U érték kalkulátor

Az épület hőenergia-mérlege

Egy épület fűtéséhez felhasznált energia több tényezőtől függ:

•  A határolószerkezeteken hőátbocsátással távozó energiaáramok összege, amit transzmissziós hőveszteségnek nevezünk, jele a Q_t mértékegysége [W].

Q_t = Σ AU_r (t_i – t_e)

Ahol, az A határoló felület nagysága [m²], az U_r a határolószerkezet rétegrendi hőátbocsátási tényezője [W/(m²*K)], t_i mértékadó belső, t_e mértékadó külső hőmérséklet [°C].

Egy épület esetében a hőveszteségeinek legnagyobb hányada, kb. 30% a külső falakon át távozó transzmissziós veszteség. A fenti összefüggésből kiolvashatjuk, hogy az U érték csökkentésével tudjuk a transzmissziós veszteséget minimalizálni. Ebből következőleg minél kisebb az U értéke, azaz minél jobban hőszigetelünk, annál nagyobb lesz a megtakarítás. U érték kalkulátorral könnyen kiszámolható (tizedesvessző esetén csak pont használható):

Hőátadási tényezők

A vastagabb hőszigetelés = nagyobb megtakarítás képlet igaz is, addig még a hőszigetelő réteg vastagságának növelése, vagy jobb minőségű hőszigetelő anyag felhasználásának többlet költségét fedezi a várható megtakarítás.

Az optimális szigetelési vastagság meghatározásának alapelvét mutatja be az ábra:

A hőszigetelés optimálás elve

Azt, hogy milyen szigetelő anyagot használunk, azt a meglevő szerkezet, a rendelkezésre álló hely, illetve előírások (pl. Országos Tűzvédelmi Szabályzat) hatozza meg.

A hőszigetelő anyagok legfontosabb jellemzői:

• λ hővezetési tényező, az anyag hővezető képességét jellemzi 10 °C-on.
• r testsűrűség, az anyagok egy m³-nyi mennyiségének súlya.
• nedvességfelvétel, az anyagok pórusaiban meghatározott körülmények között felvett nedvesség térfogat %-ban.
• nyomószilárdság, műanyagalapú haboknál a 2%, és 10% összenyomódáshoz tartozó feszültség mértéke.
• hőállóság, tűzállóság, az a hőmérséklet határ ameddig az anyag megőrzi eredeti tulajdonságait.

Természetesen nem csak a külső falakat szigeteljük le, hanem egyéb lehűlő felületeket is, mint például padlásfödém, vagy pincefödém, tetőtér beépítés esetén a tetősíkot is.

•  Hőhidak okozta hőveszteség, amely anyagváltás, keresztmetszet változás, vagy a határolószerkezetek csatlakozó élei mentén kialakuló többdimenziós hőáramok okozta veszteség. A táblázat különböző jellegzetes hőhidak tájékoztató értékeit mutatja be.

Vonalmenti hőátbocsátási tényezők

SZÁMÍTÁSA:

Q_hh = Σlψ_l (t_i – t_e)

Ahol, l a csatlakozó él, hőhíd hossza [m], az ψ_l a vonalmenti hőátbocsátási tényező [W/(m*K)], t_i mértékadó belső, t_e mértékadó külső hőmérséklet [°C].

Filtrációs, más néven szellőzési veszteség, amit a beépítési, csatlakozási hibákból és a szellőztetésből bekövetkező levegőáramlás miatt jön létre. Ezen veszteségek által a helyiségből, épületből eltávozó hőáram.

Q_sz = ρcnV (t_i – t_e)

Ahol, a ρ a levegő sűrűsége [kg/m³], c a levegő fajhője [J/(kg*K)], n a helyiség légcsereszáma [1/h], V a helyiség térfogata [m³], t_i mértékadó belső, t_e mértékadó külső hőmérséklet [°C].

A légcsereszám és a fűtési energiaszükséglet összefüggése [14]

Sugárzási hőnyereség, a szoláris sugárzást átbocsátó határolószerkezeteken át bejutó energiaáram:

Q_s = ΣA_tI*g

Ahol az A_t a transzparens szerkezetek felülete [m²], I a sugárzás intenzitása [W/m²], g a transzparens szerkezet naptényezője.

Belső hőnyereség, a nem fűtési célú hőforrásból (ember, világítás, elektromos berendezések) származó energiaáram. Jele a Q_b mértékegysége [W].

Az épületgépészeti rendszerek teljesítménye, jele Q_G [W].

Az egyensúly feltétele:

Q_t + Q_hh + Q_sz + Q_s + Q_b + Q_G = 0

A pillanatnyi időjárás és az üzemeltetési körülményektől függően, az egyenlet egyes tagja negatív, másik tagjai pozitív előjelűek. A kívánt belső hőmérséklet függvényében a gépészeti rendszernek a teljesítményének akkorának kell lennie, hogy az egyensúlyi feltétel bekövetkezzen.

Az egyensúlyi feltételekből is látszik, hogy az épület tervezésén, a beépített anyagok felhasználásán, és a kivitelezés minőségén, a nyereségek mennyiségén múlik, hogy a beépített épületgépészeti rendszer működését minimálisra csökkentsük.

Nyílászárók

Minden emberi tartózkodásra alkalmas épületbe megfelelő mennyiségű és minőségű nyílászárót kell betervezni a megfelelő mennyiségű természetes fény biztosítása érdekében. Éppen ezért nem mindegy, hogy a betervezett és beépített nyílászárók, milyen technikai paraméterekkel rendelkeznek. A 14. ábrán láthattuk, hogy egy korszerűtlen régi típusú (pl. kapcsolt gerébtokos) nyílászáró esetén az aszimmetrikus sugárzás kialakulása miatt,még a magas belső levegő hőmérséklet mellett is kellemetlen lehet a komfort érzet.

Hőérzet hőmérsékletek függvényében

Ezt támasztja alá a táblázat is:

Különböző típusú ablakok jellemzői

Látható, hogy a különböző, egyre jobb üvegezésű ablakok esetén, a belső felületi hőmérséklet, hogyan nő az üvegezés U értékének csökkenésével.

Nyílászárók esetében nem csak a transzmissziós veszteségért felelős U érték a lényeges, hanem beépítésből, a nyitószerkezetek esetleges helytelen működéséből, és a keret, ablak nem megfelelő tömítettségétől függő filtrációs veszteség is fontos veszteségtényező. A táblázat tartalmazza a különböző típusú nyílászárók jellemző légáteresztési tényezőit.

Ezek a tényezők, a beépítés, és technológiától függően változhatnak.

Egy jó minőségű, és tájolású üvegezett nyílászárók esetében, mint transzparens szerkezet szolári nyereséggel is számolhatunk a Q_s = ΣA_tI*g összefüggés alapján.

Az ábrából jól kikövetkeztethető, hogy különböző minőségű üvegek esetén más és más szoláris nyereséget érhetünk el. A hőtechnikai szempontból legrosszabb ábrán 1 jelölésű üveggel érhetjük el a legnagyobb nyereséget.