Konstruktor cz.11- Przenikanie ciepła
Kolejny moduł programu Konstruktor - przeznaczony do projektowania przegród budowlanych uwzględniając fizykę budowli.
Założenia
Program oparty jest na teorii jednowymiarowego przepływu strumienia ciepła i wilgoci - obliczany jest opór cieplny, współczynniki przenikania, temperaturę punktu rosy na wewnętrznej stronie przegrody, oraz bilans wykraplania i odparowania wilgoci z przegrody w rozliczeniu rocznym. Do wykonania potrzebnych obliczeń korzystano z następujących norm budowlanych: PN-82/B-02402 "Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach.", PN-82/B-02403 "Temperatury obliczeniowe zewnętrzne.", PN-EN ISO 6946 "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.", PN-91/B-02020 "Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia." Wilgotność względną powietrza na zewnątrz budynku przyjęto jako 87%, natomiast wilgotność względną powietrza w pomieszczeniu przyjmuje się w zależności od przeznaczenia pomieszczenia 45% lub 55%, zgodnie z wytycznymi PN-91/B-02020. Program posiada wbudowane bazy normowych materiałów przegród, bazę materiałów użytkownika oraz bazę gotowych przegród stworzonych przez projektanta.
Wprowadzanie danych
Sposób wprowadzania danych jest analogiczny jak w przypadku pozostałych modułów Konstruktora. Jednak w przypadku programu "Przenikanie ciepła" mamy do dyspozycji tylko jedną, główną zakładkę, na której możemy zdefiniować wszystkie potrzebne dane.
Rozpoczynamy od ustalenia kierunku przepływu strumienia cieplnego. Następnie definiujemy strefę klimatyczną oraz ustalamy temperaturę zewnętrzną i opór przejmowania przez powierzchnię zewnętrzną. Analogicznie postępujemy dla strefy wewnętrznej. Następnie pozostaje już tylko zdefiniować warstwy przegrody. Tutaj możemy posłużyć się z biblioteką materiałową lub gotowymi typami przegród.
Obliczenia
Ustalenie obliczeniowej temperatury zewnętrznej odbywa się poprzez wybór jednej z pięciu stref klimatycznych, na które podzielona jest Polska zgodnie z PN-82/B-02403. Jeżeli dany jest współczynnik przewodzenia ciepła [m2*K/W] oraz grubość warstwy materiału w komponencie - d [cm] to opór cieplny warstwy otrzymuje się z następującego wzoru:
Współczynnik przenikania ciepła U w [m2*K/W], ścian i podłóg w ogólnym przypadku należy obliczać z następującego wzoru:
gdzie:
R - całkowity opór cieplny przegrody (suma oporów cieplnych wszystkich warstw oraz oporów napływu i odpływu ciepła),
Rgr - obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego odpowiednio do podłogi lub ściany.
W przypadku braku dokładnych informacji o warunkach wymiany ciepła w odniesieniu do powierzchni płaskich przyjmuje się wartości oporów przejmowania ciepła w zależności od kierunku strumienia cieplnego. Obliczenia dotyczące oporu cieplnego gruntu przylegającego do podłogi przeprowadza się na podstawie PN-EN ISO 6946 "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania."
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej w powietrzu dla temperatur ujemnych wyznaczane jest na podstawie normy PN-EN ISO 6946.
Wartości pośrednie są aproksymowane liniowo. Natomiast dla wartości temperatur większych równych zeru ciśnienie cząstkowe pary wodnej nasyconej w powietrzu obliczane jest na podstawie wzoru Hylanda i Wexlera.
Wykres rozkładu temperatur oraz wykres rozkładu ciśnienia cząstkowego i nasycenia pary wodnej na grubości ściany jest sporządzany jeżeli użytkownik nie zdefiniuje oporów od gruntu przylegającego do ściany (wyłączenie opcji grunt przylegający do ściany lub podłogi). W przeciwnym razie program nie może wyznaczyć rzeczywistej temperatury oraz rzeczywistego ciśnienia cząstkowego pary wodnej na powierzchni zewnętrznej przegrody (przy uwzględnieniu oporu gruntu). W obliczeniach pominięto opory wnikania pary wodnej ze względu na ich małe znaczenia. Dla warstw powietrza przyjęto ( = 99999 tak aby opór przenikania pary wodnej przez warstwę powietrza był znikomo mały i nie wpływał na obliczenia.
