Direkt rendszerek. A direkt rendszerben az elnyelés, tárolás, leadás egy helyen történik.

Átírás

1 Direkt rendszerek A direkt rendszerben az elnyelés, tárolás, leadás egy helyen történik. A példa épületek nem tisztán direkt rendszerek, de jól illusztrálnak néhány elve: hatékony zóna, tájolás, kerületterületarány, körrajz, puffer zóna, talaj szerepe, nyári hıvédelem. A fentieken túl a direkt rendszerek kulcskérdése a transzparens szerkezetek és a hıtároló képesség összehangolása. 1

2 A hatékony zóna mélysége kb. 5 m a szokásos szemöldök magasságok mellett Fontos tudni, merre tájoljuk a transzparens szerkezeteket, azok mögött mennyi hıtároló tömegre van szükség... 2

3 Nyáron a természetes szellıztetés és a párolgásos hőtés is elegendı a kellemes belsı környezet biztosításához. Ezt (is) Frank Lloyd Wright tervezte 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 (Freiburg, autonóm ház: PV cellák, transzparens hıszigetelés, szezonális energiatárolás, vízbontás,) 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 A belsı határoló szerkezeteket két oldalról érik hıhatások az aktív zónát mindkét oldalról számítjuk. Két eset lehetséges: a szerkezet vastag, nagy ellenállású, a két aktív zóna nem ér össze (közte maradhat egy olyan zóna, amely túl mélyen van ahhoz, hogy a hıáram fél nap alatt odaérjen ) vagy a két aktív zóna éppen összeér a számítás módja ugyanaz, mint a külsı határolószerkezetek esetében. A szerkezet vékony, kis ellenállású, a két aktív zóna egymást átlapolja - esetleg túl is lógnak a tényleges vastagsági méreten a szerkezet tömegének felét az egyik, felét a másik helyiség hıtároló tömegéhez számítjuk. 15

16 A helyiség hıtároló tömege a belsı és külsı szerkezetek fajlagos hıtároló tömegeinek és felületeinek szorzatösszege: M = A j m j Többszintes épületekben a helyiség hıtárolóképességének túlnyomó hányada a belsı szerkezetek hıtárolóképességébıl adódik! Meghatározó a helyiség felöli elsı réteg(ek) anyaga és vastagsága (padlócsempe + ágyazóhabarcs + beton habalátétes szınyegpadló, monolit vasbeton födém vakolva álmennyezet hangelnyelı réteggel, teherhordó vasbeton harántfal szerelt válaszfal, külsı fal külsı oldali hıszigeteléssel külsı fal belsı oldali hıszigeteléssel, vasbeton porózus-üreges falazóelem) Az esetek túlnyomó többségében a nagy hıtárolóképesség elınyös: - az idıben változó hıhatásokra a helyiség lustábban válaszol, - a belsı hımérséklet stabilabb, ingadozása kisebb, - a főtési/hőtési teljesítményigény egyenletesebb, a szabályozás egyszerőbb, - a csúcsigények kisebbek, - nyáron a túlmelegedés kockázata kisebb, a belsı hımérséklet maximuma alacsonyabb (de a minimum magasabb - ez következik a kisebb lengésbıl), - a napsugárzásból származó hınyereség hasznosítása télen jobb (a napközben azonnal nem hasznosítható hıt a szerkezetek - elfogadhatóan csekély hımérsékletnövekedés mellett - elnyelik és tárolják, éjszaka elfogadhatóan kis hımérsékletcsökkenés mellett visszaadják, ezzel fedezve az éjszakai hıveszteség egy részét. A nagy hıtárolóképesség hátránya, hogy szakaszosan használt helyiségek esetében a szakaszos főtéssel elérhetı energiamegtakarítás kicsiny. 16

17 A transzparens szerkezetek -ablakok - egyenértékő hıátbocsátási tényezıje U e Az ablakok energiamérlegének két fontos összetevıje (egységnyi homlokfelületre felírva): transzmissziós veszteségek: q v = U (t i -t e ) sugárzási nyereség: q s = I N A ü /A ö Egy adott idıszakra, jelen esetben a főtési idényre a halmozott értékek: Q v = U (t i -t e ) = U DD Q s = N A ü /A ö Σ I A mérleg: Q v - Q s = U (t i -t e ) = U DD - N A ü /A ö Σ I Kényelmi okokból ezt q eredı = U egyenértékő ( t) formában kívánjuk felírni. Egyszerő formai átrendezéssel kapjuk, hogy U egyenértékő = U - {Σ I/DD} N A ü /A ö szerkezet jellemzıi - mit építek be éghajlat, tájolás jellemzıi - hol építem be t A belsı hımérséklet szerepe t i t i DH o = [ t t τ) ] i e t e t i ( dτ t e Szeptember Május τ 17

18 t Sugárzási nyereség t i t b1 t e September May τ t t i Emberek hıleadása t b1 t b2 t e September May τ 18

19 t t i Belsı hıterhelés t b1 t b2 t b3 t e September May τ t t i t b1 t b2 Főtési rendszer t b3 t e September May τ 19

20 A {Σ I/DD} hányados számértéke magyarországi éghajlati feltételek mellett jól benapozott déli homlokzaton 3, a szórt sugárzás miatt még az északi homlokzaton is 1. Ez azt jelenti, hogy a déli homlokzaton egy jobb minıségő ablak energiamérlegét a főtési idény egészére kifejezı k egyenértékő 0, vagy akár negatív is lehet (a nyereségek kiegyenlítik vagy akár meg is haladják a veszteségeket). Ez azonban csak akkor igaz, ha a sugárzási nyereség hasznosul is, aminek az a feltétele, hogy a helyiség hıtároló tömege a nappali idıszakban érkezı sugárzási nyereség feleslegét elfogadhatóan kicsi hımérsékletemelkedés mellett felvegye és azt éjszaka elfogadhatóan kicsi hımérsékletcsökkenés mellett leadja. Az elegendı hıtárolóképesség egyszerő ökölszabály szerint az, hogy minden 1 m2 tökéletes luk mögött legyen 2000 kg hıtároló tömeg Mi a töléletes luk? Jelen esetben egy olyan elem, amely az érkezı sugárzást teljes egészében átereszti, azaz naptényezıje 1 és teljes felülete transzparens, azt opaque tok- és szárnyszerkezet nem csökkenti. A tökéletes luk és a valódi ablak felületei közötti összefüggés: 1 m 2 ablak = N A ü /A ö m 2 tökéletes luk avagy fordított irányban 1 m 2 tökéletes luk = 1/ N A ü /A ö m 2 ablak Ha egy helyiség hıtároló tömege M, és annak homlokzatán A 0 M/2000 m 2 tökéletes luk azaz A A A 0 / N A ü /A ö m 2 ablak van, akkor arra az egyenértékő hıátbocsátási tényezı alkalmazható. 20