KOMFORT- ÉS ENERGETIKAI KÖVETELMÉNYEK, ÜVEGFELÜLETEK HATÁSA, HŐFORRÁSOK, ENERGIAHATÉKONY MEGOLDÁSOK

Átírás

1 1 KOMFORT- ÉS ENERGETIKAI KÖVETELMÉNYEK, ÜVEGFELÜLETEK HATÁSA, HŐFORRÁSOK, ENERGIAHATÉKONY MEGOLDÁSOK Dr. habil. Kajtár László tanszékvezető BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék MMK Szakmai Továbbképzés Tatabánya november 13.

2 Tartalom 2 1. Hőkomfort, belsőlevegő minőség 2. Irodaházak helyszíni komfort mérése, minősítése 3. Energiahatékony rendszermegoldások

3 1. Hőkomfort, belsőlevegő minőség 3 AKTUALITÁS 1. MSZ CR 1752:2000; MSZ EN 15251: Igényes komfortfokozatú épületek iroda, színház, szálloda 3. Nemzetközi konferenciák INDOOR AIR (Koppenhága,Nagoya,Peking,Austin) HEALTHY BUILDINGS, ROOMVENT (Lisszabon, Szingapúr, Helsinki, Budapest, Peking,Brisbane)

4 Elméleti alapok- követelmények 4 Kellemes hőkomfort definíció M = H + W Hőegyensúlyi alapegyenlet H - E d - E sw - E re - L = K = R + C Differenciált hőkomfort A, B, C kategóriák MSZ CR 1752 I, II, III, IV kategóriák MSZ EN 15251

5 Hőkomfort értékelése 5 PMV = f M A Du,I cl,t l,t KS, p v,w

6 6 Javasolt komforthőmérsékletek

7 Komfortkategóriák MSZ CR A test egészének hőállapota Helyi diszkomfort Kategória Az elégedetlenek százaléko s érték, PPD Várható hőérzeti érték, PMV Az elégedetlenek százalékos értéke huzat esetében, DR Vertikális hőmérséklet különbség esetén, % Meleg vagy hideg padló esetében, % Sugárzási aszimmetri a következtében, % A <6-0,2<PMV<+0,2 <15 <3 <10 <5 B <10-0,5<PMV<+0,5 <20 <5 <10 <5 C <15-0,7<PMV<+0,7 <25 <10 <15 <10

8 Komfortkategóriák MSZ CR Épület/tér típusa Ruházat (clo) Aktivitási Bent tartózkodó szint személy/ Kategória Operatív Átlagos levegő- Hangnyo hőmérséklet, C sebesség, m/s más szint Nyár Tél (met) m 2 padló Nyár Tél Nyár Tél db(a) Kis A 24,5± 0,5 22,0 ±1,0 0,18 0,15 30 iroda- 0,5 1,0 1,2 0,1 B 24,5± 1,5 22,0 ±2,0 0,22 0,18 35 helyiség C 24,5 ±2,5 22,0 ±3,0 0,25 0,21 40 Nagyterű A 24,5 ±0,5 22,0 ±1,0 0,18 0,15 35 iroda- 0,5 1,0 1,2 0,07 B 24,5 ±1,5 22,0 ±2,0 0,22 0,18 40 helyiség C 24,5 ±2,5 22,0 ±3,0 0,25 0,21 45 Konferen A 24,5 ±0,5 22,0 ±1,0 0,18 0,15 30 cia 0,5 1,0 1,2 0,5 B 24,5 ±1,5 22,0 ±2,0 0,22 0,18 35 terem C 24,5 ±2,5 22,0 ±3,0 0,25 0,21 40 A 23,5 ±1,0 20,0 ±1,0 0,16 0,13 35 Vendéglő 0,5 1,0 1,4 0,7 B 23,5 ±2,0 20,0 ±2,0 0,20 0,16 45 C 23,5 ±2,5 20,0 ±2,5 0,24 0,19 50 A 24,5 ±0,5 22,0 ±1,0 0,18 0,15 30 Iskola 0,5 1,0 1,2 0,5 B 24,5 ±1,5 22,0 ±2,0 0,22 0,18 35 C 24,5 ±2,5 22,0 ±3,0 0,25 0,21 40 A 23,5 ±1,0 20,0 ±1,0 0,16 0,13 30 Óvoda 0,5 1,0 1,4 0,5 B 23,5 ±2,0 20,0 ±2,0 0,20 0,16 40 C 23,5 ±2,5 20,0 ±2,5 0,24 0,19 45

9 Helyi diszkomfort tényezők 9 Hideg- és meleg padlók Csoport A B C Felületi hőmérséklet C C C Az elégedetlenek várható százalékos aránya a padlóhőmérséklet függvényében.

10 Helyi diszkomfort tényezők 10 Sugárzási aszimmetria Kategória Sugárzási hőmérséklet aszimmetria, C meleg menny. hideg fal hideg menny. meleg fal A B C Az elégedetlenek várható százalékos aránya különböző sugárzási aszimmetria esetén

11 Frisslevegő igény Légzés 2. Érzékelhető BLM olf, decipol 3. Egészségügyi követelmények CO 2, formaldehid, VOC, radon, azbeszt

12 A frisslevegő-igény 12 -MSZ Szellemi munka, könnyű fizikai munka: 30 m 3 /h,fő Közepes fizikai munka: 40 m 3 /h,fő Nehéz fizikai munka: 50 m 3 /h,fő A kategória: 43,5 m 3 /h,fő (MSZ CR 1752) -DIN 1946/ m 3 /h,fő a hazai gyakorlat irodaházaknál Munkatér Térfajta Rendezvény terek Oktatási terek Közönségforgalmi terek Példa Kisterű iroda Nagyterű iroda Koncertterem Színház Konferencia terem Olvasóterem Osztályterem Előadóterem Előadótér Vendéglő Fejadag szerint m 3 /h Alapterület szerint m 3 /m 2,h

13 Komfortkategóriák a CO 2 -koncentráció alapján 13 Komfort kategória MSZ CR 1752 A B C PD, % Δk, ppm V, m 3 /h,fő 43,5 30,3 16,8

14 14 Laboratóriumi mérések

15 Laboratóriumi mérések 15 Az olf-box és a levegőminőségi etalonok

16 BLM követelmény alapján 16 Tevékenység Ember olf c b = 1,0 15% Csak ember (0,1 fő/m 2 ) c b = 1,4 20% c b = 2,5 30% m 3 /h,fő Ember + épület + légtech. (ép. + légtech. = 0,2 olf/m 2 ) c b = 1,0 15% c b = 1,4 20% c b = 2,5 30% Aktivitás: 120W , ,8 Aktivitás: 150W 1,5 67, ,5 157, ,8 20% dohányzik , ,6 40% dohányzik , ,3 dohányzó átl ,3 MSZ CR 1752 KÜLSŐ LEVEGŐ: 0,2 dp, város közepes levegő (e=1)

17 Tanszéki OTKA - kutatás 17 0,70 0,60 0,50 Fanger skála eredményei Ülés elején Első szünet elött Második szünet elött/ülés végén Ülés végén Dr. Herczeg Levente - PhD disszertáció Témavezető: Dr. Kajtár László Szavazatok átlaga 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00-0, CO 2 koncentráció [ppm]

18 A komfort biztosítása 18 - Komfort ismeretek 1997 óta Komfortelmélet tárgy a BME-n 2000: Bánhidi-Kajtár: Komfortelmélet, egyetemi tankönyv, Műegyetemi Kiadó 2017: Bánhidi-Kajtár: Válogatott fejezetek a komfortelmélet témaköréből, Akadémiai Kiadó - Komfort követelmények MSZ CR 1752:2000 Épületek szellőztetése. Épületek belső környezetének tervezési alapjai. MSZ EN 15251:2007 Épületek energia-teljesítőképességének tervezésére és becslésére, levegőminőségére, hőmérsékletére, fény-és akusztikai viszonyaira vonatkozó bemeneti paraméterek. - Beruházási műszaki terv, tender dokumentáció - Mérés, értékelés.

19 Komfortkategóriák, épületgépészeti rendszer 19 Beruházási, üzemeltetési költségek A B C igényszint beruházási költség

20 2. Irodaházak helyszíni komfort mérése, minősítése 20 Mérési eredmények értékelése irodaházban: - Hőmérséklet, nedvességtartalom és levegősebesség mérés PMV, PPD Turbulencia fok: Tu, DR - CO 2 (ppm) mérés - Kiértékelés valószínűségelméleti alapon 95%-os konfidenciatartomány

21 21 Komfort helyszíni mérések

22 2. Irodaházak helyszíni komfort mérése, minősítése 22 Telepített mérőműszerek: mérőrudak (8 12 db), mintavételezés 5 percenként, turbulenciafok és a huzathatás mérése (2db) műszercsoport, mintavételezés 2 másodpercenként, áttelepítés 3-5 naponta, mérési időtartam 2-4 hét, naponta tárolt adatmennyiség adat. Kiértékelés: saját fejlesztésű programmal.

23 Hűtőmennyezet rendszer PMV-, PPD eredmények 23 PMV [-] PMV számított érték változása 02. szoba ,00 0,80 A komfortkategória 0,60 0,40 0,20 0,00-0,20-0,40-0,60-0,80-1,00 0:30 3:00 5:30 8:00 10:30 13:00 15:30 18:00 20:30 23:00 Idő PPD [%] 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 PPD számított érték változása 02. szoba ,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0:30 3:00 5:30 8:00 10:30 13:00 15:30 18:00 20:30 23:00 Idő

24 24 Légcsatornázott fan coil rendszer

25 Légcsatornázott fan coil rendszer 25 Helyiség Dátum PMV PPD Átlag Szórás Átlag Szórás Kategória 5. Iroda Déli tájolás 8. Iroda Nyugati tájolás ,08 0,60 6,8 2,7 B ,08 0,50 6,4 3,4 B ,05 0,24 6,6 0,7 B ,08 0,34 5,6 1,7 B ,03 0,14 5,1 0,2 A ,13 0,48 6,5 5,5 C ,07 0,04 5,1 0,1 A 1. Iroda Északi tájolás ,08 0,06 5,2 0,2 A ,06 0,08 5,1 0,2 A ,23 0,74 8,7 9,8 >C 7. Iroda Déli tájolás 9. Iroda Nyugati tájolás ,22 0,42 6,8 5,7 C ,06 0,50 6,3 2,9 B ,33 1,61 19,9 35,6 >C ,08 0,51 6,4 3,4 B

26 Légcsatornázott fan coil rendszer ,00% 80,00% CO2 koncentráció Hőérzet PMV, PPD 60,00% Levegő hőmérséklet Huzatérzet DR 40,00% 20,00% 0,00% A B C >C Hőérzet PMV, PPD Levegő hőmérséklet Huzatérzet DR Komfort kategóriák CR 1752 szerint A B C >C 22,22% 38,89% 27,78% 11,11% 7,14% 35,71% 27,38% 29,77% 72,21% 5,56% 16,67% 5,56% CO 2 koncentráció 100,00% 0,00% 0,00% 0,00%

27 A komfort újraértelmezése 27 Differenciált komfort Komfortkategóriák Komfort minősítése valószínűségelméleti alapok Igényes komfort költségesebb klímarendszer

28 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 Külső árnyékolás hiánya, PMV 28 PMV 1.0 (a) PMV 1.0 (b) Time Time a. Északi tájolású iroda b. Déli tájolású iroda

29 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 Külső árnyékolás hiánya, PPD 29 PPD [%] 25 (a) PPD [%] 25 (b) Time Time a. Északi tájolású iroda b. Déli tájolású iroda

30 Macskásy komfort-klímatechnika laboratórium 30

34 3. Energiahatékony rendszermegoldások 34 Hőforrások: kondenzációs kazán, hőszivattyú, napenergia hasznosítás Alacsony hőmérsékletű fűtés, magas hőmérsékletű hűtés Felületfűtés, -hűtés, Épülettemperálás, Klímatechnikában: külső árnyékolás, free-cooling alkalmazása, nagyhatékonyságú hővisszanyerés, entalpia-szabályozásos rendszer, hűtőenergia tárolás, frekvenciaváltós szivattyú, illetve ventilátor.

35 Épületszerkezet és árnyékolás % 276% 202% 164% 149% 100%

36 Free-cooling Nyári üzem

37 Free-cooling Téli üzem

38 Free-cooling Energiamegtakarítás

39 Levegőkezelő központ nagyhatékonyságú levegő-víz hővisszanyerővel Rendszerterv

40 Levegőkezelő központ nagyhatékonyságú levegő-víz hővisszanyerővel

41 41 Entalpia-szabályozásos rendszer

42 Entalpia-szabályozásos rendszer 42 A friss [%] 100 Frisslevegő arány Entalpia szabályozásos Állandó visszakeveréses t K [ C] Q H [kw] Hűtési teljesítmény Entalpia szabályozásos Állandó visszakeveréses t K [ C]

43 Entalpia-szabályozásos rendszer 43 Q gőz [kw] 50 Gőzbeporlasztás teljesítményigénye Entalpia szabályozásos Állandó visszakeveréses t K [ C]

44 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 44 KSS1 FCK Verbr. PWT ESP = Folyadékhűtő berendezés = Szabadhűtéses kondenzátor = Fogyasztók = Laphőcserélő = Jégakkumulátor

45 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 45 kw of refrigeration Daily Consumption Hours kw of refrigeration Discharge Direct Production Charge Hours

46 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 46 LYNWOOD JAIL Los Angeles (USA) STL - AC - 600

47 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 47 OFFICE BUILDING Frankfurt (Germany) STL

48 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 48 DCS MM21 Yokohama (Japan) STL

49 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 49 MUSEUM La Villette Paris STL

50 Klimatizálás hűtőenergia tárolóval 50 CALMAC rendszer

51 ErP (Energy related Products Directive) korábban EuP (Energy Using Products Directive) 51 A direktíva hatása: Az EU ErP irányelv 2009/125/EK, amelyet Eco Design direktívának is hívnak definiálja az energiát felhasználó berendezésekkel támasztott minimális követelményeket. Az ErP irányelv célja az energia felhasználás és a CO2 kibocsátás csökkentése és a megújuló energiák részarányának növelése. Az irányelv minden olyan termékre vonatkozik, amelyet az Unió területén építenek be, és helyeznek üzembe. (European Economic Area - EEA). Az unión kívülre irányuló exportra nem vonatkozik a hatálya. CE címke alkalmazásának feltétele, akkreditált laboratóriumok alapján.

52 ErP előírások (kivonat) 52 Rendelet száma Dátum Termék EK 640/ Elektromos motor EK 641/ Szivattyúk EK 327/ Ventilátor (125W - 500kW) EU 206/ Légkondicionáló és komfort ventilátorok EU 547/ Vízszivattyúk EU 813/ Fűtőtestek EU 814/ Vízmelegítők EU 548/ Transzformátorok EU 1253/ Szellőztető egységek (> 30W)

53 53 Köszönöm a figyelmet!