Pridobljena energija, za neogrevan stekleni prizidek

Indirektno pridobljena toplota Q_Si, se pojavi zaradi vpijanja toplote skozi steklene površine. Vzrok temu je sončno sevanje Q_SD, ki segreva notranjost preko zastekljenih površin. Seštevek obeh vsot je dobljena toplotna energija.

V številnih primerih mejijo zimski vrtovi z notranjim ogrevanim prostorom. Tako se neposredno ogrevajo skozi ločilno steno in nanje ne gledamo kot ogrevani prostor.

Če je zimski vrt povezan s stalno odprtino z ogrevanim prostorom, se to ne obravnava kot ogrevani prostor. Neposredno dobljena toplota Q_Sd se doseže skozi steklene dele zimskega vrta in z ločilno steno, ki je izdelana iz masivnega gradbenega materiala.

• Opozorilo:

Če leži zasenčenje pred zgradbo, ki ni skozi zaraščeno ali pa je samo občasno, se razlike v vrednostih vzamejo iz preglednice številka 1. Kadar niso znani točni podatki stopnje vpoja za ločilno steno, je potrebno dodati vrednost α_sp = 0,5.

Preglednica št. 1:

Faktor za delno sevanje Fh za različne horizontalne kote pravokotni 1) plitki nagib (po DIN V 18599-2:2007-02)
Horizontalni kot	Nagib	Obdobje	Sever	SV/SZ	V/Z	JV/JZ	Jug
0o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00
10o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	0,90 0,88	0,88 0,88	0,83 0,91	0,88 0,94	0,90 0,96
20o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	0,80 0,80	0,78 0,74	0,59 0,79	0,58 0,86	0,58 0,93
30o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	0,73 0,75	0,70 0,63	0,49 0,65	0,41 0,76	0,38 0,88
40o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	0,67 0,71	0,65 0,55	0,44 0,53	0,32 0,64	0,28 0,78
Faktor za delno sevanje Fo za horizontalne previse (po DIN V 18599-2:2007-02)
0o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00
30o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,99	1,00 0,95	0,97 0,92	0,96 0,88	0,97 0,81
45o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,98	0,99 0,91	0,93 0,85	0,90 0,77	0,90 0,68
60o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,96	0,98 0,85	0,87 0,76	0,80 0,65	0,79 0,60
Faktor za delno sevanje F1 za stransko zagraditev (po DIN V 18599-2:2007-02)
0o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00	1,00 1,00
30o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,94	0,97 0,90	0,86 0,94	0,89 0,90	0,89 0,88
45o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,93	0,96 0,84	0,79 0,90	0,84 0,84	0,81 0,82
60o	Pravokoten Pravokoten	Zima Poletje	1,00 0,93	0,96 0,76	0,70 0,84	0,75 0,76	0,70 0,75
1)     Plitki naklon 60o, 45o in 30o po DIN V 18599-2:2007-02 tabela A.3

V nadaljevanju sledi uporaba računskih znakov za izvajanje različnih izračunov

Znaki za shematski prikaz na sliki št. 1:

g_e    Skupna energijska prepustnost transparentnih gradbenih delov

A_e    Zbirna površina transparentnih gradbenih delov

U_p     Koeficient prenosa toplote neprozornih gradbenih delov

U_pe   Koeficient zunanjega prenosa toplote R_se med absorbirano površino in steklenim delom.

Θ_sp  Koeficient vpijanja zunanje steklene površine.

Q_se  Zunanje sončno sevanje

A_i     Talna površina znotraj steklenega prostora

α_si    Stopnja vpijanja talne površine

Q_sd  Neposredno pridobljena toplota

Q_si    Indirektno pridobljena toplota

Q_Ss  Solarno pridobljena toplota

Slika 1 - Shematski prikaz zahtevane velikosti neogrevanega steklenega prostora

Neposredno Q_sd in indirektno Q_si pridobljeno toploto, lahko izračunamo s pomočjo formule  št. 1 in 2:

Formula št. 1:

Up Qsd = 0,024 • Ip,M • Fs • FCe • FFe • ge • (FCw • FFw • gw • Aw + αsp • Ap • ----- ) • tM   [kWh/M]                                                                                                     Upe

Pomen simbolov v formuli št. 1 in 2:

Q_sd      Direktno pridobljena toplota                                                           [kWh/M]

I_p,M       Povprečno mesečno sevanje na absorpcijsko delilno steno, med ogrevanim prostorom in

            steklenim prizidkom                                                                       [W/m²]

F_s         Dejavnik zasenčenja za splošne uporabne namene F_s  = 0,9

F_Fe         Dejavnik za zmanjšanje površine delov okvirja na steklenem delu

F_Ce         Dejavnik zmanjšanja za sončno zaščito steklenega dela

g_eff         Energijska učinkovitost in stopnja prepustnosti na steklenem delu

F_Cw        Dejavnik za zmanjšanje naprave pred sončno zaščito na oknu predelne stene

F_Fw        Dejavnik za zmanjšanje okenskega okvirja na predelni steni

g_w          Skupna energijska prevodnost skozi okna na predelnem zidu

A_w          Bruto površina okna in delilne stene 

α_sp          Absorpcijska stopnja zunanje površine delilne površine med ogrevanim prostorom in steklenim

            delom

A_p           Absorpcijska površina neprozorne delilne stene med ogrevanim prostorom in steklenim delom

            v [m²]

U_p           Prehodni toplotni koeficient neprozorne površine delilne stene med ogrevanim prostorom in

            Steklenim delom [W/m²K]

U_pe          Prehodni toplotni koeficient med absorbirano površino in steklenim delom [W/m²K],

tM        Število dni v mesecu M [d].

Formula št. 2: 

Up Qsi = 0,024 (1 - Fu) • Fs • FCe • FFe • ge (∑ Isi,M • αsi • Ai - Ip,M • αsp • Ap • -------- ) • tM [kWh/M]                                                                                                 Upe

Pomen simbolov v formuli št. 2:

Q_si      indirektno pridobljena toplota

F_u       Temperaturni korekcijski faktor proti neogrevanem prostoru /preglednica številka 2

I_si,M     Povprečno mesečno sevalna intenzititeta  na površino tal [W/m²]

α_si         Stopnja vpijanja zgornje površine zimskega vrta

A_i       Površina znotraj steklenjaka, ki prevzeme sončno sevanje. [m²]

Opozorilo:

Če za osnovno ploskev zimskega vrta niso poznani nobeni točni podatki, je treba po formuli α_si = 0,8 izračunati osnovno ploskev. Če je izračunana neposredno in indirektno pridobljena toplota pridobljena iz sonca za določeni mesec, je izračunana solarno pridobljena toplota. K temu je potrebno prišteti dobljene vrednosti po formuli št. 3.

Formula št. 3 

QSs = QSd + QSi  [kWh/M]

Pomen simbolov v formuli št. 3:

Q_Ss      Pridobljena solarna toplota                        [kWh/M]

Q_Si     Posredno pridobljena toplota                    [kWh/M]

Q_Sd     Neposredno pridobljena solarna toplota  [kWh/M]

Vendar zimski vrt vendarle je znotraj toplotnega ovoja in se šteje za ogrevanega. To zahteva, da moramo koeficient toplotne prehodnosti izračunati. Ugotavljanje koeficienta toplotne prehodnosti za zastekljeni zimski vrt je samo ugotavljanje, če mora biti znižani dejavnik b natančno izračunan.

Znižani faktor b lahko izračunamo po formuli 4.

Formula 4:

b = Hue/Hiu + Hue [-]

Pomen simbolov v formuli:

b      dejavnik znižanja                                                                                                [-]

H_iu    specifične transmisijske izgube med ogrevanim in neogrevanim prostorom [W/K]

H_ue   specifične transmisijske izgube od neogretega prostora navzven                 [W/K]

Pomen znakov:

I_u      od zunaj k neogrevanem

U_e    od neogrevanega navzven

Primer izračuna: Pridobljena toplota preko zimskega vrta

Za izračun izenačenja uporabimo določila po DIN V 4108-6. Dobljena toplota Q_Ss iz zimskega vrta, ki prehaja v ogrevano področje zgradbe, je mogoče izračunati po formuli Q_Ss = Q_sd + Q_si, ki je osnova za izračun (formula številka 3). To je vsota iz neposredne Q_sd in posredne Qsi dobljene toplote. Oba dobitka izračunamo po formuli številka 1 in številka 2. Zahteve za geometrijsko lokacijo postavitve zgradbe, so prikazane na sliki številka 2.

Slika 2 - Pogled na enodružinsko hišo z neogrevanim zimskim vrtom

Nazivne vrednosti za izračun:

l_{p,S, marec}   = 80 W/m²     Globalno sončno sevanje na južno stran neogrevanega zimskega vrta

F_u           = 0,5             Temperaturni korekcijski faktor za neogrevani sosednji prostor, preglednica št. 2

 

F_S           = 0,9             Splošni uporabni primeri

 

F_Ce          = 1,0            Dejavnik za znižanje brez sončne zaščite v zimskem vrtu

 

F_Cw          = 1,0            Dejavnik za znižanje brez sončne zaščite za okno v delilni steni

 

F_Fe           = 0,9            Dejavnik zasenčenja za dele okvirjev zunanjega oboda zimskega vrta

 

F_Fw           = 0,649        Dejavnik zasenčenja za dele okvirja okna v delilni steni

 

g_w            = 0,58          Skupna energijska stopnja prepustnosti okna v zimski vrt; padec sončnih žarkov

                                    pravokotno

 

A_w          = 7,5 m²       Transparentna skupna površina predelne stene k neogrevanem zimskem vrtu

 

A_p          = 12,0 m²      Ne transparentna skupna površina predelne stene k ne ogrevanem zimskem vrtu

 

U_p      = 0,22 W/ m²K  Toplotni prehodni koeficient delilne stene v zimskem vrtu

 

U_pe   = 7,69 W/ m²K   je toplotno prehodni koeficient med površino delilne stene in zimskega vrta.    

                                    (obratna vrednost od R_se = 0,13 m²K/W 1/10,13 = 7,69  

 

A_iB     = 11,0 m²         odgovarja površini talne plošče, ki prevzema sončno sevanje

 

α_si      = 0,8                povprečna solarna absorpcijska stopnja

 

α_sp       =  0,8               solarna absorpcijska stopnja ne transparentne delilne površine med ogrevanim

                                 prostorom in zimskim vrtom

l_{p,S, marec}   = 82 W/m², globalno sončno sevanje za talno ploščo 0* (DIN 4208-6)

_tM,marec     = 31 dni    

Preglednica št. 2 (10.1): Temperaturni korekcijski faktor F_xi za izračun dejavnika toplotnih izgub H_U, po DIN V 4701-10 : 2003-08)

Toplotni pretok od zunaj preko gradbenih delov	Temperaturni korekcijski dejavnik           Fxi
Zunanji zid, okna	1,0
Streha (kot sistemska meja)	1,0
Zgornja nadstropja (podstrešje neizgrajeno)	0,8
Stranski zid	0,8
Stene in stropi v neogrevanih prostorih	0,5
Spodnji gradbeni zaključek -       Kletna plošča - stene neogrevanih prostorov -       Pohodna plošča nad zemljo -       Površina ogrevane kleti proti zemlji	0,6

Rešitev je:

1.     Direktno solarno dobljena toplota: formula številka 1

Formula št. 1

Up QSd = 0,024 • lp,M • FS • FCe • FFe • ge • (FCw • gw • Aw + αsp  •  Ap •  -------- ) •  tM [kWh/Marec]                                                                                                                  Upe

= 0,024 • 80 • 0,9 • 1,0 • 0,9 • 0,522 •  [1,0  • 0,649  • 0,58 • 7,5 + 0,8 • 12 • (0,22/7,69)] • 31

= 0,812 • (2,823 + 0,275) •31 = 0,812 • 3,1 • 31 = 78,03 kWh/M_,Marec

2.     Posredno solarno dobljena toplota: formula številka 2

UP Qsi = 0,024 • (1 - Fu) • Fs • Fce • FFe • ge • (∑ lsi,M • αsi  • Ai - llp,M • αsp • Ap • -------- ) • tM [kWh/M]                                                                                                           Upe

= 0,024 • (1- 0,5) • 0,9 • 1,0 • 0,9 • 0,522 • [82 • 0,8 • 11,00 - 80 •0,8 • 12 •(0,22/7,69)] • 31

= 0,0051 • (721,6 - 21,97) • 31 = 0,0051 • 699,63 • 31 = 110,6 kWh/_M,Marec

Solarno pridobljena toplota za mesec marec se izračuna po formuli številka 2

QSs = QSd + QSi         = 78,03 + 110,6 = 188,63 kWh/M,Marec

Da bi lahko izračunali pridobljeno toploto skozi celo leto, je po predhodnem vzorcu treba narediti izračun za ostale mesece.