19.1.2000 akh
1. Tehtävän määrittely
Omakotitalon lämpö laskelma
Ohjeet:
Laske liitteen kuvissa 3 ja 4 olevan omakotitalon lämmön tarve,: Lähtötiedot ovat seuraavat:
-Rakennus sijaitsee Joensuussa.
-Sisälämpötilat ovat taulukon 4 mukaiset
-Seinämien lämmönläpäisykertoimet ovat taulukon 12 mukaiset
-Alapohjan läpi siirtyvä lämpövirta on 5 W/m2
-Ilman vaihto on 0,5 kertaa tunnissa jatkautuen eri huoneisiin niiden pinta-alojen suhteessa.
Laskelmat voi t suorittaa liitteenä olevaan lämpöhäviölaskenta lomakkeelle. Huom"! Piirustukset suhteessa 1:100. Ts voit mitata tavallisella viivaimella mitat.
IV Ilman vaihdon lämmön tarve 21 W/m2.
Lämpövirran lasketaan huone kohtaisesti Yhteen = 1218 W
Kun kaikkein huoneiden (lukuun ottamatta kattila huonetta ,johon lämpöpatterita ei tavallisesti asenneta) lämpövirrat on laskettu ,lasketaan ne yhteen , jolloin saadaan rakennuksen lämmön tarpeeksi 7600 W.
Lue teksti huolellisesti läpi pariin kertaan. työkalut
-kynä
-kumi
-laskin
-viivain
-laskenta lomake
-ohje
Esimerkki lämmön tarpeen laskennan suorittamisesta
tu-määräytyy paikkakunnan mukaan tässä(ks. taulukko5)
tu=Mitoituslämpötila on -30 C.
Lämmönläpäisykertoimet ovat taulukon 12mukaiset.
Sisälämpötilat saadaan taulukosta 4.
Rakennuksessa on luonnollinen/koneellinen ilman vaihto.
Seinämistä käytetään seuraavia lyhenteitä:
US Ulkoseinä
KT Katto
LT Lattia
UO Ulko-ovi
KI Ikkuna
IV Ilman vaihto
Yläpohjan läpi siirtyvä lämpövirta lasketaan olettaen lämpötilaksi lämmöneristeen yläpuolella +5 C.
Lämpövirraksi maavaraisen alapohjan läpi oletetaan kaikissa tiloissa 5 W/m2.
Esim 1.
Ilmanvaihdoksi arvioidaan 0,5 krt/h. Rakennuksen tilavuus on noin 220 m3 ,jolloin ilmanvaihtovirta on
qi =5,5 x 220/3600 = 0,030 m3/s
Ilman vaihdon lämmön tarve on
(ilman massa tässä 1,2 kg/m3)
iv = 1 x 1,2x 0,030 x (20+30) = 1,8 kW = 1800 W
Se lisätään huoneiden lämmön tarpeeseen niiden pinta-alojen suhteessa, jolloin lisäyksesksi tulee. Kun asunnon pinta-ala on A= 86 m2.
1800/86= 21 W/m2.
Opastusta:
Lomakkeessa käytettävän laskenta rutiinin selvittämiseksi tarkastelemme lämmön tarpeen laskennan suoritusta.
Us Ulkoseinän läpi siirtyvän lämpö on laskettu koko seinän alalle ml. ikkuna käyttäen lämmönläpäisykerrointa K = 0,29 W/m2 C . Seinämän piirustuksesta saadut mitat 3,7 x 2,8 merkitään sille varattuun sarakkeeseen . Muiden ulkoseinien laskentaa helpottaa apu suureen k x t laskeminen .
Tässä tapauksessa k x t = 0,29 x (20 -(-30))= 14,5 . Lämpövirta = A x k x t = 10,6 x 14,5 = 151 W.
KI Ikkunan läpi siirtyvä lämpö lasketaan vastaavalla tavalla . Nyt k on ikkunan ja ulkoseinän lämmönläpäisykertoimien erotus k = 2,0 - 0,29 = 1,71. Vastaavasti k x t = 1,71 x ( 20 -(-30)) =85.5 W.
UO ulko oven läpi siirtyvä lämpö lasketaan kuten ikkunakin.
LT Lattian läpi siirtyvä teho on 5W/m2.
KT Katto lasketaan kuten ulkoseinät. Ullakkotilan mitoituslämpötilaksi on valittu +5 C.
Selvennys:
apusuure k
Laskenta työtä voidaan helpottaa käyttämällä apusuuretta k, joka on seinämässä olevan aukon- ja seinämän lämmönläpäisykertoimen erotus. Sen käyttöä valaisee seuraava esimerkki.
Esimerkki.
Lasketaan lämpövirta ulkoseinän ja siinä olevan ikkunan läpi .
Ulkoseinän koko on A= 2,5 x 4 = 10 m2 ja siinä olevan ikkunan A = 1 x 1,5 = 1,5 m2.
Vastaavat lämmönläpäisykertoimet ovat 0,29 W/m2 C ja 2,0 W/m2C.
Ulkolämpötila on 30 C. ja sisälämpötila +20 C.
Lasketaan lämpövirta ulkoseinän läpi ikkunan osuutta vähentämättä.
s1 = k x A x t
=0,29 x 10 x (20 + 30 ) = 145 W
Lasketaan apusuure k
k= 2,0 - 0,29 = 1,71 W/m2C
Lasketaan lämpövirta ikkunan läpi käyttäen suuretta k
s2= k x A x t
= 1,71 x 1,5 (20- (-30)) =128 W
Lämpövirta ulkoseinän ja ikkunan läpi yhteensä
= s1 + s2 = 145 + 128 = 273 W
Taulukko 12
Suurimmat asuntohallituksen sallimat keskimääräiset Lämmönläpäisykertoimet (k ).
Arvot sisältävät kylmä siltojen ja pintavarustuksen vaikutuksen.
Ilman vaihdon lämmitys tarve
Lämpövirta
Ilman vaihdon lämpövirta voidaan laskea kaavasta
iv = c x x qv x ( ts - tu)
iv = ilman vaihdon lämpövirta [kW]
c = Ilman ominaisläpökapasiteetti [kJ/kg C] (n. 1,0 kJ/kg C)
= ilman tiheys [kg/ m3] (n. 1,29kg/m3)
qv = Ilman vaihtovirta [m3/s]
ts = sisäilman lämpötila [ C ]
tu = Ulkoilman lämpötila [ C ]
Sisälämpötilan suunnittelu arvo ts 20 C
Sisälämpötilan suunnittelu arvot lämmön tarpeen laskemista varten , joita seuraavassa käydään tarkastelemaan , valitaan viihtyvyys -ja kustannus tekijöiden mukaan.Eräiden tilojen mitoituslämpötiloja lämmön tarpeen laskelmia varten annetaan taulukossa 4. Tiloissa ,joissa ei oleskella jatkuvasti voidaan sallia alhaisempia lämpötiloja.
|
ts C |
Huoneen käyttö |
|
20 . |
Asuin ja toimistohuoneet ,elokuvateatterit ja ravintolat (lukuun ottamatta tanssitiloja) koulut ja työhuoneet, mikäli työtä tehdään paikalla istuen |
|
22 . |
Sairaalat ja vanhainkodit . |
|
25 . |
Kylpyhuoneet . |
|
16...18 |
Työhuoneet kevyttä työtä varten . |
|
14...16 |
Työhuoneet raskasta työtä varten . |
|
15...20 |
Porras käytävät sijainnin mukaan . |
|
10...20 |
Autotallit ja urheiluväline varastot sijainnin mukaan |
Taulukko 4
Alimmat sisälämpötilat lämmöntarpeen laskentaa varten.
MITOITUSLÄMPÖTILA LÄMMÖN TARPEEN LASKENTA
Mitoituslämpötila on lämmön tarpeen laskennassa kylmin ulkolämpötila ,jossa alimmat mitoituksessa käytettävät sisälämpötilat saavutetaan . Sen valinnassa lähdetään siitä ,että sisälämpötila saa hieman laskea ankarimpien pakkasten aikana. Aiheutuva haitta on pieni kustannus säästöihin verrattuna.
Laskelmissa käytetään nykyisin taulukossa 5 esitettyjä mitoitusulkolämpötilojen arvoja . Siinä annetaan eri paikkakunnille kahden vuorokauden pituisen pakkaskauden lämpötilat , jotka todennäköisesti saavutetaan tai alitetaan kerran kolmessa kymmenessä vuodessa . Samaan taulukkoon on merkitty myös paikkakuntien vuoden keskilämpötilat.
vuoden vuoden
keski- keski
Paikkakunta läpötila Paikkakunta lämpötila
tu tu
Hamina -28 Mikkeli +3,3 -31
Hanko -24 Naantali -27
Heinola -30 Oulu +2,3 -32
Helsinki +5,2 -27 Pietarsaari -27
Hyvinkää -29 Pori +4,1 -28
Hämeenlinna -29 Porvoo -28
Iisalmi -33 Raahe -28
Joensuu +2,4 -34 Rauma -27
Jyväskylä +2,8 -32 Riihimäki -29
Kajaani +2,0 -34 Rovaniemi +1,1 -37
Kaskinen -26 Salo -29
Kemi -33 Savonlinna -32
Kokkola -27 Seinäjoki -30
Kotka +4,7 -28 Tammisaari -27
Kouvola -29 Tampere +3,9 -29
Kristiina -26 Tornio -33
Kuopio +2,6 -31 Turku -28
Lahti -29 Uusikaarlepyy -27
Lappeenranta +4,2 -30 Uusikaupunki -26
Loviisa -28 Vaasa +3,4 -27
Maarianhamina+5,5 -22 Varkaus -31
Taulukko 5
Mitoituslämpötiloja ja vuoden keskilämpötiloja eräille paikkakunnille.
