този фактор може да бъде изчислен по БДС EN ISO 13370; нормативните му стойности са дадени във 10.4.3.

На фиг. 3 - 6 и табл. 4 - 7 са дадени стойностите на Uequiv,k за различните видове подове съгласно БДС EN ISO 13370 като функция на U-стойностите на елементи на сградата и пространствената характеристика ВЃЊ. В тези фигури и таблици топлопроводността на почвата е приета лg=2 W/mK, като ефектите на крайната изолация не са взети предвид.

Пространствената характеристика ВЃЊ се определя по следния начин (виж фиг. 2):

(10) µ § ,

където:

Р - периметърът на земната основа, m; за цялата сграда Р е общият периметър на сградата; за част от сградата Р включва само дължината на външните стени, отделящи разглежданото отоплявано пространство от външната среда.

Фиг. 2. Определяне на пространствената характеристика В’

В БДС EN ISO 13370 пространствената характеристика ВЃЊ е изчислена за сградата като цяло. При подхода “стая по стая” тя може да бъде определена по един от следните три начина:

- за всички стаи без външните стени, които разделят разглежданото отоплявано пространство от външната околна среда, се използват стойностите на пространствената характеристика ВЃЊ, изчислени за цялата сграда;

- за всички стаи с добре изолиран под (Ufloor<0,5 W/m2K), се използват стойностите на пространствената характеристика ВЃЊ, изчислени за цялата сграда;

- за всички други стаи пространствената характеристика ВЃЊ се изчислява поотделно ЁC “стая по стая”.

Подова плоча на земното ниво

Коефициентът на еквивалентно топлопреминаване на пода на сутерена е даден на фиг. 3 и табл. 4 като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика ВЃЊ.

Фиг. 3. Uequiv,bf-стойност за подова плоча върху земя като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ: а - бетонен под (няма изолация); b - пространствена характеристика ВЃЊ, m

Таблица 4

Uequiv,bf-стойност за подова плоча върху земя като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ

BѓW, mUequiv,bf (за z = 0 m), W/m2Kбез изолацияUfloor=2,0

W/m2KUfloor=1,0

W/m2KUfloor=0,5

W/m2KUfloor=0,25

W/m2K21,300,770,550,330,1740,880,590,450,300,1760,680,480,380,270,1780,550,410,330,250,16100,470,360,300,230,15120,410,320,270,210,14140,370,290,240,190,14160,330,260,220,180,13180,310,240,210,170,12200,280,220,190,160,12

Отопляван сутерен с подова плоча под земното ниво

Основата за изчисляване на еквивалентния коефициент на топлопреминаване за отоплявани сутерени частично или изцяло под земното ниво е подобна на тази за подова плоча върху земя, но включва два типа елементи на сградата, т.е. Uequiv,bf - за подови елементи, и Uequiv,bw - за елементи на стената.

Еквивалентният коефициент на топлопреминаване за подовите елементи е даден на фиг. 4 и 5 и табл. 5 и 6 като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ.

Еквивалентният коефициент на топлопреминаване за стенни елементи е даден на фиг. 6 и табл. 7 като функция на коефициента на топлопреминаване на стената и дълбочината под земното ниво.

За отоплявани сутерени частично под земното ниво топлинните загуби директно към външната среда от тази част на сутерена, която е над земното ниво, се изчисляват съгласно т. 7.1.1 без никакви влияния от земята, като се отчитат само тези части от елементите на сградата, които са над земното ниво.

Фиг. 4. Uequiv,bf-стойности за подова плоча 1,5 m под земното ниво като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ: а - бетонен под (няма изолация); b - пространствена характеристика BЃЊ, m

Таблица 5

Uequiv,bf-стойности за подова плоча 1,5 m под земното ниво като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ

BѓW, mUequiv,bf (за z = 1,5 m), W/m2Kбез изолацияUfloor=2,0

W/m2KUfloor=1,0

W/m2KUfloor=0,5

W/m2KUfloor=0,25

W/m2K20,860,580,440,280,1640,640,480,380,260,1660,520,400,330,250,1580,440,350,290,230,15100,380,310,260,210,14120,340,280,240,190,14140,300,250,220,180,13160,280,230,200,170,12180,250,220,190,160,12200,240,200,180,150,11

Фиг. 5. Uequiv,bf-стойности за подова плоча 3 m под земното ниво като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ: а - бетонен под (няма изолация); b - пространствена характеристика ВЃЊ, m

Таблица 6

Uequiv,bf-стойности за подова плоча 3 m под земното ниво като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и пространствената характеристика BЃЊ

BЃЊ, mUeqiuv,bf (за z = 3,0 m), W/m2Kбез изолацияUfloor=2,0

W/m2KUfloor=1,0

W/m2KUfloor=0,5

W/m2KUfloor=0,25

W/m2K20,630,460,350,240,1440,510,400,330,240,1460,430,350,290,220,1480,370,310,260,210,14100,320,270,240,190,13120,290,250,220,180,13140,260,230,200,170,12160,240,210,190,160,12180,220,200,180,150,11200,210,180,160,140,11

Фиг. 6. Uequiv,bw-стойности за стената в отопляваното пространство като функция на коефициента на топлопреминаване през пода и дълбочината z под земното ниво: а - U - стойности на стената, W/m2K

Таблица 7

Uequiv,bwЁCстойности за стените на отопляван сутерен като функция на коефициента на топлопреминаване през стените и дълбочината z под земното ниво

Uwall,

Неотопляван сутерен

Коефициентът на топлопреминаване през под, разделящ отопляваното пространство от неотопляван сутерен, се изчислява съгласно т. 7.1.2. U-стойностите на пода се изчисляват по същия начин, както за под, без никакви влияния от почвата (уравнение (8) и фактори fg1, fg2 и Gw не се включват).

Окачен под

Стойностите на коефициента на топлопреминаване на окачен под се изчисляват съгласно т. 7.1.2. U-стойностите на окачения под се изчисляват по същия начин, както за под, без никакви влияния от почвата (уравнение 8 и фактори fg1, fg2 и Gw не се включват).

7.1.4. ТОПЛИННИ ЗАГУБИ КЪМ ИЛИ ОТ ОТОПЛЯВАНИ Пространства С РАЗЛИЧНА ТЕМПЕРАТУРА. КОЕФИЦИЕНТ НА ТОПЛИННИ ЗАГУБИ HT,ij

Коефициентът на топлинни загуби HT,ij изразява преминаването на топлина от отоплявано пространство (i) към съседно отоплявано пространство (j) при значително различна температура. Това може да бъде съседна стая вътре в частта от сградата (например баня, стая за медицинско изследване, килер, стая, принадлежаща на съседна част от сградата (апартамент), или стая, намираща се в съседна сграда, която не е отоплявана.

Коефициентът на топлинни загуби HT,ij се изчислява, както следва:

(11) µ § ,W/K,

където:

(12) µ §;

Нормативни стойности на HT,ij са дадени във 10.4.4.

Ак - площта на елемент от сградата(к), m2;

Uk - коефициентът на топлопреминаване на елемент на сградата (к), W/m2K.

Ефектът на топлинните мостове не е взет предвид при тези изчисления.

7.2. ТОПЛИННИ ЗАГУБИ ОТ ВЕНТИЛАЦИЯ

Изчислителните топлинни загуби от вентилация на отоплявани пространства се определят, както следва:

(13) µ § , W,

където:

µ § - вътрешната изчислителна температура на отопляваното пространство (i), оC;

µ § - външната изчислителна температура, оC.