Porovnanie softvérového plánovača TGA špecializovaného plánovača
Výpočtový softvér podľa DIN EN 12831 sľubuje technicky a právne bezpečný návrh, ako aj ekonomickú prevádzku vykurovacích systémov. Toto tabuľkové porovnanie produktov ukazuje, ako sa jednotlivé programy v detailoch líšia.
Kompaktné informácie
- Veľké úsilie potrebné na stanovenie tepelného zaťaženia podľa DIN EN 12 831, najmä pri častých zmenách budovy, si vyžaduje použitie softvéru na tepelné zaťaženie.
- Softvér pre tepelné zaťaženie zefektívňuje výpočet, umožňuje ľahké zohľadnenie zmien, vyhodnotenie variantov, analýzy a ďalšie výpočty.
- Rozdiely sú v detailoch - napríklad pri zohľadnení tepelných mostov, tepelných strát zemou alebo pri prenose BIM údajov budovy.
- Z dôvodu mnohých zmien, opráv a rozšírení normy vykurovacej záťaže je vhodné venovať pozornosť stavu softvérovej normy a tomu, či je softvér pravidelne aktualizovaný.
- V niektorých prípadoch sa tiež výrazne líšia ročné náklady na zmluvy o údržbe.
V TGA je výpočet tepelného zaťaženia jednou z najdôležitejších úloh špecializovaných inžinierov a výkonných spoločností. Používa sa v starých a nových budovách na stanovenie vykurovacieho zaťaženia miestnosti alebo zóny a na návrh vykurovacích systémov radiátorov, podláh alebo stien a kotla. Presný výpočet je predpokladom spoľahlivej, bezpečnej a ekonomickej prevádzky.
Okrem technického hľadiska má výpočet vyhovujúci norme aj právny aspekt, najmä preto, že okrem VOB časti C vyžaduje súčasná judikatúra aj výpočet tepelnej záťaže podľa DIN EN 12 831 [2]. Prakticky všetky budovy s výškou stropu do 5 m, ako aj budovy, ktoré sú za štandardných podmienok vykurované do stacionárneho stavu, podliehajú výpočtovej povinnosti. Patria sem obytné budovy, ako aj administratívne a administratívne budovy, školy, knižnice, nemocnice, hotely a reštaurácie, obchodné domy, obchodné haly a priemyselné budovy.
Príliš drahé na faktúry za ruku
Výpočtové úsilie je pomerne vysoké, pretože pri štandardizovanom, technicky a právne spoľahlivom stanovení tepelnej záťaže podľa DIN EN 12 831 sa musia zohľadniť nielen početné parametre. Na výpočet tepelných strát budovy je potrebné vedieť, ako povrchy plášťa odvádzajú teplo do chladného prostredia. Preto musí byť vopred zaznamenaný kompletný fyzikálny model miestnosti a budovy vrátane geometrického členenia, všetkých stavebných materiálov, komponentov miestnosti, teplôt atď. V štruktúrovanej podobe. Výpočet tepelného zaťaženia podľa súčasnej normy preto nie je ekonomicky uskutočniteľný bez výpočtového softvéru.
Ideálne programy nielen racionalizujú výpočet vykurovacej záťaže, ale umožňujú aj ďalšie analýzy a výpočty so vstupnými údajmi, ako sú energetické vyhodnotenia alebo výpočty chladiacej záťaže. Sprievodcu používateľa krok za krokom prevedú normou. Integrované tabuľky mu umožňujú vyhľadať v každom prípade príslušné údaje. Predvolené hodnoty urýchľujú zadávanie údajov, napr. B. teplota v miestnosti a výmena vzduchu podľa použitia miestnosti. Kontroly hodnovernosti rozpoznávajú nesprávne zadané údaje a upozorňujú na ne.
Geometriu budovy je možné importovať do programu tepelného zaťaženia prostredníctvom rozhraní CAD alebo priamo prevziať pomocou priameho spojenia CAD. Ak nie sú k dispozícii žiadne údaje CAD, možno geometriu zadávať v tabuľkovej alebo grafickej podobe pomocou integrovaného modelovača budov. Často sa opakujúce miestnosti je možné parametricky preddefinovať a používať opakovane - napríklad sanitárne bunky v paneláku. To urýchľuje registráciu budovy a zjednodušuje globálne zmeny. Tabuľková a grafická definícia komponentov miestnosti, ako sú steny, stropy, okná a dvere, pomocou počítačov s komponentmi a individuálne rozšíriteľných databáz materiálov zjednodušuje výpočet hodnôt U.
Výhody nielen v prípade zmien
Softvér pre vykurovacie zaťaženie odhaľuje svoje výhody, najmä v prípade zmien: je ho možné zadať počas procesu výstavby s minimálnym úsilím, výpočty, plány a štítky sa môžu zodpovedajúcim spôsobom aktualizovať. Ak sa napríklad zmení hodnota U, je možné rýchlo aktualizovať aj vykurovacie zaťaženie. To zjednodušuje nielen následné zmeny, ale aj variantné výpočty, takže lepšie izolačné opatrenia alebo okná sa okamžite prejavia na tepelnej záťaži.
Vylepšený je aj pracovný postup s údajmi: Zadané geometrie miestností a budov je možné použiť pre ďalšie výpočty - pre energetické hodnotenie podľa EnEV, DIN V 18 599, výpočty zaťaženia chladením podľa VDI 2078 alebo pre koncepty vetrania podľa DIN 1946-6. Naopak, údaje z výpočtu chladiacej záťaže môžu prúdiť do výpočtu tepelnej záťaže, a preto niektorí poskytovatelia softvéru ponúkajú aj kombinovaný výpočet vykurovacej/chladiacej záťaže.
Funkcie vyhodnotenia a správy o pomeroch plôch, stratách pri prenose, pomeroch zaťaženia budov vykurovaním atď. Poskytujú rýchly prehľad o projekte. Všetky výpočtové údaje môžu byť odoslané na tlačiarni alebo ako súbor, voliteľne pre všetky označené, zoskupené, filtrované alebo jednotlivé miestnosti.
Pomocou integrovaných alebo modulárne prepojených návrhových programov je možné určiť radiátory a ventily radiátorov pomocou vypočítaných údajov o tepelnom zaťažení, navrhnúť stenové/podlahové vykurovanie a oveľa viac. Ak sa radiátory vrátane označenia prenesú do pôdorysov CAD, môžu sa z nich vygenerovať čiarové diagramy, zoznamy dielov alebo podrobné inštalačné plány pre príslušnú spoločnosť.
Vypočítané teplo podľa DIN EN 12 831
Tepelná záťaž označuje, aký tepelný tok sa musí dodávať do miestnosti alebo budovy, keď je vonkajšia teplota v zime lokálne najnižšia, aby bolo možné udržať požadovanú teplotu. Vypočítava sa od apríla 2004 na základe normy DIN EN 12 831, ktorá nahradila starú normu DIN 4701 [2], ktorá sa už mnoho desaťročí používa v rámci európskej štandardizácie a harmonizácie výpočtových metód.
Odvtedy bol nový štandard tepelného zaťaženia niekoľkokrát doplnený: S normou DIN EN 12 831, dodatok 1 [3] bola norma tepelného zaťaženia prispôsobená obvyklým zvykom Nemecka v oblasti vykurovania a vetrania, údajom o počasí atď. Zjednodušená metóda výpočtu na určenie tepelného zaťaženia budovy po Metóda obalového povrchu bola definovaná v doplnku 2 [4].
Od augusta 2014 je vo forme konceptu k dispozícii doplnok 3 [5] o zjednodušený postup stanovenia zaťaženia vykurovania miestnosti (TGA 11-2014: Zjednodušené určenie zaťaženia vykurovania miestnosti, webový kód 616341). Umožňuje výpočet v prípade neúplných údajov o existujúcich budovách alebo v počiatočných fázach plánovania nových budov.
Okrem týchto doplnkov k praktickým aproximačným metódam má byť DIN EN 12 831 novo zostavená a rozšírená v priebehu implementácie smernice EÚ o budovách (EPBD) [10]. Hlavná norma a jej tri doplnkové listy sú zhrnuté v DIN EN 12 831 časť 1 [6]. Tento návrh je doplnený o časť 3 [7], ktorá je tiež nová, pre výpočet energetickej potreby na ohrev TÚV (TGA 4-2015: Výpočet tepelného zaťaženia v kontexte EPBD, webový kód 643307).
Poskytovatelia softvéru môžu len ťažko držať krok s týmto rýchlym vývojom a mnohými zmenami v súčasnej norme vykurovacej záťaže. Zatiaľ čo dva dodatky 1 a 2 sú už integrované do väčšiny programov, návrhy štandardov, ako je doplnok 3, sa neberú do úvahy alebo ich uplatní iba niekoľko programov - podľa toho, či existujú otázky používateľov.
Tepelné zaťaženie niektorých programov sa počíta aj podľa ďalších noriem špecifických pre jednotlivé krajiny - napríklad pre Rakúsko podľa ÖNORM H 7500-1, pre Švajčiarsko podľa SN SIA 384.201, pre Francúzsko podľa NF P 52-612/CN alebo pre Turecko podľa TS 2164.
Zaťaženie vykurovania krok za krokom
Dokumenty požadované pre výpočet zahŕňajú územný plán, vrátane informácií o smere kompasu, informácií o druhu budovy (rodinný dom, bytový dom alebo nebytový dom), výšky susednej budovy, geografického umiestnenia nehnuteľnosti a miestnej hĺbky podzemnej vody. Pre popis geometrie miestnosti a budovy sú potrebné aplikačné alebo pracovné plány budovy (pôdorysy, rezy, pohľady, prípadne ako súbor CAD). Okrem všetkých rozmerov budovy, miestnosti, okna a dverí by to malo obsahovať aj všetky názvy miestností, použitia miestností a čísla miestností.
Ďalej je potrebný podrobný popis budovy, ktorý obsahuje informácie o stene, strope a streche, oknách a dverách (typ zasklenia, materiál rámu atď.). Všetky požadované hodnoty, ktoré sa líšia od štandardných vnútorných teplôt, musia byť navyše dohodnuté s vlastníkom alebo používateľom budovy.
Samotný výpočet prebieha v niekoľkých krokoch: Po určení štandardnej vonkajšej teploty prostredníctvom umiestnenia sú definované údaje o miestnosti (rozmery, vykurovaná/nevykurovaná, štandardná vnútorná teplota) a údaje o budove (rozmery, tepelné vlastnosti). Po zadaní údajov o miestnosti a budove je možné z miestnosti na izbu vypočítať tepelnú záťaž, ktorá sa skladá z tepelných strát prechodu a vetrania.
Prechodové tepelné straty sa počítajú pomocou koeficientov prestupu tepla (hodnoty U) podľa DIN EN ISO 6946 [8] pre všetky oblasti v miestnosti. Tepelné mosty sa pri výpočte zohľadňujú ako jednorazová suma pomocou korekčnej hodnoty alebo podrobne, pričom posledná uvedená je rozhodujúca pre presný výpočet tepelného zaťaženia, najmä v starých budovách.
Špeciálne sa venujú pozornosť aj rôznym typom prenosu: tepelným stratám smerom von, cez nevykurované miestnosti von, cez zem alebo do susedných vykurovaných miestností. U väčšiny programov je možný zjednodušený alebo podrobný výpočet pôdy podľa DIN EN ISO 13 370 [9]. Okrem štandardného prípadu „podlahovej dosky bez izolácie hrán“ je možné v praxi vypočítať aj často sa vyskytujúcu vodorovnú a zvislú izoláciu hrán.
Pri výpočte tepelných strát vetraním sa berú do úvahy tepelné straty spôsobené netesnými súčasťami, ako sú okná alebo dvere, a tiež straty spôsobené manuálnym alebo mechanickým vetraním miestnosti. V závislosti od typu budovy (rodinný dom, bytový dom, nebytový dom), vzduchotesnosti obvodového plášťa budovy, tienenia budovy pred vetrom a počtu otvorov sa určuje určitý objemový prietok vzduchu, pričom ako základ je z hygienických dôvodov minimálny objemový prietok pre každú miestnosť. je umiestnený.
Je tiež možné individuálne dohodnúť s klientom/používateľom, či je potrebné vziať do úvahy ďalší vykurovací výkon, aby sa miestnosti s prerušenou prevádzkou vykurovania cez noc alebo cez víkend dostali na štandardnú vnútornú teplotu v určitom čase. Tento výkon opätovného ohrevu sa zobrazuje oddelene od štandardnej vykurovacej náplne. Štandardné vykurovacie zaťaženie miestnosti vyplýva zo súčtu všetkých tepelných strát prechodu a vetrania, ako aj z dodatočného vykurovacieho výkonu.
Aké riešenia existujú?
Asi 30 poskytovateľov ponúka programy na výpočet tepelnej záťaže (pozri tabuľku a informačné okno). Väčšina výpočtových programov je súčasťou rozsiahlych riešení pre výpočet energie a/alebo stavebných služieb alebo je integrovaná do programov CAD. Ten má výhodu, že údaje o budovách a komponentoch sa prenášajú do výpočtu tepelnej záťaže cez rozhranie.
Avšak iba asi polovica tu uvedených programov má rozhranie IFC alebo gbXML (Green Building XML). Z hľadiska dôležitosti pracovnej metódy BIM pre oblasť TGA je to nepochopiteľné, najmä preto, že pracovné zaťaženie pre výpočet vykurovacej a chladiacej záťaže je možné významne minimalizovať prevzatím tepla prenášajúcich okolité oblasti, údaje miestnosti alebo hodnoty U.
V tejto podobe je však možné racionalizovať pracovné procesy, iba ak architekt/projektant budovy pracuje modelovo a údaje o importe majú zodpovedajúcu kvalitu. V praxi je to však v súčasnosti iba niekoľko projektov, ktoré splnili tieto požiadavky. Mnoho poskytovateľov softvéru sa sústredilo na vývoj efektívnych nástrojov na zaznamenávanie miestností a vytváranie geometrií.
Kalkulačky tepelného zaťaženia sú ponúkané aj ako čiastočne bezplatné aplikácie. Toto je však iba približný odhad tepelného zaťaženia miestnosti/budovy v prípade renovácie na základe DIN EN 12 831, v niektorých prípadoch aj na stiahnutú DIN 4701 časť 3. Výpočty nenahrádzajú štandardizovaný výpočet vykurovacieho zaťaženia.
Časté zmeny, opravy a rozšírenia súčasného štandardu vykurovacej záťaže však vedú k určitej miere neistoty medzi vývojármi a užívateľmi. Vývojári niekedy čakajú, kým pochopia zmeny v štandardoch svojho softvéru. Používatelia by preto mali venovať pozornosť tomu, na ktorých štandardoch je daný softvér založený a či je softvér pravidelne aktualizovaný prostredníctvom aktualizácií/aktualizácií.
Vzhľadom na náklady na softvér, ktoré sa pohybujú od 0 EUR (aplikácia), 300 až 500 EUR (softvér na vykurovacie zaťaženie), 3000 EUR (TGA-CAD s integrovaným výpočtom vykurovacieho zaťaženia) a ďalšie, následné náklady na Berú sa do úvahy aktualizácie a aktualizácie alebo ročné náklady na zmluvy o údržbe, ktoré sa niekedy značne líšia.Marian Behaneck
literatúry
[1] DIN 4701 pravidlá pre výpočet potreby tepla v budovách, časť 1: Základy výpočtu, časť 2: Tabuľky, obrázky, algoritmy, časť 3: Návrh systémov vykurovania miestností. Berlín: Beuth Verlag, marec 1983 a august 1989. Normy boli nahradené normou DIN EN 12 831
[2] DIN EN 12 831 Vykurovacie systémy v budovách - metóda výpočtu štandardného vykurovacieho zaťaženia. Berlín: Beuth Verlag, august 2003
[3] DIN EN 12 831 doplnok 1 Vykurovacie systémy v budovách - Metóda výpočtu štandardného vykurovacieho zaťaženia - Národná príloha NA; Berlín: Beuth Verlag, apríl 2004, oprava v júli 2008 a novembri 2010
[4] DIN EN 12 831 doplnok 2 Vykurovacie systémy v budovách - Postup výpočtu štandardného vykurovacieho zaťaženia - Dodatok 2: Zjednodušený postup pre určenie vykurovacieho zaťaženia budovy a výkonu tepelného generátora. Berlín: Beuth Verlag, máj 2012
[5] DIN EN 12 831 doplnok 3 (ponor) Vykurovacie systémy v budovách - Postup výpočtu štandardného vykurovacieho zaťaženia - Dodatok 3: Zjednodušený postup pre určenie vykurovacieho zaťaženia miestnosti. Berlín: Beuth Verlag, august 2014
[6] DIN EN 12 831, časť 1 (ponor) Vykurovacie systémy a vodné chladiace systémy v budovách - Metóda výpočtu štandardného vykurovacieho zaťaženia - Časť 1: Zaťaženie miestnosti. Berlín: Beuth Verlag január 2014
[7] DIN EN 12 831 časť 3 (ťahové) vykurovacie systémy a vodné chladiace systémy v budovách - metóda výpočtu energetických požiadaviek a stupňa využitia systémov, časť 3: Ohrev TÚV, vykurovacie zaťaženie a stanovenie požiadaviek. Berlín: Beuth Verlag, december 2014
[8] DIN EN ISO 6946 Tepelný odpor a prestup tepla - metóda výpočtu. Berlín: Beuth Verlag, apríl 2008
[9] DIN EN ISO 13 370 Tepelné správanie budov - prenos tepla zemou - výpočtová metóda. Berlín: Beuth Verlag, apríl 2008
[10] Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2010/31/EÚ z 19. mája 2010 o energetickej hospodárnosti budov (prepracované znenie); [EPBD alebo smernica EÚ o budovách]. Úradný vestník EÚ z 18. júna 2010, L 153/13; Stiahnutie: webový kód 296893