Metodologie calcul sarcina termică a clădirilor pentru performanța energetică și proiectarea sistemelor de încălzire

Atunci când se planifică un sistem de încălzire pentru o construcție nouă, este esențial să se calculeze sarcina termică. Calculul ar trebui efectuat, de asemenea, atunci când se întreprind proiecte de modernizare, în caz contrar, puterea de încălzire a sistemului nu va fi în concordanță cu condițiile actuale ale clădirii. Reajustarea sau echilibrarea ulterioară este aproape imposibilă. În cazul în care sistemul este supra sau subdimensionat, dincolo de un anumit punct, nici echilibrarea hidronică nu poate fi de ajutor. Acest lucru face cu atât mai importantă efectuarea exactă a calculului. Nu este o treabă pentru un amator.

Calculul sarcinii termice se bazează pe standardul DIN EN 12831 "Sisteme de încălzire în clădiri - Metoda de calcul al sarcinii termice de proiectare". Valorile U: această valoare indică câtă căldură se scurge printr-un metru pătrat al învelișului clădirii atunci când există o diferență de temperatură de un grad.

În contextul normativei, termenul poate desemna atât energia degajată prin arderea completă a materialelor din spațiul considerat, cât și energia disponibilă în spațiul respectiv; se exprimă în kJ sau MJ. Demisol - nivel construit al construcției având pardoseala sub nivelul terenului etc. (definiții extinse incluse în normativ).

Fundamente normative și clasificări energetice

MC 001-2022 „Metodologia de Calcul al Performanței Energetice a Clădirilor” stabilește cadrul pentru evaluarea echilibrului energo-vidual al clădirilor, incluzând criterii pentru NZEB (nearly zero-energy buildings), necesarul de energie, pierderile termice și factori de utilizare pentru încălzire, răcire, ventilație și apă caldă. Legea 372/2005 actualizată completează cadrul cu norme legale privind certificarea energetică și renovările.

Principalii indicatori pentru evaluarea performanței energetice sunt: consumul specific de energie în kWh/m²/an, emisiile de carbon și clasa de performanță energetică (de la A la G). Sistemele de încălzire, răcire, ventilație și producerea apei calde contribuie la clasamentul total al clădirii, în contextul NZEB.

Definiții și intrări pentru calcul

Determinarea sarcinii termice implică colectarea datelor despre caracteristicile clădirii, sistemele conectate și consumul de energie, evaluarea componentelor constructive, utilizarea modelelor matematice și raportarea rezultatelor cu recomandări pentru îmbunătățiri.

În contextul calculului, se folosesc matricele de coeficienți (Matrice A), vectorul de termeni (Vector B) și vectorul de stare (Vector X) care include temperaturile necunoscute, inclusiv temperatura interioară a aerului (θint;a;ztc;t). Acești parametri sunt determinați pentru fiecare nod (pli) și element de clădire (eli), de exemplu în cazul pereților exteriori.

Elemente ale sistemelor de climatizare și recuperare

Sunt detaliate componentele CTA (centrala de tratare a aerului) și ale recunoașterii de căldură/umiditate: bateriile de răcire și încălzire, recuperatoarele de căldură, umidificatoarele/dezumidificatoarele și ventilatoarele de introducere/extragere. În calculul se includ: temperatura aerului de intrare necesară, debitul maxim de aer, conținutul minim și maxim de umiditate al aerului introdus, precum și eficiențele de recuperare a căldurii și a umidității (ηhr nom, ηxr nom) și factori de corecție pentru viteze și diferențe de umiditate.

Pierderile de căldură pe distribuție (Qdis) și energia auxiliară pentru recuperarea de căldură (WV,aux) sunt, de asemenea, considerate, împreună cu calculul stocării energiei (temperaturi de tranziție, debite ale pompelor, pierderi în sistemul de stocare etc.).

Valorile tipice pentru ventilație

Valori tipice pentru debitul de aer și conținutul de umiditate în sistemele de ventilație includ:

• Debit volumetric al aerului de introducere necesar în zona de ventilație (qV SUP dis zv req i): 2400.00 m³/h
• Debit volumetric al aerului extras (qV ETA dis zv req i): -2400.00 m³/h
• Debit volumetric al aerului exterior de introducere necesar (qV ODA zv req i): 2400.00 m³/h
• Temperatura aerului de introducere necesară (θSUP req zv): 21.00 °C
• Conținut minim de umiditate al aerului de introducere (x SUP zt min req): 0.007 kg/kg aer uscat
• Conținut maxim de umiditate al aerului de introducere (x SUP zt max req): 0.011 kg/kg aer uscat

Recuperarea de căldură și umiditate

Gradul de recuperare din puterea ventilatorului (ffan rd) este 0.6, iar eficiențele nominale de recuperare a căldurii (ηhr nom) și a umidității (ηxr nom) sunt 0.67, respectiv 0.42. Acești factori influențează semnificativ consumul de energie prin reducerea pierderilor în timpul ventilației.

Clasificări energetice și scenarii NZEB

Definiția NZEB constă în clădiri cu consum de energie aproape zero, care maximizează producerea energiei din surse regenerabile pe durata funcționării. Cerințe pentru proiectarea NZEB includ eficiența energetică ridicată, utilizarea surselor regenerabile (panouri solare, turbine eoliene etc.) și monitorizarea consumului prin sisteme de management energetic.

Clasele de performanță energetică (A+, A, B, C, D, E, F, G) sunt definite prin limitele de emisii CO2 pe categorie (încălzire, răcire, ventilație, apă caldă de consum, iluminat). Exemplele includ niveluri de CO2 maxime admise pentru diferite tipuri de clădiri, cum ar fi utilități tehnice sau birouri.

Audituri energetice și finanțarea proiectelor

Auditul energetic reprezintă o evaluare detaliată a consumului de energie al unei clădiri, identificând măsuri de reducere a acestuia prin analiză a consumului istoric, inspecția clădirii și propunerea de măsuri specifice. Raportul de audit documentează rezultatele și recomandările pentru îmbunătățiri.

Proiectele de eficiență energetică pot beneficia de diverse surse de finanțare, inclusiv fonduri europene, subvenții guvernamentale și credite fiscale. Proiectele finanțate pot include renovări, construcția de clădiri NZEB și implementarea de soluții energetice inovatoare.

Sinteze și exemple practice

Clasificarea clădirilor multifuncționale-multiserviciu se face în funcție de destinația principală sau de zona cu cea mai mare pondere în consumul total de energie primară. Clădirile renovate major trebuie să utilizeze cel puțin 10% din energia primară din surse regenerabile, inclusiv producția pe teren sau în apropiere (max 30 km) dacă este fezabil tehnic și economic.

În cadrul calculului consumului de energie, este utilizată o secvență de pași: colectarea datelor, evaluarea componentelor, calculul consumului de energie, raportarea rezultatelor și recomandările. Pentru imaginarea distribuției termice, se oferă exemple de valori de intrare/ieșire pentru scenarii tipice (sistem aer-apă sau aer-refrigerant), cu descrierea parametrilor precum lA, lS, lV, θH em in și numărul de operații al pompei de recirculare (n nom).

Mesaje răspuns la întrebări frecvente

• Ce reprezintă clădirile multizonale-multiserviciu? - Sunt construcții cu mai multe destinații (ex.: muzeu cu zone de birouri, reuniuni, catering, expoziții) și clasificarea energetică se bazează pe destinația principală sau pe zona cu cea mai mare pondere în consumul total de energie primară.
• Cât la sută din energia totală pentru clădirile renovate major trebuie să provină din surse regenerabile? - minimum 10% din energia primară totală consumată, inclusiv energie produsă la fața locului sau în apropiere, dacă este fezabil tehnic și economic.
• Cum se calculează necesarul lunar de energie pentru încălzire/răcire în perioadele de neocupare? - Se face distincție între lunile cu și fără perioade lungi de neocupare, iar formulele țin cont de zona climatică, luna respectivă și condițiile de funcționare.
• Ce parametri sunt esențiali în calculul performanței termice a unui element de clădire? - Matricea A (bilanț energetic), vectorul B (termeni cunoscuți) și vectorul X (temperaturi în noduri), cu concentrarea pe noduri și pereți exteriori.
• Ce valori tipice sunt utilizate pentru debitul de aer și conținutul de umiditate în sistemele de ventilație? - Debite de introducere/evacuare, 2400 m³/h, temperaturi și umidități limită, pentru a asigura confortul termic.

Imagini, video și resurse suplimentare

tags: #calcul #sarcina #termica

Postări populare:

• De ce apare durerea de șold în timpul sughițului în sarcină
• Siguranța radiografiilor dentare în primul trimestru de sarcină
• Recomandări pentru familii: psiholog pediatru în Bacău
• Ghid complet despre concediul paternal în România: reguli actualizate
• protecția femeilor însărcinate împotriva infecțiilor respiratorii