Berechnung der Auslegungsheizlast eines Raumes

Produkt	InstalSystem 5 EnergoSystem 5
Art des Artikels	Projektunterricht
Aktuell für Version	2023-10-11

Umfang des Unterrichts

Der Artikel stellt einen Weg vor, wie die Daten für die Berechnung der Auslegungsheizlast eines Raumes mit Hilfe von Standardpaketen vorbereitet werden können.

Erforderliche Module und Programmkonfiguration

• Paket InstalSystem 5 beinhaltet Modul:
  • Heizlast

Filmy powiązane z tematyką artykułu

Wskazane filmy poruszają tematykę omawianą w tym artykule, nie stanowią natomiast nagrania przebiegu lekcji.

Plik projektu

Plik projektu wykorzystywany w tej lekcji: Obliczenia cieplne dla wielokondygnacyjnego budynku mieszkalnego (przykład do lekcji).

Stan początkowy

Podstawowy plik projektu zawiera strukturę budynku (kondygnacje, jednostki budynku, pomieszczenia, przegrody graficzne), startowy pakiet norm.
For more information, see: Przygotowanie struktury budynku.
Dodatkowo w tabeli z przykładowym projektem, dostępny jest plik zawierający definicje przegród do zaimportowania, wykorzystane w niniejszej lekcji.

Kroki do wykonania

Przygotowanie struktury budynku

For more information, see: Przygotowanie struktury budynku - Pełna struktura budynku.
Przygotowanie struktury budynku wprowadza do projektu przegrody graficzne stanowiące elementy konstrukcyjnymi budynku, tj. Wand, Boden, Fenster, Tür, Dach itp.
Na tym etapie projekt może zostać również uzupełniony o model gruntu. For more information, see: Modelowanie gruntu.

Uzupełnienie i kontrola struktury budynku

1. Opcjonalnie, jeśli konieczne wykonać ręczne modyfikacje struktury budynku, tj. zmiana przypisania wybranych pomieszczeń do Gebäudeeinheiten, utworzenie nowych Gebäudeeinheiten, itp.
   For more information, see: Przygotowanie struktury budynku.
   
2. Zakładka Berechnungsumfang - włączyć zakres projektu: Gebäudeheizlast.
   

   

   1. Berechnungsumfang.

   
   
3. Wykonać Berechnungen der Gebäudestruktur.

Weryfikacja modelu przegród cieplnych

Berechnungen der Gebäudestruktur uruchamiają szereg operacji związanych z dostarczeniem kompletnej struktury budynku. Między innymi, podczas obliczeń, na podstawie elementów konstrukcji i pomieszczeń zdefiniowanych w projekcie, tworzone są przegrody cieplne, wykorzystywane na dalszym etapie projektowania podczas przeprowadzania: Gebäudeheizlast.
Przegroda cieplna to element logiczny będący fragmentem przegrody graficznej w obrębie pojedynczego pomieszczenia. Tworzona jest automatycznie i służy do wyliczenia i prezentacji straty ciepła przez przenikanie przez przegrodę na poziomie pojedynczego pomieszczenia.
Uwaga! Pomiędzy elementami typu Raum, oddzielonymi od siebie elementem Wand o grubości 0, nie tworzy się przegroda cieplna.
Uwaga! Warunkiem koniecznym do poprawnego utworzenia przegród cieplnych jest rozpoznanie przez program elementów Raum automatisch.

1. W oknie 3D Ansicht przejść na zakres edycji H&E(Th) i zweryfikować czy utworzony model przegród cieplnych jest kompletny. W celu zwiększenia czytelności widoku, dla zakresu edycji Konstruktion wybrać opcję: Unsichtbar, wenn nicht aktiv.
   

   

   2. Model przegród cieplnych.

   
   
2. Każda modyfikacja struktury budynku wymaga ponownego wykonania Berechnungen der Gebäudestruktur w celu wygenerowania modelu przegród cieplnych. Jeżeli podczas weryfikacji okaże się, że model jest niepełny lub zawiera błędy, należy uzupełnić strukturę budynku o potrzebne elementy konstrukcji, a potem ponownie wykonać Berechnungen der Gebäudestruktur.
3. Jeżeli w projekcie został użyty element Gelände i Gebäude jest zagłębiony poniżej rzędną gruntu, na tym etapie widoczna jest granica pomiędzy przegrodami typu: AW - Außenwand i AWG - Außenwand an Erdreich, wyznaczona poprzez kształt obrysu gruntu wokół budynku.
   

   

   3. Przegrody typu: AW - Außenwand i AWG - Außenwand an Erdreich wyznaczone poprzez linię gruntu.

   
   

Ustawienie domyślnych danych dla projektu

1. Zakładka Normen und Optionen - wybrać pakiet normowy i ustawić najważniejsze parametry do obliczeń cieplnych (widoczność niektórych danych na zakładce jest zdeterminowana przez wybór w polu Norm Heizlast):
   • Normenpaket
   • Norm Heizlast
   • Berechnung der Wärmeverluste an das Erdreich
   • Berechnungsmethode bei unterbrochenem Heizbetrieb
   • Verfahren zur Berechnung der Wärmebrücken
   • Methode zur Berücksichtigung von Wärmebrücken
   • Innentemperatur benachbarter Nutzungseinheiten .
     

     

     4. Normen und Optionen.

     
     

Edycja danych budynku i jego otoczenia

1. Zakładka Klimadaten - określić lokalizację budynku, poprzez wybór w liście pól:
   • Land
   • Ort.
     

     

     5. Klimadaten

     
     
2. Każda z miejscowości jest automatycznie przypisana do odpowiedniej stacji meteo, dla której w katalogu danych klimatycznych, zostały określone wymagane wartości, np.:
   • Normaußentemperatur θ_e
   • Jahresmittel Außentemperatur θ_m,e.
3. Zakładka Klimadaten - określić wartości w polu Lufttemperatur im Nachbargebäude.
4. Zakładka Geschossaufbau - w razie potrzeby w oknie Datentabelle dla elementu Gebäude skorygować jego Lage Element.
   

   

   6. Lage Element elementu Gebäude

   
   
5. Zakładka Wärmeverlustdaten - ustalić najważniejsze parametry budynku na potrzeby Gebäudeheizlast w polach dostępnych na formatce. Widoczność niektórych danych na tej zakładce jest zależna od wyboru w polu Norm Heizlast na zakładce Normen und Optionen.
   Pola danych z czerwonymi znakami zapytania, jeżeli są ustawione w trybie Auto 20 px|, zostaną automatycznie uzupełnione po pierwszych obliczeniach. Na formatce dostępne są następujące dane, np.:
   • Dane dotyczące konstrukcji budynku:
     • Gebäudetyp
     • Luftdichtheit der Gebäudehülle
     • Abschirmungsklasse
     • Luftwechselrate.
     • KENNGRÖSSEN:
       

       

       7. Wärmeverlustdaten

       
       
     • Standard Lüftungseinstellung.
6. Zakładka Raumdaten - określić najważniejsze dane pomieszczeń:
   

   

   8. Raumdaten

   
   
   • Raumtyp - w liście pola dostępne są domyślne elementy Raumtypdefinition. Dane i parametry obliczeniowe możliwe do zmodyfikowania lub zdefiniowana dla wybranych typów pomieszczeń widoczne są w oknie Datentabelle po zaznaczeniu typu pomieszczenia w liście pola.
     Dane wprowadzone dla pierwszego pomieszczenia w liście są domyślnymi danymi dla każdego wstawionego w projekcie elementu Raum. W razie potrzeby kolejność w liście należy zmienić przy pomocy strzałek. Dla każdego zaznaczonego elementu Raum można zmienić Raumtyp w oknie Datentabelle, dodatkowo istnieje również możliwość definiowania własnych typów pomieszczeń użytkownika.
   • Φ des neuen Raumes - w przypadku pracy nad zakresem Gebäudeheizlast należy wybrać opcję Nach Norm berechnet. Wybór w polu jest propagowany do wszystkich elementów Raum wstawionych w projekcie i może zostać ręcznie zmieniony w oknie Datentabelle dla wybranych elementów.
   • Gebäudeeinheiten - w zależności od potrzeb projektowych ustawić w polu Eine für gesamtes Gebäude lub Einzeln geschossweise getrennt.
     For more information, see: Edycja danych Jednostek Budynku.

Edycja danych pomieszczeń, przegród i jednostek budynku

1. Przejrzeć strukturę budynku w oknie Projekt Browser dla zakresu Gebäudestruktur. W razie potrzeby zmienić dla wybranych elementów Raum w oknie Datentabelle Raumtyp na inny niż domyślny oraz skorygować wartość dla danej: θ_i,H - Auslegungs­temperatur w elementach o niestandardowych temperaturach.
   

   

   9. Okno Datentabelle - Raumtyp.

   
   
2. Opcjonalnie, skorygować przypisanie elementów Raum do Gebäudeeinheiten. Zmiany można dokonać w polu Gebäudeeinheit w oknie Datentabelle dla wybranego elementu Raum lub w oknie Projekt Browser przeciągając wybrane Raum w drzewie struktury budynku do docelowej Gebäudeeinheiten.
   

   

   10. Zmiana jednostki budynku.

   
   
3. Przejrzeć i w razie potrzeby uzupełnić lub skorygować dane Gebäudeeinheiten w zakresie H&E. Widoczność niektórych danych dla Gebäudeeinheiten jest zależna od wyboru w polu Norm Heizlast na zakładce Normen und Optionen:
   

   

   11. Jednostka budynku - tabela danych.

   
   
   • Lüftungstyp
   • n_{min immer berücksichtigen}
   • Luftwechselrate - n₅₀
   • Berechnen für die Gebäudeeinheit - Wenn gewählt, wird ´n₅₀´ für die Gebäudeeinheit bestimmt, in Abhängigkeit der gewählten Optionen unter ´Konstruktion eines Teiles des Gebäudes´ und ´Luftdichtheit der Gebäudeeinheit`
   • Berechnungsart der Infiltrationsvolumenströme zwischen den Räumen einer Gebäudeeinheit
   • Abschirmungsklasse
4. Opcjonalnie, zadeklarować przegrody ogrzewane (zintegrowane z planowanymi podłogami lub ścianami grzewczo-chłodzącymi). Ustawienia w polu Beheizt (Fußboden- o. Wandheizung) mogą zostać grupowo zweryfikowane w oknie H&E dla zaznaczonego elementu Raum.
   

   

   12. Beheizt (Fußboden- o. Wandheizung).

   
   
5. Opcjonalnie, w sytuacji, gdy rzeczywista struktura budynku nie może zostać w pełni zamodelowana w programie, w oknie H&E dla wybranego elementu Raum dodać przegrody tabelaryczne poprzez kliknięcie w Neue Zeile hinzufügen. Dla każdej ręcznie dodanej przegrody należy określić parametry: Bauteiltyp, Maße lub Bauteilfläche %s oraz wybrać Raum auf der gegenüberliegenden Seite (BT im RGS wird autom angelegt).
   
   
   
6. Przejrzeć i w razie potrzeby zmienić wartość Standard Zulufttemperatur (θ_su) w oknie Datentabelle dla elementu Gebäudeeinheit (dotyczy projektów, w których zadeklarowano wentylację nawiewno-wywiewną).
   

   

   13. Zmiana Standard Zulufttemperatur.

   
   
7. Opcjonalnie, żeby wyłączyć spowodowaną nieszczelnościami infiltrację powietrza z zewnątrz, można w oknie Datentabelle oznaczyć definicje przegród typu AF - Außenfenster i\lub AT - Außentür jako Bauteil dicht.
   

   

   14. Bauteil dicht.

   
   

Domyślne definicje przegród

1. Zaimportować definicje przegród cieplnych z innego pliku .isproj. Jeżeli w bieżącej pracy będą potrzebne takie same definicje jak w innych projektach, można wykorzystać wcześniejsze pliki .isproj i zaimportować z nich definicje przegród do aktualnie realizowanego projektu.
   
   
   
2. Utworzyć nowe definicje przegród cieplnych w projekcie. W zależności od potrzeb projektowych i dostępnych danych w programie można zdefiniować trzy rodzaje przegród cieplnych:
   • Vordefinierter U-Wert
   • Einfacher U-Wert
   • Zusammengesetzter U-Wert.
     
     
     
3. Często używane materiały budowlane można dodać do folderu Favorit zaznaczając widoczną obok gwiazdkę.
   
   
   
4. W oknie Datentabelle poszczególnych elementów Bauteilaufbau określić domyślne definicje poprzez zaznaczenie checkboxa w polu Standardbauteil diesen Typs oraz wybrać Auswahlkriterium: Jede Stärke lub Zuweisung mit Stärkenabweichung. Dla opcji Zuweisung mit Stärkenabweichung należy dodatkowo określić wartość w polu: ΔD - Abweichung bezogen auf die Stärke des Grafikelements, ±. Wszystkie domyślne definicje przegród cieplych są pogrubione w liście Bauteildefinitionen w oknie Projekt Browser.
   

   

   14.Domyślna Bauteilaufbau.

   
   

Wykonanie obliczeń i weryfikacja wyników

1. Wywołać obliczenia za pomocą ikony kalkulatora Gebäudeheizlast 20 px| znajdującej się w sekcji Berechnung na pasku Hauptwerkzeuge i skontrolować w oknie 2D Editor i 3D Ansicht dla aktywnego zakresu H&E(Th) czy utworzone przegrody cieplne mają przypisane swoje definicje.
   
   
   
2. Przejrzeć utworzone przegrody cieplne. W razie potrzeby zmienić przypisaną definicję domyślną. Zmiany można dokonać:
   • ręcznie dla wybranej przegrody
   • poprzez zmianę Auswahlkriterium, przy czym po zmianie kryterium Auswahlkriterium konieczne jest ponowne wykonanie Berechnungen der Gebäudestruktur.
     
     
     
   • z wykorzystaniem funkcji: Definition den ausgewählten Elementen zuweisen (nur falls passend)
     
     
     
3. W oknie H&E dla kolejnych elementów Raum zweryfikować wyznaczone wartości w polu ΔUtb - Korrekturwert Wärmebrücke i w razie potrzeby dokonać ich korekty.
   

   

   15. Korrekturwert Wärmebrücke.

   
   
4. Jeżeli wprowadzono zmiany, wykonać jeszcze raz obliczenia Gebäudeheizlast i zweryfikować uzyskane wyniki obliczeń ze szczególnym zwróceniem uwagi na:
   • Komunikaty błędów w oknie Meldungen / Hinweise dla zakresu Gebäudeheizlast.
   • Wyniki obliczeń prezentowane dla elementów Raum w oknie H&E.
     

     

     16. Wyniki obliczeń dla elementu Raum

     
     
   • Graficzną prezentację strumieni wentylacyjnych dla wentylacji mechanicznej w oknie 2D Editor na zakresie H&E(V).
     

     

     17. Graficzna prezentacja przepływów strumieni wentylacyjnych

     
     
   • Wyniki prezentowane w hintach i etykietach elementów Raum.
   • Tabelaryczne wyniki dla projektu prezentowane w oknie Ergebnisse.

Prezentacja przepływu strumieni powietrza

1. W ramach prezentacji przepływu strumieni powietrza wizualizowane są:
   • strumienie powietrza między pomieszczeniami w ramach Gebäudeeinheiten (strzałka bezbarwna)
   • strumień powietrza nawiewanego z zewnątrz (strzałka błękitna)
   • strumień powietrza usuwanego (strzałka jasnofioletowa).
     

     

     18. Prezentacja przepływów strumieni wentylacyjnych

     
     
2. Poszczególne strumienie powietrza nie są prezentowane w sytuacjach gdy:
   • definicje przegród typu AF - Außenfenster, IF - Innenfenster, AT - Außentür, IT - Innentür mają ustawioną opcję Bauteil dicht,
   • w jednostce budynku brak uzupełnionych wartości Vex\Vsu w pomieszczeniach w przypadku kiedy wybrany jest model wyznaczania ilości powietrza wentylacyjnego i jego przepływu: Im Bezug auf Volumen lub Im Bezug auf die Fenster-/ und Türfläche,
   • wybrano typ wentylacji freie Lüftung.
     

     

     19. Lüftungstyp.

     
     

Rozdział projektowych obciążeń cieplnych

1. Uzupełnić dane rozdziału ciepła, jeżeli w projekcie występują Beheizter Raum, których obciążenie cieplne ma być rozdzielone do pomieszczeń sąsiadujących. Edycja danych jest możliwa w oknie Datentabelle dla elementu Raum w edytorze Art der Wärmeverlustverteilung.
2. Wybrać sposób obliczania rozdziału ciepła:
   • Manuell - umożliwia ręczny wybór sąsiadujących pomieszczeń z listy wszystkich pomieszczeń i narzucenie, jaki będzie ich procentowy Anteil w pokryciu strat ciepła wybranego pomieszczenia.
   • Halbautomatisch - umożliwia wybór sąsiadujących pomieszczeń z listy wszystkich pomieszczeń, a ich procentowy Anteil w pokryciu strat ciepła wybranego pomieszczenia jest wyznaczany automatycznie, proporcjonalnie na podstawie wyliczonych wartości strat ciepła.
   • Automatisch - pomieszczenia sąsiadujące i ich procentowy Anteil w pokryciu strat ciepła wybranego pomieszczenia są wyznaczane automatycznie, proporcjonalnie na podstawie wyliczonych wartości strat ciepła, biorąc pod uwagę przegrody typu IT - Innentür lub IF - Innenfenster, występujące w przegrodach typu IW - Innenwand dzielących wybrane pomieszczenie i pomieszczenia sąsiadujące.
3. W polu Versorgung durch andere Räume prezentowana jest wartość mocy pochodząca z rozdziału:
   • Dla elementów Raum oddających energię do pomieszczeń sąsiednich prezentowana jest wartość mocy oddawanej ze znakiem minus.
   • Dla elementów Raum przyjmujących energię od pomieszczeń sąsiednich prezentowana jest wartość mocy ze znakiem plus.
   • Dla wybranej opcji Art der Wärmeverlustverteilung: Manuell wartość mocy dla 'biorcy energii' jest wyświetlana po zamknięciu okna edytora.
4. Energia może być przekazywana tylko pomiędzy elementami Raum, które są oddzielone od siebie przegrodą typu IT - Innentür lub IF - Innenfenster.
   
   
   
5. Ponownie wywołać Gebäudeheizlast i zweryfikować uzyskane wyniki.

Wydruk/eksport wyników

For more information, see: Prezentacja wyników obliczeń.